Деградация почв в результате засоления в широком смысле представляет собой процесс избыточного накопления водорастворимых солей, включая и накопление в почвенном поглощающем комплексе ионов натрия и магния. 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 %).
По условиям формирования и генезису засоленные почвы делятся на первично (природно) засоленные и вторично (антропогенно) засоленные.

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. Слабая дренированность территории способствует замедлению латеральных ландшафтно-геохимических потоков, подъему уровня грунтовых вод и активизации процессов засоления в аридных, полуаридных и даже полугумидных зонах. Наличие в породах в зоне активного влагообмена легкорастворимых солей способствует формированию засоленных почв. Процессы соленакопления проявляются в почвах и при поступлении солей извне - с минерализованными водами, атмосферными осадками или эоловой пылью.

Все перечисленные выше факторы определяют географию первично засоленных почв территории России. Засоленные почвы развиты здесь преимущественно в зонах пустынь, полупустынь и степей. В более северных природных зонах засоление почв проявляется лишь локально (в Республике Саха (Якутия), на побережье северных морей и т. д.). Засоление здесь связано с выходом на поверхность соленосных пород, либо с поступлением легкорастворимых солей извне.

Вторичное (антропогенное) засоление почв проявляется в результате антропогенного изменения природных почвенно-галогеохимических условий. Развитие вторичного засоления может быть обусловлено: подъемом грунтовых вод на орошаемых и подтопляемых землях, мобилизацией солевых запасов подстилающих пород, поступлением солей с оросительными водами, повышенной минерализацией и рядом других факторов, приводящих к аккумуляции солей в почвах. Вторичное засоление является одним из главных деградационных процессов, определяющих экологическое состояние земель. Наиболее активно вторичное засоление проявляется в зонах развития природного засоления. Например, на Прикаспийской низменности активно идет процесс засоления пастбищ и орошаемых земель.

Во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подвержено около 30 % орошаемых земель. Площадь засоленных почв в России составляет 36 млн га (18 % 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.

Просмотры: 1233

14.05.2018

К земельным ресурсам, имеющим общехозяйственное значение, принадлежат не только плодородные почвы, которые активно используются в сельском хозяйстве, но и грунты, содержащие вредные для растений легкорастворимые минеральные соли и поэтому малопригодные для выращивания полезных культур. Засоленные почвы составляют около 20% всех освоенных земель в мире. Процесс накопления солей в почвах может происходить как естественным путем (выветривание минералов или поступление веществ из атмосферы), так и искусственным (мелиоративные работы, связанные с орошением или осушением земель).

По уровню концентрации солей, содержащихся в засоленных почвах, различают слабозасоленные (урожайность культур снижается до 25%), среднезасоленные (потери урожайности составляют до 50%), сильнозасоленные (теряется до 75% урожая) и очень сильнозасоленные (100%-ная потеря урожая) грунты. По химическому составу наиболее вредным для растительных организмов является хлоридно-карбонатное засоление (NaHCO 3 , Na 2 CO 3). Наименее опасно для культур накопление сульфатных солей (СаЅО 4 , МgSO 4). Промежуточное положение по степени токсичности для растений занимает хлоридно-сульфатное засоление (МgCl 2 , NaCl, Na 2 ЅО 4). Если почва засолена карбонатными (или содовыми) минеральными соединениями, то реакция почвенного раствора рН может достигать значений 9 – 11. В случае же сульфатного или хлоридного засоления она близка к нейтральной.

Существуют различные методы снижения и регулирования уровня засоленности почв (агротехнические, гидромелиоративные, инженерные). Все они достаточно трудозатратные и дорогостоящие. Поэтому все чаще применяется один из наиболее эффективных и экологически безопасных способов – биомелиорация , которая заключается в совместных севооборотах солеустойчивых культур с растениями-галофитами , способными расти и развиваться в условиях высоких солевых концентраций почвенного раствора (в т. ч. на солонцах и солончаках). Галофиты оказывают рассоляющее действие, затеняя почву и препятствуя, таким образом, потере влаги, а также защищая ее от ветровой эрозии. Кроме того, они предотвращают миграцию солей из нижних почвенных горизонтов в верхние, а способность галофитов образовывать высокорослую, ветвистую надземную фитомассу помогает улучшить гумусный состав засоленных земель, их структуру и одновременно снизить солевую концентрацию плодородного слоя.

