Pochvovedenie_Kovda_chast_2

климатических, геохимических и гидрологических условиях. Соответственно, набор почвенных свойств для расчета баллов бонитета может быть весьма большим. Однако во всех случаях отбор существенных признаков может быть надежно осуществлен при детальном исследовании корреляционных зависимостей между теми или иными почвенными признаками и урожайностью культур. Самая тесная связь (r = 0,88 ± 0,08) установлена между урожай­ ностью культур и запасом гумуса в почве. С другими свойствами почв связь может быть либо более, либо менее тесная и может колебаться в широких пределах в зависимости от типа почвы, природного региона, характера выращиваемых культур.

Все показатели, используемые для бонитировки почв, могут быть объединены в следующие группы (Н. Ф. Тюменцев, 1975):

Экологические

— природные, включающие параметры определяемого клима­ том гидротермического режима и характера поверхности;

— антропогенные, включающие параметры, связанные с освое­ нием, мелиорацией и характером использования почв (окультуренность, выпаханность, дренированность, орошение, эродированность, химическая загрязненность, террасированность и т. п.).

Внутрипочвенные

— морфологические, включающие мощность почвы и отдель­ ных генетических горизонтов, мощность гумусированного слоя, глубину подстилающей породы или водоупора;

—главные; т. е. определяющие основной характер комплекса почвенных свойств; литогенные, т. е. гранулометрический и мине­ ралогический состав почвы; биогенные, т. е. содержание и запас гумуса, а также его качественные особенности;

—производные от главных: физические, водные, химические, физико-химические, биологические, агрохимические;

—автономные, включая глубину и минерализацию грунтовых вод, степень заболоченности, каменистость, засоленность, загипсованность, карбонатность.

Важно отметить, что многие показатели почвенных свойств тесно связаны между собой (табл. 40). Отсюда необходимость выбора в каждом конкретном случае только тех из них, которые действительно оказывают определяющее влияние на бонитет почвы.

Т а б л и ц а 40. Корреляционная зависимость между запасом гумуса в почве и ее другими показателями (Н. Ф. Тюменцев, 1975)

318

19.5.Расчет баллов бонитета

Вописанных выше методах бонитировки почв баллы бони­ тета рассчитываются следующим образом. Сначала определяют балл почвы по каждому из п выбранных признаков согласно фор­ муле:

Б= Зф/Зм 100,

где Зф — среднее значение признака для данной почвы (запас гумуса, фосфора, азота, калия и т. д.); Зм — значение того же признака для почвы, балл которой принимается за 100 (иногда за 100 принимается балл не самой плодородной, а самой рас­ пространенной в данном регионе, а иногда — «зональной» для данной территории почвы).

Затем вычисляется, как простое среднее арифметическое, средний балл почвы делением суммы баллов по каждому из признаков на число взятых признаков. Такой простой прием не является, конечно, строго научно обоснованным, поскольку не­ обходимо было бы знать «вес» каждого признака, т. е. долю его участия в формировании урожая, но таких знаний, к сожалению, пока нет. Почвоведы умеют оценивать роль лимитирующих фак­ торов, но вот оценивать относительную роль благоприятствующих факторов пока не умеют. Это проблема науки будущего.

Наконец, на третьем этапе расчета полученный средний балл умножается на поправочный коэффициент, учитывающий лими­ тирующие факторы — отрицательные свойства почвы, сказываю­ щиеся на снижении урожая (эродированность, каменистость, засоленность и т. п.). Необходимо иметь в виду, что лимити­ рующие факторы не только ведут к снижению урожайности, но и повышают затраты на производство единицы продукции из-за потребности в дополнительных почвенно-мелиоративных меро­ приятиях, часто дорогостоящих. Значения поправочного коэффи­ циента может существенно снизить балл почвы, что хорошо иллюстрируется примером, приведенным в табл. 41.

Бонитет почвенного покрова рассчитывают как средневзвешен­ ную величину, принимая во внимание площадь каждой из почв,

319

входящих в оцениваемую территорию, общая площадь которой принимается за 100.

