Головна » Статті » Теорія географії » Грунтознавство | [ Додати статтю ] |
ОХОРОНА ҐРУНТІВ ЕРОЗІЯ
ҐРУНТІВ ТА ЗАХОДИ БОРОТЬБИ З НЕЮ Ерозія
ґрунтів — це різноманітне і дуже поширене явище руйнування і переміщення
ґрунтової маси і пухких порід потоками води і вітру. Залежно від фактора
руйнування ерозію поділяють на водну і вітрову. Крім того, виділяють нормальну
(або геологічну) і сучасну (прискорену) ерозію. Геологічна
ерозія відбувається без втручання людини протягом всієї геологічної історії
Землі під впливом льодовиків, стікаючої води, коливань температури,
переміщення повітряних мас та інших факторів. Інтенсивність її низька. Під
впливом геологічної ерозії відбуваються нівелювання рельєфу, формування схилів і
акумулятивних рівнин. Прискорена
ерозія відбувається під впливом виробничої діяльності людини в усіх частинах
світу. Основними її причинами є знищення рослинного покриву і неправильний
обробіток ґрунту. Інтенсивність руйнування орних ґрунтів на два-три порядки
вища, ніж цілинних ділянок. Водна
ерозія — це змивання родючого шару ґрунту, або розмив його в глибину. Крім
руйнування ґрунтового покриву в цьому випадку втрачаються талі і дощові води,
розчленовуються поля, замулюються річки, ставки, водойми, зрошувальні і
дренажні системи. Інтенсивність
і характер водної ерозії залежать від ряду факторів: потужності снігового
покриву і інтенсивності його танення; кількості та інтенсивності дощів (зливові
дощі інтенсивніше розмивають ґрунт, ніж мрячні); форми, крутизни і довжини
схилів (ерозія посилюється на опуклих, крутих і довгих схилах); механічного і
структурного складу ґрунту (на піщаних і структурних ґрунтах ерозія слабша, ніж
на глинистих і погано оструктурених,. глинисті і суглинкові породи розмиваються
легко). В
еродованих ґрунтах зменшується запас гумусу, азоту, фосфору, калію та інших
поживних елементів. Ґрунт втрачає свою родючість. У
боротьбі з водною ерозією застосовують організаційно-господарські,
агротехнічні і лісомеліоративні заходи. Організаційно-господарськими
заходами є протиерозійна організація території і впровадження ґрунтозахисних
сівозмін. Агротехнічні
заходи послаблюють поверхневий стік і переводять його у внутрішньоґрунтовий.
Для цього всі види обробітку ґрунту проводять паралельно горизонталям
місцевості («Контурне землеробство)», впоперек схилу насипають валки ґрунту
15—25-см заввишки, проводять снігозатримання, щілювання і кротування ґрунту,
обробіток плоскорізами, терасування схилів тощо. Особливі
заходи застосовують у боротьбі з ярами. В останні десятиліття в Україні
проведені роботи щодо вирівнювання ділянок, порізаних ярами. На вершинах ярів
будують системи канава — вал для відведення поверхневого стоку, закріплюють
схили і дна яру. В
окремих випадках будують протиерозійні гідротехнічні споруди, які захищають
населені пункти, дороги тощо. На прилеглій до яру території вирощують
ґрунтозахисні лісонасадження. Вітрова
ерозія поширена в районах недостатнього зволоження і низької відносної
вологості повітря. Найбільше вітровій ерозії піддаються сіро-бурі і бурі
ґрунти пустинь, каштанові і чорноземні ґрунти степів. Основними
причинами вітрової ерозії є велика швидкість вітру, погано оструктурений або
безструктурний стан ґрунту, глинисто-пилуватий механічний склад, відсутність
рослинного покриву, порушення верхнього шару ґрунту ґрунтообробними машинами.
