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.

Обеспеченность 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).

Отчуждение земель

Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при отчуждении земель для нужд несельскохозяйственного пользования: строительства промышленных объектов, городов, поселков, для прокладки линейно-протяженных систем (дорог, трубопроводов., линий связи), при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т. д. По данным ООН, в мире только при строительстве городов и дорог ежегодно безвозвратно теряется более 300 тыс. га пахотных земель. Конечно, эти потери в связи с развитием цивилизации неизбежны, однако они должны быть сокращены до минимума.

(Эколгия СК – сборник)

Значительно снижает плодородие почв их засоление - повышение содержания легкорастворимых солей. Оно может быть вызвано, например, привнесением солей грунтовыми и поверхностными водами. Наиболее часто засоление вызывается нерациональной системой орошения земель. Почвы считаются засоленными при содержании в них более 0,1% по массе солей, токсичных для растений. Высок процент засоления почв районов древнего орошаемого земледелия: в долине Нила засолено более 80% земель, в долине реки Инд - около 67%. Засолению почвы на больших площадях способствует строительство водохранилищ, вызывающее повышение уровня грунтовых вод.

Естественное засоление почв характерно для территорий с аридным климатом. Оно происходит в результате подтягивания солей к поверхностным слоям почвы из грунтовых вод и коренных отложений при восходящем движении влаги. Влага по мере вертикально восходящего движения испаряется, а содержащаяся в ней соль откладывается на стенках перового пространства почв. Высоким природным засолением обладают почвы пустынь и полупустынь. Больше засолены почвы, образующиеся на коренных породах с высоким природным засолением и при неглубоком (менее 3 м от поверхности земли) залегании грунтовых засоленных вод.

В естественных условиях процесс идет медленно, но он существенно усиливается (вторичное засоление) и становится настоящим бедствием при орошаемом земледелии. Как показал многолетний опыт орошения земель Средней Азии, Заволжья и Нижнего Дона, орошаемое земледелие вызывает целый комплекс «болезней» почв: выщелачивание, разрушение структуры, засоление, осолонцевание, заболачивание и в итоге полнейшую деградацию и уничтожение.

Засоленные почвы классифицируют по химизму, по степени и генезису засоления, по глубине залегания солевых горизонтов.

По химизму засоление бывает сульфатное, хлоридно-сульфатное, сульфатно-хлоридное и хлоридное. Химизм засоления определяется составом анионов и катионов. В наименование типа засоления включают те анионы, содержание которых превышает 20% суммы анионов. Преобладающий анион в названии ставят на последнее место. Содержание анионов СО3 в расчет не включается, так как С03 входит в общую щелочность.

Солончаки и солончаковые почвы непригодны для сельскохозяйственного использования без предварительных промывок. Соли на этих почвах губительно действуют на всходы.

В высокосолончаковатых и солончаковатых почвах соли не препятствуют всходам, но угнетают взрослые растения.

Глубокосолончаковатые и глубокозасоленные почвы используют в богаре под любые культуры, но при орошении на этих почвах может произойти вторичное засоление корнеобитаемого слоя почвы.

По генезису засоление почвы делят на реликтовое (остаток прошлых эпох) и современное соленакопление.

Предупреждение засоления орошаемых земель. Вторичное засоление почвы происходит тем интенсивнее, чем выше засоленность воды, чем больше испарение и чем продолжительнее процесс испарения. Испарение засоленной воды тем больше, чем ближе к поверхности земли залегают грунтовые воды. При глубоком залегании грунтовых вод вторичного засоления обычно не происходит. Поэтому строительные, эксплуатационные и агротехнические мероприятия по борьбе с вторичным засолением направлены на предотвращение подъема уровня грунтовых вод, а при высоком их стоянии - на понижение их уровня и уменьшение испарения грунтовой воды.

