Co ničí úrodnou vrstvu půdy?
Chcete se dozvědět více o aktivitách MAAE? Přihlaste se k odběru našeho měsíčního e-mailového zpravodaje, abyste byli informováni o nejnovějších zprávách, zvuku, videu a dalších.
Co je co v jaderné oblasti
Vladimir Tarakanov, Úřad pro veřejné informace a komunikaci MAAE
Půdní eroze představuje hrozbu pro zemědělství a produkci potravin. Je to hlavní hybná síla degradace půdy, která postihuje 1,9 miliardy hektarů půdy, což představuje téměř dvě třetiny půdních zdrojů planety, a ohrožuje globální zásoby potravin. (Obrázek: A. Vargas/IAEA)
Půdní eroze je proces, který ničí svrchní vrstvu půdy, ze které rostliny získávají nejvíce živin a vody. Jedná se o nejběžnější typ degradace půdy. Když se úrodná ornice posune, produktivita půdy se sníží a zemědělci ztratí životně důležitý zdroj pro pěstování potravin.
Na rozdíl od větru nebo slunce je půda omezeným, neobnovitelným zdrojem, který se vyčerpává alarmujícím tempem. Některé regiony, jako je Střední Asie, jsou obzvláště těžce zasaženy. Podle Organizace OSN pro výživu a zemědělství (FAO) a Mezinárodní organizace pro migraci (IOM) v některých zemích regionu podléhají degradaci téměř všechny zdroje půdy – 97,9 % v Tádžikistánu, 85 % v Kyrgyzstánu a 70 % v Kazachstánu.
Přibližně 1,5 miliardy lidí je postiženo různými typy degradace půdy, zejména v rozvojových zemích. Existuje však nečekané řešení tohoto problému: jaderná věda. Jaderné techniky umožňují odborníkům studovat příčiny a proces eroze, identifikovat její ohniska a vyhodnocovat účinnost různých postupů hospodaření s půdou při snižování míry eroze s cílem učinit půdu odolnější vůči klimatickým změnám a chránit ji pro nadcházející roky.
Pomocí jaderných technologií, jako jsou depoziční radionuklidy (RDN) a analýza stabilních izotopů specifických pro jednotlivé složky (CSSI), IAEA pomáhá vyhodnotit rozsah eroze, aby bylo možné zavést vhodné strategie ochrany půdy. Spolu s FAO pomáhá MAAE zemím budovat kapacity pro využívání jaderných a izotopových technik pro boj s erozí půdy, ochranu půdních zdrojů a podporu udržitelné zemědělské výroby.
Jaké jsou důvody, jaké jsou důsledky?
(Obrázek: A. Vargas/IAEA)
Půdní eroze je přirozený proces a vyskytuje se na všech kontinentech, ale lidská činnost ji značně urychluje. K erozi půdy dochází nejčastěji na svazích. Může to být způsobeno přírodními faktory, včetně větru, silného deště nebo tajícího sněhu v severních zemích. Lidské aktivity, jako je odlesňování nebo špatné hospodaření s půdou, však mohou tento proces urychlit dvakrát až třikrát.
Eroze vede k mizení úrodné ornice a to spolu se ztrátou živin a minerálů v ní obsažených ohrožuje zemědělskou výrobu, potravinovou bezpečnost a životní prostředí (hlavně vodní zdroje). Půda je zdrojem až 95 % veškeré zemědělské produkce, takže její kvalita a dostupnost ovlivňuje kvalitu a množství našich potravin. V současné době přibližně čtvrtina světové populace závisí na potravinách produkovaných na znehodnocených půdách. Rychlost degradace se každým rokem zvyšuje, což má za následek každoroční ztrátu milionů hektarů půdy po celém světě.
Erodovaná půda také ovlivňuje kvalitu vody a život vodní fauny a flóry. Může se rozpadat nebo splachovat do vodních ploch (jako jsou řeky a jezera), ucpávat je a umožnit hromadění živin ve vodě, vyluhování z polí, což vede k přemnožení řas. To ohrožuje kvalitu vody a narušuje životní podmínky vodní fauny a flóry. I ve větších vodních plochách, jako jsou moře a oceány, se mohou sedimenty hromadit ve velkém množství, zakalovat blízké vody a snižovat jejich průzračnost, dále narušovat stabilitu vodních ekosystémů a často vést k úhynu vodních rostlin a živočichů.
