Борьба с почвенной эрозией

Практически не защищены от ветровой эрозии почвы паровых полей, не занятых растительностью. Весьма мало отличаются от паровых полей по этому показателю почвы, занятые под свеклу, капусту, лук и подобные по технологии возделывания и биологическим особенностям культуры. Их наземной биомассы обычно не хватает в течение всего сезона для сколько-нибудь эффективной зашиты почвы от выдувания.

Более эффективны в этом отношении такие культуры, как кукуруза, подсолнечник, хлопчатник. Почвы под зрелыми посевами этих культур практически не подвержены ветровой эрозии. Однако эти культуры сравнительно медленно достигают почвозащитного состояния, так как согласно технологии их возделывания ширина междурядий должна быть достаточно большой (до 60-90 см), чтобы обеспечить достаточную площадь питания и возможность проведения культивации. Чем больше междурядья, тем выше должны быть растения, чтобы защитить почву, и тем больше для этого требуется времени. Поэтому период недостаточной почвозащитной эффективности у этих культур более продолжителен, чем у культур с небольшими междурядьями, и на ранних стадиях роста и развития они часто страдают от ветровой эрозии почвы.

Высокой почвозащитной эффективностью отличаются сплошные насаждения хлебных злаков в период после начала кущения (с момента достижения некоторой достаточной в конкретных условиях биомассы) до уборки урожая. Однако продолжительность этого периода сильно изменяется. Если для озимой пшеницы за продолжительность этого периода принять время от прекращения осенней вегетации до наступления стадии восковой спелости, равное для основных районов ее возделывания примерно 285 суткам, то продолжительность аналогичного периода для яровой пшеницы лишь около трех месяцев. Следовательно, озимая пшеница, если она хорошо раскустилась, длительное время защищает почву. Продолжительность же защитного действия яровой пшеницы совершенно недостаточна.

Итак, степень защищенности полей севооборота от ветровой эрозии в течение года будет закономерно изменяться в соответствии с биологическими особенностями возделываемых культур. Поэтому при разработке и размещении севооборота помимо общих требований необходимо удовлетворить и требование достаточной защищенности полей от ветровой эрозии. Самым эффективным и распространенным способом решения проблемы является введение в состав севооборота многолетних трав. Однако одного этого недостаточно. Необходимо равномерно распределить травы по полям, что решается путем полосной организации полей севооборота: полосы трав чередуют с полосами других культур. Все полосы располагают перпендикулярно направлению наиболее опасных ветров. Для продления защитного действия сельскохозяйственных культур используют их послеуборочные остатки. Для дополнения почвозащитного действия основных культур севооборота используют посев промежуточных культур. Травосеяние, как средство защиты почв от ветровой эрозии, широко применяют и на внесевооборотных землях. Рассмотрим пути и способы реализации почвозащитных свойств растительности в севооборотах и вне их более подробно.

Полосное расположение посевов

Итак, основным агротехническим приемом защиты почв от ветровой эрозии является чередование полей, занятых почвозащитными культурами (защитные поля), с полями, занятыми культурами, не способными предотвратить сдувание почвы (защищаемые поля). Важное значение при этом имеют размеры защитных и защищаемых полей и их расположение относительно направления наиболее опасных ветров.

Размеры и расположение защитных полей зависят от размеров и расположения защищаемых полей. Линейный размер защищаемого поля в направлении ветра (в данном случае его правильнее называть шириной поля) ограничивается требованием недопущения потерь сверх определенной величины. Известно, что при прочих равных условиях потеря почвы тем больше, чем больше протяженность поля в направлении ветра. При одинаковой протяженности потеря тем больше, чем меньше противодефляционная стойкость почвы. Это обусловлено тем, что количество переносимой ветром почвы лавинообразно возрастает с увеличением расстояния от края поля в направлении ветра, причем "скорость" нарастания интенсивности переноса тем больше, чем меньше противодефляционная стойкость почв. В результате при одииа" ковых размерах поля и одинаковых скорости и продолжительности ветра потеря почвы будет больше там, где меньше противодефлядионная стойкость почвы. Характер влияния размеров поля на возможные потери почвы от ветровой эрозии хорошо иллюстрируется соответствующей номограммой в "уравнении ветровой эрозии".

