У почв, подверженных ветровой эрозии, теряется главным образом пылеватая фракция, вследствие чего с увеличением степени эродированности происходит увеличение содержания песчаной фракции.
С увеличением степени эродированности почв происходит увеличение удельного и объемного веса почвы и уменьшение порозности.
С увеличением смытости почв уменьшается капиллярная влагоемкость, степень насыщенности водой, а также аэрация почв. У песчаных почв, подверженных ветровой эрозии, объемный вес значительно выше, чем у неэродированных, а влажность, наоборот, меньше. Под влиянием эрозии почв изменяются и их агрохимические свойства. С увеличением степени эродированности обменная кислотность чаще всего понижается, резко увеличивается количество подвижного фосфора и уменьшается содержание гумуса. В отношении калия каких-либо четких закономерностей в связи со смытостыю не отмечается.
Песчаные почвы, подверженные ветровой эрозии, также значительно изменяют свои агрохимические свойства. Особенно резко уменьшается содержание гумуса в пахотном горизонте. Несколько увеличивается в них обменная кислотность, а гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований и содержание подвижного фосфора уменьшается.
Под влиянием водной эрозии с увеличением степени эродированности уменьшается содержание кремнезема и кальция и увеличивается количество алюминия, железа, калия, натрия и магния.
Таким образом, данные валового химического состава эродированных почв показывают, что свойства верхних горизонтов этих почв под влиянием эрозионных процессов (смыва водой и развевания ветром) изменяются и в большинстве случаев они принимают свойства нижележащих горизонтов.
В процессе развития эрозионных процессов смываются водой и разрушаются ветром в основном верхние горизонты почв, в результате формируются почвы с иными свойствами - эродированные. В зависимости от того, какие горизонты разрушены и на каких горизонтах или почвообразующих породах образовываются новые почвы, свойства их будут разными.
Малая мощность культурного гумусового горизонта дерново-подзолистых почв делает проявление эрозии особенно заметным, ибо наряду с морфологическими изменениями почвы происходят большие изменения водно-физических и агрохимических свойств.
Так, если верхний пахотный горизонт в связи со смывом в основном представлен подзолистым горизонтом, для которого обычно характерно меньшее содержание физической глины, то он будет иметь более легкий гранулометрический состав. И, наоборот, если верхний пахотный горизонт сформировался на иллювиальных горизонтах, для которых характерно большее содержание физической глины, то он будет иметь более тяжелый гранулометрический состав. Так, с увеличением степени эродированности и на лёссовидных суглинках, и на моренных суглинках количество физической глины увеличивается, а содержание крупной пыли уменьшается 5-10 %.
Ввиду снижения содержания гумуса на эродированных почвах ухудшаются агрохимические показатели: снижается содержание элементов питания, растет кислотность за счет припахивания нижних обедненных и кислых горизонтов.
Валовой химический состав верхних горизонтов и
суглинистых, и песчаных почв Беларуси под влиянием эрозионных процессов (смыва
водой и развевания ветром) изменяются, в большинстве случаев они принимают
свойства нижележащих горизонтов.
. Меры борьбы с эрозией
Борьба с эрозией почв должна начинаться с картирования почв хозяйств. На основании почвенных карт и плановой основы с изображением рельефа горизонталями выделяются контуры эродированных почв и составляется противоэрозионная организация территории с учетом необходимости защиты почв от эрозии.
При противоэрозионной организации предусматривается выделение земель под противоэрозионные (почвозащитные) севообороты, под закладку почвозащитных лесных полос, заужение, выделение вне севооборотных участков и т.д.
Нарезку полей севооборотов и обработку необходимо производить поперек склона. Составленные раньше проекты организации территории хозяйств мероприятий по борьбе с эрозией не предусматривали. Поэтому сильно смытые склоновые почвы попадали в одни поля с равнинными не смытыми почвами, поля зачастую нарезались узкими полосами вдоль крупных склонов.
