Основной качественной характеристикой земельных ресурсов, используемых в сельском и лесном хозяйстве, является плодородие, обусловленное особыми свойствами самого верхнего слоя — почвы.

Почва представляет собой самостоятельное природное тело, обладающее только ей присущими строением, составом и свойствами. В то же время почвы — эти средство производства в сельском и лесном хозяйстве. Факторами почвообразования выступают поверхностные слои литосферы, живые организмы (растения, животные, микроорганизмы), климат, рельеф, хозяйственная деятельность человека.

Способность почвы обеспечивать растения необходимым количеством питательных элементов, воды и воздуха называют ее плодородием.

Важнейшие факторы плодородия почвы:

· достаточное содержание в ней необходимых для развития растений питательных веществ (азота, фосфора, калия, кальция и др.);

· наличие доступной для растений влаги в течение всего вегетационного периода;

· хорошая аэрация, облегчающая развитие корневых систем растений и жизнедеятельность микроорганизмов.

Различают естественное и искусственное плодородие. Естественное (потенциальное) плодородие обусловлено общим запасом в почве питательных веществ и влаги, что зависит от таких природных факторов, как, например, содержание гумуса, механический состав и др. Искусственное плодородие воспроизводится путем агротехнических мероприятий и мелиорации, поэтому зависит прежде всего от культуры земледелия и предполагает использование элементов плодородия в данном году. Рациональное сочетание естественного и искусственного плодородия образует экономическое (эффективное) плодородие. Главный прием регулирования запасов питательных веществ в почве, в особенности в доступных растениям подвижных формах, — внесение минеральных и органических удобрений. Оптимальная влажность в почве достигается с помощью агро- и гидротехнических мероприятий.

Изменчивость факторов почвообразования в пространстве и во времени обусловливает большое разнообразие типов почв в природе. В современных классификациях их выделяют свыше 100, но для упрощения объединяют в более высокие единицы.

Почвенный покров довольно сложен как по составу, так и по основным свойствам (всего выделено 11 типов почв). Это связано с пестротой почвообразующих и подстилающих пород, различной степенью увлажнения, окультуренности пахотных земель. Под влиянием многих процессов почвообразования сформировались, в частности, следующие типы почв: дерново-карбонатные (занимают 0,2 % территории), дерново-подзолистые (45,1 %), дерново-подзолистые заболоченные (9,0 %), торфяно-болотные (14,4 %), пойменные (8,4 %),

Рациональное землепользование может повышать естественное плодородие почв, улучшать состояние земельных ресурсов, увеличивать природный потенциал плодородия. Неправильное, расточительное хозяйствование, напротив, привода к значительным потерям земельного фонда вследствие возникновения и развития процессов эрозии, засоления, иссушения заболачивания и т.п.

Одна из основных причин ухудшения качества земельных ресурсов — ускоренная эрозия почвы (от лат. erosio — разъедание), т.е. разрушение поверхностными водами и ветром верхних, наиболее плодородных горизонтов и подстилающей почвообразующей породы. Возникающая под влиянием хозяйственной деятельности человека эрозия часто приводит к полному разрушению почвы.

Водная эрозия представляет собой смыв почвы талой или ливневой водой. Неровности микрорельефа способствуют образованию промоин. При больших уклонах поверхности и на длинных склонах в результате водной эрозии почв возникают овраги. Наибольших размеров эрозия почвы достигает на распахиваемых землях, особенно на почвах легкого механического состава.

Интенсивное перемещение частиц почвы и подстилающих ее пород по земной поверхности, обусловленное ветром, называют ветровой эрозией. Она наблюдается в любое время года и при любой силе ветра, но наиболее интенсивно — весной при сильных ветрах, когда почва взрыхлена и не покрыта растительностью. Ветровая эрозия проявляется в виде пыльных (черных) бурь и местной (повседневной) эрозии.