Следовательно, определение необходимой ширины защищаемого поля сводится к нахождению его протяженности в направлении ветра, при которой потеря почвы от ветровой эрозии не превысит допустимой величины. К полученной величине следует прибавить ширину защитной зоны, создаваемой в результате образования "ветровой тени" за защитной полосой, примыкающей к защищаемой полосе с наветренной стороны. Очевидно, что необходимая ширина поля будет тем больше, чем меньше отличается от прямого угол между длинной стороной поля и направлением ветра. Необходимая ширина защищаемого поля зависит от противодефляционной стойкости почвы, которая при прочих равных условиях определяется её гранулометрическим составом. Поэтому, чем легче почва по граяулометрическому составу, тем меньше допустимая ширина защищаемой полосы. Для почв одинакового гранул ометрического состава она будет зависеть от скорости ветра: чем больше скорость ветра, тем меньше ширина полосы.

При изложенном подходе к определению ширины защищаемой полосы допускается, следовательно, некоторая потеря почвы с этой полосы. Предполагается, что сдуваемая с этой полосы почва не покинет поле, а отложится в ближайшей защитной полосе. Это обстоятельство накладывает ограничение на ширину защитной полосы. Ширина этой полосы не может быть меньше некоторого предела, зависящего от скорости ветра и почвозащитных свойств этой полосы. Ширина и защитной, и защищаемой полос может быть рассчитава на основе количественного учета всех факторов ветровой эрозии. Необходимо добавить, что при принятии окончательного решения о требуемой ширине полосы исходят из характеристик используемой сельскохозяйственной техники - ширина полосы дояжна быть кратна ширине захвата этой техники. Кроме того, часто, исходя из соображений удобства организации полей севооборотов, принимают ширину защитных полей, равной ширине защишаемых полей.

В интересах сельскохозяйственного производства следует добиваться увеличения допустимой ширины защищаемых полос. Этого можно достичь путем увеличения противодефляционной стойкости почвы или самого поля. Самым доступным и широко используемым приемом при этом является мульчирование.

Мульчирование

В настоящее время в целях предотвращения ветровой эрозии почву чаще всего мульчируют послеуборочными остатками, подстилочным или жидким навозом, отходами промышленности, специально созданными химическими препаратами. Наиболее широко используют послеуборочные остатки на корню (стерня хлебных злаков) или после соответствующей обработки (солома, измельченные стебли подсолнечника, сорго, кукурузы).

Почвозащитная эффективность послеуборочных остатков (как, впрочем, и живых растений) зависит от высоты слоя, которым они покрывают почву, суммарной поверхности листьев и стеблей в единице объема этого слоя и от скорости ветра. При одинаковых условиях (скорости ветра, характере расположения на поверхности, длине стеблей) эффективность растительных остатков будет зависеть от вида сельскохозяйственной культуры. Эффективность пожнивных остатков на корню убывает в следующем порядке: озимая пшеница, рапс, сорго, кукуруза, хлопчатник, подсолнечник. В этом же порядке убывает и эффективность послеуборочных остатков при условии равномерного разбрасывания их по поверхности. Во всех случаях эффективность остатков на корню (при той же массе) выше, чем при их разбрасывании.

Весьма эффективным противодефляционным приемом является мульчирование почвы жидким навозом. Он существенно улучшает не только физико-механические свойства поверхностного слоя почвы, но и ее питательный режим. Твердая фаза жидкого навоза задерживается некапиллярными порами поверхностного, примерно двухсантаметрового, слоя почвы, а жидкая, содержащая коллоиды и растворимые органические вещества, просачивается вглубь. Поверхностный слой почвы высыхая превращается в корку, проницаемую для воды и воздуха и устойчивую к воздействию ветра и абразии переносимыми ветром почвенными частицами. Корка надежно предохраняет почву от дефяяции. Кроме того, она затрудняет потерю воды почвой в результате испарения. Ранневесеннее мульчирование жидким навозом степных почв Западной Сибири позволяло не только защитить почву, но и уберечь влагу в почве без боронования (Краснощекое, 1984).

Мульчирование жидким навозом особенно эффективно при необходимости быстрого "подавления" очагов дефляции почв, а это очень важно, так как дефляция обычно начинается в наименее устойчивых частях поля и затем лавинообразно распространяется по направлению ветра.

В целях оперативной ликвидации очагов дефляции рекомендуется применять пониженные дозы жидкого навоза: 15 т/га - при сплошной обработке поля и 9 - при полосной. Полосную обработку рекомендуется проводить на полях с некарбокатными почвами среднего и тяжелого гранулометрического состава (т.е. с почвами относительно устойчивыми к ветру), а сплошную - на полях с карбонатными и легкими по гранулометрическому составу почвами (т.е. относительно неустойчивыми). Ширина обработанных полос б м, необработанных - не более 4 м. С увеличением дозы навоза его почвозащитная эффективность увеличивается, но при этом теряется оперативность. Если позволяет время и ресурсы целесообразно увеличить норму внесения жидкого навоза до 50-100 т/га.

