24. Засоленные и щелочные почвы: солончаки, солонцы, такыры, солоди. Оценка степени и химизма засоления и осолонцевания.

К засоленным относятся почвы, содержащие водорастворимые соли в летальных для растений концентрациях. Засоленные почвы могут встречаться во всех зонах и особенно в районах с соленосными материнскими породами (как правило, морского происхождения) и с залегающими близко к поверхности грунтовыми водами, содержащими водорастворимые соли. Морские отложения азональны, и поэтому солонцы и даже солончаки можно встретить в Якутии, на значительной площади Западной Сибири, под лесными массивами Шилова леса Воронежской обл. и в полупустынной зоне Прикаспийской низменности. В грунтовых водах содержание солей увеличивается по мере усиления засушливости климата и увеличения концентрации растворов (табл. 27). В засушливых пустынях и полупустынных зонах, где отсутствует глубокое промачивание почв, накопление солей может происходить в результате их биогенного накопления, выветривания, почвообразования, а также импуль-веризации (переноса ветром). В бессточные области материков земного шара может с водой поступать до 1 млрд. т солей, а ветром переноситься от 2 до 20 т солей на 1 км2. Влияние зональности сказывается на относительном распространении засоленных почв. Так, в лесостепной зоне солонцы занимают 16% территории, в степной — 24%, в полупустынной солонцеватым почвам, солонцам и солончакам принадлежит 51%, в пустынной зоне солончаки и такыры вместе с серо-бурыми почвами (часто солончаковато-солонцеватыми) занимают 54% территории страны [27]. Площадь засоленных почв (с их комплексами) и солодей достигает 160 млн. га, или 7,2% территории страны. Наиболее широко эти почвы распространены в Нижнем Поволожье, на юге Украины, в Предкавказье, Средней Азии, Казахстане, Западной Сибири. Они приурочены к разного рода депрессиям с близким залеганием грунтовых вод (Туранская, Прикаспийская, Днепровская, Лено-Вилюйская низменности). Эти почвы распространены на аллювиальных равнинах Волги, Днепра, Дона, Иртыша, Амура, в приозерных понижениях приморских равнин, лиманах, старицах.

СОЛОНЧАКИ Солончаками называют почвы, в профиле которых, начиная с верхнего горизонта, содержится большое количество водорастворимых солей, подавляющих рост большинства растений. Солончаки образуются главным образом при выпотном типе водного режима, когда испарение выше выпадающего количества осадков. Такой режим чаще всего складывается в условиях засушливого климата при близком залегании минерализованных грунтовых вод, капиллярная кайма которых достигает верхнего горизонта почв. Часть воды при этом испаряется с поверхности почвы, часть идет на транспирацию растений, а соли концентрируются и выпадают в осадок в верхнем горизонте почвы. При достижении концентрации солей выше 0,6—1% образуется солончак (при содовом засолении 0,5%). Растительный покров на солончаках изрежен и представлен в зависимости от состава солей различными солянками — солеросом, шведкой, сарсазаном, черным саксаулом, биюргуном. При отмирании, обладая зольностью до 50%, солянки возвращают в почву, по данным Н. И. Базилевич [35], до 100 кг хлора, 65—67 кг натрия на 1 га. Химический состав солончаков разнообразен. Чаще всего они обогащены солями Na+ Са2+ и Mg2+ с анионами соляной, угольной и серной кислот. Наиболее вредными для растений являются соли Na+:NaCl, Na2C03, NaHC03 и особенно сода №2СОз; менее опасны MgCl2, MgS04, СаС13 и безвредны MgC03 и СаСОз. Значительное количество солей в солончаках приводит к повышению гигроскопичности почв и осмотического давления почвенного раствора до 10—30 МПа, что затрудняет поступление воды в растения. Проникновение солей в растения нарушает поступление необходимых питательных веществ. Сода вредна растениям уже при концентрации 0,005%, концентрация других солей выше 0,04% снижает урожай растений. Засоленные почвы различают по составу солей, выделяя почвы сульфатно-содового (больше сульфатов), хлоридно-сульфатного (больше хлоридов), сульфатно-хлоридного и хло-ридного засолений. Кроме этого, почвы различают по количеству солей и глубине залегания солей. При концентрации солей менее 0,25% и при глубине их залегания до 150 см почву считают незасоленной. Если концентрация солей выше 0,25% и соли встречаются уже на глубине 80—150 см, почву называют слабосолончаковатой; при той же концентрации солей, но при глубине их залегания 30—80 см — солончаковатой, 5—30 см — солончаковой. При содержании солей более 1% образуется солончак. Высокая концентрация солей определяет и другие химические свойства почв: малое содержание гумуса, его фуль-ватный состав, щелочную реакцию рН от 7,3—7,8 до 9—10 вскипание с поверхности, гигроскопичность. Поскольку концентрация солей выше порога коагуляции коллоидов, минеральные илистые частицы не передвигаются в почвенном профиле и остаются на месте своего образования.

