|
| ||||||||||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||||||||
|
2. Результаты деятельности человека на почтуПрямое воздействие на почву оказывает человек, возделывая сельскохозяйственные культуры, обрабатывая, удобряя, орошая, осушая, рассоляя почву. Вырубая и выжигая леса, используя естественные пастбища и сенокосы, человек нарушает естественный ход почвообразования. Хозяйственная деятельность человека отражается и на климате, и на гидрологических условиях земной суши. Уничтожение лесов, искусственное лесоразведение изменяют ход метеорологических элементов (температуру, ветер, влажность воздуха, снеговой покров и т.д.) приземного слоя воздуха и сказывается на климате земной суши в целом. Регулирования поверхностного стока рек, устройства водохранилищ, использование поверхностных и подземных вод на орошение и водоснабжение, регулирования режима подземных вод изменяют условия увлажнения почв, отражаясь на их развития и свойствах. Воздействие человека на почвообразование зависит от уровня развития науки и земледельческой техники. В ранние периоды земледельческой культуры, когда землю обрабатывали примитивными орудиями (сук, заступ, соха), воздействие человека на почвы было слабым. Господствовавшие в те времена лесосечная (огневая) и залежная системы земледелия истощали почвы, особенно лесные, и человек, забрасывая истощенные участки, осваивал новые. На заброшенных землях довольно быстро восстанавливался естественный растительный покров и почвы. С ростом населения, когда были распаханы все удобные земли, залежная система постепенно сменяется трехпольной – чередованием посевов яровых и озимых культур с паром. При этой системе земледелия почвы обеднялись перегноем и питательными веществами, утрачивали естественную структуру, теряли плодородие. Истощенные, бесструктурные почвы подвергались водной и ветровой эрозии и выпадали из сельскохозяйственного оборота. Разрушительное действие человека на почву усилилось при неправильном применении машинной техники. Но уже давно в странах древней земледельческой культуры на востоке и в Южной Европе (Греция, Рим) земледельческая практика разработала ряд эффективных приемов повышения плодородия почв – плодосмен, удобрение навозом и золой, известкование, осушение заболоченных почв, дренаж и промывки засоленных почв и т.д. Продуктивность земледелия повысилась в результате широкого применения минеральных удобрений и травосеяние. До Великой Октябрьской социалистической революции уровень земледельческой культуры в нашей стране был очень низкий. Мелкораздробленное крестьянское хозяйство, отсталая агротехника, господство монокультуры и устаревшей трехпольной системы земледелия приводили к тому, что урожайность сельскохозяйственных культур даже на таких высокоплодородных почвах, как черноземы, была низкой и резко колебалась по годам в зависимости от погодных условий. Низкая культура земледелия приводила к истощению почв, которые на громадных площадях разрушались эрозией, а в южных орошаемых районах страдали от засоления. За годы Советской власти в сельском хозяйстве нашей страны произошли коренные изменения. Социалистическое переустройство сельского хозяйства, широкая механизация сельскохозяйственного производства, химизация, внедрение достижений советской науки и опыта передовиков вызвали повышение производительности земледелия и животноводства. Громадную роль в повышении урожайности, наряду с такими факторами, как внедрение новых высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений, новых приемов их возделывания, играет повышение плодородие почв. Многообразие почвенно – климатических условий в нашей стране определяет необходимость разработки строго дифференцированных систем земледелия и комплексов агротехнических и мелиоративных мероприятий для каждой природной зоны, а внутри зоны – для каждой природной области, природного района и распространенных в ней почвенных разностей. Над разрешением этой сложной проблемы работает армия специалистов и передовых практиков сельского хозяйства. В северных нечерноземных областях, занятых подзолистыми почвами, установлена высокая эффективность севооборотов при чередовании колосовых и пропашных культур с кормовыми травами, повышающими содержание перегноя, азота и элементов зольной пищи, способствующими улучшению почвенной структуры и водно - воздушных свойств почв, а в связи с этим повышению количества и активности микробного