Агрофітомеліорація ( 6.205): Практична робота № 1 Тема: Причини ерозійних процесів і заходи щодо їх усунення

Практична робота № 1 Тема: Причини ерозійних процесів і заходи щодо їх усунення

Практична робота №1

Тема: Причини ерозійних процесів і заходи щодо їх усунення

Мета: Мета: закріпити знання про чинники розвитку ерозійних процесів і заходи щодо їх усунення

Необхідні матеріали та обладнання: карти «Еродованість сільськогосподарських угідь; ґрунтові карти областей (атласи областей, Атлас природних умов та ресурсів України), інформаційні ресурси мережі Інтернет

Теоретична частина

Eрозія – еrosio (лат.) – перекладається як “роз’їдання”. Ерозія ґрунтів має більш широке поняття і включає процес із трьох складових: руйнування, переміщення і відкладення частинок ґрунту та материнської породи різними видами енергії – води, вітру тощо.

Класифікація. Водна ерозія і вітрова ерозія ґрунтів (дефляція) мають різноманітні і чисельні види, типи, підтипи і форми.

Ерозія ґрунтів класифікується за природою діючих сил і походженням.

За природою діючих сил ерозія ґрунтів розподіляється на основні види: водна, вітрова, агротехнічна, технічна, гравітаційна та іригаційна. У свою чергу, вітрова ерозія ґрунтів поділяється на такі типи: нормальну (природну), повсякденну, зимове видування ґрунту і пилові (чорні) бурі.

За походженням водна ерозія ґрунтів поділяється на древню і сучасну (прискорену) ерозію. Древня ерозія представлена гідрографічною мережею, елементами якої виступають улоговина, лощина, суходіл, балка і долина ріки.

Сучасна ерозія поділяється на площинну (змив) і лінійну (розмив). Результатом діяльності останньої є яри. Сучасна ерозія виникає, переважно, як результат господарської діяльності людини.

Древня і сучасна ерозії визначають умови рельєфу, від якого залежать ймовірність, небезпека та інтенсивність ерозійних процесів.

Древня ерозія

Результатами древньої ерозії є гідрографічна мережа, яка складається з улоговини, лощини, суходолу, балки і долини ріки. Улоговина є початком або верхньою ланкою гiдрографiчної мережi, де проходить концентрований поверхневий стiк, але вираженого дна не спостерiгається. Її глибина сягає до 1 м, ширина – 30-80 м, площа водозбору – до 50 га, пологi симетричнi схили стрімкістю до 6°. Лощина є другою ланкою гiдрографiчної мережi i має наступну характеристику: глибина – до 10 м, ширина – 100-150 м, дно завширшки 15– 20 м, площа водозбору – 50-500 га, схили – помiтно асиметричнi стрімкістю 6-12° (до 20-25°) з більш стрімкішими пiвденними експозицiями. Балка і суходiл, до яких впадають лощини, мають глибину понад 15–20 м, ширину – 200-300 м, дно завширшки – 20-25 м, площу водозбору – 500-5000 га. Схили балки є асиметричними: тiньові – до 15°, освiтлені – до 32°. Нерiдко суходiл i балку роздiляють як окремi ланки: перший має меншi названi величини i вiдсутнiй постiйний водотiк, друга – дещо більші розмiри та постiйний водотiк. Долина рiки – остання i найбiльш древня ланка, охоплює площу водозбору 5000 га i бiльше. В Українi протікає близько 22400 рiчок, iз них 3050 – довжиною 10-100 км, 110 – понад 100 км. Є два типи рiчкових долин: перший об'єднує долини рiк із повздовжнім нахилом менше 0,0002, другий – бiльше 0,0002 (малi рiчки) [31, 33].

Сучасна ерозія. Площинна ерозія або змив ґрунту проявляється в різних за інтенсивністю і особливостях прояву формах: крапельна ерозія (початковий вид змиву ґрунту), поверхневий змив, спливання ґрунту, струменистий і борознисто-струменистий розмиви. За останнього утворюються ще зарівнювані промоїни глибиною до 30-50 см. Промоїни глибиною понад 50 см відносять уже до розмивів (лінійних або яружних форм ерозії). Змив ґрунту спочатку є візуально непомітним і цим дуже небезпечний. Грунт поступово втрачає гумусовий горизонт і, водночас, свою родючість. Поверхня ґрунту лише поступово набуває світлих відтінків материнської породи. Тому необхідні ефективні, першочергові заходи запобігання змиву уже на початковій його стадії – із крапельною дощовою ерозією ґрунтів. Кінетична енергія дощу в десятки – сотні разів вища, ніж енергія поверхневого стоку.

За змитістю ґрунти поділяються на: слабозмиті, середньозмиті і сильно змиті. Слабозмиті грунти характеризуються втратою до 1/3 гумусового горизонту. У середньо змитих грунтах втрата гумусового горизонту тановить 1/3-2/3, а у сильно змитих грунтах понад 2/3 частини. Для чорноземiв звичайного, вилуженого i пiдзолистого гумусовi горизонти складають А + В1, для сiрих лiсових грунтiв – А1 + А2.

