Введение
В настоящее время существует острая проблема деградации почв. По ГОСТ 27593-88(2005) деградация почвы – это ухудшение свойств и плодородия почвы в результате воздействия природных или антропогенных факторов. Наиболее вредоносной и масштабной формой деградации почв является эрозия. Вследствие эрозии снижается плодородие почв, возможно полное уничтожение почвенного покрова, ухудшаются морфологические свойства, снижается биологическая активность почв. Главным негативным последствием такого процесса является снижение количества урожая и его качества.
Актуальность темы данного реферата заключается в потребности установления и устранения причины эродированности почв, а также предотвращения неблагоприятных экологических последствий и сохранения плодородия почвы.
Первым шагом на пути к успешной борьбе с эрозией является изучение понятия эрозии, ее видов, условий распространения, сравнения существующих классификаций, а также диагностических признаков.
Глава 1. Теоретические основы эрозионного процесса
Понятие эрозии. Эрозия почв – процесс разрушения почвенного покрова. Эрозия почв включает в себя вынос, перенос и переотложение почвенной массы. В зависимости от фактора разрушения эрозию делят на водную и ветровую (дефляция).
Водная эрозия - процесс разрушения почвенного покрова под действием талых, дождевых или ирригационных вод.
По характеру воздействия на почву водную эрозию делят на плоскостную и линейную.
Плоскостная (поверхностная) эрозия — смыв верхнего горизонта почвы под влиянием стекающих по склону дождевых или талых вод. Механизм поверхностной эрозии связан с разрушающей ударной силой дождевых капель и с воздействием поверхностного стока дождевых и талых вод.
Линейная (овражная) эрозия — размыв почв в глубину более мощной струей воды, стекающей по склону. На первой стадии линейной эрозии образуются глубокие струйчатые размывы (до 20-35 см) и промоины (глубиной от 0,3-0,5 до 1-1,5 м). Дальнейшее их развитие приводит к образованию оврагов. Линейная эрозия приводит к полному уничтожению почвы.
В горных районах наряду с развитием обычных форм водной эрозии могут возникать селевые потоки (сели). Они образуются после бурного снеготаяния или интенсивных дождей, движутся с большой скоростью и увлекают огромное количество материала в виде мелкозема, гальки и крупных камней. Борьба с ними требует строительства специальных противоселевых сооружений.
По темпам развития различают геологическую (нормальную) и ускоренную эрозию.
Геологическая (нормальная) эрозия — медленный процесс смыва частичек с поверхности почвы, покрытой естественной растительностью, при котором потеря почвы компенсируется в ходе почвообразования. Этот вид эрозии протекает повсеместно, практически не приносит вреда, и охраны почв не требует.
Ускоренная эрозия возникает при удалении естественной растительности, неправильном использовании почвы, в результате чего темп эрозии резко возрастает. Этот вид эрозии приводит к снижению почвенного плодородия, а иногда и к полному уничтожению почвенного покрова, и требует защиты почв.
Ветровая эрозия (дефляция) - процесс разрушения почвенного покрова под действием ветра. В зависимости от размера частиц они могут переноситься ветром во взвешенном состоянии, скачкообразно и скольжением по поверхности. Различают пыльные (черные) бури и повседневную (местную) дефляцию.
Пыльные бури повторяются раз в 3-20 лет, уносят до 15-20 см поверхностного слоя почвы. При этом крупные частицы почвы передвигаются на небольшие расстояния, задерживаясь у различных препятствий и в понижениях рельефа. Наиболее мелкие частицы почвы (<0,1 и <0,001 мм) в виде воздушной суспензии перемещаются на десятки, сотни и даже тысячи километров.
Повседневная дефляция более медленно, но регулярно разрушает почву. Она проявляется в виде верховой эрозии и поземки. При верховой эрозии частицы почвы поднимаются вихревым (турбулентным) движением воздуха высоко вверх, a при поземке они перекатываются ветром по поверхности почвы или перемещаются скачкообразно на небольшой высоте от почвы.
