Как происходит засоление почвы? Засоление и осолонцевание почв.

Одним из лимитирующих факторов сельскохозяйственного производства всегда оставалась влага. А длительная засуха способна вредить не только растениям, но и их месту обитания - почве.

Одним из лимитирующих факторов сельскохозяйственного производства всегда был и остается водный режим. Особенно дефицит влаги ощущается в южных регионах, а вследствие почвенной засухи появляется и новая проблема – засоление. В литературе критическим засолением считается содержание водорастворимых солей в концентрации 1% от веса почвы. Но эта цифра не слишком практична, когда речь заходит о сельскохозяйственном производстве. Большинство культур угнетается уже при содержании солей в концентрации 0,25%, которую и принято считать порогом засоления. Но в некоторых случаях мелиорация необходима при содержании токсичных солей в концентрации всего 0,05% (0,5 кг на тонну грунта). Как вывод, даже зная точное содержание солей в почве, не всегда можно объективно оценить ситуацию.

Как известно, все соли, подобно магниту, состоят из двух противоположно заряженных частиц: катионов и анионов. Логично, что тип засоления почвы зависит от того, каких частиц больше всего в обеих группах. Анионы представляют, как правило, сульфаты и хлориды (сульфатное, хлоридное, хлоридно-сульфатное и сульфатно-хлоридное засоление), а также карбонаты (и гидрокарбонаты). Ко второму полюсу магнита – к катионам, преимущественно, относят: магний, кальций и натрий (содовое засоление). Не зная химического состава солей в почве, провести их мелиорацию невозможно. Видимых различий между этими типами засоления очень мало, поэтому даже эксперт не сможет с точностью диагностировать проблему визуально.
Первопричиной засоления служит водный режим, который зависит, в наших условиях, от «щедрости» двух основных источников влаги в грунтах: атмосферные осадки и поднятие воды с более низких горизонтов по капиллярам. Если уделить меньше внимания мерзлотному, сезонно-мерзлотному режимам, которые встречаются в северных широтах, то останутся еще 7 режимов. Заболоченные местности наглядно демонстрируют застойный режим. Разумеется, такие почвы непригодны для культивирования без предварительного осушения. Не менее характерен для зоны Полесья намывной режим, основная особенность которого – продолжительное затопление при разливе рек.
Чуть ближе к полевым условиям промывной режим. Он вызывается большим количеством осадков, которые заметно превосходят испарения, поэтому излишки влаги уходят в глубокие горизонты, унося за собой легкорастворимые соли, простые органические вещества и вообще все, что отличает бедные грунты Полесья от плодородных черноземов. Но если к промывному режиму добавляется склон, то качество почв ухудшается вследствие эрозионно-промывного режима. Тем не менее, этот режим делает почвы заметно «пресными».
Не отличается определенностью периодически промывной режим, при котором количество осадков примерно равняется интенсивности испарения, но на практике идеальный баланс наблюдается редко, поэтому такие территории, в зависимости от сезона, подвергаются промывному или непромывному режиму. Чаще всего встречается на переходе из Полесья в Лесостепь (серые лесные почвы).
Логично, что следующие два режима обусловлены дефицитом влаги, а точнее, количество осадков не способно компенсировать потери. Но между ними есть кардинальная разница: при непромывном режиме влага просачивается вниз, но в незначительных количествах (этот режим характерен для черноземов, которые редко обладают высокой водопроницаемостью) и наконец, выпотной режим говорит о неспособности осадков возместить, хотя бы, потери от испарения, которое становится «насосом» для грунтовой влаги. Именно такая ситуация становится основной причиной природного (капилярного) засоления.
Чтобы понять этот процесс, представим кастрюлю с водой. Если поставить ее на огонь, то в какой-то момент вся вода испарится, но соли останутся на стенке кастрюльки. С каждым таким кипячением слой накипи будет лишь толще. Так и происходит засоление почвы: грунтовые воды с довольно высокой минерализацией (содержанием солей) подтягиваются к верху и испаряются, оставляя соль в верхних горизонтах. Логично, что такое засоление – признак неглубокого залегания соленосных пород. В зависимости от глубины залегания грунтовых вод засоленные почвы бывают гидроморфными (водный горизонт довольно высоко – не глубже 3 метров) и автоморфными (горизонт размещен глубже).
Похожим образом возникает вторичное засоление при орошении с одной лишь разницей: соль попадает в почву с поливной водой, то есть, заносится на поле извне. Чтобы сохранить свою землю, в первую очередь, стоит улучшать качество поливной воды.

Грунтовые воды с довольно высокой минерализацией (содержанием солей) подтягиваются к верху и испаряются, оставляя соль в верхних горизонтах

