Особенно влияние воздушных масс заметно в горных лесах, где можно воочию наблюдать зависание на верхушках крон облаков, которые несут затенение, влагу и прохладу верхним и нижним ярусам или стекание холодных туманов в понижения рельефа.
Эрозия почв
Эрозия почвы — разрушение почвы под действием воды и/или ветра. Слово «эрозия» происходит от латинского «erosio», означающего разъедание, разрушение.
В истории земледелия насчитывается множество фактов разрушения и деградации почв. По различным подсчетам, за последние 200 лет в мире от эрозии уничтожено около 2 млрд га пашни, что превышает площадь обрабатываемых в настоящее время земель — около 1,5 млрд га.
- в зависимости от фактора разрушающего воздействия:
- водную эрозию;
- ветровую эрозию, или дефляцию;
- совместную эрозию, сочетающую водную и ветровую.
- в зависимости от скорости процесса:
- нормальную, или геологическую, или естественную;
- ускоренную, или разрушительную, или антропогенную.
Эрозия почв (English version)
Как ветер изменяет облик земли
Ветром называется перемещение воздуха почти параллельно земной поверхности. Сила ветра зависит от его скорости. Медленные движения, которые мы называем «ветерком», «легким ветром», могут поднимать и переносить только самые легкие предметы — бумажки, пылинки. Сильные же движения воздуха вздымают клубы пыли на грунтовых дорогах и на высохших вспаханных полях. В Поволжье весной бывают так называемые суховеи — сильные ветры, дующие из пустынь Азии. Они сушат почву пашен, уносят легкие частицы ее с собой, обнажают и губят ростки озими и переходят иногда в настоящие пыльные бури. Такие бури хорошо известны у нас в Средней Азии; в Северный Китай они приносятся из пустыни Гоби. В Северную Африку из пустыни Сахары вторгаются страшные пыльные бури, называемые самумом и хамсином.
Самум в пустыне. Пески, поднятые ураганом высоко в воздух, надвигаются широким фронтом.
Ветер издавна используется человеком как сила для движения парусных судов, для вращения жерновов на ветряных мельницах, для подъема воды на водокачках, для получения электрической энергии на маленьких электростанциях.
Силу и направление ветра приходится учитывать при строительстве городов и заводов: сооружение высоких заводских труб планируется таким образом, чтобы дым заводов не направлялся ветром на жилые поселки. Ветер влияет и на полеты самолетов и на точность стрельбы. С ветром связано изменение погоды.
Ветер — очень важный преобразователь поверхности Земли. Он подхватывает и переносит на большие расстояния мелкие обломки горных пород и частицы минералов в виде песка и пыли. При их помощи он производит большую геологическую работу. Эти частицы образуются на поверхности Земли в результате процессов выветривания горных пород, которые как бы подготовляют материал для работы ветра.
Песчинки, встречая на своем пути отдельные камни и ударяя по ним, мало-помалу полируют, шлифуют их, отчленяют более мягкие породы, легче поддающиеся разрушению, оставляя более твердые участки в виде гребешков и разных выступов. Обломки горных пород на земле обтачиваются с разных сторон струйками песчинок. Такие камни встречаются даже в Московской, Рязанской, Воронежской и других областях.
Обтачивающая и полирующая работа ветра особенно сильно проявляется в так называемых каменистых пустынях. Это молодые, сравнительно недавно возникшие пустыни, в которых еще не совсем успели разрушиться горные цепи.
Природа каменистых пустынь сурова, но не лишена мрачной красоты: высятся обнаженные острые вершины скал с нависающими карнизами из твердых, медленно поддающихся разрушению пород, а у подножия скал всегда насыпаны груды обломков.
Ветер искусно отделяет более твердые породы от более мягких, рыхлых, мелкие частицы которых он уносит. Участки твердых пород остаются как памятники, свидетели минувшего, указывая, что здесь когда-то высились горные вершины. В результате образуются так называемые ветровые столбы, или «свидетели». Одинокими сторожевыми башнями возвышаются такие столбы среди «выглаженных» пустынных пространств. Так как ветер поднимает песчинки обычно не выше 2 м от земли, то основание таких скал шлифуется и утончается быстрее, чем вершина, и получается скала, по форме похожая на гриб.
Каменный гриб, образовавшийся в результате деятельности ветра.
Группы грибовидных скал и ветровых столбов создают исключительно интересный, своеобразный ландшафт. Создается впечатление, что эти скалы — развалины разрушенных селений или башен и замков, живописно разбросанных среди пустыни.
Таков, например, в Западном Китае «Эоловый город» .
