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).

Засолением почвы называют избыточное скопле­ние в корнеобитаемом слое электролитных (растворенных или поглощенных) солей, которые угнетают или губят сельскохо­зяйственные растения, снижают качество и количество урожая.

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 порового 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

Засоление почв происходит на той стадии орошения, когда соленые грунтовые воды поднимаются на глубину 1–3 м от поверхности земли и транспирация растительностью и испарение приближается к величине испарения с открытой поверхности воды (в аридных районах оно достигает 1000- 1500 мм в год). При минерализации таких вод 2-3 г/дм3 в верхний слой почвы за лето привносится около 20 т/га солей.

Степень вредности главнейших воднорастворимых солей для растений (по Л. П. Розову) представлена в следующей таблице:

Таблица 14

NaCl	Na 2 SO 4	Na 2 CO 3
MgCl 2	Mg SO 4	Mg CO 3
CaCl 2	Ca SO 4	Ca CO 3

Все соли, расположенные выше черты, вредны для растений. Размеры вредного содержания солей в почве зависят от вида и возраста растений, свойств почвы и количества влаги в почве, т. е. от концентрации почвенного раствора, интенсивности испарения влаги почвой, сочетания солей и др. Поэтому в разных условиях размеры вредного содержания солей и степень солеустойчивости одного и того же растения различны.

Таблица 15

Основные соли, участвующие в засолении почв

Формула	Минерал	Хим. название	Описание некоторых свойств
CaCO 3	Кальцит, арогонит, ватерит	Карбонат кальция	В связи с малой растворимостью CaCO 3 безвреден для большинства растений, карбонатные горизонты часто сильно сцементрированны и трудно проницаемы для корней растений
MgCO 3	магнезит	Карбонат магния	Растворы MgCO 3 обладают высокой щелочностью, что угнетает растение
Na 2 CO 3 · 1OH 2 O	Нахколиттрона, нитрит, терманатрит	Карбонат натрия	Крайне токсичен для растений из-за высокой растворимости(178 г/л) и высокой щелочности раствора (pH 10-15)
K 2 CO 3	Поташ	Карбонат калия	Токсичен для большинства растений
CaSO 4 ·2H 2 O CaSO 4	Гипс, селенит, алебастр, ангидрит	Сульфат кальция	Не оказывает отрицательного действия на растения в связи с низкой растворимостью (1,9 г/л). Высокая концентрация гипса способствует образованию сплошной губчатой массы, непроницаемой для воды, воздуха и корней растений, что приводит к угнетению растений и их гибели.
MgSO 4 ·7H 2 O	эпсомит	Сульфат магния	Обладает высокой растворимостью (252 г/л) и характеризуется крайне высокой токсичностью для растений
Na 2 SO 4 Na 2 SO 4 ·1OH 2 O	Тенардит, мирабилит	Сульфат натрия	Токсичность в 2-3 раза ниже по сравнению с MgSO 4
NaCl	галит	Хлорид натрия	Одно из распространенных и токсичных веществ засоленных почв из-за физиологической активности и высокой растворимости (264г/л)
KCl	Сильвин, карналлит	Хлорид калия	В засоленных почвах концентрация KCl редко достигает значений, при которых проявляется его токсичное действие
MgCl 2	бишофит	Хлорид магния	Вследствие высокой растворимости (353 г/л) обладает высокой токсичностью

Вредное действие солей на растения очень сильно зависит от концентрации их в поч­венном растворе, а так же от вида самого растения. Все растения можно разделить на 3 группы: неустойчивые, среднеустойчивые, устойчивые

