Эрозия почв и меры борьбы с ней

Виды эрозии

Под эрозией (от латинского слова «erosio» — «разъедание») понимают многообразные процессы разрушения и сноса почв и рыхлых пород потоками воды и ветром. Разрушение почв и пород дождевыми, талыми и поливными водами называют водной эрозией, а ветром — ветровой эрозией или дефляцией.

Различают нормальную (естественную) и ускоренную водные эрозии.

• Нормальная эрозия — это медленный смыв механических частичек с поверхности почвы, покрытой естественной растительностью в, минимальных размерах, который восстанавливается в результате природного почвообразовательного процесса.
• Ускоренная эрозия — значительный смыв верхних, наиболее плодородных почвенных слоев и глубокий размыв почв, материнских и коренных пород с образованием промоин и оврагов.

По интенсивности развития ускоренной эрозии ее подразделяют на:

• плоскостную, или поверхностную,
• линейную, или овражную.

Водная эрозия

При плоскостной водной эрозии под влиянием стекающих по склону талых и дождевых вод на поверхности пашни образуются мелкие струйчатые размывы, которые легко разравниваются обработкой.

При этом мощность пахотного слоя уменьшается, и для ее восстановления последующими обработками припахивают нижележащие, менее плодородные слои почв.

Линейная водная эрозия развивается под влиянием мощных концентрированных стоков воды. Сначала образуются глубокие размывы до 20-35 см, потом промоины глубиной до 1 м и более. При дальнейшем размыве образуется овраг.

Склоны (стенки) оврага со временем осыпаются, становятся более пологими, зарастают травой, древесной и кустарниковой растительностью, овраги перестают расти и превращаются в балки.

Глубина оврагов и балок регулируется базисом эрозии.

Базисом эрозии, по С. С. Соболеву, называется горизонтальная поверхность, на уровне которой стекающие водные потоки, ручейки, реки теряют свою размывающую силу и ниже которой потоки не могут уже размывать породы.

Для рек, впадающих в море, главным базисом эрозии служит отметка поверхности воды в море, а для оврагов и балок, впадающих в реки, местным базисом эрозии является отметка поверхности воды в реке. Дно балки может снова подвергнуться размыву при понижении базиса эрозии.

Для оценки интенсивности ускоренной водной эрозии разработаны градации (по Заславскому, 1983).

Рекомендуем прочитать: Болотные почвы

Ветровая эрозия

Ветровая эрозия (дефляция) имеет различные названия:

• пыльные,
• земляные,
• черные,
• песчаные бури,
• выдувание и т.д.

Как и в случае водной эрозии, различают нормальную и ускоренную ветровую эрозию.

В отличие от водной эрозии, совершающейся в строго определенном направлении с учетом рельефа, ветровая эрозия охватывает сразу большие пространства, проявляется во всех сезонах года, в различных направлениях.

Перенос продуктов разрушения происходит не только сверху вниз, но и снизу вверх. А поднявшиеся ветром вверх тончайшие почвенные частицы в виде «воздушной суспензии» долго удерживаются в воздухе и могут переноситься на огромные расстояния от очагов разрушения почвы (на 300-1500 км и более).

Интенсивность ветровой эрозии определяют по выносу и аккумуляции почвы (по Беннету, 1939).

Ранее мы писали про: Дерновые почвы

Вред, причиняемый эрозией, и ее распространение

Вред сельскому хозяйству от эрозии огромен (рис. 20).

По подсчетам С. С. Соболева (1961), ежегодные потери почвенной массы в бывш. СССР в результате смыва с полей талыми и дождевыми водами составляли 535 млн т.

В смытой массе почв содержалось питательных для растений веществ:

• азота (N) — 1229 тыс. т,
• фосфора (Р₂О₅) — 593 тыс.т,
• калия (К₂О) – 12 млн т,

Что в пересчете на минеральные удобрения составляет такое их количество, какое не производила вся туковая промышленность страны в 1960 г.