Солончак и солонец

Когда бить тревогу?
Самым опасным стоит считать хлоридное засоление и его производные. В таком случае, 10-25% урожая может теряться при содержании токсичных солей в 0,05-0,15%. При доминировании сульфатов и гидрокарбонатов этот порог подымается до 0,15-0,25%. Свыше этих порогов начинается слабое засоление, а при превышении их вдвое – среднее (потеря урожайности до 50%) и так, вплоть до гибели растений
Среди катионов наиболее вредоносен натрий, но может нанести вред кальций и даже магний. Натрий становится причиной засоления чаще других катионов, особенно в Лесостепи, где он нередко встречается в виде карбонатных соединений. В Степи также доминирует натрий, но чаще в составе сульфатов и чуть меньше – хлоридов. Для сухой степи наиболее характерны хлориды натрия и магния, сульфаты натрия и кальция.
Если же содержание легкорастворимых солей выше 1%, такие почвы называют солончаками. Для них часто характерно образование солевой корки на поверхности. Совершенно отличаются от них солонцы – почвы, основной особенностью которых является не наличие водорастворимых солей, а натрий в ППК (почвенно-поглощающий комплекс). То есть, в теории, соли солончаков находятся в свободной форме (в почвенном растворе) и легко передвигаются с водой, а натрий солонцов связан, подобно тому, как фиксируются калийные удобрения.
Конечно, в обоих случаях причиной становится засоление, но мелиорация этих почв несколько отличается. Одна из возможных причин образования солонцов – рассоление солончаков, содержащих натриевые соли. По факту, в почвенном растворе может находиться нормальное содержание солей, но без должной мелиорации натрий и дальше будет находиться в ППК. Вторая версия – натрий буквально «вытаскивает» с глубоких горизонтов корневую систему растений.
В обоих случаях наличие натрия смещает реакцию среды в щелочную сторону (но если засоление кальциевое или магниевое, чаще всего сохраняется нейтральная среда). Совсем напротив, третий тип почв – солоди, характерен кислой средой. Причиной образования солодей становится не дефицит влаги, а напротив, избыток. Считается, что эти почвы тоже появляются с солончаков, поэтому в них часто наблюдается высокое содержание натрия, до 10% от ЕКО (Емкость катионного поглощения), но обилие влаги создает условия для большого присутствия в ЕКО водорода и алюминия, что и становится причиной кислой среды. Куда большую роль играет содержание натрия в ЕКО для солонцеватых почв. К таким относят при наличии первого больше 1% ЕКО. До 3%-го содержания почвы считаются слабосолонцеватыми, 3-6% – среднесолонцеватые, 6-10% – сильносолонцеватые, 10-20% – очень сильносолонцеватые и более 20% — солонцы.
Солончаки делятся на типичные (до поверхности грунта поднимаются капилярные воды, минерализацией 50 г/л и более), луговые (отсутствие дренажа, избыток влаги с не такой выраженной минерализацией), вторичные (при вторичном засолении), а также соровые (на дне высыхающих озер), болотные (по периферии болот), приморские, пустынные.

Первичная диагностика
Высокое содержание солей очень сильно влияет не только на комфорт существования растений, но и на свойства почвы.
Довольно сложно диагностировать засоление почвы, ведь основной визуальный симптом проблемы – появление кристаллов солей (солевые выцветы) на поверхности почвы или ее отдельных структурных частичках. Но это уже не только повод задуматься, а свидетельство довольно серьезной проблемы и, к счастью, до такого доходит редко. Есть и другие симптомы, например, образование корки, но к причинам ее появления можно отнести далеко не только концентрацию солей.
Очень темная и почти всегда влажная на ощупь земля – признак доминирования гигроскопических солей (хлоридов кальция и магния). При наличии большого количества мирабилита (сульфат натрия), почва может становиться рыхлой. Черный цвет солончака – признак высокого содержания карбоната натрия. При таком засолении, органические вещества выступают наружу и накапливаются в виде пленки.
Узнать в лицо солонцы поможет светлый верхний горизонт. Эти почвы становятся очень плотными при пересыхании, а при увлажнении заметно набухают и становятся липкими, что очень усложняет обработку поля. Часто встречается глыбистая структура почвы (комки грунта, размером более 5 см), а также – глянцевая пленка на их поверхности. Но похожие симптомы, например, светлый окрас, имеет дегумификация почвы, кислотная и некоторые другие формы деградации.

Агрохимический анализ
Даже один из вышеперечисленных симптомов – весомый повод провести агрохимический анализ почвы. От его результатов зависит успешность мелиорации. Стоит обратить особое внимание на следующие показатели.
Щелочная реакция среды будет свидетельствовать об осолонцевании почвы (наличие натрия). pH 7,5-8 говорит о слабом развитии процесса, 8-8,5 – о среднем, 8,5-9 – сильное развитие и более 9 – критическое. Для первичного анализа достаточно карманного pH-метра.
Другой прибор, TDS-метр, поможет определить засоление почвы. Но нужно понимать, что результаты этого исследования не слишком достоверны. Если почва слишком сухая, концентрация солей повысится и наоборот. Поэтому диагноз «засоление» нужно ставить, исследовав не почвенный раствор (TDS-метром), а пробу грунта (лабораторное исследование).
Только полноценная диагностика поможет установить тип засоления. И следующий шаг – разработка системы мелиорации.