Классификация. По происхождению и морфологическим признакам выделяют два типа солончаков: автоморфные, сформировавшиеся при глубоком залегании грунтовых вод и не испытывающие их влияния, и гидроморфные, образующиеся при близком залегании минерализованных почвенно-грунтовых вод (0,5—3 м). Автоморфные солончаки делят на литогенные, образовавшиеся на четвертичных, морских и пестроцветных засоленных отложениях, и древнегидроморфные. Почвенный профиль этих почв слабо дифференцирован. Сверху автоморфные солончаки покрыты вспученной пропитанной солями землистой массой. Гидроморфные солончаки выделяются по выцветам солей, пухлой или мокрой корке на поверхности. Среди них выделяют: солончаки типичные, луговые, содовые, отакыренные. В профиле типичных солончаков хорошо выделяется только самый верхний горизонт мощностью 5—10 см с обильным скоплением солей. Гумусовый горизонт (гумуса менее 1%) почти не выражен, так как растительность на поверхности этих почв практически отсутствует. Профиль почв монотонный, на разной глубине можно видеть сизые и охристые пятна. Солончаки луговые образуются в результате засоления луговых почв. Они покрыты солевой пухлой корочкой, иногда мокрой, с солевыми выцветами. Солончаки луговые содержат до 5% солей, до 8% гумуса в лесостепной зоне и до 1—2% -—пустынной. Эти почвы несут признаки оглеения. Солончаки содовые встречаются на днищах периодически высыхающих соленых озер. Отакыренные (пустынные) солончаки выделяются тем, что они покрыты корочкой (рассоленной), разбитой сетью трещин на плитовидные отдельности. Эти солончаки имеют глыбисто-столбчатое строение соленосного горизонта. Мероприятия по улучшению солончаков проводят при обязательном их орошении и промывании почвы. Вода, растворяя соли, выносит их с орошаемого участка. Часть воды уносит их вниз по профилю почвы, поэтому уровень грунтовых вод в зонах промывки солончаков должен быть таким, чтобы капиллярная кайма находилась ниже поверхности почвы, что обеспечивается специальной дренажной системой. Орошение и промывание почв следует проводить осторожно, так как при орошении и просачивании воды возможно поднятие грунтовых вод и вторичное засоление почв. После промывки почв вносят органические и минеральные удобрения, производят залужение, высевают многолетние травы.

СОЛОНЦЫ Солонцом называется почва, у которой в почвенном поглощающем комплексе иллювиального горизонта содержится более 20% (от емкости поглощения) обменного натрия. Образование. Формируются при рассолении солончаков с преобладающим содержанием солей натрия, воздействии грунтовых вод, обусловливающих чередование процессов летнего засоления (поднятия солей по капиллярам вместе с водой) и осенне-зимне-весеннего рассоления; при биогенном накоплении натрия, разложении растительных остатков (полыней, солянок, кермека и др.) и поступлении солей натрия в почву при выпадении атмосферных осадков. При образовании солонцов содержание солей натрия остается достаточно высоким, однако ниже порога коагуляции, благодаря чему создаются условия для вытеснения части поглощенных Са и Mg из почвенного поглощающего комплекса ионом Na (если учесть огромную подвижность солей Na). Внедрение иона натрия особенно активно происходит, если его источником является сода, которая может образоваться в почвах с достаточным количеством Na2S04 под влиянием анаэробных сульфатредуцирующих бактерий в присутствии органического вещества по схеме. Коллоиды, насыщенные натрием, гидрофильны и при переувлажнении переходят из геля в состояние золя, агрегаты (структура) разрушаются, коллоиды становятся способными передвигаться под влиянием нисходящей влаги. Одновременно резко увеличивается щелочность до рН 9—10, при котором происходит распад части коллоидов. В результате коллоидные частицы передвигаются из верхнего горизонта в нижний, образуя плотный иллювиальный солонцовый горизонт В. Верхний горизонт обедняется гумусом, илистыми частицами и полуторными соединениями железа. Строение (рис. 38). Профиль солонцов разделяется на ряд отчетливо выраженных горизонтов: А — гумусово-элювиальный (надсо-лонцовый), Bi — иллювиальный, солонцовый; В2 — подсолонцовый и С — материнская порода. А — гумусово-элювиальный горизонт, белесый, пластинчато-слоеватый, пористый, обеднен илистыми частицами; B1 — солонцовый, иллювиальный, темно-бурый, содержит гумус, столбчатый, столбчатая структура при давлении распадается на ореховато-при-зматические отдельности, очень плотный, трещиноватый. В0 влажном состоянии разбухает, становится бесструктурным, водонепроницаемым; В2 — подсолонцовый, светло-бурый, призматический или ореховато-приз-матический, нередко содержит гипс и карбонаты; С — материнская порода. Свойства. Солонцы содержат различное количество гумуса — в зависимости от зоны, имеют щелочную реакцию, содержат соду (табл. 28). Во влажном состоянии солонцовый горизонт становится вязким, липким, водонепроницаемым; в сухом, наоборот,— плотным, твердым, нередко растрескивается, с трудом поддается обработке. Солонцы обладают низким естественным плодородием. На них произрастает ксерофитная растительность— солянки, полынь, прутняк, может расти тамарикс, лох.

