2 курс / 2 семестр / Методы геоэкологических исследований / ЛР №2 / География почв Беларуси
.pdfВторая группа высоких песчаных земель включает дерновоподзолистые песчаные автоморфные (около 30 %), оглеенные внизу (20-25 %), временно избыточно увлажненные (около 15 %), глееватые и глеевые осушенные (20-25 %) почвы. Эта группа земель характеризуется средней и сильной дефляционной опасностью. Потенциально возможный перенос почвы ветром составляет 6-10 т/га в год.
Третья группа земель (низинные плоские заболоченные осушенные песчаные) объединяет песчаные дерновые заболоченные (около 60 %), дерно- во-карбонатные заболоченные (около 30 %) и торфяно-болотные деградированные (до 10 %), а также торфяные низинные осушенные (до 10 %) почвы. Характеризуется легким гранулометрическим составом, сильной неоднородностью и слабой устойчивостью к процессам ветровой эрозии. Потенциальная дефляционная опасность изменяется от 8 до 13 т/га в год.
К четвертой группе отнесены земли самой низкой гипсометрической ступени, то есть котловинные и котловинно-ложбинные. Преобладают осушенные торфяные маломощные почвы (50-80 %) с присутствием осушенных дерновых заболоченных (10-40 %) по периферии котловин или в виде небольших островов в центре. Характеризуется несложным и малоконтрастным почвенным покровом. Потенциально возможный перенос почвы ветром 10-12 т/га в год.
Пятая группа земель представлена котловинными осушенными деградированными торфяно-минеральными почвами, образовавшимися на месте сработанных маломощных торфяников в результате глубокого осушения и нерационального использования почвенного покрова в сельском хозяйстве. Основной фон почв этой группы (70 %) составляют торфяно-минеральные, минеральные остаточно-торфянистые и минеральные постторфяные почвы. К небольшим сположенным буграм приурочены дерново-карбонатные почвы (около 20 %), которые являются одним из компонентов этой группы земель и усиливают степень их неоднородности. Сохранившиеся в небольшом количестве (до 10 %) маломощные торфяно-болотные низинные почвы скоро трансформируются в общий фон деградированных почв.
На небольших открытых пространствах значительно возрастает дефляционная опасность. Потенциально возможный перенос почвы ветром может достигать максимальной величины 15 т/га и более (табл. 7.14).
Важную роль в предотвращении деградации от эрозии играют сельскохозяйственные культуры и правильные севообороты. Растительность всех видов является мощным противоэрозионным фактором, который в наибольшей степени подвергается воздействию человека.
Таблица 7.14.
Агротехнологические группы дефляционноопасных земель
171
Белорусского Полесья [19]
|
площадь земель, |
|
Агротехнологические группы земель |
|
|||||
|
тыс. га |
(% от площади пашни) по уровню дефляции, т/га в год |
|||||||
Область |
|
дефля- |
|
|
|
|
|
|
|
Всего |
цион- |
1-3 |
|
6-10 |
8-13 |
10-12 |
|
> 15 |
|
|
|
|
|||||||
|
ноопас- |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ных |
|
|
|
|
|
|
|
Брестская |
652,8 |
466,2 |
18,5 |
|
31,8 |
7,0 |
10,1 |
|
4,0 |
Гомельская |
654,0 |
450,9 |
14,0 |
|
40,7 |
4,6 |
6,5 |
|
3,1 |
Минская |
1073,7 |
93,1 |
1,8 |
|
1,7 |
1,4 |
2,7 |
|
1,1 |
Беларусь |
4441,6 |
1010,2 |
5,2 |
|
11,1 |
2,0 |
3,1 |
|
1,3 |
Обработка почвы является важнейшим агротехническим противоэрозиоиным приемом и имеет целью перевод поверхностного стока во внутрипочвенный, а также уменьшение испарения с обрабатываемой поверхности. Разнообразие почвенного покрова в агроландшафтах обусловливает дифференцированные системы обработки почвы как в севооборотах, так и при выращивании отдельных культур.