Таблица 16

Агрономическая солеустойчивость растений

неустойчивые	среднеустоичивые	устойчивые
Полевые культуры
фасоль	Рожь, пшеница, сорго, кукуруза, подсолнечник, рис, лён, соя, бобы конские, горох	Ячмень, сахарная свекла, рапс, хлопок
Овощные культуры
Редис, сельдерей	Томат, перец, капуста, морковь, салат-латук, лук, тыква, огурец	Свекла столовая, спаржа шпинат, капуста листовая
Кормовые травы
Клевер ползучий, лисо - хвост, клевер гибридный, клевер луговой, кровохлёбка маленькая	Донник белый, жёлтый, индийский, кострец, канареечник клубненосный, волоснец безостый, клевер земляничный, суданская трава, люцерна, овсяница луговая, кострец безостый	Бескильница, бермудская трава, пырей высокий, кострец, волоснец канадский, пырей американский, овсяница высокая
Плодовые
Груша, яблоня, грейпфрут, лимон, апельсин, миндаль, абрикос, персик, слива	Гранат, инжир, оливковое дерево, виноград	Финиковая пальма
Кустарники
Калина, роза, фейхоа	можевельник	Олевндр, лисохвост

Выносливость различных растений к содержанию солей в почве можно ориентировочно характеризовать цифрами, приведенными в таблице.

Таблица 17

Данные таблицы относятся к смеси хлористых и сернокислых солей в верхнем 1,5 метровом слое почвы. При наличии соды все цифры должны быть снижены, так как содержание соды допустимо в количестве не больше 0,0005%.

Способность растений переносить то или иное количество растворимых солей зависит от почвенных и климатических условий; она уменьшается на тяжелых глинистых и суглинистых почвах и в сухих и жарких условиях и увеличивается на легких песчаных и супесчаных почвах и во влажных условиях: органическое вещество в почве увеличивает устойчивость растений к солям.

Вредное действие солей на растения очень сильно зависит от концентрации их в поч­венном растворе.

Для обоснования мелиораций и выбора мелиоративных приемов учитываются:

1. Свойства почв – содержание обменного натрия, степень засоления, солевой баланс почв, глубина залегания карбонатов кальция и гипса, уровень и минерализация грунтовых вод.

2. Климатические условия – количество выпадающих осадков.

3. Специфика сельскохозяйственного использования – пашня, сенокос, пастбище, садовый или плодовый участок.

Способы удаления солей из профиля засоленных почв

Механический способ удаления солей – сгребание солевой корки солончаков или сильнозасоленных почв тракторными скребками с последующей ее транспортировкой за пределы орошаемого массива. Он применяется в основном на сильнозасоленных почвах перед промывками, что способствует сокращению расхода промывных вод на рассоление.

Промывка почвы – комплекс мероприятий, обеспечивающий снижение избыточной концентрации токсичных солей в почве до допустимого для сельскохозяйственных культур предела, путем подачи на поверхность почвы воды и удаления раствора солей за счет дренажа за пределы промывной территории. Промывка заключается в заполнении порового пространства промывной водой для последующего удаления легкорастворимых солей за пределы почвенного профиля за счет их перевода в почвенный раствор, создание гравитационной или напорной фильтрации, промывной воды. Для промывки почв рассчитывается промывная норма. Она зависит от физико-химических свойств почвы (тип почвы, степень засоления, гидрохимические и фильтрационные свойства).

Промывная норма (нетто) – объем воды, необходимый для удаления избытка токсичных солей из расчетного слоя. Рассчитывается по аналитическим зависимостям или по моделям влагосолепереноса с использованием соответствующих компьютерных программ. Наиболее проста и удобна формула В. Р. Волобуева:

M w НТ= 10000 h П s⋅α′⋅C s

где MwHT – промывная норма; ά – показатель солеотдачи; hПs – расчетная глубина легкорастворимых солей при полном насыщении порового пространства почвы, г/л, (%); Сs*доп – допустимая концентрация почвенного раствора, г/л, (%).

Значение параметра ά меняется в зависимости от гранулометрического состава и типа засоления: суглинистые почвы ά = 0,92–1,98; тяжелосуглинистые почвы ά = 1,22–1,78; глинистые почвы ά = 1,80–3,30. Большие значения характерны для сульфатного типа засоления.

Капитальные промывки являются единовременным мелиоративным мероприятием по рассолению почв на расчетную глубину.

Эксплуатационные промывки являются периодическим мелиоративным мероприятием для регулирования водно-солевого режима почв.

