Причины эрозии. Изменение почв под воздействием ветровой и водной эрозии.

Эрозия (от латинского слова erosio — разъедание) — это разрушение почвы и грунта струями и потоками талых, дождевых, ливневых и поливных вод (водная эрозия) или ветром (воздуш­ная эрозия — дефляция).

Виды водной эрозии: овражная (линейная, струйчатая), пло­скостная и ирригационная (поливная).

Эрозия почв наносит огромный вред мировому земледелию. Из-за эрозии на земном шаре уже выбыло из сельскохозяйствен­ного оборота 2 млрд. га сельскохозяйственных угодий, в том чис­ле 50 млн. га — пахотных земель.

Почва представляет собой самовосстанавливающуюся систему, однако для восстановления разрушенного эрозией слоя почвы в 2,5 см естественным путем до исходного состояния потребуется от 300 до 1000 лет, а в 18 см — до 2—7 тысяч лет.

Под влиянием эрозии образуются промоины, которые затруд­няют обработку почвы, развиваются овраги, в результате чего уменьшается площадь пахотных земель, разрушаются дороги, за­иливаются сельскохозяйственные угодья, а в нижних элементах рельефа — ручьи, реки, озера, пруды. На верхней трети коротких склонов уменьшается или вовсе смывается гумусовый горизонт и резко снижается урожайность сельскохозяйственных культур.

Причины эрозии почв. На интенсивность развития эрозионных процессов большое влияние оказывают климат, рельеф, противо- эрозионная устойчивость почв, растительность, хозяйственная деятельность человека и другие факторы.

Климат оказывает влияние на развитие эрозионных процессов в результате колебания температур, количества и интенсивности выпадающих осадков, силы ветра. От температуры зависят глубина промерзания почвы, интенсивность таяния снега и оттаивания почвы, сток талых вод, впитывание их в почву.

Если постоянный снежный покров устанавливается на непромерзшей почве, то в процессе его таяния весной вода хорошо впитывается в почву и отсутствуют сток воды, смыв и размыв почвы. Если со склонов зимой снег сносится ветром, то почва оголяется, глубоко промер­зает и талые воды мало впитываются, наблюдаются большой сток воды и разрушение почвы.

Наиболее интенсивное разрушение почв талыми водами на Украине происходит в северной части Лесостепи и на Полесье, а на остальной территории эрозия развивается преимущественно от ливневых дождей. В горных территориях — Донбасс, горная часть Карпат и Крыма — смыв почвы достигает наибольших раз­меров.

Ветер оказывает влияние на развитие водной эрозии, перерас­пределяя снег по элементам рельефа, сдувая его со склонов в балки, овраги и т. д.

В развитии дефляции ветру принадлежит ведущая роль. Эро­зионная сила ветра начинает проявляться при скорости 8—12 м/с на высоте 10 м от поверхности почвы, значительной она становится при 12—15 м/с, а сильной — при 16—25 м/с.

На скорость ветра оказывает влияние растительный покров, особенно лесных пород. На безлесных просторах степной зоны скорость ветра достигает 20—30 м/с, а в Лесостепи и Полесье она меньше.

Осадки значительно ослабляют ветровую эрозию, благодаря увлажнению почвы, но их обилие вызывает развитие водной эрозии.

Рельеф служит главной причиной развития водной эрозии. Длина и крутизна склона, величина водораздела, форма поверх­ности склона определяют степень развития эрозионных процессов. Чем протяженнее склон и больше его крутизна, тем на большей площади и с большей интенсивностью развивается эрозия.

Интенсивность смыва почвы зависит от формы склона. На вы­пуклых склонах она больше, на вогнутых — меньше. Часто склоны имеют сложную форму: в одном месте — выпуклую, в другом — прямую или вогнутую.

Степень размыва почвы и образование оврагов зависят от раз­мера, формы и крутизны склона.

