19.2. Патологія грунтового профілю та генетичних горизонтів

За розвитком і співвідношеням гумусо-акумулятивного й інших генетичних горизонтів розрізняють типи і підтипи головних грунтів світу, оцінюють їх природну родючість та особливості раціонального використання. Навіть примітивні грунти мають темнозабарвлений гумусовими речовинами верхній горизонт. У грунтів з тривалішою історією розвитку потужність горизонту накопичення специфічної органічної речовини значно більша. У степових чорноземах, наприклад, гумусо-акумулятивний горизонт може сягати 180 см.

Педосфера і зокрема гумосфера є носієм родючості екосистем суші, що забезпечує умови життя та фотосинтетичну діяльність первинним продуцентам. На біду людства, саме цей головний апарат біосфери інтенсивно руйнується від помилок господарської діяльності.

19.2.1. Охорона грунтів від ерозії та дефляції

Ерозія грунтів – найбільш розповсюджений процес руйнування грунтового покриву, що включає винос, перенос і перевідкладення грунтової маси.

У залежності від головного фактора руйнування ерозію поділяють на водну івітрову (дефляцію). До появи людини в древні геологічні періоди інтенсивність ерозійних процесів була низькою. Однак під їх впливом відбувалося нівелювання рельєфу, формування схилів і акумулятивних рівнин. Такого роду ерозію називають геологічною чи нормальною. Сучасну ерозію, пов'язану із землеробством, називають прискореною. Інтенсивність розмиву орних грунтів на два-три порядки вища, ніж цілинних в аналогічних геоморфологічних умовах.

Ерозія спостерігається в усіх частинах світу. Нею охоплено 70-80% площі сільськогосподарських угідь. Темпи ерозії при нераціональному природокористуванні особливо прискорені в гірських інтенсивно вологих, чи навпаки – аридних районах. У США за останні 150 років більше 100 млн. га ріллі і пасовищ зруйновані чи сильно ушкоджені ерозією, більше 300 млн. га порушені ерозією, 20 млн. га ріллі перетворені в бедленд, до 40 млн. га мають наполовину змитий гумусовий шар. У нашій країні 2/3 орних земель ерозійно небезпечні. Майже 186 млн. тон дрібнозему виноситься з поверхні орних земель внаслідок тільки водної ерозії.

Водна ерозія, крім втрати найбільш родючої частини грунту, супроводжується іншими несприятливими явищами: втратою талих і дощових вод, зменшенням запасів води в грунті, розчленовуванням полів, замуленням рік, ставків, водойм і водоймищ, зрошувальних і дренажних систем. Розвиток водної ерозії залежить від ряду факторів. Потужність снігового покриву й інтенсивність його танення визначають характер поверхневого стоку. Всі умови (швидке прогрівання, погана водопроникність тощо), що сприяють формуванню великого стоку, стимулюють прояв ерозії. Основною руйнівною силою в нашому ареалі володіють талі води, але і дощові опади ерозійно небезпечні. їхня руйнівна сила визначається кількістю, інтенсивністю, величиною крапель. Зливові дощі з великими краплями викликають більш інтенсивну ерозію, ніж дощі, що мрячать, навіть якщо води в останньому випадку стікає більше.

На інтенсивність ерозії впливає і характер рельєфу: форма, крутизна і довжина схилів, величина і форма водозборів. Ерозія підсилюється на опуклих, крутих і довгих схилах. Водозбори, що звужуються і витягнуті в довжину, сприяють утворенню ярів. Гранулометричний склад грунтів і їхній структурний стан також позначаються на інтенсивності прояву водної ерозії. У збагаченому органічною речовиною і структурному грунті ерозія менш активна, тому що поверхневий стік переводиться у внутрігрунтовий. Лес, лесовидні суглинки особливо легко розмиваються водою.

Прояву водної ерозії сприяє відсутність рослинного покриву на орних грунтах навесні при таненні снігу й у період осінніх дощів. До того ж завдяки впливу сільгоспмашин в орних грунтах руйнується структура, ущільнюється поверхня грунту, зменшується кількість органічної речовини.

Водна ерозія викликає зміну не тільки фізичних властивостей (погіршення структури, ущільнення орного шару), але й скорочує чи знищує гумусовий горизонт. Внаслідок цього помітно зменшуються запаси гумусу, азоту, фосфору, калію й інших поживних елементів. Грунт втрачає свою родючість.