Вітром інтенсивно розвіюються розпушені звичайною оранкою,, глинисто-пилуваті,
безструктурні ґрунти. Виділяють
два підтипи вітрової ерозії: пилові (чорні) бурі і повсякденна (місцева)
вітрова ерозія. Пилові
бурі повторюються один раз за кілька років і бувають при дуже сильних вітрах
(15—40 м/с) у суху пору року і слабкому рослинному покриві. Як правило, вони
бувають у весняно-літній період, їх характер залежить від добових змін
швидкості вітру. Пилові бурі виникають вранці, в полудень досягають максимальної
сили, а надвечір стихають. Повсякденна
(місцева) вітрова ерозія відбувається без пилових бур. Найчастіше вона
спостерігається на схилах, які сприймають удари вітру. При сильному вітрі на
схилах піднімаються смерчі, стовпи пилу, при слабкому — курить поземок, частки
ґрунту не піднімаються високо, вони переміщуються стрибками і при цьому січуть
листки рослин. Вітрова
ерозія буває і взимку. Вітер зносить з поля сніг, пересушує ґрунт і розвіює
його. На прилеглих ділянках сніг чорніє від принесених часток ґрунту. Таке
явище в народі називають «чорними зимами». Для
захисту ґрунтів від вітрової ерозії застосовують комплекс
організаційно-господарських, агротехнічних і лісомеліоративних заходів. При
землевпорядкуванні виділяють ділянки, на яких часто спостерігається вітрова
ерозія. Такі ділянки доцільно засівати багаторічними травами або вирощувати на
них плодово-ягідні культури. В районах з посиленою вітровою ерозією слід впроваджувати
ґрунтозахисні сівозміни. Агротехнічні
заходи мають забезпечити накопичення вологи в ґрунті, формування міцних
структурних агрегатів, зменшення швидкості вітру в приземному шарі, повернення
у ґрунт втрачених поживних елементів. Для цього на полях залишають стерню, яка
захищає ґрунт від ерозії, рівномірно розподіляє сніг на полі, вносять добрива. Ефективним
заходом щодо боротьби з вітровою ерозією є обробіток ґрунту плоскорізами і
сівба зернових культур спеціальними стерньовими сівалками. В
районах з посиленою вітровою ерозією запроваджують зайняті, сидеральні і
кулісні пари, створюють системи полезахисних лісових смуг. РЕКУЛЬТИВАЦІЯ ПРОМИСЛОВА
ЕРОЗІЯ ҐРУНТІВ Промисловість
багатьох країн світу завдає великої шкоди ґрунтовому покриву планети. Внаслідок
промислової діяльності людини ґрунт фізично знищується або забруднюється
токсичними сполуками на значних площах. Особливо багато ґрунтів і ландшафтів
порушується під час добування корисних копалин відкритим способом. При цьому
значні території зайняті кар'єрами, відвалами, териконами. Токсичні сполуки,
винесені на поверхню землі, забруднюють оточуючу територію і згубно діють на
рослинні і тваринні організми. Найчастіше
токсичність порід зумовлена наявністю піриту, який різко підвищує кислотність
до рН = 2,1. Підкислення середовища, в свою чергу, призводить до збільшення
концентрації рухомих форм заліза, алюмінію та інших токсичних сполук. Розкривні
породи неоднорідні також за. іншими хімічними властивостями. Тому меліорація
цих порід включає вапнування, внесення мінеральних добрив і гомогенізацію їх
верхнього шару. Шахтний спосіб добування корисних копалин також спричинює
порушення ландшафту. Над шахтними виробками просідає ґрунт, змінюються рельєф,
гідрологічний і геохімічний режим території, терикони забруднюють оточуючу
територію шкідливими сполуками. При
добуванні нафти і газу погіршується якість ґрунтів в результаті забруднення їх
сирою нафтою, супутніми газами, пластовими (солоними) водами, буровими
розчинами тощо. Буріння свердловин, будівництво газо- і нафтопроводів
спричинюють порушення ґрунтів на значних площах. Те саме відбувається під час
будівництва доріг, ліній електропередачі, промислових підприємств та інших
об'єктів. В наш
час в багатьох країнах світу розроблено прийоми рекультивації кар'єрів,
териконів, золовідвалів, шлаків, а самі відходи використовують на виготовлення
будівельних матеріалів і будівництво доріг. Рекультивація
— це система заходів відновлення порушених ландшафтів і їх оптимізація. В