населения. Высокий эффект в этой зоне дает внесение навоза, широко применяемое в районах с развитым животноводством. Плодородие почв повышается после внесения минеральных удобрений, особенно фосфора. Истощенные почвы отзывчивы на внесение минерального азота и калия, особенно более требовательные технические культуры (лен, картофель, и др.) Высокую кислотность сильнооподзоленных разностей устраняют известкованием. На маломощных подзолистых почвах с близко залегающим подзолистым горизонтом, бедным питательными веществами, эффективно постепенное углубление пахотного слоя, сопровождаемого внесением навоза, извести и фосфора. В результате применения перечисленных выше приемов, особенно после внедрения севооборотов, происходит окультуривание почв. Черноземные почвы, в условиях господствовавшей до недавнего времени монокультуры или трехполья, постепенно утрачивали плодородие, в них заметно уменьшилось содержание перегноя, азота и элементов зольной пищи, особенно более подвижных их форм. Ухудшалась структура, водно - воздушные свойства почв и устойчивость их против эрозии. Распыленные и истощенные черноземы во многих районах юга и юго - востока подвергались разрушительному действию ветровой эрозии, в условиях волнистого рельефа и на склонах водоразделов – водной эрозии. Общее падение плодородия сопровождалось резким проявлением засухи. Земледелие в черноземной зоне стало носить все более стихийных характер, зависящий от погодных условий года. В каштановой зоне, расположенной южнее, все это проявлялось в еще более резкой форме. Наиболее мощным средством повышения плодородия черноземных и каштановых почв является улучшения их водного режима. Комплекс агротехнических мероприятий, паро - пропашные севообороты, полосное лесоразведение, снегозадержание, уменьшение потерь влаги на испарение предохраняют почву от ветровой и водной эрозии, способствуют улучшению водного режима почв и приземного климата. Установлено, что черноземы под лесом, особенно при длительном его стоянии, существенно обогащаются перегноем и азотом, приобретают более растянутый гумусовый профиль. Под лесом содержание перегноя увеличивается в 1,5 – 2,0 раза, азота в 1,5 – 2,5 раза. Чем дольше стоит лес, тем больше обогащается почва перегноем и азотом. До недавнего времени считали, что черноземы не нуждаются в удобрении. Многочисленные исследования показали, что черноземы, прежде всего мало гумусированные и выпаханные разности, хорошо отзываются на внесение навоза и минеральных удобрений, особенно фосфора. Эффективными приемами повышения плодородия черноземов являются черные и занятые пары, зяблевая пахота, раннее весеннее боронование, способствующее накоплению влаги и уменьшению бесполезных потерь ее на испарение. За последние два десятилетие на черноземах и каштановых почвах широко применяют искусственное орошение. Регулирование стока рек и временных водотоков, устройство водохранилищ при строительстве электростанций позволили оросить значительные площади степных почв, резко повысить урожайность возделываемых культур и полностью устранить губительные засухи. И.Н. Антипов – Каратаев установил, что при длительном орошении в условиях чередования колосовых и пропашных культур с травами истощения почв не происходит, несмотря на усиление микробиологических процессов. Это он связывает с периодическим протеканием под посевами трав лугового перегноя в верхних горизонтах уменьшается, но общие запасы его в метровом слое увеличиваются за счет корневых остатков внизу. Орошение повысило урожайность вдвое, особенно при внедрении севооборотов и применении минеральных удобрений. Сероземы предгорных равнин и предгорий в условиях длительного использования их под богарные посевы злаков сильно обедняются, перегноем, распыляются, уплотняются, водопроводопроницаемость их резко падает. На склонах они подвергаются интенсивному смыву дождевыми и талыми водами и быстро утрачивают плодородие. В Средней Азии на волнистых подгорных покатостях, особенно в предгорьях, на больших пространствах распространены смытые почвы, заброшенные вследствие утраты плодородия. Орошение резко изменяет водный режим почв. В условиях целины или богарного использования режим влажности сероземов определяется атмосферным увлажнением и носит резко выраженный сезонный характер, связанный неравномерным распределением осадков по временам года. Максимум их выпадает зимой и в первой половине весны. В этот период