Вітрова ерозія (дефляція) поширена переважно в районах недостатнього зволоження і низької відносної вологості повітря. Дефляції особливо піддані грунти степів, саван, напівпустель і пустель. Посиленню руйнівної дії вітрів сприяє рельєф із древніми балками стоку вздовж напрямку пануючих вітрів, малогумусність і легкий гранулометричний склад грунтів, широке поширення ярих зернових і просапних культур, коли грунт значну частину року не прикритий рослинністю. Дефляцію грунтів легкого гранулометричного складу може викликати вітер зі швидкістю 3-4 м/с. Структурні грунти більш стійкі до вітрової ерозії, ніж розпилені. Вітрова ерозія виявляється у вигляді курних бур і повсякденної дефляції. Курні бурі повторюються раз у 3-5-10-20 років. Вони наносять велику шкоду господарству, руйнуючи грунт, виносячи до 15-20 см поверхневого шару. Повсякденна ерозія повільно, але постійно руйнує грунт. Ерозійно-небезпечні землі в окремих областях складають до 40%. Видування верхнього шару грунту, як і у випадку з водною ерозією, веде до скорочення потужності гумусового профілю, зменшення запасів гумусу, азоту й інших елементів живлення в ньому.

Нераціональна експлуатація землі, гонитва за максимальними прибутками, колоніальна система господарства в багатьох країнах призвели до катастрофічного розвитку ерозії, до втрати більшої частини родючого шару грунтів. Боротьба з ерозією вимагає планомірної комплексної роботи, капітальних вкладень і державного контролю. Природно, що далеко не всі держави можуть здійснити ці заходи. У нашій країні протиерозійні заходи мала б планувати, фінансувати і здійснювати держава.

Комплекс протиерозійних заходів включає організаційно-господарські, агротехнічні і лісомеліоративні заходи.

Організаційно-господарські заходи припускають раціональний розподіл земельних угідь. Протиерозійній організації території передує вивчення типів місцевості, інтенсивності ерозійних процесів, складання картограм категорій земель за інтенсивністю ерозії. Комплексні протиерозійні заходи проводять з урахуванням характеру ландшафту, з охопленням водозбірних басейнів. На рівнинних територіях схили крутістю до 9° використовують під звичайні польові культури, на схилах 9-15° розміщають грунтозахисні сівозміни. Більш круті схили вилучають з інтенсивного землеробства, використовуючи їх під посіви багаторічних трав на сіно і випас. У структурі посівів горбистих районів рекомендують збільшити площі багаторічних трав до 50% і скоротити площі просапних культур.

На довгих схилах, де зростають маса, швидкість і несуча сила води, рекомендують землеробство смугами. Тут застосовуються сівозміни з приблизно рівними площами зернових, кормових культур і трав. Просапні культури чергують з грунтозахисними. Там, де ерозія особливо небезпечна, використовують постійні смуги з багаторічних трав, чагарників і дерев. Еродовані ділянки відводять під грунтозахисні лучно-пасовищні сівозміни, а сильно еродовані – для постійного залуження чи залісення.

Агротехнічні протиерозійні заходи спрямовані на ослаблення поверхневого стоку і переводу його у внутрігрунтовий. Обробіток грунтів по горизонталі, "контурне" землеробство зменшують змив грунту на 50% і поверхневий стік на 12-99%. На схилах крутизною понад 2° контурну оранку зябу і пар сполучають з обвалуванням, створюючи валики висотою 15-25 см. Обвалування з перемичками створює на поверхні мережу мікроводойм, що затримують талу воду. Для створення рівномірного сніжного покриву застосовують снігозатримання, снігозахисні заходи: оранку снігу, прикочування, щити та ін. Лісосмуги і куліси розміщають уздовж загального напрямку горизонталей, не допускаючи локальних концентрацій снігу. Кротування грунту сприяє регулюванню стоку, переходу поверхневого стоку у внутрігрунтовий, запобіганню змиву грунту, поліпшенню повітряного режиму.

