Засоление почв: проблема и пути решения. Для какой природной зоны характерно засоление почв.

Если вблизи поля находятся грунтовые воды с высоким содержанием токсичных солей, рекомендуется построить систему дренажных канав для отвода засоленных грунтовых вод и тем самым усилить эффект выщелачивания почвы.

Засоление почв: проблема и пути решения

Засоление почвы — это чрезмерное накопление солей электролитов (растворенных или поглощенных) в корневой зоне, которое подавляет или уничтожает сельскохозяйственные культуры и снижает качество и количество урожая.

Засоление почвы — это чрезмерное накопление солей электролитов (растворенных или поглощенных) в корневой зоне, которое подавляет или уничтожает сельскохозяйственные культуры и снижает качество и количество урожая.

По данным ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), засоленные почвы занимают большую площадь во всем мире, около 25% поверхности Земли.

В настоящее время значительные площади засоленных почв находятся в Южном Казахстане, Центральной Азии, на западе США, в особо засушливых регионах Южной Америки и Австралии, а также в Северной Африке. Особенно высокое содержание солей наблюдается в почвах пустынь и полупустынь, то есть в сухом или засушливом климате.

Засоление почвы — это накопление в почве вредных для растений солей (хлорид, карбонат натрия, сульфат) в пропорции более 0,25 % от массы почвы.

Этот процесс более распространен в засушливых районах, преимущественно в понижениях рельефа. По мнению экспертов ФАО, засоление является глобальной проблемой человечества. Засоление, будь то естественное или в результате орошаемого земледелия, является фактором, способствующим опустыниванию. Оно является как причиной, так и следствием других сельскохозяйственных проблем. Засоление связано с проблемами дренажа, разрушением ирригационных и дренажных систем, неэффективным использованием водных ресурсов, ростом спроса на сельскохозяйственную продукцию, ведущим к увеличению нагрузки на сельскохозяйственные земли, устаревшими технологиями, не отвечающими требованиям современных производственных систем, и многими другими факторами. Борьба с засолением почв в настоящее время рассматривается в комплексе с другими мерами по устойчивой интенсификации сельского хозяйства, что является одной из основ глобализации сельского хозяйства.

Ситуация в РФ

По данным Российской академии наук, общая площадь засоленных почв в Российской Федерации составляет более 40 миллионов гектаров. К засоленным почвам в России относятся солончаки, солонцы, солончаки и глубокие солонцы, солончаки, солончаки, солончаки и солончаки. Они широко распространены на юго-востоке европейской части России, особенно в центральном и южном Поволжье, в северо-восточном Предкавказье, в южной части Западной и Восточной Сибири и в Якутии.

article-image

Самыми «богатыми» засоленными почвами в России являются Поволжье и Западная Сибирь, занимающие 11,6 и 10,2 млн. га соответственно. В степной зоне Придалтайской провинции Алтайского края общая площадь засоленных почв составляет около двух миллионов гектаров; конечно, не все эти земли находятся в бездействии. В основном они используются сельскохозяйственными производителями для севооборота зерновых культур и скота или в качестве соломенных полей и пастбищ. Причиной этого является низкая естественная продуктивность, которая в среднем составляет от 2 до 6 ц/га.

Природное засоление

В настоящее время различают первичное или естественное засоление и вторичное или ускоренное засоление в результате деятельности человека: При первичном засолении распределение солей в почве происходит в результате различных процессов. Естественное засоление — это довольно медленный природный процесс, при котором соли выкачиваются из грунтовых вод в поверхностные слои почвы за счет восходящего движения влаги. На этот процесс влияет характер породы, из которой состоит почва, и глубина залегания соленых грунтовых вод.

Если уровень грунтовых вод находится близко, то существует непрерывный восходящий поток воды, который откладывает соли в почве за счет испарения. Наибольшая глубина залегания грунтовых вод, при которой начинается засоление, называется критической глубиной. Капиллярное засоление почвы тем сильнее, чем больше испарение, чем выше соленость воды и чем дольше длится процесс испарения. Грунтовые воды испаряются из почвы и растений, когда капиллярная кайма грунтовых вод соприкасается с корнеобитаемым слоем; однако если кайма находится ниже корнеобитаемого слоя, грунтовые воды не испаряются и засоления не происходит.