Вследствие эрозии почвы на земном шаре в XX в. выбыло из сельскохозяйственного оборота несколько десятков миллионов гектаров пахотных земель, а сотни миллионов гектаров нуждаются в проведении противоэрозионных мероприятий. Наибольших размеров эрозия почвы достигла в США, Канаде, странах Средиземноморья, Ближнего Востока, Южной Азии, в Китае и Австралии. В странах СНГ эрозия почвы распространена имущественно в степной и лесостепной природных зонах. По данным почвенных исследований, эродированные и эрозионноопасные земли на сельскохозяйственных угодьях занимают 4015,6 тыс. га, в том числе на пахотных 2587 тыс. га. Преобладает водная эрозия: под оврагами занято более 11 тыс. га земель. В результате овражной эрозии сокращается площадь пахотных земель, понижается уровень грунтовых вод, возникают трудности с использованием сельскохозяйственной техники. Ветровая эрозия получила наибольшее распространение на Полесье, где значительные площади занимают песчаные и мелиорированные торфяно-болотные почвы. В результате эрозии на склонах с каждого гектара ежегодно смывается примерно 18 т мелкозема, в котором содержится 120—200 кг гумуса, 5—6 кг фосфора и калия, 8—10 кг азота. Не менее 3 т мелкозема переносится ветром, что приводит к большим потерям не только питательных веществ, но и продуктивной влаги. Одновременно загрязняются водоемы. Наибольший ущерб эрозия почв наносит сельскому хозяйству страны: на слабосмытых почвах снижение урожайности различных сельскохозяйственных культур составляет 5—20 %, на сильносмытых почвах — до 30—60 %.

Уменьшить негативные последствия эрозии земель и предотвратить ее дальнейшее развитие можно посредством комплекса организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и других противоэрозионных мероприятий. В условиях Беларуси необходимо запретить или ограничить рубку леса в эрозионно опасных местах, регулировать пастьбу скота и соблюдение правил вспашки земель, сева на крутых склонах (поперек склона), регулировать стоки, укреплять овраги и склоны, вести облесение и залужение эродированных земель и т.д.

Во многих регионах земного шара усиливается аридизация (снижение увлажненности) обширных территорий, под угрозой распространения пустынь находится пятая часть суши. По подсчетам специалистов ООН, за вторую половину XX в. площадь Сахары разрослась на 650 тыс. км², ее край ежегодно продвигается на 1,5—10 км, а Ливийской пустыни — до 13 км. Развитие орошаемого земледелия в условиях аридного климата с длительным сухим сезоном вызывает вторичное засоление почв — накопление в верхних горизонтах почвы вредных для растений солей. Это явление наблюдается почти на половине площади орошаемых земель мира.

Земля (прежде всего почвенный покров) подвержена различным внешним воздействиям, приводящим к нарушению физических, физико-химических, химических, биологических и биохимических свойств почвы, т.е. вызывающим ее загрязнение.

Загрязнение земель — это внесение химических загрязнителей в количествах и концентрациях, превышающих способность почвенных экосистем к их разложению, утилизации и включению в общий круговорот веществ, и обусловливающее в связи с этим изменение физико-химических, агротехнических и биологических свойств земли, снижение ее плодородия и ухудшение качества производимой продукции.

Причины загрязнения почв в больших масштабах следующие:

· открытые разработки полезных ископаемых;

· покрытие поверхности земли отвалами, пустой породой*

· неорганические отходы промышленности;

· засорение веществами, переносимыми воздухом;

· заражение радиоактивными веществами;

· сельскохозяйственная деятельность, работа транспорта и коммунально-бытовых предприятий.

Значительную опасность для здоровья человека представляет загрязнение земель тяжелыми металлами (железо, марганец, цинк, медь, молибден). С одной стороны, это микроэлементы, необходимые растениям в малых количествах и потому используемые в сельском хозяйстве. С другой — если их концентрация превышает допустимую норму, они становятся токсичными для человека и животных.

На территории страны, наибольшему загрязнению подвержены почвы в городах и зонах их влияния. Как известно, почве свойственно накапливать загрязняющие вещества, а с атмосферными осадками, аэрозольными выпадениями, бытовыми и производственными отходами на поверхность городских земель поступает огромное количество разнообразных химических веществ. Накопившись за длительный период в почвенной толще, они становятся источником вторичного загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод.

Содержание загрязняющих веществ в почвенном покрове городов варьируется в широких пределах: от близких к фоновым минимальных значений в районах новостроек до концентраций, в десятки раз превышающих фоновые, в зонах влияния промышленных предприятий и старообжитых районах городов. Максимальное содержание свинца установлено в почвах Новополоцка (370 мг/кг), Светлогорска (183,3), Бреста (178,2), Речицы (128,2), Волковыска (109,2); цинка — в почвах Гродно (441,0), Бобруйска (219,0), Борисова (134,0), Орши и Витебска (129,0); кадмия — в почвах Светлогорска (3,5), Бреста (2Д)» Лунинца (1,6), Орши и Полоцка (1,3); меди — в почвах Минска (137,6) и Орши (86,0 мг/кг).

