Солоди и их характеристика
Солонцы, их генезис, классификация, строение, состав, свойства и мелиорация
Солончаки, генезис, строение, классификация, состав, свойства и сельскохозяйственное использование
К солончакам относятся почвы, содержащие большое количество водорастворимых солей с самой поверхности и в профиле. В зависимости от химизма засоления, соли в верхнем горизонте солончаков составляют от 0,6-0,7 до 2-3 % и более.
Генезис,.строение и классификация солончаков. Накопление солей в почвах составляет сущность солончакового процесса. Солончаки образуются при близком залегании грунтовых минерализованных вод в условиях выпотного типа водного режима; при испарении воды верхние горизонты почв обогащаются водорастворимыми солями. Эти почвы образуются также на засоленных почвообразующих породах.
Большое значение в образовании солончаков имеет растительность. Образующиеся при минерализации растительных остатков соли в условиях аридного климата накапливаются в верхних слоях почвы (солерос, сарсазан, солянки, черный саксаул, кермек, астра солончаковая и др.). Солончаковая растительность отличается высокой зольностью (30-35 %), в то время как у растительных сообществ незасоленных почв она обычно не превышает 10 %.
В золе солянок преобладают S’, Сl’, Na+ Высокое содержание солей в солончаках определяет особенности строения их профиля и свойств. Профиль солончаков слабо дифференцирован на генетические горизонты. В нем выделяют гумусовый горизонт «А», переходный «В» и почвообразующую породу «С». По всему профилю солончака заметны выцветы солей, особенно после подсыхания стенки разреза.
Нередко в нижней части, а иногда и по всему профилю отмечаются признаки оглеения, выражающиеся в наличии ржаво-охристых вкраплений или сизых пятен.
Солончаки подразделяются на 2 типа - солончаки гидроморфные и солончаки автоморфные.
Гидроморфные солончаки развиваются в условиях близкого залегания минерализованных грунтовых вод. Профиль их слабо дифференцирован на горизонты. Водорастворимые соли содержатся в большом количестве по всему профилю с максимальной концентрацией в верхней части. Они разделяются на подтипы: типичные гидроморфные, луговые, болотные, соры (шоры), приморские, вторичные.
Луговые солончаки также развиваются при близком залегании грунтовых вод, но более слабо минерализованных. Профиль их отчетливее подразделяется на горизонты.
Соровые (шоровые) солончаки развиваются в результате испарения поверхностной воды мелководных соленых озер и русел древних рек. Такие солончаки лишены растительности.
Вторичные солончаки (вторичное засоление) образуются в результате неправильного орошения, вызывающего подъем грунтовых вод и, как следствие, накопление легкорастворимых солей в поверхностных горизонтах почв. Вторичное засоление интенсивно развивается при глубине залегания минерализованных грунтовых вод 1,5-2,0 м; при глубине их залегания 3-4 м засоление может иметь место, а при глубине более 6 м оно не возникает. 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.
Автоморфные солончаки формируются на засоленных почвообразующих породах при глубоком УГВ. Материнскими породами чаще является элювий и делювий третичных, меловых и других древних отложений. Они подразделяются на остаточные и эолово-бугристые солончаки. Остаточные, или реликтовые солончаки, развиваются на отложениях, засоление которых связано с предшествовавшей гидроморфной стадией. Эолово - бугристые солончаки возникают в результате переноса солей ветром.
Солончаки разделяются на роды по составу солей, который устанавливается по соотношению анионов и катионов в водной вытяжке (хлоридный, хлоридно-сульфатный, содовый и т.д.). Качественный состав солей отражается на внешних признаках солончаков. Среди них различают корковые, пухлые, мокрые и черные.
В солончаках с преобладанием NaCl на поверхности образуется корка (корковые солончаки). При большом содержании CaCl2 и MgСl2, отличающихся высокой гигроскопичностью, развиваются мокрые солончаки. Если в составе солей доминирует Na2S04, формируются пухлые солончаки. При повышенном количестве соды увеличивается растворимость органического вещества, и профиль приобретает темную (черную) окраску - черные солончаки. По характеру распределения солей солончаки подразделяются на виды: поверхностные – соли в слое 0-30 см и глубоко профильные – соли по всему профилю до грунтовых вод.