Благодаря препятствованию галофитов перемещению солей в верхние слои почвы (эффект зеленой мульчи) происходит потеря до 2 – 3,5 т/га солей. С естественными природными осадками, в т. ч. с таянием снежного покрова, из плодородного слоя удаляются до 2 т/га солей. При урожайности зеленой массы галофита до 10 т/га почва теряет еще 4,5 т/га минеральных соединений, опасных для жизни растений. Таким образом, за один год рассоление почвы достигает или даже превышает 9 т/га. Учитывая, что в верхнем метровом слое сильнозасоленных почв содержится около 36 т/га солей, можно рассчитать приблизительный период биомелиорации участка.

Наиболее перспективными галофитами, представляющими собой полезный источник лекарственного сырья, масличных и высокобелковых энергетических кормов являются: солерос европейский (лат. Salicomia europaea ), сведа дуголистная (лат. Suaeda arcuata ), сведа заостренная (лат. Suaeda acuminata ), сведа приморская (лат. Suaeda maritima ), лебеда белая (лат. Atriplex cana ), лебеда прибрежная (лат. Atripleх litoralis ), климакоптера мясистая (лат. Climacoptera crassa ), млечник приморский (лат. Glaux maritima ), марь белая (лат. Henopodium albium ), солянка калийная (лат. Salsola kali ), бассия иссополистная (лат. Bassia hissopifolia ), ситник Жерара (лат. Juncus gerardi ), кохия веничная (лат. Kochia scoparia ), полынь приморская (лат. Artemisia maritima ), полынь солончаковая (лат. Artemisia halodendron ), солодка уральская (лат. Glycyrrhiza uralensis ), солодка голая (лат. Glycyrrhiza glabra ).

Уже через 2 – 3 года выращивания галофитов на засоленных площадях можно постепенно переходить к их смешанным посевам с кормовыми культурами. Для совместных севооборотов галофитам необходимы растения-компаньоны, отличающиеся высокой солеустойчивостью. Из сельскохозяйственных культур такими свойствами обладают люцерна , ячмень , просо , сорго , джугара , чумиза , суданская трава , подсолнечник , пшеница , свекла , солодка , сахарное сорго , сорта кукурузы с мощной корневой системой и высокорослой надземной частью. И если в первом совместном посеве доля люцерны не должна превышать 30%, то в каждом следующем севообороте она будет постепенно увеличиваться на 20%, пока не достигнет 100%. Таким образом удастся получить площади, полностью занятые кормовыми сельскохозяйственными культурами. Учитывая мелиоративные свойства этих растений, можно будет достичь полного рассоления почв в течение 4 – 5 лет (при средней засоленности участков) или же 6 – 7 лет (при сильной степени засоления).

Восстановление плодородия засоленных территорий с помощью биомелиорантов – очень эффективный и перспективный способ удаления из почвы легкорастворимых минеральных солей, неблагоприятных для культурных растений. Эта технология позволяет повышать продуктивность сельскохозяйственных угодий путем использования новых территорий и получать более высокие показатели урожайности при выращивании продукции на рекультивированных землях.

Засоление почвы

ГУБИТЕЛЬНАЯ ВЛАГА?

Засоление - это недуг, который приносит массу страданий не только людям, он убивает живую почву, делает ее бесплодной. Засоление почвы может происходить в силу естественных причин (образование солонцов и солончаков), а также из-за неправильного орошения сельскохозяйственных угодий. Только немногие овощеводы орошают свои огороды, поля из природных водоемов или очень глубоких артезианских скважин, в которых вода неплохого качества. Все остальные хозяева, имеющие колодцы, неглубокие скважины, используют для полива своих грядок грунтовую воду, так называемую верховодку. Вода из верхнего горизонта отличается сильной минерализацией. Она содержит в различных пропорциях карбонатные, сульфатные, хлоридные соединения, соли кальция, магния, железа, натрия и других элементов, общее количество которых может варьироваться от 0, 5 до десятков г/л. Причем в течение года состав и концентрация солей меняются. Наиболее богата солями вода в…