Mezi další dopady eroze půdy patří narušení funkcí ekosystému, zvýšené riziko sesuvů půdy a povodní, ztráta biodiverzity, poškození městské infrastruktury a v závažných případech vysídlení obyvatelstva.
Jak mohou pomoci jaderné techniky?
Erodovaná půda se nemusí zotavit po mnoho let, proto je důležité správně vyhodnotit rozsah eroze a množství ztracené půdy a také optimalizovat hospodaření s půdou a provádět opatření na ochranu půdy. Zde mohou pomoci jaderné techniky. Pro boj s erozí půdy se nejčastěji používá metoda měření RNV a rozboru CSSI. Metoda měření RNV nám umožňuje určit stupeň eroze a množství ztracené půdy a analýza CSSI nám umožňuje identifikovat oblasti nejvíce náchylné k erozi.
Na základě získaných dat lze realizovat půdoochranná opatření, jako je terasování, vrstevnicové a pásové hospodaření, minimální zpracování půdy, neobdělávání půdy, mulčování, používání krycích plodin, erozních hřebenů a rýh. Podívejte se na ukázky naší práce na Madagaskaru a Ugandě.
Metoda měření radionuklidů obsažených ve spadu (RNV)
Radionuklidy obsažené ve spadu (RF) se usazují na zemi spolu s deštěm. Koncentrace RNW v půdě je extrémně malá a pro člověka neškodná, nicméně přesné stanovení této koncentrace pomocí jaderných metod může pomoci vypočítat rychlost a rozsah eroze. (Obrázek: A. Vargas/IAEA)
RNV lze nalézt po celém světě, nejběžnější je cesium-137 (Cs-137). Většina se uvolnila do atmosféry při testování jaderných zbraní v 1950. a 1960. letech XNUMX. století spolu s deštěm postupně padala na zem a byla absorbována do ornice;
Koncentrace RNV v půdě je nevýznamná a pro člověka neškodná. Lze jej však měřit pomocí gama spektrometrie a použít k odhadu rychlosti a rozsahu eroze. Při erozi ornice koncentrace Cs-137 v oblasti klesá a tam, kde se výsledná půda pohybuje, koncentrace Cs-137 stoupá. Sledování redistribuce RSF umožňuje odborníkům přesně určit, kolik půdy bylo přemístěno a uloženo jinde. Kromě toho musí být pro analýzu dat vybrána jiná lokalita, která nebyla vystavena erozi nebo ukládání erodované půdy. Toto kontrolní místo, kde se obsah RNF měnil pouze v důsledku radioaktivního rozpadu, představuje standardní podmínky v této oblasti a slouží pro srovnávací účely. Obsah ROM erodovaného místa a místa, kde byla erodovaná půda přemístěna, se poté porovná s kontrolním místem, aby se vypočítalo množství půdy, která byla erodována nebo uložena na novém místě.
Kromě Cs-137 se ke sledování eroze půdy používají také dva další radionuklidy nalezené ve spadu: olovo-210 (Pb-210) a berylium-7 (Be-7).
Použití RNV k monitorování eroze půdy je pohodlnější, levnější a méně pracné než tradiční metody, jako je měření objemového přemístění půdy nebo měření pohybu sedimentů v prostorovém měřítku napříč pozemky různých velikostí. Metoda měření RNC je užitečná zejména při studiu vlivu různých typů využití půdy na rychlost eroze a účinnost různých půdoochranných opatření. Tyto informace jsou nezbytné pro rozvoj strategií, výběr nejvhodnějších opatření a provádění programů ochrany půdy.
