Водная эрозия почв - серьезная проблема, ежегодно уносящая миллионы тонн плодородного слоя. Это негативно сказывается на урожайности и приводит к дополнительным затратам на восстановление полей. Давайте разберемся, что такое водная эрозия, почему она возникает, какие бывают ее виды, каковы последствия и как с ней бороться.
Что такое водная эрозия почв
Водная эрозия почв - это разрушение и удаление верхнего плодородного слоя почвы под воздействием водных потоков. Причинами эрозии могут быть дождь, талые воды, неправильный полив, стоки с полей.
Водные потоки вымывают из почвы органические и минеральные вещества, уносят их в низины, овраги, водоемы. Это приводит к обеднению и разрушению плодородного слоя.
Существует естественная эрозия, вызванная природными факторами, и ускоренная - результат неправильной хозяйственной деятельности человека.
Причины возникновения водной эрозии
К основным причинам водной эрозии относятся:
- Выпадение ливневых осадков, разрушающих незащищенную почву;
- Интенсивное таяние снегов;
- Неправильно организованный поверхностный сток воды по склонам;
- Переувлажнение почвы в результате избыточного орошения;
- Отсутствие растительного покрова, защищающего почву от размыва;
- Вырубка лесов, кустарников на склонах;
- Чрезмерный выпас скота, уплотняющий почву.
Ускоренная эрозия развивается в 5-10 раз быстрее естественной и наносит огромный вред почвенному плодородию.
Типы водной эрозии
Водная эрозия бывает нескольких основных типов:
- Дождевая (капельная) - начальная стадия, когда дождевые капли разрушают структуру верхнего слоя почвы.
- Плоскостная - при превышении интенсивности осадков над впитывающей способностью почвы.
- Линейная (струйчатая) - образование эрозионных борозд и каналов глубиной до 30 см.
- Овражная - глубокие эрозионные врыты, трудно поддающиеся рекультивации.
Самые разрушительные последствия имеют линейная и овражная эрозия. На их долю приходится до 60% потерь почвы от эрозии.
Последствия водной эрозии для растений
Любой тип водной эрозии отрицательно влияет на произрастающие на поле культуры:
- Снижается обеспеченность элементами минерального питания;
- Ухудшается водно-воздушный режим почвы;
- Понижается урожайность, растения слабеют и поражаются болезнями.
На эродированных почвах нормальное функционирование корневой системы и питание растений становится невозможным.
| Потери пахотного слоя почвы от эрозии, см | Снижение урожая зерновых культур, % |
| 5 | 10 |
| 10 | 25 |
| 25 | 50 |
Как видно из таблицы, чем сильнее эрозия, тем больший ущерб наносится урожаю.
Влияние на фауну
Водная эрозия отрицательно сказывается не только на растениях, но и на животном мире экосистем:
- Происходит загрязнение вод toxicity вследствие смыва остатков удобрений и пестицидов в водоемы;
- Снижается концентрация растворенного в воде кислорода, необходимого водным организмам;
- Изменяются условия обитания для рыб, водоплавающих птиц, земноводных;
- Падает численность ценных промысловых видов рыб, исчезают места нереста и нагула молодняка.
Риск наводнений и подтоплений
Сильная водная эрозия нарушает водорегулирующие функции почвы, что чревато подтоплениями и наводнениями:
- Уменьшается впитывающая и водоудерживающая способность почвы;
- Возрастает поверхностный сток воды, усиливается сила и разрушительность паводков;
- Наводнения размывают плодородный слой почвы, повреждают дороги, мосты, строения;
- Подтопленные участки выводятся из сельскохозяйственного использования на длительный период.
Ухудшение качества воды
Эрозия почв приводит к ухудшению качества поверхностных и подземных вод:
- В водоемы попадают частицы разрушенного плодородного слоя с полей;
- Увеличивается мутность воды, изменяются органолептические свойства;
- Со смытыми пестицидами и удобрениями в воду поступает избыток биогенных элементов;
- Снижается концентрация растворенного кислорода, необходимого гидробионтам.
