Эрозия почвы: как бороться с разрушением почвенного покрова

Что такое эрозия почвы

Эрозия — это перенос верхних гумусовых горизонтов под воздействием воды, ветра и хозяйственной деятельности человека. Верхний почвенный горизонт накапливается столетиями. Один сантиметр гумусового слоя формируется за 100–300 лет, а его утрата даже на несколько сантиметров снижает биологическую активность, влагоемкость и питательный потенциал поля. По оценкам ФАО, деградация почв затрагивает треть мировых сельскохозяйственных угодий, а 1,7 млрд человек живут в районах с падающей урожайностью именно по этой причине.

В России ситуация особенно острая. По данным Министерства сельского хозяйства, из 196 млн га сельхозугодий около 130 млн га подвержены различным формам деградации. Водной и ветровой эрозии подвержены порядка 65% пахотных земель, и ежегодно эродированные площади прирастают на 0,4–0,5 млн га. Прямые убытки аграриев от снижения урожайности составляют 18–25 млрд рублей в год.

Особенно уязвимы поля Центрального Черноземья, Поволжья, Северного Кавказа и Алтайского края, где доля эродированной пашни местами достигает 50% и выше. В степных и лесостепных зонах к водной эрозии добавляется ветровая нагрузка, и совокупный ущерб для угодий оказывается значительно выше, чем от каждого фактора по отдельности. 

Типы эрозии почв

Эрозионные процессы принято разделять по природе действующей силы. От этого зависит механизм разрушения и логика защитных мер. Основных форм две, хотя на практике они нередко действуют параллельно и усиливают друг друга.

Водная эрозия развивается под воздействием дождевых потоков и талых вод. Различают несколько форм:

• поверхностная (плоскостная) с равномерным смывом верхнего горизонта по всей площади поля;

• линейная (овражная) с концентрированным размывом и образованием промоин и оврагов;

• ирригационная на орошаемых землях при нарушении режима полива.

Линейная форма наносит наиболее ощутимый ущерб. Один активный овраг за несколько лет выводит из оборота десятки гектаров, а протяженность овражной сети в России уже превысила 1 млн км и продолжает расти.

Водная и ветровая эрозия почв нередко поражают одни и те же поля. Ветровая эрозия (дефляция) очень активна весной, когда поверхность поля еще не прикрыта растительностью, а верхний горизонт иссушен и потерял связность. При пыльных бурях мелкие почвенные частицы переносятся на сотни километров, безвозвратно покидая поле.

Помимо водной и ветровой, выделяют химическую эрозию. При ней питательные вещества вымываются в нижние горизонты и грунтовые воды, не достигая корневой зоны культур. Биологическая деградация сопровождается подавлением почвенной микрофлоры и снижением биологической активности горизонтов. На практике все эти процессы нередко протекают одновременно, взаимно усиливая общий деградационный эффект.

Какие причины влияют на развитие эрозии почв

Понять, какие причины влияют на развитие эрозии почв, необходимо для выстраивания адресной системы защиты. Скорость и масштаб разрушения определяются совокупностью природных и антропогенных факторов, и ни один из них не действует изолированно.

Климатические условия

Главным триггером водной эрозии служит интенсивность осадков. Ливневые дожди с высокой кинетической энергией капель разрушают почвенные агрегаты и запускают поверхностный сток. В засушливые периоды иссохшая почва теряет связность и легко поднимается в воздух, что усиливает ветровую эрозию. 

Весенние паводки и интенсивное снеготаяние на мерзлом грунте дают мощный импульс смыву в тот момент, когда растительного покрова еще нет. Участившиеся экстремальные погодные явления усиливают оба вида разрушительного воздействия на почву. Согласно климатическим прогнозам, интенсивность ливневых осадков в ряде регионов России к середине XXI века вырастет на 10–20%, что неизбежно ускорит развитие водной эрозии на незащищенных угодьях.

Рельеф

Угол и протяженность склона напрямую определяют скорость поверхностного стока. На склонах крутизной свыше 3–5 градусов смыв почвы возрастает кратно. Длинные открытые склоны без поперечных буферных полос позволяют водным потокам набирать скорость и транспортирующую способность. Особенно уязвимы вытянутые поля, распаханные вдоль уклона.

Растительность

Растительный покров выступает главным естественным барьером против эрозии. Корневая система физически удерживает почвенные частицы, надземная масса поглощает кинетическую энергию дождевых капель и снижает скорость ветра над поверхностью поля. Многолетние травы и промежуточные культуры формируют постоянный защитный экран. Открытые черные пары и поля после уборки поздних пропашных культур относятся к зонам максимального риска деградации угодий.