Физические факторы, определяющие развитие первичного засоления почвы, включают: климат, топографию, засоленность почвы, засоленность почвы и подстилающей породы и наличие засоленных грунтовых вод. Климат как фактор, определяющий развитие процесса засоления, характеризуется преобладанием испарения над осадками. В этих условиях активизируется процесс переноса влаги и солей и создается геохимический барьер испарения, что приводит к накоплению солей.

article-image

В районах с большим количеством осадков соли обычно выщелачиваются в нижележащие слои почвы и переносятся подземными водами в более глубокие водоносные горизонты морей или океанов. Если почвы хорошо проницаемы, а водоносные горизонты находятся глубоко, грунтовые воды движутся вниз по склону, унося с собой соли.

Однако в районах с недостаточным количеством осадков (типичных для засушливых сельскохозяйственных районов) соли не просачиваются в нижележащие слои и могут накапливаться на поверхности. В низменных районах легкорастворимые соли накапливаются не только в верхних слоях почвы, но и в подземных грунтовых водах. Поэтому значительное превышение притока воды над ее оттоком и затруднение поверхностного и подземного стока являются основными причинами засоления почвы. Поэтому засоление почвы более распространено в полупустынях и пустынях.

Для этих регионов характерны длительные безморозные периоды, высокие температуры и очень малое количество осадков. Эти климатические особенности создают условия для интенсивного потребления воды почвой и растениями. Вода в виде осадков не покрывает здесь всего водопотребления, поэтому вода берется из нижележащих засоленных слоев. Вместе с водой переносятся и растворенные соли, но вода испаряется, а соли выпадают в осадок и накапливаются на поверхности почвы.

Статья по теме:  Характеристика и содержание гумуса в сероземных почвах, где распространены. Для какой природной зоны характерны сероземы.

Наиболее сильное засоление почвы наблюдается в крупных средиземноморских впадинах и на плохо дренированных равнинах. Недостаточный дренаж почвы способствует замедлению латеральных геохимических потоков в ландшафте, повышению уровня грунтовых вод и активизации процессов засоления в сухих, полузасушливых зонах. Наличие растворимых солей в горных породах в зоне активного влагообмена способствует формированию засоленных почв. В этих районах, где обычно добывается поваренная соль, часто образуются соляные пруды. Почва вокруг прудов покрыта белоснежным слоем соли.

Что это такое?

Прежде чем принимать решение о посеве, необходимо тщательно изучить почву, ее свойства, характеристики, состав и, конечно же, наличие в ней солей. Многие фермеры сегодня сталкиваются с проблемой содержания солей в почве. Если раньше солевой коэффициент в почве был близок к нулю, то сегодня все чаще встречается увеличение этого показателя.

Засоление почвы — это особый процесс, при котором карбонатные, сульфатные и хлоридные соли накапливаются в почве в больших количествах, превышающих норму. В результате засоления почва теряет свои свойства, а посаженные в ней растения и культуры полностью утрачивают свою жизнеспособность.

Засоленные почвы наиболее распространены в низменных районах и на орошаемых сельскохозяйственных землях. Наличие большого количества солей характерно для природной зоны с относительно сухим климатом.

Соленость — это характеристика, которую можно определить только путем тестирования в лабораторных условиях. Почва может различаться по этой характеристике:

  • слабозасоленным;
  • среднезасоленным;
  • засоленным;
  • сильнозасоленным.

Каждый из перечисленных типов почв характеризуется высоким содержанием солей в своем составе, что определяет колонизацию почвы живыми организмами и урожайность сельскохозяйственных культур.

Соли, присутствующие в почве, различаются по глубине залегания, составу и вредности.

