Ставропольский край ВВЕДЕНИЕ

Почва - важнейшее природное тело, возникшее вследствие взаимодействия различных факторов почвообразования: материнской породы, климата, живых организмов (растений и животных), рельефа местности, возраста территории и хозяйственной деятельности человека.

Ставропольские почвы занимают первое место по плодородию. Это почвы разностороннего использования. На них можно возделывать широкий ассортимент сельскохозяйственных культур: яровая и озимая пшеница, ячмень, кукуруза, гречиха, горох, подсолнечник, бахчевые и овощные культуры, свеклу, виноград, плодово-ягодные культуры и многие другие. Эти почвы обладают высоким потенциальным плодородием, несмотря на небольшое содержание азота, зольных элементов. Даже при неблагоприятных химических, физических условиях урожай сельскохозяйственных культур бывает высоким.

Как и любые почвы нашей планеты, почвы Ставропольского края подвергаются сильнейшему негативному воздействию, в результате чего разрушается плодородный слой: слой, который кормит человека с момента его появления на земле. Отсюда вытекает, что следует проводить мероприятия, способствующие накоплению и сохранению ценных свойств почвы, заботится о ней.

I.ЭРОЗИЯ ПОЧВЫ. УЩЕРБ, ПРИЧИНЯЕМЫЙ ЭРОЗИЕЙ ПОЧВ

Под эрозией почв понимается разрушительная работа потоков воды и ветра, связанная с перемещением продуктов этого разрушения. Эта работа выражается в смыве, размыве, выдувании почвенного покрова и подстилающих пород.

Разрушительная деятельность стекающей по наклонной поверхности воды носит название водной эрозии. Эта эрозия характерна для почв Ставропольского края как в удалении верхнего, самого плодородного слоя почвы мелкими струйками воды (плоскостной смыв, или плоскостная эрозия), так и в массовом выносе почвы и грунта под воздействием больших струй воды, сосредоточенных в узком протоке (линейный размыв, или линейная эрозия, иногда именуемая овражной эрозией).

Работу ветра, вызывающую интенсивное перемещение частиц почвы и подстилающих ее пород по земной поверхности (выдувание, развеивание, навевание, черные, или пыльные, бури) называют ветровой эрозией.

Там, где происходит движение воды и воздуха, почвенные покровы всегда разрушаются. Разрушение и перемещение почвы, совершаемое без вмешательства человека, носит название естественной эрозии. Она обусловлена физическими процессами в природе, протекает медленно и находится в равновесии с постоянным процессом почвообразования. Это наиболее характерный вид эрозии для почв Ставрополья.

Эрозия, вызванная хозяйственной деятельностью человеческого общества (антропогенная), отличается ускоренным характером и при хищнической эксплуатации земли может развиться до катастрофических размеров.

Естественная эрозия распространена повсеместно. Антропогенная же эрозия встречается там, где человек своей деятельностью содействует ускорению природных процессов разрушения и переноса почв водой и ветром.

Антропогенная эрозия не является естественно необходимым процессом. Ее можно и нужно приостановить, ликвидировать причины возникновения и распространения. Кроме того, необходимо позаботиться о продуктивном использовании эродированных почв.

Изучение факторов и закономерностей процессов разрушения почвенного покрова, разработка почвозащитных приемов, комплексов и технологий имеет актуальное значение для Ставропольского края, который относится к числу крупнейших аграрных районов страны.

Территория Ставропольского края отличается высокой сельскохозяйственной освоенностью и распаханностью земель. Сельскохозяйственные угодья занимают 72,8% общей площади, в структуре которых пахотные земли составляют 63,3%.

Пыльные бури в крае относятся к числу основных факторов, снижающих эффективность сельскохозяйственного производства. Во все времена частое проявление пыльных бурь было признаком начала опустынивания территории, образования массивов неплодородных земель. В восточной части Ставропольского края расположены полупустынные степи с массивами подвижных и закрепленных песков. Угроза расширения границ пустыни с востока очевидна.

Однако ускоренный процесс разрушения почвы и образования малопродуктивных земель отмечается в центральной части Ставропольского края, где в благоприятные годы получают высокие урожаи. Совместное действие дефляции и эрозии разрушает высокоплодородные черноземы вплоть до материнской породы.