К строительным мероприятиям относятся: борьба с потерями воды на фильтрацию (лотковая и трубчатая сеть, облицовка каналов и др.); оснащение оросительной сети всеми необходимыми гидротехническими сооружениями; автоматизация и телемеханизация водного распределения; применение наиболее рациональной техники полива, исключающей питание грунтовых вод; размещение рисовых полей со сбросной сетью в самых низких местах; недопущение затопления орошаемых земель паводковыми водами, а также поверхностных и грунтовых вод с вышележащих водосборов; устройство оградительных дамб, нагорных и ловчих каналов, дрен, сбросной сети.

К эксплуатационным мероприятиям относятся: строгое выполнение плана водопользования системы при круглосуточном поливе, нормирование водоподачи во все каналы, соблюдение поливных и промывных норм, ограничение работы каналов в осеннее и зимнее время, повышение КПД оросительной системы применением комплекса мероприятий.

К агротехническим мероприятиям относятся: посев многолетних трав; содержание почвы в рыхлом состоянии (глубокая зяблевая пахота, предпосевное боронование и культивация, рыхление почвенной корки после поливов), что уменьшает испарение воды, улучшает водный, воздушный и солевой режимы почвы; внесение в почву органических удобрений (навоз, компост); гипсование солонцеватых почв; содержание почвы в затененном состоянии под растительным покровом; выращивание лесных полос, которые улучшают микроклимат, снижают испарение воды с поверхности почвы и действуют как биологический дренаж.

Результат действия предупредительных мер на орошаемых землях оценивается по снижению (или повышению) уровня грунтовых вод и в конечном итоге по повышению урожая сельскохозяйственных культур.

Засоленные почвы и солоди.

В семиаридных и аридных областях различных географических поясов и зон локально распространены почвы, относящиеся к отделу галоморфных, генезис и свойства которых обусловлены процессами засоления и рассоления, – это солончаки солонцы и солоди.

Засоленными называются почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах . К ним относятся солончаки, солончаковатые почвы и солонцы. Они широко распространены в семиаридных и аридных областях суббореального, субтропического и тропического поясов и даже в бореальном поясе.

О количестве и составе водорастворимых соединений в почвах судят по данным анализов водных вытяжек. В водной вытяжке определяют плотный остаток, прокаленный остаток, водорастворимый гумус, а также анионы и катионы: CO 3 2‑ , HCO 3 ‑ , Cl ‑ , SO 4 2‑ , Mg 2+ , Ca 2+ , Na + . Результаты анализов выражаются в процентах и в милли-эквивалентах (м-экв) к абсолютно сухой почве, или в эквивалент-процентах от массы прокаленного остатка. Величины сухого и прокаленного остатков позволяют судить об общем содержании легкорастворимых солей в почве, соотношении растворимых минеральных и органических соединений и о распределении их по профилю. Засоленными считаются почвы, содержащие легкорастворимые соли в количестве > 0,25% от массы почвы.Почвы, в которых количество легкорастворимых солей составляет от 0,25 до 1% относят к солончаковатым. В солончаках величина легкорастворимых солей не опускается ниже 1% ни в одном из горизонтов почвенного профиля, иногда достигая 15% и более. Солончаковый процесс может проявляться в любом типе почв, если есть источник поступления легкорастворимых солей и условия, способствующие их накоплению.

По глубине залегания солевых горизонтов (положение верхней границы, см) в солончаковых почвах выделяются следующие виды:

Солончаковые 0 – 30;

Солончаковатые 30 – 80;

Глубокосолончаковатые 80 – 150;

Глубокозасоленные > 150.

По степени засоления солончаковатые почвы делятся на виды в соответствии с величиной плотного остатка, который зависит от химизма засоления

· Цифры в скобках соответствуют степени засоления по сумме солей в гипсоносных горизонтах почв, к которым отнесены почвы, содержащие более 1% CaSO 4 . 2H 2 O.

Степень токсичности солей определяется их составом и растворимостью.Токсичность солей возрастает от сульфатного к содовому типу засоления. Особенно ядовита сода, менее токсичен сернокислый натрий. Сернокислый кальций безвреден, но он является спутником других солей, поэтому большое его содержание служит показателем низкого плодородия почвы.