В зависимости от этих факторов почву можно классифицировать:

  • солончаковой (глубина соли не более 30 см);
  • солончаковатой (не более 80 см);
  • глубоко солончаковатой (не более 1 метра 50 сантиметров);
  • глубокозасоленной (слой соли превышает отметку 1,5 м).

В зависимости от химического состава солей, почва является:

  • хлоридной (в избытке хлорид магния и натрий);
  • сульфатной (в грунте в большом количестве содержатся сульфат магния и натрий);
  • карбонатной (в грунте в избытке залегают карбонатные соли).

Любой из перечисленных химических элементов смертельно опасен не только для выращиваемых культур, но и для живых организмов в окружающей среде.

Причины

Засоление почвы — очень актуальная проблема на сегодняшний день. Ученые со всего мира уже долгое время пытаются выяснить, что вызывает этот процесс и почему происходит засоление почвы. Было установлено, что существует несколько причин.

Естественное засоление

За это отвечают природа и естественные процессы. Это характерно для любого типа почвы. При первичном засолении, которое может накапливаться веками, происходит естественный процесс подъема солей из грунтовых вод на поверхность. В этом случае фактор засоления зависит от глубины залегания грунтовых вод и количества растущих рядом растений.

Не следует забывать и об атмосферных осадках. Дождь, снег и град — это засоленная вода. С годами сама природа создает условия, которые способствуют засолению почвы и делают ее непригодной для дальнейшего использования.

Антропогенная деятельность

Основной и ключевой фигурой, роль которой в процессе формирования вторичного засоления почвы достаточно велика, является сам человек и его бурная деятельность на почве. В местах, где более развита сельскохозяйственная деятельность, накопление солей в почве наиболее высокое.

Не секрет, что при выращивании сельскохозяйственных культур часто используются оросительные системы для увеличения количества урожая. Это приводит к заболачиванию почвы. Большое количество воды приводит к тому, что уровень грунтовых вод очень быстро поднимается. Вместе с ним повышается и содержание соли в грунтовых водах. Таким образом, соль в почву поступает сверху, из воды ирригационной системы, и снизу, из грунтовых вод.

Последствия

Сегодня проблема засоления почвы достигла невероятных масштабов и известна во всех странах мира, особенно в районах, где активно ведется сельское хозяйство.

  1. Скопление солей в высоком количестве приводит к тому, что почва не может никаким образом эксплуатироваться дальше. Соленая земля непригодна к тому, чтобы на ней можно было хоть что-то выращивать. Любая культура, какой бы неприхотливой она ни была, просто не сможет выжить в земле, перенасыщенной солевыми отложениями.
  2. Соль губительна для любого растения. Очень часто гибнет даже та растительность, которая растет рядом с соленым грунтом. Трава, цветы, кусты и даже деревья высыхают и превращаются в сухие сорняки.
  3. Насекомые, например, черви, жуки или муравьи , которые живут в обычном грунте и даже каким-то образом способствуют улучшению его свойств, в соленой почве не выживают.

Можно предположить, что соль, которая накапливается в почве, оказывает вредное воздействие на всех представителей флоры и фауны. На таких «проблемных почвах» фермеры больше ничего не выращивают, они просто оставляют их в том же больном состоянии. Со временем такая почва накапливает еще больше соли и превращается в так называемое соленое озеро. Если внимательно посмотреть на состояние почв в мире, то можно увидеть, что количество таких соляных озер растет в геометрической прогрессии.

Таблица “Почвы и природные зоны”

Чистая вода, чистый воздух и солнечная энергия — это основные условия для жизни на нашей планете. Большое разнообразие климатических зон привело к разделению континентов на физические зоны: Некоторые из них очень похожи друг на друга, а другие уникальны и невоспроизводимы. Давайте посмотрим, какие почвы характерны для природной зоны того или иного климатического пояса.

Статья по теме:  Структура почвы

Материал создан совместно с Ольгой Викторовной Сыровацкой, учителем высшей категории.

Природные зоны мира

Природные зоны — это природные комплексы, занимающие большие площади и характеризующиеся общим типом ландшафта. Большое влияние на их формирование оказывает климат, особое соотношение между влажностью и теплом.

