La erosión del suelo es la destrucción del suelo por la acción del agua y/o del viento. La palabra «erosión» proviene del latín «erosio», que significa corrosivo, destrucción.
En la historia de la agricultura, hay muchos hechos de destrucción y degradación del suelo. Según diversas estimaciones, en los últimos 200 años, alrededor de 2 mil millones de hectáreas de tierra cultivable en el mundo han sido destruidas por la erosión, lo que supera el área de tierra cultivada actualmente: alrededor de 1,5 mil millones de hectáreas.
Distinguir:
- dependiendo del efecto destructivo:
- erosión hídrica;
- erosión eólica o deflación;
- erosión conjunta, combinando agua y viento.
- dependiendo de la velocidad del proceso:
- normal, geológica o natural;
- acelerado, o destructivo, o antropogénico.
Contenido
- Áreas de distribución
- Factores de desarrollo de la erosión
- Mecanismo de desarrollo de la erosión hídrica
- Erosión por riego
- Mecanismo de desarrollo de la erosión eólica
- Mecanismo de acción combinada de la erosión hídrica y eólica
- Clasificación de la erosión del suelo
- Medidas antierosión
- Complejos de protección del suelo
- Daños causados por la erosión del suelo
En áreas de riego artificial, la erosión del riego es posible, en áreas montañosas: flujos de lodo.
La erosión normal es característica de áreas con cubierta vegetal natural, donde las pérdidas de suelo pueden restaurarse durante la formación del suelo. La erosión acelerada se manifiesta cuando se elimina la vegetación natural, se malversa la tierra y se observa en áreas con un relieve diseccionado, más a menudo en las zonas de estepa y bosque-estepa, donde se descuida el uso de medidas especiales contra la erosión.
El tipo de erosión hídrica más peligroso es la erosión por cárcavas, que conduce a la formación de barrancos con pérdida de superficie. Entre los vientos se encuentran tormentas de polvo o negras que destruyen cultivos en pocas horas y arrasan con la capa superior del suelo, capaz de llenar redes de riego y embalses.
En la estepa forestal y, a menudo, en las zonas esteparias del país, es posible la manifestación simultánea de erosión hídrica y eólica: erosión conjunta. La erosión articular se manifiesta en la siguiente secuencia:
- escorrentía y lavado del suelo en la primavera;
- marchitar;
- pulverización, especialmente con múltiples tratamientos;
- deflación (soplado, dispersión, transferencia) o fumigación fuerte en años secos con múltiples tratamientos;
- escorrentía de tormentas durante el verano;
- Fuerte lavado y erosión del suelo.
Hay casos en que la capa cultivable es arrastrada casi por completo por el agua y arrastrada por el viento. En campos muy dispersos, la erosión eólica de la capa superior del suelo se puede observar unas pocas horas después de la precipitación.
Áreas de distribución
El límite norte de la zona de manifestación de la erosión eólica corre a lo largo de la línea Voronezh — Samara — Chelyabinsk — Petrozavodsk — Omsk — Novosibirsk y más allá en el este de Siberia: Jakasia, Buriatia, Tuva, región de Chita. Por lo tanto, en todas las tierras de cultivo y pastos ubicadas al sur, se utilizan medidas de protección del suelo contra la erosión eólica. Regiones con alto riesgo de erosión eólica: la región del Volga, el Cáucaso del Norte, los Urales, Siberia. La superficie total de suelo agrícola en riesgo de erosión eólica es de más de 45 millones de hectáreas, de las cuales 28,7 millones de hectáreas son tierras de cultivo.
Según los datos del balance de tierras, la Federación Rusa tiene 36,5 millones de hectáreas de tierras agrícolas sujetas a la erosión hídrica, incluidas 24,7 millones de hectáreas de tierras cultivables. La erosión hídrica causada por el deshielo y las aguas pluviales se manifiesta principalmente en la zona de bosque-estepa. Las regiones de la zona central de la Tierra Negra, la región del Volga, la región central y el norte del Cáucaso son las más susceptibles a la erosión hídrica. El flujo de agua derretida aquí alcanza los 80-100 mm.
En la zona no Chernozem, una parte importante de las tierras agrícolas se encuentra en terrenos en pendiente. Según los cálculos del Instituto Ruso de Investigación de Agricultura y Protección del Suelo contra la Erosión, en esta zona el 34% de la tierra cultivable se encuentra en pendientes de hasta 1°, 3% — de 2 a 3°, 17% — de 3 a 5°, 7% — de 5 a 7° , más de 7° — 3%. El 38% de la tierra cultivable está erosionada, el 62% se encuentra en un estado de riesgo de erosión.
Se conocen bastantes ejemplos en los que la erosión se extendió por vastos territorios con bastante rapidez y provocó el agotamiento del suelo y la destrucción de la tierra. La erosión causa importantes daños a la tierra en Canadá, China, India, Australia, la mayoría de los países de África, Europa y Asia. Entonces, hace 300 años, la frontera sur del desierto del Sahara estaba 400 km al norte de lo que es hoy.
En los Estados Unidos, alrededor de 40 millones de hectáreas de tierra cultivable fueron destruidas por la erosión a mediados de la década de 1950, 20 millones de las cuales quedaron fuera de uso. Actualmente, alrededor de 115 millones de hectáreas de tierra cultivable en los Estados Unidos están completamente destruidas o seriamente dañadas, y 313 millones de hectáreas están sujetas a diversos grados de procesos de erosión.