Оценить опасность загрязнения почв можно, сопоставив содержание загрязнителей в почвах с санитарно-гигиеническими нормативами. Чаще всего в городских почвах отмечается повышенное содержание свинца и цинка. Более трети проб, отобранных в Гомеле, Орше, Минске и Слониме, показали загрязненность свинцом выше опасного уровня. Около трети проб, взятых в Витебске, Бобруйске и Воложине, оказались загрязнены цинком выше допустимых значений. Значительно реже встречается сверхнормативное загрязнение городских почв медью, кадмием, никелем и марганцем.

Для сравнительной характеристики уровней загрязнения почв в городах специалистами рассчитываются суммарные показатели загрязнения почв каждого из них. Наиболее загрязнены почвы в Минске и Орше, а также в Гомеле, Витебске, Бобруйске, Гродно, Могилеве, Речице, Кричеве, Воложине, Бресте, Слуцке, Слониме, Калинковичах и Волковыске. В группу с высоким загрязнением вошли: крупные промышленные центры; средние города, в которых продолжительное время функционируют металлообрабатывающие предприятия; малые города, размещенные на пересечении автомобильных дорог.

Повышенный уровень загрязнения отличает средние города Жодино, Борисов и Полоцк. Это результат совокупного влияния промышленных выбросов, работы автотранспорта, твердых отходов от функционирования промышленности и сферы потребления.

Незначительный уровень загрязнения почв характерен для малых городов, а также средних, в которых нет металлообрабатывающих и машиностроительных предприятий.

От загрязнения тяжелыми металлами страдают пригородные земли и придорожные полосы. Так, повышенное содержание свинца выявлено в пригородных зонах Минска, Гомеля, Могилева, хотя и здесь есть небольшие участки, располагающиеся по направлению господствующих ветров, с загрязнением почв на уровне ПДК (32 мг/кг) или несколько выше. Вдоль автомобильных дорог межгосударственного (Брест — Москва, Санкт-Петербург — Одесса), республиканского (Минск — Слуцк, Минск — Логойск) и местного значения (Заславль — Дзержинск) загрязнение почв наблюдается на полосе 25—50 м от полотна дороги (ее ширина зависит от рельефа местности и наличия лесозащитных полос). Максимальное содержание свинца в почве, превышающее фоновое значение в среднем в 2—2,3 раза, отмечено на расстоянии 5—10 м от автотрассы.

Участки, загрязненные тяжелыми металлами, встречаются и в поймах рек, пересекающих промышленные центры. Так, в отдельных местах поймы Свислочи содержание в почве подвижных форм меди, цинка, кадмия и других металлов многократно превышает предельно допустимые уровни.

Загрязнение, связанное с сельскохозяйственным производством, проявляется как избыточное накопление химических веществ в результате известкования кислых почв, внесения минеральных удобрений и пестицидов, а также чрезмерного полива сельскохозяйственных угодий стоками животноводческих комплексов. В целом по республике избыточное накопление биогенных элементов выявлено на 6 % пахотных земель.

К негативным явлениям, связанным с применением минеральных удобрений, относится загрязнение почв, грунтовых и поверхностных вод нитратами. При этом необходимо учитывать роль нитратов как обязательного участника круговорота азота в природе, источника азотного питания растений. Опасность представляет избыточное содержание нитратов в воде, пище и кормах, которое обусловлено неоправданно высокими дозами применения азотных удобрений и их неравномерным распределением по пашне. Для предотвращения негативного действия нитратов под все сельскохозяйственные культуры применительно к разным типам почв разработаны оптимальные дозы внесения азотных удобрений, которые гарантируют получение чистой продукции и исключают загрязнение окружающей среды.

Рациональная система применения минеральных и органических удобрений предполагает обоснованное определение их видов, норм, сроков и способов внесения в почву. Это существенно сокращает как потери питательных веществ, так и возможность попадания химических элементов из почвы в грунтовые воды и водоисточники, накопления остаточных веществ в почве и растениях.

Для предотвращения загрязнения почв пестицидами необходимо прежде всего разработать систему защиты растений с ограниченным применением ядохимикатов, исключить проявление ветровой и водной эрозии, обратить особое внимание на точные дозы вносимых химикатов, в частности способами опрыскивания.