Мероприятия по повышению плодородия солонцов. Сводятся к разрушению солонцового горизонта и замене поглощенного Na+ на Са2+. Для этого производят глубокую плантажную вспашку солонцов с внесением гипса. Сульфат натрия вымывается осадками, улучшаются водно-воздушные свойства почв. Доза гипса для содовых солонцов составляет 20—25 т/га, для мелких, средних — 5—12 т, а для глубоких— 3—5 т на 1 га. Если гипсоносный горизонт лежит близко к поверхности, его выпахивают наверх, в результате чего происходит самогипсование. Для улучшения свойств солонцовых почв применяют вспашку с почвоуглубителем, песко-вание, напашку незасоленных почв. Особенно эффективно внесение органических удобрений (навоза, компоста, зеленых удобрений) вместе с минеральными (азотными и фосфорными — суперфосфатом, сульфатом аммония). Положительные результаты дают внесение искусственных структурообразователей, сернокислых соединений железа, хлористого кальция, а также опыты по рассолонцеванию почв электрическим током.

СОЛОДИ Солоди — остаточносолонцовые почвы, формирующиеся по понижениям под влиянием древесной, кустарниковой и луговой растительности при промывном или периодически промывном водном режиме почв. Образование солодей (рис. 39) происходит в микропонижениях с повышенным поверхностным увлажнением, верховодкой и нередко застоем воды. В степных и засушливых условиях микропонижения зарастают травянистой и древесной растительностью, образуя колки. На поверхности почвы нередко образуется дернина или лесная подстилка, при разложении которой выделяются гумусовые кислоты с преобладанием фульвокислот. Верхняя минеральная часть почвы постепенно обогащается гумусом, формируется перегнойно-акку-мулятивный горизонт А1 со слабокислой реакцией среды. Содержание гумуса колеблется от 2 до 8%. Часть обменного Н+, поступающего в поглощающий комплекс из органических кислот, будет вытеснять из почвенного поглощающего комплекса солонцового горизонта обменный Na+, способствуя образованию соды. Щелочная реакция среды под воздействием ЫагСОз будет способствовать переходу гелей в золь (пептизация коллоидов), разрушению алюмосиликатной части и дальнейшему передвижению илистых частиц, гумуса и полуторных окислов в глубь почвы, т. е. процессу осолодения. В результате под гумусовым горизонтом формируется элювиальный обогащенный кремнеземом, белесый, осолоделый горизонт А2. В процессах накопления аморфного кремнезема осолоделого горизонта могут принимать участие диатомовые водоросли, а также фитолитарии, освобождающиеся при разложении злаков. Элювиальный горизонт резко обеднен илистой фракцией и содержит достаточно большое количество аморфного кремнезема. Коллоидные частицы и, в частности, гумус прокрашивают нижележащий иллювиальный, остаточно солонцовый, слабосолонцеватый горизонт В, содержащий 7—10% поглощенного Na+, полуторные окислы железа и потечный гумус. На глубине 50—120 см накапливаются карбонаты. В целом формируется профиль солоди, хорошо расчлененный на горизонты, напоминающий по строению дерново-подзолистые почвы. Строение, свойства и классификация. Солоди состоят из следующих горизонтов — А0 лесная подстилка или дернина, Агпе-регнойно-аккумулятивный гумусовый горизонт, содержащий 2—8% перегноя, рН 5,5—6,0, А2— элювиальный горизонт, осолоделый белесый, слоеватый, чешуйчатый, бесструктурный, состоит из кремнезема, беден илистыми частицами, реакция нейтральная, рН 6,5—6,8; Bi — иллювиальный, серый, буровато-серый, обогащен гумусом, кремнеземистая присыпка от осолоде-ния, богат илом, содержит поглощенный Na+, реакция щелочная, рН 8—8,1; В2 — иллювиальный, бурый, ореховатый, орехо-вато-призматический, плотный, вязкий, кремнеземистая присыпка, нередко содержит карбонаты, потечный гумус, часты признаки оглеения, реакция щелочная. Выделяют лугово-степные солоди при залегании грунтовых вод на глубине 6—7 м, луговые при глубине залегания грунтовых вод 1,5—3 м и лугово-болотные. По глубине осолодения, мощности А1 и А2 выделяют солоди мелкие (до 10 см), среднемощные (10—20 см) и глубокие (более 20 см). Мероприятия по повышению плодородия. Солоди из-за их приуроченности к рельефу, не удобному для обработки, лучше всего оставлять под лесом. В случае необходимости использования под сельскохозяйственные культуры проводят землевание солодей и их глубокую вспашку с внесением органических удобрений. Солоди с кислой реакцией верхних горизонтов сначала известкуют, а затем вносят минеральные удобрения. Лесорастительные свойства засоленных почв и солодей. Солончаки и солонцы в большинстве случаев непригодны для выращивания древесных пород. Поэтому перед созданием лесонасаждений необходимы предварительная промывка солончаков, мелиорация солонцов. Рост леса на глубокостолбчатых солонцах возможен. В зонах достаточного увлажнения растут кустарники, акация желтая, клен татарский, лох узколистный, тополь белый, осина. На солодях достаточно хорошо растут зональные древесные породы. Солоди являются лучшими среди засоленных почв.

