Мелиорация солонцов

МЕЛИОРАЦИЯ СОЛОНЦОВ

МЕЛИОРАЦИЯ СОЛОНЦОВ - комплекс мероприятий по улучшению солонцов. Солонцы относятся к числу наиболее сложных для сельскохозяйственного использования почв. В естественном состоянии они малопродуктивны, а наиболее злостные виды -- корковые солонцы -- часто практически бесплодны. Однако в благоприятные по увлажнению годы на средних и глубоких солонцах с мощностью надсолонцового гумусированного слоя более 10--15 см урожаи зерновых приближаются к урожаю на окружающих зональных почвах, что свидетельствует о достаточно высоком плодородии солонцов и целесообразности их введения в сельскохозяйственный оборот. После М.с. урожай сельскохозяйственных культур на них возрастает, повышается и качество сельхозпродукции. Низкое естественное плодородие солонцов обусловлено рядом лимитирующих факторов, таких как неблагоприятные агрофизические свойства, наличие легкорастворимых солей в токсических для растений количествах, щелочная реакция среды. Неблагоприятные агрофизические свойства, обусловленные присутствием в почвенном поглощающем комплексе этих почв поглощенного натрия, выражаются прежде всего в отсутствии агрономически ценной структуры, низкой водопроницаемости почв ( в 10--15 раз ниже по сравнению с несолонцеватыми почвами) и высоким содержанием (до 12--17%) недоступной для растений влаги, способностью почвенной массы к быстрой диспергации при увлажнении, низкой порозностью аэрации. Наличие в почвах токсичных для растений солей приводит к снижению интенсивности фотосинтеза и гибели растений. Высокое содержание натрия в почвенном поглощающем комплексе (свыше 40%) оказывает влияние на несбалансированность катионного питания растений. В связи с тем, что солонцы и солонцеватые почвы образуют комплексы с другими почвами, которые достигают физической спелости в разное с солонцами время, пестрота почвенного покрова является еще одним фактором, лимитирующим плодородие.

Сельскохозяйственное использование большей части солонцовых почв осложняется их приуроченностью к засушливым зонам и необходимостью проведения специальных влагонакопительных мероприятий (снегозадержание, щелевание и др.). Теоретические основы мелиорации солонцовых почв разработанные в 1912--1932 годах К.К.Гедройцем, получили развитие в исследованиях И.Н.Антипова-Каратаева, К.П.Пака, В.В.Егорова, Н.П.Панова и других ученых. В основе М.с. солонцеватых почв лежит вытеснение из почв обменного натрия, создания превосходства в почвенном растворе ионов кальция, нейтрализации щелочности путем внесения в солонцовый горизонт мелиорирующих веществ (солей кальция, трехвалентных катионов или кислотосодержащих соединений). М.с. проводят без орошения, используя только комплекс влагонакопительных мероприятий. После внесения в солонцовый горизонт кальцийсодержащих мелиорантов они растворяются в почвенном растворе и происходят реакции обмена с твердой фазой почвы. В результате обменных реакций образуются легкорастворимые токсичные для растений соли. Проводимые влагонакопительные мероприятия на мелиорируемых почвах проводятся и с целью удаления образующихся в процессе обмена солей. Для солон цовых почв используют следующие методы мелиорации: химическая мелиорация -- внесение кальцийсодержащих и др. мелиорирующих веществ в почву; самомелиорация -- мелиорация за счет внутрипочвенных запасов кальциевых солей, извлекаемых из подсолонцовых горизонтов при использовании глубоких мелиоративных обработок; агротехническая мелиорация -- улучшение физических свойств за счет послойных обработок с сохранением естественной глубины залегания горизонтов без дополнительного внесения кальциевых солей; землевание -- нанесение на поверхность солонцов гумусированного горизонта почв; фитомелиорация -- посев культур, способствующих рассолению и рас солонцеванию почв. Разнообразие солонцов и солонцеватых почв по водносолевому режиму, мощности генетических горизонтов, глубине залегания карбонатов кальция и гипса, физико-химическим показателям предопределяет выбор мелиоративного приема для их улучшения (рис.).

