Патология почвенных горизонтов и профиля почв

Почвенный покров суши в нормальном состоянии представлен многочисленными типами и разновидностями почв, которые имеют и общие черты, отличающие почвы как особые природные образования от горных пород, грунтов и наносов.

Почвы, даже зачаточные, имеют темноокрашенный верхний гумусовый горизонт. Чем плодороднее почва, тем гумусовый горизонт мощнее, до 150 см у черноземов. Гумусовый горизонт рыхло оструктурен и объемный вес его колеблется в пределах 0.8-1.2 г/см³.

Почвенный покров и его гумусовая оболочка являются главным носителем плодородия экосистем суши, обеспечивающим их равновесное состояние и функционирование. Именно этот главный аппарат биосферы разрушается при необдуманной деятельности людей.

1. Отчуждение и выключение почв из действующих экосистем

Примерно 2 млрд.га различных почв в мире выключено из природных экосистем биосферы городами, поселками, дорогами и тропами, портами, складами, линиями передач и связи, трубопроводами, шахтами, карьерами, водохранилищами, каналами, свалками. При этом из биосферы ежегодно утрачивается до 20 млн.га продуктивных почв. Поверхностный гумусовый горизонт этих территорий уничтожен физически или утрамбован в породу, либо закрыт слоем асфальта, лишен жизни и отравлен. Растительность, почвенная фауна, микроорганизмы, вся биоэнергетика и биогеохимия сведены к минимуму.

Нарушение почв при открытых разработках вызвано их разрушением при добыче щебня, разработке карьеров, буровых скважин и другими работами подобного типа, необходимыми при осуществлении различных строек. К самой активной форме разрушения почвы относятся открытые разработки, особенно при добыче каменного угля. По данным на 1985 г. в Советском Союзе насчитывалось более 1 млн. га деградированных подобной деятельностью земель, из которых возвращены в производство около 100 тыс.га. Кроме почв, разрушенных непосредственно открытыми разработками, повреждаются и близлежащие участки площадью в 5-10 раз больше. На таких площадях меняется режим грунтовых вод, природная геохимическая миграция элементов, эрозионные процессы и пр.

Для возвращения таких площадей в сельскохозяйственный и лесохозяйственный обороты проводится рекультивация земель. Под рекультивацией понимают образование из пустой породы почвы с новым профилем, пригодным для использования в сельском и лесном хозяйстве или для различных видов работ. При создании нового почвенного профиля учитываются свойства вынутой пустой породы, поэтому в каждом отдельном случае выемку и укладку ее в отвалы производят в определенной последовательности. Почва, ранее разрушенная открытой разработкой, считается рекультивированной и пригодной для вовлечения в сельскохозяйственный оборот, когда с нее можно получить урожаи, качественно и количественно эквивалентные урожаям, получаемым с нормальных почв этой зоны в нормальных технологических условиях.

Накопление твердых бытовых отходов (ТБО) на заселенных площадях - неизбежный результат современной цивилизации. Это могут быть минеральные отходы или отложения пустой породы вблизи действующих шахт, промышленные, городские (хозяйственные, торговые) и сельские отходы, отбросы и мусор. Накопление ТБО оказывает значительное влияние на окружающую среду. Считается, что каждый житель Земли ежедневно производит в среднем 2-4 кг отходов и мусора, а все население земного шара (1985 год) 8-16 млн.т/сут или около 3-6 млрд.т/год. К 2000 г. ТБО от производства и потребления достигнут 15 млрд.т/год.

Отвалы промотходов занимают большие площади, которые становятся полностью непригодными для использования и размещены нерационально. На этих площадях полностью исчезает растительность и отсутствует возможность ее восстановления.

2. Эрозия и дефляция почв

Эрозия и дефляция существовали и существуют в природе независимо от человека. Эрозией во всем мире охвачено до 70-80% площади сельхозугодий. С 1 га склоновых земель, даже покрытых растительностью, может смываться ежегодно 1-2 т. Но при этом почвы склонов, лишенных древесного и травянистого покрова, утрачивают от эрозии по 10-15 т/га, а в отдельные периоды ливневых дождей 20-30 и до 50 т/га. Овраги и поверхностный смыв разрушают и уносят ежегодно миллиарды тонн почвенного мелкозема. Это приводит к тому, что гумусовый горизонт почвы смывается за 10-15 лет, а на поверхность выходят безгумусовые неплодородные горизонты или горные породы. Одновременно резко возрастает засушливость местности (влага не задерживается), снижается интенсивность круговорота углерода и азота, утрачиваются запасы питательных элементов, снижаются урожаи.