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,…

Засоление приводит к созданию в дочве низкого водного потенциала, поэтому поступление воды в растение сильно затруднено. Важнейшей стороной вредного влияния солей является также нарушение процессов обмена. Работами советского физиолога Б. П. Строганова показано, что под влиянием солей в растениях нарушается азотный обмен, накапливается аммиак и другие резко ядовитые продукты. На фоне сульфатного засоления накапливаются продукты окисления серосодержащих аминокислот (сульфоксиды и сульфопы), которые также являются ядовитыми для растений. Повышенная концентрация солей, особенно хлористых, может действовать как разобщитель процессов окисления и фосфорилировапия о тем самым нарушать снабжение растепий макроэргическими фосфорными соединениями. Под влиянием солей происходят нарушения ультраструктуры клеток, в частности изменения в структуре хлоро-пластов. Особенно это проявляется при хлоридпоы засолении. Вредное влияние высокой концентрации солей связаио с повреждением поверхностных слоев…

Отчуждение земель

Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при отчуждении земель для нужд несельскохозяйственного пользования: строительства промышленных объектов, городов, поселков, для прокладки линейно-протяженных систем (дорог, трубопроводов., линий связи), при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т. д. По данным ООН, в мире только при строительстве городов и дорог ежегодно безвозвратно теряется более 300 тыс. га пахотных земель. Конечно, эти потери в связи с развитием цивилизации неизбежны, однако они должны быть сокращены до минимума.

(Эколгия СК – сборник)

Значительно снижает плодородие почв их засоление - повышение содержания легкорастворимых солей. Оно может быть вызвано, например, привнесением солей грунтовыми и поверхностными водами. Наиболее часто засоление вызывается нерациональной системой орошения земель. Почвы считаются засоленными при содержании в них более 0,1% по массе солей, токсичных для растений. Высок процент засоления почв районов древнего орошаемого земледелия: в долине Нила засолено более 80% земель, в долине реки Инд - около 67%. Засолению почвы на больших площадях способствует строительство водохранилищ, вызывающее повышение уровня грунтовых вод.

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.

Засоленные почвы классифицируют по химизму, по степени и генезису засоления, по глубине залегания солевых горизонтов.

По химизму засоление бывает сульфатное, хлоридно-сульфатное, сульфатно-хлоридное и хлоридное. Химизм засоления определяется составом анионов и катионов. В наименование типа засоления включают те анионы, содержание которых превышает 20% суммы анионов. Преобладающий анион в названии ставят на последнее место. Содержание анионов СО3 в расчет не включается, так как С03 входит в общую щелочность.

Солончаки и солончаковые почвы непригодны для сельскохозяйственного использования без предварительных промывок. Соли на этих почвах губительно действуют на всходы.

В высокосолончаковатых и солончаковатых почвах соли не препятствуют всходам, но угнетают взрослые растения.

Глубокосолончаковатые и глубокозасоленные почвы используют в богаре под любые культуры, но при орошении на этих почвах может произойти вторичное засоление корнеобитаемого слоя почвы.

По генезису засоление почвы делят на реликтовое (остаток прошлых эпох) и современное соленакопление.

Предупреждение засоления орошаемых земель. Вторичное засоление почвы происходит тем интенсивнее, чем выше засоленность воды, чем больше испарение и чем продолжительнее процесс испарения. Испарение засоленной воды тем больше, чем ближе к поверхности земли залегают грунтовые воды. При глубоком залегании грунтовых вод вторичного засоления обычно не происходит. Поэтому строительные, эксплуатационные и агротехнические мероприятия по борьбе с вторичным засолением направлены на предотвращение подъема уровня грунтовых вод, а при высоком их стоянии - на понижение их уровня и уменьшение испарения грунтовой воды.