En Rusia, la expansión intensiva de la erosión del suelo comenzó en la segunda mitad del siglo XIX. El arado de nuevas tierras debido a la destrucción de bosques y vegetación herbácea con un bajo nivel de tecnología agrícola en las condiciones de un terreno plano condujo al rápido desarrollo de la erosión, principalmente en la zona central de Chernozem.
En 1846, en la zona Central Black Earth de Rusia, el 41,2% del territorio estaba bajo tierra cultivable, el 20% bajo bosque y el 23,2% bajo tierras vírgenes. Para 1887, la superficie de tierra cultivable aumentó al 69%, mientras que la superficie de bosques y tierras vírgenes disminuyó al 25,6%. En 1914, la parte de la tierra cultivable ya era del 80%, el área forestal — 6-7%. En la actualidad, en varias regiones, la proporción de tierra cultivable alcanza el 90% o más.
Según los datos del Comité Estatal de Recursos Territoriales, al 1 de enero de 1996, de 210 millones de hectáreas de tierras agrícolas, más de 117 millones de hectáreas son erosivas y propensas a la erosión hídrica y eólica, de las cuales 51 millones de hectáreas están erosionadas. , tierra cultivable — 84,8 millones de hectáreas y 35,1 millones de hectáreas, pastos — 28,7 millones de hectáreas y 14,4 millones de hectáreas, respectivamente. La lucha contra la erosión del suelo es el eslabón más importante del sistema de medidas para el desarrollo de la producción agrícola.
Factores de desarrollo de la erosión
Al construir medidas basadas en la ciencia para combatir y prevenir la erosión, es importante comprender los patrones y las causas de la propagación de los procesos de erosión. El grado de erosión depende de:
- climatizado;
- suelo y cubierta vegetal;
- alivio;
- geología;
- finalidad económica de la tierra.
Factores climáticos
Los factores climáticos en el desarrollo de la erosión hídrica incluyen principalmente la precipitación atmosférica y el modo de precipitación, especialmente las lluvias intensas, que representan el mayor peligro durante el período de desarrollo insuficiente o falta de vegetación en la superficie del suelo.
En un aguacero, dependiendo de la intensidad de la lluvia y la pendiente de la pendiente, se arrastran de 10 a 50 toneladas de suelo de 1 hectárea de tierra cultivable. Puede haber casos en que se elimine toda la capa cultivable y sea posible el crecimiento de barrancos de hasta 30-50 m.
En las zonas de Chernozem Central, No-Chernozem, en la región del Volga, Siberia Occidental, la erosión del suelo por la escorrentía del agua derretida está muy extendida. La reserva de agua promedio a largo plazo de la capa de nieve alcanza los 100 mm o más. Al derretirse en primavera, esta masa de agua baja de los campos en 7-10 días, destruye el suelo hasta formar barrancos.
Resistencia a la erosión
La resistencia a la erosión de los suelos es un factor de desarrollo de la erosión, que depende de las propiedades físico-químicas, hidrofísicas y de la composición granulométrica del suelo: contenido de humus, composición del complejo absorbido, friabilidad, permeabilidad al agua, permeabilidad de la estructura.
Alivio
La escorrentía del suelo aumenta en proporción directa a la pendiente. Un aumento en la pendiente del suelo de 2 a 4° conduce a un aumento de la erosión del suelo en 1,8 veces, de 4 a 8°, en 7,2 veces. La longitud de la pendiente también afecta la erosión hídrica. Según A.D. Orlov, la escorrentía aumenta en un factor de 2,9-3,7 cuando la línea de escorrentía se duplica de 50 a 100 m.
La forma y la exposición de las pendientes tienen un efecto significativo en la erosión del suelo. Por ejemplo, las laderas del sur a menudo están más erosionadas que las laderas del norte y del noreste. En pendientes difíciles, se lleva a cabo el contorno del suelo.
Cubierta vegetal
La vegetación puede reducir o prevenir por completo el desarrollo de la erosión hídrica y eólica. Cuanto más fuerte y poderosa sea la cubierta vegetal, mayores serán sus propiedades antierosión. La masa vegetal protege el suelo del poder destructivo de las gotas de lluvia, y los sistemas de raíces mantienen unidas las partículas del suelo, evitando la erosión y el lavado del suelo. El grado de propiedades protectoras de la cubierta vegetal se expresa mediante el coeficiente de riesgo de erosión.
Las mejores propiedades protectoras del suelo son características de los pastos perennes . Su masa vegetativa desarrollada y su potente sistema radicular protegen el suelo de los procesos de erosión y lo enriquecen con materia orgánica. Los cultivos de invierno tienen buenas propiedades de protección del suelo. Los cultivos en hileras y el barbecho desnudo prácticamente no protegen el suelo de la erosión.
Tabla. Coeficientes de riesgo de erosión
| Barbecho puro | |
| Cultivo en hileras | |
| Cereales de primavera | |
| Cereales de invierno | |
| Hierbas perennes |
La capacidad protectora del suelo de los cultivos está determinada por las características biológicas y agrotécnicas, así como por el modo de precipitación. Así, en las zonas donde la erosión hídrica es provocada por las aguas de deshielo, las gramíneas perennes tienen el mayor valor antierosivo, mientras que, en el caso de las escorrentías asociadas a los chubascos de verano, los cultivos de invierno, primavera y leguminosas tienen buenas propiedades protectoras.