Состояние и особенности самих почв оказывают большое вли­яние на интенсивность эрозии. Так, хорошо оструктуренные, гумусированные почвы легко- и среднесуглинистого механического со­става отличаются рыхлостью, хорошей водопроницаемостью, а потому смыв и размыв на них резко сокращаются. Напротив, на обесструктуренных, распыленных, уплотненных почвах тяже­лого механического состава вода медленно впитывается, накапли­вается на поверхности и стекает в пониженные места рельефа, вызывая смыв и размыв почвы.

Образование почвенной корки на поверхности и плужной по­дошвы, наличие мерзлого слоя затрудняют водопроницаемость, вызывают стоки воды, смыв и размыв почвы. По степени умень­шения противоэрозионной стойкости важнейшие типы обрабаты­ваемых почв Украины можно расположить в такой последователь­ности: черноземы, серые лесные, дерново-подзолистые, каштано­вые, солонцы.

Возникновение и развитие эрозии в значительной степени опре­деляется механическим составом почвы. В природных условиях дефляции больше подвержены почвы легкого механического со­става — песчаные и супесчаные. Тяжелые (глинистые) почвы воз­душной эрозии подвержены только в разрыхленном, распыленном состоянии или после разрушения верхнего слоя в результате вы­паса скота. Легко разрушаются под влиянием ветра карбонатные почвы — черноземные и каштановые. Солонцовые почвы и солон­цы — ветроустойчивые.

Растительный покров сильно уменьшает или полностью устра­няет развитие эрозии почв. Густая растительность препятствует прямому удару дождевых капель и разрушению почвенных агре­гатов. Часть воды удерживается кроной самих растений, а густой травостой резко замедляет скорость стока воды. Таким образом, растительность способствует впитыванию воды почвой, защищает поверхность почвы от разрушения и замедляет передвижение воды по поверхности.

Остающиеся растительные остатки (стерня) на поверхности почвы способствуют задержанию и накоплению снега на поле, уменьшению глубины промерзания почвы. Они препятствуют раз­витию водной и ветровой эрозии почвы.

Наиболее благоприятное влияние на снижение эрозии почвы оказывают многолетние травы. Их травостой защищает почвы от воздействия ветра и капель дождя, способствует улучшению фи­зических свойств почвы и повышению ее водопроницаемости.

Большое значение имеют кулисы из высокостебельных рас­тений.

Из возделываемых растений менее других сдерживают эрозию почвы пропашные культуры, особенно сахарная свекла. Уменьшая количество междурядных обработок почвы при индустриальных технологиях их возделывания, мы уменьшаем эрозионную опас­ность. Однако эффект получаем незначительный. Использование растений для защиты почв от эрозии получило название фитомелиорации.

Хозяйственная деятельность человека оказывает огромное влияние на эрозионные процессы. Так, повышение удельного веса посевов пропашных культур и чистых паров в севооборотах со­провождается увеличением интенсивности эрозии почвы. Специа­лизация хозяйства, например, на выращивании свеклы способст­вует усилению эрозии почвы.

На склоновых территориях интенсивная механическая обработ­ка с оборачиванием пахотного слоя способствует развитию эрозии почвы. Интенсивная механическая обработка почвы вызывает ее рас­пыление, обесструктуривание и усиление как ветровой, так и вод­ной эрозии. Под влиянием прохода по полю тяжелых тракторов и другой сельскохозяйственной техники почва сильно уплотняет­ся, снижается ее водопроницаемость, увеличиваются сток воды, размыв и смыв почвы.

Противоэрозионная устойчивость почвы в значительной степе­ни зависит от содержания гумуса в ней. Гумус способствует обра­зованию водопрочной структуры почвы, которая препятствует раз­витию эрозии.

Нерациональное использование земли с высоким насыщением севооборотов пропашными культурами, высокая интенсивность механической обработки почвы, отсутствие почвозащитных сево­оборотов и посевов многолетних трав способствуют развитию эрозии.