Cистемы обработки почв зависят от целого ряда факторов:
∙характера рельефа и почвенно-агрофизических условий;
∙степени развития деградационных процессов (эрозия, переуплотнение);
∙требования сельскохозяйственных культур к свойствам почвы (глубине гумусового горизонта, гранулометрическому составу, кислотности, плотности);
∙фитосанитарной обстановки в агроэкосистемах (засоренность, насыщенность вредителями и возбудителями болезней).
∙обработка почвы должна быть дифференцирована к агротехническим группам земель и отличаться четко выраженной почвозащитной, ресурсо- и энергосберегающей направленностью.
Выбор наиболее эффективного способа обработки почвы осуществляется на основе нормативов их противоэрозионной способности, которые разработаны для каждой агротехнологической группы земель.
Удобрения оказывают многостороннее влияние на проявление эрозионных процессов. Органические удобрения повышают содержание в почве органического вещества, которое способствует улучшению физических свойств почв, обусловливающих их противоэрозионную стойкость. По мере увеличения степени смытости почв противоэрозионная роль органических удобрений возрастает.
Положительное влияние минеральных удобрений на снижение процессов эрозии проявляется в том, что они усиливают почвозащитные функции растений, стимулируя их рост и развитие, образование мощной корневой системы и надземной биомассы (увеличение проективного покрытия
172
почвы). В то же время длительное применение только минеральных удобрений может приводить к ухудшению физических свойств почв, а в связи с этим снижать их противоэрозионную устойчивость.
Совместное внесение органических и минеральных удобрений не только способствует повышению противоэрозионной стойкости почв, но также стимулирует формирование мощной надземной биомассы (площади листьев и кустистости) и корневой системы растений, то есть увеличение проективного покрытия почвы растительностью.
На основе многолетних экспериментальных данных разработаны нормативы противоэрозионной способности систем удобрения (табл. 7.15). При формировании севооборотов учитывается пригодность почв для возделывания сельскохозяйственных культур и их почвозащитная способность. В районах распространения водной эрозии формирование схем интенсивных зернопропашных и зернотравяно-пропашных (плодосменных) севооборотов должно базироваться на научно обоснованном выборе ведущих культур, размер полей должен определяться с учетом расчлененности территории, степени однородности почвенного покрова и других условий.
В почвозащитных зернотравяных и травяно-зерновых севооборотах состав и порядок чередования культур предусматривает, в первую очередь, защиту почвы от эрозионной деградации и восстановление ее плодородия. Это достигается за счет повышения удельного веса многолетних трав, обеспечивающих удлинение периода, в течение которого почва находится под защитой растений и стерни; и увеличения количества поступающих в почву растительных остатков.
|
Нормативы почвозащитной способности удобрений |
Таблица 7.15. |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Степень |
|
|
Система удобрения |
|
|
эродированности |
|
Органическая |
Органо-минеральная |
|
Минеральная |
Слабая |
|
0,20 |
0,30 |
|
0,30 |
Средняя |
|
0,25 |
0,30 |
|
0,25 |
Сильная |
|
0,30 |
0,30 |
|
0,20 |
Структура посевных площадей в адаптивно-ландшафтном земледелии должна обеспечивать высокопродуктивное использование пахотных земель при оптимальном сочетании экономических и экологических целей, быть органически увязанной с системой севооборотов, создавая условия для наиболее полной реализации положительного эффекта от чередования культур. Достигается это за счет повышения эффективности использования агроклиматических ресурсов, продуктивности пашни и применения приемов
173
защиты почв от эрозии и других видов деградации земель - с учетом особенностей конкретных агроландшафтов.
При организации севооборотов в водоохранных зонах необходимо стремиться к максимальному усвоению удобрений культурами для снижения потерь питательных веществ. Наиболее эффективны зернотравяные севообороты, на сильноэродированных землях – только луговые виды земель. В водоохранных зонах необходимо внесение органических удобрений при перезалужении. Дозы минеральных удобрений не должны превышать 120 кг/га действующего вещества азота, на сенокосах и пастбищах необходимо дробное внесение азотных удобрений. Применение фосфорных и калийных удобрений должно быть строго дифференцировано от содержания подвижных соединений этих элементов в почве.
На эродированных землях должны применяться специальные приемы обработки почвы:
контурная поперечная обработка; углубление пахотного слоя или разуплотнение подпахотного слоя; предзимнее щелевание зяби.
