Агроэкология черноземов южных на склонах (стр. 2 из 9)

Возникновение водной эрозии тесно связано со стоком дождевых и талых вод, которая начинает формироваться на местности, имеющей уклон. Уклон местности определяется по формуле:

, (1)

где I - уклон местности;

H – разность высот верхней и нижней частей склона (м);

L – горизонтальное проложение данной части склона (м).

Уклон выражают дробью (натуральное выражение), а крутизну в градусах.

Процессы эрозии начинают развиваться при крутизне склона 0,5-2о. С увеличением крутизны склона повышается скорость стекания поверхностных вод, а, следовательно, и интенсивность эрозии.

На склонах крутизной 2-6о эрозия заметно усиливается, а при крутизне от 6о до 10о она проявляется в полной мере (П.С. Захаров, 1971).

Эрозии в той или иной степени подвержены почвы всех природных зон Челябинской области. Общая площадь эродированных и потенциально опасных к эрозии земель составляет 1441,8 тыс. га или 43% сельскохозяйственных угодий. Водная эрозия проявляется в основном в горно-лесной зоне. На территориях районов других зон почвы также подвержены водной эрозии, так как около 1,14 млн. га земель Челябинской области имеют уклон 1-3о и 500 тыс. га – свыше 3о (Кирин Ф.Я., 1991).

Земли, подверженные дефляции, выявлены преимущественно в степной зоне. На них приходится 38% сельскохозяйственных угодий. Развитию ветровой эрозии на территории степной зоны способствуют большая распаханность почвенного покрова, его генетический состав, характер почвообразовательных пород и рельефа.

Значительное влияние на процессы смыва оказывает не только крутизна склона, но и его форма (рисунок 1). На прямых склонах процесс эрозии вниз по уклону увеличивается в связи с увеличением массы стекающей воды. Разрушающая сила стекающей воды нарастает постепенно. Выраженный смыв проявляется приблизительно от середины склона.

На выпуклых склонах эрозия сильнее выражена в нижней части, где находятся самые крутые участки склона. Здесь, кроме увеличения массы стекающей воды, происходит повышение и скорости её стекания, поэтому эрозия резко возрастает.

Склоны вогнутой формы характеризуются наиболее выраженными эрозионными процессами в верхней части склона, которая является более крутой. Книзу эрозия уменьшается, в связи с чем, здесь может происходить аккумуляция смытого выше материала.

Считается, что если у прямого склона смыв почвы принять за единицу, то у выпуклого он будет составлять одна целая пять десятых, а у вогнутого – ноль целых пять десятых (П.С. Захаров, 1971).

Сложные склоны состоят из прямых, вогнутых и выпуклых участков, эрозия здесь протекает неравномерно, в зависимости от формы участка.

На степень проявления водной эрозии оказывает влияние длина склона (таблица 1).

Таблица 1

Классификация склонов по длине

Название склонов по длине	Протяженность, м
чрезвычайно короткие	менее 50
очень короткие	50-100
короткие	100-200
средней длины	200-500
повышенной длины	500-1000
длинные	1000-2000
очень длинные	2000-4000
чрезвычайно длинные	более 4000

Увеличение длины склона вызывает возрастание массы воды, поступающей к нижней части склона, в связи, с чем усиливается разрушительная энергия потока.

Исследования, проведенные Новосильской опытно-овражной станцией, показали, что общий размер смыва почвы при снеготаянии увеличивается пропорционально длине склона в степени одна целая пять десятых (М.Н. Заславский, 1987).

Большое влияние на почвообразование, дифференциацию почвенного покрова и сельскохозяйственное использование почв оказывает крутизна склонов (таблица 2).

Таблица 2

Классификация склонов по крутизне поверхности

Виды склонов	Крутизна, градусы
Очень пологие	менее 1
Пологие	1-2
Покатые	2-5
Сильнопокатые	5-8
Крутые	8-20
Очень крутые	20-45
Обрывистые	более 45

Обычно склонам в 5-8о соответствует сильная степень смытости почв, склонам в 4-6о – средняя, склонам 1-2о – слабая, а при склонах менее 1о смыв почв почти отсутствует (Н.Ф. Ганжара, 2001).

Ветровая эрозия возникает при любой форме рельефа. Ветер разносит продукты эрозии в различном направлении, даже вверх по склону. В первую очередь ветровой эрозии подвергаются выпуклые участки поверхности и ветроударные склоны. Чем круче ветроударный склон, тем больше скорость ветра и сильнее разрушение почвы (А.С. Извеков, П.Н. Рыбалкин, 1975).