Химическая мелиорация -- предусматривает внесение в пахотный или мелиорируемый слой химических мелиорантов. Метод эффективен на всех видах солонцов, где содержание обменного натрия превышает 10%, однако ввиду его высокой стоимости используется на солонцах с залеганием карбонатов или гипса глубже 40--50 см. Такие солонцы широко распространены в лесостепной зоне, поэтому химическая мелиорация является основным приемом улучшения этих почв. Эффективно гипсование на полугидроморфных солонцах подзоны южных черноземов и темно-каштановых почв. На автоморфных глубокогипсовых и глубококарбонатных солонцах гипсование не эффективно без дополнительного увлажнения и не рекомендуется, если среднее многолетнее количество осадков менее 350 мм в год. Мелиоранты вносятся под плуг или тяжелую дисковую борону с обязательным последующим глубоким безотвальным рыхлением. Проводят сплошное или выборочное внесение мелиорантов по пятнам солонцов. В качестве химических мелиорантов используют природные сыромолотый гипс и известняк, промышленные отходы -- фосфогипс-дегидрат, дефекат, серную кислоту и др. Доза внесения мелиоранта должна быть достаточной для вытеснения 90--95% обменного натрия. При внесении химических мелиорантов наряду с действующим веществом вносится целый ряд сопутствующих элементов, некоторые из них могут накапливаться в почвах и загрязнять сельхоз продукцию, попадать в открытые водоемы и грунтовые воды. В случае использования фосфогипса это могут быть фтор и стронций, при использовании технической серной кислоты -- мышьяк, свинец, медь. Самомелиорация солонцов предусматривает вовлечение в мелиорируемый слой солей кальция из гипс- и карбонатсодержащих горизонтов. Этот прием используется на высококарбонатных и высокогипсовых мало- и средненатриевых солонцах степной зоны. Для вовлечения солей кальция в мелиорируемый слой используют плантажную и ярусную вспашки, внутрипочвенную роторную обработку. При плантажной вспашке перемешивают три почвенных горизонта -- надсолонцовый, солонцовый и подсолонцовый (гипс или карбонатсодержащий). Она применяется на мелких, реже средних солонцах. В случае использования плантажной обработки большая часть гумусового горизонта оказывается перемещенной за пределы корнеобитаемого слоя. Кроме того, возможно вынесение на поверхность солонцового и солесодержащего горизонтов. При ярусной вспашке верхний наиболее плодородный слой сохраняется на поверхности пашни и полностью оборачивается, а солонцовый и подсолонцовый перемешиваются между собой.