Главной особенностью каждой природной зоны являются уникальные растения и животные, населяющие территорию, но прежде всего уникальный состав почвы.

Структура почвы, особенности ее формирования и степень плодородия составляют основу для классификации почв.

Таблица «Почвы и природные зоны»

Природная зона

Типы почв

Свойства почвы

Условия формирования почвы

Малоплодородные и растительные

Низкая, неплодородная

Малая толщина, илистый слой

Вечная мерзлота, низкая теплота, избыточная влажность

A) Тайга европейской части

К>1, растительные остатки — хвоя

B) Тайга Восточной Сибири

C) Смешанные леса

Больше, чем в подножных лесах

Весенняя эрозия, больше растительных остатков.

Г) Лиственные леса

K=1, много растительного мусора, много тепла.

Сухой климат, разреженный растительный покров, K

В зависимости от климатической зоны различают следующие типы почв:

читать далее

В этой зоне преобладает тундрово-глеевый тип почвы, который формируется при малом количестве осадков и низких температурах. Почва прогревается только на поверхности, а внизу остается только мерзлая почва.

Постоянный холод препятствует полному испарению влаги, поэтому на поверхности почвы скапливается избыток влаги. Неудивительно, что в зоне тундры очень мало растительности. Преобладают мхи, лишайники, некоторые карликовые деревья и кустарники.

В этой климатической зоне нет лесов, что объясняется тем, что слово «тундра» означает «мертвый лес».

Для тундры характерны подзолистые, лугово-подзолистые и травянистые почвы, как правило, кислые и очень влажные с низким содержанием гумуса. Климат умеренно прохладный и достаточно влажный, что благоприятствует распространению болот и лесов.

Гумус — важнейший компонент почвы, органическое вещество, содержащее все питательные вещества, необходимые для роста растений.

  • Почвы лесостепной зоны.

Различают выщелоченные и травянистые вересковые почвы, бурые лесные почвы и серые лесные почвы. Благодаря высокому содержанию гумуса они умеренно плодородны, а относительно теплый и влажный климат создает благоприятные условия для лесов, перемежающихся со степными участками.

Мягкий климат и отсутствие морозных зим позволяют выращивать многие культуры, но для получения высоких урожаев требуется обильная влага. Большая часть степной зоны покрыта равнинами.

  • Почвы зоны сухих степей.

Борьба с засолением почвы

Для борьбы с засолением почв применяются сельскохозяйственные, строительные и эксплуатационные меры. Задачами являются восстановление уровня грунтовых вод до первоначального уровня и уменьшение испарения почвенной влаги.

Конструктивные меры включают:

  • уменьшение фильтрационной потери воды посредством строительства лотковой сетки, облицованных каналов;
  • оборудование оросительной системы современными гидротехническими постройками;
  • автоматизирование распределения воды;
  • использование техники полива без насыщения подземных вод;
  • отведение для рисовых плантаций с дренажно-сбросной сеткой низменных участков;
  • ограждение орошаемых территорий от влияния паводков и расположенных выше водоемов;
  • оборудование дамб, дренажных труб, дренажно-сбросной сетки, нагорно-ловчих каналов.

Орошение

К эксплуатационным мерам относятся: — почвоустройство:

  • недопущение превышения плана расхода воды при круглосуточном использовании оросительной системы;
  • соблюдение нормы подачи воды во все каналы;
  • следование стандартам полива и промыва;
  • снижение активности применения каналов в осенние и зимние месяцы;
  • повышение производительности оросительной системы путем обновления и модернизации.

Агротехнические меры включают: Агротехнические мероприятия:

  • посев травянистых многолетников, активно поглощающих соли;
  • нормализация водно-солевого режима грунта путем взрыхления, боронования, зяблевой вспашки;
  • внесение органической подкормки;
  • гипсование;
  • затенение грунта под растительным пологом;
  • создание полос древесной растительности для нормализации микроклимата, снижения испаряемости почвенной влаги.