II.ПЕРЕУВЛАЖНЕНИЕ ЗЕМЕЛЬ

На протяжении сравнительно короткого отрезка времени в период последних десятилетий 20-го столетия внимательный исследователь и постоянный землепользователь систематически наблюдал в Ставропольском крае и ряде соседствующих с ним регионов удивительное, масштабное, исключительно актуальное и очень опасное явление глубокой современной трансформации свойств, режимов и плодородия почв, обусловленное их переувлажнение.

Еще недавно сухие автоморфные почвы подвергаются в настоящее время интенсивному заболачиванию. Под влиянием поверхностных и грунтовых нередко засоленных вод они приобретают признаки интенсивного гидроморфизма. Несомненно, локальное переувлажнение почв в степной зоне имело место и прежде. Однако, оно проявлялось, во-первых, на весьма ограниченных площадях и, во-вторых, было строго фиксировано.

Особенность современного процесса переувлажнения заключается в интенсивном замещении плодородных автоморфных почв заболоченными и, часто, засоленными. Следствием этого современного процесса является то, что сегодня на десятках гектаров огромные массивы пахотных почв, используемые ранее, главным образом, для размещения зерновых культур, из-за переувлажнения существенно снизили или полностью утратили свое плодородие.

На их месте возникли новые ландшафты с типичной гидрофильной растительностью и минеральными гидроморфными почвами разной степени заболоченности и засоления. Такие ландшафты получили весьма образное народное название - мочары, а распространенные в их ареале почвы - мочаристые.

Опасность этого явления, его отрицательное влияние на все природные аспекты, жизнь и деятельность человека очевидны. Они нашли свое отражение на страницах научной литературы, широко обсуждаются общественностью. Однако фактор переувлажнения не снят. Он и сегодня самым активным образом влияет на окружающую среду и жизнь человека, вызывая деградацию почв - тяжелое явление, обусловленное заполнением водой пор зоны аэрации почвогрунтовой толщи. Последнее обстоятельство устраняет важнейшую функцию почвы - ее водоудерживающую и водопоглащающую способности.

Опасность мочаров не ограничивается, однако, деградацией почв. Очевидна их негативная роль в изменении условий местообитания человека. Формирование мочаров связано с подъемом грунтовых вод, подтоплением городов, сел и деревень, разрушением зданий, других сооружений, агрессивным действием сульфатных вод на бетон, нарушением транспортных и иных коммуникаций, возникновением эндемичных и обычно распространенных заболеваний человека, животных и растений.

III.ЗАСОЛЕНИЕ ПОЧВ

Засоленные почвы широко распространены в районах неглубокого залегания соленосных пород. Наряду с природно-засоленными почвами в районах орошаемого земледелия значительные площади заняты вторично засоленными почвами. Основными причинами вторичного засоления являются бездренажное орошение, большие потери воды на фильтрацию на полях, строительство оросительных каналов без гидроизоляции, применение для орошения минерализованной воды. Вторичное засоление почв возникает не только при орошении, но и при осушении земель.

При перегрузке пастбищ также происходит вторичное засоление почвы. Причинами этого процесса на пастбищах в условиях интенсивного выпаса являются увеличение физического испарения влаги почвой по мере уничтожения травянистой растительности и рост капиллярной влагопроводимости в связи с уплотнением почв. На лугах это усиливает приток влаги и солей в верхнюю часть профиля из грунтовых вод, а на автоморфных солончаковатых почвах обусловливает поступление минерализованных растворов из нижележащих солевых горизонтов (особенно при выпасе сразу же после дождя или полива на орошаемых пастбищах), что вызывает солончаковое засоление почв.

Высокие концентрации солей в почвах сильно тормозят ростовые процессы, как надземной массы, так и корневой системы растений, уменьшается ассимиляционная поверхность и продуктивность фотосинтеза, снижается урожайность сельскохозяйственных растений.