Для скорочення поверхневого стоку в ряді південних районів рекомендують безполицеву оранку зі збереженням стерні чи пожнивних залишків. У інших регіонах доцільна глибока зяблева оранка раз у 3-5 років. Вона збільшує запаси вологи і зменшує змив. У гірських умовах для запобігання й ослаблення водної ерозії проводять терасування схилів. Розмір і ухил терас регулюють так, щоб поверхневий стік можна було затримати в каналі чи скинути.

Особливих заходів вимагає боротьба з ярами. За допомогою бульдозера яр виположують, попередньо знімаючи і селективно складуючи гумусовий шар. Переміщають грунт із прибровочної частини в яр. На сплановану поверхню повертають гумусовий шар. У вершині яру споруджують систему канава – вал для відводу поверхневого стоку. Одночасно з регулюванням стоку на водозборах проводять закріплення схилів яру і залуження балок стоку. Якщо яри розвинуті настільки, що загрожують шляхам сполучення чи населеним пунктам, то створюють спеціальні протиерозійні гідротехнічні споруди.

Крім зміцнення вершин і схилів ярів та балок, для боротьби з водною ерозією використовують лісопосадки на прилеглих площах. Весь комплекс протиерозійних заходів приводить до регулювання снігового покриву, стоку талих і зливових вод, до переходу поверхневого стоку у внутрігрунтовий, до скорочення водної ерозії.

Комплекс заходів щодо запобігання й ослаблення дефляції грунтів включає також організаційно-господарські, агротехнічні і лісомеліоративні прийоми боротьби. Організаційно-господарськівключають раціональний розподіл земельних угідь. У результаті детального обстеження виділяють площі пісків, що розвіваються, вітроударні схили і підвищені ділянки місцевості, де сильно розвинуті процеси дефляції. Такі території доцільно засіяти багаторічними травами чи відвести під посадку лісових і садово-ягідних насаджень. Запобіганню вітрової ерозії сприяють грунтозахисні сівозміни і смугове землеробство. При нарізці полів сівозміни довгі сторони варто орієнтувати поперек активних ерозійних вітрів. Це особливо важливо, якщо надалі по межах полів планують посадку лісосмуг.Агротехнічні заходищодо боротьби з дефляцією грунтів передбачають безполицевий обробіток грунту, що дозволяє зберегти на поверхні полів до 85% стерні й інших рослинних залишків. У зимовий час стерня захищає поле від дефляції і сприяє рівномірному розподілу снігу, більш швидкому розвитку сходів і їхній стійкості до впливу вітру.

На землях, підданих вітровій ерозії, чисті пари заміняють зайнятими, сидеральними і кулісними. Куліси з високостебельних рослин охороняють грунт від видування навесні і влітку, а взимку сприяють снігозатриманню. Для степових районів Казахстану і Сибіру рекомендують смугове розміщення парів, де чергуються пар і посів зернових. Силу вітру послабляє смугове розміщення культур, коли чергуються однолітні культури зі смугами багаторічних трав. Смуги розташовують перпендикулярно до активних вітрів. Ширина смуг залежить від ступеня схильності грунтів до ерозії та конкретних природних умов даної місцевості.

Важлива роль у підвищенні протиерозійної стійкості належить структуроутворенню. Поряд зі своєчасним обробітком, яка щадить грунт, посівами багаторічних трав, для оструктурювання грунтів у останні роки стали застосовувати полімери-структуроутворювачі. Особливо ефективні вони на легких грунтах.

Лісомеліорація – важлива ланка в боротьбі з дефляцією.

Розміщення лісосмуг на полях роблять з урахуванням напрямку активних ерозійних вітрів і при ретельному обліку характеру рельєфу і грунтового покриву. Смуги розташовують у вигляді кліток. Дорослі 20-30-літні лісосмуги захищають 30-40-кратну територію. Лісосмуги не тільки захищають грунт від ерозії, але й створюють більш сприятливий мікроклімат і забезпечують збільшення врожаю на 3-4 ц/га.

На пасовищах вітрова ерозія виникає від вибивання дерну худобою. На розбитих пісках необхідно заборонити випас худоби, влаштовувати скотопрогони і засівати ділянки цінними кормовими травами. Для запобігання вибиванню варто періодично виділяти ділянки зі збідненим і засміченим травостоєм для відпочинку і підсіву кормових трав. Бажано обводнювати пасовища і створювати лісосмуги – "парасолі" для запобігання перегріву і буранів.