Вторичное засоление и заболачивание почв

Засолённые почвы содержат легкорастворимые соли в количествах, токсичных для сельскохозяйственных растений. Формирование таких почв происходит в тех районах, где состав грунтовых вод и почвообразующих пород, а также режим увлажнения способствуют поступлению в почву солей и их последующей аккумуляции.

В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать процесс засоления почв. Такое явление носит название вторичного засоления, которое развивается при орошении полей в зонах засушливого климата. Причиной вторичного засоления почв является неумеренный полив орошаемых земель и использование малопригодной воды. На поля нередко подаётся больше воды, чем её может удержать почва и в последующем расходовать на поглощение и испарение растениями. Эта влага постепенно достигает грунтовых вод и обусловливает повышение их уровня. При неумеренном поливе эти воды могут так близко подниматься к поверхности почвы, что начинают интенсивно испаряться. Растворённые в воде соли при этом накапливаются в почве.

Опасность вторичного засоления зависит также от концентрации солей в поливных водах. Если вода содержит более 1 г/л растворённых солей, то она, по мнению А.Н. Костякова, засоляет почву. Однако вследствие недостатка воды в районах массового орошения используются воды малых рек, прудов, сточные воды и др., которые содержат до 2–4 г/л солей и вызывают вторичное засоление почв. Эти почвы практически непригодны для земледелия.

Во всём мире процессам вторичного засоления подвержены около 30% орошаемых земель. В странах с длительно орошаемым земледелием засолено до 50% орошаемых земель. В России засолённые почвы составляют 18% от общей площади орошаемых земель.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажнённых районах, например в Нечернозёмной зоне России, в Западной Сибири и других регионах. В Тверской области заболоченные почвы составляют около 50% от общей площади сельскохозяйственных земель. Основными причинами заболачивания почв, кроме естественных процессов, являются подтопление их водохранилищами, уничтожение лесов, нарушение водного режима территорий, излишний полив и др. Заболачивание почв сопровождается деградационными процессами в экосистемах, появлением признаков оглеения и накопления на поверхности неразложившихся органических остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв, снижает урожайность сельскохозяйственных культур.

Загрязнение почв

В процессе хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение почв минеральными удобрениями, пестицидами, патогенными микроорганизмами, отходами производства, нефтью и нефтепродуктами, газо-дымовыми выбросами загрязняющих веществ в атмосферу и т.п.

Внесение в почву минеральных удобрений является важным средством повышения урожайности выращиваемых культур. Однако их длительное применение высокими дозами оказывает негативное воздействие на почву. Внесение высоких доз азотных удобрений вызывает быструю минерализацию гумуса, повышение кислотности почвы, вымывание из неё кальция и магния и способствует росту газообразных потерь азота. Большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу закиси азота и метана, которые усиливают парниковый эффект. Избыток нитратов и нитритов ухудшает качество сельскохозяйственной продукции, вызывая у человека и животных острые расстройства пищеварения и накопление в организме канцерогенных соединений. Избыточные дозы фосфорных удобрений могут вызвать цинковое голодание растений, накопление тяжёлых металлов и радионуклидов в получаемой продукции. Применение в сельском хозяйстве калийных удобрений, содержащих хлор, приводит к накоплению в почве ионов хлора, которые токсичны для большинства растений. Избыточно вносимые минеральные удобрения с поверхностным и подземным стоком поступают в водоёмы и вызывают их эвтрофикацию, резко ухудшая качество воды.

Одним из наиболее опасных загрязнителей почв и биосферы в целом являются пестициды – химические средства защиты растений и животных от различных вредителей и болезней. В зависимости от цели использования их подразделяют на гербициды – для уничтожения сорных растений; фунгициды – для борьбы с грибковыми болезнями растений; инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми; зооциды – для борьбы с грызунами и др.

Все пестициды являются ядовитыми веществами, ксенобиотиками, т.е. чуждыми для живых организмов и биосферы в целом. Большинство пестицидов представляет собой устойчивые трудноразлагающиеся соединения, из которых используются по назначению приблизительно 4–5% от внесённого количества. Остальная масса рассеивается в окружающей среде, попадая в почвы, водоёмы, растения и другие компоненты, что создаёт сложные экологические проблемы. Особенно устойчивы ко всем видам разложения хлорорганические инсектициды – гексахлоран, ДДТ и др., которые могут сохраняться в среде десятилетиями.

В результате применения пестицидов происходят отравления и гибель огромного числа полезных видов организмов (насекомых, птиц, растений и др.). Установлено, что при применении пестицидов наблюдается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие почв и т.д.

Попадая в организм человека даже в ничтожных концентрациях, пестициды подавляют иммунную систему организма, а в более высоких концентрациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. С длительным использованием пестицидов связывают также повышение устойчивости вредителей к действию пестицидов и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

Масштабы применения пестицидов неуклонно растут, их годовое производство в мире превысило 2 млн т, а ассортимент насчитывает более 100 тыс. наименований. Параллельно с этим растёт и их побочное негативное действие на окружающий мир. Поэтому пестициды, причиняющие минимальный вред среде и экосистемам (с коротким сроком жизни), целесообразно применять только в тех случаях, когда другие методы не позволяют достичь поставленной цели. В других случаях надо использовать биологические методы борьбы с вредителями и другие беспестицидные технологии.

К интенсивному загрязнению почв приводят также отходы и отбросы производства. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, которые интенсивно загрязняют почвы. Вокруг многих промышленных предприятий земли загрязнены токсичными веществами. В России выявлено 730 тыс. га земель с опасным уровнем загрязнения почв.

Одной из серьёзных экологических проблем России является загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами в местах, связанных с её добычей, переработкой и транспортировкой. Причины загрязнения – аварии на нефтепроводах, несовершенство технологий нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т.д. В результате в некоторых регионах содержание углеводородов в почвах превышает ПДК в десятки раз, а например, в Тюменской и Томской областях – в 150–250 раз. В Западной Сибири свыше 20 тыс. га земель загрязнено нефтью.