Вторичное засоление почв произошло потому, что за последние 45-50 лет территория Ставропольского края оказалась ареной орошения, что привело к изменению их естественного гидрологического режима. При этом следует иметь ввиду, что основные оросительные системы не имели надежной антифильтрационной защиты, каналы были устроены в земляном хорошо фильтрующем русле, системы не были обеспечены надежной коллекторно-дренажной сетью и ловчими каналами, противофильтрационной завесой скважин вертикального дренажа и т.д. Поэтому потери воды на фильтрацию и ее поступление в грунтовый поток оказались значительными. Существуют и другие факторы пополнения инфильтрационной водой грунтового потока. Так, в течение последних 50 лет на территории Ставропольского края был построен ряд оросительных систем и несколько огромных водохранилищ, таких как: Сенгилеевское, Новотроицкое и др. С начала их эксплуатации гидрографическая сеть всего края претерпела существенные изменения. Кроме водохранилищ, на степных реках созданы тысячи прудов и водоемов суточного накопления воды.

Теряемые в оросительной системе воды при фильтрации пополняют запасы грунтовых вод и вызывают повышение их уровня. Если зеркало грунтовых вод поднимается до такой глубины, что капиллярный подъем их достигает поверхности, то при испарении грунтовых вод будет происходить вторичное засоление.

Для борьбы с вторичным засолением почв и его предотвращения применяется целая система мер. Это, прежде всего, строительство глубокого горизонтального дренажа или там, где это позволяют литолого-гидрогеологические условия орошаемой территории, - вертикального дренажа глубиной 25-80 м.

Большое значение в увеличении коэффициента полезного действия оросительной системы и поддержании благоприятных почвенно-мелиоративных условий при орошении имеет применение широкозахватной дождевальной техники, а также строгое соблюдение режима орошения в соответствии с нуждами растений и свойствами почвенного покрова.

IV.ОПУСТЫНИВАНИЕ ЗЕМЕЛЬ

Опустынивание - это интенсификация и расширение пустынных условий, процесс, ведущий к сокращению площадей плодородных почв.

Опустынивание - результат длительного исторического процесса, в ходе которого явления природы и деятельность человека, усиливая друг друга, приводят к изменению характеристик природной среды. На территории Ставропольского края опустынивание особенно проявляется в северо-восточных районах.

Типы опустынивания характеризуются процессами опустынивания. К ним относятся: деградация растительного покрова, водная и ветровая эрозия, засоление и заболачивание почв, загрязнение внешней среды, зоогенное опустынивание, техногенное опустынивание.

Опустынивание, вызываемое животными (роющая деятельность грызунов, уничтожение растительности травоядными животными, повреждение растительности насекомыми и др.), называется зоогенным.

Опустынивание, вызываемое техническими средствами (машинами, механизмами при строительных и других работах) называют техногенным.

К причинам опустынивания относятся процессы и явления, вызываемые деятельностью людей или природными факторами и ведущие к опустыниванию. К ним относятся: перевыпас, вырубка древесно-кустарниковой растительности, строительные и изыскательные работы и др.

Установлено, что из 45 выявленных факторов опустынивания 87% приходится на нерациональное использование водных и земельных ресурсов, растительности, полезных ископаемых и только 13% относится к природным процессам. Опустынивание - неизбежное последствие широкого сельскохозяйственного и промышленного использования природных ресурсов.

Опустынивание протекает в процессе деградации растительного покрова, обычно обусловленной перегрузкой пастбищ поголовьем скота, вырубкой деревьев и кустарников, выжиганием и распашкой земель, при водной и ветровой эрозии, в связи с ослаблением защитных функций растительного покрова, в результате уменьшения содержания гумуса в почвах, а также при засолении и осолонцеватости, разрушением растительного и почвенного покрова техническими средствами (машинами и механизмами).

Главные негативные последствия опустынивания: сокращение урожайности или недород, деградация многолетнего растительного покрова и сокращение биомассы и водных ресурсов, наступление песков, исчезновение почвенного покрова, преобладание литогенеза над педогенезом, засоление почв и т.д.

Проблема решения сложного вопроса опустынивания включает разработку научных и прикладных основ борьбы с опустыниванием и аридной деградацией почв и создание почвенно-экологических карт, почвенно-агроэкологического районирования и бонитировки почв в целях разработки мероприятий по борьбе с опустыниванием и засухой.

V.ИССУШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬ

Иссушение земель обычно рассматривается как один из аспектов опустынивания. Однако для территории Ставропольского края эту проблему целесообразно выделить в самостоятельный раздел, так как черноземы являются основным земледельческим фондом страны.

