Антропогенный фактор

В современных условиях влияние человека на почву многостороннее. При обработке, мелиорации, внесении удобрений и ядохимикатов, а также других видов хозяйственной деятельности происходит изменение строения естественного профиля почв, их физических и агрохимических свойств. Значительные площади почв используются для выращивания сельскохозяйственных культур, часть почв разрушается и изымается из природного цикла развития при строительстве различных объектов и дорог, при открытой добыче строительных полезных ископаемых, занимается под отвалы бытовых и промышленных отходов.

Почвы сельскохозяйственного назначения претерпевают существенную трансформацию (агротехногенез), в которой имеют место положительные и отрицательные моменты. Развивается культурный (антропогенный) процесс почвообразования, изменяются свойства почвы. Сущностью этого процесса является создание мощного, богатого гумусом, биологически активного и структурного гумусового слоя с благоприятным для культурных растений тепловым, водно-воздушным и питательным режимом. Если не считать специальных мелиоративных приемов (осушение, орошение), основными антропогенными факторами воздействия на почву на всех этапах культурного почвообразования являются смена сельскохозяйственных растений в севообороте, механическая обработка почвы, внесение удобрений, извести и пестицидов.

Освоение почв приводит к изменению роли природных факторов почвообразования: микроклимата приземного слоя атмосферы, гидротермического режима, иногда микро- и мезорельефа, смене растительности, химического состава и водно-физических свойств породы.

Влияние культурных растений на почву приводит к изменению свойств почв. Корневая система, особенно многолетних трав, изменяет структуру и сложение почвы. Растения стимулируют развитие и активность почвенной микрофлоры. Корневые выделения и отмирающие части растений служат главным источником питательных веществ и энергии для большей части почвенных микроорганизмов. Под всеми видами растений снижается диаметр глыбистых структур (диаметр более 10 мм) и увеличивается количество полезных в агрономическом отношении комковатых и зернистых агрегатов (диаметр 3,0–0,25 мм). Структура комков становится более водопрочной благодаря выделению слизистых и клеющих продуктов жизнедеятельности ризосферных микроорганизмов. Корни снижают плотность почвы, увеличивают порозность, что приводит к улучшению водно-физических свойств. Усиливается выветривание минеральной части почвы, освобождаются элементы питания для растений. Однако в ходе обработки почвы положительные качества их свойств могут ослабляться.

Сельскохозяйственные культуры изменяют биологический круговорот веществ в отличие от круговорота естественных почв. Ежегодно или через несколько лет изменяется биомасса и количество химических элементов, участвующих в круговороте. При выращивании корнеплодов в почву поступает 18–35 ц/га растительных остатков, с остатками кукурузы – 50–80, с пожнивными остатками зерновых – 30–55, с корневыми и послеукосными остатками многолетних трав в почве остается их 50–120 ц/га.

При средней зольности культурных растений около 5 % и содержании азота около 1,3 % в биологический круговорот вовлекается от 360 до 2500 кг/га химических элементов. С урожаем выносится из пахотной почвы и исключается из биологического круговорота (в среднем за 2001-2005 гг.) 70 кг/га азота, 27 кг/га фосфора, 74 кг/га калия, 60 кг/га кальция и магния, 50 кг/га серы. Средние потери от выщелачивания и эрозии составляют 10 кг/га азота, 10 кг/га калия, 87 кг/га кальция и магния.

В агроценозах в биологический круговорот ежегодно вовлекается больше органического вещества и химических элементов, чем в лесных сообществах, то есть круговорот элементов в агроценозах является некомпенсированным в большей степени. Растительные остатки агроценозов Беларуси за счет высокой зольности мало способствуют образованию агрессивных фульвокислот и подзолистому процессу. В почвах при окультуривании увеличивается содержание гумуса, снижается кислотность, повышается степень насыщенности основаниями, улучшаются физические и биологические свойства почв.

Влияние механической обработки на почву в агроценозах разностороннее. При вспашке гумусовый горизонт перемешивается с подгумусовыми, образуется новый горизонт – пахотный (А_п), усредняется по горизонту содержание гумуса, плотность, повышается порозность и аэрация слоя, улучшаются водный, воздушный и тепловой режимы почв. Механическая обработка, регулируя водно-воздушный режим, повышает биологическую активность, улучшает пищевой режим.

Обработка почвы частично разрушает структуру и в тоже время образует новые структурные агрегаты в результате крошения глыб орудиями труда. Механическая обработка сухой почвы сильно разрушает структуру почвы. При правильной обработке увлажненной почвы в «спелом состоянии» образование почвенных агрегатов преобладает над их разрушением.

В почву вносят органические, известковые и минеральные удобрения. Органические удобрения пополняют запасы гумуса, улучшают структуру почвы, улучшают питание растений рядом макро- и микроэлементов. Известковые мелиоранты, а в Беларуси это в основном доломитовая мука, улучшают реакцию почвенной среды, насыщают обменный комплекс почв кальцием и магнием. Минеральные удобрения обеспечивают культурные растения питательными элементами, одновременно пополняя их запасы в почве.

Для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур человек разработал широкий спектр пестицидов, которые направлены на устранение сорняков или заболеваний.

Применение разнообразных средств химизации при всем их огромном позитивном экологическом значении может иметь и отрицательные последствия. С органическими удобрениями, особенно при применении жидкого навоза, могут поступать в избыточном количестве азот, тяжелые металлы, органические загрязнители. Большинство форм минеральных удобрений являются физиологически кислыми и могут подкислить почву. Поэтому необходимо сводить к минимуму воздействие отрицательных последствий на почву и продукцию. Над этой проблемой работают ученые в разных странах.

Осушение торфяно-болотных почв с понижением уровня грунтовых вод ниже одного метра делает их экологически неустойчивыми. Со временем в почвах уменьшается влагоемкость, усиливается кислотность, активизируется минерализация торфа, уменьшается плодородие.

Использование почв под пашню в Беларуси способствует усилению процессов водной эрозии на суглинистых и глинистых почвах при пересеченном рельефе, на осушенных торфяных почвах – ускоренной минерализации торфа и ветровой эрозии.