La función de protección del suelo de los cultivos extensivos depende de la fase de desarrollo de la planta, que se debe al estado de la masa vegetativa aérea y del sistema de raíces durante los períodos propensos a la erosión. Cuanto más desarrollada es la masa verde, más completa es la cobertura de la superficie del suelo, más poderoso es el sistema de raíces, más confiablemente protegido contra la erosión.
La capacidad protectora del suelo de los cultivos se calcula mediante el valor promedio ponderado de la cobertura proyectiva en un período propenso a la erosión de acuerdo con la fórmula:
Pa/w = 100(P1S1 + P2S2 + P3S3 + … + PnSn),
donde Pa/w — cobertura de suelo proyectiva promedio ponderada por cultivos de rotación de cultivos, P1, P2, P3, Pn — cobertura de suelo proyectiva por cada cultivo, S1, S2, S3, Sn — área ocupada por cada cultivo, % superficie total de rotación de cultivos o tierra cultivable.
Por lo tanto, la cobertura de suelo proyectiva promedio ponderada por cultivos se determina por décadas o meses de la temporada de crecimiento, teniendo en cuenta el modo de precipitación y la fase de desarrollo de la planta.
Factores geológicos
Los factores geológicos del territorio determinan la posibilidad potencial y la naturaleza de la manifestación de la erosión. Estos incluyen la estabilidad de las rocas, la especificidad de su aparición, la manifestación de varios procesos exógenos y endógenos. Por lo tanto, las margas similares al loess de la región de Altai Ob, sobre las que se encuentra la cubierta del suelo, son fácilmente erosionadas y destruidas por los flujos de agua. En un corto período de tiempo, estas condiciones pueden formar grandes cárcavas, barrancos, depresiones y cañones.
La composición granulométrica, génesis, tipo de suelo, así como el contenido de humus, composición, estructura y resistencia al agua del suelo son factores que determinan el desarrollo de los procesos de erosión.
Los suelos arcillosos chernozem y soddy-podzólicos son más resistentes a la erosión hídrica y eólica.
Las condiciones naturales para el desarrollo de la erosión eólica con uso inadecuado de la tierra incluyen una composición granulométrica ligera, estructura pobre y bajo contenido de humedad de la capa superior del suelo.
Tabla. Velocidades de viento umbral a 0-15 cm (por A.I. Baraev y E.F. Gossen)[ref]Fundamentos de la tecnología de producción agrícola. Agricultura y cultivo de plantas. Ed. por V.S. Niklyaev. - Moscú: "Bylina", 2000. - 555 p.[/ref].
Actividad económica
La actividad económica humana determina el estado de la cubierta del suelo, la fertilidad y la susceptibilidad de las tierras cultivadas a la erosión. Los factores comerciales incluyen:
- organización general del territorio: colocación de campos y estructura de sembradíos, red vial, cinturones forestales, locales industriales;
- métodos aplicados de labranza básica y previa a la siembra y tecnologías de cultivo, por ejemplo, cultivo con vertedera o sin vertedera a lo largo o transversal de la pendiente, el grado de compactación del suelo y fumigación, cuidado de cultivos y barbechos;
- el grado de aplicación de medidas preventivas contra la erosión y de protección del suelo , como la rotación de cultivos para la protección del suelo, el pastoreo, la minimización del procesamiento, la agrosilvicultura, las estructuras hidráulicas y otras estructuras contra la erosión;
- obras de recuperación de terrenos: construcción de sistemas de recuperación de terrenos, presas, balsas, embalses, red de carreteras, relleno de barrancos, canteras, etc.
Las actividades humanas pueden mejorar o empeorar la condición de la superficie terrestre y el paisaje. No tener en cuenta las leyes de la naturaleza y el uso irracional de la tierra puede llevar a la desolación de muchos territorios, haciéndolos inapropiados para la agricultura. Por ejemplo, la quema de bosques en las laderas de las montañas por parte de los hacendados cubanos ha provocado un fuerte desarrollo de la erosión hídrica. Dentro de una generación de humanos, fuertes tormentas tropicales arrastraron la capa superior del suelo desprotegida, dejando rocas expuestas.
Las causas de la erosión hídrica provocada por la actividad humana son la destrucción de la vegetación en las laderas, el sobrepastoreo, la tala de bosques y matorrales, los laboreos que no se corresponden con el relieve.
Una de las principales causas de la erosión eólica en las regiones esteparias provocada por la actividad humana es la tecnología de labranza imperfecta : arado anual con incorporación de rastrojos, uso de cultivadores de discos y rodillos lisos.
El libro de O. Owen «La protección de los recursos naturales» proporciona ejemplos de las antiguas civilizaciones de Asia, África y la Europa mediterránea, que utilizaron irracionalmente los recursos terrestres más valiosos. Los suelos de estas áreas fueron una vez la base de una agricultura floreciente. Sin embargo, paulatinamente, la actitud bárbara de explotación de las tierras llevó a una severa erosión, dejándolas inutilizables y provocando migraciones masivas y hambrunas de los pueblos de imperios enteros.
Muchos desiertos en el mundo sirven como ilustración de cómo una sociedad, si se desarrolla espontáneamente y no dirigida conscientemente, deja desiertos.
Por el contrario, confiando en las leyes de la naturaleza y la agricultura y comprendiendo los factores de desarrollo de los procesos de erosión, las personas pueden controlar estos procesos, evitando el desarrollo y la propagación de la erosión, creando condiciones para una agricultura sostenible y productiva.