Поверхностная промывка – удаление солей из корнеобитаемых горизонтов тяжелых почв с низкой водопроницаемостью, высокой влагоемкостью и высоким содержанием солей

Сквозная промывка всей толщи горизонтов почвенного профиля обеспечивает вынос водорастворимых солей в грунтовый поток и их удаление естественным или искусственным дре- нажем за пределы орошаемого массива. При сквозной промывке возможно опреснение не только почвенной толщи, почвообразующих и подстилающих пород, но и поверхностных слоев грунтовых вод. Поэтому только сквозные промывки на фоне горизонтального, вертикального или комбинированного дренажа могут обеспечить создание условий, исключающих повторное засоление почв

Запашка солей применяется на слабозасоленных почвах, когда нижние горизонты свободны от солей, а их незначительно повышенные концентрации сосредоточены в поверхностных горизонтах профиля. Перепашка при относительно мощном гумусном горизонте создает условия для равномерного разбавления солей в мелкоземе пахотного горизонта до уровня концентраций, не препятствующих нормальному росту и развитию сельскохозяйственных растений.

Электромелиорация – действие постоянного электрического тока на почву. Результаты применения электромелиорации: рассоление, трансформация солевого состава в сторону улучшения его с мелиоративной точки зрения, уменьшение сильнотоксичных компонентов, усиливаются процессы микро- и макроагрегации. При электромелиорации значительно сокращаются промывные нормы воды, процесс почвообразования изменяется в сторону зонального типа, повышается уровень плодородия почв и продуктивность растений

При пропускании тока через водонасыщенную почву или грунт происходят электролиз, электроосмос и электрофорез.

При электролизе влажных почв около электродов и в межэлектродном пространстве происходят сложные электрохимические процессы, в результате которых изменяется твердая фаза почвы. Подщелачивание у катода и подкисление у анода увели- чивает растворимость многих соединений.

Электроосмос – движение воды в направлении катода при действии постоянного электрического тока. Применяется для дренажа почвогрунтов при закладке фундаментов для сооружений.

Электрофорез – перенос мелких иловатых частиц в направлении электродов.

Термический пар – улучшение физических свойств солонцеватого горизонта под действием солнечной радиации. В результате отвальной вспашки солонцовый горизонт выворачивается на поверхность, по возможности разрыхляется и в течение жаркого летнего периода подвергается воздействию солнца и ветра. Происходит дегидратация и необратимая коагуляция почвенных коллоидов, в результате чего улучшаются физические свойства солонцового горизонта. Термический пар применим для улучшения свойств солонцеватых почв и солонцов сухостепной и полупустынной зон только при малом количестве осадков, высоких и резко колеблющихся температурах.

Глубокое мелиоративное рыхление – глубокое мелиоративное безотвальное рыхление солонцов и солонцеватых почв, особенно после внесения гипса.

В результате глубокого рыхления в почве происходят следующие изменения:

а) разрушается уплотненный солонцовый горизонт, создается мощный корнеобитаемый пахотный слой;

б) в пахотный слой переходят кальциевые соли самой почвы;

в) улучшаются водно-физические свойства почвы, увеличивается запас воды в почве, и удаляются вредные соли, образовавшиеся в результате реакции обмена.

Фитомелиорация – использование растений для рассоления почв. Ее целесообразно использовать совместно с агротехническими и инженерными приемами улучшения мелиоративного состояния низкоплодородных почв.

Землевание – искусственное создание мощного 6–20 см плодородного пахотного горизонта на поверхности солонца или сильносолонцовой почвы путем наслаивания богатой обменным кальцием и органическим веществом черноземной почвы на солонец. В этом случае внесенный активный кальций чернозема активно вытесняет обменный натрий из солонца и погашает его токсичность. Землевание сопровождается внесением удобрений, особенно органических, посевом сидератов и другими мероприятиями.

Самомелиораци я – это перемешивание с помощью плантажной вспашки гипсовых и карбонатных горизонтов; рассолонцевание на глубину, на которую происходит промачивание. Приемы, ускоряюе самомелиорацию почвы: промывание почвы, искусственное орошение, улучшение дренажа, хорошая обработка почвы, внесение рыхлящих веществ (навоза, соломы, торфа, компоста и др.); увеличение концентрации кальция в почвенном растворе (внесение гипса, суперфосфата, известковой селитры); повышение растворимости углекислого кальция в карбонатном солонце; возделывание растений на солонцах.