В связи с тем, что при бонитировке почв необходимо про­ водить большое количество расчетов при вычислении, во-первых, коррелятивных зависимостей между почвенными признаками и урожаем, во-вторых, баллов по отдельным признакам и средних баллов, в-третьих, средних величин, в-четвертых, коэффициентов достоверности, все это требует широкого использования современ­ ной вычислительной техники. В настоящее время бонитировка почв в производственных условиях ведется с применением ЭВМ по специальным программам.

19.6. Оценка почв за рубежом

Почвенно-оценочные работы в социалистических странах, где земля находится в собственности народа, имеют ту же производ­ ственную направленность, что и в СССР, и те же основные методо­ логические принципы.

В капиталистических странах весь земельный кадастр и поч­ венно-оценочные работы имеют иное направление в связи с част­ ным характером землевладения и отделением производителей от средств производства. В то же время интенсификация произ­ водства и здесь является одной из задач оценки почв.

Воснову оценки почв в США положено определение их при­ годности для интенсивного земледелия. Почвы группируются в классы направления использования (land — use classes) по таким общим экологическим характеристикам, как крутизна склона, каменистость, мощность почвы, эродированность. В пределах клас­ сов выделяются подклассы на основе наличия тех или иных лимитирующих факторов — неблагоприятного гидротермического режима, засоления, близкого подстилания плотной породой и т. п.

Вподклассах выделяются далее группы почв, нуждающихся в однотипных мелиоративных и почвозащитных мероприятиях. Наконец, группы почв делятся на агропроизводственные единицы, включающие почвы близкого плодородия с отклонениями в уро­ жайности не более 25%.

ВАнглии при оценке почв особое внимание уделяется их гид­ ротермическому режиму, хотя широко используются и другие поч­ венные показатели. В Канаде особенно детально учитываются разнообразные лимитирующие факторы, а также отзывчивость

ФАО разработана методика качественной оценки почв, реко­ мендуемая для международного использования и принятая в ряде развивающихся стран. Она позволяет оценивать текущее и потен­ циальное плодородие почв при разных уровнях технологии зем­ леделия. Относительные баллы качества почв вычисляются на основе учета ряда существенных почвенных признаков. Баллы

320

потенциальной продуктивности вычисляются с учетом возможных изменений почв после проведения необходимых мероприятий.

С точки зрения советской школы почвоведения, общим недо­ статком почвенно-оценочных работ за рубежом является отсут­ ствие непосредственной связи между любыми группировками почв по их качеству (прикладными классификациями почв) и их общей (базовой) классификацией, основанной на генетических прин­ ципах.

Глава двадцатая

ОХРАНА почв

20.1. Задачи охраны почв

Возникновение проблемы охраны почв связано с тем, что, будучи компонентами очень тонко сбалансированных природных экосистем и находясь в динамическом равновесии со всеми дру­ гими компонентами биосферы, в условиях использования челове­ ком в разнообразной хозяйственной деятельности или в резуль­ тате побочных воздействий почвы часто теряют свое природное плодородие, деградируют или даже полностью разрушаются. Есте­ ственно, деградация почв и почвенного покрова имеет место там, где деятельность человека может быть определена как нерацио­ нальная, экологически необоснованная, несоответствующая при­ родному биосферному потенциалу конкретной территории.

В течение столетий, а в некоторых районах даже тысячелетий человек использует почвы весьма эффективно, не только не разру­ шая их, но даже повышая их плодородие или превращая в пло­ дородные угодья природно бесплодные земли. В то же время за историю человеческой цивилизации было безвозвратно разрушено и потеряно больше продуктивных почв, чем сейчас распахивается во всем мире. Две трети, если не три четверти, всех современных пахотных почв подвержены в той или иной степени различным деградационным процессам, а ежегодные безвозвратные потери па­ хотных почв мира достигают 6—7 млн. га, из которых около 1 млн. га отчуждается для несельскохозяйственного использова­ ния, а 5—6 млн. га забрасываются вследствие деградации и прев­ ращаются в пустыню (В. А. Ковда, 1981).