Геология

Гранулометрический состав почвы определяет ее эрозионную устойчивость. Легкие супесчаные почвы наиболее подвержены ветровой эрозии, а тяжелые суглинки чаще страдают от водной. Деградированные почвы с разрушенной структурой агрегатов утрачивают водопроницаемость и направляют осадки в поверхностный сток вместо поглощения. Низкое содержание гумуса снижает связность частиц и делает их легкой добычей воды и ветра.

Деятельность человека

Из-за чего происходит эрозия почв на практике? Прежде всего из-за ошибок в агротехнике. Распашка вдоль склона, систематические глубокие обработки, уничтожение лесополос и многолетняя монокультура последовательно подрывают естественную устойчивость угодий. Тяжелая техника уплотняет подпахотный горизонт и снижает водопроницаемость. Поверхностный сток усиливается, а с ним нарастает смыв плодородного слоя. Хозяйства, где пропашные культуры занимают более 60–70% пашни без соблюдения севооборота, фиксируют ускоренную деградацию почвенного покрова по сравнению с теми, кто придерживается научно обоснованных схем чередования культур.

Последствия эрозии

Процесс разрушения верхнего слоя почвы напрямую отражается на экономике хозяйства. По данным российских исследований, на эродированных землях урожайность снижается на 10–30%, а в отдельных случаях потери могут быть выше. Верхний сантиметр гумусового горизонта накапливается столетиями, и восстановить его агрохимическими методами в короткие сроки невозможно.

Параллельно нарастают агрофизические изменения. Снижается влагоемкость, ухудшается воздушный режим, угнетается микробиологическая активность. Поле после интенсивного разрушения плодородного слоя хуже отвечает на минеральные удобрения. Питательные вещества не удерживаются деградированной почвой и вымываются в нижние горизонты, не достигая корневой зоны культур.

По расчетам аграрных экономистов, стоимость восстановления одного гектара сильно эродированной почвы с применением органики, гипсования и агромелиоративных мероприятий может достигать 80–120 тыс. рублей и растянуться на 5–10 лет. На уровне хозяйства нарастание эрозии означает рост затрат при одновременном падении отдачи от вложений в удобрения и обработку.

Экологические последствия не менее серьезны. Водоемы заиливаются, грунтовые воды загрязняются агрохимикатами, биоразнообразие почвенной биоты сокращается. На эродированных полях формируется замкнутый круг деградации: потеря гумуса снижает влагоудерживающую способность, засуха усиливается, и следующий эрозионный эпизод наносит еще больший урон.

Меры борьбы

Как бороться с эрозией почвы эффективно? Только комплексными методами. Ни один отдельный прием не обеспечивает надежной долгосрочной защиты. Необходимо сочетание агрономических, технических и организационных мер с учетом конкретного рельефа, климата и состояния угодий.

Грамотно выстроенный севооборот служит основой защиты. Включение многолетних трав, сидератов, бобовых и промежуточных культур поддерживает почвенное покрытие в критические периоды и последовательно восстанавливает структуру горизонтов. Соя, горох и рапс с разветвленной корневой системой улучшают водонепроницаемость и биологическую активность почвы. Ознакомиться с ассортиментом культур для защитных севооборотов можно в каталоге RELIX®.

Минимальная обработка сохраняет поверхностный слой растительных остатков, служащий барьером от ветра и осадков. Контурная вспашка поперек склона замедляет сток и существенно снижает смыв. Гребнистая и ячеистая подготовка поля задерживает влагу в микрорельефе. Отдельного внимания заслуживает применение почвопокровных культур в межсезонье. Посевы озимых на полях, которые иначе уходили бы в зиму открытыми, снижают ветровую нагрузку и уменьшают весенний смыв.

Полезащитные лесополосы снижают скорость ветра в защитной зоне на 20–40%, обеспечивают равномерное снегораспределение и перехватывают поверхностный сток. Среди инженерных и организационных мер выделяют:

• буферные полосы из многолетних трав на склонах для задержки смытых частиц;

• нагорные канавы и водозадерживающие валы в зонах активного оврагообразования;

• перепады и водосбросные сооружения для безопасного отвода поверхностного стока;

• восстановление и закладка новых лесополос на открытых полях с высоким ветровым давлением.