Глава 8. Эрозия и плодородие черноземов

Сто лет назад рассматривая проблему упадка сельскохозяйственного производства, В.В. Докучаев отметил в своей книге «Наши степи прежде и теперь» (1891), что низкие урожаи являются прямым следствием «повсеместного выпахивания» и «медленного истощения наших почв, в том числе и черноземов», постепенного их смыва и расчленения оврагами.

В целях оздоровления земледелия на черноземах В.В. Докучаевым была разработана и частично реализована в Каменной Степи комплексная программа сохранения, улучшения и рационального использования не только почв, но и других компонентов природной среды. Эта программа включала в себя: выработку норм, определяющих с учетом местных климатических, почвенных и грунтовых условий, относительные площади пашни, лугов, леса и водной поверхности; разработку приемов обработки почвы, наиболее благоприятных для наилучшего накопления и использования влаги; создание лесных полос на пашне, или как выражался Докучаев «Насадить ряды живых изгородей» для накопления и равномерного распределения снега, задержания и лучшего использования талых и ливневых вод; закрепление и приостановку роста оврагов с помощью различных гидротехнических сооружений и путем их облесения; строительство системы прудов в балках и естественных ложбинах; облесение крутых склонов балок, песков и других неудобных земель; создание лесных насаждений вокруг прудов и по берегам рек, для эяшиты их от заиления смываемой почвой и выносами грунта из оврагов.

В итоге, как отмечал В.В. Докучаев, для развития земледелия необходимо, чтобы разрабатываемые меры, во-первых, «были цельны, строго систематичны и последовательны, как сама природа», во- вторых, они должны быть направлены к устранению или ослаблению именно тех причин, которые «подорвали наше земледелие», в- третьих, их применение должно полностью уничтожить то зло, которое «уже сделано частью стихийными силами, а частью самим человеком».

Минуло почти сто лет после сурового предупреждения В.В. Докучаева, но можно со всей определенностью сказать, что «неразумная эксплуатация и расхищение природных богатств русской земли», особенно почвенных ресурсов, в том числе и в Центральном Черноземье не только не ослабли, а, наоборот, значительно усилились. Этот вывод подтверждается многочисленными данными, опубликованными в последние годы (Почвозащитное земледелие... , 1983; Крупеников, 1985; Система ведения хозяйств... , 1985; Сурмач и др., 1985; Акулов и др., 1991; Кузнецов, Глазунов, 1996).

За столетний отрезок времени резко увеличились площади эродированных почв и заовражных земель в ЦЧО, сократилось количество водопрочных структурных агрегатов, заметно ухудшились водно-физические свойства черноземов. В итоге пострадало самое главное свойство черноземных почв - их плодородие, конечным выражением которого является урожайность выращиваемых культур. Урожай в течение последних 20-25 лет практически не растет, и это несмотря на то, что за четыре последние пятилетки, с 1970 по 1990 гг., внесение минеральных удобрений на поля увеличилось примерно в три-пять раз (Плодородие почв и устойчивость земледелия, 1995).

Многие ученые и практики в качестве основных причин, влияющих на снижение урожайности, называют дегумификацию почвы, то есть сокращение валовых запасов органического вещества (гумуса) за счет его интенсивной минерализации и эрозию почв, то есть уменьшение мощности плодородного слоя почвы, а также сокращение валовых запасов гумуса за счет механического отчуждения их стекающими талыми и ливневыми водами.

Потери гумуса за счет его минерализации можно сократить или полностью приостановить не очень сложными средствами. Такими, например, как внесение высоких доз навоза, компоста или других органических и сидеральных удобрений. Снижение потерь гумуса и тем более предотвращение уменьшения мощности плодородного слоя почвы, вызываемых эрозионными процессами, можно добиться только путем осуществления целого комплекса специальных дорогостоящих мероприятий. В зависимости от местных почвеннолитологических и рельефных особенностей он должен включать в себя различное сочетание организационно-хозяйственных, агротехнических, агрохимических, луго- и лесомелиоративных и гидротехнических приемов и технологий.

По образному выражению профессора И.А. Крупеникова (1985), «эрозия выполняет по отношению к почве роль гильотины - она ее в буквальном смысле обезглавливает: лишает верхних гумусовых горизонтов, в которых сосредоточено почвенное плодородие». Из множества «болезней» почвы, вследствие которых она деградирует и лишается плодородия, эрозия почвы является наиболее масштабным и вредоносным фактором.

Масштабность эрозии выражается прежде всего в том, что абсолютное большинство площади пашни и пастбищ размещается на склонах крутизной более одного градуса. При таких уклонах обычно происходит сток ливневых и особенно талых вод и при неправильном использовании этих земель на них проявляются эрозионные процессы. В Белгородской, Воронежской и Курской областях на склонах размещается три четверти всей пашни. В целом по ЦЧО склоновая пашня занимает почти 70 процентов. Значительная часть пашни на склонах уже в разной степени эродирована, а также разрушена овражной эрозией.