Иссушение земель является следствием комплекса явлений: частая повторяемость засух; нарушение водного режима ландшафта; повсеместная распашка черноземов и каштановых почв, порой до уреза воды рек и водохранилищ; уничтожение естественной растительности, особенно лесов; разрушение структуры и потеря гумуса; ухудшение физических свойств почв; развитие эрозионных процессов. Деятельность человека играет первостепенную роль.

С усиленной распашкой степей все чаще и чаще повторялись засухи. Снижение урожаев сельскохозяйственных культур создает серьезные трудности во всем сельском хозяйстве. В засушливые годы резко сокращается эффективность всех мероприятий по повышению плодородия почв, и это ощущается в масштабах всей страны.

Плодородие почвы зависит как от количества выпавших осадков, так и от упорядочения круговорота влаги.

Состояние поверхности земли и почв формирует водный баланс территории и речной сток. Почва выступает в роли посредника между климатом и рекой. В почвенном покрове метеорологические явления преобразуются в явления водного режима. Инфильтрационная и водоудерживающая способность почв существенно влияет на водный баланс территории, определяет размеры поверхностного стока, расхода воды на питание подземных вод, испарение и транспирацию. Повсеместно действует следующая закономерность: чем меньше воды уходит на поверхностный сток, тем оптимальнее водный режим ландшафта в целом.

Коренных способов борьбы с засухой пока нет, но есть много приемов, выполнение которых сильно ослабляет ее действие. Орошение, правильные севообороты, рациональная система обработки почвы и борьба с сорной растительностью, снижение поверхностного стока, восстановление структурного состояния почвы, полосное размещение культур, контурная вспашка, лесоразведение - вот главные средства борьбы с засухой.

Безусловно, наиболее эффективным является орошение сельскохозяйственных культур. Однако из-за недостатка поливных вод оросительные системы пока функционируют на сравнительно небольших площадях, и еще долгое время на огромных пространствах степей будет преобладать неполивное земледелие. Да и орошение не всегда спасает растения от засухи. Есть такое явление, как воздушная засуха. При интенсивных суховеях с высокой температурой воздуха и низкой относительной влажностью транспирация, испарение из листьев растений идет настолько сильно, что подача воды из почвы отстает от этого процесса, растения увядают и даже гибнут при достаточной влажности почвы.

Лесами в прошлом наши степи были сравнительно богаты. Однако их хищническое уничтожение, особенно в XIX веке, сделало степные пространства открытыми, а сплошная распашка и водная эрозия создали особый дефицит влаги с большим поверхностным испарением и стоком. От сплошных лесов остались лишь небольшие массивы.

VI.ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ И ЕГО ЭКОЛОГИЧЕКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ

Незамкнутость техногенного круговорота приводит к загрязнению природной среды, в том числе почвы, различными химическими веществами: тяжелыми металлами, нефтью и нефтепродуктами, пестицидами, радионуклидами и т.д. Это явление приобретает в настоящее время катастрофические масштабы.

К тяжелым металлам относят более 40 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, масса атомов которых составляет свыше 50 атомных единиц массы. Это Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Mo, Mn, Ni, Sn, Co и др. Сложившееся понятие "тяжелые металлы" не является строгим, так как к тяжелым металлам часто относят элементы-неметаллы, например As, Se, а иногда даже F, Be и другие элементы, атомная масса которых меньше 50 атомных единиц массы.

Среди тяжелых металлов много микроэлементов, биологически важных для живых организмов. Они являются необходимыми и незаменимыми компонентами биокатализаторов важнейших физиологических процессов. Однако избыточное содержание тяжелых металлов в различных объектах биосферы оказывает угнетающее и даже токсическое действие на живые организмы.

Источники поступления тяжелых металлов в почву делятся на природные (выветривание горных пород и минералов, эрозионные процессы) и техногенные (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, влияние автотранспорта, сельского хозяйства и т.д.). Сельскохозяйственные земли, помимо загрязнения через атмосферу, загрязняются тяжелыми металлами еще и специфически, при применении пестицидов, минеральных и органических удобрений, известковании, использовании сточных вод. В последнее время особое внимание ученые уделяют городским почвам. Последние испытывают значительный техногенный пресс, составной частью которого является загрязнение тяжелыми металлами.

