Водна Ерозія: Причини, Наслідки Та Захист Ґрунту

Водна ерозія — це один із численних факторів, які знижують продуктивність сільського господарства. Зрештою, земля може стати абсолютно непридатною для вирощування культур. Залежно від причин виникнення та стадій розвитку виділяють кілька видів водної ерозії. Для запобігання негативним наслідкам фермеру потрібно знати особливості кожного з них, щоб ефективно обробляти ґрунт при появі ознак проблеми.

На щастя, сучасні технології мають різні інструменти моніторингу стану полів, у тому числі для контролю параметрів вологості та опадів. Це дозволяє аграріям своєчасно виявляти проблему та вживати необхідних заходів.

Що Таке Водна Ерозія?

Водна ерозія означає руйнування ґрунтового покриву внаслідок надмірного випадання опадів, танення снігів або некоректної іригації. Найчастішою причиною є дощі: водні потоки змивають органічні та неорганічні частинки з верхнього шару ґрунту та переносять їх на території з нижчим рельєфом, що може призвести навіть до повеней. Еродований ґрунтовий матеріал або утворює нові ґрунти, або може осідати в прилеглих водоймах (озерах, струмках, річках тощо).

Водна Ерозія: Причини

Вода може викликати виснаження ґрунтів із двох причин — природної та прискореної. Природна водна ерозія не залежить від антропогенних факторів та істотно впливає на родючість ґрунту. Зазвичай її викликають дощові та талі води, стоки тощо. Для кожного типу ґрунту характерна своя швидкість руйнування. Також вона залежить від особливостей сільськогосподарських угідь та кліматичних умов.

Прискорена деградація ґрунту, навпаки, є наслідком нераціональних методів землеробства. Так, родючий шар землі може руйнуватися внаслідок некоректної іригації, надмірної кількості водних ресурсів, неправильного часу поливу тощо.

Види Водної Ерозії

Деградація ґрунту відбувається у кілька етапів та проявляється по-різному, залежно від причини. Нижче наведено найбільш поширені типи водної ерозії, які негативно впливають на ґрунт та потребують своєчасного усунення.

Краплинна Водна Ерозія

Зазвичай цей тип — початкова стадія ерозійного процесу, викликаного дощем. По суті, краплі «бомбардують» відкритий, незахищений рослинним покривом ґрунт і руйнують його поверхневу структуру. Така водна ерозія призводить до утворення на поверхні землі кірки, яка погіршує його інфільтраційні властивості та сприяє виникненню стоків.

Площинна Водна Ерозія

Даний вид водної ерозії характеризується тим, що під впливом невеликих струменів талих або дощових вод поступово змивається ґрунт по всій поверхні на схилі. Внаслідок тривалого процесу може бути знищений весь верхній шар землі. При цьому небезпека полягає в тому, що руйнування може бути практично непомітним, якщо обсяг вимивання не перевищує 0,5 т/га. Для запобігання незворотним наслідкам стан схилів слід постійно контролювати.

Струйчаста Водна Ерозія (Струмкове Розмивання)

Струйчасте руйнування відбувається в результаті проникнення води до ґрунтового профілю та утворення каналів глибиною до 30 см. Стрімкі потоки змивають частинки ґрунту і відносять їх вниз за течією. Якщо не вживати своєчасних заходів, струйчаста водна ерозія переростає в яружну, з глибиною борозен понад 30 см.

Яружна Водна Ерозія

Дана стадія деградації настає, коли земля еродована настільки, що русла, що утворилися, неможливо прибрати навіть за допомогою механічної обробки полів. Крім виснаження ґрунту та знищення сільськогосподарських угідь, яружне руйнування призводить до накопичення опадів у річках (седиментації).

Тунельна Водна Ерозія

Це так званий прихований тип деградації, який може призвести до серйозних наслідків ще до виявлення будь-яких ознак. В даному випадку виснаження відбувається через рух значних обсягів води в ґрунтах з нестабільною структурою, тому така руйнація особливо згубна для лужних ґрунтів. Цю проблему можна визначити наявністю численних тунелів під поверхнею землі.

Водна Ерозія В Україні

За повідомленням Продовольчої та Сільськогосподарської Організації Об’єднаних Націй (ФАО), водну ерозію ґрунтів в Україні виявлено на понад 13 млн гектарах, з котрих близько 10,5 млн га — орні землі (майже 30%). Вона не лише знижує родючість ґрунтів, а й призводить до значних економічних збитків — понад 20 млрд грн на рік. Більше того, у південних областях близько 10 млн га сільськогосподарських угідь страждають від пилових бур, які є наслідком деградації ґрунту.