В Белгородской области, например, общая площадь пашни составляет 1,65 млн. га. На склонах размещается 1,23 млн. га, из них на площади 0,88 млн. га (67 %) почвы уже в разной степени смыты. Со временем, если не будет осуществляться комплекс мероприятий по защите почв от эрозии, смыв и размыв черноземов распространится и на те площади склоновой пашни, которая еще не затронута эрозионными процессами.

Процессы переувлажнения, заболачивания, засоления распространены на незначительной площади ЦЧО. Площадь почв с повышенной кислотностью примерно в три раза меньше, чем эродированных. В одной Белгородской области насчитывается свыше 70 тысяч вершин оврагов и почти в два раза больше промоин общей площадью 32,9 тысяч гектаров. Эта площадь не дает никакой продукции. Более того, десятки тысяч гектаров, размещенных между оврагами в виде небольших участков сложной конфигурации, также исключены из интенсивного использования и практически не дают продукции.

В Курской области процессам смыва подвержены 27 % пахотных и почти 40 % - естественных кормовых угодий, в то время как средне- и сильнокислые почвы занимают лишь около 15% пашни. Засоленные почвы в области отсутствуют, а заболоченные или переувлажненные занимают незначительные площади.

В целом эродированные почвы занимают в ЦЧО четвертую часть пашни и почти три пятых сенокосов и пастбищ. Общая площадь эродированных почв в зоне, по данным учета 1975 года, достигла почти четырех миллионов гектаров или более 30 процентов площади сельскохозяйственных угодий. Непосредственно под оврагами занято почти 130 тысяч гектаров ранее плодородных земель, из них более половины в Воронежской области.

Представленная на рисунке 8.1 схематическая карта эродированное™ почв ЦЧО показывает, что только чуть более половины территории имеет сравнительно низкую эродированность пашни - ниже 20 %. В основном, это относится к районам Липецкой, Тамбовской областей и северной половины Воронежской области.

Примерно четвертая часть территории характеризуется средним уровнем эродированное™ пашни - от 20 до 35 %. К ней относится основная часть Курской области, северо-запад Липецкой облаете, отдельные районы Белгородской и Воронежской областей.

Более 22 % общей территории ЦЧО имеют повышенную или даже высокую эродированность пашни - выше 35 и 50 %. Это большая часть Белгородской области и южная, юго-восточная часть Воронежской областа - преимущественно степные районы с обыкновенными или типичными черноземами.

Помимо различий в масштабе пораженных площадей различными «болезнями» почвы, на эродированных черноземах в значительно большей мере снижается урожайность основных сельскохозяйственных культур, по сравнению, например, с черноземами, у которых повышенная кислотность.

На слабоэродированных черноземах почти все культуры снижают урожайность на 13-18 %, а на слабокислых почвах недобор урожая составляет лишь 2-5 % у овса и ячменя. По основным зональным культурам урожай практически не уменьшается. На средне- эродированных почвах озимая пшеница снижает урожайность в среднем на 45 %, а на среднекислых - на 11 %, кукуруза на зерно - соответственно на 35 % и 17 %, а ячмень на 50 % и 20 %.

Из приведенных примеров следует, что даже при равной площади эродированных и кислых черноземов в хозяйстве недобор урожая с эродированных почв будет в два-четыре раза больше, чем с почв с повышенной кислотностью.

В целом валовый недобор урожая из-за эрозии значительно превышает потери, вызываемые другими видами деградации почвенного покрова. При этом недобор будет тем больше, чем выше процент эродированных почв в хозяйстве. В Воронежской области, например, в хозяйствах, имеющих свыше 30 процентов эродированных почв, урожайность зерновых, по данным Н. П. Покидько, на 17 процентов ниже среднеобластных, а по сравнению с хозяйствами, где эрозия отсутствует, эти различия еще больше.

Эрозия почв существенно отличается от других видов деградации почвенного покрова и рядом других особенностей. Одной из них является то, что в результате смыва и размыва почвы отмечается снижение урожайности культур не только в местах проявления эрозии, но и на нижерасположенных землях за счет отложения смытого материала и выноса бесплодной породы из оврагов.

При интенсивном росте оврагов на плодородных пойменных землях часто формируются так называемые конуса выноса, которые, размещаясь поперек поймы, нередко вызывают переувлажнение и даже заболачивание почв на значительной площади.

Вторая отличительная особенность заключается в том, что в результате эрозионных процессов с площадей, подвергающихся смыву и размыву, наряду с огромной потерей собственно почвы отчуждается большое количество органического вещества и биогенных элементов, причем объем потерь бывает тем больше, чем сильнее эродированы почвы, чем больше крутизна склоновых земель.