Использование приемов почвозащитного земледелия позволяет предотвратить потери почвы на сильноэродированной почве 20 и более т/га, гумуса – 130 и более кг/га, азота – 15 кг/га, фосфора и калия – по 6 кг/га.
7.3. Мелиорация почв
Естественное состояние почв часто не соответствует требованиям, которые к ним предъявляются, что вызывает необходимость проведения мероприятий по их улучшению. Система организационных, хозяйственных и технических мероприятий, задачей которых является коренное улучшение неблагоприятных свойств почв, а также условий их использования, называется мелиорацией (от лат. melioratio – улучшение). Она включает в себя систему мероприятий по осушению (водная мелиорация), улучшению поверхностного состояния (культуртехническая мелиорация), в борьбе с эрозией (земельная мелиорация), известкование почв и внесение минеральных удобрений (химическая мелиорация) и др.
На территории Беларуси наибольшее распространение имеют водные (осушительные и осушительно-увлажнительные), культуртехнические и химические мелиорации.
Если заболачивание земель вызвано поверхностными водами, то осушительная мелиорация этих земель заключается в регулировании стока поверхностных вод и ограждение осушаемой территории от притока вод извне. Если заболоченность вызвана грунтовыми водами, то мелиора-
174
тивные мероприятия направлены на регулирование уровня грунтовых вод и поддерживание оптимальной влажности почвы. Если заболачивание вызвано и теми и другими причинами одновременно, то осушение ведется способами, направленными на регулирование как поверхностных, так и грунтовых вод.
Вусловиях неустойчивого увлажнения наблюдается чередование засушливых и влажных периодов. В результате нарушается обеспеченность сельскохозяйственных культур влагой, и они могут страдать как от недостатка, так и от избытка влаги.
Набор технических средств и мероприятий, используемых для проведения осушительных работ, называется осушительной системой. Она состоит из следующих основных частей: оградительной, регулирующей, проводящей, водоприемника и сооружений на осушительной сети. Оградительная сеть служит для ограждения мелиорируемого участка от поступления вод извне. Регулирующая сеть предназначена для регулирования водного и воздушного режимов мелиорируемых почв. Она может строиться в виде открытых каналов, закрытого дренажа (дренажных гончарных или пластмассовых труб), временных борозд. Водоприемники служат для сбора всех вод, поступивших через проводящую сеть. Они могут быть естественные (реки, ручьи, балки, озера) и искусственные (пруды, водохранилища, крупные каналы). Для того чтобы естественные водотоки выполняли функцию водоприемников, проводится их регулирование (спрямление русла реки, выравнивание его глубины, расчистка, понижение уровня воды и др.).
Вусловиях неустойчивого увлажнения строятся осушительноувлажнительные системы, которые обеспечивают двустороннее регулирование водно-воздушного режима почв.
На территории Беларуси осушенные земли составляют более 3,2 млн. га (16,4 % территории), в том числе более 1,0 млн. га торфяно-болотных почв. Как видно из рис. 7.3, наибольшие площади осушенных сельскохозяйственных земель сосредоточены на территории Белорусского Полесья.
Осушительная мелиорация вызывает коренное изменение свойств почв и условий почвообразования. Почвообразовательные процессы изменяют не только скорость протекания, но и направление развития. В торфяно-болотных почвах процесс накопления торфа сменяется его разрушением (минерализацией), что приводит к уменьшению мощности торфяного слоя, изменению его химического состава и свойств, увеличению зольности торфа. В дерновых и дерново-подзолистых заболоченных (глеевых) почвах при осушении идет вымывание из верхних горизонтов
175
органического вещества (гумуса), и некоторых элементов питания растений, что приводит к снижению их потенциального плодородия, но повышает плодородие эффективное. Доказано, что при осушении дерновоподзолистых заболоченных почв существенная прибыль при аграрном производстве достигается за счет оптимизации водно-воздушного режима, особенно на глеевых почвах [20]. Кроме изменений в почвах, осушительная мелиорация вызывает изменения микроклимата, гидрографической сети, растительного и животного мира, микроформ рельефа/
Осушительная мелиорация в условиях Беларуси обязательно сопровождается мероприятиями по коренному улучшению поверхностного состояния и морфологических свойств почв. Система этих мероприятий называется культуртехнической мелиорацией. Она включает ликвидацию мелколесья, кустарников, валунов, микроформ рельефа (кочек, промоин), увеличение мощности пахотного горизонта, увеличение площадей цельных контуров типов земель.