Институтом "Белгипрозем" составлены почвозащитные землеустроительные проекты хозяйств, где значительно проявляется эрозия почв. В противоэрозионных севооборотах большой удельный вес будут занимать культуры, хорошо защищающие почву от эрозии - многолетние травы, озимые, густопокровные культуры и незначительные площадки пропашных, возделывание которые на склоновых землях усиливает проявление эрозии.
Агротехнические меры борьбы с эрозией почв являются весьма доступными и требуют мало дополнительных затрат. К ним относятся: обработка и посев поперек склона, бороздование и обвалование зяби, глубокое рыхление почвы, полосное рыхление, кротование, щелевание, удобрение эродированных почв, создание мощного растительного покрова для защиты почв от эрозии.
Поперечная обработка и посев поперек склона являются весьма эффективными приемами борьбы с эрозией почв. В результате такой обработки и посева создаются незначительные понижения поперек склона, способствующие задержат влаги и уменьшению стока талых и дождевых вод. Этот агротехнический прием получил всеобщее признание. При поперечной обработке почв на склонах повышается урожай сельскохозяйственных культур на 5-20 %, уменьшается смыв почв.
Бороздование обвалование зяби. На более крутых (круче 5°) и длинных склонах поперечная обработка не может задержать сток вод и защитить почву от разрушения. Необходимо проводить бороздование и обвалование зяби. Наиболее совершенными являются прерывистое бороздование и обвалование с перемычками. При проведении сплошных борозд и валиков без перемычек отклонение их от горизонталей может вызвать сток вод и размыть борозды и валики. Борозды поперек склона делаются одновременно со вспашкой специальными приспособлениями. Бороздование зяби, сокращает смыв почвы в 1,5 раза. Обвалование зяби - создание поперек склона или по горизонталям валиков для задержания талых вод и смываемой почвы можно проводить удлинив у предпоследнего тракторного плуга отвал.
Глубокое рыхление, кротование, щелевание. Глубокое рыхление проводится для уничтожения плужной подошвы и увеличения водопроницаемости почвы. Рыхление зяби, проведенное поздно осенью полосами шириной 2-2,5 м через 20 м на глубину 35-37 см, сократило смыв почвы с 20,0 мЗ/га до 6,33 мЗ/га, урожай же вико-овсяной смеси возрос на 14,5 %. Для внутрипочвенного поглощения влаги, а следовательно, уменьшения стоки и смыва, проводится кротование специальными плугами на глубину 40-50 см.
В последнее время распространение получило щелевание. Для проведения щелей в почве используют ножи различной конструкции, укрепленные к корпусам обычных плугов. Образовавшиеся при этом щели заполняются торфом или соломой, что увеличивает их водопоглащающую способность, уменьшает заплывание и промерзание их зимой, а летом - иссушение почвы. На наш взгляд, щелевание с заполнением пустот торфом является очень перспективным в условиях Белоруссии.
Безотвальная обработка почв. Обработка склоновых эродированных почв плоскорезами без оборота пласта способствует увеличению содержания влаги в почве. Запас влаги при безотвальной обработке как вдоль, так и поперек склона был выше, чем при поперечной вспашке. Повышался также урожай сельскохозяйственных культур и уменьшался смыв почвы при обработке почв без оборота пласта.
Исследования БелНИИПА показали, что обработка без оборота пласта может проводиться до 4 лет подряд, после чего требуется однократная вспашка, за которой может следовать очередной период бесплужной обработки.