Пройдут тысячелетия, и неутомимый ветер с помощью захваченных частиц подточит скалы, опрокинет их и разбросает повсюду их обломки. Тогда возникнут щебневые пустыни. Они встречаются в Гоби. Щебневые пустыни представляют собой обширные выровненные пространства, усыпанные щебнем и песком, среди которых встречаются одиночные горы или же невысокие цепи остроконечных скал — остатки еще не до конца разрушенных горных цепей. Щебневая пустыня является переходной к песчаной, особенно широко распространенной на Земле. Такие песчаные пустыни встречаются у нас в Средней Азии — Каракумы и Кызылкум, в Центральной Азии — Гоби, в Африке — Сахара и в ряде других мест.
Ветер находит в пустынях много материала для образования сыпучих песков, возникающих преимущественно в результате выветривания обнаженных горных пород. Кроме того, в пустынях имеется много рыхлого аллювия (отложения текучих вод) и отложений, усыхающих после весеннего разлива рек и потоков (селей), образующихся во время дождей в горах.
В Средней Азии большие площади заняты отложениями прежде существовавших озер и рек, переменивших свое русло или совсем исчезнувших. Эти отложения состоят из песка и ила, совершенно высохших и легко развеваемых ветрами. Так образовались песчаные пустыни — Каракумы («Черные пески»), Кызылкум («Красные пески»), Муюнкум, Большие и Малые Барсуки и др. Количество материала, развеваемого ветром, постоянно растет за счет отложений во время разливов Аму-Дарьи и прибоя на берегах Аральского моря.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Унесенная ветром
Над распаханными полями висят плотные пылевые облака, закрывающие солнце. Целые сугробы этой пыли заметают лачуги фермеров и сельскохозяйственную технику. Урожая в этом году не будет — посевы уничтожены, верхний плодородный слой почвы сдут ветром. Местные жители страдают от постоянного кашля: висящая в воздухе пыль попадает в легкие и вызывает пневмонию. Узнаете начало «Интерстеллара»? Но на самом деле это начало XX века: 30-е годы, США.
Великие равнины — это огромный регион в центральной части Северной Америки. Они тянутся с севера на юг почти через весь континент, с востока ограничены более влажными лесными землями, а с запада — Скалистыми горами.
До прихода белых поселенцев Великие равнины представляли собой прерии — земли, покрытые бесконечным ковром диких трав, в основном злаков, по которым бродили стада бизонов. Такие территории есть (точнее, были) и на других континентах: в Евразии их называют степями, в Южной Америке — пампасами. Все это обширные равнины без лесов и гор, открытые всем ветрам (и потому нередко засушливые), покрытые травой и населенные стадами крупных копытных животных.
Коренные жители Великих Равнин занимались в основном охотой на бизонов и другую дичь, а земледелие практиковали очень ограниченно, в речных долинах. Многие племена вели полукочевой образ жизни: если начиналась засуха или кончалась дичь — перемещались в другие районы.
Картина Альфреда Джейкоба Миллера «Охота на бизонов», написанная между 1858 и 1860 годами
В 1860-х годах по этим землям протянулись железные дороги. В 1862-м году Конгресс принял Гомстед-акт — закон, позволяющий любому гражданину США получить право на участок незанятой территории на Западе. Прерии стали быстро осваиваться. Поначалу на них выросли животноводческие ранчо. Если свободной земли много, то можно завести скот и пасти его на открытых просторах — отличный план! Так на территории Великих Равнин началась эпоха ковбоев. Со временем места для пастбищ стало не хватать, а спрос на зерно возрос, и скотоводческие ранчо сменились распаханными полями. Конечно, вспахать прерии нелегко — земля очень плотная, покрыта ковром трав и скреплена переплетением их корней, дерниной. Но фермер, вспахавший целину, будет вознагражден — не знавшая плуга степная почва дает очень хороший урожай.
К 1930-м годам практически все подходящие площади Великих Равнин были распаханы. Прерии, когда-то покрытые морем травы, которые бороздили стада бизонов, превратились в нескончаемые поля пшеницы, кукурузы и хлопчатника. За 30 лет с начала XX века площадь ферм на Великих равнинах удвоилась, превысив 100 миллионов гектаров. Урожай пшеницы вырос с 500 тысяч до миллиона тонн, урожаи хлопка увеличились в несколько раз — а вместе с этим практически удвоилось население Великих равнин. Властвовавшая тогда идеология завоевания природы человеком не допускала, что землепашец может навредить земле. Нетронутые прерии воспринимались как «дикие земли», которые должны быть освоены, а плуг — как инструмент, который делает почву только лучше.