На поверхность почвы тяжелые металлы поступают в различных формах. Это оксиды и различные соли металлов, как растворимые, так и практически не растворимые в воде (сульфиды, сульфаты, арсениты и др.). В составе выбросов предприятий по переработке руды и предприятий цветной металлургии - основного источника загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами - основная масса металлов (70-90%) находится в форме оксидов.

Попадая на поверхность почв, тяжелые металлы могут либо накапливаться, либо рассеиваться в зависимости от характера геохимических барьеров, свойственных данной территории.

Большая часть тяжелых металлов, поступивших на поверхность почвы, закрепляются в верхних гумусовых горизонтах, тяжелые металлы сорбируются на поверхности почвенных частиц, связываются с органическим веществом почвы, в частности, в виде элементно-органических соединений, аккумулируются в гидроксидах железа, входят в состав кристаллических решеток глинистых минералов, дают собственные минералы в результате изоморфного замещения, находятся в растворимом состоянии в почвенной влаге и газообразном состоянии в почвенном воздухе, являются составной частью почвенной биоты.

Степень подвижности тяжелых металлов зависит от геохимической обстановки и уровня техногенного воздействия. Тяжелый гранулометрический состав и высокое содержание органического вещества приводят к связыванию тяжелых металлов почвой. Усиление окислительных условий увеличивает миграционную способность металлов.

Загрязнение почв тяжелыми металлами имеет сразу две отрицательные стороны. Во-первых, поступая по пищевым цепям из почвы в растения, а оттуда в организм животных и человека, тяжелые металлы вызывают у них серьезные заболевания. Это ведет к росту заболеваемости населения и сокращению продолжительности жизни, а также к снижению количества и качества урожаев сельскохозяйственных растений и животноводческой продукции.

Во-вторых, накапливаясь в почве в больших количествах, тяжелые металлы способны изменять многие ее свойства. Прежде всего, изменения затрагивают биологические свойства почвы: снижается общая численность микроорганизмов, сужается их видовой состав (разнообразие), изменяется структура микробоценозов, падает интенсивность почвенных ферментов и т.д. Сильное загрязнение тяжелыми металлами приводит к изменению и более консервативных признаков почвы, таких, как гумусное состояние, структура, pH среды и др. результатом этого является частичная, а в ряде случаев и полная утрата почвенного плодородия.

Живые организмы выработали разнообразные механизмы устойчивости к тяжелым металлам: от восстановления ионов тяжелых металлов в менее токсичные соединения до активации систем ионного транспорта, осуществляющих эффективное и специфическое удаление токсических ионов из клетки во внешнюю среду.

Очень сложен вопрос нормирования содержания тяжелых металлов в почве. В основе его решения должно лежать признание полуфункциональности почвы. В процессе нормирования почва может рассматриваться с различных позиций: как естественное природное тело, как среда обитания и субстрат для растений, животных и микроорганизмов, как объект и средство сельскохозяйственного и промышленного производства, как природный резервуар, содержащий патогенные микроорганизмы. Нормирование содержания тяжелых металлов в почве необходимо проводить на основе почвенно-экологических принципов. Которые отрицают возможность нахождения единых значений для всех почв.

По вопросу санации почв, загрязненных тяжелыми металлами, существует два основных подхода. Первый направлен на очищение почвы от тяжелых металлов. Очищение может производиться путем промывок, путем извлечения тяжелых металлов из почвы с помощью растений, путем удаления верхнего загрязненного слоя почвы и т.п. Второй подход основан на закреплении тяжелых металлов в почве, переводе их в нерастворимые в воде и не доступные живым организмам формы. Для этого предлагается внесение в почву органического вещества, фосфорных минеральных удобрений, ионообменных смол, природных цеолитов, бурого угля, известкование почвы и т.д. Однако любой способ закрепления тяжелых металлов имеет свой срок действия. Рано или поздно часть тяжелых металлов снова начнет поступать в почвенный раствор, а оттуда в живые организмы.

VII.ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ПЕСТИЦИДАМИ И ВЛИЯНИЕ ЕГО НА ПОЧВЕННУЮ ФАУНУ

Необходимость применения химических средств защиты растений от вредителей и болезней определяется тем, что потери урожая без применения ядохимикатов могут составлять около 50%.