Химическая мелиорация – деятельность, обеспечивающая целенаправленное улучшение агрохимических и воднофизических свойств, а также пищевого режима почв. В результате происходит коренное улучшение химического состава и структуры почв, повышение их плодородия, предотвращение или ослабление негативных последствий интенсификации агро- номического производства на основе применения мелиорантов, орошения и осушения, приводящих к негативным последствиям. Химическая мелиорация направлена на регулирование реакции почвенной среды, ее кислотности и щелочности, оструктуривания почвы.

При химической мелиорации почв изменяются: солевой и микроагрегатный состав почв, гумусное состояние, ионообменные и коллоидно-химические свойства.

Химические мелиоранты – химические вещества, применяемые для улучшения качества и свойств почвы. В качестве химических мелиорантов могут использоваться:

а) химические вещества для регулирования кислотности, щелочности почвы, ее оструктуривания и обогащения элемента- ми питания растений;

б) химические вещества, применяемые для уменьшения плотности и соленакопления, повышения водопроницаемости почвы, стабилизации гумуса и борьбы с эрозией;

в) химические препараты специального назначения (синтетические продукты или химически измененные природные материалы).

Приемы мелиорации

Известкование – применяется на кислых почвах с применением извести, доломитовой муки, сланцевой золы, цементной пыли, известкового туфа, сапропеля, озерной извести

Гипсование – вытеснение поглощенного натрия кальцием гипса или иного кальцийсодержащего соединения как наиболее благоприятным для жизни растений поглощенным катионом.

почваNa2 + CaSO4 → почваCa + Na2SO4

Гипсование применяется в основном на почвах с глубоким залеганием карбонатов и сульфатов кальция (ниже 0,4 м).

В качестве мелиорантов используют гипс, фосфогипс, естественные гипсовые породы (например, гажу). Положительный мелиоративный эффект дает внесение в почву органического вещества, железного купороса, серы и других соединений, способных при биохимическом окислении образовывать серную кислоту.

Гипсование должно сопровождаться удалением из почвы продуктов обмена (Na2SO4) путем хорошего увлажнения и дренированности, что лучше всего осуществляется при мелиорации солонцов в условиях орошения.

Кислование – внесение кислых химических веществ (серная кислота, сульфат железа, сульфат алюминия, хлористый кальций, фосфогипс).

Реакция взаимодействия карбонатного солонца с серной кислотой идет по схеме:

H2SO4 + CaCO3 → H2CO3 + CaSO4.

Образовавшийся гипс, в свою очередь, вытесняет обменный натрий по схеме:

Почва Na2 + CaSO4 → почва Ca + Na2SO4

Внесение тонкоизмельченной серы, которая окисляется серобактериями до серной кислоты, по схеме:

S + 3O + H2O → H2SO4

Затем серная кислота реагирует с карбонатами, образуя гипс, согласно вышеприведенной схеме.

Почвоукрепительные агрохимические мелиорации – мероприятия, направленные на уменьшение плотности почв и соленакопления, повышения водоотдачи и водопроницаемости, стабилизации почвенной структуры, закрепления гумуса, и снижения проблемы эрозии. Наиболее распространенные мелиоранты: жидкий аммиак, мочевиноформальдегидные конденсаты, поли- комплексы, ПАВ.

Удобрительные мелиорации – направлены на повышение гумусного состояния почвы, улучшение водно-воздушного ре- жимов почв. В качестве мелиорантов используют: навоз, птичий помет, зеленую массу растений, торф, сапропель, отходы деревообрабатывающей, гидролизной, пищевой, биохимической и других видов промышленности.

Фосфоритование почв – внесение заправочных доз удобрений, содержащих фосфор в усвояемой растениями форме (суперфосфат, термофосфат, фосфорная мука).

Промывка засоленных почв

Удаление избыточных солей на сильнозасоленных почвах производится путем промывки этих почв, т. е. растворения водой содержащихся в активном слое почвы солей и удаления (вымыва) их из этого слоя в нижние гори­зонты – при глубоком залегании грунтовых вод, или же в дрены и водоприемники – при близком залегании грунтовых вод и слабом оттоке их.