Основные меры борьбы с водной эрозией почв
Для предотвращения и минимизации последствий водной эрозии применяют следующие основные методы:
- Сохранение дернового покрова почвы с помощью многолетних трав, кулисных посадок деревьев.
- Правильная обработка почвы с минимальным нарушением структуры пахотного горизонта.
- Противоэрозионная организация территории с посевом вдоль склонов, полосным чередованием культур.
- Строительство гидротехнических сооружений для задержания поверхностного стока воды.
Мониторинг состояния полей
Для оперативного выявления эрозионных процессов и принятия мер огромную помощь оказывают технологии дистанционного зондирования Земли.
Современные спутниковые снимки позволяют:
- Определить степень деградации почв на больших площадях;
- Выделить эрозионно-опасные участки по спектральным характеристикам растительности;
- Отслеживать динамику негативных процессов по многолетним данным;
- Своевременно корректировать агротехнические мероприятия для сохранения плодородия полей.
Агротехнические приемы борьбы с эрозией
Для защиты почв от водной эрозии применяют следующие агротехнические приемы:
- Глубокая вспашка с оборотом пласта для улучшения впитывающей способности почвы.
- Посев многолетних трав и сидератов, создающих прочный дерновый покров.
- Внесение органических удобрений для повышения водопрочности почвенных агрегатов.
- Щелевание и гребнистая вспашка поперек склона для задержания воды и предотвращения линейной эрозии.
Севообороты как метод борьбы с эрозией
Эффективный средством предотвращения водной эрозии почв является правильное чередование культур в севообороте:
- Чередование культур с разной корневой системой укрепляет почвенную структуру;
- Многолетние травы и зернобобовые обогащают почву органикой;
- Озимые и промежуточные культуры защищают землю от эрозии в периоды без основных посевов;
- Корне- и пожнивно-отавные остатки препятствуют размыву почвы талыми и ливневыми водами.
Инженерная защита от эрозии
На склонах крутизной более 3 градусов особенно эффективны следующие инженерные сооружения:
- Террасирование склонов для регулирования поверхностного стока;
- Дамбы, запруды, нагорные канавы для отвода избыточной воды;
- Берегозащитные древесно-кустарниковые насаждения вдоль оврагов и водотоков;
- Укрепление ложа оврагов каменной наброской или габионными конструкциями.
Государственные меры борьбы с эрозией почв
Для решения проблемы эрозии на государственном уровне необходим комплекс мер:
- Разработка целевых программ по защите почв от эрозии с выделением финансирования.
- Субсидирование фермеров на проведение противоэрозионных мероприятий.
- Законодательное регулирование обработки склоновых земель, выпаса скота.
- Создание специализированных служб мониторинга за эрозионными процессами на сельскохозяйственных угодьях.
Противоэрозионная мелиорация земель
Эффективным направлением борьбы с водной эрозией является противоэрозионная мелиорация земель, включающая:
- Химическую мелиорацию - известкование, гипсование, внесение минеральных удобрений для улучшения структуры и водопрочности почв.
- Фитомелиорацию - посадку деревьев, кустарников, многолетних трав в оврагах, на склонах, балках.
- Гидротехническую мелиорацию – сооружение дамб, плотин, быстротоков и других гидросооружений для регулирования поверхностного стока.
Применение геосинтетических материалов
Для защиты склонов от эрозии активно применяют геосинтетические материалы:
- Нетканые геотекстили различной плотности задерживают воду и частицы почвы, пропуская воздух;
- Объемные георешетки и габионы гасят энергию водного потока, предотвращают размыв грунта;
- Геомембраны препятствуют намыву почвенных частиц с водой, укрепляют поверхность земли.
Мониторинг эрозионных процессов
Для своевременного принятия мер по борьбе с эрозией крайне важно вести регулярный мониторинг состояния почв:
- Анализ спутниковых снимков, аэрофотосъемка с БПЛА для выявления очагов эрозии;
- Наземные обследования, замер глубины эрозионных борозд и оврагов;
- Оценка противоэрозионной устойчивости почв по содержанию гумуса, структурности;
- Метеонаблюдения, учет количества атмосферных осадков.