При перекатывании и скачкообразном движении частицы ударяются и трутся друг о друга, что усиливает их разрушение. Это способствует усилению дефляции.
Районы распространения эрозии. Водная эрозия наиболее распространена в зонах серых лесных почв, черноземной, каштановой, в земледельческих районах таежно-лесной зоны, в горных областях.
Ветровая эрозия распространена преимущественно в районах недостаточного увлажнения и низкой относительной влажности воздуха: в районах неустойчивого увлажнения, в засушливых областях, в пустынях и полупустынях.
Условия развития эрозии. Различают природные и социально-экономические условия развития эрозии. В первом случае, сами природные условия предрасположены к проявлению эрозионных процессов. Во втором случае, развитию эрозии способствует неправильное использование земель человеком. К природным условиям относятся климат (количество, интенсивность и величина капель дождевых осадков; мощность снегового покрова и интенсивность его таяния), рельеф (крутизна, длина, форма и экспозиция склона), геологическое строение местности (характер горных пород — их податливость к размыву, смыву и дефляции, наличие плотных подстилающих пород), почвенные условия (гранулометрический состав, структурность, плотность и влажность верхнего горизонта) и растительный покров (присутствие и характер растительного покрова, наличие дернины и подстилки). [1]
Изменение свойств почв под влиянием эрозии и способы улучшения. Развитие эрозионных процессов имеет своим следствием образование комплекса смытых и намытых (в случае водной эрозии) и свеянных и навеянных (в случае ветровой эрозии) почв. От «нормальных» почв они отличаются рядом свойств, которые требуют учета при их хозяйственном использовании и изучении.
Эродированными (смытыми) называются почвы, потерявшие верхнюю часть профиля под влиянием процессов эрозии. Аналогично можно определить и дефлированные (свеянные почвы). Для таких почв характерно пониженное (по сравнению с «нормой») содержание гумуса и ухудшение его качества: уменьшение отношения содержания углерода гуминовых кислот к содержанию углерода фульвокислот, снижение содержания в почве элементов минерального питания растений, некоторое увеличение pH в случае лесных почв и карбонатности в черноземах.
Изменения почв под действием эрозии достаточно ярко отражаются на их морфологии. Для эродированных почв характерно сокращение мощности профиля, уменьшение глубины залегания границ между генетическими горизонтами, приближение к дневной поверхности горизонтов залегания карбонатов, гипса и других почвенных новообразований. Происходит изменение окраски пахотного слоя, которая зависит от степени эродированности почвы и ее генетической принадлежности. С увеличением степени смытости пашня приобретает буроватый цвет (среднесмытые почвы), а затем бурый (сильносмытые). Смытые почвы отличаются повышенным содержанием песка (гранулометрических элементов крупнее 0,05 мм). Для них характерно снижение водопрочности структуры, увеличение плотности почвы и плотности твердой фазы, уменьшение общей пористости и некапиллярной скважности. Это приводит к уменьшению водопроницаемости и общей влагоемкости, а также к ухудшению аэрации.
Эрозия почв приводит к значительной деградации почвенной биоты. Масса червей в смытых черноземах Молдавии снижаются по сравнению с несмытой в 1,6; 2,2 и 2,6 раз, соответственно, при слабой, средней и сильной смытости. Примерно таковы же соотношения численности всех беспозвоночных. Наблюдается также падение численности микроорганизмов по мере увеличения степени смытости. Интегральный показатель активности почв – интенсивности ее «дыхания» в сильносмытом черноземе в 2,5 раза ниже, чем в несмытом (Крупеников, 1990).
Указанные неблагоприятные изменения в свойствах эродированных почв приводят к ухудшению их питательного режима, снижению урожая и его качества. Потери урожая при прочных равных условиях зависят от смытости почвы. Подсчитано, что в среднем на слабосмытых почвах недобор урожая составляет 10-20%, на среднесмытых – 40-60%, а на сильносмытых – 80% и более. Надо отметить, что разные культуры по-разному реагируют на смытость почвы. Так, урожай зернобобовых культур на смытых почвах снижается примерно на 10%, кукурузы – до 60%, а сахарной свеклы – до 80%. Ясно, что растения, обладающие симбиотической азотфиксацией, слабее других реагируют на неблагоприятные свойства смытых почв.