Manifestación compleja de factores de erosión
Los factores de erosión y deflación se manifiestan en una u otra combinación e interacción, de manera compleja. En detalle, la influencia de un complejo de factores en el desarrollo de la erosión eólica se puede rastrear en el ejemplo de la estepa Kulunda del territorio de Altai, según A.N. Kashtanov.
| Condiciones naturales | Factores de deflación |
| Climatizado | Droughts recurring with a frequency of 2-3 years out of 5 years. Winds with speeds of more than 5 m/s during the period of absence of vegetation and the number of days 35-50. Abrupt change in daytime temperatures and night frosts |
| Alivio | Inclinado o incluso, creando condiciones aerodinámicas favorables para el viento. Presencia de elevaciones y corredores de choque de viento |
| Cobertura del suelo | Suelos de castaños de composición granulométrica ligera, con una cantidad insuficiente de áridos resistentes al viento. Baja capacidad de humedad, capacidad de retención de agua, cohesión. Estado parcial separado (dispersión) de la capa arable |
| Cubierta vegetal | La cantidad de tierra abierta cultivada es 70-90%. El predominio de cultivos anuales, cultivos de gramíneas perennes es del 5-8%. La ausencia de cultivos de invierno. Falta de cobertura vegetal durante 8-9 meses. Pobre desarrollo vegetal, baja cobertura proyectiva. Cobertura vegetal escasa de terrenos naturales. Forestación del territorio 1,5-2% |
El impacto combinado de estos factores puede hacer que estas tierras agrícolas no sean aptas en poco tiempo.
La acción combinada de la erosión hídrica y eólica es más destructiva después del rápido derretimiento de la nieve primaveral y la escorrentía del agua de deshielo, acompañada de un fuerte lavado y erosión, así como de la deshidratación del suelo. Después de eso, comienza un largo período de sequía (1-2 meses), durante el cual se produce la deflación. El esquema de este proceso: deshielo → escorrentía de agua derretida → lavado y erosión del suelo → secado, drenaje de la cubierta del suelo → pulverización del suelo bajo la influencia de la labranza, pérdida de humedad → deflación.
Mecanismo de desarrollo de la erosión hídrica
Los procesos de erosión se desarrollan bajo la influencia del agua, el viento y su influencia mutua. El mecanismo de desarrollo de la erosión hídrica fue estudiado por Sobolev, 1948; Bennett, 1958; Hudson, 1974; Zaslavsky, 1979; Kashtanov, 1974 y otros.
Las gotas de lluvia y el flujo de agua se consideran como la fuerza actuante de la erosión hídrica.
En la práctica moderna nacional y extranjera, se utiliza el índice de erosión de la precipitación, un indicador que tiene en cuenta la energía cinética de la lluvia durante el período de máxima intensidad de precipitación. Como regla general, el período se toma igual a 30 minutos. En este caso, el índice de erosión por precipitación se calcula mediante la fórmula:
R = I30 ⋅ E / 100,
donde I30 es la intensidad máxima de la lluvia en 30 minutos, en mm/min; E es la energía cinética de la lluvia.
Al evaluar el riesgo de erosión de la lluvia utilizando el índice de erosión anual promedio anual, es importante tener en cuenta la distribución mensual de los valores del índice. A veces, con un índice de erosión por precipitación anual pequeño, el riesgo de erosión es mayor que con uno grande.
La escorrentía de agua superficial puede causar erosión superficial y lineal.
La erosión superficial o plana es un lavado relativamente uniforme del suelo en toda la superficie. Poco perceptible y por lo tanto muy peligrosa, se observa en campos ubicados en laderas de diferentes pendientes, casi todos los años. Dependiendo de las condiciones, se eliminan de 5 a 25 toneladas de suelo de 1 ha de tierra cultivable, en algunas áreas, hasta 30-50 toneladas / ha. En pocos años, la capa superior del suelo puede reducirse a la mitad o más, dejando los campos fuera de uso. Debido a la invisibilidad, puede quedar sin la atención de los especialistas agrícolas.
La erosión lineal, o de barranco, se acompaña de la erosión del suelo bajo la acción de chorros de agua, lo que lleva a la formación de barrancos. El ancho de los lavados a chorro puede alcanzar los 2-3 m, y la profundidad, hasta la bandeja del arado. Los derrumbes y barrancos se convierten posteriormente en barrancos. La erosión de los barrancos está muy extendida en la zona central de la Tierra Negra y en la región del Volga. En algunos casos, el crecimiento anual de los barrancos es de más de 10 m, hasta un máximo de 300 m por año.
Como resultado de la erosión superficial y lineal, se forman suelos lavados de un perfil más corto. Dependiendo del espesor de la capa erosionada, se distinguen suelos levemente erosionados, medianamente erosionados, fuertemente erosionados y muy fuertemente erosionados.
Según la forma de precipitación, se distinguen dos tipos de erosión: la escorrentía de las lluvias y la escorrentía del agua de deshielo. La erosión por la escorrentía del agua derretida, por regla general, cubre grandes áreas, la erosión por tormentas, localmente, en áreas separadas. El período peligroso para la erosión por la escorrentía del agua derretida se observa durante 5 a 15 días en la primavera, cuando no hay vegetación, por las lluvias, varias horas, durante el verano, con un desarrollo insuficiente de los cultivos.
La escorrentía superficial puede ser causada por flujos de agua temporales, como el riego o el afloramiento de aguas subterráneas.
Se ha desarrollado una clasificación de la erosión hídrica, que se basa en el tipo de escorrentía superficial y la forma de manifestación de la erosión.