Фактори розвитку ерозії ґрунтів. Фактори, які впливають на виникнення та розвиток ерозійних процесів, поділяють на:

— Природні.

— Антропогенні (пов’язані з господарською діяльністю людини).

У сучасної ерозії ґрунту причини комплексні. Природа створює умови виникнення ерозії, а сільськогосподарська діяльність її посилює.

Природні фактори:

— рельєф місцевості;

— клімат;

— опади;

— вітер;

— рослинність.

Антропогенні фактори:

— неправильне землекористування, земля не встигає відпочивати, ґрунт постійно піддається впливу довкілля та важкої сільськогосподарської техніки;

— помилки в іригації — надмірний полив на погано спланованих крутих ділянках, змивається до появи ярів;

— глибока оранка — рік у рік ґрунт перебуває в потривоженому вигляді, його мікроорганізми та структура не встигають відновитися.

Стійкою та ефективною альтернативою такому землекористуванню вважається ресурсозберігаюче ведення сільського господарства. Безорне землеробство веде до скорочення ерозії ґрунтів, забезпечує збереження їх родючості, підвищує посухостійкість і значно знижує витрати сільськогосподарського виробництва за рахунок мінімізації споживання паливно-мастильних матеріалів.

Види ерозії ґрунту. Природне виснаження ґрунту (водна та вітрова ерозія ґрунту) саме по собі не робить істотного впливу на родючість ґрунту. А ось нераціональне землеробство прискорює його деградацію, викликаючи такі види, як агротехнічну, антропогенну, пасовищну). Розглянемо докладніше кожен із них.

Вітрова ерозія. Полягає у видуванні верхнього шару ґрунту, знесення дрібних частинок вітром. На свіжозораних полях достатньо навіть малого вітру до 5 м/с, особливо на піщаних, супіщаних і вапняних ґрунтах. Виникає ерозія ґрунту, наслідки якого для врожаю згубні. Посіяне насіння видувається на поверхню, молоді паростки рослин ушкоджуються. Найчастіше пилові бурі пошкоджують ніжні весняні сходи цукрових буряків, кукурудзи та соняшника. Особливо сильно вітрова ерозія помітна на вітроударних схилах, не захищених лісосмугами. Поширена у степових районах України.

Водна ерозія. Є такі види ерозії ґрунтів, що викликаються водою:

—Поверхнева — змивається верхній родючий шар на широкій площі.

— Лінійна — характерна для горбистого рельєфу, коли під схилами утворюються яри. Особливо швидко під впливом талих, дощових та іригаційних вод розмивається глинистий і суглинистий ґрунт. Швидкість процесу залежить від кількості снігу, інтенсивності опадів (зливи розмивають сильніше), форми та довжини схилів та інших особливостей рельєфу. Як наслідок — скорочення кількості орних земель, замулювання на річках, водосховищах і зрошувальних каналах.

Антропогенна ерозія. Цей вид ерозії виникає внаслідок діяльності людини: неправильної обробки землі; знищення рослинного покриву; вирубування лісів.

Видобуток корисних копалин відкритим і підземним способами знижує родючість прилеглих до районів розробки ґрунтів. Ще одна глобальна причина ерозії ґрунту — забудови. Під час будівництва житлових і промислових об’єктів родючий шар засипається будівельним сміттям. Це також характерне для будівництва мостів, дамб, насипів, автошляхів тощо. В результаті про родючість цих ґрунтів нема й мови.

Агротехнічна ерозія. Вид ерозії, безпосередньо пов’язаний з механічною обробкою сільськогосподарською технікою. Інтенсивна обробка ґрунту призводить до того, що на поверхні залишається менше пожнивних залишків, а це підвищує ймовірність ерозії. Під час оранки поперек схилу земля часто обсипається вниз. Також ґрунт на схилах частково переміщається вниз під час культивації та боронування. Агротехнічна ерозія ґрунту та заходи боротьби з нею — основний предмет дискусій на фермерських майданчиках.

Пасовищна ерозія. Цей вид ерозії полягає в механічному пошкодженні та переміщенні ґрунту під копитами тварин, особливо великої рогатої худоби. Проблема помітна на схилах балок, де ґрунт унаслідок високого навантаження на обмежену площу пасовища повільно сповзає вниз.

Завдання до практичної роботи

Завдання 1. Оцінити інтенсивність водної ерозії орних земель залежно від типу ґрунту і типу дощу. Користуючись даними таблиці 23 визначити інтенсивність поверхневого стоку (у т/га води), якщо фільтрувальна здатність ґрунту дорівнює Х т/га за 1 хвилину, а дощ потужністю Y мм випав протягом N хвилин.

Зробити висновок про інтенсивність поверхневого стоку під час зливових опадів та можливий ступінь змиву ґрунту.