Мелиорация засоленных почв
Самым радикальным способом мелиорации засоленных почв (солончаки) считается промывка. Но если мы вспомним кастрюлю, то станет понятно, что недостаточно просто добавить чистой воды и не выливать ее из посуды, а снова закипятить. Поэтому, обеспечив почву большим количеством воды, нужно еще и создать ей возможность выхода за границы поля. По этой причине промывку начинают с первого шага — создания дренажной системы.
Нормы расхода воды зависят от многих факторов: степень засоления, гранулометрический состав, глубина залегания грунтовых вод. Реальные цифры могут колебаться от 3 до почти 20 тысяч м3/га. В случае натриевого засоления, после промывки наш солончак, скорее всего, станет солонцом. Нельзя исключать роль и фитомелиорации, но промывка будет дешевле и быстрее. Гипсование почвы имеет место быть только при высоком содержании натрия или магния (>30% ЕКО), кальциевое засоление не решается внесением гипса (по своей сути, гипсовые материалы – это сульфат кальция).
Мелиорация солонцов гораздо сложнее. Так как натрий уже связанный в ППК (почвенно-поглощающий комплекс), промывка может лишь усугубить ситуацию. Тем не менее, в некоторых случаях также стоит создать дренажную систему, чтобы избежать вторичного засоления и позволить натрию вымываться.
Для мелиорации солонцов гипс стоит считать средством №1, но не единственным.
Даже сам по себе дренаж является одним из способов мелиорации таких почв и называется гидротехническим.
К физическому способу относятся мелиоративные приемы обработки почвы: рыхление водонепроницаемого горизонта без выноса его на поверхность.
Так ярусная вспашка на глубину 40-50 см не затронет верхний плодородный слой, но поменяет местами солонцеватый и карбонатный горизонты, частично их смешав. А на солонцах с близким залеганием природного гипса используют плантажную вспашку на глубину 55-60 см, что позволяет вынести на поверхность 5-10 см слоя, содержащего карбонаты и сам гипс, благодаря чему почва пройдет процесс самомелиорации. После такой обработки почвы поле оставляют под черным паром или пропашными культурами.
Химический способ – это внесение гипса и других мелиорантов на основе кальция, органических веществ, мобилизаторов кальция и искусственных структурообразователей.
Следует понимать, что при внесении гипса в почвенный раствор поступает сульфат натрия, а для его промывки и необходим дренаж.

Последний, но не менее стоящий внимания способ – агробиологический. Он основан на выращивании культур, корневая система которых разрыхляет водонепроницаемый слой, что создает дренаж. К таким культурам относится донник, просо, суданская трава, сорго. Наилучшие результаты достигаются при комбинировании всех 4-х способов в одной системе.

Солеустойчивость культур
Ну и последнее, что стоит учесть – разные культуры неодинаково себя ведут на засоленных почвах. Так, например, огурцы, лук, чеснок, морковь, яблони и груши не любят засоление. Производителям тепличной продукции может быть особенно знакомой «нежность» огурцов, которые при высоком показателе EС даже не прорастают. Перец, помидоры, капуста немного более устойчивы к засолению. Устойчивее всех столовая свекла – выдерживает концентрацию солей до 0,7%.
Внесение гипса может снижать эффективность некоторых азотных удобрений. Если будет применяться промывка, не стоит вносить нитратную форму азота. Может снизиться эффективность и калиевых удобрений (в виду их высокой растворимости). С другой стороны, физиологически кислые удобрения могут ускорить растворимость гипса и положительно повлияют на щелочные почвы. Нельзя гипс совмещать с золой из-за ее выраженных щелочных свойств.
В завершение хочется добавить, что мелиорация засоленных почв – процедура, часто требующая больших затрат. Земля – это основное средство, нужное для производства сельскохозяйственной продукции. Понимая это, каждый из нас должен относиться с уважением к ней, не нарушая ее естественных процессов.

Расчет нормы гипса
Расчет нормы гипса невозможен без результатов агрохимического анализа. Так при невысоком содержании натрия и нейтральной среде дозу гипса рассчитывают по следующей формуле:
Д=0,086*Na*h*d (т/га)
где Na – содержание натрия (мг.-экв./100 г почвы);
h – глубина проведения мелиорации (см);
d – плотность почвы (г/см3)
При содержании натрия более 20%, используют другую формулу:
Д=0,086*(Na-0,1 ЕКО)*h*d (т/га)
ЕКО – емкость катионного обмена (мг-экв./100 г почвы).
Третья формула нужна для мелиорации солонцев содового засоления.
Д=0,086*((Na-0,1 ЕКО)-S-M)*h*d (т/га)
где S – содержание CO3 + HCO3 в водной вытяжке (мг-экв./100 г почвы);
M – содержания Ca2+ + Mg2+ в водной вытяжке (мг-экв./100 г почвы).
И наконец, для магниевых солонцов используют формулу
Д=0,086*((Na-0,1 ЕКО)+Mg-0,3 ЕКО)*h*d (т/га)
где Mg – содержание поглощенного магния (мг-экв./100г почвы).
Полученная доза внесения применима для чистого гипса, фосфогипса. Могут использоваться другие мелиоранты, в которых содержание гипса ниже, учитывать нужно и влажность. При использовании других мелиорантов используют поправочные коэффициенты. 1 т хлорида кальция соответствует 0,85 тоннам гипса, сульфата железа – 1,62 т гипса, серной кислоты – 0,57 т, серы – 0,19.

Владимир Горный

Засоленные почвы широко распространены в районах неглубокого залегания соленосных пород. Наряду с природно-засоленными почвами в районах орошаемого земледелия значительные площади заняты вторично засоленными почвами. Основными причинами вторичного засоления являются бездренажное орошение, большие потери воды на фильтрацию на полях, строительство оросительных каналов без гидроизоляции, применение для орошения минерализованной воды. Вторичное засоление почв возникает не только при орошении, но и при осушении земель.

При перегрузке пастбищ также происходит вторичное засоление почвы. Причинами этого процесса на пастбищах в условиях интенсивного выпаса являются увеличение физического испарения влаги почвой по мере уничтожения травянистой растительности и рост капиллярной влагопроводимости в связи с уплотнением почв. На лугах это усиливает приток влаги и солей в верхнюю часть профиля из грунтовых вод, а на автоморфных солончаковатых почвах обусловливает поступление минерализованных растворов из нижележащих солевых горизонтов (особенно при выпасе сразу же после дождя или полива на орошаемых пастбищах), что вызывает солончаковое засоление почв.