Охрана почв — это острейшая глобальная проблема сегодняш­ него дня, с которой непосредственно связана проблема обеспе­ чения продовольствием все возрастающего населения планеты. Охрана почв — не самоцель. Охрана и использование почв — еди­ ное целое; это система мероприятий, направленная на защиту, качественное улучшение и рациональное использование земельных фондов. Охрана почв необходима для сохранения и приумножения плодородия почв, для поддержания устойчивости биосферы.

20.2. Эрозия и дефляция почв

Эрозия почв. Это наиболее широко распространенный процесс разрушения почвенного покрова, включающий вынос, перенос и переотложение почвенной массы. В зависимости от главного фак­ тора разрушения эрозию делят на водную и ветровую (дефляция).

До появления человека в древние геологические периоды, ин­ тенсивность эрозионных процессов была низкой. Однако под ее воздействием происходило нивелирование рельефа, формирование склонов и аккумулятивных равнин. Такого рода эрозию называют геологической или нормальной. Современную эрозию, связанную с земледелием, называют ускоренной. Интенсивность размыва па­ хотных почв на два-три порядка выше, чем целинных в анало­ гичных геоморфологических условиях.

Эрозия наблюдается во всех частях света. Темпы эрозии при нерациональном природопользовании особенно велики в горных, интенсивно увлажняемых или, наоборот, аридных районах. В США за последние 150 лет более 100 млн. га пашни и пастбищ разру­ шены или сильно повреждены эрозией, более 300 млн. га затрону­ ты эрозией, 20 млн. га пашни превращены в бедленд, до 40 млн. га

почвы, сопровождается рядом других неблагоприятных явлений: потерей талых и дождевых вод, уменьшением запасов воды в поч­ ве, расчленением полей, заилением рек, прудов, водоемов и водо­ хранилищ, оросительных и дренажных систем. Развитие водной эрозии зависит от ряда факторов.

Мощность снегового покрова и интенсивность его таяния опре­ деляют характер поверхностного стока. Все условия (быстрое прогревание, плохая водопроницаемость и др.), способствующие формированию большого стока, стимулируют проявление эрозии. Основной разрушительной силой в средней полосе обладают талые воды. Но и дождевые осадки эрозионно опасны. Их разрушитель­ ная сила определяется количеством, интенсивностью, величиной капель. Ливневые дожди с крупными каплями вызывают более ин­ тенсивную эрозию, чем моросящие дожди, даже если воды в пос­ леднем случае стекает больше.

На интенсивность эрозии влияет и характер рельефа: форма, крутизна и длина склонов, величина и форма водосборов. Эро­ зия усиливается на выпуклых, крутых и длинных склонах. Сужи­ вающиеся и вытянутые в длину водосборы благоприятствуют об­ разованию оврагов.

Гранулометрический состав почв и их структурное состояние также сказываются на интенсивности проявления водной эрозии. В обогащенной органическим веществом и структурной почве эро­ зия менее активна, так как поверхностный сток переводится во

323

внутрипочвенный. Лёсс, лёссовидные суглинки особенно легко размываются водой.

Проявлению водной эрозии способствуют отсутствие раститель­ ного покрова на пахотных почвах весной при таянии снега и в период осенних дождей. К тому же в пахотных почвах благода­ ря воздействию сельхозмашин разрушается структура, уплотняет­ ся поверхность почвы, уменьшается количество органического ве­ щества.

Водная эрозия вызывает изменение не только физических свойств (ухудшение структуры, уплотнение пахотного слоя), но и сокращает или уничтожает гумусовый горизонт. В связи с этим заметно уменьшаются запасы гумуса, азота, фосфора, калия и других питательных элементов. Почва теряет свое плодородие (табл. 42).

Ветровая эрозия (дефляция) распространена преимущественно в районах недостаточного увлажнения и низкой относительной влажности воздуха. Дефляции особенно подвержены почвы степей, саванн, полупустынь и пустынь. Усилению разрушительного дейст­ вия ветров способствует рельеф с древними ложбинами стока вдоль направления господствующих ветров, малогумусность и лег­ кий гранулометрический состав почв, широкое распространение яровых зерновых и пропашных культур, когда значительную часть года почва не прикрыта растительностью. Дефляцию почв легкого гранулометрического состава может вызвать ветер со скоростью 3—4 м/с. Оструктуренные почвы более устойчивы к ветровой эро­ зии, чем распыленные.