Развитие плоскостной водной эрозии приводит к быстрой потере почвенного плодородия. За 15-20 лет степень смытости почв (см. табл. 58) может возрасти на одну градацию.

Урожайность сельскохозяйственных культур:

• на слабосмытых почвах снижается на 10-30%,
• на среднесмытых — на 30-50,
• на сильносмытых — на 50-70 %.

Ветровая эрозия нередко приводит к полной гибели культурных растений на больших площадях в результате выдувания пахотного слоя, засекания и засыпания посевов.

Водная и ветровая эрозии проявляются во всех почвенных зонах. Однако наибольшее распространение водная эрозия получила в подзоне дерново-подзолистых почв, в зоне серых лесных почв, в Черноземной зоне и в зоне каштановых почв, а также в горных областях.

В некоторых регионах Нечерноземной зоны водной эрозией охвачено более 75 % площади пахотных земель. Ветровая эрозия чаще развивается в южных, степных зонах, в засушливых областях, особенно в полупустынях и пустынях.

Читайте также: Подзолистые почвы

Условия, определяющие развитие эрозии

Выделяют две группы факторов, влияющих на возникновение и интенсивность развития эрозионных процессов:

• естественно-исторические (климат, рельеф, геологические условия, растительный покров, свойства почв)
• социально-экономические (хозяйственная деятельность человека).

Климат

Наибольшее влияние на развитие водной эрозии оказывают количество и режим выпадающих осадков. Эрозия активнее проявляется при ливневых и затяжных дождях, интенсивном таянии снега, особенно в сочетании с медленным оттаиванием почвы.

На усиление ветровой эрозии наибольшее влияние оказывают низкое годовое количество осадков, неравномерное их распределение в течение года, высокие температуры воздуха, вызывающие иссушение поверхности почвы, повышенная приземная скорость и низкая относительная влажность движущихся воздушных масс ветра.

Рельеф

Интенсивность водной эрозии зависит от крутизны, длины, формы и экспозиции склонов. Обычно на склонах южной и западной экспозиций несмытые почвы встречаются там, где крутизна не превышает:

• слабосмытые — на склонах крутизной 1 — 3°,
• среднесмытые — 3—5°,
• сильносмытые — более 5°.

Исследованиями Почвенного института им. В. В. Докучаева установлено, что при уменьшении крутизны склона вдвое смыв почвы уменьшается почти в 3 раза.

На южных и западных склонах водная эрозия протекает активнее, чем на склонах других экспозиций при одинаковой их крутизне (Вараксина, 1963).

Это объясняется различной скоростью снеготаяния и тем, что южные и западные склоны получают больше солнечного тепла, следовательно, сильнее пересыхают, а во время дождей почвы на сухих склонах медленнее впитывают воду. Основное ее количество стекает в виде поверхностного стока, вызывая эрозию.

Наибольшее развитие водной эрозии наблюдается на выпуклых участках склонов, наименьшее — на вогнутых. Прямые склоны повторяют в ослабленной форме картину развития эрозии на выпуклых склонах (Соболев, 1960). Длина склона также влияет на величину водной эрозии.

В среднем удвоение длины склона увеличивает общий смыв почвы в 3,03 раза за счет увеличения скорости стока и массы стекающей воды.

Интенсивность ветровой эрозии проявляется значительнее на равнинных и слегка волнистых территориях, на почвах с более гладкой поверхностью (прикатанных на пашне гладкими катками, без растительного покрова).

Геологические условия, влияющие на развитие эрозии, в основном определяются степенью сопротивляемости почв и пород размывающему действию воды и развеиванию ветром.

Лёссовидные, делювиально-аллювиальные суглинки и лёссы довольно легко размываются с образованием в промоинах и оврагах крутых стенок, но в основном при наличии достаточно глубоких местных базисов эрозии; при неглубоких базисах эрозии овраги, как правило, не образуются.

