Засоление почв и как с этим бороться. Засоление почв

Засоленные почвы - почвы засушливых зон с повышенным (более 0.25%) содержанием легкорастворимых в воде минеральных солей: хлоридов, сульфатов, карбонатов натрия, кальция и магния. Засоленными считаются горизонты почвы с содержанием солей более 0,25%. В природных условиях засоление почв происходит в засушливых районах Поволжья, юга Украины, Южного Казахстана и Средней Азии, обычно в понижениях рельефа (солончаки, некоторые группы солонцов). Характерна изреженная галофитная растительность. Засоление при неправильном режиме орошения называется вторичным. Возникает оно вследствие излишнего полива орошаемых земель и плохой работы водосборной сети. Происходит смыкание поливных и грунтовых вод, капиллярный подъем солей к поверхности и засоление. Метод борьбы - промывка пресными водами. Значительные массивы этих почв находятся в Индии, Пакистане, на западе США, в Северной Африке, в засушливых районах Австралии и Южной Америки. Засоление почв - процесс накопления в почвах солей, приводящий к образованию солонцеватых и солончаковых почв. Обычно в почве накапливаются хлориды и сульфаты натрия, кальция и магния, карбонаты и нитраты калия. Засоленными считаются почвы, в которых содержание солей превышает 0.25% по массе. Засоление почв может происходить в естественных условиях засушливых районов в результате капиллярного поднятия солоноватых и соленых вод, а также под влиянием техногенных факторов: излишнего поступления поливной воды и/или плохой работы водосборной и дренажной сетей в оросительных системах. 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. Важнейшие профилактические меры предупреждения вторичного засоления - применение дождевальных установок с дозированной подачей воды (в зависимости от вида почв, состояния приземного воздуха, вида культуры и др.) и подпочвенного орошения. Хороший эффект дают планировка поверхности, ликвидация оросительных каналов, подача воды по лоткам, строго дозированный расход воды. Если применение дренажных систем необходимо, то целесообразно использовать вертикальный дренаж. Солонцы - засоленные почвы, содержащие на небольшой глубине (от 20 до 80 см) значительное количество соды и других солей. Солонцы распространены в лесостепных, степных и полупустынных зонах. Обычно солонцы содержат много глинистых частиц, при намокании становятся вязкими, липкими, при высыхании растрескиваются. В почвенном профиле солонцов четко выделяются два горизонта: - верхний, мощностью от 1 до 20-30 см - светлый, пылеватый, с малым количеством илистых частиц; и - нижний, иллювиальный, солонцовый горизонт, бурый, разбивающийся на призмовидные столбы, обогащенный илом и солями. + ниже находятся солевые (гипсовый и хлоридно-сульфатный) горизонты. Солонцы распространены пятнами на фоне черноземов, каштановых и других почв. Солонцы малоплодородны, требуют удобрений, промывки, внесения гипса для замены в почвенных солях натрия на кальций. После окультуривания солонцы используются для посевов трав, кукурузы, сахарной свеклы, сои, пшеницы и др. Солончаки - засоленные почвы, содержащие в поверхностном слое 1% и более растворимых солей. Солончаки связаны с испарением минерализованных грунтовых вод, близко подходящих к поверхности. Солончаки распространены пятнами в степных, полупустынных и пустынных зонах многих районов земного шара на соленосных породах или в условиях близкого залегания минерализованных грунтовых вод. По составу солей различают хлоридные и сульфатные солончаки. В солончаках соленосные горизонты подстилаются очень слабо выраженным гумусовым горизонтом (до 1% гумуса) с пятнами солей, ниже - соленосная материнская порода или сильно минерализованный водоносный горизонт. Солончаки пригодны для земледелия только при условии понижения уровня грунтовых вод и последующего промывания пресными водами. ГАЛОФИТЫ (греч. hals - соль и phyton - растение) - растения, приспособившиеся к жизни на засоленных почвах. Распространены в аридном климате пустынь, полупустынь, в сухих степях резко континентальных зон, на солончаках, солонцах, а также по берегам морей и соленых озер. Основные представители - полыни, солянки, тамариск, солерос. Галофиты занимают обширные территории Средней Азии и юго-востока европейской части, в особенности в солончаковых пустынях, встречаются в аласах Центральной Якутии. Известны солончаковые луга Бельгии и Голландии, заливаемые морскими приливами. По берегам тропических морей характерны мангровые заросли. Вторичное засоление почв - процесс накопления вредных для растений солей в верхних слоях почвы . Это опасное и частое в орошаемом земледелии явление наиболее распространено в районах бессточных низменностей, где за многие тысячелетия накапливались соли Na2COj, MgC03, СаСОз, Na2S04, NaCl2 и др., которые в условиях сухого климата при недостатке влаги не поднимались на поверхность. Наиболее губительное действие оказывают натриевые соли: при обильных поливах на участках, не имеющих надежной дренажной сети, они проникают по капиллярам в верхние, корнеобитаемые слои почвы, там накапливаются и полностью изменяют физико-химические свойства почвы, которая частично или полностью теряет свое плодородие. Вторичное засоление может возникнуть и в районах, не имеющих подпочвенного остаточного засоления. Соли там могут накапливаться за счет поливной воды, особенно при ее повышенной минерализованное или за счет грунтовых вод, которые при повышенной увлажненности почвы поднимаются к пахотному слою. При этом вода испаряется, а соли остаются в пахотном горизонте. Вторичное засоление наносит большой вред поливному земледелию, особенно в жарких и засушливых областях земного шара. Оросительные системы, построенные в Средней Азии и Закавказье в дореволюционное время, через несколько лет на 30...40% оказались подверженными вторичному засолению. Во всем мире ежегодно от засоления гибнет до 200...300 тыс. га поливных земель. В нашей стране накоплен большой опыт предупреждения вторичного засоления и возврата засоленных земель в сельскохозяйственный оборот. Для предотвращения вторичного засоления необходимо создавать надежную дренажную сеть, поливную воду расходовать строго по оросительным нормам, отводить минерализованные грунтовые воды в дренажную сеть, применять полив дождеванием. Удаление солей из почвы обеспечивается неоднократными ее промывками. Тип почвы - основная единица классификации почв. Тип почвы выделяется по характеру почвенного профиля. Первая классификация почв России выполнена В.