Вальков - Почвоведение

щелочных горизонтах почв бикарбонаты и карбонаты натрия NaHC03 (пищеваясода), Na2C 03-10H20 (сода), Na2C 0 3*NaHC03-2H20 (тро­ на). Они обладают высокой растворимостью, pH раствора около 9. Щелочную реакцию создают и карбонаты магния: MgC03-3H20 (маг­ незит), MgC03*Mg(0H)2*3H20 (магнезия). Карбонаты магния мало­ растворимы, но из-за гидролиза могут повышать pH до 9,1—9,8.

Всолевых горизонтах почв присутствуют безвредные соли: СаСОэ (кальцит), CaS04u2H20 (гипс), а также бикарбонат кальция Са(Н-

С03)2. Безвредные соли не дают ни осмотически, ни токсически опас­ ных концентраций из-за малой растворимости.

Вредные водорастворимые соли подразделяются на хлориды, сульфаты и карбонаты. По степени вредности для большинства сель­ скохозяйственных растений соли располагают по убывающему ряду NaC03->NaHC03^NaCl-»NaN03->CaCl2->Na2S 0 4->MgCl2->MgS04.

Классификация засоленных почв. Засоленные почвы различа­ ются по глубине залегания солевого горизонта, химизма засоления

истепени засоления. По глубине залегания верхнего солевого гори­ зонта (его верхней границы) засоленные почвы разделяются на со­ лончаковые — соли в слое 0—30 см; солончаковатые — 30—80 см; глубокосолончаковатые — 80—150 см; глубокозасоленные — глуб­ же 150 см.

Всвязи с тем, что разные соли неодинаково токсичны для расте­ ний, засоленные почвы различают по составу солей. Химизм (тип) засоления определяется по данным анализов водных вытяжек и осно­ вывается главным образом на соотношении анионов. Классификация почв по химизму (типу) засоления приведена в табл. 57.

Внаименовании типа заселения встречаются те анионы, содержа­ ние которых превышает 20% суммы м.-экв. анионов; преобладающий анион в названии ставится на последнее место.

По степени засоления почвы делятся на незаселенные, слабозасоленные, среднезасоленные, сильно и очень сильно засоленные (со­ лончаки). Разделение почв по степени засоления обусловлено раз­ личным состоянием на этих почвах сельскохозяйственных растений (табл. 58).

Одно и то же количество солей в зависимости от их состава может свидетельствовать о разной степени засоления почв, что обусловле­ но неравноценной токсичностью различных легкорастворимых солей для растений. Поэтому степень засоления почв устанавливается по

величине плотного остатка (сумма солей) и содержанию ионов, опре­ деляющих химизм (тип) засоления (табл. 59).

Засоленными могут быть почвы разных типов почвообразования, выделяемые в генетической классификационной таксономии особые роды подтипов черноземов, каштановых и бурых полупустынных

Таблица 59

Классификация почв по степени засоления (по Базилевич, Панковой)

почв, луговых и лугово-болотных почв и т. д. Засоленными почвами считаются и солонцы. Однако среди многообразия засоленных почв выделяются как самостоятельный тип только солончаки.

Солончаки как тип почвообразования. К солончакам относятся почвы, содержащие большое количество водорастворимых солей с самой поверхности и в профиле. В зависимости от химизма засоле­ ния соли в верхнем горизонте солончаков составляют от 0,6—0,7 до 2—3% и более.

Встречаются два типа солончаков: автоморфные и гидроморфные. Автоморфные солончаки образованы без участия грунтовых вод. Они приурочены к выходам на поверхность древних засоленных глин или представляют собой солончаки, сохранившиеся от предшествующих гидроморфных стадий развития (древнегидроморфные солончаки).

Чаще всего распространены гидроморфные солончаки. Они фор­ мируются в результате солончакового процесса.

Солончаковый процесс в классическом виде — это накопление легкорастворимых в воде солей в верхней части профиля почвы. Он проявляется в гумидно-аридных условиях с коэффициентом увлаж­ нения менее 1,0. Для солончакового процесса характерен выпотной водный режим, когда количество выпадающих осадков меньше спо­ собности почвы и растений расходовать влагу. Избыток влаги возни­ кает за счет близкого уровня грунтовых вод, капиллярная кайма ко­ торых, испаряя влагу, приводит к формированию засоленных почв. Обычно уровень грунтовых вод располагается на глубине 0,5—3,0 м.

