Человек начал обрабатывать землю много тысячелетий назад. С тех пор его влияние на процесс образования почвы только возрастало. Особое значение оно приобрело в последние 200 лет, после начала промышленной революции.
В результате человеческой деятельности изменяются природные питательные грунты. Техногенные и естественные процессы идут параллельно, почвы во многом сохраняют свои природные характеристики. В отдельных случаях свойства грунтов меняются полностью, формируются совершенно новые образования, не имеющие аналогов в природе.
Антропогенные факторы влияют на почвообразование как положительно, так и отрицательно. При правильном ведении сельского хозяйства на окультуренных землях увеличивается количество гумуса, улучшается структура почвы, повышается ее плодородие. Если при эксплуатации полей не придерживаться правил, земля быстро истощается. Негативно влияют на почву загрязнения химическими веществами и тяжелыми металлами, переизбыток удобрений, неправильное орошение.
Человек воздействует на процессы почвообразования как прямо, так и косвенно. В этой статье мы будем подробно рассматривать именно прямое влияние. В конце мы коротко скажем об опосредованном воздействии людей на формирование почвы. Кроме того, вы узнаете, как деятельность человека способна изменить плодородие грунта, площадь и качество естественных покровов. Мы отдельно рассмотрим позитивное и негативное влияние. В этой статье мы скажем о первом.
Позитивное влияние человека на почвообразование
Человек может положительно влиять на процессы формирования почвы через:
- Сельское хозяйство
- Рекультивацию свалок и карьеров
Рассмотрим детально каждый пункт.
Сельское хозяйство
Возделывать землю люди начали еще в доисторические времена. Сначала они вырубали и выжигали леса, осваивали речные поймы. На новых участках урожайность была высокой, но покровы истощались через 3-8 лет. Поскольку свободных территорий хватало, после истощения старых почв просто осваивались другие клочки земли. Старые поля зарастали травой, подзолистые почвы на них часто превращались в дерново-подзолистые и даже в бурые лесные. Через несколько десятилетий плодородие в таких местах возобновлялось.
Когда численность людей возросла, возникла необходимость в новых методах ведения сельского хозяйства на ограниченных территориях. Поля пускались под пар, в них вносились органические удобрения и минералы в виде золы. Все это изменяло ландшафты и естественное плодородие земель. Вырубка лесов даже спровоцировала изменения климата.
Современное сельское хозяйство влияет на почвообразование через такие механизмы:
- Изменение верхних горизонтов почвенного профиля (формирование пахотного слоя)
- Внесение удобрений
- Осушение и орошение
Подробно о них читайте далее.
Изменение верхних горизонтов почвенного профиля
В естественных условиях почва представляет собой сложную слоистую систему. На материнской породе (минеральном грунте) постепенно формируются горизонты разного состава. Их совокупность представляет собой почвенный профиль.
Верхние слои состоят из дерна, лесной подстилки, гумуса. Дальше идут горизонты, из которых вымываются минеральные вещества и где они концентрируются. При вспашке земли разные слои перемешиваются. Нижние горизонты активно включаются в почвообразование, обогащаются гумусом и питательными элементами.
При глубокой вспашке улучшается аэрация почвы, активизируются аэробные процессы разложения органики. Особенно ярко это проявляется на торфяниках и подзолистых почвах. В нижние горизонты ограничен доступ кислорода, там образуется глеевый слой с высокой кислотностью, богатый оксидами алюминия и железа. После вспашки он выносится на поверхность, усиливаются биохимические процессы, снижается кислотность. Почва постепенно обогащается гумусом.
Механическая обработка земли может и негативно влиять на почвообразование. В засушливых районах на разрыхленных участках усиливается ветровая эрозия, во влажных – водная. Рыхлая почва легче разносится потоками воздуха и воды.
Внесение удобрений
В естественных условиях отмершие растения попадают обратно в грунт в виде опада. При участии живых организмов они разлагаются. Все минералы возвращаются в почву.
С обрабатываемых полей убирают 80% массы растений. Вместе с ними удаляются питательные элементы. Естественное восстановление почвы нарушается, плодородие падает. Поэтому сельскохозяйственные угодья постоянно нуждаются в удобрениях. Их вид и количество зависят от типа почвы, климата, сельскохозяйственной культуры. Например, в подзолистых почвах не хватает азота и фосфора, их нужно вносить дополнительно.
Удобрения должны содержать основные питательные элементы – азот, калий и фосфор. При необходимости в землю вносят подкормки. Также почву обогащают магнием, цинком, марганцем, селеном и другими минералами.
По своему происхождению удобрения разделяют на органические и минеральные.
К органическим относятся:
- Растворы гуматов и гуминовых кислот
О них вы можете прочитать в соответствующих статьях нашего сайта.
При внесении органических удобрений в почву попадают полезные бактерии и другие микроорганизмы, стимулируется образование гумуса. Органические подкормки – это в первую очередь источник азота, других микроэлементов в них меньше. Основной недостаток органики – невозможность точно дозировать количество питательных элементов.
Минеральные удобрения разделяются на 3 большие группы:
- Калийные
- Фосфорные
- Азотные
Они производятся на промышленных предприятиях, имеют точно вымеренный состав. На упаковках всегда указывается дозировка. Но при внесении таких подкормок следует учитывать тип почвы, вид выращиваемой культуры. В современном хозяйстве перед массовым использованием минеральных удобрений проводят химический анализ почвы.
Калийные и фосфорные удобрения рекомендуют вносить в почву осенью, перед вспашкой. На глинистых и суглинистых грунтах осенью вносят и азот. На песчаных и супесчаных почвах азотные подкормки применяются летом, чтобы они не вымывались в нижние слои профиля.