В.Докучаевым в 1886 г. Наиболее распространены зональные типы почв, образующие вместе с растительностью и другими компонентами ландшафта природные зоны. Некоторые типы почв не образуют зон, а встречаются на отдельных участках внутри зон, что связано с местными условиями рельефа, увлажнения, с особенностями материнских пород. Особую группу составляют почвы, возникающие в результате окультуривания площадей, прежде не пригодных для сельского хозяйства. Засоленные почвы характерны для засушливых территорий, однако они могут находиться и в условиях высокого увлажнения. В результате антропогенной деятельности засоление почв может усиливаться. Засолением называют процесс накопления как растворимых солей, так и обменного натрия в концентрациях, снижающих продуктивность почвы. Засоленные почвы могут быть: солончаковатые (с высоким содержанием растворимых солей), солонцеватые (с содержанием более 5-10% обменного натрия), солончаки и солонцы. Во всем мире подвержено процессам засоления около 40 % орошаемых земель. Основным фактором ускоренного засоления почв является неправильное орошение. При необоснованно увеличенных нормах полива, а также при потерях оросительной воды из каналов происходят повышение уровня грунтовых вод и подъем растворимых солей по капиллярам почвы. При этом происходит вторичное засоление почв. Большой вред поливному земледелию приносит вторичное засоление в Средней Азии и Закавказье. Практически во всех природных зонах при неправильном орошении возникает проблема засоления. Избыток растворимых солей отрицательно сказывается на развитии растений. Установлено, что концентрации 0,10-0,15 % являются предельными для очень чувствительных к засолению культур, 0,15- 0,35 % - вредны для большей части культур, 0,35-0,7 % - пригодны для устойчивых, более 0,7 % - для очень устойчивых культур. При содержании обменного натрия 10-15 % от емкости обменных катионов растения плохо развиваются и более 20-35 % сильно угнетаются. Урожайность хлопчатника при слабом засолении уменьшается на 20-30 %, кукурузы - на 40-50, пшеницы на 50-60 %. На среднезасо-ленных почвах урожайность хлопчатника уменьшается еще в 2 раза, пшеница угнетается и погибает. Для оценки потенциальной опасности вторичного засоления введено понятие о критическом уровне грунтовых вод, при котором начинается засоление корнеобитаемых слоев почвы, приводящее к угнетению и гибели сельскохозяйственных культур. Критическую глубину залегания грунтовых вод определяют по формуле: hkp= hmax + a где hmax - наибольшая высота капиллярного подъема в исследуемой почве; а - глубина распространения основной массы корней сельскохозяйственных растений. Есть данные, что чем выше степень минерализации грунтовых вод, тем с большей глубины идет засоление почв. В среднем при минерализации грунтовых вод 10-15 л/га критическая глубина их залегания составляет 2-fi,5 м. При орошении рекомендуется поддерживать уровень грунтовых вод глубже 2-2,5 м. Для предупреждения вторичного засоления необходимо устраивать дренаж, производить полив строго по оросительным нормам, отводить минерализованные грунтовые воды в дренажную сеть, применять полив дождеванием, создавать лесные насаждения вдоль каналов. Перспективно капельное внутрипочвенное орошение. В результате поверхностного стока талых, а также ливневых вод с поверхности почв, содержащих растворимые соли, может наблюдаться засоление в средней и нижней части склонов, а также в понижениях. Поэтому при разработке мер по предупреждению засоления необходимо определить применение стокорегулирующих и противоэрозионных приемов. Для удаления солей из почвы применяется многократная промывка пресной водой, на солонцах и солонцеватых почвах рекомендуется применять гипсование или отходы производства удобрений - фосфогипс, а также трехъярусную вспашку для перемешивания солонцового горизонта с карбонатным. Эффективным способом мелиорации является возделывание на засоленных почвах растений, способных поглощать 20-50 % солей от веса собственной сухой массы. К таким растениям относятся: пырей удлиненный (Ставропольский 10), донник, лядвенец, полевица. Около 50 % площадей страны расположено в условиях избыточного увлажнения. Значительная часть земель с опасностью заболачивания находится в Нечерноземной зоне РСФСР, Прибалтике, Белоруссии, на Украине. Длительный застой влаги в почве ведет к угнетению и гибели сельскохозяйственных культур, исключению земель из сельскохозяйственного производства. Заболачивание почв происходит большей частью под влиянием атмосферных, намывных склоновых, намывных русловых, грунтовых и грунтово-напорных вод. Кроме того, выделяют еще две причины - биогенное заболачивание суши и зарастание водоемов. Согласно причинам заболачивания, определяют направленность мелиоративных приемов. При заболачивании почв грунтовыми водами основным методом осушения является понижение уровня