Эрозия почв

2) Антропогенная ускоренная эрозия - эрозия почв, связанная с удалением естественной растительности, чрезмерным выпасом скота, распашкой степей особенно тяжелой почвообрабатывающей техникой, которая разрушает структуру почвы [8].

В зависимости от участков почв, подверженных эрозией почвы различают:

1) Поверхностная эрозия – эрозия почвы, при которой смывается верхний слой почвы осадками, гумусовый слой сокращается, в результате чего истощается почва.

2) Овражная эрозия - эрозия почвы, которая развивается при условии, что рельеф местности способствует скоплению поверхностно стекающей воды, и происходит посредством размыва почв по глубине и образовании размывов, промоин, оврагов и, как следствия, полного уничтожения почв.

В весеннее время года эрозия развивается наиболее интенсивно - талые воды смывают верхний оттаявший слой почвы, а в нижний слой, мерзлый и не оттаявший, - не просачиваются.

Вероятность возникновения эрозии также высока при ливневых дождях, когда растительность еще слабо развита и почва не закреплена корневой системой.

Водная эрозия наносит огромный экологический ущерб, т.к. ценные сельскохозяйственные почвы истощаются и уничтожаются, снижается урожайность их, кроме того, заиливаются реки и водохранилища.

Смыв гумусового слоя существенно снижает урожайность почв. Так, при смыве почвенного слоя толщиной до 5 см, ожидается снижение урожайности примерно на 20%; при смыве до 5-10 см – приблизительно на 50%; при смыве более10 см – до 80%.

Различают следующие подвиды ветровой эрозии:

1) Пыльные бури - возникают при очень сильных ветрах (скорость ветра может достигать 20-40 м/с) и способны за несколько часов выдувать с 1 га пашни до 500 т почвы или снести весь плодородный слой почвы, чем наносят огромный ущерб почвам.

2) Повседневная местная ветровая эрозия – ветровая эрозия, проявляющаяся в виде поземок и столбов пыли без бурь, т.е. при небольших скоростях ветра, и медленно и последовательно разрушающая почву [9, c. 104].

Ветровая эрозия приводит к увеличению содержания в составе почвы песчаных фракций и уменьшению содержания пылеватых, при этом урожайность почв при ветровой эрозии, как и при водной, снижается.

1.3 Загрязнение и опустынивание почвы

В почвах аккумулируются все загрязнители, которые поступают от различных источников. В зависимости от видов источников различают следующие виды загрязнений:

1) Промышленное загрязнение – загрязнение почвы продуктами выбросов в атмосферу промышленными предприятиями, которые впоследствии или вымываются осадками, или осаждаются на почву.

Основными источниками загрязнителей являются: ТЭС, автотранспорт, металлургическая, коксохимическая, строительная, пищевая, машиностроительная и другие виды промышленности.

Интенсивное загрязнение почв происходит за счет отходов производств. При добыче, транспортировке и использовании нефтепродуктов происходит загрязнение нефтепродуктами, в результате чего значительные территории становятся непригодными для сельскохозяйственного использования.

2) Сельскохозяйственное загрязнение – загрязнение почвы, которое может происходить за счет следующих факторов:

- при удобрении почв;

- за счет отходов животноводческого комплекса;

- при использовании пестицидов [13, c. 112].

Удобрения, внесенные в сверхнормативных дозах, могут достичь опасных концентраций в почвах и продуктах питания и попасть в подземные или поверхностные воды. Во избежании этого требуется точный расчет доз удобрений. Отходы животноводческих комплексов, содержащие большое количество нитратов, являются опасными.

Пестициды (ядохимикаты) в сельском хозяйстве используются для борьбы с вредителями. Применение пестицидов снижает потери урожая, сокращает затраты труда, помогает сохранить сельскохозяйственную продукцию. Существует много типов пестицидов, наиболее распространенными являются следующие типы пестицидов:

- инсектициды – пестицидов, используемые для борьбы с насекомыми;

- гербициды – пестицидов, используемые для борьбы с сорняками;

- бактерициды – пестицидов, используемые для борьбы с бактериальными болезнями;

- фунгициды – пестицидов, используемые для борьбы с грибными болезнями.