науково-дослідних установах і сільськогосподарських підприємствах розроблено
методику рекультивації земель, порушених гірничодобувними роботами, її проводять
в три етапи. Перший
етап — підготовчий. На цьому етапі проводять обстеження порушених територій,
визначають напрям рекультивації, складають техніко-економічне обґрунтування і
проект реконструкції. Другий
етап — гірничо-технічна рекультивація. її проводять гірничо-добувні
підприємства. Технологія гірничо-технічної рекультивації залежить від багатьох
факторів: виду використання рекультивованих площ, об'єму розкривних порід і
родючого шару ґрунту, відстані їх транспортування, наявності потрібних машин і
обладнання, рельєфу, клімату, гідрологічних особливостей місцевості та ін. Друга
стадія — формування і планування поверхні відвалів. Третя стадія — формування
потенційно родючого горизонту ґрунту. Якщо породи відвалів містять понад 20 %
токсичних речовин, то спочатку їх засипають шаром нейтральної породи до 1 м
(лес, пісок, лесовидний суглинок), а потім шар гуміфікованого ґрунту, У разі
потреби розкривні породи вапнують, розпушують насипний лес тощо. На
території рекультивованих ґрунтів будують під'їзні дороги, дренажну систему,
гідротехнічні споруди для захисту відновлених ґрунтів від водної ерозії тощо. Третій
етап — біологічна рекультивація. Вона спрямована на відновлення родючості
рекультивованих земель з метою переведення їх у повноцінні угіддя різного
призначення. Напрям і методи біологічної рекультивації вибирають залежно від
географічного положення району, клімату і господарсько-економічних
особливостей. Найпоширенішим
і найдешевшим видом освоєння рекультивованих територій є лісонасадження. В
інших випадках на відновлених землях вирощують польові або плодові культури,
створюють зони відпочинку (лісопарки з водоймами), архітектурно-ландшафтні
комплекси тощо. Щоб
уникнути порушення продуктивних ґрунтів на значних площах, рекомендується нові
автомагістралі прокладати у напрямку існуючих доріг, надземні і підземні лінії
електропередачі, газо- і нафтопроводи прив'язувати до доріг, ділянок малопродуктивних
земель. ОХОРОНА
ҐРУНТІВ ВІД ЗАБРУДНЕННЯ ХІМІЧНИМИ ПРЕПАРАТАМИ Інтенсивна
система землеробства передбачає застосування високих доз мінеральних добрив,
пестицидів та інших продуктів хімічної промисловості. При грамотному, науково
обґрунтованому і раціональному їх застосуванні підвищуються родючість ґрунту
і урожайність сільськогосподарських культур без. зниження якості продукції. Безсистемне
внесення .мінеральних добрив спричинює негативні наслідки. Надмірне внесення
азотних добрив зумовлює підвищення концентрації нітратів у ґрунтових водах.
Ґрунт і ґрунтові води забруднює також і надлишок амонійного азоту, джерелом
якого є відходи тваринництва і міські стічні води. Аномально високі
концентрації азоту в ґрунтах і природних водах мають місце навколо хімічних
заводів, які виробляють азотні добрива. Вживання
питної води з високим вмістом азоту негативно впливає на здоров'я людей.
Амонійний азот окислюється до нітратів, на що витрачається велика кількість
кисню. Тому у водоймах з високою концентрацією цієї форми азоту згодом настає
кисневе голодування всіх гідробіонтів, а вода стає протухлою. Щоб
зменшити надлишок азоту в ґрунтах і природних водах, слід розширювати посівні
площі бобових культур, застосовувати повільно діючі форми азотних добрив,
виготовляти компости з органічних решток,
запроваджувати нові технології виробництва
азотних добрив. Вміст
фосфору в ґрунтах порівняно невеликий, а йога природні сполуки, як правило, малодоступні
для рослин. Для нормального живлення рослин азотом, фосфором і калієм їх
співвідношення в ґрунті має бути 1:1:1 або 1:2: 2,5. Якщо співвідношення фосфору
до азоту буде менше один до одного, тобто відносний вміст фосфору менший за
вміст азоту, то в тканинах рослин накопичуються відновні сполуки азоту і їх
концентрація може досягти рівня канцерогенності. Тому фосфорні добрива слід
систематично вносити в ґрунт. Внесений
у ґрунт фосфор рослини засвоюють у меншій кількості, ніж азот. Коефіцієнт використання