При среднегодовом смыве 6-8 тонн почвы и содержании в верхнем слое 5-6 % гумуса, что характерно для большинства пахотных черноземов, расположенных на склонах, с одного гектара ежегодно безвозвратно теряется 300-400 кг гумуса, 15-20 кг азота, до 200 кг кальция и большое количество фосфора, калия и других элементов питания растений. Для того, чтобы компенсировать такие потери гумуса, необходимо каждый год вносить по 3-4 тонны качественного навоза на гектар пашни (Каштанов, Щербаков и др., 1992, 1996).

Наряду с отчуждением питательных веществ, содержащихся непосредственно в почве, со склоновых полей сносится значительная часть вносимых минеральных удобрений, пестицидов и других химических препаратов, применяемых для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Это третья особенность, отличающая эрозию почв от других ее «болезней».

При применении удобрений или извести на ровных полях с повышенной кислотностью почв они полностью сохраняются на месте их внесения, используются растениями и работают на урожай. При внесении их на склоновой пашне, если одновременно не применяются меры по защите почв от эрозии, значительная часть удобрений смывается талыми или ливневыми водами и не участвует в формировании урожая выращиваемых культур. В результате эрозии с полей может теряться до трети вносимых удобрений и ядохимикатов.

Отчуждаемые с полей удобрения и ядохимикаты не только не работают на урожай, но и вызывают усиленное загрязнение окружающей среды, особенно водных объектов. По данным американских ученых, до 60 процентов фосфора, 75 процентов азота и трети всех органических веществ поступают в водоемы в результате сельскохозяйственной деятельности, то есть в основном с продуктами эрозии почв. Причем большая доля удобрений отчуждается с полей не с частицами смываемой почвы, а с жидким стоком в растворенном виде.

Опыты ВНИИЗиЗПЭ на выщелоченных черноземах Курской области показали высокие потери минеральных удобрений при их внесении по снегу для подкормки озимых культур. По данным Г.А. Чуяна и И.Г. Пыхтина (1982), со стоком талых вод отчуждалось до 42 % от общего количества азота, 22 % - фосфора и 85 % - калия.

Это крайне важно учитывать при оценке эффективности новых способов обработки почвы (минимальной, поверхностной, плоскорезной), применение которых способствует некоторому сокращению смыва почвы, но значительно увеличивает поверхностный сток, особенно при снеготаянии. При этих обработках большая часть вносимых удобрений размещается в самом верхнем слое чернозема, а нередко и на его поверхности. В результате они легко растворяются в стекающей воде и сносятся с полей в реки и пруды.

С аналогичных позиций следует оценивать интенсивные и индустриальные технологии возделывания культур, при которых требуется тщательное выравнивание поверхности почвы для равномерного внесения гербицидов. Применение таких технологий сокращает количество технологических операций , экономит горючее и способствует росту урожайности. В то же время они резко увеличивают смыв почвы и сток талых и ливневых вод, так как с выравненной поверхности на склонах вода беспрепятственно стекает. Поэтому применение прогрессивных технологий и новых способов обработки почв должно обязательно осуществляться с мероприятиями по защите почв от разрушения эрозионными процессами.

Четвертой, наиболее яркой, отличительной особенностью эрозии от других «болезней» черноземов является возможность их полного разрушения оврагами - с превращением удобных, наиболее хозяйственно ценных и плодородных почв в бросовые земли, непригодные для интенсивного сельскохозяйственного использования.

Особенно сильно поражены оврагами земли Воронежской и Белгородской областей, а также отдельных районов Курской , Липецкой и Тамбовской. Например, в колхозе им. Мичурина Курчатовского района Курской области из общей площади 5372 га непосредственно под оврагами занято 167 га. Однако, овраги сильно расчленили территорию, и на долю пашни приходится лишь 55 % общей площади. Для сравнения отметим, что в 210 хозяйствах Курской области, где овраги отсутствуют или немногочисленны, средняя распа- ханность территории составляет более 75 процентов (Рожков, 1981).

В Воронежской области овраги отсутствуют только в 103 хозяйствах, а в 277 хозяйствах они занимают 1-6 % общей площади. Так, в колхозе «Победа» Бутурлиновского района из 8,9 тыс. га общей площади более 500 га занимают овраги, а вместе с межовражными участками сложной конфигурации и непригодными для применения современной сельскохозяйственной техники, общая площадь бросовых земель примерно в два-три раза больше. Распаханность в этом хозяйстве в настоящее время составляет лишь 58 %. Аналогичные примеры можно приводить в большом количестве.

Проведенная нами группировка всех колхозов и совхозов Воронежской и Курской областей по проценту овражности и распаханно- сти четко показала снижение доли пашни с увеличением степени по- раженности земель овражной эрозией. Данное положение известно всем, кто работает на земле. Любой овраг занимает территорию, где раньше была почва, дававшая ту или иную продукцию. И с этой точки зрения образование оврага всегда ведет к сокращению хозяйственно полезной площади и, в первую очередь, площади пашни.