Таблиця 1 – Вихідні дані для розрахунків

Варіант завдання	Тип ґрунту	Фільтрувальна здатність ґрунту (X), т/га за 1хв	Кількість опадів (Y), мм	Тривалість дощу (N), хв
1	Дерновопідзолистий	21,1	4,9	2
2	Сірий опідзолений	23,4	8,5	3
3	Темно-сірий опідзолений	25,0	10,5	4
4	Чорнозем звичайний	27,4	14,4	5
5	Чорнозем типовий	28,0	17,5	6

Методика виконання завдання

1. Розрахувати інтенсивність дощу (т/га). Для цього необхідно помножити кількість опадів на 10 (10 – це коефіцієнт перерахунку кількості опадів із мм/см² у т/га).

2. Визначити питому інтенсивність дощу (т/га за 1хв), поділивши інтенсивність дощу (т/га) на його тривалість.

3. Для визначення інтенсивності стоку (т/га/хв) відняти від питомої інтенсивності дощу фільтрувальну здатність ґрунту. Якщо в результаті отримуємо позитивне число – поверхневого стоку води немає. Від’ємне число вказує на надлишок води, яку ґрунт не поглинає, тому вона формує поверхневий стік.

4. Розрахувати інтенсивність дощу (мм/хв), поділивши кількість опадів на його тривалість.

5. Результати розрахунків внести в табл. 2.

У висновку потрібно порівняти інтенсивність стоку на орних землях під час зливових опадів залежно від фільтрувальної здатності ґрунту та сили дощу.

Таблиця 2 – Розрахунок інтенсивності поверхневого стоку

Варіант завдання	Інтенсивність дощу		Питома інтенсивність дощу, т/га/хв	Інтенсивність стоку, т/ га	Сила дощу, од.
Варіант завдання	т/га	мм/хв	Питома інтенсивність дощу, т/га/хв	Інтенсивність стоку, т/ га	Сила дощу, од.
1
2
3
4
5

Завдання 2. Зробити класифікацію ґрунтів господарства за інтенсивністю водної ерозії за 10 років.

Методика виконання завдання:

1. Уважати, що зменшення вмісту гумусу у ґрунті за 10 років викликано водною ерозією.

2. Обчислити відносний вміст гумусу 1998 р. на кожному полі (ділянці) за пропорцією: вміст гумусу 1988 р. – 100 %; вміст гумусу 1998 р. – Х%

3. Обчислити відносні втрати гумусу (%) у шарі ґрунту 0–50 см: 100–Х %

4. Оцінити інтенсивність водної ерозії кожного поля з використанням класифікації категорій змитості ґрунтів, прийнятої в Україні (табл.4).

Таблиця 3 Вихідні дані для розрахунків

Тип ґрунту	Номер поля	Вміст гумусу у шарі 0–50 см,		Відносний вміст гумусу 1998 р.,	Втрати гумусу за 10 років,
Тип ґрунту	Номер поля	1988 р.	1998 р.	Відносний вміст гумусу 1998 р.,	Втрати гумусу за 10 років,
Чорнозем суглинковий	1	5,25	2,96
	2	4,68	4,65
	3	5,45	1,49
	4	4,02	3,15
	5	4,26	2,01
	6	4,28	2,26
Чорнозем глинистий	7	5,95	4,90
	8	6,35	4,82
	9	6,15	4,29

Таблиця 4 Класифікація категорій змитості ґрунту

Номер категорії	Назва категорії	Втрати гумусу від ерозії в шарі 0–50 см,
1	незмитий	< 9
2	слабозмитий	10–20
3	середньозмитий	21–50
4	сильнозмитий	> 51

5. Зробити висновки щодо водної ерозії чорноземів.

Завдання 3. 1.Обчисліть інтенсивність ерозії ґрунтів для трьох ділянок ( кожна площею 1 га ), якщо ерозія тривала протягом одного місяця, а втрати маси ґрунту

становили 1, 5 і 10 тон для першої, другої та третьої ділянки відповідно. Вкажіть, на якій з ділянок грунт постраждав найсильніше.

2.Обчисліть місячну інтенсивність ерозії ґрунтів для двох ділянок ( кожна площею 1 га ), якщо ерозія тривала протягом двох місяців для першої (втрата маси ґрунту становила 8 тон ) і трьох місяців – для другої (втрата маси ґрунту становила 9 тон ). Вкажіть, на якій з ділянок грунт постраждав найсильніше.

Методика виконання завдання:

Інтенсивність водної ерозії ( Q ) вимірюють за втратою ґрунтом його маси

(m) з одиниці площі ( S ) за одиницю часу ( t ) і виражають у тонах на гектар (т/га ) за формулою: Q = m / ( St ).

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Наведіть визначення терміна “ерозія ґрунтів”. Класифікація ерозійних процесів.

2. Які є основні категорії ерозії ґрунтів? Їх стисла характеристика

3. Наведіть стислу характеристику ланок древньої ерозії ґрунтів.

4. На які види поділяють сучасну ерозію ґрунтів?

5. Як поділяють грунти за ступенем змитості гумусового горизонту?

6. Які існують морфологічні елементи яру?

7. На які стадії поділяють процес розвитку яру?

8. Які існують фактори розвитку ерозії ґрунтів?