В зависимости от назначения химические вещества подразделяются на препараты для защиты растений от вредителей и болезней, гербициды и средства предуборочной обработки культур.

В целом в сельском хозяйстве Ставропольского края применяется около 250 наименований химических средств и только 5 биологических.

Все яды, применяемые в сельском хозяйстве как средство борьбы с вредителями и болезнями растений, в большей или меньшей степени ядовиты для животных и человека. Широкое их применение оказывает всевозрастающее влияние не только на растения, но и на все живое население. Примечательно, что лишь небольшая доза пестицидов достигает организмов, действительно подлежащих уничтожению. Значительная же их часть отрицательно действует на полезные организмы, в том числе обитающие в почвах. Ядохимикаты влияют на микрофлору и микрофауну почвы, вызывают заметные сдвиги в биохимических и микробиологических процессах, сопровождающихся повышенным образованием и выделением углекислого газа, аммиака, аминокислот и других продуктов метаболизма. При этом изменяется ход и интенсивность процессов распада органических веществ почвы - клетчатки, белка, сахаров. Пестициды снижают качество сельскохозяйственной продукции: ухудшаются хлебопекарные и пищевые свойства муки.

При изучении последствий систематического применения физиологически активных соединений в почвах была установлена возможность их превращения в нетоксичные соединения путем полного разложения или образования нетоксичных комплексов. Это явление получило название детоксикации. Вся система использования сельскохозяйственных угодий должна быть направлена на полную и скорейшую детоксикацию всех биоцидов, поступающих в почвы.

Обычно выделяют группы физических, физико-химических и биологических факторов детоксикации. К физическим факторам относят сорбцию биоцидов высокодисперсными минералами и органическими почвенными коллоидами.

Из физико-химических факторов наиболее существенным является фоторазложение (фотолиз), главным действующим началом которого служат длинноволновые ультрафиолетовые лучи солнечной радиации.

Химические превращения пестицидов в почве и водной среде в основном представляют собой гидролитические и окислительные процессы.

Биологические превращения и разложение пестицидов в почве обусловлено главным образом микробиологической детоксикацией. Установлено, что микробиологическое разложение пестицидов является главным путем детоксикации почв, а всякая активизация микробиологической деятельности содействует исчезновению ядохимикатов из почв.

Система использования сельскохозяйственных угодий должна быть направлена на полную и скорейшую детоксикацию всех биоцидов, поступивших в почвы. Микробиологическое разложение биоцидов - главный путь детоксикации почв, а всякая активизация микробиологической деятельности содействует исчезновению ядохимикатов из почв.

Сегодня вряд ли можно полностью отказаться от применения ядохимикатов. Но нужно быть осторожным с дозировкой, транспортировкой, хранением и т.д. Рациональное использование пестицидов должно осуществляться путем снижения норм расхода препаратов. Оптимизации сроков и способов применения, подбора препаратов, наиболее безвредных для среды и человека, сокращения обработок на основе учета экологических и экономических порогов вредности фитофагов.

Хорошо известны биологически безвредные для здоровья людей методы борьбы с вредителями. К сожалению, их применяют крайне редко. Кроме того, ощущается острый дефицит специалистов по защите растений.

Нельзя оставлять без внимания развивающийся сектор индивидуального садоводства, постоянно и бесконтрольно поставляющий на рынки далеко не чистую, хотя и красивую продукцию. Широкая пропаганда безъядохимикатного возделывания овощей и фруктов должна быть неотложной.

Главные условия сохранения чистых почв - всемерное сокращение применения ядохимикатов, высокая техника, использования биологических средств защиты растений.

VIII.ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ И ВЛИЯНИЕ ЕГО НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

В последние годы проблема нефтяных загрязнений становится все более актуальной. Развитие промышленности и транспорта требует увеличения добычи нефти как энергоносителя и сырья для химической промышленности. А вместе с тем это одна из самых опасных для природы индустрий. Ежегодно миллионы тонн нефти выливаются на поверхность Мирового океана, попадают в почву и грунтовые воды, сгорают, загрязняя воздух.

Большинство земель в той или иной мере загрязнены сейчас нефтепродуктами. Особенно сильно это выражено в тех регионах, через которые проходят нефтепроводы, а также богатых предприятиями химической промышленности, использующими в качестве нефть или природный газ. Ежегодно десятки тонн нефти загрязняют полезные земли, снижая ее плодородие, но до сих пор этой проблеме не оказывают должного внимания.