Ветровая эрозия проявляется в виде пыльных бурь и повсе­ дневной дефляции. Пыльные бури повторяются раз в 3—5—10— 20 лет. Они наносят большой вред хозяйствам, разрушая почву, вынося вместе с посевом до 15—20 см поверхностного слоя. Пов­ седневная эрозия медленно, но методично разрушает почву. Эрозионно опасные земли в отдельных областях Казахстана состав­ ляют до 40%. Выдувание верхнего слоя почвы, как и в случае с водной эрозией, ведет к сокращению мощности гумусового профи­ ля, уменьшению запасов гумуса, азота и других элементов питания в нем (табл. 43).

324

Т а б л и ц а 43. Запасы питательных элементов в дефлированных почвах (по Л. Ф. Смирновой, 1960)

Частная собственность на землю, нерациональная эксплуата­ ция земли, погоня за максимальными сиюминутными прибылями, колониальная система хозяйства привели во многих странах к катастрофическому развитию эрозии, к потере большей части пло­ дородного слоя почв. Борьба с эрозией требует планомерной комплексной работы, требует капитальных вложений и государ­ ственного контроля. Естественно, что далеко не все государст­ ва могут эти мероприятия осуществить. В нашей стране противоэрозионные мероприятия планирует, финансирует и осуществляет государство.

20.3.Охрана почв от водной эрозии

идефляции почв

Комплекс противоэрозионных мероприятий включает организа­ ционно-хозяйственные, агротехнические и лесомелиоративные ме­ ры. Организационно-хозяйственные мероприятия предполагают ра­ циональное распределение земельных угодий. Противоэрозионной организации территории' предшествует изучение типов местности, интенсивности эрозионных процессов, составление картограмм категорий земель по интенсивности эрозии. Комплексные противоэрозионные мероприятия проводят с учетом характера ландшаф­ та, с охватом водосборных бассейнов. На равнинных территориях склоны крутизной до 9° используют под обычные полевые культу­ ры, на склонах 9—15° размещают почвозащитные севообороты. Более крутые склоны исключают из интенсивного земледелия, используя их под посевы многолетних трав на сено и выпас. В структуре посевов холмистых районов рекомендуют увеличить площадь многолетних трав до 50% и сократить площадь пропашных культур.

На длинных склонах, где возрастают масса, скорость и несу­ щая сила воды, рекомендуют земледелие полосами. Здесь приме­ ним севооборот с приблизительно равными площадями зерновых, кормовых культур и трав. Пропашные культуры чередуют с почво­ защитными. Там, где эрозия особенно опасна, используют пос­ тоянные полосы из многолетних трав, кустарников и деревьев.

325

Эродированные участки отводят под почвозащитные лугово-паст- бищные севообороты, а сильноэродированные — для постоянного залужения или облесения.

Агротехнические противоэрозионные мероприятия направлены на ослабление поверхностного стока и перевода его во внутрипочвенный. Обработка почв по горизонтали, «контурное» земледе­ лие уменьшают смыв почвы на 50% и поверхностный сток на 12—

15—25 см. Обвалование с перемычками создает на поверхности поля сеть микроводоемов, задерживающих талую воду. Для созда­ ния равномерного снежного покрова применяют снегозадержание, снегозащитные устройства: пахоту снега, прикатывание, щиты и др. Лесные полосы и кулисы размещают вдоль общего направления горизонталей, не допуская локальных концентраций снега. Кротование почвы способствует регулированию стока, переводу по­ верхностного стока во внутрипочвенный, предотвращению смыва почвы, улучшению воздушного режима.

Для сокращения поверхностного стока в ряде южных районов, на Урале, в Казахстане и Сибири рекомендуют безотвальную вспашку с сохранением стерни или пожнивных остатков. В других регионах целесообразна глубокая зяблевая вспашка раз в 3—5 лет. Она уве­ личивает запасы влаги и уменьшает смыв. В горных условиях для предотвращения и ослабления водной эрозии проводят терра­ сирование склонов. Размер и уклон террас регулируют так, чтобы поверхностный сток можно было задержать или по каналу сбро­ сить.