Мильтон Уитни, в то время глава Бюро почв США, писал: «почва — единственное нерушимое достояние нации. единственный ресурс, который невозможно исчерпать». В 1920-е годы с этих территорий получали огромные урожаи. За 1921-1923 годы США отправили 595 тысяч тонн продуктов в виде гуманитарной помощи в голодавший тогда Советский Союз.
Но уже через десять лет все изменилось.
«Наступило время рассвета, но день не пришел. В сером небе появилось солнце – мутно-красный круг, излучающий слабый, похожий на сумерки свет; к вечеру сумерки снова слились с темнотой, и в темноте над повалившейся кукурузой завывал и плакал ветер».
NOAA George E. Marsh Album
В 1934-1935 годах на Великие равнины пришли засухи. Ветер разрушал иссушенную почву и вздымал огромные «черные метели» (black blizzards), которые уносил на Восточное побережье. За одно только «черное воскресенье» 14 апреля 1935-го года ветер унес с полей около 300 миллионов тонн почвы.
С этого момента на карте появляется новый топоним, «Пыльный котел» (Dust Bowl): Техас, Оклахома, Канзас, часть Колорадо и Нью-Мексико. Но ветровая эрозия только этими штатами не ограничилась: в той или иной степени пострадали все территории Великих Равнин в США и Канаде. Сотни тысяч фермеров остались без заработка и пропитания, и начали массово сниматься с места. В общей сложности мигрантами стали 2,5 миллиона человек.
«Пыльный котел» (оранжевый), зона распространения пыльных бурь в 1933 году (коричневая). Красным отмечена зона, больше всего пострадавшая от эрозии, и 66-я автомагистраль, по которой отправились к побережьям мигранты
Мероприятия по защите почв от ветровой эрозии
Основные задачи всех мероприятий при борьбе с ветровыми эрозиями – это предупредить такие негативные явления, ликвидировать очаги, а также прекратить процессы их развития. Все проводимые действия должны быть направлены в сторону уменьшения скорости движения воздушных масс и увеличению противодефляционной стойкости грунта.
Все проводимые мероприятия разделяют на 4 группы:
- агротехнические;
- гидротехнические;
- лесомелиоративные;
- землеустроительные.
Каждое из них в отдельности способно минимизировать негативные последствия ветровой эрозии.
Влияние ветра на развитие растений
Порывы ветра формируют рельеф – важный фактор для развития растений. Особенно это касается тех культур, которые растут на песчаных местностях, — псаммофитов. Самыми яркими представителями среди них являются саксаула, эфедра, некоторые виды ив. Этим растениям приходится очень быстро формировать новые побеги во всех направлениях, чтобы не быть заметенными песком.
Также потоки воздуха влияют и на влажность. Пожалуй, это самый губительный фактор, поскольку сильные порывы ветра просто высушивают травы и деревья. Это заметно во влажном климате, если помимо этих условий наблюдается повышенная температура воздуха. Кроме того, что сильный циклон сдувает влагу с поверхности листьев, он скручивает их так, что молекулы воды выдавливаются из устьев пластин.
Наиболее подвержены такому явлению растения в те времена года, когда на улице стоит сухая жаркая погода. Или в дни устойчивого мороза. В общем, тогда, когда деревья не могут взять влагу из почвы.
Еще буря становится причиной полегания стволов. Существует понятие, как флаговая форма кроны. Наблюдается она у тех растений, которые подверглись воздействию сильных потоков воздуха, направленных в одну сторону. В этом случае часть побегов отмирает, и дерево развивается лишь в одну сторону. Но есть и такие растения, которые научились “противостоять” этому явлению. Среди них дриада, полынь и минуарция.
Более разрушительный эффект несут сильные порывы ветра — ураганы. Они становятся причиной таким явлениям, как:
- ветровалы. В этом случае ураган вырывает дерево из земли вместе с корневой системой;
- буреломы. Здесь можно наблюдать, как ломаются поперек стволы растений.
Первому явлению по большей степени подвержены деревья с плохо развитой корневой системой. Среди таких, например, береза или ель. А второму — растения с рыхлыми стволами (осина) или, наоборот, сильно развитыми корнями (пихта или сосна).
Но циклон несет не только разрушающие последствия. Потоки воздуха становятся и так называемыми сеятелями. Например, самые первые растения на нашей планете появились за счет того, что именно ветер разносил их споры. Среди них можно выделить мох и папоротник.
Помимо этого, первое опыление осуществлялось за счет порывов воздуха. Это явление носило название анемофилия. А вот энтомофилия — перенос пыльцы насекомыми, появилась гораздо позже.