La escorrentía superficial de las corrientes de agua que provocan la erosión se divide en:
- agua de deshielo;
- agua de lluvia;
- agua de riego;
- escorrentía de aguas subterráneas;
- la escorrentía del agua.
Formas de erosión:
- La lavado del suelo, que se subdivide en:
- suelos ligeramente arrastrados (erosión superficial);
- suelos moderadamente lavados;
- suelos muy lavados;
- La erosión del suelo (erosión lineal), que se subdivide en:
- pequeñas zanjas;
- barrancos;
- La erosión de la corriente, que, según su manifestación, se clasifica como erosión superficial o lineal.
La escorrentía del agua de deshielo está determinada por las reservas de agua de la capa de nieve y la intensidad del deshielo. En el norte de la zona central de Chernozem, es de 80-90 mm, en el sur — 40-50 mm, en Volga Upland — 30-60 mm, en la región central (regiones de Tula, Moscú, Ryazan) — 90- 100 mm.
El lavado del suelo ya es posible con una pendiente de 1,5-2°. Cuanto mayor sea la pendiente, más intenso será el lavado del suelo. La intensidad del lavado depende de la exposición de la pendiente y del tipo de suelo. Los suelos arcillosos y francos con una estructura altamente dispersa están sujetos al lavado en mayor medida que los suelos franco-arenosos con buena permeabilidad al agua.
Tabla. Derrumbe del suelo en función de la inclinación de la pendiente (región de Belgorod, chernozem arcilloso típico, orientación sur, pendiente convexa, arado, según I.D. Braude)
Erosión por riego
La erosión por riego es un tipo de erosión hídrica que se manifiesta bajo la acción de la escorrentía del agua de riego durante el riego por surcos en condiciones de relieve complejo. La intensidad de la erosión por riego depende de la exposición, la forma y pendiente de la pendiente, el tipo de área de captación y su área, y las propiedades del suelo.
Como consecuencia de la erosión por riego, se pueden perder hasta 100-150 t/ha de suelo anualmente, con lo que se arrastran hasta 0,8-1 t de humus, 100-120 kg de nitrógeno y 110-165 kg de fósforo. En suelos sujetos a erosión por irrigación, los cultivos crecen y se desarrollan de manera desigual y los rendimientos disminuyen. Importantes áreas de tierras de regadío en la región del Volga y los países de Asia Central (más de 1,5 millones de hectáreas) están sujetas a este tipo de erosión.
Para prevenir el desarrollo de la erosión por riego, aplicar:
- cortar surcos de riego a lo largo de la pendiente más pequeña con una profundidad no superior a 10-12 cm;
- con un aumento de la pendiente de 2 a 6 °, la longitud de los surcos se reduce de 150 a 100 m, riego con chorro, de 0,1 a 0,05 l/s;
- en cultivos de algodón en suelos pesados, se realiza el espaciamiento de hileras;
- el riego de laderas con suelos ligeros se realiza por aspersión;
- las dosis de fertilizantes en suelos arrastrados aumentan en un 25-40%;
- se introducen rotaciones de cultivos de algodón-alfalfa con un período de tres años para el uso de alfalfa , después de los cuales se colocan cultivos de abono verde en suelos moderadamente y fuertemente erosionados o se aplican fertilizantes orgánicos en dosis de hasta 30-40 t/ha.
Mecanismo de desarrollo de la erosión eólica
El mecanismo de desarrollo de la erosión eólica es el proceso físico de interacción del flujo de aire con la superficie del suelo. El estudio de este mecanismo está dedicado al trabajo de científicos nacionales y extranjeros, que sirven como base teórica para el desarrollo de métodos para proteger los suelos de la deflación. La forma más fácil de moverse en la superficie son los agregados de suelo con un tamaño de 0,1-0,5 mm, que, bajo la influencia del viento, adquieren un movimiento de rotación con una frecuencia de 200-1000 min-1. Los agregados con un diámetro de 0,6 a 1 mm se mueven rodando, frotándose entre sí, golpeando, colapsando, aumentando así el número de los 0,1-0,5 mm más erosivos.
Las partículas peligrosas por erosión tienen un gran poder destructivo, se mueven espasmódicamente, rompen terrones más grandes y dañan los cultivos.
Para mover unidades de más de 1 mm, se requiere una velocidad del viento de más de 11 m/s a una altura de 0-15 cm.
El análisis de la composición estructural de los depósitos eólicos (aluviales) y en los colectores de polvo durante las tormentas de polvo mostró que el contenido de partículas menores de 1 mm en tierra fina es 92-95%, mayor de 1 mm — 5-8%.
Las partículas de menos de 1 mm de diámetro son erosivas, las de más de 1 mm son resistentes al viento. Así, la resistencia del suelo a la deflación puede evaluarse por el enturbiamiento de la superficie, es decir, la presencia de agregados resistentes al viento. Cuando el número de agregados protectores del suelo es inferior al 50% del suelo seco al aire, el riesgo de soplado aumenta considerablemente, por lo que este grado de enturbiamiento se considera crítico o peligroso para la erosión. El umbral de resistencia del suelo a la erosión eólica en ausencia de residuos de cultivos en la superficie se produce en un 50-55% de enturbiamiento.
