Ядерные взрывы времён СССР помогли географу из ОГУ определить интенсивность эрозии орловских почв

Завершаются исследования в рамках грантового проекта, посвящённого исследованию эрозии почв в Орловской области, кандидата географических наук, доцента Института естественных наук и биотехнологии ОГУ им. И.С. Тургенева Любови Трофимец.

Какова ситуация с эрозией почвы в Орловской области? Кому будут полезны результаты исследования? На эти и другие вопросы отвечает автор проекта. 

Почему исследование – актуально

Известно, что 1 см почвы образуется за 100 лет. В процессе эрозии почва смывается в понижения рельефа. Смыв верхнего плодородного слоя почвы снижает урожайность на 60-70%. Во всем мире в процессе эрозии теряется веществ из почвы больше, чем вносится с удобрениями.

Чтобы сохранить почвенный плодородный слой, земледельцы прибегают к различным мелиоративным приёмам (на склонах высаживают защитные лесополосы, изменяют структуру почвы за счёт внесения гумуса, на полях проводят распашку поперёк склонов и т.д.). Знать, сколько почвы теряется ежегодно в процессе эрозии – это значит быть готовыми к осуществлению мероприятий по сохранению почвенного плодородия на любом уровне их разработки.

Другой момент. На потери почвы вследствие эрозии влияет изменение условий увлажнения. Они сегодня заметно изменились по сравнению с теми, что были тридцать лет назад. Природопользователи должны знать, как эти изменения повлияли на эрозионные процессы.   

Думаю, сказано достаточно для того, чтобы стала понятна актуальность исследований, посвященных изучению эрозионных процессов.

Если найти зависимость потерь почвы от морфометрических характеристик рельефа, то мы сможем по топографическим картам определять интенсивность смыва почв на нужном участке. Исследование, о котором мы говорим, направлено на развитие прецизионного, то есть точного земледелия. 

Рельеф, эрозия и земледелие

Точное (прецизионное) земледелие уже более 20 лет активно используют в Европе и США. Основные усилия земледельцев  направлены на отработку системы дифференцированного внесения удобрений, базирующегося на таких современных информационных технологиях, как GPS и ГИС. По предварительным расчётам немецких специалистов, использование технологий точного земледелия позволит повысить урожайность на 30% при экономии средств в объёме 100-150 €/га.

Цезий-137 в помощь

Помочь в определении потерь почвой плодородного слоя  может радиоцезиевый метод. Сегодня этот метод интенсивно развивается в России и за рубежом.

Его суть его заключается в том, чтобы использовать цезий как маркер года, когда радионуклид попал в почву. Цезий – долгоживущий радионуклид. Период его полураспада – 30,2 года. Поэтому мы можем использовать его как хрономаркер, метку, долгие годы. Количество цезия в самом верхнем слое почвы маркирует радиоактивное загрязнение 2020 года. Глубже этого слоя встречается локальный пик радиоцезия 1986 года (года Чернобыльской катастрофы). Третий по глубине локальный максимум цезия-137 соответствует 1963 (1964) году. Связан он с радиоактивными выпадениями из атмосферы в связи с ядерными испытаниями, мощность которых в 60-е годы достигала пиковых значений. Глубже локального пика радиоцезия 1963 (1964) года можно обнаружить небольшой локальный пик радиоактивности почвы, датируемый 1954 (по другим данным 1958) годом. Тогда ядерные испытания в атмосфере только начинались, поэтому значения цезия на этом уровне – небольшие. 

Используя эти локальные пики в качестве меток соответствующих лет, мы можем установить, сколько почвы было смыто в изучаемую точку со склоновой поверхности. Если почвенный разрез «принимает» наносы, поступившие с сельскохозяйственного поля, то мы можем установить, с какой интенсивностью развивались эрозионные процессы на этом поле за периоды 1954 (1958)-1963(1964), 1963(1984)-1986 и 1986-2020 гг. Измеряя глубину залегания радиоактивно загрязненных слоев почвы на разных участках склоновых поверхностей Орловской области, мы сможем оценить «географию» развития эрозионных процессов в разные периоды развития землепользования на этой территории. 

Земледельцам помогла сама природа

Периоды эти были, действительно, разные. Они отличались и условиями увлажнения, и системами хозяйствования. Если системы хозяйствования претерпели в начале 90-х годов коренные изменения (в отдельных районах области пахотные земли были заброшены, резко сократились объемы вносимых удобрений), то, как показал наш анализ, условия увлажнения после 1986 года благоприятствовали сохранению почвенного плодородия. То есть природа помогла земледельцам сохранить почвенное плодородие, резко сократив потери почвы. Зимы стали теплее, почва промерзает меньше, весной снег тает не дружно. В итоге – смыв почвы существенно уменьшился. По нашим данным, сокращение потерь почвы в 1986-2020 гг. (по сравнению с периодом 1963-1986 гг.) произошло более чем в 1,5 раза.

Но полагаться только на природу опасно. Мы должны сделать всё от нас зависящее, чтобы потери плодородного слоя почвы прекратились. По крайней мере, сократились. А для этого надо совершенствовать систему земледелия и мелиорирования пахотных земель.

Справочно

Проект Любови Трофимец получил грант Русского географического общества. Его название – «Пространственно-временные закономерности эрозионного

преобразования склоновых ландшафтов в бассейне верхней Оки на фоне

климатических изменений конца XX – начала XXI в.в.». Если коротко, он заключается в оценке пространственно-временных закономерностей эрозионной трансформации склоновых поверхностей в бассейне верхней Оки с 1986 года по настоящее время.

В масштабе 1:10000 авторам удалось разработать модель расчёта потерь (смыва) почвы по морфометрическим показателям рельефа. Эти разработки в будущем помогут внести свой вклад в   развитие точного (прецизионного) земледелия в нашей области.

Подписывайтесь на ОрелТаймс в Google News, Яндекс.Новости и на наш канал в Дзен, следите за главными новостями Орла и Орловской области в telegram-канале Орёлтаймс. Больше интересного контента в Одноклассниках и ВКонтакте.