Вовлечение общественности в борьбу с эрозией
Для решения проблем водной эрозии важно привлечь внимание и усилия всего общества:
- Проводить разъяснительную работу о последствиях эрозии через СМИ, соцсети;
- Организовывать добровольческие акции по посадке деревьев и засыпке оврагов;
- Стимулировать фермеров к применению почвозащитных технологий;
- Включать тему борьбы с эрозией в экологическое образование и воспитание всех слоев населения.
Экономический ущерб от эрозии почв
Водная эрозия наносит огромный экономический ущерб сельскому хозяйству и государству:
- Снижаются объемы производства продукции растениеводства, падает рентабельность отрасли;
- Требуются дополнительные затраты на внесение удобрений и мелиорантов для повышения плодородия эродированных почв;
- Растут расходы на технику и топливо при обработке малопродуктивных земель;
- Уменьшаются поступления в бюджеты от налогов сельхозпроизводителей.
Превентивные меры защиты от эрозии
Гораздо эффективнее не допустить развития эрозии, чем бороться с уже возникшими очагами. Для этого необходимо:
- Тщательно анализировать рельеф участков при разработке проектов землепользования.
- Избегать распашки склонов крутизной более 3 градусов под пропашные культуры.
- Соблюдать научно-обоснованные севообороты с обязательным наличием почвозащитных культур.
- Применять комплекс организационных, агротехнических и мелиоративных противоэрозионных мер.
Законодательное регулирование вопросов эрозии почв
Для решения проблем эрозии необходимо:
- Разработать и принять федеральный закон "О защите почв от эрозии";
- Ужесточить контроль за использованием эрозиоопасных земель;
- Установить налоговые льготы фермерам, применяющим почвозащитные технологии;
- Ввести штрафы за нарушение противоэрозионных нормативов обработки почв.
Повышение осведомленности о проблеме эрозии почв
Большую роль в борьбе с эрозией может сыграть повышение осведомленности как специалистов АПК, так и широких слоев населения о масштабах и опасности этой проблемы. Для этого необходимо:
- Проводить тематические научно-практические конференции и семинары;
- Освещать проблему эрозии в СМИ, социальных сетях;
- Включить данную тему в программы подготовки агрономов, инженеров-мелиораторов;
- Повышать экологическую культуру всех слоев общества через систему образования.
Международное сотрудничество в борьбе с эрозией почв
Эрозия почв - глобальная проблема, затрагивающая многие страны. Для ее решения необходимо наладить международное сотрудничество:
- Проводить совместные научные исследования причин и масштабов эрозии в разных регионах планеты;
- Обмениваться передовым опытом использования почвозащитных технологий;
- Разрабатывать и внедрять инновационные методы борьбы с эрозией на основе международной кооперации ученых и специалистов;
- Создать межгосударственную программу мониторинга эрозионных процессов на основе анализа спутниковых снимков высокого разрешения.
Перспективы развития технологий борьбы с эрозией почв
Активно ведутся научные разработки новых high-tech решений для защиты почв от эрозии:
- Создание биоразлагаемых геосинтетических материалов пролонгированного действия для укрепления склонов;
- Использование дронов и наземных роботов для оперативного мониторинга состояния полей;
- Применение технологий генной инженерии для выведения высокопродуктивных почвозащитных культур;
- Разработка методов управляемого микробного синтеза органических веществ в почве для повышения ее структурности.
Почвозащитное земледелие - основа рационального землепользования
Для устойчивого ведения сельского хозяйства в условиях риска эрозии необходим переход к почвозащитным, ресурсосберегающим технологиям возделывания культур:
- Минимальная и нулевая обработка почвы;
- Системы сидерального и органического земледелия для накопления гумуса;
- Точное высокотехнологичное внесение удобрений и химмелиорантов;
- Использование смешанных и совмещенных посевов, устойчивых к эрозии.