Анемофилия сейчас очень распространена и среди лесных пород деревьев. Благодаря порывам ветра пыльца этих растений может преодолевать огромные расстояния, оседая в степях, на лугах и пустынях.
Виды водной эрозии
Существует несколько видов водной эрозии. Она бывает овражная, поверхностная и линейная. Также существует плоскостная эрозия, в результате которой появляются небольшие размывы, с которыми несложно бороться, хотя это оставляет свой отпечаток. В итоге пахотный слой почвы сильно страдает и приходится пропахивать нижние слои. Линейная эрозия возникает при влиянии очень концентрированных стоков. Сначала размывы около 20 см, но потом их глубина растёт и достигает метра. Если стоки продолжают разрушать почву в этом месте, образуется овраг. Его стенки постепенно обрастают разными видами растительности и начинают осыпаться. Так овраги со временем становятся балками. Их глубину определяет базис эрозии. Базисом называют такой уровень поверхности, на котором все стекающие воды уже не могут размывать почву. Обычно базисом этого процесса является уровень моря или реки. Однако этот показатель может снизиться, и вода снова начнет размывать овраг.
Буреломы и ветровалы
Сильные порывы ветра и легкие дуновения одинаково значимы в биологической жизни отдельных растений.
Ураганы, обычные в некоторых районах земного шара, изредка посещают и наши края. Тогда и мы можем наблюдать, какова сила мощных потоков воздуха, валящих деревья с корнями (ветровалы) и ломающих поперек стволы (буреломы).
- Ветровалам в большей степени подвержены деревья с неглубокой корневой системой, такие как ель и береза.
- Буреломными считаются породы с рыхлой древесиной (осина, береза) или глубокой стержневой корневой системой (сосна, пихта).
Дуб, как и следует дереву-богатырю, во всех отношениях хорошо противостоит ветру, а вот липа, вероятно в силу своей гибкости, считается устойчивой к ветроломам.
В природных лесных сообществах в результате буреломов и вывалов деревьев образуются окна (поляны), открытые лучам солнца. На них интенсивнее идет возобновление, быстрее развивается молодой подрост, подчас более светолюбивых пород.
Стелющиеся и флаговые формы деревьев на границе леса на высоте 3000 м в Скалистых горах (штат Колорадо).
Деревья, выросшие отдельно на полянах, всегда ветроустойчивее. В отсутствие конкуренции они имеют разветвленную, хорошо развитую корневую систему. Они приземистей деревьев, сформированных в лесном массиве.
В лесу, в условиях конкуренции за свет и недостатка его в нижних ярусах, растения выносят крону ввысь к пологу, а нижние ветви у них усыхают. Такая форма больше подвержена ветровалам, особенно после прореживания древостоя, прежде всего опасны оставшиеся одинокие экземпляры.
ДВИЖЕНИЕ ВОЗДУХА
Условия жизни наземных растений и животных во многом определяются характером циркуляции воздушных масс. Воздух может перемещаться горизонтально, вертикально, принимать самые разнообразные направления движения в зависимости от рельефа местности, лесных массивов, населенных пунктов и т.
д. Воздушные течения могут перемещаться параллельно, сходиться и расходиться, приобретать круговые движения, завихряться.
Во многих регионах Земли формируются характерные местные ветры, среди них широко распространены муссоны, изменяющие свое направление 2 раза в год. Летом они дуют с океана на сушу, а зимой, наоборот, с суши в сторону океана. Муссоны обусловлены разностью атмосферного давления из-за неодинакового нагрева суши и океана в летнее и зимнее время. Ветры, дующие ночью с суши на море, а днем в обратном направлении, получили название бриз. Ветер может принимать характер шквала. Шквальный ветер характеризуется сильными порывами, частыми изменениями направления движения воздушных масс. Иногда возникают смерчи — локальные восходящие вихри, встречаются и другие формы ветров (фен — горный ветер и т. д.).
Скорость ветра бывает самой разной. Она может существенно изменяться под влиянием природных или искусственных препятствий потокам воздуха: лесов, зданий и т. д. Сомкнутые лесные сообщества слабо проницаемы для ветра. У лесной подстилки скорость ветра составляет 8—12 % установившейся над лесом. На возделываемых полях скорость ветра зависит от высоты культивируемых растений. На посевах зерновых культур зона сильного снижения скорости ветра составляет до 1 м от поверхности почвы, а на свекольном поле значительно меньше — 20—30 см. В местах обитания сельскохозяйственных животных — пастбищах, кардах (базах), скотных дворах, животноводческих фермах и комплексах — скорость движения воздуха колеблется очень сильно. На пастбищах она приблизительно такая же, как на лугах, полях, в степях.