грунтовых вод, намывными склоновыми водами - перехват и сброс этих вод, намывными русловыми водами - защита от затопления. Понижения уровня грунтовых вод достигают с помощью закрытого дренажа или открытых каналов. Предотвращение затопления осуществляют в результате строительства дамб, спрямления русла реки. Решение способа осушения определяется результатами почвенно-мелиоративных изысканий. При разработке водорегулирующих и противоэрозионных мероприятий следует учесть возможность переувлажнения почв при их внедрении. Так, применение контурной обработки, контурных лесных насаждений, гидротехнических сооружений на почвах слабодренируемых, при близком залегании водонепроницаемых пород, неглубоком уровне грунтовых вод, а также при возможном проявлении "верховодки" задержание стока осадков может привести к избытку воды. Продолжительное применение прямого посева в стерню, оставление большого количества послеуборочных остатков на землях, склонных к переувлажнению, может привести и к заболачиванию, и к вторичному засолению. При выпадении повышенного количества осадков на переувлажненных землях затрудняется или исключается работа сельскохозяйственных машин. В этой связи при разработке почвозащитных комплексов необходимо обращать внимание на необходимость сброса или отвода избыточных вод, на выбор оптимального противоэрозионного приема. Заболачивание почв В естественных природных условиях довольно много заболоченных земель. Основными причинами заболачивания являются климатические условия, понижения в рельефе поверхности земли, разгрузка подземных вод, водный баланс территории - pppa.ru. Наиболее распространены заболоченные территории в гумидных зонах. Заболачивание почв восточного Подмосковья в зоне распространения флювиогляциальных отложений Существует большое количество естественных, низинных и верховых, болот, общая площадь которых вместе с заболоченными землями в странах СНГ составляет около 180 млн. га. Заболоченные земли широко распространены в Белоруссии, Прибалтийских республиках, на севере Украины, в Нечерноземной зоне РФ и в Западной Сибири. Заболачиваются обычно пониженные участки суши, долины и поймы рек. Заболачивание происходит в местах выхода и разгрузки подземных вод при превышении инфильтрационного питания над испарением. Благоприятные условия для заболачивания складываются в лесной зоне умеренного климата, где невысокие летние температуры сочетаются с большим количеством осадков и слабым испарением - pppa.ru. В условиях низинной тундры, с близким залеганием вечной мерзлоты, огромные территории заболочены. В первую очередь заболачиваются низменности и слабо всхолмленные территории. Огромные болотистые территории, например Васюганские болота в Западной Сибири, трудно проходимы и хозяйственно не освоены. В условиях хозяйственной деятельности человека заболачивание происходит весьма активно, особенно на орошаемых землях. В значительной степени ему подвержены участки, прилежащие к водохранилищам. Здесь резко повышается уровень грунтовых вод, и заболачивание охватывает значительные площади равнинных и пониженных территорий. Оно может развиваться также в результате и сплошной рубки леса (особенно деревьев с высокой транспирационной способностью) в районах с избыточным увлажнением. Заболачивание земель при техногенном подтоплении происходит на урбанизированных территориях. Важнейшей профилактической мерой предупреждения антропогенного заболачивания является мелиорация избыточно увлажненных земель с целью регулирования их водного режима - pppa.ru. Когда процесс заболачивания приносит ущерб или становится опасным для проживания людей, прибегают к строительству дренажных систем. Выводы 1. Развитие вторичного заболачивания почв, подтопление земель в пригородных зонах имеет техногенные причины. В первую очередь развитию этого неблагоприятного процесса способствует строительство транспортных коммуникаций с несоблюдением действующих СНиПов, нарушившее естественный гидрологический режим территорий. 2. Существенное влияние на развитие гидроморфизма почв и грунтов в пригородных зонах оказывает городская застройка, осуществляемая с нарушением действующих нормативных документов, а также самовольное строительство земляных дамб для переезда через каналы осушительных систем. 3. Для устранения отрицательных тенденций развития вторичного заболачивания необходимо в первую очередь организовать и упорядочить поверхностный сток с территорий. 4. Достаточно надежен и менее дорогостоящ для этих целей открытый дренаж. Его сбросные каналы (в отличие от собственно дренирующей и проводящей сети) должны осуществлять водоотведение, при этом может использоваться естественная овражно-балочная сеть. Возможно применение (выборочно) и закрытого горизонтального дренажа, более эффективного в осушении почв. 5. Все дороги следует оборудовать эффективными водовыпусками: трубы не должны лежать выше уровня стоячих в кюветах и каналах вод. Для этих целей необходимо провести ревизию всех гидротехнических сооружений. 6. Вся сеть каналов должна содержаться в порядке. Днища и откосы каналов следует постоянно чистить и крепить, чтобы соблюдался уклон каналов в сторону водоприемников. Не могут быть оставлены без внимания самовольно построенные земляные дамбы для переезда через каналы, свалки мусора в них. Шлюзы-регуляторы на сооружениях и насосные станции должны находиться в исправном состоянии и действовать постоянно. Обязательным условием является воссоздание профессиональной службы эксплуатации мелиоративных систем. 7. Для эффективного решения проблемы водно-воздушного режима почв пригородных территорий необходимо одновременно решать и вопросы отведения избытков грунтовых вод с городских площадей.