56 8 П о ч в о в е д е н и е

Наряду с природнозасоленными почвами в районах орошаемого зем­ леделия значительные площади заняты вторичнозасоленными почва­ ми. Основными причинами вторичного засоления почв являются: бездренажное орошение, большие потери воды на фильтрацию на полях, строительство оросительных каналов без гидроизоляции, применение для орошения минерализованной воды.

У автоморфных солончаков выделяется только один подтип —со­ лончаки автоморфные типичные с максимумом солей на самой по­ верхности почвы.

В типе гидроморфных солончаков, кроме типичных, встречаются луговые, болотные и соровые солончаки.

Солончаки гидроморфные луговые образуются в результате засо­ ления луговых почв. Солончаковый процесс накладывается на про­ филь луговой почвы. Соленакопление сочетается с гумусовым про­ крашиванием и признаками гидроморфизма (пятна оксидов железа, марганцевые новообразования, оглеенность и др.).

Солончаки гидроморфные болотные есть результат засоления раз­ личных болотных почв. Соли и оглеение по всему профилю.

Солончаки соровые образуются на днищах периодически высы­ хающих озер. Поверхность влажная, покрыта солевыми выцветами или присыпкой из кристаллов солей. Характерно сильное оглеение, запах сероводорода и отсутствие растительности. Сплошные пласты осадочной соли мощностью более 10 см относятся уже к непочвен­ ным образованиям.

Автоморфные солончаки содержат соли, которые пропитывают по­ чвенную массу и образуют на поверхности выцветы и рыхлые гори­ зонты из скоагулированных частиц почвы и кристаллов солей.

Гидроморфные солончаки внешне хорошо выделяются среди дру­ гих почв по характеру поверхности, которая обычно покрыта выцве­ тами солей и бывает пухлой, корково-пухлой или мокрой даже в су­ хое время года. В почвенном профиле солончаков соли выделяются в виде мелкокристаллических скоплений. Они отличаются от мучни­ стых, карбонатных новообразований, которых в солончаках также много. При большой влажности выделения солей могут отсутствовать, но появляться в виде белых выцветов при обсыхании почвы.

В субстантивно-генетической классификации выделены следую­ щие солончаки: солончаки светлые с подтипами типичные, такыро­ видные, глееватые; солончаки темные с подтипами глееватые, крип-

тоглеевые и омергеленные; солончаки светлые глеевые с одним под­ типом — солончаки типичные; солончаки темные криптоглеевые с одним подтипом — типичные; солончаки соровые с одним подти­ пом — типичные; солончаки вторичные, где подтипы выделяются по почве, которая подверглась солончаковому процессу — вторичный солончак по черноземам и т. д.

Использование земельного фонда засоленных почв.Солончаки и засоленные почвы широко распространены в приморских низмен­ ностях, дельтах и пустынях. Солончаки встречаются в долинах рек, замкнутых дегрессиях и на орошаемых землях. Солончаковое, солончаковатое и глубокосолончаковатое засоление имеют бурые пу­ стынно-степные и светло-каштановые почвы. Среди засоленных тем­ но-каштановых почв и южных черноземов преобладают глубоко-со- лончаковатые и глубокозасоленные почвы. Засоленные обыкновенные черноземы представлены глубокозасоленными и отчасти глубокосолончаковатыми разновидностями. Различен и химизм засоления почв. Бурые пустынно-степные, светло-каштановые и каштановые почвы характеризуются преимущественно хлоридным, сульфатно-хлорид- ным, хлоридно-сульфатным и сульфатным (нейтральным) засолени­ ем. Среди засоленных обыкновенных и отчасти южных черноземов распространены щелочные содовозасоленные почвы. Содовое засоле­ ние широко развито среди луговых и лугово-черноземных почв степ­ ной и лесостепной зон.

Ландшафтное разнообразие распространения засоленных почв и солончаков определяет неодинаковые возможности их земельного ис­ пользования. Типичные солончаки относятся к землям несельскохо­ зяйственного назначения или к пастбищным угодьям. Засоленные по­ чвы могут быть пастбищами и сенокосами или пашней особого земле­ дельческого использования. Пастбища и сенокосы могут быть различ­ ного типа в зависимости от состава растительного покрова, который в свою очередь связан со степенью засоления почв (табл. 60).