Эффективность промывки засоленных почв зависит от физических свойств их и от степени солонцеватости почв, т. е. соотношения в составе их растворимых солей ионов Са и Na. Засоленные почвы с преобладанием ионов Са (солончаковые) могут быть промыты от содержащихся в них солей сравнительно легко, если только почвы достаточно водопроницаемы. Солон­цеватые почвы с преобладанием ионов Na не могут быть улучшены одной промывкой и требуют предварительной химизации их, чтобы заместить поглощенный Na кальцием, получить при этом продукт обмена (Nа 2 SO 4 и др.), который может быть вымыт; иначе почва будет содержать поглощен­ный Nа и иметь щелочную реакцию и неблагоприятные физические свой­ства. Промывка засоленных почв без химизации может применяться на почвах, содержащих не больше 10% поглощенного Nа. При промывке нужно возможно более полное удаление поглощенного Nа.

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.

Засолённые почвы

почвы с повышенным (более 0,25%) содержанием легкорастворимых в воде минеральных солей. Встречаются преимущественно в южных засушливых областях многих стран (Пакистан, Индия, Китай, АРЕ и др.), часто пятнами среди незаселенных почв. В СССР площадь З. п. составляет 52,3 млн. га, или 2,4% всех почв страны; они распространены на Ю. УССР, в Поволжье, Средней Азии (засолено около половины всех распаханных земель) и др. районах. Содержат главным образом соли серной (сернокислые натрий, кальций и магний), соляной (хлористые натрий, кальций и магний) и угольной (натриевая в двух формах: углекислой соли, или нормальной соды, и двууглекислой соли, или питьевой соды) кислот. Иногда в З. п. встречаются натриевая и кальциевая соли азотной кислоты. В зависимости от количества содержащихся в почве солей, характера их распределения по почвенным горизонтам З. п. подразделяются на солончаки (1-3% солей и более), солончаковые (менее засоленные) и солончаковатые (засоленные ниже пахотного слоя). Для установления степени их засоленности определяют сумму токсичных солей, связанных с ионами хлора и сульфата. От З. п. отличают солонцеватые, содержащие поглощённый натрий (см. Солонцы); иногда солонцеватость сочетается с солончаковатостью. Обычно более токсичны хлористые соли. Помимо токсического действия, легкорастворимые соли повышают осмотическое давление почв. раствора и создают т. н. физиологическую сухость, при которой растения страдают так же, как и от почвенной засухи. Избыток воднорастворимых солей в почве приводит к изреженности растительного покрова и появлению особой группы дикорастущих видов растений, т. н. солянок, или галофитов, приспособленных к жизни на З. п.

З. п. образуются в результате накопления солей в почве и почвенно-грунтовых водах, а также от затопления суши морской солёной водой. Обязательными факторами накопления солей на суше и засоления ими почв являются засушливый климат и затрудненный отток поверхностных и подпочвенных вод. На орошаемых землях часто наблюдается т. н. вторичное засоление, если в подпочвах или грунтовых водах много солей. При орошении бессточных равнин происходит подъём уровня солёных грунтовых вод, что и приводит. к З. п. Правильным ведением хозяйства можно устранить неблагоприятное течение процессов засоления, изменив его естественную направленность. Достигается это сочетанием промывок почвы и искусственным оттоком грунтовых и промывных вод с помощью дренажа. Промывать З. п. лучше осенью или зимой, т.к. в это время сокращается испарение, способствующее возврату солей.

Лит.: Ковда В. А., Происхождение и режим засоленных почв, т. 1-2, М. - Л., 1946-47; Волобуев В. Р., Промывка засоленных почв. Баку, 1948.