Мы уже вскользь упоминали о проблемах засоленных участков. Почвы, имеющие щелочную структуру и повышенное содержание солей, встречаются не так уж часто. Но ведь дополнительные знания никогда не бывают лишними. Авось пригодится. Не себе так соседу можно помочь дельным советом. 🙂

Так что же представляют собой засоленные почвы?

Общая характеристика

Анализ засоленных почв показывает высокое содержание в них солей натрия и магния. Не факт, что на таком участке вам удастся добыть поваренную соль, ведь разновидностей солей в природе довольно много. А для большинства растений эта почва губительна, ведь раствор соли препятствует всасыванию влаги корнями. И даже при избытке влаги в грунте растения могут погибнуть от физиологической засухи.

Весной такая почва долго прогревается, а после высыхания становится очень твердой, почти непригодной для обработки. Но не стоит путать засоленные почвы с болотистыми участками. Разница заключается в том, что на заболоченном участке вода находится близко от поверхности и долго не уходит в нижние слои почвы, а на засоленных почвах естественный дренаж затрудняется из-за высокой концентрации солей.

Солонцы и солончаки

Чаще всего засоление и осолонцевание почвы наблюдается в засушливых степных местностях (Прикаспийская низменность, степная зона Крыма, Каракумы). Здесь осадков выпадает очень мало, а вода испаряется с поверхности почвы очень интенсивно, оставляя соль в осадочном слое. обычно образуются в низменностях, там, где уровень залегания грунтовых вод достаточно высокий.

На карте бывшего СССР солончаки и почвы, склонные засолению, показаны клеточками разного цвета. Расположены они в основном на юге. Размер территории впечатляет!

Белый слой соли толщиной 2-3 см, проступающий на поверхность, часто является характерным признаком солончаков. Такой грунт имеет нейтральную или щелочную реакцию. В зависимости от химического состава солей солончаки могут иметь различные свойства и называются тоже по-разному.

Мокрый солончак насыщен гигроскопическими солями и грунт в этом месте всегда влажный на ощупь.