В случае маломощности лёссовидных суглинков и лёссов (около 3-4 м) и подстилания их известняками овражная эрозия отсутствует в связи с образованием в породах «провалов» — «промоин» в виде воронок (карстовые воронки), в которые стекают талые и дождевые воды.

Песчаные породы с высокой водопроницаемостью практически не подвергаются водной эрозии, но весьма склонны к дефляции. Моренные суглинки более устойчивы к смыву и размыву, чем покровные.

Эрозионно податливыми являются двучленные породы, сложенные сверху маломощными легкими породами, подстилаемыми плотными глинами, песчаниками или сланцами.

Растительный покров

Он выполняет исключительно важную почвозащитную роль, скрепляя поверхностный слой почвы корневыми системами; надземная масса растений замедляет скорость поверхностного стока воды, способствует лучшему ее впитыванию.

Там, где имеется растительный покров, больше накапливается снега, в результате почва меньше промерзает, весной быстрее оттаивает, становится водопроницаемой и меньше подвергается водной эрозии.

На задернованных или покрытых древесно-кустарниковой растительностью участках ветровая эрозия практически не проявляется.

К свойствам почв, снижающим развитие водной эрозии, относятся:

• оструктуренность и водопрочность структуры,
• повышенная мощность гумусового слоя,
• высокая катионная емкость поглощения и степень насыщенности почв катионами оснований,
• в первую очередь кальцием; достаточная водопроницаемость,
• невысокие плотность и пористость, постоянное наличие в верхнем слое влаги,
• превышающей максимально-молекулярную влагоемкость, и т.д.
• Наиболее устойчивы к водной эрозии черноземы, а наименее — дерново-подзолистые почвы и сероземы.

Дефляции легче подвергаются песчаные и супесчаные, бесструктурные суглинистые и глинистые почвы при иссушении их верхнего слоя, разрыхленного вспашкой или находившегося под усиленным выпасом скота.

Хозяйственная деятельность человека. В настоящее время масштабы хозяйственной деятельности человека необычайно велики, поэтому развитие эрозионных процессов часто определяется не столько природными факторами, сколько факторами социально-экономическими.

Эрозия почв развивается активно, когда не проводят противо-эрозионные мероприятия, даже не требующие больших материальных затрат, или в случаях неправильного использования человеком земельных угодий.

К ним относятся:

• вспашка и посев сельскохозяйственных культур вдоль склонов,
• возделывание пропашных культур на эрозионно опасных территориях;
• распашка приовражных и прибалочных площадей, днищ и склонов балок;
• рубка леса, играющего почвозащитную роль;
• неумеренная пастьба скота, выбивающего тропы, по которым растут промоины, дающие начало оврагам; разбивка полей севооборотов без учета рельефа местности вдоль склонов, приводящая к образованию промоин по межевым бороздам.
• Неправильная разбивка дорог, плохой уход за ними приводят к тому, что неукрепленные кюветы превращаются в овраги.

Повышение культуры земледелия и организационно-хозяйственного уровня сельскохозяйственного производства обеспечивает практически полное прекращение эрозионных процессов.

Еще по теме: Сероземы

Классификация и диагностика эродированных почв

Диагностику эродированных почв в полевых условиях проко дят по изменению морфологических признаков пахотного с.юм и почвенного профиля, которые объективно отражают свойства эродированных почв и, следовательно, уровень их плодородия.

Согласно классификации, разработанной Почвенным институтом им. В. В. Докучаева, почвы, подверженные плоскостной водной эрозии, подразделяют на слабо-, средне- и сильносмытые.

С учетом этой классификации в таблице 58 показаны номенклатура и диагностика смытых пахотных дерново-подзолистых, серых лесных и дерново-карбонатных суглинистых и глинистых почв.