На кардах она обычно ниже, а в закрытых животноводческих помещениях еще меньше. Скорость движения воздуха на фермах и комплексах во многом зависит от функционирования вентиляционных устройств, открывания и закрывания дверей и окон, щелис- тости стен и потолков, от температуры внешней среды и ряда других факторов. Зоогигиенистами установлено, что в зимний период в закрытых животноводческих помещениях воздух движется со скоростью от 0,05 до 0,30 м/с. В менее холодное осеннее и весеннее, а тем более в теплое летнее время года скорость движения воздуха еще меньше.
Движущийся воздух — важный экологический фактор. Он активно влияет на жизнедеятельность, биологическую продуктивность и воспроизводительную способность растений и животных. На растительные и животные организмы ветер может воздействовать как положительно, так и отрицательно.
Умеренное по силе и скорости движение воздушных масс способствует интенсификации фотосинтеза, ускоряет рост и развитие растений. Многие виды растений, в том числе культурные (рожь, кукуруза и др.), опыляются с помощью ветра. У ветроопыляемых растений пыльцы много, и она сухая. Опыление с помощью ветра — анемогамия — чаще наблюдается в местах с бедной растительностью, главным образом на севере. Ветер помогает распространению семян и плодов растений-анемохоров. В процессе эволюции анемохоры приобрели хохолки, крылатки, другие приспособления, содействующие их распространению с помощью ветра. Растения под названием «перекати-поле» (кер- мек, курай, синеголовник полевой, мхи) отрываются ветром от грунта, катятся вдаль и по пути своего движения рассеивают семена.
На жизнедеятельность растений ветер может влиять и негативно, что проявляется в разных формах. Так, сильные ветры могут вызывать полегание хлебов. У зерновых, например у ржи, чувствительность к полеганию повышается при густом стеблестое, когда механическая ткань в стеблях растений развита недостаточно. Сильный ветер отрицательно воздействует на орошаемые поля: сносит влагу искусственного дождя, усиливает испарение.
При скорости ветра 35—36 км/ч потери влаги от испарения могут достигать 40 %. Особенно большой вред посевам причиняют суховеи. Под влиянием сильного сухого ветра растения засыхают, угнетается формирование колоса зерновых хлебов. Озерненность уменьшается, зерно становится мелким и щуплым. Ветер — причина ветровой эрозии почв. При обнажении корней растения заболевают и гибнут.
Ветер оказывает разное влияние и на животные организмы. Он может способствовать расселению стрекоз, пауков, повисших на нитях «бабьего лета», многих других видов. Ветер переносит запахи и, следовательно, может играть определяющую роль-в передаче экологической информации. С помощью воздушных течений животные получают информацию о местонахождении источников корма, половых партнеров, естественных врагов и т. д. Даже очень слабый ветер помогает комарам быстро определять места нахождения крупного рогатого скота, лошадей и других видов животных — объектов своего паразитирования.
Сильные ветры, например бури, неблагоприятно влияют как на животных, так и на места их обитания. Очень сильный ветер, обладая свойствами мощной механической силы, может стать причиной травм. Известны случаи массовой гибели сельскохозяйственных животных во время бурь, смерчей. Ветры — причина эрозии почв деградированных сухих пастбищ. Пыль, поднимаемая ветром, загрязняет пастбищную растительность, воздушную среду. Поедание загрязненного пастбищного корма может стать причиной нарушения пищеварения, снижения упитанности, продуктивности и воспроизводительной способности животных. У крупного рогатого скота возникают закупорка книжки, у лошадей — песочные колики. Вдыхание воздуха, загрязненного пылью, приводит к поражению дыхательных путей и легких — возникновению ларингита, бронхопневмонии и других болезней дыхательной системы животных.
Особенности влияния скорости движения воздушных масс на организм сельскохозяйственных животных зависят от температуры и влажности воздуха.
Исследования, проведенные в летнее время при температуре окружающей среды 31—32 °С, показали, что в загоне с вентилятором, где скорость движения воздуха составляла 1,6 м/с, прирост живой массы молодняка крупного рогатого скота был более 1 кг в сутки.
В аналогичном контрольном загоне с естественной скоростью движения воздуха 0,2 м/с прирост живой массы контрольных животных равен всего лишь 600—700 г в сутки (Онегов).
