Засоленные почвы

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 [3, 17, 19, 20, 31]. 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.