фосфору з мінеральних добрив майже вдвічі менший, ніж азоту. З
кальцієм, алюмінієм та іншими металами фосфор утворює нерозчинні і
важкорозчинні сполуки. Все це змушує збільшувати дози фосфорних добрив. Підрахунки
вчених агрохіміків показали, що з 10 частин фосфору, який витрачено на
вирощування кормових рослин, одна частина засвоюється людиною з продуктами
харчування, три частини залишаються увібраними ґрунтом, а шість частин з
відходами тваринницьких ферм змиваються у водойми, якщо їх не використовують
як органічні добрива. Ця частина фосфатів і є джерелом забруднення природних
вод. В наш час близько 3—4 млн т фосфатів щорічно надходить з континентів у
Світовий океан. Одночасно
відбувається інтенсивна фосфатизація суші. Основними джерелами її є
виробництво і застосування мінеральних добрив, біоцидів, детергентів,
добування молюсків, водоростей, рибний промисел, викиди промислових
підприємств та ін. Застосування
фосфорних добрив у великих дозах призводить до небажаного накопичення в ґрунтах
деяких супутніх елементів: стабільного стронцію, фтору, сполук урану, радію,
торію та інших елементів. Внесення
калійних добрив суттєво не впливає на навколишнє середовище. Проте з калійними
добривами вноситься значна кількість хлору. Накопичення його в ґрунтах,
ґрунтових водах і водоймах призводить до негативних наслідків. Насамперед
знижується якість продукції багатьох сільськогосподарських культур. Так, у
картоплі формуються водянисті бульби з неприємним запахом. Надлишки хлору
негативно впливають на деякі процеси ґрунтоутворення: в кислих ґрунтах він
підкислює середовище, посилює елювіальні процеси, а в нейтральних і лужних —
спричинює солонцюватість. Поряд з
азотом, фосфором і калієм значну роль в житті рослин відіграє сірка. Вона бере
участь у перетворенні нітратів на амінокислоти. Тому при нестачі сірки в
рослинах накопичується нітратний азот. У
ґрунтах сірки, як правило, достатньо для нормального життя рослин. Джерелами
надходження її у ґрунт є органічні і мінеральні добрива і викиди промислових
підприємств. Викиди промислових підприємств надходять в атмосферу і ґрунти у
вигляді сухих часток SО2, газоподібних сполук і кислих дощів. При
забрудненні ландшафтів оксид сірки крізь продихи потрапляє в асиміляційну
тканину рослин і спричинює зменшення сумарної поверхні хлоропластів, що
призводить до зниження інтенсивності фотосинтезу і зменшення продуктивності
рослин. В
атмосфері оксид сірки SО2 окислюється в оксид SО3.
Оксиди азоту і сірки, які викидаються в атмосферу, розчиняються в краплинах
туману і хмар і перетворюються на кислоти, які випадають на землю з дощовими
краплинами. Кислотні дощі підвищують кислотність ґрунту до рН = 4,0, що
негативно впливає на розвиток культурних рослин. Міграція
мінеральних добрив з сільськогосподарських угідь у водойми зумовлює їх
евтрофікацію. Висока концентрація азоту, фосфору та інших елементів спричинює
інтенсивний розвиток водоростей і мікроорганізмів, процеси денінтрифікації,
ресульфатації з утворенням сірководню, метану, етилену. В таких водоймах виникає
гострий дефіцит кисню внаслідок використання його на дихання водоростей і
окислення органічних речовин. Явище
евтрофікації призводить до загибелі риби та інших тварин водойми, захворювання
людей і тварин, які п'ють цю воду. Основними
заходами охорони ґрунтів від забруднення мінеральними добривами та супутніми
сполуками є внесення науково обґрунтованих доз добрив, їх оптимальні форми і
строки внесення. Раціональне застосування органічних і мінеральних добрив стабілізує
баланс поживних елементів в ґрунті, не спричинює небажаних явищ, підвищує
родючість ґрунту. Ведення
сільського і лісового господарства в наш час неможливе без застосування
пестицидів — отрутохімікатів для боротьби з бур'янами, шкідниками і хворобами
рослин. Вони захищають сільськогосподарські і лісові культури, зберігають
високий урожай. Однак поряд з цим пестициди накопичуються в ландшафтах, вносять
небажані зміни в біоценозах, знищують тварин, призводять до глибоких і