Из обобщения данных по распаханности и овражности территорий хозяйств следует, что при наличии в колхозах и совхозах Воронежской области на каждые 100 гектаров площади от 0,5 до 1,0 га оврагов площадь пашни сократилась на 10,4 процента по сравнению с хозяйствами, где нет оврагов. Это означает, что при средней площади таких хозяйств 7,6 тыс. га, каждое из них лишилось 629 га пашни. В хозяйствах, где овраги занимают более одного гектара на 100 гектаров площади, распаханность снизилась в среднем с 77,2 до %, а в абсолютных цифрах площадь пашни уменьшилась более чем на тысячу гектаров. Это произошло не за год, а примерно за столетие, и тем не менее потерять 600 или 1000 гектаров пашни в каждом заовраженном хозяйстве даже за сто лет - это сверхбольшое расточительство. Общее сокращение площади пашни за счет овражной эрозии только в Воронежской области превысило 400 тыс. га.

Детальный подсчет количества оврагов и промоин по аэрофотоснимкам за 1950 и 1984 гг., проведенный на территории колхоза им. Мичурина Курчатовского района Курской области, показал, что за 34 года здесь образовалось 1363 линейных форм размыва, в том числе более 800 новых оврагов или их отвершков (Рожков и др., 1993). Для сравнения отметим, что за все предшествующее время до 1950 года на территории хозяйства возникло 1342 оврага и их отвершков. Из приведенных данных видно, что процесс оврагообразования в современный период не только не уменьшился, а пожалуй, даже несколько ускорился.

Расчеты показали, что из существующих в Курской области оврагов вынесено более 400 млн м3 грунта. Если допускать, что весь этот материал равномерно отложился в прудах и реках, площадь которых составляет 28,8 тысяч гектаров, то слой отложившегося грунта составляет 1,4 м. Это означает, что на эту величину в среднем уменьшилась глубина водоемов. Конечно, не весь грунт, выносимый из оврагов, равномерно отлагается в реках, часть его уносится в море, часть откладывается в поймах и днищах балок. И тем не менее основная масса грунта отлагается в прудах и реках, что привело к массовому заилению и полной гибели многих малых рек и ручьев.

Наконец, пятое и наиболее важное отличие эрозии от других видов деградации почв заключается в существенном различии конечного эффекта от применяемых мероприятий по улучшению «больных» почв. В результате проводимых мер по защите почв от эрозии достигается не только повышение плодородия почв и урожайности культур на мелиорируемых площадях, но и прекращается смыв почвы, разрушение сельскохозяйственных угодий оврагами, не происходит гибель посевов от заноса продуктами эрозии в поймах и других понижениях местности, не разрушаются жилые и хозяйственные строения, дороги и другие виды коммуникаций, не заиливаются реки и пруды и не загрязняется вода в них, устраняется целый ряд других негативных последствий эрозии. Отметим лишь, что ущерб от эрозии в ЦЧО составляет ежегодно сотни миллиардов рублей и он многократно превышает суммарный ущерб от других видов деградации почв.

Таким образом, исходя из фактических площадей черноземов, пораженных различными видами деградации почв, и их влияния на урожайность выращиваемых культур и окружающую среду следует, что приоритетным направлением в подъеме сельского хозяйства ЦЧО должна стать противоэрозионная мелиорация, а ее концентрированной сущностью - противоэрозионная, интенсивная, природоохранная система земледелия.

Только на фоне противоэрозионных систем земледелия могут и должны устраняться негативные последствия всех других видов деградации почв: дегумификации, переувлажненности, кислотности и

т.              д. Только на этой основе можно добиться наибольшей прибавки урожая от применения органических и минеральных удобрений, извести и пестицидов и не допустить их отчуждения с полей и загрязнения ими воды в прудах и реках.

Современные объемы внедрения противоэрозионных работ в ЦЧО осуществляются в крайне незначительных масштабах и, главное, не комплексно и не «цельно, строго систематично и последовательно», как писал В.В. Докучаев, а в виде отдельных мероприятий. Территория ЦЧО относится к наиболее эрозионноопасным регионам страны, и здесь реализации областных Генеральных схем защиты почв от эрозии должно быть уделено первоочередное внимание.

Необходимо также подчеркнуть, что все противоэрозионные мероприятия должны органично вписываться в общую систему земледелия, разрабатываемую для конкретного хозяйства, района, области. Этим требованиям наиболее полно отвечают современные системы земледелия на ландшафтной основе, концепция и методические принципы которых разработаны коллективом ученых ВНИИЗиЗПЭ (Каштанов, Щербаков и др., 1992; 1993; 1996).