Основной источник загрязнения почвы нефтью - человеческая деятельность. В естественных условиях нефть залегает под плодородным слоем почвы на больших глубинах и не производит существенного на нее влияния. В нормальной ситуации нефть не выходит на поверхность, происходит это только в редких случаях в результате подвижек горных пород, тектонических процессов, сопровождающихся поднятием грунта.

Экологические последствия загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами зависят от трех групп факторов: параметров загрязнения, свойств почвы и характеристик внешней среды.

К первой группе факторов относятся химическая природа загрязняющих веществ, концентрация их в почве, срок от момента загрязнения и др.

Ко второй группе факторов принадлежат структура почвы, гранулометрический состав, влажность почвы, активность микробиологических и биохимических процессов и др.

Чем крупнее частицы почвы, тем легче нефть и нефтепродукты проходят внутрь ее, в ее нижние слои. От структуры почвы также зависит степень аэрации почвы, а следовательно, интенсивность испарения и окисления нефти. Влажная почва отталкивает гидрофобные нефть и нефтепродукты, препятствуя их впитыванию.

К внешним факторам относятся температура воздуха, ветреность, уровень солнечной радиации и особенно доля ультрафиолетового излучения в свете, растительный покров и пр.

При сильном нефтяном загрязнении растительный покров обычно вымирает. Однако если загрязнение не очень велико, то он может способствовать очищению почвы. Образующийся от него за несколько лет растительный опад создает над загрязненным слоем чистый гумусовый слой, богатый аэробной микрофлорой, которая может вести окисление лежащих ниже нефтепродуктов.

Сократить содержание нефти в почве можно двумя принципиальными методами. Первый метод заключается в очищении тем или иным образом почвы от нефтяного загрязнения, которое уже произошло. Второй состоит в предотвращении попадания нефтепродуктов в почву.

Для охраны почв от нефтяного загрязнения требуется проведение следующих мероприятий:

- выработка норм допустимого содержания нефти и нефтепродуктов в почве;

- осуществление анализа хозяйственно важных земель (особенно вблизи нефтепроводов, химпредприятий, буровых установок) на содержание в них нефтепродуктов;

- капитальный ремонт или закрытие перечисленных объектов, если установлено, что эти предприятие, нефтепровод, буровая установка являются источником нефтяного загрязнения;

- рекультивация и санация земель, загрязненных нефтепродуктами.

Специфика загрязнения земель нефтепродуктами заключается в том, что последние долго разлагаются (десятки лет), на них не растут растения и выживают не многие виды микроорганизмов. Восстановить земли можно путем удаления загрязненного почвенного слоя вместе с нефтью. Далее может следовать либо засев культурами, которые в получившихся условиях смогут дать наибольшее количество биомассы, либо завоз незагрязненной почвы.

Таким образом, восстановление загрязненной нефтепродуктами земли проходит в три основных этапа:

- удаленной загрязненной нефтью почвы;

- рекультивация нарушенного при этом ландшафта;

- елиорация.

На первом этапе вывозится минимальное количество загрязненной почвы и свозится с места захоронения или используется там, где от нее не требуется плодородных свойств (нанесение дамб и т.п.).

На втором этапе производятся завоз нового плодородного слоя с хорошими почвообразующими свойствами, формирование нужного рельефа. Характер проведения этих работ зависит от таких факторов, как вид последующего использования рекультивируемых площадей, климат и окружающий рельеф.

На третьем этапе, соответственно, производится приспособление к сельскохозяйственному использованию. Заключается оно, как правило, в обеспечении нужного водного режима, защите от эрозии, оползней. Третий этап не является обязательным, но поскольку восстановление земель производится в основном под сельскохозяйственные нужды, то он обычно проводится позже.

IX.МАШИННАЯ ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВ

В последнее время в технической литературе появился термин машинная деградация почвы. Так назван комплекс вредных последствий массированного воздействия на нее ходовых систем машин и рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Сюда входят переуплотнение почвы и истребление почвенных микроорганизмов, нарушение структуры, снос перемолотой земли водой и ветром. Только из-за переуплотнения урожай зерновых снижается на 20%, бесполезно расходуется до 40% минеральных удобрений и 18% горючего.