При низких температурах и высокой влажности движение воздуха способствует усилению теплоотдачи и может стать причиной переохлаждения животных. Холодный сырой ветер — этиологический фактор простудных болезней, обморожений, ревматизма. Простудные болезни у животных появляются при сквозняках из-за открывания дверей и окон, дефектов стен и потолочных перекрытий (щели, дыры и т. д.). Сильные сухие ветры при высокой температуре воздуха вызывают обезвоживание организма, жажду, снижение аппетита, молочной и мясной продуктивности животных. Регуляции и оптимизации движения воздуха в животноводческих помещениях зоогигиенисты уделяют много внимания, так как это имеет важное значение в повышении продуктивности сельскохозяйственных животных и их охране от заболеваний. Почва — биокосное природное тело, сформировавшееся в процессе взаимодействия живой и неживой природы. Она — продукт биогеоценоза и главный ее компонент. Почва — важнейший природный ресурс, так как обладает плодородием — способностью удовлетворять потребности растений в питательных веществах и, следовательно, обеспечивать рост, развитие и биологическую продуктивность (урожай) сельскохозяйственных культур. Плодородие почвы во многом зависит от ее химического состава. Плодородные почвы богаты гумусом, макро- и микроэлементами, необходимыми для развития фитоценозов. Из почв растения потребляют азот, фосфор, калий, кальций, магний, бор, кобальт и другие элементы минерального питания.
Среди химических элементов, используемых растениями для питания, особое место занимает азот — составной компонент белка. В растительных белках его содержится в среднем 16 %.
Источник азота для растений — нитраты и соли аммония. В почвенном покрове они образуются в процессе нитрификации и аммонификации. Азот атмосферы для растений недоступен, но тем не менее они его используют после фиксации живущими в почве азот- фиксирующими микроорганизмами.
Для подкормки культурных растений широко применяют азот органических и минеральных удобрений (навоз, аммиачную селитру, синтетическую мочевину, сульфат аммония). Почвенный азот может служить для растения лимитирующим фактором, если его концентрация слишком низкая или, наоборот, слишком высокая.
В условиях дефицита азота у растений, особенно у хлебных злаков, развиваются признаки азотного голодания (листья мелкие, стебли тонкие и др.).
При избыточном содержании азота в почве затягиваются сроки цветения и созревания зерна у пшеницы, ржи и других важнейших зерновых культур. Если избыток азота в почве сочетается с недостатком калия и фосфора, рост и развитие растений нарушаются, и снижается их устойчивость к заморозкам.
При усиленном азотном питании в тканях растений содержание нитратов возрастает. Нитраты и продукты их восстановления — нитриты — ядовиты для животных и человека. При поедании растений, содержащих избыточное количество нитратов (нитритов), у животных возникает отравление. Нитритно-нитратный токсикоз животных и человека — острая ветеринарно-медицинская и экологическая проблема.
Рост и развитие растений нарушаются при недостатке или избытке не только почвенного азота, но и других макро- и микроэлементов. При низкой или высокой концентрации подвижных макро- и микроэлементов в почве изменяется химический Состав рас- тений. Кормовая ценность их для растительноядных животных, в том числе сельскохозяйственных млекопитающих и птиц, снижается. У животных и растений нарушается обмен веществ, снижаются продуктивность и воспроизводительная способность. Как у растений, так и у животных возникают эндемические болезни, связанные с дефицитом или избытком макро- и микроэлементов в среде. Например, при недостатке в почве кальция у растений отмечают признаки кальциевого голодания: листья желтеют, преждевременно отмирают, корни ослизняются, загнивают. В тех же биогеохими- ческих зонах отмечают заболевание животных, характеризующееся нарушением обмена кальция и поражением костной системы.
Кости размягчаются, искривляются, становятся хрупкими, ломкими, а некоторые из них, например последние хвостовые позвонки, рассасываются и исчезают.
При избытке в почвах кальция у растений могут развиваться хлорозы и некрозы, а у животных — признаки поражения костей (остеодистрофия). При высоких концентрациях никеля в почвах на листьях томата появляются некротические пятна. В тех же биогеохими- ческих зонах у животных регистрируют заболевание, характеризующееся глубокими патологическими изменениями тканей кожи (никелевый дерматит).
В биогеохимических зонах с дефицитом в почвах меди у растений возникают болезнь обработки (у хлебных злаков), экзантема (у цитрусовых), суховершинность (у розоцветных плодовых). В тех же ландшафтах у сельскохозяйственных животных развивается заболевание гипокупроз, характеризующееся поражением костей, развитием малокровия. У ягнят заболевание отличается глубоким поражением тканей головного мозга (энзоотическая атаксия).