Изменение почв под воздействием ветровой и водной эрозии.Эрозия почв приводит к значительной деградации почвенной биоты. Масса червей в смытых черноземах Молдавии снижается по сравнению с несмытой в 1,6; 2,2 и 2,6 раза, соответственно, при слабой, средней и сильной смытости. Примерно таковы же соотношения численности всех беспозвоночных. Наблюдается также падение численное" ти микроорганизмов по мере увеличения степени смытости. Интегральный показатель биолопической активности почв - интенсивность 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 прочих равных условиях зависят от степени смытости почвы. Подсчитано, что в среднем на слабосмытых почвах недобор урожая составляет 10-20 %, на средцесмытых - 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 раза больше органического вещества, чем его было смыто, так как гумифицируется не более 25-30% внесенного в почву навоза.

Весьма перспективны на смытых почвах сидсраты. В качестве зеленого удобрения применяют однолетний и многолетний люпины, однолетний и двухлетний донники, лгонерну, 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 почках минеральные удобрения. Поскольку чаще всею в смытых почвах "в минимуме" бывает азот (а на черноземах - фосфор), то именно азот- и фосфорсодержащее удобрения следует вносить в эродированные почвы. Количество вносимого с удобрением азота на смытых почвах зависит от обеспеченности почны и растений влагой. При оптимальном увлажнении доза азота может достигать 90-120 кг/га. На смытых черноземах и серых лесных почвах обычно рекомендуемая доза азота составляет 90 кг/га.

Эродированные почвы бедны микроэлементами, поэтому они хорошо отзываются на внесение с минеральными удобрениями цинка, молибдена, кобальта, меди, 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 ноишмерыструктурообразовагели, 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 (Волошук, 1986).

Уровень плодородия намытых почв зависит от происхождения наносов, т.е. от того, из какого горизонта почвы они поступили. Если на склоне эрозии подвергается силыюсмытая почва, то наносы, содержащие, главным образом, малоплодородную ночвообразуюшую породу, погребают почвы шлейфа склона пли речной долины, что приводит к резкому снижению их плодородия.

В случае отложения наносов из перегнойно-аккумулятивного горизонта образуются намытые почвы, богатые гумусом и элементами пи' тания. 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 исцользойана 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 воднофизическими свойствами: низкой водопроницаемостью, слабой аэрацией, склонностью образовывать на поверхности почвенную корку.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ по дисциплине «Почвоведение с основами

геологии»

1. Задачи геологии в сельском хозяйстве. Взаимосвязь геологии и почвоведения.

Назовите разделы геологии и покажите их значение в народном хозяйстве.

2. Основные представления о происхождении Земли.

3. Форма, возраст, размеры и физические свойства Земли.

4. Состав и строение атмосферы, ее значение в жизни Земли.

5. Гидросфера как одна из внешних оболочек Земли и ее роль в развитии земной коры.

6. Биосфера как результат эволюции геологической среды.

7. Земная кора, типы ее строения, физические свойства, химический состав.

8. Внутренние оболочки Земли, их мощность, плотность, давление, химический состав.

9. Понятие о минералах. Минералы первичные и вторичные, их образование и

значение в формировании почвообразующих пород и почв.

10. Формы нахождения минералов в природе.

11. Механические свойства минералов (спайность, излом, плотность, магнитность,

твердость, вкус, запах, ковкость и хрупкость).

12. Оптические свойства минералов (прозрачность, цвет, цвет черты, блеск,

двупреломление, побежалость).

13. Основные процессы минералообразования.

14. Принципы современной классификации минералов, основные классы минералов

(назвать представителей минералов каждого класса).

15. Понятие о горной породе. Классификация горных пород по происхождению.

16. Магматические горные породы, их образование, классификация по содержанию

кремнезема, основные представители каждой группы.

17. Магматические горные породы Формы и условия залегания, минералогический состав, структура и текстура.

18. Метаморфические породы, их происхождение, особенности химического и минералогического состава.

19. Осадочные породы, их классификация по происхождению и основные представители.

20. Обломочные осадочные породы, их классификация, представители и свойства.

21. Глинистые породы, их подразделение, основные представители, свойства и использование.

22. Хемогенные осадочные породы, их подразделение, основные представители, свойства и применение.

23. Биогенные осадочные породы, их подразделение, основные представители, свойства и применение.

24. Агрономические руды, их классификация и применение в сельском хозяйстве.

25. Краткая характеристика геологических процессов. Источники энергии геологических процессов.

