16.2.2. Деградация физических свойств почв

Физическая деградация почв, особенно суглинистого и глинистого гранулометрического состава, является следствием дегумификации, осолонцевания, переувлажнения, уплотняющего и разрушающего воздействия сельскохозяйственной техники.

Основными показателями деградации физического состояния почв являются:

• ухудшение структурного состояния почв тяжелого гранулометрического состава, характеризуемое повышением содержания глыбистой фракции (агрегаты крупнее 10 мм при сухом просеивании) и снижением содержания агрономически ценных агрегатов (10-0,25 мм);

• снижение пористости почвенных агрегатов размером 5-7 мм;

• уменьшение равновесной плотности пахотного слоя;

• снижение водопроницаемости.

Таблица

Оценка степени деградации пахотного слоя почв по физическим свойствам (А.Г. Бондарев, И.В. Кузнецова, 1988)

Показатели физических свойств	Реальные значения	Почвы*	Недеградированные	Степень деградации
				Слабая	средняя	сильная
Содержание глыбистой фракции, %	10-65	1,2 3,4	<20 <30	20-30 30-40	30-40 40-50	>40 >50
Содержание агрегатов 1,0 -0,25 мм, %	30-85	1 2 3,4	>60 >80 >70	50-60 70-80 60-70	40-50 60-70 50-60	<40 <60 <50
Пористость агрегатов, %	34-44	1,4 2,3	>40 >42	38-40 40-42	36-38 38-40	<36 <38
Равновесная плотность, см3	1,10-1,55	1 2 3 4	<1,30 <1,30 <1,25 <1,35	1,30-1,40 1,30-1,30 1,25-1,30 1,35-1,40	1,40-1,50 1,35-1,40 1,30-1,35 1,40-1,45	>1,50 >1,40 >1,35
Водопроницаемость, мм/мин	0,02-2,5	1 2,4 3	>0,4 >0,5 >1	0,4-0,2 0,5-0,4 1-0,7	0,2-0,1 0,4-0,3 0,7-0,5	<0,1 <0,3 <0,5

*1 -дерново-подзолистые суглинистые ; 2-серые лесные суглинистые и тяжелосуглинистые; 3-черноземы суглинистые, тяжелосуглинистые и легкоглинистые; 4-каштановые суглинистые и тяжелосуглинистые

Эти показатели используются для оценки степени деградации пахотного слоя основных почв (таблица…)

При слабой степени деградации дерново-подзолистых и серых лесных почв урожайность зерновых культур снижается на 5-10%, при средней – на 10-30%, при сильной – на 30-40%.

При слабой степени деградации черноземов обыкновенных и южных урожайность зерновых культур снижается на 10-25%, при средней – на 25-50%, при сильной – на 50% и более.

16.2.3. Вторичный гидроморфизм

Гидрологический фактор антропогенной деградации почв имеет достаточно широкое распространение в разнообразных формах: затопление, подтопление, заболачивание в результате переуплотнения, образование мочаров, последствия неправильного орошения черноземов.

Затопление – покрытие водой территорий суши вследствие устройства плотин в руслах и долинах рек. Затопление при строительстве гидростанций привело в России к отчуждению огромных площадей плодородных почв, большая часть которых оказалась в мелководных зонах равнинных водохраниищ. Затопленные почвы мелководий, в отличие от глубоководной части-акватории, за время длительного субаквального существования не перекрываются мощным слоем неплодородного серого ила. Они сохраняют достаточно высокий уровень плодородия после осушения и могут быть вторично вовлечены в сельскохозяйственное производство. Их использование в лесной и лесостепной зонах возможно в условиях польдерного осушения и эффективного удобрения. На юге степной и в полупустынной зонах такое освоение может быть существенно осложнено вторичным засолением.

Подтопление – повышение уровня грунтовых вод вследствие неправильного орошения и нерационального водоиспользования. Подтопление почв верхнего бьефа водохранилищ является причиной их заболачивания в лесной и лесостепной зонах, засоления и заболачивания в более южных регионах.

На юге России, главным образом в Ростовской области, Ставропольском и Краснодарском краях, в настоящее время идет активный процесс подъема к дневной поверхности засоленных грунтовых вод, заболачивания, засоления, осолонцевания, слитизации и осолодения почв.

Увеличение площади гидроморфных почв имеет в первую очередь антропогенную природу Из антропогенных факторов, создающих условия для переувлажнения почв и вызывающих усиление комплексности почвенного покрова, необходимо указать следующие.

• Перегораживание поверхностного и внутрипочвенного стока различными препятствиями, как то: лесополосы, полевые дороги, автодороги в насыпях и др., которые строятся в большинстве случаев без учета направления движения поверхностных, внутрипочвенных и грунтовых вод, затрудняя свободный сток влаги.