почва хорошо увлажнена. Начиная с мая, в связи с прекращением осадков, интенсивным расходованием влаги на испарение и транспирацию, почва иссушается до пределов мертвого запаса влаги, и биологические процессы в ней замирают до первых осенних дождей. Искусственное орошение дает возможность в течение всего вегетационного периода поддержать почву во влажном состоянии. Поэтому деятельность микробов - минерализаторов резко усиливается и беспрепятственно протекает до наступления низких температур, ограничиваясь лишь запасами энергетического материала в почве (содержанием органических веществ). При уяснении себе тех или других сторон почвообразовательного процесса исследуемой почвы необходимо обращать самое серьезное внимание на следы того воздействия, которое оказывает на этот процесс производственная (в частности сельскохозяйственная) деятельность человека. В настоящее время не приходится сомневаться в наличии тех крупных пертурбаций, которые претерпели уже многие почвенные представители под влиянием стихийных, бесплановых воздействий человека в прошлом (выжигание степной растительности, вырубание лесов, лесные пожарища и т. д.). Производственная деятельность человека – специфический мощный фактор воздействия как непосредственно на почву (обработка, удобрение мелиорация и т. п.), так и на весь комплекс окружающих условий развития почвообразовательного процесса (растительность, элементы климата). Это фактор сознательного направленного воздействия на почву. Воздействие человека на почву проявляется как непосредственно, так и опосредственно через биологический круговорот веществ. Непосредственное участие человека заключается в строительстве водохранилищ, гидротехнических сооружений, осушении болот, которые влияют на глубину залегания грунтовых вод и свойства почв. Влияние человека через биологический круговорот осуществляется посредством освоения земель под пашню путем распашки лугов, рубку леса, вынос элементов питания из почвы посевами, одомашнивание диких животных и концентрацию большого поголовья их на относительно небольших площадях. Почвенный покров постоянно подвергается эрозии – процессу разрушения под действием воды и ветра. Различают два вида эрозии: геологическую (нормальную) и антропогенную (ускоренную). Геологическая (нормальная) эрозия протекает в естественных условиях в результате прохождения процессов выветривания и денудации. Этот вид эрозии протекает повсеместно, практически не приносит вреда и охраны почв не требует. Нормальная эрозия возникает на поверхности почвы, покрытой естественной растительностью, под воздействием рельефа и метереологических факторов. Вода и ветер постоянно передвигают частицы почвы или горной породы с места на место с общей тенденцией такого перемещения с возвышений в пониженные места. Процесс этот без вмешательства человека протекает очень медленно и большого вреда не приносит. Антропогенная эрозия (или ускоренная) возникает при удалении естественной растительности, неправильном использовании почвы, в результате чего темп эрозии резко возрастает приводит к частичному или полному разрушению почвенного профиля и требует защиты почв. Процессы нормальной эрозии резко нарушаются при нерациональном воздействии человека на почву. Распашка девственных степей, сплошная вырубка леса, чрезмерный выпас скота на пастбищах и другие причины, связанные с хозяйственной деятельностью человека, усиливают эрозию, почва сильно истощается и теряет свое плодородие. Она проявляется в виде смыва и размыва почвы. Смыв почвы или поверхностная эрозия, которая образуется под действием дождевых капель и поверхностного стока дождевых и талых вод. Механизм поверхностной эрозии связан с разрушающей ударной силой дождевых капель и с воздействием поверхностного стока дождевых и талых вод. Этот вид эрозии в опасных размерах наблюдается главным образом на почвах без сплошного растительного покрова.
Линейная или овражная эрозия, которая размывает почву в глубину и ширину более мощными потоками, приводящими к образованию оврагов и промоин. Линейная эрозия приводит к полному уничтожению почвы. Очень часто условия для концентрации стока создаются человеком в виде различных неровностей, дорожных насыпей, кюветов, разъемных борозд. В результате размыва поверхности возникает промоина, которая при дальнейшем поступлении воды с водосборной площади может перерасти в овраг. Овраг является отрицательной формой рельефа.