Рациональное применение гербицидов учитывает свойства почв, особенно содержание органического вещества. Как показывает отечественный и зарубежный опыт, при научно обоснованном применении гербицидов, правильно определенной дозе не возникает существенной опасности. В перспективе расширение биологических методов защиты растений, восстановление плодородия почв, борьба с сорной растительностью исключают или существенно ограничивают применение многих химических методов в сельском хозяйстве.

Одной из наиболее серьезных проблем является радиоактивное загрязнение земель. Почва обладает способностью накапливать радиоактивные вещества (стронций, цезий, плутоний и др.), которые затем вместе с питательными веществами переходят в сельскохозяйственные растения, животных, а через них — к человеку.

Как ранее отмечалось, радиоактивное загрязнение окружающей среды в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС в наибольшей мере затронуло Беларусь, на долю которой пришлось 34 % общего количества выпавшего на европейском континенте цезия-137 (доля России — 24 %, Украины — 20 %, остальных стран — 22 %). Загрязнению радионуклидами подверглась значительная часть территории республики. На площади 46,5 тыс. км² (23 % всего земельного фонда), около трети которой — сельскохозяйственные земли, плотность загрязнения цезием-137 составила 1 Ku/км² и более. В результате 2,64 тыс. км² были исключены из сельскохозяйственного оборота. Более других пострадали Гомельская (64 % территории загрязнено) и Могилевская (30 %) области.

К концу 2008 г. содержание цезия-137 в почве сократилось примерно на 20 % по причине его естественного распада. Кроме того, установлено снижение подвижного цезия-137 вследствие перехода в необменно-поглощенное состояние, что привело к снижению его доступности для растений в среднем в 1,5 раза. В связи с этим из категории радиационно-опасных исключено и вовлечено в сельскохозяйственный оборот около 7 тыс. га земель, Однако остаются загрязненными значительные площади сельхозугодий: в целом — 1018,8 тыс. га (13,3 % общей площади сельхозугодий), в Гомельской области —. 578,0 тыс. га (47,0 %), в Могилевской — 274,5 тыс. га (23,8 %),

Загрязнение земель стронцием-90 носит более локальный характер. Уровни загрязнения почвы в пределах 0,15 Ku/км² и более выявлены на площади 2110 тыс. га, что составляет примерно 10 % территории страны. Максимальные уровни содержания стронция-90 в почве отмечены в границах 30-километровой зоны вокруг ЧАЭС и достигают 48,6 Ku/км² в Хойникском районе Гомельской области. Следует отметить, что поражение стронцием-90 произошло в пределах зон выпадения цезия-137.

Всевозрастающее загрязнение земель, подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха связано с накоплением отходов производства и потребления. По некоторым оценкам, количество отходов в мире достигло уже критической массы. Для того чтобы их разместить, из хозяйственного оборота изымаются все новые и новые земли. Образование и накопление отходов производства и потребления ведет к нарушению экологического равновесия природной среды и представляет реальную угрозу здоровью людей. В зависимости от источников образования отходы делятся на производственные и бытовые (отходы потребления).

Отходы производства — это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся в процессе производства продукции или выполнения работ и потерявшие (полностью или частично) исходные потребительские качества; а также это попутные вещества, которые образуются в процессе производства, но не находят в нем использования. По физико-химическому составу отходы делятся на твердые, жидкие и газообразные. Основной объем составляют твердые отходы, образующиеся по всей цепочке переработки сырьевых ресурсов. Жидкие отходы — это растворенные в использованной воде вещества, сбрасываемые в открытые водоемы, канализацию или поступающие на очистные сооружения, где их превращают в твердые осадки. Примером газообразных отходов могут служить газы, образующиеся при разложении мусора.

Отходы потребления — изделия и материалы, которые потеряли потребительские свойства в результате своего физического или морального износа. К отходам потребления относятся и твердые бытовые отходы, образующиеся в процессе жизнедеятельности людей.

Особую группу составляют опасные отходы, создающие непосредственную или потенциальную угрозу для здоровья человека или состояния окружающей среды вследствие своей токсичности и способности вступать в реакцию с другими веществами (отходами) и окружающей средой.

На территории страны ежегодно образуется около 22 млн т отходов производства и производственного потребления. Из них не более четверти используется (утилизируется), а остальные либо вывозятся на полигоны, где накапливаются, либо хранятся на территории предприятий, либо сжигаются или сливаются в канализацию, водоемы, либо вывозятся в несанкционированные места. Общее многолетнее накопление отходов промышленного комплекса страны на конец 2007 г. составляло 870 млн т.