Значні обсяги постраждалих від водної ерозії земель зосереджено у низці областей, зокрема Луганській, Тернопільській та Одеській, де за рік змивається близько 26 тонн землі з гектара. За деякими оцінками, внаслідок цього річні втрати становлять понад 12 млн тонн зерна.

Найчастіше внаслідок такого руйнування українські землі втрачають органічний вуглець, зокрема гумус. Втрата останнього переважно пов’язана з гострою нестачею органічних добрив. Переважне використання азотних речовин лише погіршує ситуацію.

Потенційно в Україні схильні до деградації близько 2/3 полів. Лише внаслідок водної ерозії з поверхні угідь вимивається майже 186 млн тонн дрібнозему.

Негативні Наслідки Водної Ерозії Ґрунтів

Незважаючи на різноманітність ознак, для всіх форм водної ерозії характерні такі наслідки.

Вплив На Флору

Знищення ґрунтового покриву внаслідок стрімкої деградації неминуче позначається на рослинах, що вирощуються. Вимивання поживних речовин внаслідок водної ерозії ґрунту призводить до дефіциту необхідних посівів елементів та, як наслідок, до зниження врожайності.

Вплив На Фауну

Виснаження ґрунту не проходить безслідно і для живих організмів. Відсутність ґрунтового покриву провокує забруднення водних ресурсів внаслідок хімічних стоків. Від цього страждають тварини та мешканці водойм. Зрештою це призводить до скорочення їхньої популяції.

Підтоплення Та Повені

Сильна водна ерозія може негативно відбиватися на стані екосистем і призводити до повеней. В результаті зниження водоутримуючої здатності ґрунту значно підвищується ймовірність підтоплень схильних до цього територій, наприклад, низин або недостатньо дренованих ґрунтів. Сильні повені мають таку руйнівну силу, що можуть знищити дороги та будівлі. Тому важливо виявити негативні ознаки раніше, ніж ситуація стане критичною.

Вплив На Якість Водних Ресурсів

Крім наслідків для тваринного та рослинного світу, а також родючості полів, водна ерозія ґрунтового покриву суттєво погіршує якість води як такої. Частинки еродованого ґрунту зрештою потрапляють у прилеглі водойми, змінюють їхній хімічний склад та знижують концентрацію кисню. Крім того, стоки з еродованих полів містять шкідливі для здоров’я хімікати (що залишилися після застосування пестицидів та гербіцидів), які внаслідок вимивання потрапляють до озер, струмків та річок.

Заходи, Що Перешкоджають Водній Ерозії

Своєчасне виявлення ознак грає ключову роль у боротьбі з водної ерозією. Варіанти вирішення проблеми залежать від типу ґрунту, топографічних та кліматичних особливостей регіону, сівозміни та особливостей землекористування.

У таблиці нижче наведено найбільш поширені заходи боротьби з водною ерозією ґрунтів та рівень їх ефективності залежно від типу деградації.

Заходи боротьби	Краплинна	Площинна	Струйчаста	Яружна	Тунельна
Створення та збереження рослинного покриву	Краплинна✔	Площинна✔	Струйчаста✔	Яружна✔	Тунельна✔
Збагачення землі органічними речовинами	Краплинна✔	Площинна✔	Струйчаста✔	Яружна✔	Тунельна
Зниження швидкості потоків води	Краплинна	Площинна	Струйчаста✔	Яружна	Тунельна
Оптимізація іригації	Краплинна✔	Площинна✔	Струйчаста✔	Яружна✔	Тунельна✔
Підтримання оптимальної вологості ґрунту при обробці полів	Краплинна✔	Площинна✔	Струйчаста✔	Яружна✔	Тунельна✔
Зміцнення поверхні ґрунту	Краплинна	Площинна	Струйчаста✔	Яружна	Тунельна
Хімічна меліорація	Краплинна	Площиннаn	Струйчаста	Яружна	Тунельна✔
Огородження полів насипами вздовж периметра, використання дренажних та інших інженерних конструкцій	Краплинна	Площинна	Струйчаста✔	Яружна✔	Тунельна✔
Посадка дерев навколо меліорованих територій	Краплинна	Площинна	Струйчаста	Яружна✔	Тунельна✔
Рівномірний розподіл інфільтрації	Краплинна✔	Площинна✔	Струйчаста✔	Яружна✔	Тунельна✔

Методи Боротьби З Краплинною Водною Ерозією

Ключовим способом запобігання деградації ґрунту даного типу є підтримка рослинного покриву на рівні мінімум 70% (80-100% на північних схилах). Таким чином виключається відшаровування частинок ґрунту, яке в подальшому може призвести до негативних наслідків. Створення та підтримання ґрунтового покриву особливо ефективно у боротьбі саме з краплинною водною ерозією.