Экспозиция склона определяет приток солнечной энергии, это влияет на микроклимат склона, развитие и продуктивность растительного покрова, что в свою очередь сказывается на проявлении эрозии. Южные и западные склоны больше страдают от эрозии, чем северные и восточные.

На южных склонах более резко выражены колебания температур и влажности почвы, чем на склонах других экспозиций. Летом склоны сильно нагреваются и иссушаются, а растительность на них выгорает. У почв южных склонов, как правило, гумусовый горизонт имеет меньшую мощность. Все это приводит к усилению эрозии (П.С. Захаров, 1971).

Восточные и западные склоны по проявлению эрозии занимают промежуточное положение, но западные склоны лучше освещаемые, нагреваются несколько сильнее восточных, поэтому больше подвержены эрозии.

Водная и ветровая эрозии наносят большой вред сельскому хозяйству.

Вследствие смыва водой безвозвратно теряются самые плодородные слои почвы и вымываются в реки и моря огромные количества элементов питания растений (И.С. Кауричев, 1982).

С полей бывшего СНГ ежегодно сбрасывается 3330 км3 поверхностных вод. Они смывают 2-3 млрд. т. мелкозема, а с ним теряется около 100млн. т. гумуса: 5.4 млн. т.– N; 1.8 – P; 36 млн. т. – K. В том числе 460 тыс.т. нитратного и аммиачного азота, 240 – подвижного фосфора и 480 тыс.т. - обменного калия (В.А. Беляев, 1976, С.Н. Юркин, 1978).

При эрозии резко ухудшаются водно-физические свойства почвы, что значительно сокращает их способность быстро поглощать и удерживать воду осадков. В связи с этим на склонах со смытыми почвами поверхностный сток бывает большим, особенно при выпадении ливней.

Смытые почвы имеют меньше фракций ила (частицы менее 0,001мм) и физической глины (частицы менее 0,01мм). В них накапливаются более грубые механические элементы, главным образом, песок (0,25-0,05мм). Обычно с увеличением смытости почв увеличивается её бесструктурность. Чем больше смыты почвы, тем значительнее убывает их порозность. У таких почв ухудшается водопроницаемость и аэрация. Чем сильнее смыты почвы, тем меньше влаги они поглощают (Ф.А. Миронченко, 1976).

Вследствие потери почвой питательных веществ и ухудшения водно-физических свойств происходит снижение урожаев. Только на эродированных землях Центрально-Черноземной зоны недобор продукции растениеводства ежегодно составляет в пересчете на зерно 12,2 млн. ц (В.Д. Иванов, 1984).

В результате развития эрозии почв происходит не только количественное снижение урожая, но и ухудшается его качество, уменьшается масса тысячи зерен и изменяется его биохимический состав. Наибольшее уменьшение абсолютного веса зерна наблюдается в засушливые годы, наименьшее – во влажные.

Следует также отметить большую засоренность сорняками смытых почв в связи с тем, что на эродированных почвах сомкнутость культурных растений уменьшена, создаются благоприятные условия для развития сорняков. На среднесмытых почвах засоренность полей в 2-4 раза больше, чем на несмытых.

Смытые почвы имеют следующие общие признаки и свойства: уменьшение мощности, более светлая окраска профиля и небольшая глубина залегания карбонатов, в сравнении с неэродированными почвами; накопление в верхнем горизонте частиц размером более 0,05 мм; уменьшение содержания органического вещества; уменьшение прочности и количества водопрочных агрегатов; ухудшение водного, воздушного, теплового режимов; уменьшение численности почвенных микроорганизмов по сравнению с неэродированными почвами; повышение липкости, пластичности и сопротивляемости при обработке.

Перечисленные свойства эродированных почв в совокупности определяют производительность участков с различной степенью смытости, что, в конечном счете, влияет на величину и качество урожая.

2 ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТА И УСЛОВИЙ РАБОТЫ

Климат Челябинской области определяется положением её в центре Евро-Азиатского материка, большим удалением от морей и океанов. На формирование климата существенное влияние оказывают Уральские горы, которые создают препятствие на пути движения воздушных атлантических масс. Все это определяет значительную континентальность и сухость климата (Ф.Я. Кирин, 1973).

По основным агроклиматическим показателям на территории Челябинской области выделяются три зоны: 1) горно-лесная увлажненная, 2) лесостепная с двумя подзонами – умеренно увлажненная северная лесостепь и полузасушливая южная лесостепь, 3) степная засушливая (А.И. Левит, 2001).

Почвенно-полевые исследования проводились в северной части Брединского района, расположенного в степной природной зоне Челябинской области, климат которой является теплым (рисунок 2) и засушливым (рисунок 3).