Негативные геохимические изменения в биогеоценозах и связанное с этим ухудшение условий обитания растений и животных отмечены при резко выраженной эрозии почв. При ветровой и водной эрозиях происходит разрушение почв с потерей гумуса и элементов минерального питания растений. Плодородие почв снижается. Наблюдаются антропогенные биогеохимические аномалии, характеризующиеся уменьшением макро- и микроэлементов в среде.
Например, при цинковой недостаточности у кукурузы отмечают побеление верхушки, у цитрусовых — мозаичность, у плодовых растений — розеточность. В тех же регионах у сельскохозяйственных животных, в частности у свиней и крупного рогатого скота, возникает заболевание паракератоз. Характерная его черта — глубокие специфические патологические изменения эпителиальной ткани кожи и слизистых оболочек.
Другая причина изменения геохимии почв — загрязнение биогеоценозов химическими веществами. Например, при загрязнении среды фтором у яблонь, груш и других видов растений отмирают листья, у животных поражаются зубы (флюороз).
Оптимизация биогеохимии почв — одно из необходимых условий успешного развития растениеводства и животноводства. В почвы, обедненные макро- и микроэлементами, вносят удобрения. Проводят противоэрозионные мероприятия. Большое значение имеет охрана почв от загрязнений (Тюльпанов). 2.4.8.
Водная и ветровая эрозия почвы. Причины возникновения и методы борьбы
20.03.2018
Эрозия, как водная, так и ветровая (дефляция) представляет собой процесс разрушения верхнего плодородного слоя земли под влиянием естественных или антропогенных сил. Процесс эрозии оказывает негативное воздействие на пахотный горизонт, делая его в итоге непригодным для выращивания сельскохозяйственной продукции.
Плодородный слой почвы содержит все необходимые вещества для осуществления процесса фотосинтеза и нормального развития растений. Чем выше в нем процентное содержание гумуса, тем лучше водный, воздушный и тепловой режимы, тем благоприятнее среда для живущих в нем полезных микроорганизмов и бактерий, тем больше вырабатывается полезных макро и микроэлементов. По этой причине сохранение и приумножение запасов гумуса является одной из приоритетных задач земледельцев.
Виды эрозии
Существует два основных вида эрозии почвы: водная и ветровая.
Чаще всего водная эрозия возникает на рельефной местности со склонами, с которых верхний плодородный слой почвы может смываться талыми или ливневыми водами, из-за чего на поверхности земли постепенно образовываются вымоины и овраги.
Существует два основных типа водного потока:
· Поверхностный, который вымывает лишь верхний содержащий природный гумус слой.
· Линейный – это поток, который помимо верхнего слоя разрушает и нижние, подстилающие породы, поэтому восстанавливать природное плодородие почвы после линейного потока очень непросто и обходится весьма дорого.
Водная эрозия может быть образована естественным природным путем, так и носить чисто антропогенный характер, который возникает, как правило, при активном вмешательстве человека (например, при нерациональном ведении сельского хозяйства). Как это ни печально, но факт остается фактом: именно благодаря человеческому фактору наша земля постепенно лишается ценного плодородного горизонта и эта ситуация с каждым годом только усугубляется.
Ветровая эрозия в большей степени характерна для степных районов. Благодаря широким просторам, которые обычно не защищены растительностью, на таких участках из-за наличия устойчивых интенсивных ветров происходит постепенное выветривание плодородного грунта. Однако чаще всего ветровая эрозия проявляется, опять же таки благодаря активной хозяйственной деятельности человека.
Факторы, влияющие на появление эрозии
Что касается водяной эрозия, то на ее появление, в первую очередь оказывают влияние климатические и погодные условия. В зоне риска, как правило, находятся регионы, в которых весна традиционно сопровождается обильными снегопадами и затяжными ливневыми дождями. Большое количество талой воды способно не только основательно размыть грунт, но и повредить верхний плодородный слой.
Ветровая эрозия более характерна для равнинных районов с сухим климатом и небольшим количеством осадков. Грунт в таких зонах имеет свойство быстро пересыхать, теряя драгоценную влагу.
Важным фактором для возможного развития эрозии является и особенность местности (рельеф, а также наличие или отсутствие в данной зоне зеленых массивов). В первую очередь эрозии подвержены районы, имеющие достаточно крутые и протяженные слоны, а также равнинные зоны с минимальным растительным покровом.
На самом деле корни растений надежно защищают почву от воздействия воды и ветра. Рослые растения также препятствуют пересыханию земли в сильный зной, и обеспечивают быстрое впитывание лишней влаги во время интенсивных осадков и паводков.