Азот и фосфор в повышенных количествах необходимы подзолистым почвам. Азотные удобрения на таких грунтах применяют непосредственно перед посадкой или в форме подкормки в период вегетации культур. Если реакция почвы очень кислая, фосфор будет связываться в соединения, недоступные для растений. Поэтому предварительно рекомендуют проводить известкование.
Неправильное внесение минеральных удобрений негативно влияет на микрофлору. Переизбыток питательных элементов может быть губительным для культурных растений. Это не только снижает урожайность, но и приводит к деградации почвы.
Негативное влияние переизбытка удобрений:
- Азотных (включая органические)
Избыток азотистых соединений (нитратов и нитритов) поступает в продукты и может вызывать отравления. - Фосфорных
Они вызывают эвтрофикацию, или «цветение» водоемов. Размножившиеся водоросли потребляют весь кислород, что приводит к гибели мальков, моллюсков и взрослой рыбы. В конечном итоге водоемы превращаются в болота. - Калийных
Калий часто вносится в почву в форме хлоридов. Ионы хлора негативно влияют на микрофлору, нарушая биологический баланс и замедляя образование гумуса.
При недостатке удобрений почвы быстро истощаются, и плодородие падает. Для его восстановления понадобятся десятки лет.
Осушение и орошение почвы
Человек изменяет почвообразование, влияя на водный режим почвы. В северных влажных областях основной проблемой является заболачивание грунтов. На таких участках формируются торфяники, глеевые почвы с высокой кислотностью и низким плодородием. Сухие южные регионы страдают от недостатка влаги, земли там нуждаются в дополнительном орошении.
Осушение почвы
Режим почвы на болотах водонасыщенный. Это связано с высоким уровнем водоносного горизонта, влажным климатом. В результате формируются торфяные или глеевые почвы с высокой кислотностью и низким плодородием. Они бедны на питательные элементы, среди минеральных веществ преобладают соли алюминия, железа.
При осушении понижается уровень грунтовых вод. Водонасыщенный режим сменяется промывным или периодически промывным. В верхних слоях профиля лучше задерживаются питательные вещества, кислотность снижается. Болотистые глеевые почвы и торфяники постепенно превращаются в подзолистые и дерново-подзолистые, повышается их плодородие.
Интенсивное осушение болот может иметь и негативные последствия:
- Увеличение вероятности пожаров на торфяниках
- Увеличение ветровой и водной эрозий, которым поддаются почвы
- Нарушение экосистем
Плодородие болотистых почв при неправильной эксплуатации быстро падает, так как естественный слой гумуса в них довольно небольшой.
Орошение почвы
В сухих степях, пустынях и полупустынях ведение сельского хозяйства возможно только при регулярном поливе или системном орошении. В этих регионах распространены каштановые почвы, реже встречаются южные черноземы. В естественных условиях испарение тут преобладает над поступлением воды. Режим почвы непромывной, влага из верхних горизонтов не проникает в нижние. При высоком стоянии грунтовых вод режим выпотной – вода из нижних горизонтов по капиллярам поднимается на поверхность и испаряется.
Полив компенсирует испарение, после его применения формируется непромывной и даже периодически промывной режимы. Питательные вещества лучше растворяются в воде, становятся доступными для растений. В увлажненной почве активизируется деятельность микроорганизмов, которые активно разлагают органику. Начинает увеличиваться толщина гумусового слоя.
В результате орошения поднимается уровень грунтовых вод. В таких условиях вновь активизируется выпотной режим. Вода испаряется, а растворенные в ней соли остаются в грунте. Таким образом начинают формироваться антропогенные солончаки. Проблема усугубляется, если для полива используется опресненная вода, богатая минералами.
Чтобы избежать засоления почв при орошении, оборудуют дренажные системы. По ним лишняя вода отводится в каналы или естественные водоемы. Ее можно повторно использовать в ирригационных системах. Уровень водоносного горизонта остается прежним или понижается.
Рекультивации свалок и карьеров
При ведении сельского хозяйства человек влияет на уже сформировавшиеся природные почвы, изменяя их характеристики. При рекультивации плодородный слой грунта создается заново. Проводится такая процедура на местах старых карьеров, отвалов пустой породы возле шахт и рудников, на старых бытовых и промышленных свалках.
Начинается рекультивация с оценки местности и составления плана. Если территория загрязнена, проводится ее химическая и микробиологическая очистки. Затем восстанавливается рельеф – крупнообломочными грунтами (скальными, вскрышными) засыпаются впадины, выравниваются отвалы породы. Такая прослойка также изолирует плодородную почву от загрязненных химическими веществами горизонтов.
Поверх крупнообломочного грунта насыпают суглинок, лёсс, супесь или песок. Они играют роль материнской породы. Дальше выстилают слой любого плодородного грунта. Таким образом человеческими руками формируется примитивный почвенный профиль, состоящий из 2-3 горизонтов.
На плодородном грунте высеиваются травы, высаживаются кусты и деревья. При необходимости вносятся минеральные и органические удобрения. Дальше включаются естественные процессы почвообразования, начинает действовать микрофлора, заселяются черви, насекомые и другие мелкие животные.
Рекультивированные земли могут быстро деградировать, если их использовать как сельскохозяйственные угодья. Поэтому в первые десятилетия на таких участках разбивают лесопарковые зоны, сады, сенокосы. Только после накопления мощного слоя гумуса и формирования полноценного профиля территория годится для полей и огородов.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.