Высокие концентрации солей в почвах сильно тормозят ростовые процессы, как надземной массы, так и корневой системы растений, уменьшается ассимиляционная поверхность и продуктивность фотосинтеза, снижается урожайность сельскохозяйственных растений.

Вторичное засоление почв произошло потому, что за последние 45-50 лет территория Ставропольского края оказалась ареной орошения, что привело к изменению их естественного гидрологического режима. При этом следует иметь ввиду, что основные оросительные системы не имели надежной антифильтрационной защиты, каналы были устроены в земляном хорошо фильтрующем русле, системы не были обеспечены надежной коллекторно-дренажной сетью и ловчими каналами, противофильтрационной завесой скважин вертикального дренажа и т.д. Поэтому потери воды на фильтрацию и ее поступление в грунтовый поток оказались значительными. Существуют и другие факторы пополнения инфильтрационной водой грунтового потока. Так, в течение последних 50 лет на территории Ставропольского края был построен ряд оросительных систем и несколько огромных водохранилищ, таких как: Сенгилеевское, Новотроицкое и др. С начала их эксплуатации гидрографическая сеть всего края претерпела существенные изменения. Кроме водохранилищ, на степных реках созданы тысячи прудов и водоемов суточного накопления воды.

Теряемые в оросительной системе воды при фильтрации пополняют запасы грунтовых вод и вызывают повышение их уровня. Если зеркало грунтовых вод поднимается до такой глубины, что капиллярный подъем их достигает поверхности, то при испарении грунтовых вод будет происходить вторичное засоление.

Для борьбы с вторичным засолением почв и его предотвращения применяется целая система мер. Это, прежде всего, строительство глубокого горизонтального дренажа или там, где это позволяют литолого-гидрогеологические условия орошаемой территории, - вертикального дренажа глубиной 25-80 м.

Большое значение в увеличении коэффициента полезного действия оросительной системы и поддержании благоприятных почвенно-мелиоративных условий при орошении имеет применение широкозахватной дождевальной техники, а также строгое соблюдение режима орошения в соответствии с нуждами растений и свойствами почвенного покрова.

Засолением почвы называют избыточное скопление в корнеобитаемом слое электролитных (растворенных или поглощенных) солей, которые угнетают или губят сельскохозяйственные растения, снижают качество и количество урожая. По данным ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), засоленные почвы занимают в мире огромные площади - около 25 % всей поверхности суши.

На сегодняшний день значительные массивы засоленных почв находятся в в Южном Казахстане, Средней Азии, на западе США, в особо засушливых районах Южной Америки и Австралии, в Северной Африке. Особенно высокой степенью засоленности отличаются почвы в пустынях и полупустынях, т.е. в условиях засушливого, или аридного климата.

Засоление почв – это процесс накопления в почве более 0,25% от ее массы солей, вредных для растений (хлориды, карбонаты натрия, сульфаты). Этот процесс наиболее распространен в засушливых районах, обычно в понижениях рельефа.
Эксперты ФАО уверены: засоление является глобальной проблемой человечества. Засоление почв, как природное, так и вторичное в условиях орошаемого земледелия, является одним из факторов, усиливающим процесс опустынивания. При этом оно является как причиной, так и следствием других проблем сельского хозяйства. Засоление связано с проблемами дренажа, разрушением оросительных и дренажных систем; неэффективным использованием водных ресурсов; ростом спроса на сельскохозяйственную продукцию, что приводит к повышенной нагрузке на сельскохозяйственные земли; устаревшими технологиями, не соответствующими требованиям сегодняшних систем производства и многими другими факторами.
Борьба с засолением почв сегодня рассматривается в сочетании с другими мероприятиями, направленными на устойчивую интенсификацию сельского хозяйства, что является одной из основ продовольственной безопасности.

Ситуация в РФ

В России самыми «богатыми» на засоленные почвы оказались регионы Поволжья и Западной Сибири, там их площади составляют 11,6 и 10,2 млн га.
В степной зоне Предалтайской провинции на территории Алтайского края общая площадь засоленных почв составляет около двух миллионов гектаров.
Безусловно, далеко не все эти площади простаивают. В основном, сельхозпроизводители их используют в полевых и кормовых севооборотах, или как сенокосы и пастбищные угодья. Причина одна – низкая естественная продуктивность, в среднем она составляет от 2 до 6 ц/га.

Природное засоление

При близком залегании грунтовых вод образуется постоянный восходящий ток воды, которая, испаряясь, отлагает соли в почве. Наибольшую глубину уровня грунтовых вод, при которой начинается засоление почвы, называют критической глубиной.
Капиллярное засоление почвы происходит тем интенсивнее, чем больше испарение, чем выше засоленность воды и чем продолжительнее процесс испарения.
Грунтовые воды испаряются почвой и растениями в том случае, если капиллярная кайма грунтовых вод соприкасается с корнеобитаемым слоем почвы, если же кайма лежит ниже корнеобитаемого слоя, то грунтовые воды не испаряются и засоления почвы не происходит.
К природным факторам, определяющим развитие первичного засоления почв, относятся: климат, рельеф, дренированность территории, засоленность почвообразующих и подстилающих пород и наличие минерализованных грунтовых вод. Климат, как фактор, определяющий развитие процесса засоления, характеризуется преобладанием испарения над осадками. В этих условиях активизируется процесс влаго- и солепереноса и формируется испарительный геохимический барьер, приводящий к процессу соленакопления.