Развитие промышленности, строительство городов и гидротехнических сооружений, прокладка путей сообщения приводят к нарушению земной поверхности, значительным изменениям природных ландшафтов. Почвенный покров деформируется при открытой разработке полезных ископаемых. Предприятия добывающих отраслей используют для технологических нужд значительные площади сельскохозяйственных и лесных земель, которые качественно изменяются в процессе выработки. Нарушенные земли — выемки карьеров, провалы поверхности на шахтных полях, природные отвалы карьеров и шахт, шлаконакопители и хвостохранилища обогатительных фабрик, золоотвалы электростанций — характеризуются низкой хозяйственной ценностью. Они загрязняют окружающую среду вредными токсичными веществами, ухудшают санитарно-гигиенические условия жизни людей, осложняют использование земель.

В настоящее время открытым способом разрабатывается около 300 месторождений местных строительных материалов (глина, песок, песчано-гравийные материалы, строительный камень и др.), ведется добыча нефти, калийной и поваренной соли, промышленная добыча торфа. На начало 2009 г. площадь нарушенных земель составляла 22,3 тыс. га, или 0,1 % территории страны, причем больше всего таких земель в Минской и Гродненской областях.

Для восстановления нарушенных земель требуется рекультивация — комплекс работ, направленных на воспроизводство продуктивности и народнохозяйственной ценности разрушенных земель, улучшение условий природной среды. Процесс восстановления земель складывается из горно-технической и биологической рекультивации.

Природные особенности, специфика объектов рекультивации, высокие удельные затраты обусловили преимущественное развитие лесохозяйственного направления рекультивации. Таким способом половина земель восстанавливается, а вторая — примерно в одинаковых пропорциях рекультивируется для строительных, сельско- и водохозяйственных целей. Следует отметить, что объемы работ по рекультивации земель в стране за последнее десятилетие постоянно сокращаются (2000 г. — 3,2 тыс. га; 2008 г. — 1,5 тыс. га).

Одним из основных способов рационального использования земельных ресурсов является мелиорация — совокупность организационно-хозяйственных и технических мероприятий по коренному улучшению земель, имеющих неблагоприятные водный и воздушный режим и физико-химические свойства, подверженных вредному механическому действию ветра или воды. Наиболее распространена гидротехническая мелиорация, т.е. осушение или орошение почв, обводнение пастбищ. Водный жим почв изменяют такими специфическими методами снегозадержание, промывка, дренаж, регулирование стока и для улучшения физического состояния почв проводят уборку камней, пескование глинистых почв и др.

Мелиорация земель получила широкое распространение в странах СНГ (Россия, Беларусь, государствах Центральной Азии и др.), а также в других регионах мира с аридным климатом. Масштабы мелиоративного воздействия на природу огромны. Большие площади земель на планете резко изменили свой облик в результате строительства водохранилищ, прудов, дамб, дренажных сетей и пр.

Территория Беларуси относится к зоне избыточного увлажнения, 1,4 млн га (6 %) заняты болотами, из них более 80 % — низинные. Впервые осушительные работы были проведены во второй половине XIX в., значительно расширены в 1920— 1930-е гг. и особенно активизировались в 1960-е гг. В настоящее время осушено 3,5 млн га переувлажненных земель, в том числе 3,0 млн га сельскохозяйственных земель.

Мелиорированные земли отличаются более высокой урожайностью. В 1970—1980-е гг. они давали около четверти валовой продукции растениеводства. Однако после чернобыльской катастрофы значительная их площадь оказалась загрязненной радионуклидами и была выведена из сельскохозяйственного оборота. На начальных этапах осушение земель велось без учета природоохранных факторов и нанесло значительный экологический вред. Позднее разработка научно обоснованных мелиоративных проектов позволила построить крупные водохранилища, создать мелиоративные системы двустороннего регулирования водно-воздушного режима, лесоохранные полосы и др.

Почвенные обследования, проведенные в колхозах и госхозах, выявили 3,8 млн га избыточно увлажненных сельскохозяйственных земель, из которых около 1,5 млн га требуют первоочередного осушения. Однако в перспективе новое мелиоративное строительство в широких масштабах не предвидится. Признано целесообразным направлять выделяемые на мелиорацию ресурсы прежде всего на техническое содержание и реконструкцию ранее построенных систем.

Орошение получило ограниченное развитие (2001 г. — 115,0 тыс. га; 2009 г. — 53,0 тыс. га) главным образом на плантациях овощных культур.