Почвы

Типичные  солончаки относятся к землям несельскохозяйственного назначения или к пастбищным угодьям. Большинство культурных растений при повышенном содержании водорастворимых солей в почвах не может развиваться или дает очень низкие урожай. Поэтому освоение солончаков и сильнозасоленных почв возможно лишь при сложных мелиоративных мероприятиях. Наиболее эффективный и радикальный прием удаления солей и опреснения почв - промывка. Лучше проводить промывку в осенне-зимний период. В целях предотвращения подъема грунтовых вод необходим отвод промывных вод с орошаемой территории. Для понижения уровня грунтовых вод применяют дренаж. Повышение плодородия промытых от солей почв достигается внесением органических и минеральных удобрений, улучшением структуры, усилением биологической активности почв. Для этих целей в первый период освоения засоленных участков следует высевать солеустойчивые культуры. Хорошими освоителями засоленных почв во время мелиоративных работ являются люцерна, ячмень, просо, пшеница.

16. СОЛОНЦЫ

Географическое  распространение в мире и в  нашей стране.

Распространены  солонцы на всех континентах. Главный регион распространения солонцов - сухостепные районы с каштановыми почвами. Намного реже они встречаются в черноземной зоне и среди бурых полупустынных почв. На надпойменных террасах степных рек в структуре почвенного покрова значительна роль солонцов. Сплошного распространения, как правило, не имеют, а встречаются в комплексах с другими почвами. Площади, занимаемые солонцами в комплексах, варьируют от 5 до 75%.

Факторы почвообразования.

Солонцы приурочены к субаридным и аридным областям различных термических поясов. Количество осадков колеблется от100 до 600 мм, коэффициент увлажнения 0,-0,9. Тепловой режим в разных термических поясах резко различен.

Солонцы приурочены к равнинам, пониженным элементам  макрорельефа, к крупным тектоническим  впадинам земли.

Солонцы формируются на разнообразных рыхлых мелкозернистых породах. Нередко из образование связано с засоленными морскими породами.

Растительность  солонцов представлена сообществами специфической солонцоватой флоры: полынь, кохия, камфоросма, ромашник, кермек и другие специфические растения, обладающие глубокой корневой системой. Показатели биологического круговорота в различных природных зонах весьма различны. Характернами чертами являются занчительное преобладание подземной биомассы над надземной (в 20 раз и более), повышенная зольность и заметное участие Na, S,Cl в составе зольных элементов.

Микрофлора  солонцов менее обильна и менее  разнообразна. На поверхности солонцов обильны водоросли: носток и диатомеи.

Почвообразовательный  процесс.

Образование солонцов происходит в результате комплексного проявления следующих почвообразовательных процессов: солонцовый, осолодение, элювиально-иллювиальная дифференциация профиля почвы, дерновый, выщелачивание.

Солонцовый  процесс связан с внедрением в почвенный поглощающий комплекс (органические, минеральные и органо-минеральные коллоиды) обменных ионов натрия.

Обменный  натрий определяет многие химические, коллоидные, физические и водно-физические свойства почв, которые называют свойствами солонцеватости. Разрушается структура почвы, коллоиды приобретают свойство текучести во влажном состоянии и глыби-стости в сухом. Появление в почвенном растворе ионов Na⁺ в количестве, когда ионное равновесие (раствор коллоиды) позволяет им внедряться в почвенный поглощающий комплекс, вызвано притоком солей от грунтовых вод или первичным солончаконакоплением, или в результате минерализации растительных остатков высокозольной травянистой растительности. Соли натрия могут поступать с ирригационными водами.

Осолодение или щелочной гидролиз представляет собой разрушение минеральной части под воздействием щелочных растворов. Разрушаются как первичные, так и вторичные минералы. В подвижное состояние переходят комплексные соединения железа и алюминия, высвобождается кремнезем. Осолодение в разной степени проявления сопровождает солонцовый процесс и строго приурочено к гумусовому горизонту А.

Щелочной  гидролиз и диспергация коллоидов, т. е. переход из состояния геля в золь, возможен только при невысокой концентрации солей в почвенном растворе, концентрации ниже порога коагуляции коллоидов, что классически, по Гедройцу, бывает при рассолении солончаков. Сами солончаки никогда не могут быть солонцеватыми.