В районах с большим количеством атмосферных осадков соли обычно вымываются в нижележащие слои почвы и уносятся подпочвенными грунтовыми водами в более низкие места, в моря или океаны. Грунтовые воды при хорошей водопроницаемости грунтов и глубоком залегании водоупорных пластов передвигаются вниз по уклону, унося с собой и соли.
Однако в районах с недостаточным количеством атмосферных осадков (характерно для зон засушливого земледелия) соли не вымываются в нижележащие слои и могут накапливаться на ее поверхности. В пониженных, равнинных районах легкорастворимые соли накапливаются не только в верхних слоях почвы, но и в подпочвенных грунтовых водах. Поэтому значительное превышение расхода воды над ее поступлением и затрудненность стока наземных и подземных вод являются основной причиной возникновения засоления почвы. Вследствие этого засоление почвы наиболее широко распространено в полупустынях и пустынях.

Характерны для этих мест длительный безморозный период, высокая температура и очень небольшое количество атмосферных осадков. Эти климатические особенности создают условия для интенсивного расхода воды почвой и растениями. Вода в виде атмосферных осадков далеко не покрывает здесь всего расхода, поэтому происходит подтягивание воды из нижележащих соленосных слоев. Вместе с водою двигаются и растворенные в ней соли, но вода испаряется, а соли, выпадая в осадок, скапливаются на поверхности почвы.

Наиболее сильное засоление почвы происходит в больших межгорных котлованах и недостаточно дренированных равнинах. Слабая дренированность территории способствует замедлению латеральных ландшафтно-геохимических потоков, подъему уровня грунтовых вод и активизации процессов засоления в аридных, полуаридных зонах. Наличие в породах в зоне активного влагообмена легкорастворимых солей способствует формированию засоленных почв. В этих местах нередко образуются озера с самосадочной солью, где обычно организуется добыча главным образом поваренной соли. Почва вокруг озер покрывается белоснежным налетом соли.
Соли в почве также могут накапливаться в процессе выветривания минералов, из которых состоят горные породы, выбрасываться при вулканических извержениях. Также в корнеобитаемый слой почвы соли могут поступать из засоленных грунтов с соленой пылью, которая образуется при развеивании ветром солончаков или от разбрызгивания морской воды штормовыми ветрами.

Первично засоленные почвы развиты в нашей стране преимущественно в зонах полупустынь и степей. В более северных природных зонах засоление почв проявляется лишь локально (в Якутии, на побережье северных морей и т. д.). Засоление здесь связано с выходом на поверхность соленосных пород, либо с поступлением легкорастворимых солей извне.
На территориях, подверженных чрезмерному засолению не растут даже галофиты, т. е. растения, приуроченные к сильнозасоленным почвам. Однако площадь таких бесплодных почв сравнительно невелика. Основная же территория засоленных почв может быть освоена под сельскохозяйственные культуры благодаря применению мелиоративных и агротехнических мероприятий.

Человеческий фактор

Наиболее активно вторичное засоление проявляется в зонах развития природного засоления. Например, на Прикаспийской низменности активно идет процесс засоления пастбищ и орошаемых земель. Из-за неправильного орошения сегодня в орошаемых районах Средней Азии засолено 53%, а в Закавказье - 40% всех орошаемых земель. В целом площадь засоленных почв в России составляет 25% общей площади орошаемых земель. Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения галофиты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.
Как происходит вторичное засоление? Соли в почве находятся в растворенном или поглощенном состоянии, поэтому движение воды в ней неизбежно вызывает движение солей и тем больше, чем лучше их растворимость в воде.
При чрезмерном орошении лишняя влага уходит глубоко в почвенный покров, где она смыкается с засоленными грунтовыми водами. В результате происходит капиллярный подъем солей к поверхностным слоям, происходит миграция солей.

Возникновению вторичного засоления способствует и неправильно применяемая агротехника. В частности, плохо спланированное поле при близком залегании соленых грунтовых вод является одной из причин возникновения солончаковых пятен. Чем сильнее избыточное увлажнение почвы и чем выше уровень соленых грунтовых вод, тем больше предпосылок к возникновению вторичного засоления. На возвышениях и холмах поля наблюдается резкое повышение испарения воды. В силу этого по капиллярам, как по фитилю, вместе с водой поднимаются и соли. По мере испарения воды соли выпадают в осадок и накапливаются в почве.

Несоблюдение агротехнических мероприятий и правил водопользования на почвах, склонных к засолению, способствует возникновению так называемого пятнистого засоления. Подобное засоление часто встречается в орошаемых районах хлопкосеяния, где на одном и том же поле наблюдаются разнообразная степень засоленности почвы и солончаковые пятна. Пятнистое засоление широко распространено в ряде районов Средней Азии.
Пятнистое засоление часто возникает там, где на поверхности почвы имеются приподнятые, взбугренные участки высотою 8-20 см. До освоения таких земель талые и дождевые воды стекали со взбугренных мест на ровные участки и проникали вниз; при этом грунтовые воды опреснялись, уровень их повышался, на взбугренных участках поливная вода не достигала грунтовых вод, запас которых не пополнялся, и они не опреснялись. По мере испарения поднявшихся к поверхности почвы грунтовых вод ровные участки практически не засолялись, тогда как на взбугренных соли выпадали в осадок и таким образом возникали пятна засоления.
Вследствие нагрева почвы на ровных участках поля испаряется пресная грунтовая вода, не вызывающая засоления почвы, тогда как на взбугренных участках испарение соленой грунтовой воды влечет за собой сильное засоление почвы.