Степень засоления устанавливается по общему содержанию солей в водной вытяжке с учетом их видового состава. Почвы считаются незасоленными если плотный (сухой) остаток составляет менее 0,15 %, слабозасоленные-0,15-0,30, среднезасоленные 0,25-0,50, сильнозасоленные - 0,4-0,7 и солончаки > 0,6-0,7%.
Состав и свойства. Равномерное распределение илистых частиц, кремния и полуторных окислов - одна из характерных особенностей типичных солончаков. Солончаки относятся к малогумусированным почвам (0,5-5 %), в них мало азота и зольных питательных веществ. Емкость поглощения солончаков низкая 10-20 м-экв, в составе обменных катионов преобладает Са++ и Mg++, имеется и Na+. В содовых солончаках превалируют Mg++ и Na+. РН - слабощелочная до сильнощелочной (9-11).
Помимо собственно солончаков, широко встречаются в той или иной степени засоленные (солончаковатые) почвы (таблица.1).
Таблица 1 - Классификация засоленных почв по глубине залегания солевого горизонта
| Почвы | Глубина залегания солевого горизонта, см |
| 1. Высокосолончаковатые или солончаковые 2. Солончаковатые 3. Глубокосолончаковатые 4. Незасоленные | 0-30 30-80 80-150 глубже 150 см |
Солончаки имеют с самой поверхности карбонаты. Большое количество солей - характерная особенность солончаков. Высокая их концентрация отрицательно сказывается на водном и питательном режимах. Вследствие высокой гигроскопичности солей резко снижается количество доступной для растений Н2О. Солончаки характеризуются низким природным плодородием (физиологически «сухие» почвы).
Токсичность солей возрастает от сульфатного к содовому типу засоления. Культурные растения по-разному относятся к засолению, что определяется их биологическими особенностями, степенью и химизмом засоления почв, влажностью и запасом в них питательных веществ. В условиях благоприятного увлажнения и питательного режима, растения обладают большей солеустойчивостью.
Из древесных и кустарниковых пород наиболее солеустойчивые вяз мелколистный, смородина золотистая, акация желтая, клен татарский, лох узколистный, жимолость татарская, ива сибирская, тополь белый и осина.
Сельскохозяйственное использование солончаков. Большинство культурных растений при повышенном содержании водорастворимых солей в почвах не может развиваться или дает очень низкие урожаи, поэтому освоение солончаков и сильнозасоленных почв возможно лишь при сложных мелиоративных мероприятиях. Наиболее эффективный и радикальный прием удаления солей и опреснения почв - промывка. Нормы расхода воды на промывку засоленных земель зависят от степени засоления, влажности, гранулометрического состава и глубины залегания грунтовых вод (для легкосуглинистых - 3,8-8,0 тыс.м3, для среднесуглинистых - 6-12,0 и для тяжелосуглинистых - 8,0-17 тыс.м3/га). Промывка должна проводиться пресными водами (не > 1 г/л). Промывные нормы не должны быть также слишком большими, чтобы не вызывать подъема УГВ. Перед промывкой необходима глубокая вспашка, по вспашке быстрее вымываются соли, меньше затрачивается воды.
Лучше проводить промывку в осенне-зимний период, когда грунтовые воды залегают наиболее глубоко, а испарение наименьшее, и на фоне дренажа. Повышение плодородия промытых от солей почв достигается внесением органических и минеральных удобрений, улучшением структуры, усилением биологической активности почв.
Для этих целей в первый период освоения засоленных участков следует высевать солеустойчивые культуры (люцерна, джугара, ячмень, просо, пшеница).