Metoda komponentově specifických stabilních izotopů (CSSI analýza)
Vědci mohou monitorovat přítomnost stabilních izotopů, jako je uhlík-13, v půdě, aby identifikovali ohniska eroze a identifikovali vliv různých způsobů využití půdy a plodin na výskyt eroze. (Obrázek: A. Vargas/IAEA)
Metoda měření RNV pokrývá mnoho, ale ne všechny aspekty monitorování a analýzy půdní eroze. Z tohoto důvodu se ke stanovení původu sedimentů a erozí na velkých plochách, jako jsou povodí, používá komponentně specifická stabilní izotopová analýza (CSSI analýza). Byl navržen speciálně pro tyto účely.
CSSI analýza měří stabilní izotop uhlíku-13 (C-13) k identifikaci různých zdrojů půdní organické hmoty. To je možné, protože každá rostlina má svůj vlastní podpis C-13, který se ukládá v půdě, když se rostlinná tkáň rozpadá. To umožňuje identifikaci ekosystémů a využití půdy, které ovlivňují půdní organickou hmotu. Analýza C-13 vyžaduje vzorky složek rostlinné tkáně, které se v půdě nerozkládají a jsou stabilní. Pro tento účel jsou nejvhodnější mastné kyseliny přítomné v kořenech rostlin. Když se rostlinná tkáň rozkládá, mastné kyseliny se stávají součástí půdní organické hmoty. Mají jedinečné stabilní izotopové podpisy, které lze analyzovat a používat téměř jako otisk prstu.
Pomocí analýzy CSSI vědci porovnávají otisky prstů sloučenin v půdě s otisky prstů ekosystémů vybrané oblasti. Odebráním vzorku erodované půdy nebo sedimentu ve vodních plochách mohou vědci určit jeho zdroj a také oblasti nejzranitelnější vůči erozi. Tyto informace jsou cenné pro stanovení jasných opatření na ochranu půdy. Podívejte se na příklad naší práce v této oblasti v Myanmaru.
Jakou roli hraje MAAE?
- MAAE spolupracuje s FAO, aby pomohla více než 60 zemím používat jaderné techniky k detekci, monitorování a kontrole eroze půdy prostřednictvím programu technické spolupráce a společného centra FAO/IAEA pro jaderné techniky v potravinářství a zemědělství.
- MAAE a FAO podporují výměnu osvědčených postupů poskytováním pokynů k používání SAM pro monitorování eroze půdy a hodnocení účinnosti opatření na ochranu půdy, jakož i na používání specifických SAM, jako jsou Cs-137 a Be-7 .
- MAAE také zveřejnila pokyny pro sledování sedimentů pomocí analýzy CSSI.
- V zemích Asie a Tichomoří, Afriky, Latinské Ameriky a karibských oblastí sdílí MAAE s vědci znalosti o jaderných technikách a pomáhá jim prostřednictvím regionálních projektů zaměřených na boj proti degradaci půdy a sedimentaci ve vodních útvarech a na zlepšení produktivity půdy. ke zlepšení potravinové bezpečnosti.
- MAAE spolupracuje s Úmluvou OSN o boji proti desertifikaci (UNCCD), aby podpořila šíření nejlepších postupů hospodaření s půdou, zejména v oblastech, které jsou zranitelné nebo náchylné k erozi půdy.
- MAAE pracuje na dosažení cíle 15.3 v rámci Cíle udržitelného rozvoje OSN neutralizovat degradaci půdy, jehož cílem je bojovat proti dezertifikaci, obnovovat degradovanou půdu a půdu a vytvořit svět bez degradace půdy.
Související materiály
Jaderné techniky pomáhají odhadnout hloubku eroze půdy v Ugandě
Kontrola eroze a degradace půdy na Madagaskaru pomocí jaderných technik
Tunisko testuje tradiční metodu ochrany půdy s využitím radionuklidů spadu
Radionuklidová analýza byla použita k aktualizaci mapy eroze půdy v Srbsku a objasnění potřeb zachování úrodnosti půdy.