В составе растительности солончаков большую роль играют со­ лянки. Для них характерна смена красок; весной они зеленые, ле­ том — желтые, осенью — красные и багровые. Благодаря цветному ландшафту солончаки выделяются на фоне степных трав. Призна­ ком слабозасоленных почв является полынь, злаки и разнотравье. Для среднезасоленных почв свойственны полынно-эфемерово-злако- вые группировки растительности. Сильнозасоленные разновидности

Таблица 60

Типы естественной растительности на засоленных почвах сухой степи

и полупустыни Северного Кавказа (Хлопков)

Степень засоления

Растительность

почв

Незасоленные

Полынно-разнотравная, разнотравно-злаковая: полынь таври­ ческая, кохля распростертая, осот полевой, пырей ползучий.

Слабозасоленные

Полынно-злаково-разнотравная: полынь таврическая, мятлик луковичный, однолетние костры и разнотравье.

Полынно-эфемерово-злаковая и злаково-полынная с разно­ Среднезасоленные травьем: полынь солончаковая, житняк гребенчатый, мятлик

луковичный, кермек, солодка.

Эфемерово-солянково-полынная и петросимониевая: полынь Сильнозасоленные солончаковатая, петросимония супротивнолистная, камфорос-

ма, бескильница, ажрек, пырей удлиненный.

Обионовая, обионово-бескильницево-петросимониевая и дру­ гие сочетания солянок и галофильных злаков: обиона (лебеда Солончаки бородавчатая), петросимония толстолистая, солерос травяни­

стый, сарсазан шишковатый, солянка древовидная, кусты соляноколосника, местами селитрянка Шоберова.

почв характеризуются наличием эфемерово-полынных и петросимониевых растительных группировок.

Рост растений на засоленных почвах зависит от концентрации и химического состава почвенного раствора. Влияние солей на растение обусловлено осмотическим связыванием воды и специфическим дей­ ствием ионов на протоплазму. Растворы солей связывают воду так, что она с повышением концентрации солей становится все менее до­ ступной для растений. Это явление называется физиологической засу­ хой, т. е. при концентрации солей в почвенном растворе выше, чем в растении, вода в растение не поступает. Кроме этого соли, проникая в клетку, оказывают токсическое действие на протоплазму. Солеустойчивость растения —это свойство протоплазмы. У различных растений протопласты погибают при разных концентрациях солей в растворах. Например, чувствительные к засолению протопласты гибнут при кон­ центрации NaCl 1,5%, а солеустойчивые выносят 6% и более.

При экологической оценке засоленных почв применяют терми­ ны «биологическая солеустойчивость» и «агрономическая солеустой-

Ч а с т ь III. Кл а с с и ф и к а ц и я , геогрлфия, с в о й с т в а и и с п о л ь з о в а н и е почв т

чивость». Биологическая солеустойчивость — способность растения осуществлять полный цикл индивидуального развития на засоленной почве, нередко с пониженной интенсивностью накопления органиче­ ского вещества при сохранении воспроизводства потомства. Агроно­ мическая солеустойчивость — способность организма осуществлять полный цикл развития на засоленной почве и давать в этих усло­ виях продукцию, удовлетворяющую практику сельского хозяйства. Последнее время биологическую солеустойчивость называют «солевыносливостыо», а агрономическую — собственно «солеустойчивостью».

Растения отличаются разной солеустойчивостью. В нашей стране и за рубежом разработан ряд классификаций растений по солеустойчивости. Большинство авторов в своих классификациях на первое место из полевых культур ставят подсолнечник, свеклу, хлопчатник, сорго, ячмень. Однако одна и та же культура в разных классифика­ циях может занимать различное место. Это говорит о том, что солеу­ стойчивость может меняться в зависимости от условий произрастания. Например, степень засоления, переносимая растениями, значительно возрастает с повышением влажности почвы. В условиях холодного климата и меньшего потребления воды растения переносят более вы­ сокие концентрации солей, чем в жарком климате. Влияет на солеу­ стойчивость и механический состав почв. На тяжелых почвах расте­ ние меньше страдает от засоления, чем на легких.

Обобщение опыта многих исследователей в СССР и за рубежом по группировке растений по группировке растений в отношении солеустойчивости растений показано в табл. 61.