К строительным мероприятиям относятся: борьба с потерями воды на фильтрацию (лотковая и трубчатая сеть, облицовка каналов и др.); оснащение оросительной сети всеми необходимыми гидротехническими сооружениями; автоматизация и телемеханизация водного распределения; применение наиболее рациональной техники полива, исключающей питание грунтовых вод; размещение рисовых полей со сбросной сетью в самых низких местах; недопущение затопления орошаемых земель паводковыми водами, а также поверхностных и грунтовых вод с вышележащих водосборов; устройство оградительных дамб, нагорных и ловчих каналов, дрен, сбросной сети.

К эксплуатационным мероприятиям относятся: строгое выполнение плана водопользования системы при круглосуточном поливе, нормирование водоподачи во все каналы, соблюдение поливных и промывных норм, ограничение работы каналов в осеннее и зимнее время, повышение КПД оросительной системы применением комплекса мероприятий.

К агротехническим мероприятиям относятся: посев многолетних трав; содержание почвы в рыхлом состоянии (глубокая зяблевая пахота, предпосевное боронование и культивация, рыхление почвенной корки после поливов), что уменьшает испарение воды, улучшает водный, воздушный и солевой режимы почвы; внесение в почву органических удобрений (навоз, компост); гипсование солонцеватых почв; содержание почвы в затененном состоянии под растительным покровом; выращивание лесных полос, которые улучшают микроклимат, снижают испарение воды с поверхности почвы и действуют как биологический дренаж.

Результат действия предупредительных мер на орошаемых землях оценивается по снижению (или повышению) уровня грунтовых вод и в конечном итоге по повышению урожая сельскохозяйственных культур.

Засоленные почвы и солоди.

В семиаридных и аридных областях различных географических поясов и зон локально распространены почвы, относящиеся к отделу галоморфных, генезис и свойства которых обусловлены процессами засоления и рассоления, – это солончаки солонцы и солоди.

Засоленными называются почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах . К ним относятся солончаки, солончаковатые почвы и солонцы. Они широко распространены в семиаридных и аридных областях суббореального, субтропического и тропического поясов и даже в бореальном поясе.

О количестве и составе водорастворимых соединений в почвах судят по данным анализов водных вытяжек. В водной вытяжке определяют плотный остаток, прокаленный остаток, водорастворимый гумус, а также анионы и катионы: CO 3 2‑ , HCO 3 ‑ , Cl ‑ , SO 4 2‑ , Mg 2+ , Ca 2+ , Na + . Результаты анализов выражаются в процентах и в милли-эквивалентах (м-экв) к абсолютно сухой почве, или в эквивалент-процентах от массы прокаленного остатка. Величины сухого и прокаленного остатков позволяют судить об общем содержании легкорастворимых солей в почве, соотношении растворимых минеральных и органических соединений и о распределении их по профилю. Засоленными считаются почвы, содержащие легкорастворимые соли в количестве > 0,25% от массы почвы.Почвы, в которых количество легкорастворимых солей составляет от 0,25 до 1% относят к солончаковатым. В солончаках величина легкорастворимых солей не опускается ниже 1% ни в одном из горизонтов почвенного профиля, иногда достигая 15% и более. Солончаковый процесс может проявляться в любом типе почв, если есть источник поступления легкорастворимых солей и условия, способствующие их накоплению.

По глубине залегания солевых горизонтов (положение верхней границы, см) в солончаковых почвах выделяются следующие виды:

Солончаковые 0 – 30;

Солончаковатые 30 – 80;

Глубокосолончаковатые 80 – 150;

Глубокозасоленные > 150.

По степени засоления солончаковатые почвы делятся на виды в соответствии с величиной плотного остатка, который зависит от химизма засоления

· Цифры в скобках соответствуют степени засоления по сумме солей в гипсоносных горизонтах почв, к которым отнесены почвы, содержащие более 1% CaSO 4 . 2H 2 O.

Степень токсичности солей определяется их составом и растворимостью.Токсичность солей возрастает от сульфатного к содовому типу засоления. Особенно ядовита сода, менее токсичен сернокислый натрий. Сернокислый кальций безвреден, но он является спутником других солей, поэтому большое его содержание служит показателем низкого плодородия почвы.