Нужно заметить, что засоление не является неизбежным и обязательным следствием орошения. Грамотно выстроенная система орошения нередко способствует рассолению засоленных почв. Однако при избыточном поливе и при отсутствии оттока грунтовых вод почвы засоляются, а иногда и заболачиваются.
Стоит отметить, что неправильное орошение кроме засоления может иметь много других негативных последствий: разрушается почвенная структура, происходит выщелачивание, заболачивание и осолонцевание вплоть до полной деградации почв.

Вторичное засоление является одним из главных деградационных процессов, определяющих экологическое состояние земель. При этом различают: собственно засоление почв - избыточное накопление водорастворимых солей и возможное изменение реакции среды вследствие изменения их катионно-анионного состава; осолонцевание - приобретение почвой специфических морфологических и других свойств, обусловленное вхождением ионов натрия и магния в почвенный поглощающий комплекс, что рассматривается как самостоятельный процесс неблагоприятных изменений почв засоленного ряда. Засоление почв оценивается: по глубине расположения верхней границы солевого горизонта; по составу солей (химизму засоления); по степени засоления; по процентному участию засоленных почв в почвенном контуре. По глубине верхней границы солевого горизонта выделяются: засоленные почвы, содержащие соли в верхнем метровом слое почвенного профиля и глубоко засоленные - верхние границы засоленного горизонта расположены во втором метре. Потенциально засоленные содержат легкорастворимые соли на глубине 2–5 м, то есть в почвообразующих и подстилающих породах. По составу солей (химизму) почвы делятся на преимущественно хлоридные, преимущественно сульфатные и содовые (с участием или преобладанием гидрокарбонатов или карбонатов натрия).

Наиболее токсичным является содовое засоление. По процентному участию засоленных почв выделяются территории: с преобладанием засоленных почв (площадь засоленных почв составляет более 50% площади контура); с высоким участием засоленных почв (50–20%); с участием (20-5%) засоленных почв; с локальным проявлением засоленных почв (менее 5%).
О плодородии почвы и высоких урожаях на засоленных почвах не может быть и речи - основа плодородия - гумус теряется, минерализуется, связывается почвенная влага, физические свойства почвы становятся неблагоприятными для растений, угнетается деятельность почвенных организмов.
Продолжение следует

Засоление почвы

ГУБИТЕЛЬНАЯ ВЛАГА?

Засоление - это недуг, который приносит массу страданий не только людям, он убивает живую почву, делает ее бесплодной. Засоление почвы может происходить в силу естественных причин (образование солонцов и солончаков), а также из-за неправильного орошения сельскохозяйственных угодий. Только немногие овощеводы орошают свои огороды, поля из природных водоемов или очень глубоких артезианских скважин, в которых вода неплохого качества. Все остальные хозяева, имеющие колодцы, неглубокие скважины, используют для полива своих грядок грунтовую воду, так называемую верховодку. Вода из верхнего горизонта отличается сильной минерализацией. Она содержит в различных пропорциях карбонатные, сульфатные, хлоридные соединения, соли кальция, магния, железа, натрия и других элементов, общее количество которых может варьироваться от 0, 5 до десятков г/л. Причем в течение года состав и концентрация солей меняются. Наиболее богата солями вода в…

Засоленные почвы – почвы засушливых зон с повышенным (более 0.25%) содержанием легкорастворимых в воде минеральных солей: хлоридов, сульфатов, карбонатов натрия, кальция и магния.
Засоленными считаются горизонты почвы с содержанием солей более 0,25%. В природных условиях засоление почв происходит в засушливых районах Поволжья, юга Украины, Южного Казахстана и Средней Азии, обычно в понижениях рельефа (солончаки, некоторые группы солонцов). Характерна изреженная галофитная растительность. Засоление при неправильном режиме орошения называется вторичным. Возникает оно вследствие излишнего полива орошаемых земель и плохой работы водосборной сети. Происходит смыкание поливных и грунтовых вод, капиллярный подъем солей к поверхности и засоление. Метод борьбы - промывка пресными водами. Значительные массивы этих почв находятся в Индии, Пакистане, на западе США, в Северной Африке, в засушливых районах Австралии и Южной Америки.

Засоление почв – процесс накопления в почвах солей,…

Засоление приводит к созданию в дочве низкого водного потенциала, поэтому поступление воды в растение сильно затруднено. Важнейшей стороной вредного влияния солей является также нарушение процессов обмена. Работами советского физиолога Б. П. Строганова показано, что под влиянием солей в растениях нарушается азотный обмен, накапливается аммиак и другие резко ядовитые продукты. На фоне сульфатного засоления накапливаются продукты окисления серосодержащих аминокислот (сульфоксиды и сульфопы), которые также являются ядовитыми для растений. Повышенная концентрация солей, особенно хлористых, может действовать как разобщитель процессов окисления и фосфорилировапия о тем самым нарушать снабжение растепий макроэргическими фосфорными соединениями. Под влиянием солей происходят нарушения ультраструктуры клеток, в частности изменения в структуре хлоро-пластов. Особенно это проявляется при хлоридпоы засолении. Вредное влияние высокой концентрации солей связаио с повреждением поверхностных слоев…

использование. Под засолением почвы подразумевается переизбыток химических соединений в структуре грунта, вызванный частым применением садоводами органических и минеральных подкормок и поливами растений загрязненной водой. Возделываемые культуры на таких участках постепенно начинают увядать, прекращается их рост, ослабляется плодоношение, несмотря на оптимальный климат и качественный уход огородника за своими овощными посадками. Тоже происходит с тепличными растениями – увядают томаты, перец и огурцы , хотя им обеспечен правильный полив, обогрев и проветривание.