Ирригационную эрозию, смывающую почву на склонах при орошении. В условиях орошаемого земледелия в целях предотвращения ирригационной эрозии не рекомендуется посев полевых, особенно пропашных культур на крутых склонах. Их используют под посев трав, садоводство и виноградарство с применением террасирования. На более пологих склонах рекомендуется применять травосеяние с полосным чередованием посевов полевых культур и трав. Поливают такие участки по бороздам не вдоль склона, а по наименьшим уклонам, исключающим размыв почв струей воды, пашут поперек склонов. В районах орошения может возникать ирригационная эрозия, которая заключается в смыве почвы при поливах культур. Возникает она при поливе большими нормами воды, а также при нарезке борозд. При поливе по бороздам частицы почвы смываются со дна и стенок борозды. Полив напуском вызывает более равномерный смыв почвы почти со всего орошаемого поля. Эрозионные процессы начинаются при значительных расходах подаваемой воды, когда скорость ее движения по поверхности превышает скорость поглощения воды почвой, в результате чего на орошаемом участке накапливается слой почвы, который и разрушает почву. Разрушение почвенных агрегатов может происходить и в более глубоких слоях почвы вследствие быстрого проникновения воды в нее. Развитию ирригационной эрозии способствует комплекс взаимосвязанных условий: величина расхода воды, продольные уклоны, длина поливных борозд, свойства почвы, свойства орошаемых культур и техника полива.
Водная эрозия наиболее распространена в зонах серых лесных почв, черноземной, каштановой, в земледельческих районах таежно - лесной зоны, в горных областях. При водной эрозии поверхностные горизонты и грунтов разрушаются и сносятся стекающими по поверхности дождевыми, талыми и оросительными водами. Поверхностный сток происходит при наличии уклона и поступлении на поверхность почвы избыточного количества воды, не успевающей впитаться и просочиться вглубь почвы. Стекающая по поверхности склона вода, в зависимости от ее количества и величины уклона, обладает определенной кинетической энергией. Поэтому она способна отрывать отдельные почвенные частицы или даже целые агрегаты и перемещать их вниз по уклону с той или иной скоростью. Заметное разрушительное и разбрызгивающее действие на поверхности почв оказывает удар дождевой капли. Водная эрозия проявляется при уклонах, превышающих 1,5 0. По степени смытости почвы подразделяются на: § слабо эродированные, где недобор урожая составляет 10 – 20 %; § средне эродированные, где недобор урожая составляет 21 – 60%; § сильно эродированные, где недобор урожая достигает от 60 до 80 %. Факторы водной эрозии – процесс разрушения почвенного покрова под действием талых, дождевых или ирригационных вод. Кроме нерациональной хозяйственной деятельности человека к факторам водной эрозии относятся: климат, рельеф, свойства почв и почвообразующих пород, растительный покров. К климатическим факторам относятся: количество и интенсивность осадков, их продолжительность, параметры стока талых вод. Капли дождя обладают большой кинетической энергией, они отрывают от земли и поднимают в воздух десятки тонн почвы на одном гектаре и нагружают поверхностный сток частицами почвы. Наиболее опасны ливневые осадки с крупными размерами капель, высокой интенсивностью и продолжительностью. Опасны также запасы воды, накопившиеся в снежной толще в зимний период, и при одновременном таянии весной приобретает большую разрушительную силу. Если дожди носят моросящий характер, то даже при большой сумме осадков смыв не наблюдается или бывает незначительным, так как почва постепенно впитывает всю выпадающую воду и только при очень длительных дождях, когда она полностью напитается влагой, возможны поверхностный сток и возникновение эрозии. Интенсивность эрозии нарастает с увеличением крутизны и длины склона. При уклонах 1 - 3 0. формируются слабосмытые почвы, при уклонах 3 - 5 0.