Tabla. Composición estructural de los sedimentos y los finos de los colectores de polvo, % (según Barayev, Gosen, 1980)
| De sedimentos eólicos | |||||||
| De finos de los colectores de polvo | |||||||
La erosión eólica puede manifestarse en forma de tormentas de polvo (negro) y bajo la influencia de vientos locales diarios constantes, o erosión local. Este último se produce en forma de erosión por conducción y ventisqueros. La erosión del caballo consiste en capturar partículas del suelo y levantarlas con un movimiento de vórtice hacia arriba. Deriva — rodadura de partículas de suelo sobre la superficie o abruptamente.
El rociado fuerte de la capa superior del suelo de 5 cm es a menudo el resultado de un procesamiento mecánico excesivo y la trituración de las partículas del suelo al hacer funcionar los sistemas de equipos durante el trabajo de campo.
La erosión eólica puede manifestarse en forma de tormentas de polvo que destruyen y arrastran parte o la totalidad de la capa cultivable.
La mayoría de las veces, las tormentas de polvo se observan en Siberia occidental, el Cáucaso del Norte y la región del Volga en suelos ligeros. Se observaron tormentas especialmente fuertes en 1892, 1928, 1960, 1965 y 1969.
La erosión eólica e hídrica afecta las propiedades agrofísicas del suelo de diferentes maneras . El viento destruye y transfiere las capas superiores del suelo hasta 5-10 cm. El agua, por un lado, disuelve y transporta las partículas del suelo a horizontes más profundos y arrastra las capas superiores, disuelve y arrastra los nutrientes mediante lavado o lavado.
Los suelos de las regiones esteparias sujetos a la erosión eólica suelen caracterizarse por una deficiencia de fósforo, mientras que los suelos sujetos a la erosión hídrica se caracterizan por una deficiencia de nitrógeno y otros nutrientes móviles. Las pérdidas de humus y nutrientes minerales se acumulan con el tiempo y dependen del tipo de suelo y de la gravedad de la erosión.
La erosión eólica también puede ocurrir en invierno. Los fuertes vientos se llevan la capa de nieve, desnudando y secando el suelo. Junto con la nieve, es arrastrada fuera de los campos y forma amontonamientos de tierra en otros lugares.
Mecanismo de acción combinada de la erosión hídrica y eólica
La erosión conjunta se observa con mayor frecuencia en el norte del Cáucaso, la zona central de la Tierra Negra, la región del Volga, los Trans-Urales, Siberia occidental y oriental. El mecanismo de acción conjunta combina los procesos y la energía de la erosión hídrica y eólica, por lo que las consecuencias también son comunes, características de la erosión hídrica y eólica.
La erosión articular se manifiesta con una combinación de los siguientes factores:
- anegamiento del suelo — escorrentía de agua — enjuague;
- erosión — secado — pulverización — soplado.
En áreas con una cubierta de nieve fuerte y estable, la erosión en primavera y verano ocurre de acuerdo con el esquema: derretimiento de nieve — anegamiento del suelo — escorrentía de agua derretida — lavado y erosión del suelo — secado — rociado — deflación. En zonas con inviernos poco nevados, primavera seca y veranos húmedos, el proceso suele desarrollarse según el esquema: secado y fumigación — desinflado — aguacero — escorrentía — lavado y erosión del suelo.
En años erosivamente activos, durante 2-3 meses del impacto combinado de la erosión hídrica y eólica, el crecimiento de los barrancos es de hasta 30-50 mo más, seguido por el soplado de la capa cultivable hasta 3-5 cm.
La acción combinada de la erosión hídrica y eólica conduce a la destrucción de la cubierta del suelo: disminución del espesor de la capa de humus, disminución del contenido de nutrientes orgánicos y minerales, deterioro de la estructura, porosidad, permeabilidad al agua, capacidad de humedad, capacidad de retención de agua, regímenes de agua y nutrientes.
Clasificación de la erosión del suelo
El grado de erosión del suelo está determinado por la reducción en la profundidad del horizonte de humus, la pérdida de humus y nutrientes. Dependiendo del lavado y soplado, hay:
- ligeramente erosionado;
- moderadamente erosionado;
- fuertemente erosionado;
- suelos muy erosionados.
Existen varias clasificaciones basadas en el grado de erosión del suelo y la disminución del contenido de humus en la capa superior. Este último fue propuesto por M.N. Zaslavsky:
- débilmente lavado: el contenido de humus en la capa superior es 10-20% menor en comparación con el suelo sin lavar;
- lavado medio: el contenido de humus es menor en un 20-50%;
- fuertemente lavado: el contenido de humus es menor en un 50% o más;
- lavado muy fuerte: el contenido de humus es menor en un 75% o más.
S.S. Sobolev propuso una clasificación según el grado de erosión del horizonte de humus. Según esta clasificación, existen:
- débilmente lavado — lavado hasta la mitad del horizonte de humus;
- moderadamente lavado: más de la mitad del horizonte de humus se elimina;
- fuertemente lavado — el horizonte de transición o iluvial está parcialmente lavado;
- muy fuertemente lavado: el humus y los horizontes de transición o iluviales están completamente lavados; la roca madre es arada.
Estas clasificaciones requieren aclaración, ya que no están relacionadas con la capa arable.
Para suelos sujetos a erosión eólica A.F. Rodomakin propuso la siguiente clasificación de la erosión:
- ligeramente desinflado: hasta el 20 % del horizonte de humus desaparece;
- medio desinflado — soplado 20-40%;
- fuertemente desinflado — 40-60% volado;
- muy fuertemente desinflado — más del 60% volado.
A la hora de determinar el grado de erosión se toma como referencia el perfil de suelo del mismo tipo, no afectado por la erosión, es decir, suelos de perfil completo.