Культуртехнические мелиорации проводятся по проектам, составленным на основании почвенно-мелиоративных, геоботанических и культуртехнических предпроектных изысканий и составленной при этом карте культуртехнической неустроенности. Культуртехнические мелиорации ведутся с соблюдением разработанных экологических, хозяйствен- но-экономических и технических норм.
176
Рис. 7.3. Природно-мелиоративное районирование Беларуси [3]. Территории, на которых более 50 % земель требуют осушения: 1 – депрессии глубоко заторфованные – водораздельные и пойменные болота, 2 – депрессии неглубокие и поймы с преобладанием минеральных заболоченных почв, 3 – водоразделы плоские низкие на связных и двучленных с водоупором породах, 4 – водоразделы плоские низкие на рыхлых и двучленных без водоупора породах. Территории, на которых менее 50 % земель требуют осушения: 5 – водоразделы плоские высокие на связных и двучленных с водоупором породах, 6 – водоразделы плоские высокие на рыхлых и двучленных без водоупора породах, 7 – фрагментарные высокие и низкие на связных и двучленных с водоупором породах, 8 – водоразделы выпуклые высокие и низкие на связных и двучленных с водоупором породах, реже низкие на рыхлых и двучленных без водоупора породах, 9 – выпуклые низкие на аллювиальных связных и рыхлых породах. 10 – земли, исключенные из мелиоративного фонда.
177
Соблюдение экологических норм заключается в учете всего комплекса природных факторов как при проведении изысканий и проектировании, так и при проведении культуртехнических работ и использовании преобразованных земель. Важно, чтобы проводимые мероприятия не явились стимулом для развития водной, ветровой или механической эрозии, не вызывали уменьшения мощности перегнойного горизонта почв и не приводили к обеднению их гумусом и элементами питания растений.
Необходимо следить, чтобы не были нарушены гнездовья птиц, нерестилища, экологические коридоры и другие, важные в экологическом плане места. Особое внимание должно уделяться редким, охраняемым видам растений и животных.
Осушительные и культуртехнические мелиорации часто сопровождаются работами по восстановлению нарушенных земель. Комплекс этих работ называется рекультивацией и чаще всего применяется при торфоразработках, создании водоприемников осушительных систем и др. Чаще всего цель рекультивации – сельскохозяйственное использование восстановленных земель, что вызывает необходимость создания плодородного слоя почвы мощностью 0,3–0,4 м, или соблюдение требования, чтобы остаточный слой торфа имел мощность 0,5–0,75 м. При этом обязательным приемом является внесение достаточных доз органических и минеральных удобрений.
7.4. Почвенно-экологическое районирование территории Беларуси
Почвенно-экологическое районирование проводится с целью учета природно-экологических условий отдельных зон, районов, отдельных землепользователей и выделения территорий с однородными условиями для сельскохозяйственного производства, то есть помимо почвенных условий учитываются при проведении почвенно-экологического районирования и другие факторы, определяющие производительную способность и экологическую устойчивость отдельных ландшафтов. Существующее почвенно-экологическое районирование основывается преимущественно на свойствах почвенного покрова по отношению к эрозии – основному фактору потенциальной деградации и экологической неустойчивости почв в условиях Беларуси.
В основу районирования положены сведения о почвах, полученные в результате корректировки почвенных обследований. Главный критерий – характер почвенного покрова с учетом геоморфологии, литологии, агротехнологического состояния земель и пригодности для возделывания различных полевых культур.