- среднесмытые; при уклонах более 5 0 – сильно смытые почвы. Рельеф местности оказывает действие как на водную и на ветровую эрозию. Процессы эрозии начинают развиваться при крутизне склона 0,5 - 2 0. С увеличением крутизны склона повышается скорость поверхностных вод, а следовательно, и интенсивность эрозии. Свойства почв и почвообразующих пород. Песчаные и супесчаные почвы, с хорошей водопрочной структурой лучше впитывают влагу, чем глинистые бесструктурные, на них меньше образуется поверхностный сток и слабо развиваются эрозионные процессы. Растительный покров выполняет ряд функций по защите почв от эрозии: он принимает на себя удары дождевых капель; замедляет поверхностный сток, повышает впитываемость воды в почву, корни растений скрепляют и удерживают почвенные частицы, противодействуя смыву. Растительность всех видов является мощным противоэрозионным фактором. Степень влияния растительного покрова зависит от вида и состояния растительности: чем она лучше развита и больше ее густота, тем значительнее почвозащитная и водорегулирующая роль растительности. Противоэрозионная роль растительности многообразна. Она проявляется в уменьшении ударной силы капель дождя и, следовательно, предохраняет от разрушения агрегаты почвы, так как большая часть осадков сначала попадает на поверхность растений, а затем стекает на почву. Некоторое количество осадков задерживается надземной частью растений, не достигая земли и поэтому не участвует в формировании поверхностного стока. Наблюдения показали, что культурные растения способны задержать до 11% атмосферных осадков, а древесная растительность на 30%. Дефляция – это разрушение почвенного покрова под влиянием ветра. Она проявляется преимущественно в аридных регионах с осадками менее 300 мм в год. В зависимости от размера частиц они могут переносится ветром во взвешенном состоянии, скачкообразно и скольжением по поверхности. Проявляется через пыльные бури и повседневную эрозию. Пыльные бури повторяются раз в 3 - 20 лет, уносят до 15 - 20см поверхностного слоя почвы. При этом крупные частицы почвы передвигаются на небольшие расстояния, задерживаясь у различных препятствий и в понижениях рельефа. Наиболее мелкие частицы почвы (меньше 0,1 и меньше 0,001мм) 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, а при поземке они перекатываются ветром по поверхности почвы или перемешаются 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. Ветровая эрозия распространена преимущественно в районах недостаточного увлажнения, в засушливых областях, в пустынях и полупустынях.
Факторы дефляции те же, что и при водной эрозии. Из климатических факторов основную роль играют режим ветров, осадки и температура. Но основным фактором является сила ветра. Повседневная дефляция проявляется при скорости ветра 4 - 6 м/сек, пыльные бури образуются при сильном ветре 16 – 20 м/сек, штормах и ураганах, когда скорость его достигает 24 – 43 м/сек. Ветровая эрозия возникает при любой форме рельефа. Влажные почвы менее подвержены дефляции, чем сухие. Температура оказывает косвенное влияние на дефляцию, способствуя формированию растительного покрова определенного проективного покрытия. Роль рельефа проявляется в том, что почва на наветренных склонах и выступающих элементах рельефа сильнее выдувается, чем на подветренных и пологих склонах. Наиболее подвержены дефляции песчаные и супесчаные почвы. На таких почвах критической является скорость ветра 5 м/сек. В результате эрозии происходит снижение плодородия почв (при поверхностной водной эрозии и дефляции) или полное уничтожение почвенного покрова (при линейной водной эрозии). Снижение плодородия связано с постепенным удалением наиболее плодородного верхнего слоя и вовлечением в пахотный горизонт менее плодородных нижних горизонтов. Степень снижения плодородия зависит от степени смытости или сдутости. В результате эрозии ухудшаются физические, химические и биологические свойства почвы. Снижается содержания и запасы гумуса, часто ухудшается и его качественный состав, снижаются запасы элементов питания (азота, фосфора, калия и др.) и содержание их подвижных форм. Ухудшаются структурное состояние и сложение, уменьшается пористость и увеличивается плотность, что приводит к снижению водопроницаемости, увеличению поверхностного стока, снижению влагоемкости и запасов доступной для растений влаги. Потеря верхнего наиболее гумусированного и оструктуренного слоя ведет к снижению биологической активности почв: уменьшается численность микроорганизмов и мезофауны, снижается микробиологическая и ферментативная активность почв. Кроме того, водная эрозия сопровождается