Платформа EOSDA Crop Monitoring допомагає фермерам, пропонуючи низку вегетаційних індексів. Вони дозволяють визначити не тільки стан посівів, але й кількість рослинності на конкретних ділянках полів. Ці дані особливо корисні:

• у міжсезоння, коли сільськогосподарські культури вже зібрано;
• у холодну пору року для моніторингу зимових покривних культур;
• коли поле не засіяне (залишено під паром);
• коли ділянка використовується як пасовище (плодозмінне господарство).

Способи Запобігання Площинній Водній Ерозії

Боротьба з площинною водною ерозією починається з моніторингу ґрунтового покриву, структури ґрунту та вмісту в ньому органічної речовини. Це запобігає негативному впливу дощових краплин, оскільки не допускає ущільнення верхніх шарів ґрунту.

Деградація земельних ресурсів знижує продуктивність полів. Користувачі EOSDA Crop Monitoring можуть оцінювати цей показник в рамках окремої ділянки протягом усього посівного сезону. Для більш глибокого аналізу можна використати історичні дані. Таким чином, EOSDA Crop Monitoring дозволяє відстежувати продуктивність полів у довгостроковій перспективі, визначати закономірності у їхньому розвитку та виявляти найбільш проблемні ділянки.

Вживати превентивних заходів допомагає система оповіщення про погодні ризики. Крім того, у мобільному додатку EOSDA Crop Monitoring скаути можуть вносити до звіту відомості про наявність ознак водної ерозії ґрунтів, що також оптимізує боротьбу з нею.

Методи Боротьби Зі Струйчастою Водною Ерозією

Єдиний спосіб запобігти струйчастій деградації на стадії вже сформованих стоків — знизити швидкість потоків води та зміцнити ґрунт. З цим завданням справляється рослинний покрив. Також зміцнення ґрунту та попередження водної ерозії можна забезпечити правильно підібраною системою сівозмін. Здатність рослин утримувати ґрунт неоднакова. Вона залежить від виду сільськогосподарських культур, стадії їх розвитку та густоти посівів.

Способи Запобігання Яружній Водній Ерозії

Щоб не допустити цей тип деградації ґрунту та зниження його родючості, фермерам необхідно мінімізувати вирубку дерев та запобігти концентрації ґрунтової вологи в ярах від стоків із будівель, доріг та скотопрогонів. Серед методів боротьби з яружною водною ерозією — огорожа парканами, спорудження гребель та різних інженерних конструкцій, які перегороджують шлях потокам води та допомагають уникати скупчення вологи.

Способи Боротьби З Тунельною Водною Ерозією

Запобігання цій проблемі — завдання не з легких, оскільки потребує не лише значних зусиль, а й витрат. Зокрема, для перешкоджання утворенню тунелів та їх подальшого розвитку використовують хімічні, механічні та вегетаційні ресурси. Хімічна меліорація передбачає внесення високих концентрацій гіпсу та/або вапна в процесі обробки полів для забезпечення електролітного балансу. Регулярний аналіз ґрунту допомагає як своєчасно виявити тунельну водну ерозію, а й визначити такі важливі показники, як рівень pH, концентрацію електролітів та інших., і навіть коректно провести хімічну меліорацію.

Пошкодженим тунелями полям потрібні добрива, щоб відновити продуктивність. У цьому випадку оптимальним превентивним заходом водної ерозії є диференційована фертилізація. Функція зонування в EOSDA Crop Monitoring враховує неоднорідність поля та залежно від завдання на основі індексу NDVI виділяє від двох до семи зон. Це дозволяє обробляти кожну з них відповідно до потреб та оптимізувати використання ресурсів. Фермер розподіляє внесення добрив та полив по ділянках з урахуванням їхньої продуктивності. Такий підхід допомагає максимально збільшити врожайність культур на постраждалих полях, а також знизити забруднення землі хімікатами.

Завдання кожного аграрія — збереження родючості та запобігання проявам водної ерозії ґрунтів будь-якого типу. EOSDA Crop Monitoring не лише дозволяє віддалено моніторити та виявляти відповідні руйнування ґрунтового покриву, але також допомагає відстежувати стан посівів протягом усього сезону. Завдяки цьому фермери можуть приймати надійні рішення щодо обробки полів та отримувати максимум прибутку з кожного гектара.