Диагностика и оценка эродированных почв

Эрозия почвы - это разрушение, смыв и выдувание верхнего слоя перегнойно-аккумулятивного горизонта. Она приводит к уменьшению мощности почвенной толщи, снижению содержания гумуса, элементов питания, ухудшению водно-физических свойств, т.е. потере плодородия и, как следствие, снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Ускоренная эрозия почв сопровождается утратой почвой углерода вследствие смыва и сдувания почвы, а также в результате ускорения минерализации оставшегося в эродированной почве органического вещества.

Эрозия кроме всего приводит к потере талых и дождевых вод, расчленению полей, заилению рек, прудов, водоемов, оросительных и дренажных систем.

Почвы с признаками возможного проявления эрозии называются эрозионно опасными, а фактически подвергшиеся эрозии - эродированными (смытыми).

Визуальная диагностика определения степени смыва почвы непосредственно в поле основывается на учете экспозиции, крутизны склонов и окраски верхнего слоя почвы. Этой методикой владеют специалисты-почвоведы, профессионалы с многолетним опытом работы полевого картирования эрозионного почвенного покрова.

Диагностика почв по степени эродированности осуществляется по уровню потери гумуса или отчуждения верхнего гумусового горизонта в соответствии с методиками, разработанными для различных типов и подтипов почв. Например, мощные и среднемощные черноземы относятся к слабосмытым, если в результате эрозии утеряно до одной трети перегнойно-аккумулятивного горизонта А, к среднесмытым - при утере более половины этого горизонта, к сильносмытым - если полностью смыт горизонт А и частично - переходный горизонт В.

Приводим диагностику почв разной степени смытости для основных почв области - серых лесостепных, а также черноземов лесостепной и степной зон, согласно классификации, разработанной Почвенным институтом имени В.В. Докучаева ("Классификация и диагностика почв СССР", 1977).

Серые и темно-серые лесные почвы с установившейся глубиной их вспашки не менее 20-25 см имели первоначальную мощность гумусовых горизонтов (А₁+А₁А₂) 30-40 см.

Слабосмытые - гумусовые горизонты смыты не более, чем на 1/3 первоначальной мощности, горизонт А₂В в пашню не вовлекается совсем или очень слабо, на поверхности пашни мелкие промоины.

Среднесмытые - гумусовый слой смыт более, чем на 1/3, в пашню вовлекается верхняя часть горизонта В₁; пахотный слой отличается буроватым оттенком.

Сильносмытые - гумусовый слой смыт полностью, пахотный слой представлен в основном горизонтом В и имеет бурый цвет.

Черноземы мощные и среднемощные всех подтипов с установившейся глубиной вспашки не менее 22 см при первоначалььной мощности гумусовых горизонтов (А+В₁) более 50 см.

Слабосмытые - горизонт А смыт на 30 %, пахотный слой не отличается по цвету от несмытых почв; на поверхности пашни мелкие промоины.

Среднесмытые - горизонт А смыт более, чем наполовину; пахотный слой имеет буроватый оттенок.

Сильносмытые - смыт полностью горизонт А и частично В₁; пахотный слой имеет буроватый или бурый цвет, характеризуется глыбистостью и склонностью образовывать корку.

Черноземы типичные и обыкновенные с установившейся глубиной обработки не менее 20 см при мощности гумусовых горизонтов до 50 см.

Слабосмытые - смыто до 30 % первоначальной мощности гумусовых горизонтов; в пашню вовлекается небольшая верхняя часть горизонта В₁.

Среднесмытые - гумусовые горизонты смыты на 30-50 %, при вспашке значительная часть или весь горизонт В₁ вовлекается в пахотный слой, последний подстилается переходным горизонтом В₂.

Сильносмытые - смыта большая часть гумусовых горизонтов, распахивается и часть горизонта В₂; окраска пашни близка к цвету породы.

Таким образом, почвенный профиль пахотных несмытых чернозёмов имеет следующую мощность генетических горизонтов: А 0 - 40 (50) см, В 40 (50) - 80 (90), ВС 80 (90) - 130 (150), С 130 (150) см и ниже. Мощность гумусового горизонта слабосмытых почв сокращена по сравнению с несмытыми на 10-20 см, у среднесмытых - 30-40 см и сильносмытых более 50 см. Мощность оставшегося гумусового горизонта слабосмытых почв составляет 50-60 см, среднесмытых - 30-40 см и сильносмытых - менее 20 см.