рядом других неблагоприятных явлений: потерей талых и дождевых вод, уменьшением запасов воды в почве, расчленением полей, заилением рек, оросительных и дренажных систем, других водоемов, нарушение дорожной сети и т. д. Техногенное загрязнение обусловлено выбросами и сжиганием топлива, газообразных и аэрозольных отходов промышленности, добычей, транспортировкой и переработкой нефти, газа, агроруд и других отходов производства. Химические вещества – загрязнители почв по степени опасности для окружающей среды делятся на три класса: § высокоопасные – мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, фтор, бензапирен; § умеренноопасные – бор, кобальт, никель, молибден, хром, медь, сурьма; § малоопасные – барий, ванадий, вольфрам, магний, стронций, ацетофенол. Таблица 6 Нормы классов опасности имеют следующие показатели:
На пищевую ценность химические вещества первого класса оказывают сильное влияние, второго класса – умеренное, третьего класса – не оказывают. Агрогенное загрязнение - это поступление вредных для растений и животных веществ при их использовании. Источником загрязнения могут быть минеральные удобрения, пестициды, химические мелиоранты, сточные воды и их осадки. Оно связано с атомными взрывами, авариями и хранением ядерных отходов. Радионуклиды не изменяют уровень плодородия почвы, но сохраняются в почве длительное время, накапливаются в урожае, в организме животных и человека. Существует естественная радиоактивность почвы, вызванная содержанием в ней изотопов урана, радия, тория, калия - 40, углерода – 14. Концентрация их обычно невысокая, они не представляют угрозы окружающей среде. Но долгоживущие радионуклиды характеризуются продолжительным периодом сохранения в почве. Это стронций - 90, Цезий - 127, Йод - 129, Радий - 106 и др. Для примера: Стронций - 90 имеет период полураспада 38 лет, Цезий – 127 - 33года, Уран – 238 4,5 млрд. лет. Уменьшению количества радионуклидов в почве способствуют: известкование кислых почв, внесение в почву органических удобрений, мелиорантов, цеолитов, а также захоронение на глубину 40 – 50 см зараженного верхнего слоя почвы. Почвообразовательный процесс – это совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще. К настоящему времени известны следующие 7 групп процессов почвообразования: § биогенно – аккумулятивные ЭПП. Протекают под влиянием живых организмов и образуют биогенные органо – минеральные горизонты; § гидрогенно – аккумулятивные – процессы аккумуляции веществ в почве проходят под воздействием грунтовых вод; § метаморфические – процессы трансформации почвообразующих минералов проходят без элювиально – иллювиального перераспределения. Это внутрипочвенное выветривание горных пород, при котором первичные минералы преобразуются во вторичные; § элювиальные – процессы образования элювиальных горизонтов при разрушении или преобразовании почвенного материала и выносе из него продуктов разрушения за пределы почвенного горизонта нисходящими или боковыми токами; § иллювиально – аккумулятивные процессы сопутствуют элювиальным и проявляются в аккумуляции продуктов выноса из верхних горизонтов в среднюю или нижнюю часть почвенного профиля; § педатурбационные – механическое перемешивание почвенной массы с участием животных, при ветровале деревьев, при морозном перемешивании и т.д.; § деструктивные – группа процессов по разрушению почвы в результате эрозии, дефляции, погребения и прочих нежелательных процессов в естественных условиях; § агрогенные и техногенные почвообразовательные процессы – формирующие отдельные горизонты или почвенные профили при распашке целинных почв, мульчировании, окультуривании и др.; § мелиоративные – процессы, связанные с коренной мелиорацией почв. Это – орошение, осушение, химическая и фитомелиорация, рекультивация и др.; § деструктивные агрогенные и техногенные – процессы, ведущие к разрушению почв или ухудшению их экологических свойств под воздействием агрогенных и техногенных процессов (ускоренная эрозия, вторичное засоление, обесструктуривание, агрогенное и техногенное загрязнение, ирригационная эрозия и др.).
«Возделывай почву, рыхли свою землю! | ||||||||||||||||||||||||
|
| ||||||||||||||||||||||||
| Сайт создан по технологии «Конструктор сайтов e-Publish» | ||||||||||||||||||||||||
