Защита почв от эрозиии

щенных оснований большого количества катионов Na+ и Mg2+, вызывая солонцеватость почв, усиливает струйчатую и плоскостную эрозию, приводит к формированию потяжин, образующихся при медленном стекании размокшей тестообразной массы. Это явление объясняется тем, что во время дождя солонцовый горизонт сильно набухает, теряет способность фильтровать воду и из-за отсутствия в нем водопрочных агрегатов быстро переходит в разжиженное текучее состояние и подвергается интенсивной плоскостной эрозии.

Присутствие в почве легкорастворимых солей также снижает противоэрозионную устойчивость почв. При высыхании почв соли выпадают из раствора в виде кристаллов, присоединяя большое количество молекул воды, и, раздвигая почвенные частицы, разрыхляют почвенную массу. При выпадении дождя соли растворяются, поверхностный слой переходит в рыхлое, неустойчивое против эрозии состояние. В отличие от солонцовых "текучих" почв засоленные почвы подвергаются размывной эрозии, образующей промоины и овраги с вертикальными стенками.

На противоэрозионную стойкость почв влияет также их влажность. Сухие почвы имеют более прочную структуру, чем влажные. Поэтому повторные осадки более эрозионно опасны, чем первые. Сила их воздействия возрастает еще в связи с тем, что влажные почвы обладают меньшей способностью впитывать

иудерживать влагу и обусловливают более интенсивный сток.

Вприведенных выше формулах была рассмотрена зависимость интенсивности эрозии от разных факторов.

Вследствие этого противоэрозионную устойчивость почвы того или иного участка находят обычно экспериментальным путем, используя для этого или полив напуском, или дождевальные установки, имитирующие интенсивность осадков и размер капель.

Социально-экономические условия.

Колоссальный ущерб народному хозяйству эрозия наносит не только из-за снижения плодородия почв и уменьшения площади обрабатываемых полей, но и вследствие разрушения дорог, хозяйственных построек, плотин, заиления водоемов, реч-

61

ных пойм и русл, разрушения сенокосных и пастбищных угодий, выноса с полей удобрений и ядохимикатов.

Еще В. В. Докучаев в книге "Русский чернозем" указывал на то, что черноземы утрачивают плодородие в результате смыва талыми и ливневыми водами верхнего слоя почвы, а также выдувания его ветром.

Возникновение эрозионных процессов вызывается не только природными, но и социально-экономическими причинами. Оно зависит от способа обработки почв, использования земли, организации территории, характера севооборотов. К группе социально-экономических факторов В.В. Докучаев относил также распашку степей, уничтожение лесов. Важнейшим мероприятием в области социалистического сельского хозяйства, способствовавшим предотвращению эрозии, было изменение системы землепользования. В колхозах появились условия для введения севооборотов, правильной организации территории. Кроме того, оснащение колхозов техникой позволило перейти к углублению пахотного слоя при тракторной пахоте, широкому распространению зяблевой вспашки и черных паров. Все это увеличивало влагоемкость черноземов, уменьшало коэффициент склонового стока и смыва почв. Эти приемы, а также широкое применение удобрений, посев сортовыми семенами значительно повысили урожайность сельскохозяйственных культур, что привело к снижению интенсивности эрозии благодаря более густому стоянию растений. Снижению эрозии способствовала также ликвидация мелких крестьянских наделов, многие из которых размещались на склонах. Появилась возможность обрабатывать почву поперек склона.

Однако одновременно с устранением старых причин эрозии с развитием мощного индустриального социалистического сельского хозяйства появились новые. В крупных социалистических хозяйствах организация территории часто подчинена обработке полей высокопроизводительной тяжелой техникой и не в полной мере учитывает условия стока и опасность появления эрозии. В ряде хозяйств землеустройством занимались малоквалифицированные специалисты, которые старались главным образом создать лучшие условия для более производительной ра-

62

боты сельскохозяйственных машин. В результате этого в таких хозяйствах поля разбиты на одноразмерные 100-гектарные клетки, которые часто расположены не только на ровных приводораздельных пространствах, но и на пересеченной местности. Границы таких полей обычно нарезаны прямолинейно без учета рельефа, стока и эрозии. Вдоль этих границ создавали полезащитные лесные полосы. Прямолинейность размещения границ полей, лесополос и других элементов организации территории в некоторых хозяйствах является основным принципом при проведении землеустройства. Из-за этого территория покрыта сетью разного рода прямолинейных рубежей, которые во многих случаях способствуют развитию эрозионных процессов.