Пухлый солончак содержит большое количество глауберовой соли, которая при кристаллизации увеличивается в объеме.

Черный солончак содержит в своем составе соду. В этом случае органические вещества почвы образуют на поверхности черные пленки.

Такыровидный солончак весь покрыт коркой и трещинами, а корковый - образует корку из соли.

Солонцы отличаются от солончаков тем, что водорастворимые соли находятся в них не в верхнем слое почвы, а на некоторой глубине. Сверху обычно лежит плотный глинистый слой, который препятствует развитию корневой системы растений.

К сожалению, засоление почвы бывает не только естественным, но и вторичным, возникающим в результате неправильных поливов. Чтобы избежать этого, нужно постоянно делать анализ поливной воды на содержание в ней солей, соблюдать нормы полива, рыхлить и мульчировать почву.

Хорошими индикаторами засоленности почвы служат растения. Такие растения (их называют галофитами ) в процессе эволюции приспособились к жизни на солончаках и чувствуют себя там неплохо.

Растения-галофиты можно разделить на несколько групп:

1. Соленепроницаемые . Защищаются от соли, создавая барьер с помощью углеводов. Самые известные представители - полынь и лебеда.

2. Соленакапливающие . Накапливают соль в мясистых стеблях и листьях. Представители этой группы (сарсазан, солянка) чаще всего встречаются в степных засушливых зонах.

3. Солевыделяющие . На листьях этих растений имеются специальные клетки, накапливающие соль. Но при превышении концентрации солей клетки лопаются и соль выбрасывается наружу. Примерами таких растений могут служить кермек, тамариск.

Но на самом деле галофитов в природе намного больше, для каждого типа почв они будут различными. Это и тропические мангровые заросли на берегу моря, и приморские луговые травы, и безлистные леса на песчаных почвах.

Улучшение засоленных и солонцовых почв

Если вам достался именно такой участок, то как избавиться от солончака? Это довольно трудно, но все-таки возможно. Мелиорация засоленных почв должна проводиться комплексно.

1. На участке нужно устроить хороший дренаж, чтобы не допустить повторного засоления почвы и удалить из нее накопленные излишки соли. Солевую корку, образующуюся на поверхности грунта, можно удалить вручную.
2. Промывка почвы. Огород делят на площадки по 10-20 м2 и окружают их валиками. Образовавшиеся чеки наполняют водой, которая, впитываясь в почву, будет уносить с собой лишнюю соль. Промывку лучше проводить поздней осенью.
3. Гипсование почвы. Для этой цели используют сыромолотый гипс, который рассыпают по поверхности почвы после перекопки и слегка заделывают в землю граблями. Для улучшения кислотного состава почвы используют также глиногипс, слабый раствор серной кислоты, хлористый кальций. Но эффективность этих веществ намного ниже, чем гипса.

Вряд ли после проведенных мероприятий на участке можно высаживать любые овощи. Начинать лучше с капусты и помидоров, которые предпочитают слабощелочные почвы. Также хорошо растет горчица, которую можно использовать как сидерат. Тем самым вы сможете дополнительно повысить .

Желаем вам хороших урожаев! Следите за обновлениями сайта Подписывайтесь на новые статьи.

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

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

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

Ситуация в РФ

По данным Российской академии наук, общая площадь засоленных земель в РФ составляет более 40 млн га. К засоленным почвам в России относятся солончаки, солончаковатые, солончаковые и глубокозасоленные почвы, солонцы, солонцеватые почвы, солоди и осолоделые почвы. Они широко распространены на юго-востоке европейской части России, особенно в Среднем и Южном Поволжье, в Северо-Восточном Предкавказье, на юге Западной и Восточной Сибири, в Якутии.

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

Природное засоление

В настоящее время различают первичное или природное засоление и вторичное, или ускоренное засоление вследствие деятельности человека.
При первичном засолении распределение солей в почве происходит в результате самых разнообразных процессов.
Естественное засоление – это довольно медленный естественный процесс, во время которого соли при восходящем движении влаги подтягиваются из грунтовых вод к поверхностным слоям почвы. На этот процесс влияет характер почвообразующей породы и глубина пролегания засоленных грунтовых вод.

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

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

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

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

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

Человеческий фактор

Вторичное засоление почв – это почти всегда результат неправильного режима орошения в растениеводстве, возникает в результате избыточных поливов, которые повышают уровень соленых грунтовых вод или полива сильно минерализованной водой. По данным ФАО, во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подвержено около 30% всех орошаемых земель.

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

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

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

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

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

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

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.

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