Для восстановления утраченного плодородия эродированные почвы необходимо усиленно удобрять. В первую очередь необходимы высокие дозы органических удобрений. На смытых почвах урожайность сельскохозяйственных культур под влиянием удобрений повышается в 1,5-2 раза. Причем, чем сильнее эродирована почва, тем больше отдача от внесения удобрений. Для того, чтобы компенсировать потери гумуса в результате эрозии, необходимо вносить в почву в 3-4 раза больше органического вещества, чем его было смыто, так как гумифицируется не более 25-30% внесенного в почву навоза.
Весьма перспективны на смытых почвах сидераты. В качестве зеленого удобрения применяют однолетний и многолетний люпины, однолетний и двулетний донники, люцерну, клевер, чину, горох, кормовые бобы, вику, сераделлу и др. Высевают их ранней весной, либо летом, после снятия урожая основной культуры. Скошенную зеленую массу можно вывозить для запахивания на соседние поля, а на месте запахивать отаву и корневые остатки. Эффективность зеленого удобрения при таком способе повышается в 1,5-2 раза.
Весьма эффективны на смытых почвах минеральные удобрения. Поскольку чаще всего в смытых почвах «в минимуме» бывает азот (а на черноземах – фосфор), то именно азот- и фосфорсодержащие удобрения следует вносить в эродированные почвы. Количество вносимого удобрением азота на смытых почвах зависит от обеспеченности почвы и растений влагой. При оптимальном увлажнении доза азота может достигать 90-120 кг/га. На смытых черноземах и серых лесных почвах обычно рекомендуется доза азота меньше: в предгорьях Кавказа на смытых почвах рекомендуют вносить N P и одновременно проводить водозадерживающие мероприятия.
Эродированные почвы бедны микроэлементами, поэтому они хорошо отзываются на внесение с минеральными удобрениями цинка, молибдена, кобальта, миди и марганца. Опыты показали, что это дает прибавку урожая зерна пшеницы и кукурузы.
На смытых подзолистых почвах необходимо известкование. Нормы внесения извести на смытых почвах рассчитывают общепринятыми методами. Чрезвычайно эффективны здесь примеры-структурообразователи, которые, помимо выполнения функций по улучшению физических свойств почв, служат еще и удобрением.
Наиболее радикальным методом улучшения свойств почв является гумусовая мелиорация (землевание), в результате которой восстанавливается мощность их гумусового горизонта. Материал для землевания берут из гумусового горизонта почв с участков, отведенных под строительство, намытых почв подножий склонов, днищ балок, пойм малых рек, илистых отложений прудов (Волощук, 1986).
Уровень плодородия намытых почв зависит от происхождения наносов, т.е. от того, из какого горизонта почвы они поступили. Если на склоне эрозии подвергается сильносмытая почва, то наносы, содержащие, главным образом, малоплодородную почвообразующую породу, погребают почвы шлейфа склона или речной долины, что приводит к резкому снижению их плодородия.
В случае отложения наносов из перегнойно-аккумулятивного горизонта образуются намытые почвы, богатые гумусом и элементами питания. Нередко запасы гумуса в них в несколько раз выше, чем в неэродированной почве. Однако излишняя мощность и гумусированность намытых почв не может быть в полной мере использована растениями, это как бы «мертвый», законсервированный запас гумуса (Крупеников, 1990). Кроме того, избыток азота может отрицательно сказаться на качестве продукции. Хлопчатник, например, «жирует» на намытых почвах. Он развивает большую вегетативную массу, поздно созревает и имеет низкое качество волокна, хотя урожай бывает высоким. К этому нужно добавить, что намытые почвы обладают неблагоприятными водно-физическими свойствами: низкой водопроницаемостью, слабой аэрацией, склонностью образовывать на поверхности почвенную корку. [3]