В. В. Егоров.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Засолённые почвы" в других словарях:

Содержат легкорастворимые соли (карбонаты, хлориды, сульфиты) в количествах, токсичных для с. х. растений (0,25 % и более). Обычно развиты в областях с засушливым климатом, в понижениях рельефа. К засолённым почвам относятся солончаки, некоторые… … Географическая энциклопедия

Почвы засушливых зон с повышенным (более 0,25%) содержанием легкорастворимых в воде минеральных солей (хлоридов, сульфатов, карбонатов натрия, кальция и магния). Солончаки (сильно засолённые), солончаковые (менее засолённые) и солонцы (засолённые … Энциклопедический словарь

Географическая энциклопедия

Почвы умеренных степей и пустынь По мере движения к Ю. от зоны распространения чернозёмов в почвенном покрове степей уменьшается глубина гумусовых почвенных горизонтов, окраска их становится всё менее тёмной, а горизонты вмывания карбонатов и… … Географическая энциклопедия

Почвы умеренных степей и пустынь По мере движения к Ю. от зоны распространения чернозёмов в почвенном покрове степей уменьшается глубина гумусовых почвенных горизонтов, окраска их становится всё менее тёмной, а горизонты вмывания карбонатов и… … Географическая энциклопедия

Более щебнистые и более мелкие, чем их равнинные аналоги. Кроме того, в горных чернозёмах, напр., из за повышенной щебнистости и малого исходного содержания извести в горной породе горизонт вмывания карбонатов может быть значительно меньше, чем в … Географическая энциклопедия

Определение состава и свойств почвы (См. Почва). Проводят механический, химический, минералогический и микробиологический анализы. Результаты используют для составления почвенных карт (См. Почвенные карты), в том числе картограмм… …

Почвы, не подчиняющиеся законам широтной зональности. Они пересекают несколько почвенных зон, могут быть похожими, находясь в тропиках и в холодном климате. Отличаются от своих зональных аналогов тем, что формируются при большом избытке влаги, а… … Географическая энциклопедия

Почвы, формирующиеся обычно при засолении почв степей, пустынь и полупустынь в условиях выпотного водного режима (соли поднимаются в верхние почвенные горизонты вследствие испарения с поверхности грунтовых вод). Профиль С. слабо… … Большая советская энциклопедия

ТУНИС - (تونس, Tunisia) Общие сведения Официальное название Тунисская Республика (араб. الجمهورية التونسية (аль Джумхурийя ат Тунисийя), англ. Tunisian Republic). Расположен в Северной Африке. Площадь 163,61 тыс. км2, численность населения 9,8 млн чел.… … Энциклопедия стран мира

Среди потенциальных виновников — удобрения, глифосат и фунгициды, нарушающие биологический круговорот веществ

Целый автобус специалистов-почвоведов впервые прибыл в хозяйство канадского фермера Гранта Ригби, расположенное на юго-западе провинции Манитоба, в августе 2012 г. На поле, засеянном люцерной, они исследовали тридцатиметровую траншею шириной в метр, которая простиралась от заброшенного низинного участка, заросшего лисохвостом, до близлежащего выветренного пригорка. Целью исследования было изучить засоленность суглинистых почв фермера.

Специалисты определили, что белые вкрапления в верхнем слое почвы под зарослями лисохвоста — это сульфат кальция. Это положило начало рассуждениям о том, что применяемая повсеместно с 1978 по 2001 г. практика внесения сульфатов в качестве удобрения в смеси с азотом и фосфором могла повлечь наблюдаемое в настоящее время засоление почв сульфатом кальция (гипсом).

В России проблема сульфатного засоления почв с участием гипса наблюдается в основном в южных регионах. В целом по стране засоленные почвы составляют 54 млн га, или 3,3% общей площади РФ и 5% площади почв равнин. Площадь вторично засоленных почв оценивается в 36 млн га, или 18% от общей площади орошаемых земель. Наибольшие площади засоленных почв сосредоточены в Поволжье — 31%, на Северном Кавказе — 17% и за Уралом — 16%.

Про гипс российские ученые говорят, что он не оказывает отрицательного действия на растения вследствие малой растворимости — 1,9 г/л. Тем не менее почвы, засоленные сульфатом кальция, считаются токсичными при концентрации солей более 1%. Высокая концентрация гипса способствует образованию сплошной губчатой массы, непроницаемой для воды, воздуха и корней, что приводит к угнетению растений и их гибели.

