Эрозия почв причиняет сельскому хозяйству огромный вред: вызывает гибель посевов и культурных насаждений, ухудшает водный режим (вследствие глубокого дренирования территории), резко снижает плодородие почв и урожай культур, сокращает площадь сельскохозяйственных угодий ввиду возрастающей расчлененности местности и полной или частичной потери почвой гумусового слоя.
Для борьбы с эрозией почв разработан и широко применяется комплекс агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий. При его осуществлении учитывают природные условия и особенности эрозионных процессов применительно к конкретной территории, что имеет решающее значение для борьбы с этим явлением.
К основным агротехническим мероприятиям в районах, подверженных водной эрозии, относятся обработка почвы и посев поперек склонов или по горизонталям; размещение культур сплошного посева и пропашных чередующимися полосами; устройство на пашне временных земляных валиков, прерывистых борозд и лунок для задержания талых вод; проведение периодической глубокой вспашки с целью улучшения водопроницаемости почв, накопления влаги и создания мощного культурного слоя; создание буферных полос посевом многолетних трав, террасирование склонов, шпалерная посадка культур, применение удобрений и другие.
Для борьбы с ветровой эрозией применяют безотвальную обработку почвы с оставлением на ее поверхности стерни и растительных остатков; использование гербицидов для уничтожения сорняков и предотвращения излишнего распыления почвы обрабатывающими орудиями; перекрестный и узкорядный посев культур; снегозадержание, посевом высокостебельных растений (кулисы); посев много- и однолетних культур чередующимися полосами, направленными поперек господствующих ветров; внедрение почвозащитных севооборотов.
Для борьбы с ирригационной эрозией необходимо проводить тщательную планировку полей, закреплять берега оросительных каналов, проводить поливы по горизонталям, шире применять дождевание, подпочвенное орошение и т. д.
К лесомелиоративным мероприятиям относятся посадка полезащитных лесных и садовых полос, которые снижают скорость ветра и способствуют равномерному распределению зимних осадков; создание водопоглощающих лесных полос по склонам, посадка древесных и кустарниковых пород у вершин склонов, по дну оврагов и балок; залужение склонов многолетней травянистой растительностью; размещение водоохранных насаждений по берегам рек, каналов, прудов и других водоемов.
Гидротехнические мероприятия предусматривают урегулирование поверхностного стока на данной территории путем создания инженерно-технических сооружений: строительство прудов и водоемов, устройство водоотводов в виде бетонированных лотков и наклонных труб, закрепление дна оврагов водоупорными перепадами и другие.
Эрозия почвы и борьба с ней
1. Эрозия в равнинных условиях
Водная эрозия - процесс разрушения горных пород, почв, грунтов талыми и дождевыми водами, являющийся одним из главных факторов формирования рельефа земной поверхности. Различают поверхностную водную эрозию, при которой происходит смыв почвы, и линейную, приводящую к размыву почвогрунта (оврагообразованию). Развитие форм эрозионного рельефа происходит вследствие боковой и глубинной эрозии. Под первой понимают подмыв берегов (долин, балок, оврагов), под второй - врезание русла потока в глубину. Размывающая способность потоков тем значительнее, чем больше скорость их течения и крупнее частицы грунта. Различают нормальную (естественную) водную эрозию и ускоренную (антропогенную), связанную с нерациональной деятельностью. На сельскохозяйственных землях водная эрозия вызывается поверхностным сроком, который формируется при снеготаянии, во время дождей (ливневая эрозия), а также при поливах (ирригационная) эрозия.
Водная эрозия развита на всех континентах мира. По результатам глобальной оценки деградации почв (1991 г.), площади, подверженные водной эрозии, в Африке составляли 227,4 млн. га (7,7% площади континента), Азии - 439,6 (10,3%), Австралии - 82,9 (9,4), Европе - 114,5 (12,1), Северной Америке - 106,1 (4,8), Южной Америке - 123,2 млн. га (7%). В СНГ водная эрозия наиболее распространена в бассейнах крупных рек в предгорных и на горных территориях.