Jaderné techniky poskytují důkazy o vysoké míře eroze půdy v Beninu
Související zdroje
- Kontrola eroze půdy
- Studium eroze půdy pomocí radionuklidů (v angličtině)
- Pokyny pro použití depozičních radionuklidů k posouzení eroze a účinnosti strategií ochrany půdy
- Použití cesia-137 ke sledování eroze půdy
- Průvodce sledováním sedimentu pomocí techniky stabilního uhlíkového izotopu specifického pro součást (anglicky)
- Společné centrum FAO/IAEA pro jaderné techniky v potravinářství a zemědělství
Úřad Rosselchoznadzor pro Altajské území a Altajskou republiku v souvislosti se zahájením jarních terénních prací upozorňuje zemědělské výrobce na nutnost ochrany orné půdy před erozními procesy.
Jedním z důležitých faktorů, který má negativní vliv na produktivitu půdy, je eroze (destrukce svrchní úrodné vrstvy půdy vlivem přírodních a antropogenních sil). Čím intenzivněji je půda využívána, tím větší úsilí je třeba vynaložit na udržení její úrodnosti. Iracionální využívání půdy vede k rychlému vyčerpání půdy, což ji v konečném důsledku činí zcela nevhodnou pro zemědělství.
Povrchová vrstva půdy je ničena vodou nebo větrem, podle toho je zvykem rozlišovat vodní a větrnou erozi půdy.
K vodní erozi dochází především na svazích, ze kterých je svrchní úrodná vrstva půdy smývána vodou z tání nebo vodou ze zavlažovacích kanálů. V důsledku toho se začnou tvořit rokle a rokle a velmi brzy začne oblast ztrácet své úrodné vlastnosti. Vodní eroze je obvykle klasifikována na základě několika dalších důvodů.
Na základě rozdělení vodního toku se dělí na povrchové a liniové. V prvním případě proudění vody smývá pouze svrchní humusovou vrstvu, ve druhém pak prudký proud vody vede nejen k vyplavování svrchní vrstvy půdy, ale i k destrukci podložních hornin, ve druhém pak dochází k silnému proudění vody, které vede nejen k vyplavování svrchní vrstvy půdy, ale také k destrukci podložních hornin. v tomto případě je mnohem obtížnější obnovit půdu.
Dochází k přirozené a antropogenní erozi. První nastává pouze působením přírodních sil a zpravidla nemá významný vliv na úrodnost půdy. Druhý vzniká kvůli iracionálnímu hospodaření a může rychle vyřadit pozemek z výroby kvůli zničení plodné vrstvy.
Větrná eroze se vyskytuje především ve stepních oblastech s velkými otevřenými plochami, jedná se o zvětrávání úrodných půdních částic v oblastech nechráněných vegetací. Větrná eroze může pokrýt velké plochy, nejčastěji je nebezpečná pro masy suchých oblastí, oblasti trpí právě příliš aktivní ekonomickou činností člověka.
Ochrana půdy před erozí je jednou z prioritních oblastí zemědělské techniky. Sleduje dva cíle – zabránění erozi a zvětrávání úrodné půdní vrstvy a zvýšení produktivity zemědělství tyto cíle jsou od sebe neoddělitelné; Dnes je vyvinuta a úspěšně aplikována široká škála opatření na ochranu zemědělské půdy před vyčerpáním.
Ochrana půdy před vodní erozí je celý komplex agrorekultivačních a hydrorekultivačních opatření, která musí být provedena podle předem dohodnutého plánu.
Rozsah prací na ochraně půdy zahrnuje tyto hlavní oblasti:
— organizační a ekonomická práce; zahrnují periodickou kontrolu polí s vypracováním plánů a map, komplexní vyhodnocení erozních procesů, vypracování akčního plánu a sledování jejich plnění; Předběžné plánování je jedním z důležitých faktorů úspěchu při kontrole eroze.