Удобрения улучшают питательный режим эродированных почв, содействуют лучшему развитию растений. Дерново-подзолистые смытые почвы, развитые на лессовидных суглинках, как правило имеют кислую реакцию и нуждаются в известковании. Известь содействует закреплению гумуса в почве, образованию водопрочной структуры. Средне- и сильносмытые почвы на моренных суглинках имеют нейтральную и щелочную реакцию и в известковании не нуждаются. Смытые почвы бедны перегноем, поэтому внесение органических и минеральных азотных удобрений резко повышает урожай сельскохозяйственных культур на этих почвах. При применении высоких доз органических удобрений в сочетании о минеральными урожайность сельскохозяйственных культур была равной на смытых и несмытых почвах. При внесении высоких доз азотных удобрений (90-140 кг/га) можно получить урожай зерновых не ниже, чем на несмытых почвах. Резко повышает урожайность на смытых почвах внесение полного минерального удобрения.
Удобрение смытых почв, в связи с лучшим развитием сельскохозяйственных культур уменьшает эрозию почв. Создание мощного растительного покрова для зашиты почв от эрозии. Хорошо развитый сомкнутый покров из культурных растений скрепляет корневой системой верхний, наиболее подверженный размыву горизонт почвы. Наиболее надежная непрерывная зашита почв обеспечивается многолетними травами. На втором месте стоят озимые, которые хорошо раскустившись к осени, защищают почву от эрозии в течение всего вегетационного периода. На третьем месте стоят яровые зерновые, хорошо защищающие почву со второй половины весны до уборки урожая. Следует широко проводить посев люпина, сераделлы и других культур под озимые и яровые зерновые.
Подсевные культуры создают более густой надпочвенный покров, а после уборки основных культур, развивая свою надземную массу, хорошо охраняют почву от смыва и служат дополнительным источником кормов для скота и хорошим зеленым удобрением. Хорошие результаты дают буферные полосы, создаваемые защищенными посевами поперек склона. Они уменьшают скорость стока вод и задерживают сносимые частицы почвы. Таким образом, агротехнические мероприятия по защите почв от эрозии просты и доступны каждому хозяйству.
Гидротехнические методы направлены на борьбу с овражной эрозией. Напашное террасирование. Известно, что с уменьшением крутизны склонов уменьшается или прекращается эрозия почв. Создавая на склоне террасы, мы разбиваем его на ряд горизонтальных полос. Однако создание террас при помощи землеройной техники в условиях Беларуси является неперспективным.
В связи с этим широкое распространение должно получить напашное террасирование. Оно состоит в том, что при обработке почвы на склонах в результате, сдвига ее вниз по склону на рубежах полей создаются напашные террасы. В нашей республике напашные террасы встречаются часто, хотя они создавались не целенаправленно, а возникли по рубежам бывших крестьянских полос.
Сток талых и дождевых вод на склонах в виде водных струй и потоков вызывает образование промоин и оврагов. Все вышеописанные противоэрозионные мероприятия направлены на прекращение и уменьшение стока и препятствуют возникновению концентрированного стока. Для распыления концентрированного стока на пути водотока в шахматном порядке устанавливаются серии валиков, а также водоотводяшие валики и канавы. Важно, чтобы весной в период снеготаяния специально выделенные работники вели наблюдения за полями и концентрированные струи распыляли, отводили в задернованные водотоки. Известно, что гораздо легче распылить или отвести концентрированный сток талых вод, чем вести борьбу с образовавшимися оврагами.
Создание водозадерживаюших валов с канавами и валов с широким основанием. Для задержания сточных вод в верхних частях склонов и перед вершинами оврагов устраиваются валы 9 широким основанием и валы с канавами. Валы с широким основанием имеют высоту 0,4-0.5 м и ширину основания 3-4 м. Откосы валов пологие, по ним может проходить сельскохозяйственная техника. Валы с канавами устраиваются перед вершинами оврагов и реже на склонах. Канавы делаются шириной по верху 3,5 м и по низу 0,5 м, глубиной 1 м, на расстоянии около 2 м.
От канавы ниже по склону насыпается вал высотой 0,75 м, шириной по основанию 3 м и по верху 0,5 м. В зависимости от величины стока устраивают несколько таких валов с канавами. Для возведения их используется землеройная техника. Валы с канавами и валы с широким основанием следует обсевать травами и обсаживать деревьями и кустарниками, чтобы они меньше разрушались и лучше задерживали сточные воды.