Водная эрозия почв приняла во всем мире настолько большие размеры и наносит столь огромный и многосторонний, часто непоправимый, ущерб, что защита почв от эрозии стала одной из важнейших проблем человечества. Почва - национальное богатство каждой страны, основное средство сельскохозяйственного производства, поэтому защита ее от эрозии жизненно необходима.
Развитие цивилизации сопровождалось уничтожением растительного покрова при распашке земель и вырубке лесов.
Следствием этого явилось нарушение сложившегося равновесия в природе, в результате чего увеличился поверхностный сток воды, усилились ветры, распаханная почва подверглась разрушению ветром и водой. Чтобы овладеть способами защиты почвы от разрушения поверхностным стоком воды, необходимо в общих чертах познакомиться с закономерностями этого процесса.
Водный баланс любого участка земли за многолетний период выражается формулой Пенка-Оппокова:
Р = R + E,
где Р - атмосферные осадки; R - сток; E - испарение.
Для Центрально-черноземного района РФ (по А.М. Грину) элементы уравнения водного баланса будут равными: Р = 520 мм; R= 69 мм; E= 451 мм. Эти величины выражаются в миллиметрах слоя воды, распределенного по площади какого-либо водосбора реки. Осадки измеряются на метеостанциях дождемерами, сток - по расходу воды в реке, а испарение - в виде разницы между осадками и стоком.
Отдельные элементы водного баланса, помимо связи с климатическими факторами, находятся в большой зависимости от состояния поверхности земли. Для анализа этой зависимости приведенное выше уравнение водного баланса было развернуто Г.Н. Высоцким (1938) и уточнено М.И. Львовичем (1950) следующим образом:
Р = S + W или Р = S + U + T + N,
где Р - атмосферные осадки; S - поверхностный сток воды; W - валовое увлажнение территории (величина впитывания воды почвой; U - грунтовый сток воды; T - транспирация растений (продуктивное испарение); N - физическое испарение.
Рассмотрение приведенных уравнений показывает, что увлажнение территории W находится в большой зависимости от величины поверхностного стока воды S. В свою очередь, оба эти элементы зависят от состояния поверхности и структуры почвы, что определяет собой скорость впитывания (инфильтрацию) воды. Увеличение шероховатости поверхности и улучшение структуры почвы способствуют быстрому впитыванию атмосферных осадков, следовательно, увеличению увлажнения территории и уменьшению поверхностного стока воды. Поглощенные почвой атмосферные осадки расходуются на физическое испарение и транспирацию растений и частично просачиваются вглубь, пополняя грунтовый воды. Эти воды, следуя уклону водонепроницаемого слоя, текут в грунте, а при выходе из него равномерно питают реки в течение года. Поверхностный сток воды часто является не только бесполезным в хозяйственном отношении, но и наносит огромный вред народному хозяйству.
Поверхностный сток воды наблюдается при уклоне более 0,50°. Уклоны свыше 2° считаются эрозионноопасными, так как в этом случае поверхностный сток вызывает сильную эрозию почвы. Различают нормальную или геологическую и ускоренную эрозию почвы. Под геологической эрозией понимают разрушение поверхности суши, происходившее как в прошлом, так и теперь под влиянием естественных причин. В настоящее время темпы такой эрозии малы, внешне незаметны и перекрываются процессом почвообразования.
Ускоренная эрозия порождается хозяйственной деятельностью человека. Ускоренной она называется потому, что темпы ее развития во много раз превышают геологическую эрозию, хотя закономерности их развития остаются общими.
Современный рельеф суши есть результат совместных процессов горообразования, вековых движений земной коры и геологической эрозия. Под влиянием последней сформировалась гидрографическая сеть, т.е. система взаимосвязанных пониженных элементов рельефа. Вода, стекая по поверхности земли вниз по склонам, концентрируется в гидрографической сети и по ней уходит в реки и затем в моря и океаны.