178
Рис. 7.4. Почвенно-экологическое районирование Беларуси. П о ч в е н н о – э к о л о г и ч е с к и е р а й о н ы: 1 - Браславско-Ушачско-Витебский район преимущественного распространения дерново-подзолистых суглинистых и супесчаных, часто заболоченных, а также средне и сильно эродированных почв моренных гряд и возвышенностей северной части Беларуси; 2 - Шарковщинско-Верхнедвинский район распространения дерново-подзолистых в разной степени переувлажненных почв, развивающихся на озерно-ледниковых суглинках и глинах; 3 - Полоцко-Сенненский район преимущественного распространения дерновоподзолистых часто заболоченных суглинистых и супесчаных почв на моренных и водноледниковых отложениях пониженных равнинных территориях северной части Беларуси, 4 - Вилейско-Докшицкий район распространения дерново-подзолистых, преимущественно супесчаных, иногда завалуненных и заболоченных почв Нарочано-Вилейской низины и Верхнеберезинской низины; 5 - Оршанско-Мстиславский район распространения дерновоподзолистых (палевых) слабо и средне эродированных почв на лессовых и лессовидных отложениях Оршанской возвышенности северной части Оршанско-Мстиславской равнины; 6 - Ошмянско-Минский район распространения дерново-подзолистых суглинистых и супесчаных, часто эродированных почв Ошмянской и Минской возвышенностей; 7 - СтолбцовскоЛидский район распространения дерново-подзолистых супесчаных и песчаных, часто завалуненных почв Лидской равнины и Неманской низины, 8 - Гродненско-Волковыский район
179
преимущественного распространения дерново-подзолистых связносупесчаных, иногда слабоэродированных и завалуненных почв Гродненской, Волковысской и Слонимской возвышенностей; 9 - Новогрудско-Слуцкий район дерново-подзолистых, часто эродированных почв, сформированных преимущественно на лессовидных отложениях Новогрудской возвышенности и Копыльской гряды, 10 - Стародорожский район преимущественного распространения дерново-подзолистых песчаных и супесчаных заболоченных и торфяно-болотных почв северной окраины Полесской низины; 11 - Березинско-Кличевский район дерновоподзолистых песчаных и супесчаных, часто заболоченных почв Центральноберезинской равнины; 12 - Быховско-Хотимско-Ветковский район преимущественного распространения дерново-подзолистых супесчаных, часто заболоченных почв южной части ОршанскоМогилевской равнины; 13 - Каменецко-Ивановский район дерново-подзолистых супесчаных и песчаных, часто заболоченных, иногда эродированных почв Прибугской равнины и Загородья; 14 - Туровско-Давид-Городокский район распространения дерново-перегнойно- карбонатных и дерновых заболоченных почв разного гранулометрического состава; 15 - Жлобинско-Речицко-Хойникский район преимущественного распространения дерновоподзолистых, иногда эродированных почв сглаженных моренных гряд и возвышенностей юго-восточной части Беларуси; 16 - Малоритско-Лунинецко-Лоевский район распространения дерново-подзолистых заболоченных песчаных и низинных торфяно-болотных почв Белорусского Полесья.
В результате учета названных факторов на территории Беларуси выделено 3 почвенно-экологических провинции, а в их пределах 16 районов, которые характеризуются различными условиями для ведения сельскохозяйственного производства, определенным удельным весом эродированных, заболоченных, завалуненных почв (рис. 7.4). В пределах каждого из районов выделены группы хозяйств с однородным составом почвенного покрова и близким агроэкологическим состоянием почв.
7.5. Защита почв от загрязнения
Загрязненные почвы – это почвы, содержащие загрязняющие вещества в количествах и концентрациях, превышающих способность почвенных экосистем к их удалению, разложению или переводу в инертное состояние. Загрязнение обусловливает изменение физико-химических и агротехнических свойств почв, снижает их плодородие и ухудшает качество сельскохозяйственной продукции.
Источниками загрязнения почв Беларуси являются радионуклиды, выпавшие в результате аварии на ЧАЭС; выбросы транспорта и промышленных предприятий; осадки сточных вод и твердые бытовые отходы, применяемые в качестве удобрений; минеральные удобрения и средства защиты растений; крупные животноводческие комплексы.
Почву обычно относят к самостоятельному типу или подтипу загрязненных почв, если загрязнение в ней явно превышает нормы предельно допустимой концентрации и губительно сказывается на живых организмах. В таком случае в почвенном профиле выделяют антропогенно-
180