Вышеперечисленные меры понижают уровень грунтовых вод на орошаемых землях. Почва постепенно возвращается к своему нормальному состоянию. Потери урожая из года в год уменьшаются.

Солонцы их классификация

Внешне лососевая гниль проявляется в виде голых участков без побегов на растениях. Когда в почве накапливается влага, солончак проявляется как набухшая поверхность почвы без растительности с высокой вязкостью. После испарения влаги поверхность растрескивается и образует твердую корку, а в гумусовом слое образуются твердые агрегаты — так называемые солонцовые столбы, высокая плотность которых крайне затрудняет прорастание семян и формирование корневой системы.

Солонец

Особенность солонцов заключается в том, что соединения соли натрия, реже магния, накапливаются в поглощающем слое почвы, при этом натрий находится в обменной форме, а растворимые соли располагаются в более глубоком горизонте почвенного профиля.

Солонец

В зависимости от содержания обменного натрия солонцы делятся на следующие типы:

  • Остаточные — с содержанием обменного натрия меньше 10% от ёмкости поглощения
  • Малонатриевые – содержание обменного натрия 10-15%
  • Средненатриевые – содержание обменного натрия 15-25%
  • Мнгонатриевые – содержанием обменного натрия больше 25%

Солонец

В то же время солонцы подразделяются в зависимости от толщины верхнего гумусового слоя:

  • Корковые – менее 5 см
  • Мелкие – от 5 до 10 см
  • Средние – от 10 до 18 см
  • Глубокие – более 18 см

Солонцы

Классификация солонцов позволяет разработать стратегию агротехнических мероприятий по их контролю.

Методы борьбы с солонцами

Обессоливание солонцовых почв включает следующие мероприятия:

  • Гипсование
  • Самогипсование
  • Кислование
  • Землевание

Гипсование

Этот метод относится к химическим методам рекультивации солонцов с использованием удобрений на основе гипса для преобразования соединений натрия в более легко выщелачиваемые. В частности, гипсовая добавка с сульфатом кальция вступает в химическую реакцию с обменным натрием благодаря составу серы. В результате обменный натрий преобразуется в легко растворимый сульфат натрия (Na₂SO₄), который может быть легко удален из плодородного горизонта почвы путем выщелачивания.

Статья по теме:  Перлит и вермикулит — в чём разница. Перлит и вермикулит в чем разница.

(ACC)Na⁺+CaSo₄=(ACC)Ca²⁺+Na₂So₄

Удаленный натрий замещается ионами кальция, содержащимися в гипсе. В то же время гипс способен преобразовывать вредный натрий (Na₂SO₃) в сульфат натрия (Na₂SO₄), который также легко растворим. Кальций, содержащийся в гипсе, также оказывает положительное влияние на структуру почвы и снижает щелочную реакцию в почве

Na₂SO₃ +CaSO₄=CaCO₃+Na₂SO₄

Поскольку выщелачивание сульфата натрия из почвы происходит при достаточном количестве влаги, приготовление гипса рекомендуется при годовом количестве осадков не менее 350 мм. В то же время эффективность гипса зависит от его хорошего распределения в солевом слое. Поэтому рекомендуется вносить гипс во время глубокой вспашки осенью.

На покрытых коркой и мелкозагрязненных солонцах гипс вносят после вспашки под культивацию. На умеренно щелочных почвах с отложением солей на глубине от 10 до 18 см гипс вносят в два этапа: 1-й этап — под вспашку, 2-й этап — под культивацию после вспашки. В случае глубоких солевых отложений более 18 см весь объем гипсовой нормы вносится до вспашки и заделывается плугом с почвообрабатывающей машиной.

Гипсование солонцовых полей

Количество вносимого гипса напрямую зависит от количества обменного натрия в солонцовом слое. Чем больше обменного натрия, тем выше норма внесения гипса. Как правило, норма внесения рассчитывается лабораторией на основании результатов анализа почвенных образцов.

Если солонцы занимают менее 70 % площади поля, норма внесения гипса определяется для каждого отдельного солонца путем взятия отдельных проб почвы. Если более 70 % площади поражено щелочностью, рассчитывается единая норма внесения для всего поля.