Элювиально-иллювиальная дифференциация профиля почвы происходит под воздействием нисходящих токов атмосферной влаги. Возникает интенсивный вынос веществ, представленных в преобладающей массе органо-минеральными коллоидами гидроокислов железа и алюминия с гуминовыми веществами. Это приводит к относительному накоплению в верхнем элювиальном горизонте А кремнезема и формированию уплотненного глинистого иллювиального горизонта B_Na, обогащенного полуторными окислами. Низкая водопроницаемость иллювиального горизонта вызывает псевдоглеевые процессы разрушения минеральной части. Продукты разрушения агрегируются в конкреции окислов железа и марганца и усиливают элювиальность горизонта А. Накоплению в этом горизонте SiO₂ способствует интенсивное развитие диатомовых водорослей.

Таким образом, в солонцах образуется резко дифференцированная по составу и свойствам почвенная толща: верхний элювиальный горизонт А, обедненный илистыми частицами и полуторными окислами, обогащенный SiO₂, и нижний иллювиальный горизонт В_Nа, с накоплением в нем пептизирующихся коллоидов. Коллоиды оказываются замкнутыми в пределах иллювиального горизонта. Проникновению их вглубь препятствует карбонатный и гипсовый барьер, вызывающий выпадение коллоидов в осадок.

Выщелачивание и миграция легкорастворимых солей, CaSO₄, СаСО₃ под воздействием нисходящих токов воды приводит к освобождению элювиально-иллювиальной почвенной массы от легкорастворимых солей и формированию ниже этой толщи солевых горизонтов скопления карбонатов, гипса, хлоридов кальция, магния, натрия, сульфатов магния и натрия. В связи с непромывным водным режимом все соли остаются заключенными в солевом профиле солонца и не мигрируют за его пределы. Водорастворимые соли натрия, залегающие в подсолонцовом солевом горизонте, питают при периодическом увлажнении и высыхании солонцовый горизонт. Солевой горизонт солонцов является постоянным резервом натрия, обеспечивая устойчивость солонца в природе и возможность реставрации солонцовых свойств.

Дерновый  процесс ослаблен и охватывает только элювиальную толщу солонцов, т. е. горизонт А.

Строение профиля.

Типовое строение профиля солонцов определяют следующие генетические горизонты :

А - надсолонцовый: гумусово-элювиальный (А₁), дерновый (Ад), осолоделый (А₂) облегченного гранулометрического состава со сравнительно благоприятными агрономическими свойствами. В данном горизонте сосредоточена практически вся масса корней растений. Это биологически активный горизонт, обладающий плодородием. Его экологические свойства определяют объем биологической продуктивности всего биоценоза. Главным фактором продуктивности является влагообеспеченность, меняющаяся в зависимости от мощности горизонта, а она варьирует у разных видов солонцов от 3 до 25 см;

B_Na - солонцовый иллювиальный гумусовый тяжелого гранулометрического состава, грубой столбчато-призматической, глыбистой или ореховатой структуры. Имеет крайне неблагоприятные для растений физические и водные характеристики, содержит обменный натрий и соду (Na₂CO₃, NaHCO₃), высоко щелочной. Практически непроницаем для корней растений;

B_CaCs(C_CaCs) - подсолонцовый иллювиально-десуктивно-карбонатный и гипсовый. Присутствует белоглазка, скопления гипса;

B_CsSa (C_CsSa) - иллювиальный горизонт максимального скопления легкорастворимых солей и гипса. Присутствуют также новообразования СаСО₃. Содержащиеся легкорастворимые соли токсичны для растений. Общая мощность солонцов варьирует в зависимости от их географического распространения от 40 до 100 см.

Свойства  почвы.

Характерная особенность гранулометрического и валового состава солонцов - резкая дифференциация по профилю илистой фракции SiO₂, Fe₂O₃, A1₂O₃.

Гумусово-элювиальный  горизонт отличается более легким составом, иллювиальный обогащен илом и поэтому всегда тяжелее. Отчетливое перераспределение илистой фракции обусловлено пептизацией коллоидов. Преобладающими минералами илистой фракции являются минералы группы монтмориллонита и гидрослюд с примесью аморфных веществ. Солонцовые горизонты содержат больше минералов монтмориллонитовой группы, чем верхние, для которых характерно относительное накопление кварца.

Содержание  гумуса колеблется в широких пределах в зависимости от зоны, в которой  солонцы формируются, и гранулометрического  состава. Солонцы черноземной зоны более гумусированы, чем каштановой. В составе гумусовых веществ в солонцовом горизонте фуль-вокислоты преобладают над гуминовыми кислотами.