Безусловно, что значение имеет, и такой фактор как способность различных типов почвы по разному противостоять воздействию эрозии. Лучше всего с этой задачей справляется чернозем, он практически не размывается и не выветривается. За ним следует серозем и глинистые грунты, но наиболее сильно подвержены воздействию ветра и воды песчаные и супесчаные почвы.
Тем не менее, наиболее разрушительным и опасным фактором способствующим образованию эрозии является бездумная хозяйственная деятельность человека, которая включает распашку угодий с нарушением правил возделывания, отсутствие должного контроля над выпасом скота, разработку нефтяных и газовых месторождений на плодородных землях, бесконтрольную вырубку лесов и зеленых насаждений и так далее.
Кроме того проявлению эрозии способствует проведение ежегодной глубокой вспашки и традиционное выращивание монокультур, а также применение тяжелой сельскохозяйственной техники, которая разрушает целостную структуру почвы.
Методы защиты почвы от воздействия водной эрозии
Чтобы защитить плодородный слой необходимо решить две важные задачи: предотвратить выветривание и остановить размывание верхнего горизонта. Для этих целей уже разработан и успешно применяется многими хозяйствами целый комплекс агромелиоративных и гидромелиоративных мероприятий, который включает в себя следующие виды работ:
1. Проведение постоянного мониторинга с целью осуществления контроля над процессом развития эрозии.
2. Осуществление севооборота с принятием необходимых мер по защите почвы, которые предполагают следующие действия:
· Выращивание на склонах многолетних культурных растений (например, семейства бобовых). Высев обязательно производить поперек холмов (при этом посадка пропашных культур на крутых склонах является недопустимой).
· Сидерация или метод запашки в грунт свежей зеленой массы. Таким образом, помимо повышения устойчивости почвы к размыванию и выветриванию, она еще обогащается полезной органикой. Для этой цели чаще всего применяют люпин и другие бобовые культуры (сераделлу, клевер, донник, белую горчицу и гречиху).
· Установка эффективных систем снегозадержания, задача которых состоит в том, чтобы препятствовать вымыванию плодородного слоя талыми водами.
· Своевременное внесение удобрений, способствующих обогащению почвы.
· Ступенчатая вспашка земли на полях, которые расположены под уклоном до 6º.
· Бороздирование и лункование земельных угодий
3. Проведение гидромелиоративных мероприятий
· Контурная высадка лесных массивов на склонах холмов и их террасирование.
· Создание системы искусственных водоемов с плотинами.
· Строительство специальных каналов для отведения талой воды.
Методы защиты почвы от воздействия ветровой эрозии
Для борьбы с ветровой эрозией все полевые работы следует вести с учетом розы ветров, то есть высаживать культуры поперек господствующего направления ветра.
Также следует применять почвозащитный севооборот, который предполагает:
· Полосное чередование злаковых культур с многолетними травами.
· Высадку кулис из культур с высокими стеблями, задача которых состоит в том, чтобы поставить защитный барьер, снижая, таким образом, скорость ветра и нивелируя его влияние на почву. В зимнее время такая природная защита уменьшит промерзание грунта и обеспечит равномерное распределение снега, удерживая с наступлением весны драгоценную влагу.
Основные способы защиты от ветровой и водяной эрозии во многом дублируются.
Крайне важным для борьбы с любым видом эрозии является своевременное принятие мер по накоплению влаги, создание плотного растительного покрова и защитных полос из зеленых насаждений, препятствующих процессу выветривания почвы.
Буферные полосы из растений следует высаживать и на верхних границах склонов, чтобы защитить их от осыпания и размывания, а также на дне оврагов.
Для борьбы с эрозией, как уже было сказано, является строительство специальных террас, обустройство запруд и создание искусственных водоемов, которые способствуют повышению влажности почвы. Не стоит забывать и о своевременном удобрении земли.
В любом случае аграриям следует помнить, что одновременное развитие водной и ветровой эрозий для почвенного покрова может оказаться наиболее губительным. Ведь в результате воздействия воды и ветра происходит уничтожение верхнего плодородного слоя, на восстановление которого могут понадобиться десятки или даже сотни лет.
Данный вариант защиты почты считается самым простым и надежным способом минимизации последствий ветровой эрозии. Остатки растений способны улавливать движущиеся частички почвенного покрова. Такая технология обработки грунта, которая позволяет пожневым остаткам остаться на поверхности, благополучно предотвращает чрезмерное измельчение почвы до образования пыли. Если остатки имеют вертикальное положение, то это достаточно эффективный способ уменьшить скорость ветра.
Загрузка...