Розділ «5. ЗАХИСТ ҐРУНТІВ ВІД ЕРОЗІЇ І ДЕФЛЯЦІЇ»

5.1. Суть ерозії та інших форм деструкції ґрунтів

Термін "ерозія ґрунтів" походить від слів "роз'їдання", "руйнування". До недавнього часу його використовували в широкому значенні, розуміючи під ним будь-яке руйнування (деструкцію) і знесення верхньої частини ґрунту, незалежно від того, якими силами вони спричиняються.

Ерозія - процес руйнування ґрунту та підґрунтя під впливом природних тіл або явищ і господарської діяльності людини. Ерозія буває фізична і хімічна. Серед фізичної ерозії розрізняють водну, вітрову, агротехнічну, технічну і пасовищну.

В Україні особливо великої шкоди ріллі завдають водна і вітрова ерозії.

Водна ерозія - фізична ерозія, при якій руйнування ґрунту відбувається під дією талих, дощових або поливних вод. Серед неї виділяють площинну, краплинну, іригаційну.

Ерозія вітрова - фізична ерозія, за якої руйнується ґрунт під впливом вітру в разі відсутності на поверхні рослинного покриву, при значній розпиленості ґрунту, недостатній кількості води в ньому і при швидкості вітру вище від порогової. Більше вона виявляється на легких ґрунтах з частинками діаметром менше 1 мм. Нині уже еродовано понад 15 млн. га, і ерозія продовжує наступати далі на кожний п'ятий гектар із тих, що ще цілі. Проте і на цих землях втрати органічної речовини (гумусу) з ґрунту досягли 25-35%.

За підрахунками, на землях, що розміщуються на схилах крутістю понад 1°, а їх у складі ріллі близько 52%, в Україні без користі для врожаю, а то із шкодою для навколишнього середовища й самого ґрунту втрачається до 60% талих та зливових вод, з якими виноситься в річки, озера і ставки 15-25% біогенних речовин, добрив і пестицидів. Ростуть старі й виникають нові яри, ускладнюється екологічна обстановка.

Внаслідок зростаючої інтенсифікації землеробства, на жаль, розвиваються процеси деградації гумусу ґрунтів і знижується їхня родючість. Аналіз стану їх свідчить, що рівень гуміфікаційних процесів у сучасних агроландшафтах знизився в середньому на 30-50% порівняно з рівнем екстенсивного господарювання. Прискорене розкладання свіжої органічної речовини посилює і мінералізацію гумусу. Відомо, що втрати останнього в чорноземах країни становлять 25-35% вихідних його запасів. Так, чорноземи середньогумусні, які існували до 30-х років, нині трансформувалися в мало-гумусні.

Особливо великі втрати енергії з агроекоситем під впливом інтенсивної водної ерозії. У середньому в Україні з кожного гектара змивається до 15 т ґрунту щороку. Насамперед це явище характерне для Степу і Лісостепу. Внаслідок цього втрачається 500 кг/га гумусу, 500-700 кг елементів живлення, що в 2-3 рази більше, ніж їх вносять з добривами.

На більшій частині Лісостепу, особливо в Західноукраїнській і Дністовсько-Дніпровській фізико-географічних провінціях, за даними О. Г. Тараріко, змив ґрунту на сучасних агроландшафтах становить 31-36 т/га, а в окремі роки під просапними культурами він сягає 200 т/га при допустимому рівні 4-6 т/га. При цьому енергетичний потенціал агроекосистеми знижується, а її функціонування стає нестійким. Загальна площа сільськогосподарських угідь, розміщених на схилах різної крутості, в країні становить майже 20 млн. га, зокрема орних земель - 14 млн. га.

Ерозія відбувається внаслідок розмиву водними потоками поверхні ґрунтів, переведення зміщених часток у завислий стан і перенесення їх на інші ділянки. У місцях, де швидкість потоку спадає, мінеральні частки осідають, утворюючи перевідкладені пролювіальні й делювіальні наноси і намиті ґрунти.

Явище змиву ґрунтів пов'язане з відривом від поверхневого шару окремих часток і цілих агрегатів. Механізм змиву ґрунтів можна представити як взаємодію еродуючої сили потоку у, що діє на частки, із силою зчеплення частки з ґрунтом ¥^ Еродуюча сила потоку, що діє на частку, залежить від швидкості потоку V , товщини шару води h і відношення маси частки до площі її поперечного перерізу 5:

Сила Fр зростає із збільшенням V і h і зменшенням m/S.

Сила зчеплення ґрунтової частки і7 , в свою чергу, залежить від її щільності р і міцності зв'язку з іншими частками і7 , яка залежить від вмісту в ґрунті колоїдів і багатьох інших факторів:

У поширених рівняннях для розмиваючої сили потоку товщина шару води, як правило, не вказується. Проте очевидно, що сила бічного тиску на частки в приземному шарі води при одній і тій самій швидкості зростатиме в міру збільшення рухаючої маси води.

Ерозія відбувається тоді, коли Fр стає більшою від Fч. Швидкість водного потоку, за якої починається відрив твердих часток від поверхні ґрунту, називається критичною швидкістю потоку укр .

При однаковій щільності сумарний поперечний переріз часток на одиницю об'єму зростає в міру зменшення їх часток. Тому критична швидкість потоку менша на ґрунтах з дрібними мікроагрегатними і гранулометричними частками, ніж на ґрунтах з крупними частками.

Таким чином, інтенсивність відриву поверхневим стоком ґрунтових часток і агрегатів тісно пов'язана з текстурою і гранулометричним складом ґрунтів і ґрунтоутво-рюючих порід і з тим, наскільки наявні швидкості поверхневого стоку перевищують критичні (нерозмиваючі) значення для певного ґрунту.

Крім названих факторів, на інтенсивність відриву часток від ґрунту дуже впливає турбулентність потоку, яка пов'язана з нерівністю поверхні ґрунтів. У турбулентному потоці частки, що відірвалися, інтенсивніше піднімаються до поверхні потоку і переносяться далі.