26. Эндогенные геологические процессы (общая характеристика).

27. Роль складчатых и разрывных нарушений в процессах формирования земной коры.

28. Колебательные тектонические движения и их роль в формировании земной коры.

29. Землетрясение как особый вид тектонических движений.

30. Магматизм как процесс формирования земной коры и почвообразующих пород.

31. Вулканизм, его сущность и продукты.

32. Интрузивный магматизм и его проявление.

33. Метаморфизм, его факторы и типы.

34. Экзогенные геологические процессы (общая характеристика).

35. Физическое выветривание минералов и горных пород. Характеристика

продуктов выветривания.

36. Химическое выветривание горных пород и минералов, факторы и основные

химические реакции (гидролиз, гидратация, окисление, восстановление, растворение).

37. Биохимическое выветривание. Роль организмов в аккумуляции биогенных химических элементов.

38. Характеристика продуктов выветривания.

39. Кора выветривания. Стадийность и зональность процессов выветривания.

40. Предмет кристаллографии и ее методы.

41. Симметрия кристаллов и элементы симметрии.

42. Понятие о сингониях.

43. Понятие о почве. Характеристика основных этапов развития почвоведения.

Какие главные задачи решает почвоведение на современном этапе.

44. Большой геологический и малый биологический круговороты веществ в

природе. Стадийность и основные процессы почвообразования.

45. Основные типы почвообразующих пород и влияние их состава на свойства

почвы и ее плодородие.

46. Факторы почвообразования. Охарактеризуйте их и выделите ведущий фактор.

47. Почвообразовательный процесс и общая его схема.

48. Минералогический состав почвы и его роль в генезисе и плодородии почв.

49. Гранулометрические элементы, их классификация и свойства. Влияние

гранулометрического состава на агрономические свойства почв и их

плодородие.

50. Источники органического вещества в почве. Состав и количество органических

остатков.

51. Консервация, минерализация и гумификация растительных остатков, факторы

минерализации и гумификации.

52. Современные представления о гумусообразовании.

53. Фракционно-групповой состав органического вещества. Понятие о стабильном и

лабильном органическом веществе почвы.

54. Гуминовые кислоты и фульвокислоты (элементарный состав, строение и

свойства). Их роль в процессах почвообразования. ,

55. Роль гумуса в почвообразовании, плодородии и питании растений. Пути

регулирования количества и состава гумуса в почве.

56. Содержание химических элементов в породах и почвах. Формы соединений

главнейших элементов почвы. Макро- и микроэлементы, их роль в питании

растений.

57. Происхождение, состав, строение и свойства почвенных коллоидов.

58. Понятие о поглотительной способности почвы и ее виды.

59. Понятие о почвенном поглощающем комплексе. Состав обменных катионов и их

влияние на агрономические свойства почв.

60. Понятие о емкости катионного обмена и насыщенности почв основаниями.

Почвы насыщенные и ненасыщенные основаниями. Приведите примеры.

61. Кислотность почвы, ее происхождение. Виды кислотности почвы. Мероприятияпо регулированию кислой реакции почв.

62. Щелочность почвы, ее происхождение и виды. Мероприятия по регулированию

щелочной реакции почвы.

63. Буферность почвы и факторы, ее определяющие. Значение буферной

способности в плодородии почвы и применении удобрений.

64. Понятие о структурности и структуре почвы. Агрономическое значение

структуры.

65. Факторы, условия и механизмы образования почвенной структуры.

66. Причины утраты структурного состояния и способы восстановления

структурности почвы.

67. Охарактеризуйте основные физические свойства почвы и их значение в

плодородии. Мероприятия по улучшению физических свойств почвы.

68. Охарактеризуйте физико-механические свойства почвы и их агрономическое

значение. Мероприятия по улучшению физико-механических свойств почвы.

69. Категории, формы и виды воды в почвах.

70. Почвенно-гидрологические константы и доступность почвенной влаги

сельскохозяйственным растениям.

71. Охарактеризуйте основные водные свойства почвы.

72. Понятие о водном режиме почвы. Типы водного режима и их характеристика.