Источниками легкорастворимых солей являются:

1. Засоленные почвообразующие породы . При выветривании таких пород образуется большое количество легкорастворимых солей. Ежегодный приток легкорастворимых солей с суши в океан составляет 2735 млн. т. Около 1 млрд. т солей каждый год поступает в бессточные области материков земного шара (Ковда,1946).

2. Засоленные грунтовые воды . Неглубокое залегание минерализованных грунтовых вод в условиях засушливого климата приводит к засолению почв и грунтов. Эти воды играют важную роль в перераспределении легкорастворимых солей в почвенном профиле.

3. Выход на дневную поверхность морских соленосных осадков , обусловленный либо тектоническими процессами, либо антропогенными воздействиями, приводящими к аридизации суши.

4. Импульверизация – эоловый перенос солей ветром . Этот процесс широко развит в районах распространения соленых озер, морей, засоленных почв. При переносе ветром на поверхность суши может поступать от 2 до 20 т солей на 1 км 2 .

5. Извержение вулканов . При извержении вулканов выделяются газы и пары, содержащие серу, хлор, которые в дальнейшем переходят в сульфаты и хлориды.

6. Аккумуляция солей в растениях. Полыни, кермек, перекати-поле, и другие растения накапливают большие количества растворимых солей, которые с опадом поступают в почву.

7. Атмосферные осадки. С атмосферными осадками в почвы может поступать от 20до 30 мг/л солей.

8. Вторичное засоление. Характерно для районов орошаемого земледелия при поливе минерализованными водами, либо при неоправданно высоких поливных нормах. При высоких нормах полива повышается уровень грунтовых вод и, если они минерализованы, то легкорастворимые соли достигают пределов почвенного профиля, и происходит вторичное засоление.

Солончаки.

Солончаки (S-Cs,q) формируются в условиях, когда поступление легкорастворимых солей в поверхностный горизонт почвы не компенсируется их выносом.

Накопление солей реализуется при выпотном или периодически выпотном типе водного режима при близко залегающих засоленных грунтовых водах в условиях аридного или полуаридного климата.

Близкое залегание грунтовых вод приводит к развитию процессов оглеения в нижней части почвенного профиля.

Растительность солончаков специфична и легко может служить индикатором засоления. Это солерос, сарсазан, шведка, некоторые виды лебеды. На солончаках с очень высокой степенью засоления растительность сильно изрежена и представлена различными видами солянок. Размеры фитомассы и, соответственно, гумусонакопление в солончаках находятся в обратной зависимости от количества и токсичности присутствующих в профиле солей. На сильно засоленных почвахвысшая растительность отсутствует, встречаются лишь некоторые виды водорослей (например, диатомовые), гумусовый горизонт не формируется.

Главным диагностическим признаком солончаков является поверхностный солончаковый (солевой) горизонт. Он характеризуется наличием в верхних 20 см легкорастворимых солей в количестве не менее 1% от массы (по данным водной вытяжки), что исключает развитие большинства растений, кроме галофитов, не образующих сомкнутого покрова.

В зависимости от состава солей внешний вид и свойства поверхности почвы различаются. Сульфаты магния и натрия, кристаллизуясь, присоединяют большое количество воды и увеличиваются в объеме. При таком типе засоления образуются солончаки пухлые , имеющие с поверхности пухлую корочку. Малогигроскопичный хлорид натрия дает на поверхности сухую хрупкую корочку («корковые» солончаки ), а сильногигроскопичный хлорид кальция никогда не просыхает («мокрые» солончаки).

Наличие в составе солей соды приводит к формированию черных солончаков, т к. в щелочной среде гуминовые вещества становятся подвижными и прокрашивают почву.

В значительном количестве соли присутствуют по всему профилю солончаков, часто без заметных видимых выделений. Одновременно с накоплением солей может наблюдаmься оглеение.

Морфологически профиль солончаков слабо дифференцирован и имеет следующее строение: S-Cs,q

S (S; S), темно-серую (S}