ТАКЫРЫ

(тюрк. такир — голый, ровный, плоский), 1) участки бесплодной солонцеватой поверхности, сложенные бесструктурной глиной. Распространены в глинистых, песчаных и каменистых пустынях. Площади такыров колеблются от нескольких м до сотен км²; периодически затопляются талыми и ливневыми водами; 2) тип почв, образующихся на плоских глинистых понижениях в пустынях и полупустынях. Почти лишены растительности. Распространены главным образом в Средней Азии (Казахстане). 

ЩЕЛОЧНЫЕ ПОЧВЫ, группа почв различного генезиса и географическое распространения, общей особенностью которых является щелочная реакция по всему профилю. Характеризуются слабой устойчивостью поглощающего комплекса, подвижностью питательных веществ, относительно низкой структурностью, удовлетворительными или ухудшенными физич. свойствами: повышенной твердостью и плотностью, низкой пористостью и водопроницаемостью, пониженным содержанием гумуса. Только серо-бурые пустынные почвы отличаются высокой карбонатностью с поверхности. Щ. п. имеют большой ареал распространения — встречаются почти на всех континентах. Из группы Щ. п. серо-коричневые, серо-бурые пустынные почвы и сероземы пригодны для возделывания винограда во всех виноградарских регионах СНГ; другие типы Щ. п. используются выборочно, после их гипсования (см. Щёлочность почвы) или применения орошения. Щ. п. подходят для выращивания винограда с различным направлением использования. При удобрении виноградных плантаций, размещенных на Щ. п., рекомендуется вносить физиологически кислые удобрения. См. также соответствующие статьи о типах почв.

Оценка степени засоленности почв

К засоленным почвам относятся почвы, содержащие в своем составе легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах. Они оказывают прямое отрицательное воздействие на растения в результате повышения осмотического давления почвенных растворов и токсичного действия отдельных ионов, а также косвенное влияние через изменение физико-химических, биологических и других свойств под их влиянием. Наибольший токсический эффект проявляют сода, затем хлорид, далее бикарбонаты натрия и магния и затем сульфаты натрия и магния. Гипс, так же как и карбонат кальция (в отличие от токсичного карбоната магния), не ядовит, однако, присутствие его в больших количествах (гипсовые коры) приводит к понижению плодородия почвы.

По глубине залегания верхней границы солевого горизонта засоленные почвы разделяются на солончаковые – соли в слое 0-30 см, солончаковатые – 30-80 см, глубоко солончаковатые – 80-100 см и глубокозасоленные – глубже 150 см. Содержание солей выражается в % и в мг-экв на 100 г почвы. В первом приближении, засоленными считаются почвы, содержащие водорастворимых солей более 0,25% от веса почвы, а солончаками – более 1, 2, 3% в зависимости от типа засоления. При более точной экологической оценке засоления почв учитывают характер засоления (преобладающий химический состав катионов и анионов), а при еще более детальной оценке – сумму токсичных солей.