На ферме г-на Ригби почвы под лисохвостом на глубине все еще были влажными, несмотря на засуху, которая длилась уже год, и то, что рядом не было ни одного водоема. Ее электропроводность в расчете на весь объем растворенных солей была настолько высока, что ни одно растение не могло добыть воду из сильнейшего осмотического захвата рассола сульфата кальция. Разросшемуся рядом пырею не удалось покорить засоленный участок, и он отступил перед лучше приспособленным для этой задачи лисохвостом, корни которого располагаются ближе к поверхности и позволяют ему процветать на этом типе почв.

Ниже слоя, засоленного сульфатом кальция, на глубине около метра, обнаружилась песчаная прослойка, в отличие от желтого суглинка, расположенного на аналогичной глубине в траншее. Было высказано предположение, что серу и, возможно, кальций, принесло к этому месту потоком вод по песчаной прослойке из каких-то более глубоких слоев под пригорком.

Соли сульфата кальция были сконцентрированы над песчаной прослойкой. И когда ветер высушивал влагу с жесткой поверхности бесплодного поля, в колеях проехавшей техники, а также весной перед вспашкой на поверхность почвы через капилляры выступало еще больше соли.

Хозяйство, основанное предками Гранта Ригби в 1882 г., не сталкивалось с проблемой засоленности почв примерно до 1998 г. Не было такой проблемы и на протяжении десятков тысяч лет, прошедших с того момента, как чистая талая вода хлынула с тающих вековых ледников. Какие же действия фермера вызвали ионы сульфатов и кальция из глубин и заставили их раствор просачиваться сквозь землю?

У специалистов есть несколько гипотез относительно причин произошедшего. Они также дают рекомендации по устранению засоленности, которые основаны на практическом опыте.

Удаление дерна

Разрушив глубоко проникающие корни растений и прекратив продолжавшееся на протяжении тысячелетий снабжение глубоких слоев почвы многолетних прерий продуктами фотосинтеза, фермеры вызвали уничтожение биомассы, находившейся глубоко в земле. Это освободило серу, с давних времен связанную в биомассе в виде минерализованных вымываемых сульфатов.

Только лишь глубокие корни шиповника переживали вспашку на пригорках в прошлом столетии, а в нынешнем веке глифосат справился и с ним, что и привело к освобождению серы.

Дороги

Захоронение древнего верхнего слоя почвы под плотным покрытием дорог привело к уничтожению биомассы под ними из-за отсутствия фотосинтеза и недостатка кислорода. Это повлекло минерализацию сульфатов, которые затем поднялись по капиллярным протокам на поверхность дорог, а оттуда ветром или дождевыми потоками были смыты в канавы и на соседние поля.

Аналогичный процесс происходит, когда фермеры прокладывают дороги через поле, что подтверждается захватом этих территорий лисохвостом как видом, способным выжить в засоленной почве.

Пастбища

Непрерывный выпас скота вблизи ворот и скотных дворов снижает ежедневную энергию, поступающую от процессов фотосинтеза для жизненной активности корней, в результате чего корни мельчают. Глубинные слои почвы не получают энергии, и биомасса умирает, высвобождая серу.

Сульфаты

Добавление отрицательно заряженных анионов сульфатов в стандартную смесь удобрений, не в полной мере потребляемую культурными растениями даже там, где ее недостаточно, приводит выщелачиванию избытка сульфата.

Аммиачные удобрения

Добавление положительно заряженных катионов аммония или катионов калия вытесняет оригинальные катионы кальция с ионообменной поверхности отрицательно заряженных коллоидов глинистых почв. В конечном счете они соединяются с анионами сульфатов в почвенной среде, накапливаются в глубоко расположенных песчаных прослойках или на лугах и в озерах, а также скапливаются в виде раствора сульфата кальция.

Новое питание

Предотвратить засоленность почв сульфатом кальция могла бы конвертация ионных химических удобрений в богатые питательными веществами микроорганизмы или водоросли с последующей их ферментацией перед внесением в почву. Подобным образом можно удобрять почвы в Африке, которые страдают от слабой катионообменной емкости.

Кольцевое засоление

Талые воды на топких участках проникают примерно на два метра вертикально вниз, и столько же — горизонтально, попадая на смежные поля. Грунтовые воды с возвышенностей спускаются вниз до границы с водами топкого участка, где минеральные соли в концентрированном виде остаются, а пресная вода испаряется.