Такая технология более экологична и позволяет создать более плодородный слой, чем при плантажной обработке. Хотя и при ярусных обработках имеет место вынос на поверхность солонцовых, реже подсолонцового горизонтов и частичная потеря гумусового слоя. Внутрипочвенная роторная обработка сохраняет на поверхности в естественном залегании надсолонцовый горизонт, а два нижележащих дробит и перемешивает между собой. В отличие от ярусных обработок, при роторной потери гумусового горизонта за счет его просыпок в нижележащую часть мелиорируемого слоя меньше. Вынос на поверхность подсолонцовых горизонтов практически отсутствует. Агротехническая мелиорация включает в себя глубокое рыхление (или безотвальную обработку) и разделку дернины фрезерованием или тяжелыми боронами на глубину 8--10 см. Этот прием хорошо зарекомендовал себя на солонцах лесостепной зоны с мощной высокогумусированной дерниной, а также на гидроморфных и полугидроморфных солонцах степной зоны, испытывающих дополнительное грунтовое увлажнение. Землевание солонцов как мелиоративный прием получил распространение при мелиорации солонцов содового, сульфатно-содового и содово-сульфатного засоления черноземной зоны Алтая и Западной Сибири. Различают поверхностное и внутрипочвенное землевание. При поверхностном землевании мощность черноземного слоя, нанесенного на поверхность солонцов, должна быть не менее 5--7 см, а при внутрипочвенном мощность запахиваемого слоя достигает 10--15 см. Наиболее эффективно сочетание внутрипочвенного с поверхностным землеванием. Для предотвращения вторичного засоления мелиорируемых землеванием солонцов рекомендуется высевать на них многолетние травы. В последующие годы обработка полей, где проводилось землевание осуществляют только по безотвальной технологии. Черноземный слой, наносимый на поверхность солонцов мощностью 10 см сгребается с рядом расположенных (300 -- 500 м) зональных почв. Снятие слоя зональной почвы допускается только в том случае, если гумусовый профиль имеет мощность не менее 45 см. Считается, что землевание экологически чистый прием, так как не нарушается профиль солонцовой почвы, нет потери гумусового горизонта, не выносится на поверхность солонцовый или засоленный горизонты, не происходит обменных реакций с образованием токсичных солей. Но в то же время происходит уменьшение плодородия зональных почв, для восстановления которого приходится высевать на них донник или вносить навоз до 60 т/га. Фитомелиорация заключается в том, что растения в процессе обмена на необходимые для их жизнедеятельности элементы выделяют катионы Н+ и анионы НСО3- и СО3-, которые оказывают существенное влияние на почву. При подборе культур для агрофитоценоза имеет значение не только продуктивность, но и зольный состав растений, особенно содержание в ней одновалентных катионов натрия и калия, а также солонце- и солеустойчивость растений. Под соле- и солонцеустой чивостью понимают способность растения преодо левать специфические условия развития растительности при малой подвижности воды и почти постоянного ее недостатка; наличие у проростков значительной силы, достаточной для разрушения почвенной корки, а также корневой системы, способной преодолеть твердость солонцового горизонта. Наилучшими фитомелиорантами во всех почвенных зонах являются донник белый и желтый, а также горчица. Часто фитомелиорация осуществляется на фоне различных мелиоративных обработок, чаще на фоне глубокого безотвального рыхления. Фитомелиорация проводится на сильнозасоленных почвах для ее рассоления до пределов, разрешающих применение других мелиоративных приемов (химической мелиорации, самомелиорации). Она является наиболее экологически щадящим приемом освоения солонцов. Любое мелиоративное воздействие на почвы изменяет экологию их существования.

Экологические потери от М.с. зависят в первую очередь от того, насколько точно выполняются рекомендации по применению мелиоративных приемов и от объемов мелиораций. Нарушение технологии мелиорации часто приводит к безвозвратной порче солонцовых территорий за счет выноса на поверхность засоленных и солонцовых горизонтов. В этих местах растительность, как правило, выпадает, что приводит к развитию ветровой эрозии. Мелиорация больших площадей, особенно в транзитных зонах, может приводить к засолению нижележащих территорий. Проведение интенсивных влагонакопительных мероприятий на больших территориях может приводить к иссушению рядом расположенных территорий, к пересыханию местных водотоков. Хранение в больших количествах химических мелиорантов, особенно вблизи источников питьевых вод, вызывает загрязнение последних. К загрязнению почв и сельхозпродуктов может приводить и внесение мелиорантов в солонцовые почвы в больших дозах. Для предотвращения негативных последствий от мелиораций солонцов необходим строгий контроль за правильностью составления проектов на проведение мелиоративных работ, контроль за качеством выполнения работ и последующий мониторинг за мелиорированными площадями.

И.Н.Любимова

Лит.: Рекомендации по мелиорации солонцовых земель. -- М.: Колос. -- 1983. -- 46 с. Методические указания по разработке проектов противосолонцовых мелиораций в Казахской ССР, ч.1. -- Алма-Ата. -- 1989. -- 106 с. Возделывание кормовых культур на мелиорированных солонцах. Метод. рекомендации. -- Барнаул. -- 1989. -- 33 с. Назарчук А.Г. Мелиорация солонцов землеванием. -- М.: Колос. -- 1995. -- 96 с.