Химизм (тип) засоления почв определяется, главным образом, по соотношению анионов в этих горизонтах, хотя учитывается и соотношение катионов. Оценка степени засоления почвы производится по содержанию токсичных солей в этих же горизонтах. Если в солончаковых почвах отмечается очень сильное засоление, они относятся к солончакам

Установление степени и химизма засоления, обсуждение и оценка результатов анализа водной вытяжки В почвенном покрове многих стран мира значительное место занимают засоленные почвы, под которыми понимают почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в количествах, токсичных для растений - негалофитов. К засоленным почвам относят солончаки, солончаковые и солончаковатые почвы, имеющие строение профиля типа Asa - ACsa -Gsa. или Asa - Gsa. При этом к солончакам относят почвы, содержащие в слое 0-30 см более 0.6 % соды или более 1.0 % хлоридов или более 2 % сульфатов, а к солончаковым - почвы с тем же количеством солей, но залегающих глубже. Если же в любой части профиля содержатся соли в меньших количествах, то их относят к солончаковатым. При классификации засоленных почв по степени и химизму засоления важное значение имеет установление порога токсичности для средне солее тонких культур, под которым понимают предельное количество солей в почве, выше которого начинается угнетение роста и развития растений. Наибольшей токсичностью среди анионов обладает СОз" порог токсичности, у которого проявляется уже при 0.001 % (0.03 ммоль 100г почвы), у аниона СТ он составляет 0.01 % (0.3 ммоль /100г. почвы), у НС03" - 0.06 % (1.0 ммоль 100г. почвы ) и у S04" - 0.08 % (1.7 ммоль 100г. почвы).

К засоленным почвам относят также солонцы, имеющие солевые горизонты, но рас полагающие ся в подсолонцеватом горизонте на определенной глубине. Кроме того, в эту группу засоленных почв относят еше такыры - своеобразные глинистые засоленные почвы пустынь. В мелиоративном отношении практическое значение имеют солончаки.солончаковые, солончаковатые почвы, солонцы и солонцеватые почвы. Основными зонами распространения почв являются зоны пустыни и полупустыни, но они встречаются и в зоне сухих степей, степной.лесостепной и таежно-лесной зоне. По подсчетам Е.В. Лобовой. А.В Хабарова их плошадь в мире составляет более 240 млн. га. Из них солончаки занимают 69.8 млн. га, а солонцы - 77.7 млн. га.

Остальную плошадь составляют комплексы солонцов с окружающими почвами и такыры. На территории бывшего СССР плошадь засоленных почв, т.е. солончаков, солонцов и почв солонцовых комплексов составляла около 120 млн. га (50 % от мировой). Из них солончаки занимают около 17.3 млн. га, а солонцы - 35 млн. га. Последние в комплексе с окружающими почвами занимают около 70 млн. га. В России засоленные почвы занимают около 33 млн га. Из них солончаки занимают 1,45 млн. га.солоди - 1.96 млн. га. солонцы 10.4 млн. га. Солонцеватые и солончаковатые почвы - 8,8 млн. га и комплексы засоленных почв с зональными почвами 9.6 млн. га

Засоленные почвы, в виде отдельных пятен, встречаются и среди черноземов ЦЧО. где их площадь составляет около 601,2 тыс. га.из них 146.2 тыс. га чистые солонцы и 455 тыс. га черноземы осолоделые и солонцеватые. На долю Воронежской области приходится около 300 тыс. га . Особенности залегания этих почв в виде пятен или отдельных массивов среди плодородных почв другого генезиса приводит к ухудшению сельскохозяйственного либо лесохозяйственного использования последних. Поэтому необходимо проведение ряда мелиоративных мероприятий на этих комплексных почвах с целью повышения их плодородия.

Несмотря на отдельные достижения в мелиорации почв, в том числе и засоленных, их плошадь не уменьшается, а имеет, наоборот, тенденцию к увеличению, особенно в районах орошаемого земледелия. В результате неправильного орошения либо игнорирования специфичности почвообразовательного процесса в засушливых условиях с близким залеганием минерализованных грунтовых вол или засоленных подстилающих пород при составлении мелиоративных проектов возникают вторично засоленные почвы. Все это предопределяет необходимость определения солевого состава и режима почв как на этапе изыскательских и проектных работ, так и в процессе их мелиоративного освоения и эксплуатации