Требование механизаторов – нарезать максимально большие участки – приводит к включению в пахоту площадей, не подлежащих распашке (склоны, верховья балок и др.).

Распаханы черноземы на склонах крутизной до 15° и более, а агротехника на них осталась прежней, разработанной для склонов крутизной < 8°.

Противоэрозионные агротехнические приемы, разработанные для склонов крутизной 5-6°, не защищают почву от смыва на более крутых склонах. Например, сооруженные на склонах крутизной 6-8° напашные валы-террасы на 80 % разрушаются стоком талых вод. В этом случае поля через 5-100 м покрываются промоинами глубиной от 0,3 до 1 м. Кроме того, иногда лесополосы и другие прямолинейные элементы организации территории в хозяйствах черноземной полосы европейской территории страны бывают размещены под разными углами к направлению склона с уклонами вдоль этих склонов до 27° и более.

Обработка почвы и посев сельскохозяйственных культур, как правило, проводится вдоль длинных границ полей. Расположение границ полей определяет направление обработки почвы и длину рабочих ходов, от которых зависят сток и эрозия. На вспаханном поле большая часть избыточных вод стекает в борозды, образованные на границе полей при вспашке. Установлено, что скорость потока по бороздам в 2-3 раза выше, чем на ровном склоне той же крутизны, а эродирующая энергия потока в 6-7 раз выше, чем на участках, не имеющих борозд.

63

Размещение длинных границ полей под углом к направлению склона делает невозможным или нерациональным проведение обработки почвы поперек склона. В результате такой планировки полей гребни в меньшей степени влияют на сток и впитывание воды в почву. С увеличением длины гона вдоль склона или под углом к нему возрастает площадь водосбора борозд, а следовательно, объем протекающей по бороздам воды и разрушающая сила потока.

Полезащитные лесополосы при нарезке 100-гектарных клеток также иногда располагали не в соответствии с формами рельефа и направлением ветров. Нарезка крупных полей в условиях расчлененного рельефа приводит к местной концентрации стока искусственными рубежами (лесополосы, дороги, границы полей), а это способствует развитию эрозии. В таких случаях размыв и смыв почвы часто происходят там, где в естественных условиях распределение и сброс стока исключали возможность эрозии.

Усилению эрозии почв способствует неправильная агротехническая обработка их, приводящая к антропогенной деградации (выпахиванию), обесструктуриванию почв. Эрозия усиливается при применении неправильных севооборотов: исключение из севооборотов многолетних трав, неоднократный посев пропашных на одном поле и др.

Тяжелая почвообрабатывающая, мелиоративная и уборочная техника также неблагоприятно влияет на противоэрозионную устойчивость почв. Она разрушает структуру почв, вызывает их уплотнение, уменьшает коэффициент фильтрации.

Свойства эродированных почв

Процессы эрозии сильно воздействуют на свойства почв. При слабой эрозии почвы в результате смыва теряют часть гумусового горизонта. Пахотный слой становится менее гумусированным из-за припахивания нижележащего безгумусного горизонта. В почвах, подверженных сильной эрозии, гумусированная часть почв смывается и на поверхности обнажаются малоплодородные горизонты А2 или В.

При сильной эрозии в результате смыва оструктуренного обогащенного гумусом и элементами питания растений гумусо-

64

вого горизонта почва становится менее плодородной. Структура ее становится глыбистой, резко сокращается пористость, водопроницаемость, ухудшается воздухопроницаемость, возрастает плотность.

Вместе с гумусом при эрозии почв смывается большое количество элементов питания растений. Вследствие этого в пахотном слое черноземов, каштановых и других почв сокращается содержание легкоусвояемых форм азота, фосфора, убывает содержание калия и обменных оснований (табл. 6 и 7). Урожаи сельскохозяйственных растений на них существенно снижаются.

В слабоэродированных черноземах содержание гумуса в метровом слое на 5-10%, а в среднеэродированных – на 30-40% ниже, чем на черноземах, не подвергшихся эрозии. В гумусе средне- и сильноэродированных почв возрастает содержание фульвокислот, а гуминовые кислоты становятся более гидрофильными, что снижает их структурообразующую способность.