58. Классификация и диагностика смытых пахотных дерново-подзолистых, серых лесных и дерново-карбонатных почв

Ранее мы писали про Солончаки, солонцы, солоди

Черноземные почвы

Α. Черноземы мощные и среднемощные всех подтипов с установившейся глубиной вспашки не менее 22 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов (А+ В₁) > 50 см.

• Слабосмытые — горизонт А смыт на 30 %; пахотный слой не отличается по цвету от несмытых почв; на поверхности почвы мелкие промоины.
• Среднесмытые — горизонт А смыт более чем наполовину; пахотный слой имеет буроватый оттенок.
• Силъносмытые — смыт полностью горизонт А и частично Вь пахотный слой имеет буроватый или бурый цвет, характеризуется глыбистостью и склонностью образовывать корку.

Б. Типичные, обыкновенные и южные черноземы с установившейся глубиной вспашки не менее 20 см при мощности гумусовых горизонтов до 50 см.

• Слабосмытые — смыто до 30 % первоначальной мощности гумусовых горизонтов; в пахотный слой вовлекается небольшая верхняя часть горизонта B₁.
• Среднесмытые — гумусовые горизонты смыты на 30—50%; при вспашке значительная часть или весь горизонт B₁ вовлекается в пахотный слой, последний подстилается переходным горизонтом В₂.
• Сильносмытые — смыта большая часть гумусовых горизонтов, распахиваются горизонт Bi и часть горизонта В₂; окраска пашни близка к цвету материнской породы.

Каштановые почвы

• Слабосмытые — смыто до 30 % первоначальной мощности гумусовых горизонтов А+В₁ в пашню вовлекается верхняя часть горизонта В).
• Среднесмытые — смыто 30-50 % мощности горизонтов А + B₁; при вспашке значительная часть или весь горизонт Bi вовлекается в пахотный слой.
• Сильносмытые — смыта большая часть гумусового слоя; распахивается горизонт В₂; цвет пашни приближается к цвету материнской породы.

Сероземы

По степени эродированности пахотных почв с установившейся глубиной их вспашки не менее 25 см и мощностью гумусовых горизонтов до 40 см.

• Слабосмытые — смыто не более половины горизонта А.
• Среднесмытые — смыт более чем наполовину или полностью гумусовый слой; распахивается горизонт В₂.
• Сильносмытые — смыт частично или полностью горизонт В_к; распахивается нижняя часть В_к или верхняя часть горизонта С.

При составлении почвенных карт на основании диагностики эродированных почв выделяют контуры разной степени смытости или проводят специальное картографирование эродированности земель. Эти материалы — основа для разработки комплекса мероприятий по борьбе с водной эрозией.

Мероприятия по защите почв от эрозии

Защита почв от эрозии включает систему следующих мероприятий:

1. организационно-хозяйственные,
2. агротехнические,
3. лесомелиоративные и гидротехнические.

В их составе имеются профилактические мероприятия, а также непосредственно направленные на устранение эрозии там, где она получила развитие.

Организационно-хозяйственные мероприятия

Предусматривают составление плана (проекта) противоэрозион-ных мероприятий и разработку мер, обеспечивающих его выполнение. План составляют с учетом категорий земель в зависимости от рельефа, эродированности почв и необходимости в защите от эрозии.

A. Земли, интенсивно используемые в земледелии:

• 1-я категория — не подверженные эрозии; благоприятны для выращивания пропашных и овощных культур;
• 2-я категория — подвержены слабой эрозии;
• 3-я категория — подвержены средней эрозии.
• 4-я категория — подвержены сильной эрозии; используют в системе почвозащитных севооборотов (без возделывания пропашных культур).

Почвы этих категорий используют в полевых севооборотах с применением почвозащитной обработки почв.

Б. Земли, пригодные для ограниченной обработки:

• 5-я категория — подвержены очень сильной эрозии (сюда относится также пашня, заброшенная в результате эрозии); земли отводят под сенокосы, пастбища или специальные почвозащитные севообороты с преобладанием полей многолетних трав.