незворотних порушень нормальних циклів біологічного кругообігу речовин. З
продуктами харчування вони потрапляють в організм людини і спричинюють
захворювання або відхилення від норми. Деякі з пестицидів зумовлюють мутації. Частина
пестицидів, що потрапила у ґрунт, затримується вбирним комплексом, інша
частина — з нисхідними потоками води мігрує в нижні горизонти. Багато
пестицидів є стійкими сполуками і тривалий час зберігаються в ґрунті. Вони
переносяться вітрами, ґрунтовими водами, з продуктами харчування і таким чином
поширюють свій вплив на великій території. Навіть незначна концентрація
пестицидів у ґрунтових водах змінює їх органолептичні властивості (смак,
запах), робить їх непридатними для пиття. Якщо
поле одноразово оброблене гербіцидами, то ця сполука залишається в ґрунті
кілька років. Це так звана залишкова токсикація ґрунтів. Однією з її причин є
ексудація отрутохімікатів кореневою системою рослин. При обробці надземних
органів рослин гербіцидами їх молекули потрапляють у провідні тканини і з
внутрішнім потоком речовин досягають кореневої системи, де і залишаються після
відмирання рослин. Основними
заходами захисту ґрунтів від забруднення пестицидами є синтез і застосування
малотоксичних і нестійких сполук, зменшення їх доз. Вже розроблено кілька
способів, які дають змогу зменшити дози внесення пестицидів, не знижуючи їх
ефективності. Найпоширенішими з них є застосування пестицидів одночасно з
іншими агротехнічними заходами, застосування перспективних форм
отрутохімікатів, відмова від авіаційного і збільшення наземного способу
внесення, чергування застосування пестицидів з неоднаковим механізмом дії та
ін. Частина
пестицидів, яка потрапляє в ґрунт, через певний час втрачає біоцидні
властивості, відбувається детоксикація їх. Головний критерій детоксикації —
повне розпадання молекул пестициду на нетоксичні компоненти. У багатьох
пестицидів цей процес займає значний відрізок часу. Основний шлях детоксикації
полярних пестицидів — адсорбція їх колоїдним комплексом ґрунту. Природна
детоксикація відбувається також під впливом дистиляції пестицидів з водними
парами і перехід їх у газоподібний стан. Токсиканти інтенсивно розпадаються під
впливом ультрафіолетового опромінення, в процесі життєдіяльності
мікроорганізмів, в тканинах рослин тощо. ОХОРОНА
ГУМУСНОГО СТАНУ ҐРУНТІВ Освоєння
цілинних земель та тривале їх використання зумовлює дегуміфікацію — змешнення
вмісту гумусу в орному горизонті. Основною причиною цього явища є зменшення:
кількості органічних речовин, які надходять у ґрунт. Мікроорганізми, які
пристосовані до розкладання певної кількості органічних решток, використовують
частину гумусу для свого живлення. Це призводить до порушення природної
рівноваги між синтезом і розкладанням гумусних речовин. Зменшення
вмісту гумусних речовин у ґрунті зумовлює погіршення їх фізичних властивостей і
насамперед структурного стану їх і водопроникності. Погано оструктурені ґрунти
легше піддаються водній і вітровій ерозії. Внаслідок ерозії посилюється процес
дегуміфікації. Вміст
гумусу в ґрунтах змінюється залежно від структури посівних площ, від площі
просапних культур і багаторічних трав у сівозміні. Вміст гумусу зменшується в
ґрунтах під просапними культурами значно швидше, ніж під багаторічними травами. На
зрошуваних землях також спостерігаються зменшення вмісту гумусу і перерозподіл
його за профілем. В орному горизонті вміст його зменшується, а в перехідному —
збільшується. Одночасно в складі гумусу зменшується відносний вміст гумінових
кислот. Зміна якісного складу гумусу при зрошенні спричинює погіршення
структурного стану і появу ознак злитості ґрунтової маси, особливо у
чорноземів. Осушення
торфових ґрунтів зумовлює різке зменшення в їх складі органічних речовин. В
аеробних умовах, які при цьому створилися, припиняється накопичення торфу і
активізується процес його мінералізації. В результаті зневоднення відбувається
зменшення потужності торфового горизонту за рахунок ущільнення торфової маси,