Из древесных и кустарниковых пород наиболее солеустойчивые: вяз мелколистный, смородина золотистая, акация желтая, клен та­ тарский, тамарикс, лох узколистный, жимолость татарская, дереза, солончаковые формы березы бородавчатой, ивы сибирской, тополя белого и осины.

По вопросам определения предельно допустимого количества со­ лей в почвах, при котором возможно выращивать сады, нет единого мнения. Одни исследователи считают возможным посадки садов на засоленных почвах, другие, наоборот, не допускают размещения мно­ голетних насаждений на почвах, с повышенным содержанием легко­ растворимых солей. Такое противоречие объясняется тем, что незасоленные почвы в обычном понимании, т. е. незасоленные для полевых

Ч а с т ь III. К л а с с и ф и к а ц и я , гЕО грдф ия, с в о й с т в а и и с п о л ь з о в а н и е п о ч в

и сильнозасоленных почв возможно лишь при сложных мелиоратив­ ных мероприятиях. Наиболее эффективный и радикальный прием удаления солей и опреснения почв — промывка. Лучше проводить промывку в осенне-зимний период. В целях предотвращения подъе ма грунтовых вод необходим отвод промывных вод с орошаемой тер ритории. Для понижения уровня грунтовых вод применяют дренаж. Повышение плодородия промытых от солей почв достигается внесени ем органических и минеральных удобрений, улучшением структуры, усилением биологической активности почв. Для этих целей в первый период освоения засоленных участков следует высевать солеустойчи­ вые культуры. Хорошими освоителями засоленных почв во время ме­ лиоративных работ являются люцерна, ячмень, просо, пшеница.

3.8.2. Солонцы

Главный регион распространения солонцов — сухостепные райо­ ны с каштановыми почвами. Намного реже они встречаются в черно­ земной зоне и среди бурых полупустынных почв. На надпойменных террасах степных рек в структуре почвенного покрова значительна роль солонцов. В поймах и дельтах рек широко проявляются солон­ цеватые процессы. Солонцы являются интразональными почвами. Сплошного распространения, как правило, не имеют, а встречаются

вкомплексах с другими почвами. Площади, занимаемые солонцами

вкомплексах, варьируют от 5 до 75%.

Солонцами называют почвы, содержащие в коллоидах иллюви­ ального горизонта обменный натрий в количестве более 15% от емко­ сти катионного обмена. Почвы с количеством обменного натрия ме­ нее 15% относят к солонцеватым. Солонцеватые почвы выделяются в классификации как роды черноземов, каштановых и других типов почв. Следует отметить, что обменный натрий встречается практи­ чески во всех почвах, но его количество не превышает 3%. Это тот максимальный предел, который необходим для нормальной жизне­ деятельности растений.

Генезис, строение и классификация. Образование солонцов про­ исходит в результате комплексного проявления следующих почво­ образовательных процессов: солонцовый, осолодение, элювиально­ иллювиальная дифференциация профиля почвы, дерновый, выще­ лачивание.

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

ППК-Са2* + 2Na+ <=> ППК-2Иа+ + Са2+.

При этом происходит подщелачивание среды до pH около 9 в свя­ зи с появлением в почвенном растворе соды:

ППК-Na* + Н20 » ППК-Н+ + NaOH.

Обменный натрий определяет многие химические, коллоидные, физические и водно-физические свойства почв, которые называют свойствами солонцеватости. Разрушается структура почвы, коллои­ ды приобретают свойство текучести во влажном состоянии и глыбистости в сухом. Появление в почвенном растворе ионов Na+ в коли­ честве, 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 иррига­ ционными водами.

Осолодение или щелочной гидролиз представляет собой разруше­ ние минеральной части под воздействием щелочных растворов. Раз­ рушаются как первичные, так и вторичные минералы. В подвижное состояние переходят комплексные соединения железа и алюминия, высвобождается кремнезем. Осолодение в разной степени проявле­ ния сопровождает солонцовый процесс и строго приурочено к гуму­ совому горизонту А.

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

Элювиально-иллювиальная дифференциация профиля почвы про­ исходит под воздействием нисходящих токов атмосферной влаги. Воз­ никает интенсивный вынос веществ, представленных в преобладаю­ щей массе органо-минеральными коллоидами гидроокислов железа и алюминия с гуминовыми веществами. Это приводит к относитель­ ному накоплению в верхнем элювиальном горизонте А кремнезема