К чему приводит засоление почвы

Засоление блокирует в гумусовом слое микропоры, убивает повышенной концентрацией химических веществ полезные биологические микроорганизмы, что вызывает полную непригодность грунта для овощеводства, садоводства и дальнейшего земледелия. Визуально представить негативную ситуацию можно, если вспомнить голые, безжизненные участки земли на местах бывших складов с минеральными удобрениями – даже сорняки не приживаются на таких почвах.

Причины засоления почвы

Засоление участков вызывает частое использование хлористого калия, фосфорных составов, аммиачной селитры и навоза КРС, содержащего в себе соль-лизунец.

Эффективная борьба с засолением почвы на участке

Вернуть почву в нормальное, биологически активное состояние можно путем проведения мероприятий по борьбе с засолением почвы- обильным промыванием участка чистой водой в расчетной дозе – 150 л на кв. метр проблемной территории. Перед работой, растущие посадки удаляют с обрабатываемого участка, так как вливаемый объем воды не выдержит ни одна овощная культура.

12. Солонцы, их классификация, свойства и характер использования.

Солонцы - это почвы, в которых натрий в поглощающем комплексе составляет более 20% емкости поглощения.

Солонцы и сильносолонцеватые почвы широко распространены в РФ, их общая площадь равна 47,5 млн. га. В комплексе с ними значительно распространены слабосолонцеватые и среднесолонцеватые зональные почвы, площадь которых достигает 67,4 млн. га.

Основным источником поглощенных катионов натрия в солонцовых почвах являются его соли, которые в растворенном виде поднимаются из глубоких слоев по капиллярам с восходящим током влаги. Возможен и биологический путь накопления солей натрия в солонцах в результате жизнедеятельности галофитной растительности.

Солонцы могут возникать и при рассолении солончаков, в составе солей которых преобладают хлориды и сульфаты натрия. При засолении солонцы и солонцеватые почвы могут снова переходить в солончаки.

В составе обменных катионов в солонце значительное место занимает натрий.

В почве поглощенный натрий, а отчасти калий и аммоний сообщают коллоидной части солонцов большую подвижность и неустойчивость против размывающего действия воды.

В связи с этим солонцовые почвы приобретают ряд весьма отрицательных физических свойств. Верхний горизонт их, будучи совершенно бесструктурным, при увлажнении заплывает, а при высыхании образует корку (рис. 25). Залегающий на незначительной глубине от поверхности иллювиальный горизонт, отличаясь огромной вязкостью в сыром состоянии, при высыхании превращается в чрезвычайно твердую массу. В процессе высыхания иллювиальный горизонт растрескивается и образует очень характерную для солонцов столбчатую или глыбистую структуру.

В профиле солонцовых почв четко выделяются четыре горизонта: гумусово-элювиальный, или надсолонцо-вый (А), иллювиальный, или солонцовый (В|), нодсо-лонцовый, или солевой (В2), и почвообразующая порода (С) (рис. 26).

Гумусово-элювнальный горизонт в результате потери им части гумусовых веществ и илистых суспензий имеет светло-серую окраску, мощность его в различных солонцах сильно варьирует (от 2-3 до 20-25 см). Иногда этот горизонт несколько сцементирован и образует тонкую непрочную корочку пористого пли ноздреватого сложения. Нижние части гумусово-элювиального горизонта часто более светлые по сравнению с поверхностным слоем.

Солонцовый горизонт резко отграничен от гумусово-элювиального; он содержит больше поглощенного натрия, обычно темнее, нередко коричневых оттенков. Наиболее характерная особенность этого горизонта - сильная уплотненность из-за скопления в нем вынесенных из верхних частей почвенного профиля полуторных окислов (особенно А1203), илистых суспензий и части гумусовых веществ. Иллювиальный горизонт в сухом состоянии расчленен вертикальными трещинами и распадается на хорошо обособленные отдельности - столбы или призмы, в связи с чем его называют столбчатым или призматическим. Столбчатые отдельности имеют в поперечнике 5- 10 см, высоту 10-20 см, верхушки их несколько округлые. По граням структурных отдельностей хорошо выражена глянцеватость, иногда на поверхности их находится серая присыпка кремнезема (Si02). Мощность солонцового горизонта неодинакова в различных солонцах и часто достигает 20-30 см, а иногда и более. Под солонцовым залегает солевой горизонт, проникающий до глубины 30-40 см и содержащий заметное количество карбонатов кальция в виде белоглазки, легко-растворимые соли, а также гипс в виде пятен и кристаллов. В зависимости от стадии рассоления солонца соленосность этого горизонта изменяется. На ранних стадиях рассоления здесь в значительном количестве обнаруживаются хлориды и сульфаты натрия; на более поздних стадиях эти легкорастворимые соли передвигаются вниз на значительную глубину, и в подсолон-цовом горизонте обнаруживаются только карбонаты кальция и гипс. Во вторично засоленных солонцах выделения карбонатов и особенно сульфатов могут встречаться и в горизонте В].

Водные вытяжки из солонцов отличаются высокой щелочностью, причем наибольшая щелочность обнаруживается обычно в иллювиальном горизонте.

В зависимости от природных условий содержание поглощенного натрия в солонцах может быть различным; Для развития солонцовых свойств совершенно не обязательно полное замещение натрием всех остальных обменных катионов. Солонцеватость почв проявляется уже при содержании 3-10% поглощенного натрия от суммы обменных оснований.