Содержание  обменного натрия в горизонте B_Na солонцов колеблется от 13-15 до 60% емкости поглощения. В солонцах содового типа засоления обменного натрия значительно больше, чем в хлоридно-сульфатных. В составе обменных оснований часто содержится много магния. Солонцы, имеющие соду, отличаются высокой щелочностью (рН 9-10).

Солонцы отличаются плохими водно-физическими и физико-механическими свойствами. В сухом состоянии они плотного сложения, а во влажном сильно набухают, вязкие, липкие. Водопроницаемость низкая, количество влаги, недоступной растениям, высокое.

Солонцы - большой резерв расширения сельскохозяйственных угодий в нашей стране. Однако без коренного улучшения многие из них непригодны к освоению, так как характеризуются низким естественным плодородием. Солонцы и солонцеватые почвы неблагоприятны для большинства растений.

Солонцеватость  резко снижает плодородие почв, понижая  урожаи большинства сельскохозяйственных культур.

Культурные  растения неодинаково реагируют на солонцеватость почв. Это необходимо учитывать для рационального использования солонцовых почв. При освоении солонцов после их мелиорации для создания благоприятного агробиологического фона и повышения плодородия высевают солонцеустойчивые растения. К ним относятся донник, суданская трава, пырей ползучий, пырей сизый. По мере окультуривания солонцов хорошие урожаи начинают давать ячмень, пшеница и сорго.

К культурам, осваивающим солонцы и солонцеватые почвы, по праву можно отнести рис. Установлено, что возделывание риса затоплением на солончаковых и солонцовых почвах при правильном проектировании систем, их строительстве и эксплуатации оказывает рассоляющее и рассолонцовывающее воздействие на почвы. Под культуру затопляемого риса могут быть использованы не только солонцы, засоленные нейтральными солями, но и щелочные (содовые).

Рис обладает способностью снижать щелочность почвенной  среды корневыми выделениями и уменьшать содержание обменного натрия.

Из плодовых культур устойчива к солонцеватости только айва. Айва в возрасте до 15 лет вполне удовлетворительно растет и плодоносит на солонцах, состояние деревьев и их урожайность на солонцах мало отличается от состояния и урожайности на темно-каштановых солонцеватых почвах. Айва - одна из наиболее устойчивых пород к неблагоприятным свойствам почв степного солонцового комплекса и насаждения ее можно размещать на участках с удельным весом степных солонцов 10-15% площади.

На Северном Кавказе плодородие солонцеватых почв для многолетних насаждений учитывается при бонитировке почв. Виноградная лоза более устойчива к солонцеватости, чем яблоня, груша, слива, черешня.

При разработке мероприятий  по окультуриванию солонцовых почв обязательно учитывается их качество и количество; степень увлажнения территории; наличие местных материалов, которые рекомендуется использовать для мелиорации; экономическая эффективность.

Приемы окультуривания не могут быть идентичными и в  каждом конкретном случае строго дифференцируются. Они должны быть комплексными, направленными на одновременное улучшение всех свойств солонцов: химических, физико-химических, водно-физических и биологических.

В сельскохозяйственной практике приемы эти выбираются из следующей системы мелиоративных мероприятий: особая обработка - плантаж или ярусная вспашка, землевание, гипсование (гипс, глино-гипс, гажа, мел), снегозадержание, внесение повышенных доз органических удобрений (навоз, сидераты) совместно с минеральными, использование отходов промышленности, содержащих растворимые соли кальция или минеральные кислоты (фосфогипс, железный купорос, серная кислота, шламы, дефекат и др.). Эффективность мелиорации повышается при комбинированном применении нескольких методов, не заменяющих друг друга.

При осуществлении  мелиорации нельзя забывать об охране окружающей среды от загрязнения вредными элементами, особенно это касается отходов промышленности.

Острую необходимость  мелиорации испытывают естественные кормовые угодья на солонцовых почвах. Солонцовые пятна здесь занимают наибольшую площадь. Наряду с высокой пастбищной нагрузкой, это привело к интенсивному снижению продуктивности почв. Повышение их плодородия стало настоятельной необходимостью. Продуктивность сильно сбитых естественных сенокосов и пастбищ может быть резко увеличена путем их коренного улучшения. При этом наиболее важными элементами этого приема являются глубокая мелиоративная вспашка и посев солонецустойчивых, максимально приспособленных к экологическим условиям зоны многолетних трав.