Для внесения жидкого навоза используют машины серийного производства - разбрасыватели жижи. Влажность навоза не должна быть больше 94%. В противном случае не обеспечивается необходимая противодефляционная стойкость почвы.

Многочисленными опытами подтверждена эффективность разных видов нефти, битума, отработанных минеральных масел, сульфитспиртовой барды и продуктов ее конденсации, сульфата целлюлозы, карбоксиметилцеллюлозы, мелиорантов на основе лигнина, синтетических латексов, смол, поверхностно-активных веществ, полкэлектролитов. Однако ни одно из веществ этих классов не нашло пока широкого применения в условиях сельскохозяйственного производства. Объясняется это в первую очередь экономическими причинами. Велики и стоимость веществ, и стоимость их внесения в почву. Эффективные дозы самих веществ невелики (от нескольких десятков до нескольких сотен килограммов на гектар), но необходим еще и растворитель (чаще всего вода) в количестве 10-30 м/га, транспорт и машины для внесения.

Наиболее широко мульчирующие вещества применяют для целей закрепления песчаных почв, которые в результате антропогенного воздействия (при строительстве дорог, трубопроводов, линий электропередачи, а также в результате нерегулируемого вьшаса скота) нередко превращаются в подвижные пески. Особенно часто это происходит в зонах сухих степей, полупустынь и пустынь. Мульчирующие вещества здесь - единственное средство для первоначального закрепления песков, позволяющее применить затем фитомелиоративные мероприятия - посажу и посев псаммофитов (песколюбквых растений).

Заключение

Земля–необходимое условие существования человеческого общества. Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95–97% продовольственных ресурсов для населения планеты.

Анализ состояния земельных ресурсов позволил выявить целый ряд негативных процессов и явлений, происходящих на земле. Это водная и ветровая эрозия.

Для того чтобы предотвратить и защитить земельные ресурсы от негативных процессов необходимо ввести ряд мероприятий.

Система землеохранных мероприятий состоит из трех направлений: сохранение земли, т.е. недопущение ухудшения ее качественных показателей; восстановление качества земель (посредством рекультивации); улучшение состояния земель (посредством мелиорации).

Одной из главных бед разрушения плодородного слоя является почвенная  эрозия. Происходит она  главным образом из-за  так называемого «агро-промышленного» земледелия: почвы распахиваются на больших площадях, а затем  плодородный  слой  выдувается  ветром  или  смывается  водой.  По  этой причине  к  настоящему  времени  произошла  частичная  потеря  плодородия почвы на площади 152 млн. га, или 2/3 общей площади пахотной земли.

    Ежегодный  объем  смыва  почвы  на  земном  шаре  в  результате  водной эрозии достигает примерно 25 млрд. т. В конечном счете, вся эта почва попадает в реки, а затем в океаны. Водная эрозия приводит к тому, что продукивность  сельскохозяйственных  угодий  резко  снижается.  Накопленный  осадочный  материал  в  низовьях  рек  препятствует судоходству,  создает  угрозу наводнений и заиливания водохранилищ.

    Естественная  почвенная эрозия протекает довольно  медленно. Ее причиной  могут  быть  ливни,  продолжительные  засухи,  сильные  ветры. Однако  главная  угроза  почвенному  покрову  проистекает  от  деятельности  рук  человеческих. Эрозия возникает в случае внедрения систем сельскохозяйственного производства,  разработанных без  учета подверженности почв  смыву или дефляции (выдувание). Наиболее известный пример дефляции – разрушение почвенного покрова на огромных площадях штатов Канзас, Техас и Оклахома в  США 12  мая 1934  г.  В  тот  день  ветер  необычной  силы  срывал  почву  на площади  в  миллионы  гектаров,  поднимая  в  воздух  облака  земляной  пыли. Двадцати  пяти сантиметровый  слой  плодородной  почвы  за  несколько  часов был рассеян в пространстве на тысячи километров к востоку и на три тысячи метров в высоту. Через некоторое время небо над отдаленными Нью-Йорком и  Вашингтоном  было  закрыто  этой  необычной  земляной  тучей.  Катастрофа стала следствием распахивания плодородной земли, на которой в свое время паслись  бизоны,  и  выращивания  на  ней монокультуры (единственной  сельскохозяйственной культуры). Как только наступили засушливые годы, почва, лишенная растительного покрова, превратилась в мелкую пыль, и первый же порыв ветра сорвал ее с места.