Последствия физической деградации почв

Деградация почв означает неспособность их выполнять свои функции: экологическую, производственную и санитарно-эпидемическую. Физически деградированные почвы являются экологически опасным природным объектом. Крайняя степень физической деградации - физическое уничтожение почвы как природного объекта - базового компонента природной среды.

Получение продукции на физически деградированных почвах требует применения повышенных доз минеральных удобрений и мелиорантов. Происходит перегрузка почвы, а соответственно и получаемой продукции, по отдельным токсическим компонентам.

Физически деградированные почвы прекращают выполнение роли естественного физико-химического фильтрационного буфера, увеличивая, таким образом, опасность от многих видов химического загрязнения природной среды.

Почвы с неблагоприятными физическими свойствами обладают пониженной способностью к накоплению и сохранению влаги, что увеличивает вероятность засух, локального заболачивания, проявления ветровой и водной эрозии. Повышенный поверхностный сток осадковых и талых вод из-за снижения водопроницаемости физически деградированных почв обусловливает снос агрохимикатов в общую гидрографическую сеть, заиливание малых рек, общее загрязнение естественных водоемов со всеми вытекающими экологическими последствиями.

Выражением физической деградации также считают слитизацию почв. Теоретическая основа данного явления заключается в следующем.

К свойствам, способствующим слитогенезу, относят тяжелый гранулометрический состав, особый водный режим, невысокое содержание органического вещества при значительной доле негидролизуемого остатка и др. (Деградация и охрана…, 2002). Явление слитизации часто проявляется при осолонцевании почвы, при поливах минерализованными водами, при механическом разрушении структуры почвы под воздействием тяжелой сельскохозяйственной техники, несоблюдения норм агротехники и т.д.

Образование слитости почв некоторые ученые объясняют с энергетических позиций (Березин и др., 1994). Сущность таких взглядов состоит в том, что капиллярное давление почвенной влаги определяется энергетическими характеристиками двойного электрического слоя поверхности твердой фазы почвы: энергией диффузной части и емкостью адсорбционного слоя. Эти параметры зависят от таких свойств почвы, как минералогический и гранулометрический составы, содержания и качества органического вещества, емкости обмена и состава поглощающего комплекса.

Энергетическое состояние почвы связывают с наличием в почве органического вещества. Увеличение содержания органического вещества ведет к снижению поверхностной энергии. Оно в данном случае выступает как поверхностно активное вещество (ПАВ), снижающее поверхностную энергию. Органическое вещество, обладающее гидрофобными свойствами, при взаимодействии с минеральными компонентами снижает величину общего заряда и стабилизирует почвенную структуру.

Проявление слитости часто обнаруживается при использовании оросительной воды повышенной минерализации. В таком случае энергетическая характеристика твердой фазы зависит от состава обменного комплекса и отдельных ионов. Так, увеличение обменного натрия увеличивает поверхностную энергию, что приводит к понижению пористости почвы в сухом состоянии и резко повышенной способности к набуханию. Введение кальция в обменный комплекс уменьшает поверхностную энергию и обеспечивает определенную стабильность почвенной структуры. Магний в целом оказывает отрицательное воздействие на структуру, но в меньшей степени, чем натрий.

Бесструктурность или слитость, характерные для физически деградированных почв, вызывает необходимость увеличения числа и интенсивности почвообрабатывающих операций для создания и поддержания приемлемого рыхления пахотного слоя, что влечет за собой дальнейшее разрушение почвенной структуры.

Слитые набухающие почвы характеризуются резко пониженной аэрируемостью порового пространства при любых значениях влажности. В результате возникает явление анаэробиозиса даже при недостатке воды в поровом пространстве. Усиливает слитизацию не только неблагоприятный водный режим, но и обработка влажной почвы почвообрабатывающими орудиями (Добровольский и др., 2002).

Известно, что экологическая значимость территорий в значительной мере определяется биологическим качеством почв, обеспечивающим нормальное функционирование экологических систем. Выполнение почвой ее биологической функции определяется физическим состоянием почв. Она должна иметь хорошо развитое поровое пространство и структуру, обеспечивающие оптимальный водно-воздушный режим, благоприятный для жизнеобеспечения почвенной биоты и сельскохозяйственных культур.

В связи с этим важно прокомментировать использование средств интенсификации в земледелии нашей страны. В течение ряда десятилетий в России осуществлялась система эксплуатации почв, основанная на двух направлениях: максимальной химизации для обеспечения растений питательными веществами и применении высокопроизводительной почвообрабатывающей техники. Считалось, что физическое состояние почв может в полной мере создаваться и поддерживаться применением механической почвообработки мощной техникой для рыхления, вспашки, культивации и прочих жестких операций. На самом деле этим необратимо разрушается почвенная структура и вполне интенсивно происходит физическая деградация почв. Более того, при нарушении физических условий быстро уничтожается биологический потенциал почвы.

Примером может служить уникальный опыт, описанный в научном издании (Деградация и охрана почв…, 2002). Внесение избыточной дозы гербицида симазина на черноземе типичном Тамбовской области привело к практически полной стерилизации почвы. В течение последующих лет хорошо оструктуренный чернозем превратился в глыбистый "чернозем" с крайне неблагоприятными физическими свойствами. Как утверждают авторы, "восстановления" почвы не произошло не только за последующие три десятилетия, но оно остается проблематичным и в дальнейшем.

Следовательно, выход из данного представления в использовании почв должен базироваться на активизации биологической активности почвы. А это означает минимально необходимое применение "химизации" и почвозащитных агротехнологий, физически щадящие системы обработки почв.