При освоении засоленных почв в условиях орошаемого земледелия особое внимание надо обращать на предотвращение вторичного засоления (соблюдение норм, числа и сроков полива, отвод промывных вод, планировка полей, верхние слои почвы поддерживать в рыхлом состоянии, посадка древесной растительности вдоль каналов, покрытие дна оросительных каналов водонепроницаемой «одеждой», поддержание общей высокой культуры земледелия).
Солонцами называют почвы, содержащие в поглощенном состоянии большое количество Na+ а иногда и Mg++ в иллювиальном горизонте «В». Они имеют резкую дифференциацию профиля на горизонты и характеризуются неблагоприятными агрономическими свойствами. Солонцы, как и солончаки, относятся к категории засоленных почв, однако в отличие от солончаков содержат водорастворимые соли не в самом верхнем горизонте, а на некоторой глубине.
Высокая дисперсность иллювиальных горизонтов и связанные с ней неблагоприятные водно-физические свойства солонцов составляют одну из характерных особенностей солонцового процесса почвообразования.
Генезис. По вопросу происхождения солонцов имеется несколько теорий. Общим для них является признание ведущей роли иона Na+ в развитии неблагоприятных солонцовых свойств (во влажном состоянии набухают, плохо пропускают влагу, становятся вязкими и липкими, а при высыхании оседают, образуя микропонижения, уплотняются - глыбы).
К.К. Гедройц различает две стадии в развитии солонцовых почв: первая - засоление почв нейтральными солями Na+, то есть образование солончаков, а вторая - расселение солончаков и развитие солонцовых почв.
В.Ф. Вильямсом была развита биологическая теория образования солонцов. Он считал, что источником солей Na+ служит степная и полупустынная растительность - полыни, солянки, кермек и др. При минерализации растительных остатков образуется большое количество солей, в т.ч. и соды, что приводит к насыщению ППК натрием, а почва становится солонцом. В.А. Ковда доказано, что солонцовые почвы могут возникать, минуя солонцовую стадию, это возможно в том случае, когда источником натрия является сода. Она образуется в почве при выветривании магматических и осадочных пород, а также в результате реакции между Na ППК и кальцием карбонатов почвенного раствора. Образование соды возможно при разложении опада растений пустынной и степной зон, в золе которых очень много Na+.
В рассмотренных выше теориях причиной развития солонцового процесса признается обменный Na+. Однако в природных условиях встречаются солонцы с высоким содержанием Mg++ и низким Na+ в ППК. В настоящее время можно считать установленным, что Mg++ при определенном соотношении с Na+ играет существенную роль в проявлении солонцеватости почв.
Классификация, состав, свойства и мелиорация солонцов. Солонцы делятся на 3 типа по характеру их водного режима: автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные.
Солонцы автоморфные (степные) формируются в условиях глубокого залегания грунтовых вод (глубже 6 м).Солонцы полугидроморфные(лугово-степные) формируются на 1-й и 2-й надпойменной террасах . Грунтовые воды залегают на глубине 3-6 м.Солонцы гидроморфные (луговые и лугово-болотные) формируются в поймах рек, в понижениях, уровень грунтовых вод до 3 м.
По мощности надсолонцового горизонта солонцы подразделяют на виды: корковые (< 5 см), мелкие (5-10 см), средние (10-18 см) и глубокие (> 18 см). По содержанию обменного Na+ солонцы разделяют на виды: малонатриевые (< 10 % от емкости поглощения), средне-натриевые (10-25 %) и многонатриевые (> 25 %).
В природных условиях почвы содержат различное количество поглощенного натрия. Обменный Na+ составляющий менее 3-5 % емкости поглощения, не оказывает отрицательного влияния на агрономические свойства почв – несолонцеватые почвы. Почвы, содержащие обменного Na+ от 5 до 15 % емкости поглощения называют солонцеватыми.
Содержание гумуса от 1,5 до 6,0 %.'
Емкость поглощения 20-40 м-экв.
РН - 8-9 и более.
NPK - мало.