По степени солонцеватости в зависимости от содержания обменного натрия (в % от суммы поглощенных оснований в уплотненном солонцовом горизонте) почвы условно можно подразделить так:

Несолонцеватые меньше 3 слабосолонцеватые 3-10

Среднесолонцеватые 10-15

Сильносолонцеватые 15-20

Солонцы больше 20

Чем больше поглощенного натрия в почве, тем резче выражены в ней отрицательные свойства. Классификация солонцовых почв. Солонцы прежде всего разделяют по глубине залегания грунтовых вод: луговые - грунтовые воды на глубине 3 м, лугово-стсп-ные-3-6 м и степные - глубже 6 м.Затем в пределах каждой группы солонцов по характеру увлажнения выделяют подтипы, отражающие зональные особенности солонцов: черноземные, каштановые, бурые пустынно-степные, мерзлотные и др.По характеру засоления солонцы подразделяются на роды: содовые - распространены главным образом в лесостепной зоне, содержат мало растворимых солей, х. чоридно-сульфатиые - широко развиты в области каштановых почв и южных черноземов и др.По мощности надсолонцового горизонта (А) различают следующие виды солонцов: мелкие - горизонт А менее 10 см, средние-10-18, глубокие - более 18 см; по мощности солонцовой толщи - маломощные (А+В менее 30 см), мощные (более 30 см). Если солонцы содержат много легкорастворимых солей, то они называются солончаковыми. Такие солонцы часто встречаются среди черноземных и темно-каштановых почв.

13. Факторы жизни растений. Основные законы земледелия. Действие факторов жизни растений (вода, пища, свет, тепло и др.) подчиняется определённым закономерностям или законам научного земледелия. Их несколько.

Закон незаменимости и равнозначимости факторов жизни. Наиболее полно он сформулирован В. Р. Вильямсом. Согласно этому закону, все факторы роста и развития растений равнозначимы и физиологически незаменимы и недостаток одного из них нельзя заменить избытком другого: фосфор азотом, воду теплом и т. д. Какое значение имеет этот закон для производства? Культурные растения должны быть обеспечены всеми факторами роста без исключения. При этом они должны быть представлены в определённых количественных соотношениях. Эти пропорции регулируются вторым законом земледелия.

Закон минимума, оптимума и максимума. Разберём его по частям.

Закон минимума. Сформулирован Юстусом Либихом. Он гласит: урожай зависит от того фактора, который находится в относительно наибольшем минимуме, и до устранения этого минимума воздействие на другие факторы не сопровождается повышением урожая.

Наглядной демонстрацией этого закона является так называемая «бочка Добенека», французского учёного (рис. 2.1.1.2).

Какое производственное значение имеет закон минимума? Он ориентирует производство на первоочередную ликвидацию узких мест. В зоне достаточного увлажнения (дерново-подзолистые, подзолистые почвы) это аэрация и азот, в северных районах – тепло. В зоне неустойчивого увлажнения (лесостепь, чернозёмная степь) – влага, фосфор, в зоне недостаточного увлажнения (каштановые почвы) – влага. И поэтому борьба за влагу – основная задача в системе адаптивного земледелия Нижнего Поволжья.

Закон оптимума. Самый высокий урожай достигается тогда, когда каждый фактор находится в оптимальном количестве. Определение этого оптимума для каждого конкретного случая является задачей земледелия как науки, его обеспечение – задача земледелия как отрасли производства.

Закон максимума. Каждый фактор имеет свой максимум, за пределами которого дальнейшее его увеличение неэффективно, а иногда и вредно.

Наглядное представление о сути закона минимума, оптимума и максимума даёт так называемая кривая немецкого учёного Гельригеля, полученная им в опыте по изучению влияния влажности почвы на урожайность ячменя (рис. 2.1.1.3).

Закон совокупного или взаимообусловленного действия факторов роста. Сформулирован немецким учёным Митчерлихом. Согласно этому закону, факторы роста действуют не изолировано, а взаимосвязано, и поэтому, воздействуя (увеличивая или уменьшая) на один фактор, мы в той или иной степени воздействуем на другой. Например, на удобренном фоне, как установил, К. А. Тимирязев, растения более экономно расходуют влагу и их транспирационный коэффициент снижается. Графически суть этого закона иллюстрируется результатами опыта Э. Вольни (рис. 2.1.1.4). Из закона взаимообусловленного действия факторов роста вытекает важное положение для производства: чтобы получать высокие урожаи, необходимо влиять не на один фактор, а все факторы внешней среды, добиваясь их оптимальных значений.

Закон возврата. Сформулирован Ю. Либихом в отношении питательных веществ. Питательные вещества, взятые растениями из почвы, должны быть возвращены в неё путём удобрений или посева бобовых культур.

Как образно выразился Ю. Либих, нарушение закона возврата приводит к обогащению отцов, но разорению потомков. Сейчас в России мы его нарушаем, так как при среднегодовом выносе питательных веществ с урожаем в размере более 13 млн. тонн возвращаем лишь 2,7 млн. тонн или 20% (Каштанов, 1995; Кочетов, 1999).

Сейчас закон возврата понимается более широко и не только в отношении питательных веществ, но и других негативных воздействий на почву. Всякое негативное воздействие на почву должно быть компенсировано (переуплотнение, распыление, разрушение структуры, засоление и т. п.).

Закон плодосмена. Обоснован Д. Н. Прянишниковым. Согласно нему, более благоприятные условия для сельскохозяйственных культур обеспечиваются тогда, когда они высеваются на поле не бессменно, а чередуясь друг с другом, то есть в севообороте (табл. 2.1.1.4).