Основные мероприятия по регулированию водного режима.

73. Почвенный воздух, его состав и формы.

74. Охарактеризуйте воздушные свойства почвы.

75. Газообмен почвенного воздуха с атмосферным. Потребление Ог и

продуцирование С02 в почве. Роль О2 и СО2 в почвенных процессах и

продуктивности растений.

76. Воздушный режим почвы. Динамика почвенного воздуха. Регулирование

воздушного режима почвы.

77. Роль тепла для биологических и физико-химических процессов в почве.

Тепловые свойства почвы.

78. Тепловой режим почвы, его типы и мероприятия по регулированию.

79. Почвенный раствор, его состав, концентрация и значение в почвообразовании,

плодородии почвы и питании растений.

80. Окислительно-восстановительные процессы в почвах и факторы, их

определяющие.

81. Окислительно-восстановительный режим почв, его типы и мероприятия по

регулированию.

82. Плодородие почвы. Основные виды плодородия.

83. Группы свойств почв, определяющие формирование плодородия.

84. Пути повышения плодородия почв. Воспроизводство почвенного плодородия.

85. Принципы классификации почв. Основные таксономические единицы и их

характеристика.

86. Главные закономерности географического распределения почв. Основные

единицы почвенно-географического районирования и их характеристика.

87. Морфологические признаки почв.

88. Границы, площадь, условия почвообразования таежно-лесной зоны.

89. Генезис, строение и классификация подзолистых почв.

90. Состав, свойства и сельскохозяйственное использование подзолистых почв.

91. Г енезис, строение и классификация дерновых почв.92. Состав, свойства и сельскохозяйственное использование дерновых почв.

93. Распространение, условия образования и генезис дерново-подзолистых почв.

94. Формирование профиля и морфологические особенности дерново-

подзолистых почв.

95. Состав, свойства и сельскохозяйственное использование дерново-

подзолистых почв.

96. Болотно-подзолистые почвы, их образование, классификация, строение

профиля и свойства. Мелиорация и сельскохозяйственное использование.

97. Сущность болотного почвообразовательного процесса.

98. Основные типы заболачивания.

99. Классификация, строение и свойства болотных почв низинного типа.

100. Классификация, строение и свойства болотных почв верхового типа.

101. Агрономическая оценка болотных почв. Экологическая роль болот.

Изменение их свойств при освоении и окультуривании.

102. Использование болот и торфа в сельском хозяйстве. Влияние мелиорации на

свойства и плодородие болотных почв.

103. Площадь, условия почвообразования почв широколиственных лесов.

104. Генезис, строение и классификация бурых лесных почв.

105. Состав, свойства и сельскохозяйственное использование бурых лесных почв.

106. Площадь, распространение и условия почвообразования лесостепной зоны.

107. Генезис, строение и классификация серых лесных почв.

108. Состав, свойства и сельскохозяйственное использование серых лесных почв.

109. Условия почвообразования, границы распространения и теории

происхождение черноземов.

110. Генезис, строение и классификация черноземных почв.

111. Состав, свойства и сельскохозяйственное использование черноземов.

112. Условия почвообразования зоны сухих степей и распространение.

113. Генезис, строение и классификация каштановых почв.

114. Состав, свойства и сельскохозяйственное использование каштановых почв.

115. Образование и условия накопления солей в почвах.

116. Солончаки, их распространение, генезис, классификация, состав и свойства,

сельскохозяйственное использование.

117. Солонцы, их распространение, генезис, классификация, состав и свойства,

сельскохозяйственное использование.

118. Солоди, их распространение, генезис, классификация, состав и свойства,

сельскохозяйственное использование

119. Особенности почвообразования в поймах рек. Строение поймы. Почвенный покров пойм.

120. Пойменные почвы, их строение, свойства, классификация и

сельскохозяйственное использование.

121. Эрозия почв, ее типы и районы распространения.

122. Причины эрозии. Изменение почв под воздействием ветровой и водной эрозии.

123. Система мероприятий по защите почв от ветровой и водной эрозии почв.

126. Почвенные карты и агрохимические картограммы. Их использование в с.-х.

производстве.