Medidas antierosión
Artículo principal: Medidas antierosión
En la agricultura moderna, se han desarrollado y se están utilizando una serie de métodos contra la erosión para proteger el suelo de la erosión y prevenir su desarrollo y propagación.
Técnicas básicas de protección del suelo:
- Medidas para proteger el suelo de la erosión hídrica:
- estañado de pendientes fuertemente arrastradas;
- rotaciones de cultivos para la protección del suelo;
- procesamiento de contorno transversal;
- recuperación de bosques;
- estructuras de riego y drenaje, por ejemplo, presas, sistemas de pozos
- de control de agua, corrientes rápidas;
- laminación de tiras y ennegrecimiento de la nieve, el uso de escudos para la retención de nieve.
- Medidas para proteger el suelo de la erosión eólica:
- rotaciones de cultivos en hileras de cereales en barbecho con una rotación corta;
- franjas de protección de pastos perennes;
- colocación en franjas de barbechos limpios y cultivos labrados;
- cultivos de roca;
- labranza de corte plano;
- siembra de cereales con sembradoras de rastrojo;
- recuperación de bosques;
- riego regular.
- Medidas para proteger los suelos de la erosión conjunta:
- conservación de suelos y aguas ordenación territorial del territorio;
- estañado de pendientes fuertemente arrastradas;
- rotaciones de cultivos de grano-hierba, grano-barbecho y grano-hilera;
- colocación en franjas de barbechos limpios, cultivos labrados y pastos perennes;
- procesamiento de corte plano a través de pendientes después de los cultivos de cereales;
- agujereado de la vertedera, por ejemplo, después de pastos perennes y maíz, arado y barbechos;
- división de cultivos de hierbas perennes;
- cubriendo el suelo con paja picada;
- recuperación de bosques;
- estructuras hidráulicas;
- complejo de protección de suelos de agrohidrorrecuperación en la cuenca.
El papel protagónico en el control de la erosión lo tienen los sistemas de tratamiento de suelos sujetos a erosión hídrica, y el tratamiento de suelos sujetos a erosión eólica.
Complejos de protección del suelo
Artículo principal: Complejos de protección del suelo
Complejo de medidas de protección del suelo: un conjunto de medidas basadas en evidencia destinadas a prevenir el desarrollo y la propagación de la erosión hídrica y eólica, aplicada teniendo en cuenta el sistema agrícola adoptado.
Una condición importante para la creación de paisajes agrícolas resistentes a la erosión es un enfoque sistemático, adaptabilidad a las condiciones locales, complejidad, sostenibilidad ambiental, viabilidad económica y técnica, viabilidad ambiental y socioeconómica.
Gracias a los datos científicos y experimentales acumulados, para la mayoría de las regiones del país y diversas condiciones, se han desarrollado y utilizado con éxito complejos de protección del suelo, que permiten obtener altos rendimientos con una reducción significativa o la prevención completa de los procesos de erosión.
Daños causados por la erosión del suelo
La erosión del suelo, en ausencia de medidas para evitar su desarrollo y propagación, puede causar enormes daños económicos y ambientales, retirar tierras del fondo de tierras agrícolas.
Los principales componentes del daño causado por la erosión del suelo son:
- disminución de la fertilidad potencial del suelo;
- deterioro de las propiedades químicas y agrofísicas;
- disminución de la actividad biológica;
- disminución de la productividad y deterioro de la calidad del producto;
- disminución de la eficacia de las medidas de quimificación.
Incluso hace 100 años V.V. Dokuchaev señaló que la disminución de la fertilidad de los chernozems, el crecimiento de los barrancos, las sequías y el hambre son una consecuencia directa del mal uso de la tierra. Fue el primero en proponer un conjunto de medidas científicamente fundamentadas para prevenir los fenómenos de erosión.
Actualmente, los procesos de erosión se observan en mayor o menor grado en casi todas las regiones del país. En ausencia de medidas de protección del suelo en tierras con peligro de erosión, la pérdida anual total de suelo por lavado puede alcanzar, según M.N. Zaslavsky, 7 mil millones de toneladas Las pérdidas de la capa de humus durante las tormentas de polvo oscilan entre 1 y 10 cm, mientras que la creación de 1 cm de la capa de humus en condiciones naturales lleva más de 100 años.
Según V.A. Belyaev, alrededor de 5,4 millones de toneladas de nitrógeno, 1,8 millones de toneladas de fósforo y 36 millones de toneladas de potasio se pierden anualmente de los campos y pastos en Rusia como resultado del lavado. Según los cálculos del académico de la Academia Rusa de Ciencias Agrícolas V.D. Pannikov, la pérdida de 1 mm de capa de chernozem del sur de 1 hectárea conduce a la pérdida de 76 kg de nitrógeno, 24 kg de fósforo, 80 kg de potasio, mientras que cultivar 1 tonelada de grano requiere un promedio de 66 kg de nitrógeno, 20 kg de fósforo y 26 kg de potasio.
Si tomamos el contenido promedio de 0,2 % de nitrógeno, 0,2 % de fósforo y 2 % de potasio en la capa cultivable, entonces el lavado anual de 4 mil millones de toneladas de suelo conduce a una pérdida de alrededor de 100 millones de toneladas de nutrientes.
Según investigadores estadounidenses, como resultado de la erosión, se pierden 20 veces más nutrientes de los que se extraen con el cultivo.
