Эрозия почвенного покрова

Интенсивное земледелие в некоторых странах приводит к деградации земли и к эрозии почвенного покрова. Термин “эрозия” происходит от латинского слова erosio — разъедать. Деградация и эрозия почв приводят разрушению 30% орошаемых посевных земель в Центральной Америке, 17% — в Африке, 20% — Юго-Западной Азии. В разной степени эрозии подвержено 75% почв США, столько же на территории бывшего СССР. Эрозия возникает под воздействием воды или ветра. Пахотные земли, лишенные растительного покрова и незащищенные от воздействия ветра, наиболее сильно подвержены воздействию эрозии.

Эрозия происходит под воздействием воды (водная) или ветра (дефляция). И та, и другая произошли в районе Вели­ких пыльных бурь. Схема проявления процесса эрозии: весенний сток — смыв почвы — иссушение — распыление — выдувание, развеивание, перенос — ливневый сток. В районах искусственного орошения часто наблюдается ирри­гационная эрозия.

На образование плодородного слоя толщиной 20 см при­рода затрачивает от 2 до 7 тысяч лет. По темпам проявления и степени разрушения различают нормальную (естественную) эрозию, когда снос и смыв не превышает темпов почвообразования (под пологом леса смыв 20 см происходит за 174 тыс. лет, под лугом — 29 тыс. лет) и ускоренную эрозию, когда ее скорость превышает интенсивность почвообразования (при монокультуре кукурузы 20 см смывается за 15 лет). Причины эрозии следующие:

- выращивание монокультур (При многолетнем возде­лывание одной культуры на одном и том же участке резко снижается урожай, в почве накапливаются специфические для данной культуры токсины, для которых введе­ны специальные термины: клевероутомление, льноутомление. Посев сопровождается размножением вредных насекомых, разрастанием сорняков, истощением почв. Ослабленная почва - легкая добыча для эрозии).

- многолетняя вспашка земли (Пахотные земли, ли­шенные растительного покрова и незащищенные от воздействия ветра наиболее сильно подвержены воздействию эрозии.);

- вырубка лесов (10 тыс. га леса удерживает 500 тыс. м³ воды.);

- скотоводство (На пастбищах до 60% осадков уходит с поверхностными стоками, смывая 16 т почвы с гектара. Увеличение склона с 2 до 4° вызывает вдвое больший смыв, а с 4 до 8° — в 7 раз, причем южные склоны всегда более подвержены эрозии.).

Существует масса способов искусственного орошения: капельное, подпочвенное, рукотворный дождь (обстрел химикатами облаков). Однако из-за неумелого полива часто происходит процесс засоления. Отсутствие стока излишков воды вызывает подъем грунтовых вод, богатых солями. Испаряясь, вода для орошения оставляет на месте плодородных земель солончаки. В Пакистане за последние 2 десятилетия более 2 млн. га превратились в солевые пустыни. Опасно вести орошение минерализованными водами. Частый спутник ирригации заболачивание. При избытке влаги или недостаточном испарении повышается уровень грунтовых вод, и местность превращается в болото.

Удобрения. Для улучшения почвенной структуры и предотвращения деградации, а также интенсификации роста растений применяют удобрения.

Некоторые химические соединения очень важны для растений, так как помогают их росту. Большинство растений получают эти соединения из почвы. Соединения ра­створяются в воде и через корни поступают в растения. Соединения, поглощаемые из почвы, обычно называют минералами.

Углерод поступает к растениям в форме углекислого газа (диоксида углерода) через листья. Растения, погло­щая углекислый газ, производят ежегодно до 200 миллиардов тонн органических веществ. Эти органические вещества (главным образом в форме углеводородов, протеина и растительного масла) используются для формирования стенок растений и мембран.

Азот. Только немногие организмы могут его использовать непосредственно. Высшие зеленые растения обычно получают его из почвы в виде нитратов, иногда ионов аммония, нитритов, мочевины и аминокислот. Азот нужен для формирования аминокислот, а следовательно, и протеинов. Азот нужен для синтеза и некоторым другим соединениям, таким как пурины и пиримидины. Зеленый пигмент растений хлорофилл для своего формирования также требует азот. Использование азота в земледелии значительно повышает урожаи. В почву вносят сульфат и хлорид аммония, аммиачную селитру, натриевую и калиевую селитру, карбамида.

Водород поступает к растениям в комбинации с кислородом, как вода. Он нужен для формирования структуры растений. Внутриклеточная жидкость и клеточный сок содержат существенную концентрацию водорода в ионной форме. Поддержание этой концентрации очень важно для того, чтобы многие метаболические процессы протекали эффективно.