— agrorekultivační opatření jsou systémem střídání plodin, který zohledňuje ochranu půdy; zahrnuje výsadbu víceletých plodin, rozmístění pěstovaných rostlin v pásech na svazích, vývoj a instalaci systému zadržování sněhu, aby se zabránilo smývání půdy vodou z tání, kromě toho opatření zahrnují aplikaci minerálních a organických hnojiv; hlavním úkolem v této fázi je minimalizovat vymývání půdy vodou z tání a zabránit vyčerpání půdy;
— ochrana lesů — a zavlažování a odvodňování půdy; zahrnuje výsadbu lesních pásů na svazích, výstavbu kanálů pro odvádění roztáté vody, terasování svahů, vytváření přehrad a umělých nádrží; Tato opatření umožňují nasměrovat odvodnění po přísně vymezených trasách a chránit hlavní zemský masiv.
Práce na ochraně půdy před vodní erozí závisí také na úrovni svahu. V oblastech s mírným sklonem nepřesahujícím 2 stupně lze povrchový odtok snadno minimalizovat výsevem do příčných pruhů nebo výsadbou rostlin podél vrstevnice.
Na polích umístěných ve sklonu do 6 stupňů se používá široká škála metod ochrany půdy, včetně stupňovité orby, rýhování, rytí a dalších technik.
Při silnějším sklonu se na hřišti vytvářejí ochranné pásy z vytrvalých trav. Pro 40 metrů výsadby pěstovaných rostlin by měla být šířka ochranného travnatého pásu minimálně 7 m Šířka ochranného nárazníkového pásu závisí na strmosti svahu: čím je vyšší, tím širší by měly být pásy. Výsadba řádkových plodin na strmých svazích je zakázána.
Soubor opatření pro boj proti vodní erozi umožňuje dosáhnout dobrých výsledků a zajistit zachování půdy po mnoho let. Stav půdy je nutné pravidelně sledovat a upravovat aplikovaná ochranná opatření.
Ochrana půdy před větrnou erozí je soubor opatření, která mají zabránit zvětrávání půdy a zajistit zachování vrchní úrodné vrstvy. K tomuto účelu se používá půdoochranné střídání plodin, které zahrnuje umístění obilných plodin a víceletých trav v pásech. Ochrana proti erozi navíc vyžaduje opatření k akumulaci vláhy a vytvoření ochranných lesních nárazníkových pásem.
Hlavním způsobem ochrany země před větrnou erozí je vytvoření hustého vegetačního krytu, který zabrání postupnému zvětrávání půdních částic.
Tam, kde větrná eroze představuje vážnou hrozbu pro udržení výnosů plodin, jsou pole střídání plodin umístěna napříč převládajícím směrem větru. Kromě toho je nežádoucí umisťovat silnice a lesní pásy podél svahů.
Existuje několik běžných metod boje proti větrné erozi:
— výsadba keřů vysokých plodin; takové rostliny se stávají účinnou ochrannou bariérou větru a výrazně snižují jeho rychlost a negativní dopad na půdu; rozšiřuje se výsev víceletých trav a ozimých plodin, zkvalitňují se krmné plochy;
-opatření pro akumulaci vlhkosti; za tímto účelem se vysazují závěsy vysokých rostlin, jako je hořčice nebo kukuřice; výsadba se provádí v polovině července: v tomto případě rostliny rostou rychle, ale již nevytvářejí semena; výsadba křídel umožňuje zajistit rovnoměrné rozložení sněhu v zimě a zabránit negativnímu dopadu silného větru na půdu;
— zadržování sněhu pomocí intersticiálního zhutňování sněhu; umožňuje snížit promrzání půdy a zajistit její intenzivní vláhu na jaře, což má pozitivní vliv na produktivitu a chrání kořeny rostlin před zamrznutím.
Takové jednoduché zemědělské techniky vám umožní získat dobré výsledky a udržet úrodnost půdy. K ochraně před větrnou erozí jsou navíc vysázeny větrolamy, které jsou umístěny na hranicích polí určených pro střídání plodin
Připomínáme, že část 2 čl. 8.7 zákoníku Ruské federace o správních deliktech stanoví správní odpovědnost za nedodržení stanovených požadavků a povinných opatření ke zlepšení, ochraně a ochraně půdy před větrnou a vodní erozí a předcházení dalším procesům a jiným negativním vlivům na životní prostředí, které se zhoršují. kvalitu půdy.