За последнее время появились новые данные о возрасте гумусовых горизонтов почв. Hа основании их обобщения рассчитана средняя скорость образования гумусового горизонта. Для подзолистых почв она составляет 0,1-0,2 мм/год, черноземов выщелоченных, оподзоленных и типичных Русской равнины - 0,4-0,45 мм/год. Дерново-подзолистые, серые лесные занимают промежуточное положение. В связи с этим интересен как с научной, так и с практической (экономической) точек зрения, вопрос о допустимой норме потерь почвы. Верхний ее уровень должен определиться экономическими соображениями, а нижний - интенсивностью почвообразования. Однако, вследствие отсутствия данных соотношения скоростей естественного и антропогенного преобразовательных процессов, сделать окончательные выводы о нижнем пределе допустимого смыва сложно. Hаиболее приемлемыми считаются нормы 0,5-2,0 т/га в зависимости от типа почвы, степени ее смытости и плотности материнской породы. В США "терпимой эрозией" считается смыв 2-12 т/га год, но в действительности смыв достигает 25-50 т/га в год. «Hормальный» смыв почв составляет 0,5 см за 100-200 лет на полях черного пара; без полосно-кулисной организации его полей смыв может достигать 70 см за 100 лет. Hа полях пшеницы за 100 лет смывается около 17 см. Под покровом трав величина смыва снижается до 0,6-4,6 см за 100 лет. Так что можно предположить, что на сегодня уже смыты с больше части полей верхние самые плодородные горизонты почв.

Меры борьбы.

Склоны круче 3-5⁰ по возможности должны быть исключены из пахотного полеводства и отведены под пастбища, защищенные лесонасаждениями в сочетании с организацией территории. Равнинные и полого-склоновые территории земледелия должны быть обеспечены контурной обработкой и распределением полей и дорог, а также защищены системой лесополос с учетом господствующих ветров. Овраги - выполаживание, облесение, садоводство.

Hа равнинных территориях склоны крутизной до 9⁰ используются под посевы обычных полевых культур, на склонах 9-15⁰ размещаются почвозащитные севообороты. Более крутые склоны исключаются из интенсивного земледелия, их используют под посевы многолетних трав на сено и для выпаса.

В структуре посевов холмистых районов должен быть увеличен удельный вес многолетних бобовых до 50% и сокращена площадь, занятая пропашными культурами. Hа длинных склонах, где возрастают масса, скорость и несущая сила воды, рекомендуется полосное земледелие. Здесь применим севооборот с приблизительно равными площадями, занятыми зерновыми, кормовыми культурами и травами. Пропашные культуры чередуют с почвозащитными. Там, где эрозия особенно опасна, используют постоянные полосы из многолетних трав, кустарников и деревьев. Эродированные участки отводят под почвозащитные лугово-пастбищные севообороты, а сильноэродированные - для постоянного залужения или облесения.

3. Образование бесструктурных кор и переуплотненных горизонтов

Нормальные плодородные почвы обладают рыхлой комковато-зернистой структурой и характеризуются удельным весом 1.2-1.3 г/см³. Движение тяжелых машин и обработка полей при высокой влажности за несколько лет уплотняют почву и значительно понижают ее плодородие. Объемный вес при этом увеличивается до 1.5-1.8 г/см³, при пахоте почва не крошатся на структурные агрегаты, а выламывается в виде огромных глыб ("чемоданы"), которые долго сохраняются и крайне осложняют обработку полей.

Необходимо отметить и обычное для большинства старопахотных почв образование подпахотного уплотненного горизонта на глубине 20-40 см. Водное и минеральное питание растений, их аэрация на подобных почвах всегда неблагоприятны.

Меры борьбы (предложите сами) - облегчение веса сельскохозяйственных машин, уменьшение числа обработок, периодическое глубокое (до 40-45 см) безоборотное рыхление уплотненных почв, травосеяние и внесение органических удобрений в севооборотах.