En varias zonas, la tasa de erosión de los suelos cultivables es de 5 a 15 veces mayor que la de formación del suelo. Según F.K. Shakirov, se forman 0,6 t/ha de suelo por año, mientras que el lavado es de 3-7 t/ha, llegando a 50 t/ha en algunos años. Las pérdidas de suelo en huertos y viñedos pueden alcanzar 30 t/ha o más, en barbechos puros — 60-150 t/ha o más.
Tabla. Reservas de humus en la capa de 0-50 cm de diferentes grados de lavado, t/ha
| Bosque gris oscuro | ||||
| Chernozem ordinario | ||||
| Chernozem del sur | ||||
| Castaña | ||||
| Bosque marrón | ||||
Los procesos de erosión conducen al deterioro de las propiedades agronómicas del suelo: compactación del suelo, disminución de la capacidad de retención de agua, deterioro de las condiciones del suelo, pérdida de partículas de arcilla y limo, lo que afecta negativamente a la estructura.
Según el Instituto del Suelo. V.V. Dokuchaev, las reservas de humus de los mejores chernozems rusos del mundo durante los últimos 70 años después del arado han disminuido en casi 250 t/ha, la capacidad de retención de agua ha disminuido en 500-600 t/ha y el rendimiento potencial — en 0,5-0,6 t/ha de grano seco al año. En JSC Kashirsky, región de Moscú, en un campo de papas sin tratamiento antierosión en condiciones de erosión severa, el lavado del suelo para la temporada ascendió a 196 m3/ha, pérdida de humus de 1 ha — 8,7 toneladas, nitrógeno — 44,3 kg, fósforo — 41,7 kg y potasio — 65,2 kg.
Junto con la escorrentía de deshielo y agua de lluvia, que oscila entre 400 y 700 m3/ha, se arrastran anualmente hasta 50-100 t/ha de suelo y 100-150 kg/ha de nutrientes, en áreas donde se produce erosión eólica , respectivamente, se expulsa la misma cantidad.
En la Estación Experimental de Smolensk, hasta 5,7 toneladas de tierra fina que contenían 127 kg de humus, 98 kg de potasio, 24 kg de nitrógeno y 10 kg de fósforo se lavaron anualmente del suelo arcilloso ligero soddy-podzólico con una pendiente de 4-6° y una longitud de hasta 300 m.
La erosión del suelo cambiará la composición cualitativa del humus, desplazando la proporción de ácidos húmicos y ácidos fúlvicos hacia estos últimos.
Una disminución en el contenido de humus, nutrientes disponibles y el deterioro de las propiedades físicas de los suelos erosionados conduce a una disminución de la actividad biológica y estado fitosanitario.
Tabla. Actividad microbiológica de los chernozems erosionados
| No lavado | ||
| Ligeramente lavado | ||
| Medio lavado | ||
| Fuertemente lavado |
En terrenos inclinados erosionados se desarrolla una agrofitocenosis característica , que difiere significativamente de los terrenos llanos. En suelos lavados, aumenta la maleza y la infestación con pudrición de la raíz.
Debido al deterioro de las propiedades físicas de los suelos erosionados, se reduce la capacidad de absorber agua derretida y lluvia. Como resultado, el coeficiente de escorrentía puede aumentar hasta 0,8-0,9 y una parte significativa de la precipitación fluye por las laderas. Además, aumenta la pérdida de agua por evaporación. Según los cálculos, la escorrentía anual de la pendiente provoca la pérdida de hasta 60-80 mil millones de m 3 de agua, lo que provoca la sequía del suelo, que se complementa con la deflación.
En general, a partir del impacto negativo de la erosión sobre el complejo de propiedades agrofísicas del suelo , se reducen los rendimientos de los cultivos. Convencionalmente, se considera que en suelos ligeramente erosionados, el rendimiento disminuye en un 10-30%, en suelos medianamente erosionados, en un 30-50%, y en suelos fuertemente erosionados, en un 50-70%. El lavado y la erosión del suelo de las tierras de pastoreo conducen a una disminución de los rendimientos de heno de 2 a 3 veces o más.
Tabla. Rendimiento de los cultivos en suelos con diferentes grados de erosión, % de suelo sin lavar
| Trigo de invierno | |||
| Centeno de invierno | |||
| Trigo de primavera | |||
| Cebada | |||
| Avena | |||
| Maíz | |||
| Guisantes, vicia | |||
| Remolacha azucarera, patatas | |||
| Girasol | |||
| Mezcla de avena y vicia | |||
| Hierba de sudán | |||
| Hierbas perennes |
Más precisamente, la disminución del rendimiento depende del grado de lavado, las condiciones climáticas, el tipo de suelo genético, la composición de los cultivos, las prácticas agrícolas y otros factores. Los cultivos pueden reaccionar de manera diferente a la erosión del suelo.
A escala nacional, 1/3-1/4 de la cosecha bruta de la producción de cultivos se recibe anualmente de forma insuficiente de las tierras agrícolas erosionadas.
Los daños causados por la erosión hídrica y eólica también afectan al micro y nanorelieve, la sedimentación de ríos y lagos, la disminución de la productividad de las tierras forrajeras, etc.
Como resultado de los procesos de erosión, se reducen la productividad y la estabilidad de la agricultura, el retorno económico de la producción agrícola.
Literatura
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Yagodin B.A., Zhukov Yu.P., Kobzarenko V.I. Agroquímica / Ed. LICENCIADO EN LETRAS. Yagodina. — M.: Kolos, 2002. — 584 p.: il.