Кислород проникает в растения тремя способами: в комбинации с углеродом как углекислый газ, с водородом как вода или как молекулярный кислород непосредственно из атмосферы через листья. Наряду с тем, что он имеет первоочередную важность для формирования органических материалов, он также важен для аэробной респирации.

Железо. Его недостаток сильно замедляет образование хлорофилла, который чрезвычайно важен для зеленого растения. Если железо не поглощается, развивается хлорозис, и листья бледнеют.

Фосфор поглощается в форме фосфатов. Большая часть растительного вещества содержит фосфатную группу. Наиболее важный пример — это богатый энергией аденозинтрифосфат. Фосфор вовлекается в процессы, требующие больших затрат энергии, он оказывает стимулирующее воздействие на активно растущие части растений, такие как почки и корневые волосики. В почву вносят суперфосфат, аммофоса.

Сера поглощается из почвы. Она встречается в некото­рых аминокислотах и через них — в протеинах. При отсутствии серы листья приобретают бледно-зеленый цвет. В почву вносят в виде сульфата аммония.

Калий — наиболее распространенный электроположи­тельный ион в растениях. Растущие участки растений и листьев содержат его высокие концентрации. Ионы уча­ствуют в синтезе протеина и образовании хлорофилла.

Магний поглощается растениями в ионной форме. Как составляющая хлорофилла, он существенен. Отсутствие магния приводит к хлорозису.

Кальций используется во многих важных структурных формированиях. Растения поглощают его в ионной форме. Рост растительной клетки требует кальция, без присутствия это­го иона невозможен процесс построения клеточных стенок

Описанные элементы являются существенными питательными веществами не только растений, но и животных. В каждом конкретном районе, имеющем скудное снабжение этими или другими питательными веществами, рост растений заметно замедляется, если, конечно, фермеры не вносят их с удобрениями.

Химическое регулирование — это лучший способ обезопасить работу фермеров.

 

Пестициды — это химикаты, которые применяют на полях. В соответствии со своим назначением они подразделяются.

Инсектициды убивают тех насекомых, которые атакуют урожай, животных и самого человека. Эти насекомые наносят вред либо непосредственно путем пожирания, либо передавая болезни. Инсектициды могут воздействовать четырьмя возможными способами: прямым контактом с насекомым, попадая вместе с переваренным соком растений внутрь насекомого, перевариванием с листвой и вдыханием ядовитых паров.

Гербициды оказывают смертельное воздействие на растения. Общие гербициды убивают всю зеленую расти­тельность, с которыми они входят в контакт. Селективные гербициды имеют более избирательное воздействие, поэтому их можно использовать для уничтожения сорняков без воздействия на полезные культуры. Воздействие гербицидов осуществляется тремя основными путями: опрыскиванием непосредственно сорняков, формированием барьера для распространения их в почве, третья группа гербицидов проникает в сорняки, прежде чем начинается их действие.

Фунгициды регулируют рост паразитных и сапрофитных грибков, которые растут за счет полезных культур. Тесный контакт между грибками и хозяином требует от воздействия химикатов высокой степени селективности. Фунгициды воздействуют или непосредственно на поверхности обитания грибков, или на установленные инфекции. Они могут также защищать растения от будущих грибковых инфекций.

Нематициды очищают почву от паразитных червей, которые питаются урожаем. Эти микроскопические вредители поражают корневую систему. Они уничтожаются окуриванием. Нематициды часто воздействуют через пары, распространяясь в почве и достигая паразитных червей.

Моллюскициды убивают слизняков и улиток и воздействуют обычно через пищеварение. Часто химикаты сме­шиваются с привлекательной приманкой, такой как отруби, которую предпочитают слизняки и улитки.

Инсектициды, гербициды и фунгициды составляют 1/3 мирового использования пестицидов, однако спектр используемых пестицидов различается в зависимости от климата и выращиваемых культур. В тропических и субтропических районах преобладают инсектициды, в то время как в районах с умеренным климатом более важны гербициды.

По подсчетам Всемирной организации здравоохране­ния, число случайных отравлений пестицидами доходит до 1,5 млн. случаев в год, в основном в развивающихся странах, где отсутствует техника безопасности и необхо­димые средства защиты.

Пестициды должны обладать двумя основными качествами. Они должны иметь точную направленность воздействия, которое, в свою очередь, должно быть предсказуемым по отношению к каждому конкретному вредителю. Кроме того, они должны оказывать минимальное воздействие на окружающую среду.