Сейчас в Ставропольском крае у 40% почв полностью разрушена структура пахотного горизонта. На каждом гектаре пашни ежегодно вырабатывается 23 эталонных гектара пахоты - в течение сезона землю пашут, боронят, лущат, культивируют и т.д. Враг почвы - резиновое колесо. За сезон трактор "Беларусь" образует на гектаре 12-14 т пыли. Плодородный слой перетирается колесами, уносится ветрами. Оставшаяся часть под давлением техники настолько уплотняется, что порой не поддается обработке плугом. Тяжелые колесные тракторы создают в 3-4 раза больше пыли, чем гусеничные.

Интенсивное применение тяжелой техники приводит не только к разрушению структуры пахотного слоя, но и к уплотнению глубоких горизонтов почвы, а возникшая на глубине 50-70 см повышенная плотность не восстанавливается до оптимальных величин. Таким образом, наиболее опасным эффектом машинной деградации почв является повышенное уплотнение корнеобитаемого слоя. Это явление тем более пагубно, что оно проявляется незаметно для земледельца и имеет тенденцию прогрессирующего нарастания.

Различные растения неодинаково реагируют на степень уплотнения почвенного профиля. До некоторой степени переносят уплотнение корнеобитаемого слоя подсолнечник, люцерна, хлопчатник, рис, слива, вишня. Наоборот, очень рыхлых почв требуют овощные культуры, кукуруза, черешня, виноград. Особенно неблагоприятна высокая плотность для клубнеплодов. У картофеля, например, увядает ботва, клубни деформируются, удлиняются, падает урожайность.

Для предотвращения уплотненности почв необходимо проводить обработку при низкой влажности, на разную глубину, ограничивать количество проходов почвообрабатывающих орудий. Необходим повсеместный переход на легкую почвооберегающую технику и отказ от плужной обработки почв. Природа "никогда не пахала, она только сеяла". И этот самосев на протяжении десятилетий давал стабильный урожай биологической массы. Бесплужное рыхление, стерня и пожнивные остатки уменьшают плотность почвы. При этом почвы не образуют корки, а значит, улучшается водопроницаемость, повышаются влагоемкость и воздухообмен, что способствует наращиванию в них органического вещества.

Необходимо отметить, что все сельскохозяйственные культуры как биологические объекты, способствуют разрыхлению почвенной массы. Особенно эффективны многолетние травы и подсолнечник.

Доказано, что экологическая граница между оптимальной и негативной плотностью условно находится в пределах 1,35-1,45 г/см³: при плотности выше 1,45 качество почвы ухудшается, а при плотности ниже 1,35 - условия для развития корневых систем оптимальны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В природе и практике человека постоянно наблюдаются явления деградации не только почв, их плодородия, но и земель в целом как компонента ландшафтов. Выделяют восемь форм нарушения и разрушения почвенного покрова, располагая их по возрастанию степени неблагоприятности и трудности восстановления почв:

1.Истощение плодородия вследствие почвоутомления и исчерпания запасов питательных веществ и частичной стерилизации почв.

2.Потеря почвой структурного состояния, слитизация, подпахотное уплотнение, образование непроницаемых железистых и глинистых слоев.

3.Химическое загрязнение, накопление токсичных и канцерогенных соединений, осолонцевание и развитие вторичной щелочности, накопление обменного водорода, алюминия, серной кислоты и развитие вторичной кислотности, вторичное засоление, появление избытка нитратов и нитритов.

4.Заражение почв опасными насекомыми, гельминтами, вирусами, патогенными микробами и их переносчиками (столбняк, сибирская язва, бильгарзия, речная слепота).

5.Ухудшение почвенного климата (аридизация, континентальность, сокращение вегетационного периода, внедрение мерзлоты и др.).

6.Частичное разрушение гумусового горизонта или почвенного профиля: эрозия, дефляция, просадка лессов, опускание территории вследствие длительной откачки нефти, артезианских вод, выемки пород в шахтах.

7.Полное разрушение и уничтожение почвенного горизонта с выходами горных пород на поверхность: эрозия и дефляция, подвижные пески барханы, овраги, смыв берегов водохранилищами, оползни, военные сооружения и в результате военных действий.