Залужение эродированных почв производится в тех случаях, когда они особенно сильно подвержены эрозии, а расчлененный рельеф затрудняет обработку. Исходя из конкретных условий каждого хозяйства, залужаться могут и менее подверженные эрозии почвы. Под залужение пригодны смытые суглинки и реже связносупесчаные почвы. Для этого следует использовать клевер в смеси с тимофеевкой или белый клевер. Обязательным условием залужения является хорошее удобрение почв, так как только при удобрении травы будут нормально развиваться, давать высокие урожаи.
В Беларуси широкое распространение имеет и ветровая эрозия, особенно в Полесье, где много легких песчаных почв. Широкое проведение мелиорации будет усиливать развитие ветровой эрозии. На подверженных ветровой эрозии песчаных почвах проводится посадка леса. В хозяйствах, с сильно расчлененным рельефом, имеется много бросовых крутосклоновых земель, которые используются весьма непроизводительно и подлежат облесению. Посадку леса следует проводить вокруг молодых растущих оврагов.
Лесистость в ряде районов Белоруссии составляет 8-I5 %, т.е. достигла размеров, свойственных лесостепи и степи. В связи с этим усиливается вредная деятельность ветра, происходит развевание и иссушение почв и вымерзание посевов. Низкую лесистость (менее 20 %) в республике имеет 1/4 административных районов и только 1/6 - имеет лесистость выше 40 %. В обезлесенных районах необходимо закладывать почвозащитные лесные полосы. Они уменьшают поверхностный сток воды и эрозию почв, повышают урожай сельскохозяйственных культур.
Почвозащитные водопоглощающие лесные полосы, предназначенные для защиты почв от водной эрозии, должны располагаться поперек склона и в приводораздельной его части. Основная задача их - задержание и поглощение стока дождевых и талых вод.
Ветроломные полосы предназначены для уменьшения скорости ветра и зашиты почв от ветровой эрозии.
Торфяно-болотные почвы при осущении, в особенности при переосушении и пересыхании, развеваются ветром. Возможность развевания торфяных почв усиливается еще и потому, что они имеют весьма низкий удельный вес.
Для сохранения и повышения плодородия мелиорированных почв и предотвращения их разрушения необходимо осуществлять следующие мероприятия:
) мелкозалежный торфяник использовать только под многолетние травы;
) применять систему земледелия с положительным балансом органического вещества;
) при освоении осушеных массивов оставлять под лесом песчаные малогумусные почвы на буграх и повышениях;
) в проектах мелиоративных работ предусматривать почвозащитные полосы из существующей древесной растительности;
) создавать почвозащитные лесные полосы на уже освоенных крупных массивах;
) раскорчевку кустарника на минеральных осушенных почвах вести таким образом, чтобы не разрушать перегнойный горизонт;
) при освоении почв с малогумусным горизонтом вспашку заменять культивацией, так как при проведении вспашки выворачивается на поверхность бесплодный горизонт;
) на освоенных торфяно-болотных почвах необходимо производить ранний посев с тем, чтобы ко времени подсыхания почвы развились всходы, зашишаюшие ее от развевания. При посеве также следует производить прикатывание почвы кольчатыми катками.
Разнообразие почв по генезису и литологии почвообразующих пород, а также гранулометрическому составу обусловливает их различия по устойчивости к эрозионным процессам. Разработка противоэрозионных комплексов невозможна без учета способности самой почвы противостоять размывающему действию водного потока. Выполненные институтом почвоведения и агрохимии исследования по определению противоэрозионной устойчивости почв на основе данных гранулометрического и валового химического составов, а также расчета коэффициента фильтрации позволили дать количественную оценку этого показателя для почв на различных генетических группах почвообразующих пород и ранжировать их по способности противостоять эрозионной деградации (таблица 2).