Основная причина отрицательных агрономических свойств солонцов, как отмечалось выше, наличие в них поглощенного Na+ поэтому наиболее эффективным средством повышения плодородия солонцовых почв является замена Na+ на Са++ гипса или другой кальциевой соли. В качестве мелиорирующих веществ используют не только гипс, но и другие кальциевые соли, например фосфогипс, СаСl2 при условии хорошей промывки, сернокислое Fe и др. Норма гипса в зависимости от типа солонцов и химизма засоления колеблется от 3 до 10 т/га.
Количество гипса, необходимое для замены избытка поглощенного Na+ кальцием определяют по формуле:
Норма (т/га) СаSO4 • 2Н2О = 0,086 (Na - 0,05 Т) • H • dv,
где Na - содержание поглощенного Na, м-экв на 100 г почвы;
Т - емкость поглощения, м-экв на 100 г почвы;
0,05 Т - допускается, что 5% натрия от емкости поглощения не отражается отрицательно на свойствах почвы;
H - глубина пахотного слоя, см;
dv - плотность солонцового горизонта, г/см3;
0,086 - значение 1 м-экв. гипса, г.
Кроме гипсования (дорогое мероприятие) для мелиорации солонцов применяют глубокие вспашки:
а) трехъярусная вспашка - самомелиорация солонцов;
б) глубокая вспашка на 35-45 см с почвоуглублением (Прикаспийская низменность) - карбонаты находятся на h = 40-50 см и ниже;
в) плантажная вспашка на h = 45-50 см. Она недопустима при близком залегании УГВ во избежание вторичного засоления.
В систему агромелиоративных мероприятий по коренному улучшению плодородия солонцов, кроме глубокой вспашки, входят внесение органических и минеральных удобрений, а также травосеяние на фоне орошения, снегозадержание с целью накопления влаги.
Солоди и осолоделые почвы составляют 0,5% общей площади почв в нашей стране. Они распространены в лесостепной и степной зонах, а также среди почв сухих и полупустынных степей. Наиболее широко солоди распространены в лесостепи Западно-Сибирской низменности. Эти почвы повсеместно приурочены к понижениям.
Профиль солоди резко дифференцирован на горизонты. По теории К. Гедройца солоди образуются из солонцов в результате замещения обменного Na+ на H+.
Один из характерных признаков солодей и осолоделых почв - наличие в них аморфной кремнекислоты.
В образовании солодей большая роль принадлежит явлениям анаэробиозиса, развивающимся при избыточном увлажнении.
Сущность процесса осолодения заключается в выносе вниз органической части поглощенного комплекса и в усиленном распаде алюмосиликатной части на более простые соединения, в том числе на кремнекислоту и гидроокиси Fe и А1. Полуторные окиси затем вымываются из осолодевающих горизонтов в более глубокие, а кремнекислота накапливается в них. При этом верхние горизонты, обогащаясь SiO2, становятся все более и более белесыми, и солонцовая почва постепенно приобретает внешний вид, весьма схожий с дерново-подзолистыми почвами.
В ППК солоди содержатся Са2+ Mg2+ Na+ и H+. Емкость поглощения этих почв равна 10-15 м-экв, а в иллювиальном горизонте - 30-40 м-экв на 100 г почвы, гумуса от 1,5 до 10%. РН < 7 ( 4-6).
Пути повышения плодородия: внесение органических и минеральных удобрений, известкование, глубокое рыхление, землевание и др.
Контрольные вопросы:
1. Укажите природные условия почвообразования в полупустынной зоне.
2. Какие свойства характерны для бурых полупустынных почв?
3. Каковы основные причины образования засоленных почв?
4. Что лежит в основе классификации солончаков, солонцов и засоленных почв?
5. В чем сущность солонцового процесса почвообразования?
6. Что положено в основу классификации засоленных почв?
7. Расскажите о типах солончаков и охарактеризуйте их.
8. Расскажите о вторичном засолении почв и основных причинах его вызывающих.
9. Назовите пути повышения плодородия солончаков, солонцов и солодей.
10. Охарактеризуйте отношение древесных пород и с. х. культур к различным типам засоления.