Таблица 6. Изменение свойств черноземов под влиянием эрозии

Таблица 7. Содержание некоторых веществ в неэродированных и эродированных каштановых почвах

В эродированных черноземах понижены численность микроорганизмов, активность почвенных ферментов (табл. 8), содержание наиболее активных илистой и пылеватой фракций из-за их вымывания. Бесструктурность эродированных черноземов приводит к повышению их плотности, понижению водопроницаемости (табл. 9), что, в свою очередь, по цепной реакции, способствует дальнейшему развитию эрозии.

Эрозия вызывает заметные изменения свойств дерновоподзолистых почв. В результате эрозии содержание частиц физической глины (<0,01 мм) в этих почвах снижается, причем содержание илистой фракции (частицы размером менее 0,001 мм) изменяется мало, а облегчение гранулометрического состава происходит из-за снижения содержания более крупных пылеватых фракций (0,01-0,001 мм).

Таблица 8. Биологическая активность типичного чернозема разной степени смытости, слой 0-20 см

Таблица 9. Водно-физические свойства типичного чернозема разной степени смытости, слой 0-20 см

66

Преимущественный вынос пыли обусловлен тем, что она находится в раздельно-частичном состоянии, тогда как ил связан в агрегатах. Наилучшей транспортабельностью должны обладать микроагрегаты размером 0,01-3,001 мм из-за их низкой объемной массы.

В средне- и сильносмытых дерново-подзолистых почвах, в которых к пахотному горизонту припахивается подзолистый и иллювиальный, гранулометрический состав может быть более тяжелым, чем в несмытых почвах, так как иллювиальный горизонт обладает более тяжелым гранулометрическим составом по сравнению с верхней частью профиля почв. В зависимости от степени "разбавления" пахотного горизонта материалом нижележащих горизонтов при смыве пахотный горизонт дерновоподзолистых почв может становиться или более легким, или более тяжелым.

Точно так же происходит изменение химических свойств смытых дерново-подзолистых почв. Оно связано не только с выносом тех или иных элементов, но и с припахиванием нижних горизонтов. Вынос прежде всего сказывается на содержании тех веществ, которые в верхнем горизонте находятся в максимальных количествах, а именно на содержании гумуса и азота. Наибольшие потери гумуса и азота происходят в почвах более тяжелого гранулометрического состава (табл. 10, 11). Содержание подвижных фосфора и калия в смытых дерново-подзолистых почвах может увеличиваться из-за повышенного содержания этих элементов в иллювиальном горизонте. Нередко по той же причине при смыве происходит снижение кислотности пахотного горизонта и увеличение в нем содержания обменных оснований.

67

Водно-физические свойства смытых дерново-подзолистых почв ухудшаются. Вследствие приближения к поверхности иллювиального горизонта увеличивается их плотность, уменьшается порозность, понижается скорость фильтрации. Так, в несмытых дерново-подзолистых почвах Западной Сибири скорость фильтрации за первый час наблюдений составляет около 60 мм/ч, а в среднесмытых почвах – только 25 мм/ч. Вследствие уменьшения водопроницаемости снижается количество воды, впитываемой при весеннем снеготаянии и ливневых осадках. В период снеготаяния в полуметровой толще несмытых дерновоподзолистых почв накапливается 40 мм влаги, слабосмытых – 31, а среднесмытых – 27 мм.

В аридных районах нашей страны, например в сероземной зоне, большое распространение имеет ирригационная эрозия, вызывающая также неблагоприятные изменения в свойствах почв. Под ее влиянием уменьшается мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, азота и фосфора, приближается к поверхности горизонт скопления карбонатных конкреций и гипса, ухудшаются водно-физические свойства.

68

Таблица 10. Свойства несмытых и смытых дерново-подзолистых почв

Таблица 11. Свойства смытых и несмытых сероземов

Таблица 12. Поправочные коэффициенты для расчета урожая на смытых почвах

Всвязи с выносом элементов питания при эрозии, ухудшением водно-физических свойств и другими неблагоприятными изменениями на смытых почвах снижаются урожаи сельскохозяйственных культур. Эрозия приводит к снижению продуктивности почв всех типов (табл. 12).

Вбольшинстве случаев на слабосмытых почвах урожай снижается на 10–30%, на среднесмытых – на 30-50, на сильносмытых – на 50-70%.

70