B. Земли, непригодные для обработки:

• 6-я и 7-я категории — склоны и дно задернованных балок, слабо расчлененных промоинами, непригодные для включения в почвозащитный севооборот, ограниченно пригодные под пастбища;
• 8-я категория — непригодные для земледелия, сенокошения и выпаса, но пригодные для лесоразведения. Это овраги всех типов, оползневые, сильноэродированные, щебеночные участки балок;
• 9-я категория — непригодные для земледелия, сенокошения, выпаса и, лесоразведения («бросовые» земли с выходами коренных пород, галечники, скалы, каменные осыпи и т. д.). Используют для куртинного облесения на участках, где могут расти деревья и кустарники.

В условиях Нечерноземной зоны можно дополнительно выделить

• 10-ю категорию земель — лесные насаждения и естественные леса в оврагах, балках, речных долинах и на крутых склонах. На этих землях применяют лесохозяйственные меры для повышения продуктивности и противоэрозионной роли леса.

В группу организационно-хозяйственных мероприятий входят:

• внутрихозяйственное землеустройство с учетом предполагаемых мер по борьбе с эрозией почв;
• разработка структуры посевных площадей и схем почвозащитных севооборотов;
• правильное размещение границ полей для удобства проведения противоэрозионных агротехнических мероприятий;
• правильная организация развития населенных пунктов, дорожной сети, скотопрогонов и т. д.

Агротехнические мероприятия

Включают в себя:

• использование многолетних трав,
• занятых паров,
• комплекс приемов по защитной обработке почв (минимализация обработки, глубокое рыхление без оборота пласта, обработка поперек склонов, контурная обработка);
• полосное размещение сельскохозяйственных культур на эрозионно опасных землях;
• регулирование стока дождевых и талых вод (щелевание и кротование, прерывистое бороздование, лункование, полосное зачернение снега);
• накопление и сохранение влаги в почвах (ранневесеннее боронование, мульчирующая стерневая обработка, оструктурива-ние почв);
• способы посева и посадки сельскохозяйственных культур (расположение рядков поперек склона, перекрестный сев зерновых культур);
• применение органических и минеральных удобрений (при этом создается мощный растительный покров, защищающий почву от эрозии).

Важное значение имеют сжатые сроки посева яровых культур, быстрое появление всходов и развитие растений, которые обеспечат защиту почв от эрозии.

В борьбе с дефляцией наиболее эффективны агроприемы, направленные на накопление и сохранение влаги в почве и обеспечение постоянной защиты ее поверхности растительным покровом от выдувания.

Лесомелиоративные мероприятия

Они включают посадку леса, создание защитных лесных полос различного назначения:

• ветрозащитных, создаваемых по границам полей севооборотов;
• полезащитных, закладываемых поперек склонов для задержания поверхностного стока делювиальных вод;
• приовражных и прибалочных;
• лесных насаждений по откосам и днищам балок и оврагов;
• водозащитных лесных насаждений вокруг водоемов, озер, каналов;
• лесных насаждений общего природоохранного назначения на землях, непригодных для земледелия.

Гидротехнические мероприятия

Применяют для быстрого прекращения эрозии, когда другими приемами этого достичь не удается:

• устройство быстротоков в вершинах оврагов,
• закрепление дна оврагов, террасирование склонов,
• поделка валов, канав и т. д.

В перечисленных четырех группах мероприятий по борьбе с эрозией приведены только основные приемы. С учетом зональных особенностей земледелия и природных условий проявления эрозии они должны быть уточнены и дополнены.

Контрольные вопросы и задания

1. Какие виды эрозии вы знаете? Охарактеризуйте их.
2. Расскажите о вреде, причиняемом эрозией, и ее распространении.
3. Раскройте роль отдельных факторов в проявлении эрозии.
4. Укажите принципы диагностики и классификации эродированных почв.
5. Дайте характеристику основным мероприятиям по защите почв от эрозии.