Несмытые почвы на территории Белгородской области сформировались на платообразных повышенных элементах рельефа. Они занимают верхние, выровненные части водоразделов, склоны северных экспозиций крутизной до 2-3⁰, южных - не более 1⁰, а также террасы и поймы рек. Средне - и сильносмытые почвы сформировались на склонах только южных экспозиций. На склонах северных экспозиций встречаются слабосмытые виды почв.

Серые и тёмно-серые лесостепные почвы, чернозёмы остаточно-карбонатные на мелу более подвержены процессам смыва, нежели чернозёмы типичные и выщелоченные из-за меньшей мощности почвенной толщи, распыленности структуры и близости к поверхности плотных слабоводопроницаемых слоёв (иллювиального горизонта и мела). При одной и той же крутизне склона почвы, расположенные на покатых склонах, сильнее подвержены эрозии в сравнении со склонами, имеющими прямую и особенно вогнутую формы.

Дополнительным критерием определения степени смыва почвы является окраска ее верхнего слоя. Если поверхностный слой на склоне имеет цвет аналогичный тому, что и на водораздельной части (плато), т.е. тёмно-серый без буроватости, то такая почва несмытая. На среднесмытых почвах (южные склоны) в связи с укороченностью гумусового горизонта припахивается его нижняя часть, имеющая серо-бурый цвет. В этом случае в пахотном слое прослеживается буроватая пятнистость. У сильносмытых почв, а они залегают только на южных склонах, практически полностью смыт гумусовый горизонт и в пахотный слой вовлекается переходной к материнской породе горизонт жёлто-бурого или белесого цвета. Отсюда у сильносмытых чернозёмов и серых лесостепных почв пахотный слой имеет жёлто-бурую окраску, а у остаточно-карбонатных меловых почв - серовато-белесую.

С увеличением степени эродированности ухудшаются агрономические свойства почв (табл.8.1). В результате эрозии снижается содержание гумуса, повышается плотность почвы, снижаются порозность, влагоемкость, водопроницаемость, запасы продуктивной влаги, уменьшается биогенность. С ухудшением агрофизических свойств еще более возрастает подверженность эрозии, которая может привести к полной потере гумусового горизонта, необратимому ухудшению почвы при обнажении древних пород и ее потере при близком залегании плотных пород.

Для оценки эрозионной опасности земель предложен ряд уравнений, учитывающих интенсивность осадков, крутизну и длину склонов, почвенные условия и агротехнические факторы (Лопырев и др., 2001; Кузнецов, Глазунов, 2004), разрабатываются математические модели.

На смытых почвах в связи с падением их плодородия заметно ухудшаются многие свойства и режимы почв, что снижает их плодородие. К примеру, урожайность сельскохозяйственных культур снижается: на слабосмытых в сравнении с несмытыми - на 10-20 %, среднесмытых - 30-40 и сильносмытых - более 50 %. Естественно, что для предотвращения дальнейшей деградации таких почв необходимо ориентироваться на почвенно-экологические принципы земледелия.

Таблица 8.1 Влияние степени смытости на свойства почв ( за единицу приняты свойства и показатели несмытых почв),Лопырев, Рябов, 1989

Сотрудники ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии под руководством Г.Н. Черкасова (2005) в качестве критерия допустимых антропогенных нагрузок на эродированную почву предложили показатель устойчивости органического вещества. В качестве такого критерия принято содержание негумифицированного органического вещества в почве. Авторы считают, что при содержании гумуса в черноземе типичном 5,5 % система органического вещества будет устойчива в том случае, когда негумифицированное органическое вещество будет составлять в ней 3,3 %, а гумус - 96,7 %. Были также предложены данные устойчивости органического вещества серых лесных почв разной степени эродированности (табл.8.2). В данном случае авторы указывают, что средняя устойчивость органического вещества почвы является критерием допустимых антропогенных нагрузок. В таблице критерии допустимых нагрузок обозначены знаком плюс.

Таблица 8.2 Устойчивость органического вещества серых лесных почв в зависимости от степени эродированности (Черкасов и др., 2005)

Согласно представленным данным в органическом веществе эродированных почв уменьшается доля лабильной части, а в её основе - содержание негумифицированного органического вещества (в 1,7-2,0 раза) по сравнению с неэродированными. Это снижает устойчивость органического вещества почвы.