Остатки гербицидов

Некоторые биоразлагаемые гербициды могут сохраняться неразрушенными на засоленных участках из-за высокой концентрации солей, которая подавляет деятельность микроорганизмов-деструкторов.

Глифосат

Хелатирование глифосатом микроэлементов, таких как цинк, на кончиках глубоких корней, удаленных от поверхностных бактерий, которые участвуют в разложении глифосата, вероятно, приводит к постоянному недостатку этих важных микроэлементов в глубинных слоях почвы.

Это тормозит распад биомассы с участием грибов-деструкторов, ограничивая возможность укоренения последующих культур, и ведет к избытку всех других питательных веществ, которые тысячелетиями находились в сбалансированном состоянии внутри глубоко живущей биомассы почвы. Излишки сульфатов в этом случае выводятся.

Фунгициды

Разложение растительных остатков — это живой процесс, в котором участвуют грибы-деструкторы. Они высвобождают энергию и питательные вещества для последующего использования новыми организмами. Фунгициды прекращают этот круговорот питательных веществ, поскольку убивают грибы.

В итоге питательные вещества выпадают из биологического оборота, поскольку фунгициды прерывают замкнутую пищевую цепь. Минерализованные фосфат и сульфат затем вымываются, как чай, из сухих листьев или корней, и концентрируются в высолах или просачиваются через источники в озера.

Двулетние культуры

Замена непрерывного нахождения глубоких слоев почвы под паром, вызванного интенсивной обработкой и применением неселективного глифосата, новыми агрономическими подходами и инновациями с целью сохранения непрерывной жизни глубоко уходящих корней, может остановить дальнейшее истощение почв в местах возвышенностей и выщелачивания питательных веществ в виде засоления в низинах. Использование гербицидов селективного действия, включение клевера, люцерны в севооборот, а также селекция новых двулетних зерновых культур поможет остановить засоление путем поддержания постоянного энергоснабжения продуктами фотосинтеза глубинной биомассы. Ведь биомасса, расположенная глубоко в почве, сохраняет и повторно использует биологическую серу.

Изменение экосистемы

Прекращение дальнейшего вывода питательных веществ из почв на возвышенностях может остановить разрастание рогоза широколиственного, который уже занял доминирующее над другими травами положение на болотах. Это также, вероятно, поможет ограничить цветение озер из-за размножения токсичных азотфиксирующих цианобактерий, которые получают приток избыточного фосфора, серы и других микроэлементов от ежегодно обрабатываемых сельхозугодий.

Солевой заработок

Сбор соли сульфата кальция, сконцентрированной в виде белых сухих крупинок на поверхности почвы, а затем разбрасывание ее на обессоленных пригорках будет снижать засоленность и восстанавливать однородность баланса питательных веществ. Старые фермеры, владеющие искусством буртования зерна, могут таким образом заработать немного денег. Стоки из плиточного дренажа могут быть локально возвращены в почву с помощью капельного орошения, чтобы получить урожай на истощенных холмах, вместо того чтобы способствовать росту токсичных голубых водорослей в озере Виннипег.

Опыт фермера

В хозяйстве Гранта Ригби для борьбы с засолением с 2002 г. были прекращены все опрыскивания гербицидами, интенсивная обработка почвы, внесение удобрений, устройство дорог и осенняя вспашка. С тех пор исчезла кохия, а заросли лисохвоста сократились до единично встречающихся растений. В хозяйстве не осталось голых участков земли, и засоление было остановлено.

Тем не менее, г-н Ригби призывает ученых и практиков к критике выдвигаемых гипотез. Он также обращается к аграриям с предложением вступить в дискуссию, чтобы обсудить и выявить корреляцию между сложившейся агрономической практикой и засолением почв.

Г-н Ригби также предлагает Министерству сельского хозяйства и продовольствия Канады ежегодно публиковать карты засоления, чтобы помочь рыночной оценке сельхозугодий и вознаградить хозяйства за хорошее состояние почв. Он обращается к научному и профессиональному сообществу с просьбой признать засоленность как серьезную угрозу цивилизации.

Наталья Лотова