Вместе с тем использование пестицидов вызвало массу экологических проблем. Можно выделить ряд следующих проблем, возникающих в результате применения пестицидов:

- пестициды имеют широкий спектр действия, подавляющая же часть их попадает в воду, воздух и вызывает глубокие изменения в экосистемах, действуя на все живые организмы;

- пестициды биоаккумулируются в пищевой цепи, легко переносятся ветром, водой, живыми организмами;

- пестициды подавляют иммунную систему, оказывают канцерогенное и мутагенное действие;

- длительные применение пестицидов привело к появлению новых устойчивых видов вредителей.

3) Радиоактивное загрязние.

Опустынивание является одним из глобальных проявлений деградации почв. Процесс опустынивания заключается в необратимом изменении почвы, растительности и снижении биологической продуктивности в результате длительного процесса, при котором неблагоприятные явления природы и деятельность человека, усиливая друг друга, приводят к изменению природной среды. Опустыниванию способствуют следующие факторы:

- эрозия почв;

- снижение уровня грунтовых вод;

- интенсивная распашка степей;

- вырубка лесов;

- чрезмерный выпас скота;

- загрязнение почв.             

              Почвенный покров необратимо нарушается также при отчуждении земель для несельскохозяйственного использования (строительства, прокладки трубопроводов, ЛЭП, дорог, добыче полезных ископаемых, складировании отходов). Рассмотренный материал позволяет сделать вывод о том, что нерациональное ведение сельскохозяйственной деятельности является не только губительным для окружающей среды, но и весьма невыгодным для самого человека. В результате негативных процессов изменения природной среды не только снижается эффективность деятельности самого человека, но и происходит угнетение всех живых организмов, существующих в этой среде, в том числе и человека. Основной причиной пагубного воздействия сельскохозяйственной деятельности и освоения ландшафтов человеком является отсутствие в ней научного подхода и планового характера действий.

Глава 2. Предотвращение негативного сельскохозяйственного воздействия на ландшафты

2.1 Восстановление здоровья почв

Кризис современного интенсивного сельского хозяйства становится все более угрожающим. Более 1/3 водопроводных станций не в состоянии очистить воду от остатков пестицидов. Можно было бы извлечь нитраты, но тогда в атмосферу попадут соединения азота и возвратятся в круговорот вредных веществ, в котором играют опасную роль возникающие из соединений азота новые ядовитые вещества.

Несбалансированное питание растений вызывает появление все новых вредителей, таких, как ржавчинные грибы, улитки, тля, и трудноискореняемых сорняков. Но наибольшую опасность представляет уплотнение почв. Оно является причиной эрозии почв, достигающей в настоящее время во многих земледельческих районах уже более 25 т/га в год, что означает, что плодородный пахотный слой будет снесен в течение жизни одного поколения. Уплотнение почв также препятствует проникновению в почву дождевой воды, так что даже отсутствие осадков в течение 10-20 дней заставляет растения испытывать острый дефицит влаги. И, наконец, уплотнение почв приводит к использованию все более мощных и дорогостоящих тракторов в комплексе с более крупными сельскохозяйственными орудиями и механизмами, которые все вместе еще более ускоряют уплотнение почв.

Перспективную возможность восстановления почв предоставляет экологическое земледелие. Оно объединяет старые, испытанные принципы с новейшими научными знаниями для включения сельскохозяйственного предприятия в качестве составной части экосистемы, чтобы природа смогла помогать фермеру, а не защищалась бы от его ошибок [15, c. 36].

Первое необходимое условие - восстановление и дальнейшее повышение естественного плодородия почвы. Плодородие почвы формируется в результате взаимодействия в почвенной толще корней растений и микроорганизмов. Это взаимодействие и совместный обмен веществ приводит к образованию в почвенной толще бесчисленного количества мелких пор и мельчайших комков. Все пустоты заполняются иловатыми частицами, за счет которых микроорганизмы и корни покрывают свою потребность в воде, а комочки защищены от растворяющего действия воды. Экологическое земледелие позволяет надолго обеспечить такие же и даже более высокие урожаи, чем у хозяйств, применяющих химико-синтетические вещества.

Предпосылкой для этого служит предотвращение уплотнения почв - следствие любого, особенно современного земледелия - а также восстановление зернисто-мелкокомковатой структуры почв. Это предполагает сохранение верхнего пахотного слоя путем стимулирования преобразований органических остатков и навоза и обогащение его каменной мукой, способствующей развитию микроорганизмов.