• Создание крупных оросительных систем.

• Зарегулирование стока степных рек, что является мощным вмешательством в экологию степей. Реки превращаются при этом в цепочки стоячих водоемов, заиливаются и зарастают болотной растительностью. В силу практически полного отсутствия течения уровень воды в реках значительно повышается. Они перестают выполнять роль естественных дрен и подпор от них распространяется на значительное расстояние, что обусловливает региональный подъем уровня грунтовых вод, способствует появлению подтопленных земель в тех местах, где ранее их не было.

• Уплотнение почв под влиянием тяжелой техники. Результатом уплотнения почв является снижение их водопроницаемости и стимулирование дальнейшего застоя влаги на поверхности почв, локальное образование долго сохраняющихся после поливов или обильных осадков луж.

Все отмеченные антропогенные воздействия на степной ландшафт в конечном итоге ведут к изменению гидрологического режима не только почв, но и зоны аэрации в целом, что вызывает развитие суффозионных явлений в лессовой толще. Деградация лессов, являясь следствием подтопления, сама становится причиной распространения площадей подтопляемых земель. При снижении их пористости и водовместимости даже небольшое дополнительное увлажнение почво-грунтов ведет в целом к переувлажнению почвы.

Последствия неправильного орошения. Деградация почв в условиях орошения проявляется в разных формах и имеет широкое распространение. Особенно чувствительны к негативным проявлениям орошения черноземы.

Исходно зернистая или мелкокомковатая водопрочная структура черноземов после начала орошения очень быстро разрушается, особенно в пахотном горизонте. Количество агрономически ценных агрегатов (5 – 1 мм) сокращается в 2 - 3 раза, резко возрастает количество глыбистой фракции >10 мм, коэффициент структурности снижается с7-8 до 2-3 и ниже. По мере увеличения срока орошения эти изменения охватывают не только поверхностные, но и более глубокие горизонты почв. Почвы становятся глыбистыми, в них появляется слитость, склонность к образованию поверхностной корки после полива и дождей.

Интенсивность этих процессов связана с изменением водного режима и режима кальция. Умеренное орошение пресными водами, не допускающее создания промывного режима, мало влияет на изменение кальциевого режима и состояние карбонатного профиля. Интенсивное орошение, обеспечивающее промывной водный режим, усиливает выщелачивание карбонатов, снижение активности кальция в почвенном растворе и уменьшение его доли в ППК, в результате чего ухудшается структурное состояние почв. В случае орошения минерализованными водами усиливается риск осолонцевания черноземов и резкого усиления их деградации.

Если орошение осуществляется пресными водами и на фоне дренажа, но с периодическими переполивами, то формируется застойно-промывной водный режим с частой сменой аэробных и анаэробных условий, возникает процесс глееобразования, имеющий пульсирующий характер, усиливающий вынос кальция, магния, железа. Происходит подкисление среды, усиливается дисперсность органического вещества, развивается лессиваж. На поздних стадиях развиваются осветленные элювиальные горизонты. Это явление часто наблюдается в почвах на рисовых ирригационных системах.

Мелиоративные воздействия на почвы могут вызывать развитие глееобразования не только на фоне застойно-промывного, но и застойного водного режима. Если при этом оросительные и грунтовые воды пресные, то при глееобразовании почв не происходит их подкисление, не проявляется лессивирование, слабо выражен вынос щелочноземельных металлов, алюминия и железа. Но при этом наблюдается дезагрегация структурных отдельностей, увеличивается содержание тонких фракций мелкозема, существенно уменьшается водопроницаемость. В почвах накапливается нонтронит, возникает гизенгирит, появляются признаки слитости. Почвы, формирующиеся в условиях выраженного застойного режима (например, при необеспеченном дренаже на рисовых системах), в конечном итоге характеризуются существенным снижением их плодородия и деградацией физических свойств.

Изменения водного режима в результате орошения часто приводят к развитию вторичного засоления и осолонцевания почв, что было рассмотрено выше.

Для преодоления отмеченных процессов вторичного гидроморфизма необходимо выполнение следующих мероприятий:

• оптимизация дренированности территории путем усиления проточности степных речек и внутрипочвеиного стока по тальвегам балок;

• ликвидация многочисленных плотин, очистка русел от заиливания, ликвидация искусственных перемычек по тальвегам;

• выделение подтопляемых и переувлажненных земель в особую категорию с трансформацией их в кормовые угодья с посевом фитомелиоративных культур;

• организация простейшей водоотводящей сети из канав, щелей, кротодрен;

• переход на минимализированные агротсхнологии с использованием агрофильных машин и движителей с пониженным давлением;