Особых мероприятий требует борьба с оврагами. Только в европейской части СССР овраги занимают около 5 млн. га (Г. В. Добровольский, Л. А. Гришина, 1985). С помощью бульдозе­ ра овраг выполаживают, предварительно снимая и селективно складируя гумусовый слой. Перемещают грунт с прибровочной части в овраг. На спланированную поверхность возвращают гуму­ совый слой. У вершины оврага сооружают систему канава — вал для отвода поверхностного стока. Одновременно с регулированием сто­ ка на водосборах проводят закрепление склонов оврага и залужение ложбин стока. Если овраги развиты настолько, что угрожают путям сообщения или населенным пунктам, то создают специаль­ ные противоэрозионные гидротехнические сооружения. Такие со­ оружения необходимы при наличии большой водосборной площади и в тех оврагах, которые предполагают использовать в качестве постоянных водоспусков.

Помимо укрепления вершин и склонов оврагов и балок для борьбы с водной эрозией используют лесопосадки на прилегающих площадях. Весь комплекс противоэрозионных мероприятий приво­ дит к регулированию снегового покрова, стока талых и ливневых вод, к переводу поверхностного стока во внутрипочвенный, к сокращению водной эрозии.

Комплекс мероприятий по предотвращению и ослаблению деф-

326

ляции почв также включает организационно-хозяйственные, агро­ технические и лесомелиоративные меры борьбы. Организационнохозяйственные мероприятия предполагают рациональное распреде­ ление земельных угодий. В результате детального обследования выделяют площади развеваемых песков, ветроударные склоны и по­ вышенные участки местности, где сильно развиты процессы деф­ ляции. Такие территории целесообразно засеять многолетними травами или отвести под посадку лесных и плодово-ягодных на­ саждений. Предотвращению ветровой эрозии способствуют почво­ защитные севообороты и полосное земледелие. При нарезке полей севооборота длинные стороны следует ориентировать поперек активных эрозионных ветров. Это особенно важно, если в дальней­ шем по границам полей предполагают посадку лесных полос.

Агротехнические мероприятия по борьбе с дефляцией почв пре­ дусматривают безотвальную обработку почвы, которая позволяет сохранить на поверхности полей до 85% стерни и других расти­ тельных остатков. В зимнее время стерня защищает поле от деф­ ляции и способствует равномерному распределению снега, что спо­ собствует более быстрому развитию всходов и устойчивости их к воздействию ветра.

На землях, подверженных ветровой эрозии, чистые пары заме­ няют занятыми, сидеральными и кулисными. Кулисы из высоко­ стебельных растений предохраняют почву от выдувания весной и летом, а зимой способствует снегозадержанию. Для степных райо­ нов Казахстана и Сибири рекомендуют полосное размещение па­ ров, где чередуются пар и посев зерновых.

Силу ветра ослабляет полосное размещение культур, когда че­ редуются однолетние культуры с полосами многолетних трав. По­ лосы располагают перпендикулярно к активным ветрам. Ширина полос зависит от степени подверженности почв эрозии и конкрет­ ных природных условий данной местности.

На эрозионно опасных территориях Казахстана и Алтайского края применяют почвозащитные севообороты. Многолетние травы в таких севооборотах занимают 50% площади пашни, т. е. полови­ ну полос в каждом поле. Такого типа севообороты обеспечивают прекращение ветровой эрозии, позволяют получить более высокие урожаи зерновых культур и заготавливать большое количество ценных кормов для животноводства.

Важная роль в повышении противоэрозионной устойчивости принадлежит структурообразованию. Наряду со своевременной щадящей обработкой и посевами многолетних трав для оструктуривания почв в последние годы стали применять полимеры-структу- рообразователи. Особенно эффективны они на легких почвах.

Лесомелиорация — важное звено с борьбе с дефляцией. Разме­ щение лесных полос на полях производят с учетом направления активных эрозионных ветров и при тщательном учете характера рельефа и почвенного покрова. Полосы располагают в виде клеток. Взрослые 20—30-летние лесные полосы защищают 30—40-крат­ ную территорию. Лесные полосы не только защищают почву от

327