Так как речь идет о перестройке биологических процессов, то для развития нового направления сельскохозяйственного производства требуется определенное время. Это время может быть сокращено путем хорошо спланированной и правильно проведенной перестройки хозяйства.

2.2 Зеленые удобрения и энергообеспечение почвы

Одним из «дефектов» сельскохозяйственного цикла является почвоутомление, и оно должно быть непременно устранено. Причиной такого разрушения почвенной структуры, которое вследствие уменьшения естественного многообразия растений и корней в почве и сокращения корневой массы в конечном итоге приводит к угасанию биологической активности почвы, следует искать в недостатке энергии в почве.

Зеленые удобрения могут быть включены в сезонную последовательность культурных растений таким образом, что почва всегда будет в той или иной форме покрыта зеленой массой. У промежуточных культур необходимо возделывать виды с очень слабой чувствительностью к заморозкам, чтобы во время холодного сезона и с началом весеннего тепла использовать по возможности каждый час еще относительно слабого светового облучения для образования веществ, богатых энергией. В зависимости от колебаний микроклимата высокая устойчивость к засухе или способность зеленых листьев к выживанию в период, когда общие факторы роста неблагоприятны, могут усилить перенос энергии в почву.

В биологическом земледелии не бывает непокрытой почвы; всегда имеется защита в виде густо заросшего междурядья или разлагающегося покрова отмерших частей растений. Зеленое удобрение должно и может способствовать тому, чтобы здоровые растения нормально развивались и оставались здоровыми и в дальнейшем. Помимо названных свойств, запахивание зеленых удобрений является одной из наиболее элегантных форм борьбы с сорняками, которые подчиняются системе регулирования биотопа "сидерация". Необходимое для запахивания зеленого удобрения рыхление почвы и следующее вслед за ним прорастание корней ослабляет силу роста густорастущих травянистых растений, таких, как щавель, бодяк и порей. Сидерация влияет и на самосев, подавляя его. Наконец, зеленые удобрения своим корнеобразованием способствуют еще и тому, что почвенные организмы вновь получают возможность проявить свои деминерализующие свойства. Таким образом, почва возвращает нам полностью свое плодородие [17, c. 94].

2.3 Биогенная ликвидация уплотнения почв

Слой почвы считается уплотненным, если он характеризуется уменьшенным объемом пор по сравнению с ниже- или вышележащими пластами. В почвах, используемых для земледелия, подобные уплотнения обычно возникают в результате обработки. Если эти уплотнения лежат на границе регулярно обрабатываемого глубокого горизонта, то они характеризуются "плужной подошвой", потому что возникновение уплотнения приписывают статическому и динамическому давлению, особенно в том случае, когда работа производилась затупившимися культиваторными лапами. Однако в значительно большей степени образованию "плужной подошвы" способствует давление в борозде, усиленное буксованием и вибрация ведущих колес. При этом частицы почвы тем легче собираются в более плотные агрегаты, чем дальше консистенция почвы отступает от комковатой в сторону мягкопластичной. Почвы со значительной долей мелкопесчаных или пылеватых частиц могут уплотняться сильней, чем почвы с высоким содержанием глины или крупнозернистого песка. Высокое содержание гумуса и известняка стабилизирует структуру почв и тем самым противодействует уплотнению. Уменьшение объема пор уплотненных слоев почвы воздействует на все без исключения транспортные процессы в почве: нарушается газовый обмен, движение воды и питательных веществ [20, c. 45].

Таким образом, значительное механическое сопротивление уплотненных слоев почвы и плохое снабжение кислородом непосредственно отражается на росте корней. Возможно также значительное поражение микроорганизмами, повреждающими корни. В целом при таких условиях плодородие почв, а также гарантия их урожайности более или менее ограничиваются. Модификация транспортных процессов в почве вследствие образования плужной подошвы оказывает отрицательное воздействие и на выполнение полевых работ (медленное высыхание зяби или слишком высокая влажность почвы при уборке).

Цель улучшения подобного состояния почвы всегда заключается в увеличении объема пор, прежде всего, части крупных пор (ходов дождевых червей) в области плужной подошвы.

Глава 3. Анализ воздействия сельскохозяйственной деятельности на ландшафты Алтайского края

3.1 Общая характеристика Алтайского края

Алтайский край находится в азиатской части России, на юго-востоке Западно-Сибирского экономического района. Основные особенности географического положения Алтайского края следующие:

                    удаленность на тысячи километров от морей и океанов,