В качестве противощелочной добавки используется гипсовая добавка:

  • двуводный гипс (сыромолотый гипс)
  • отходы производства фосфорных удобрений – фосфогипс или глиногипс
  • отходы содового производства

Одновременно с обработкой гипсом применяется ряд мероприятий по реабилитации засоленных почв, а именно: насыщение водой путем снегозадержания, глубокая долотообразная обработка и щелевание промежутков между рядами культур, выращивание солеустойчивых культур в севообороте.

Кислование солонцов

Данный вид химической обработки проводится при наличии в почвах солей и соединений натрия в виде карбонатов и бикарбонатов. При такой форме засоления соль и соленость присутствуют одновременно, так что почти ничего не может расти из-за высокого содержания щелочи (pH˃8-9). В таких почвах использование гипса практически бесполезно, так как он с большим трудом растворяется в щелочной среде.

Фитомелиорация засоленных земель

Этот тип реабилитации заключается в чистом подборе солеустойчивых культур, которые улучшают проницаемость почвы и возобновляют биологические процессы в засоленном плодородном слое. В агрономических кругах этот тип управления засолением называется фиторемедиацией.

Экономическая доступность

Несмотря на большую продолжительность процесса снижения засоленности почвы таким способом, его преимущество в том, что он дешев, легко доступен и не требует дополнительного специализированного сельскохозяйственного оборудования.

Часто культуры высеваются без предварительной перекопки, что значительно снижает затраты. В процессе регенерации специалисты не рекомендуют использовать гербициды, так как сорняки играют положительную роль в контроле засоленности почвы.

Активизация регенерации плодородия

Специально для восстановления водопроницаемости и насыщения почвы воздухом рекомендуется высевать смеси растений с корневой системой как со стеблями, так и с стерней.

Развитие корневых систем в верхнем засоленном монолитном слое обеспечивает изменение его структуры путем разделения на мелкие массивы. Таким образом, в капиллярном слое восстанавливается насыщение воздухом и влагой.

Глубокое проникновение полосатых корней обеспечивает влагообмен между горизонтами почвы, способствуя выщелачиванию вредных солей в нижних горизонтах.

В то же время затенение растениями поверхности поля уменьшает процесс испарения влаги, которая засоляет верхний гумусовый слой. Определенные биологические процессы возвращаются в почву и приводят к образованию гумуса. После нейтрализации токсичных солей можно выращивать менее солеустойчивые растения.

Солеустойчивые культуры

Для восстановления почвы, пострадавшей от солей, в севообороте выращивается следующий ряд более солеустойчивых растений:

Градация культур по солеустойчивости

Подбор культур и стратегии севооборота

Следует отметить, что успех восстановления почвы во многом зависит от влияния многих факторов, в том числе:

  • физический и химический состав
  • годовая норма осадков
  • температурный режим
  • рельеф поля
  • расположение и состав грунтовых вод
  • действия ветровой эрозии

Учитывая сложность влияния вышеперечисленных факторов, невозможно рассчитать конкретную формулу подбора культур, поэтому подбор и севооборот является экспериментальным.

Для этого на засоленных участках высевается смесь из двух, трех или четырех видов растений. На основании результатов всходов и конечного результата сформировавшихся стеблей растений определяется наиболее устойчивый вид растений на данном засоленном участке. Второй посев проводится с преобладанием в смеси видов растений, достигших наилучших результатов в первом посеве. Одновременно ведется мониторинг изменений в структуре и химическом составе почвы. Если отмечаются улучшения, в севооборот добавляются другие культуры. Таким образом, создается стратегия севооборота с постоянным отслеживанием динамики для улучшения проблемного участка.

В среднем солонцовые пятна устраняются с помощью варианта севооборота через 4-5 лет такого землепользования. В то же время важно понимать, что такие подверженные засолению участки не могут использоваться стандартным образом и требуют постоянного мониторинга с корректировкой севооборота после опреснения.

Оцените статью
РемСтройХолд
Добавить комментарий