Источниками легкорастворимых солей являются:

1. Засоленные почвообразующие породы . При выветривании таких пород образуется большое количество легкорастворимых солей. Ежегодный приток легкорастворимых солей с суши в океан составляет 2735 млн. т. Около 1 млрд. т солей каждый год поступает в бессточные области материков земного шара (Ковда,1946).

2. Засоленные грунтовые воды . Неглубокое залегание минерализованных грунтовых вод в условиях засушливого климата приводит к засолению почв и грунтов. Эти воды играют важную роль в перераспределении легкорастворимых солей в почвенном профиле.

3. Выход на дневную поверхность морских соленосных осадков , обусловленный либо тектоническими процессами, либо антропогенными воздействиями, приводящими к аридизации суши.

4. Импульверизация – эоловый перенос солей ветром . Этот процесс широко развит в районах распространения соленых озер, морей, засоленных почв. При переносе ветром на поверхность суши может поступать от 2 до 20 т солей на 1 км 2 .

5. Извержение вулканов . При извержении вулканов выделяются газы и пары, содержащие серу, хлор, которые в дальнейшем переходят в сульфаты и хлориды.

6. Аккумуляция солей в растениях. Полыни, кермек, перекати-поле, и другие растения накапливают большие количества растворимых солей, которые с опадом поступают в почву.

7. Атмосферные осадки. С атмосферными осадками в почвы может поступать от 20до 30 мг/л солей.

8. Вторичное засоление. Характерно для районов орошаемого земледелия при поливе минерализованными водами, либо при неоправданно высоких поливных нормах. При высоких нормах полива повышается уровень грунтовых вод и, если они минерализованы, то легкорастворимые соли достигают пределов почвенного профиля, и происходит вторичное засоление.

Солончаки.

Солончаки (S-Cs,q) формируются в условиях, когда поступление легкорастворимых солей в поверхностный горизонт почвы не компенсируется их выносом.

Накопление солей реализуется при выпотном или периодически выпотном типе водного режима при близко залегающих засоленных грунтовых водах в условиях аридного или полуаридного климата.

Близкое залегание грунтовых вод приводит к развитию процессов оглеения в нижней части почвенного профиля.

Растительность солончаков специфична и легко может служить индикатором засоления. Это солерос, сарсазан, шведка, некоторые виды лебеды. На солончаках с очень высокой степенью засоления растительность сильно изрежена и представлена различными видами солянок. Размеры фитомассы и, соответственно, гумусонакопление в солончаках находятся в обратной зависимости от количества и токсичности присутствующих в профиле солей. На сильно засоленных почвахвысшая растительность отсутствует, встречаются лишь некоторые виды водорослей (например, диатомовые), гумусовый горизонт не формируется.

Главным диагностическим признаком солончаков является поверхностный солончаковый (солевой) горизонт. Он характеризуется наличием в верхних 20 см легкорастворимых солей в количестве не менее 1% от массы (по данным водной вытяжки), что исключает развитие большинства растений, кроме галофитов, не образующих сомкнутого покрова.

В зависимости от состава солей внешний вид и свойства поверхности почвы различаются. Сульфаты магния и натрия, кристаллизуясь, присоединяют большое количество воды и увеличиваются в объеме. При таком типе засоления образуются солончаки пухлые , имеющие с поверхности пухлую корочку. Малогигроскопичный хлорид натрия дает на поверхности сухую хрупкую корочку («корковые» солончаки ), а сильногигроскопичный хлорид кальция никогда не просыхает («мокрые» солончаки).

Наличие в составе солей соды приводит к формированию черных солончаков, т к. в щелочной среде гуминовые вещества становятся подвижными и прокрашивают почву.

В значительном количестве соли присутствуют по всему профилю солончаков, часто без заметных видимых выделений. Одновременно с накоплением солей может наблюдаmься оглеение.

Морфологически профиль солончаков слабо дифференцирован и имеет следующее строение: S-Cs,q

S (S; S), темно-серую (S}