коагуляції колоїдів, зміни природного складу та інтенсивної мінералізації
торфу. На осушених торфових ґрунтах виникає водна і вітрова ерозія, особливо у
весняний період, коли ґрунт не захищений рослинами. Процес
дегуміфікації торфових ґрунтів, можна послабити регулюванням водного режиму
осушених ділянок, внесенням органічних і мінеральних добрив, вапнуванням
кислих ґрунтів, вирощуванням багаторічних трав та іншими заходами. Захист
гумусного стану ґрунтів від деградації здійснюють шляхом застосування
комплексу заходів з урахуванням місцевих екологічних і господарських умов. Основними
заходами оптимізації та охорони гумусного стану дерново-підзолистих ґрунтів є
внесення органічних і мінеральних добрив, сидерація, вапнування, регулювання
водного режиму, запровадження травопільних сівозмін тощо. На чорноземних
ґрунтах слід запроваджувати полезахисне лісонасадження, агротехнічні методи
боротьби з ерозією, сівозміни з часткою багаторічних трав і бобових культур не
менше 25 %, внесення органічних і мінеральних добрив. ВОДНІ
МЕЛІОРАЦІЇ І ОХОРОНА ҐРУНТІВ У
багатьох регіонах земної кулі лімітуючим фактором розвитку землеробства є
волога. Цей фактор можна регулювати різними способами, серед яких
найефективнішими є штучне зрошення і осушення земель. Однак поряд з високою
ефективністю водних меліорацій вони спричинюють деякі негативні наслідки. Так, при
неправильному зрошенні відбувається вторинне засолення ґрунту. Щорічно воно
перетворює сотні тисяч гектарів продуктивних земель в непридатні для
землеробства. Основними
причинами деградації зрошуваних ґрунтів є надмірний полив, зрошення
мінералізованою водою, відсутність дренажної системи, гідроізоляції вздовж
каналів, контролю за подаванням води та ін. Вторинне
засолення ґрунтів відбувається в разі підняття рівня ґрунтових вод. При
поверхневому способі зрошення ґрунтові води піднімаються до критичної глибини
(1,5—2,5 м) за 8—10 років, при зрошенні дощуванням швидкість підняття ґрунтових
вод значно менша. Підняття і випаровування мінералізованих вод і зумовлює
накопичення солей у верхніх горизонтах. Найшкідливішим
є содове засолення. Навіть при незначному накопиченні в ґрунті соди різко
підвищується лужність ґрунту (рН = 9—11), змінюється склад увібраних катіонів,
посилюється пептизація колоїдів, підвищується рухомість гумусних речовин,
руйнуються структурні агрегати, погіршуються водно-фізичні властивості ґрунту,
ґрунтова маса злипається у великі брили, на поверхні ґрунту утворюється кірка. Щоб
запобігти вторинному засоленню та іншим небажаним явищам, слід ретельно скласти
проект зрошувальної системи, належним чином виконати будівельні роботи і
дотримуватися технічно-обґрунтованого режиму зрошення. Особливу увагу
приділяють якості поливної води. Для зрошення слід використовувати воду з
концентрацією солей не більше 1 г/л. З метою
економії прісної води рекомендується будувати зрошувальні системи з закритою
мережею надійно гідроізольованих каналів і з дренажною системою для відведення
мінералізованих вод. Регулярні вегетаційні поливи і оптимальні норми поливу також
економлять поливну воду. Крім
вторинного засолення при неправильному зрошенні спостерігається заболочування
земель, злитість і осідання ґрунтової маси, зсув верхніх горизонтів ґрунту на
схилах та інші негативні явища. Для
меліорації засолених ґрунтів проводять гіпсування в поєднанні з капітальним
промиванням їх прісною водою. У
процесі експлуатації зрошувальних систем можлива іригаційна ерозія: розмивання
каналів, замулювання водосховищ, площинне змивання ґрунту на схилах. Щоб
запобігти ерозійним явищам, на схилах запроваджують протиерозійну систему
обробітку ґрунтуНа зрошуваних землях слід дотримувати високої культури землеробства,
постійно стежити за водно-сольовим режимом, структурним і гумусним станом
ґрунту. При
правильному осушенні торфових ґрунтів також спостерігаються небажані явища:
переосушення верхніх горизонтів, водна і вітрова ерозія, вторинне заболочення
тощо.
Переглядів: 33265 | Коментарі: 1
| Теги: | |
Матеріали по темі: |