ЗАСОЛЕННЫЕ ПОЧВЫ: ОСОБЕННОСТИ
По данным Международного института окружающей среды и развития
и Института мировых ресурсов, около 10 % поверхности континентов покрыто засоленными почвами. В большей степени они распространены в аридных районах. Достаточно серьезно проблема засоления проявляется в 75 странах мира. Засоленные почвы России составляют 53 997 тыс. га, или 3,3 % общей площади России и 5,0 % площади почв равнин.
Засоленные почвы – это группа почв разного генезиса и свойств, имеющих в профиле такое количество легкорастворимых солей, которое ухудшает плодородие почв и отрицательно влияет на рост и развитие большинства растений.
По химизму засоления различают почвы с нейтральным засолением – рН < 8,5 (хлоридное, сульфатно-хлоридное, хлоридно-сульфатное, сульфатное) и щелочным засолением – рН > 8,5 (хлоридно-содовое, содово-хлоридное, сульфатно-содовое, содово-сульфатное, сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатное). При оценке засоления почв, как правило, определяют анионы (СО32-, HCO3-, Сl-, SО42-) и катионы (Са2+, Мg2+, Nа+, К+) лег-корастворимых солей. В некоторых случаях дополнительно определяют ионы боратов, нитратов и нитритов. Токсичное действие легкорастворимых солей проявляется в увеличении осмотического давления почвенной влаги, снижении ее доступности для растений, нарушении нормального соотноше-ния элементов минерального питания, отрицательном воздействии на свойства почв. В этом случае соли могут оказывать специфическое токсическое действие на растения. Легкорастворимые соли в засоленных почвах находятся в составе почвенного раствора и твердых фаз почвы.
Первичное засоление почв – накопление солей в почве вследствие испарения грунтовых вод, соленосности материнских пород. Вторичное засоление – возникает в результате искусственного изменения водного режима (например, при неправильном орошении).
Основные элементы, соединения которых могут приводить к засолению почв – Ca, Mg, Na, K, Cl, S, C, N, B, Si. Засоление почв происходит преимущественно в форме солей: хлориды – NaCl, KCl, MgCl2, CaCl2; сульфаты – Na2SO4, MgSO4, K2SO4; карбонаты – Na2CO3, NaHCO3, MgCO3, CaCO3, Ca(HCO3)2; нитраты – NaNO3, KNO3; бораты – Na2B2O2 и другие. Легкорастворимые соли, содержащиеся в почве, могут быть токсичными и нетоксичными. Токсичные соли делятся на хлориды (NaCl, CaCl2, MgCl2), сульфаты (Na2SO4, MgSO4), карбонаты (Na2CO3, NaHCO3) и нитраты (KNO3). По воздействию на растения соли располагаются в ряд по степени убывания угнетающего действия: Na2CO3 → NaHCO3 → NaCl →NaNO3 →CaCl2 →Na2SO4 →MgCl2 →MgSO4. К нетоксичным солям относятся CaCO3, CaSO4 * 2H2O, Ca(HCO3)2.
С точки зрения плодородия почв наиболее важным показателем является засоленность верхнего метрового (корнеобитаемого) слоя. Наличие солей во втором метре почвенного профиля и подстилающих породах способствует развитию вторичного засоления. Эта информация является обязательной при мелиоративной оценке засоленных почв.
Оценка степени засоления почв и минерализации грунтовых вод проходит по следующим показателям:
1. Концентрация солей в почвенных растворах и грунтовых водах, мг/л, г/л;
2. Плотный или сухой остаток (метод водных вытяжек), %;
3. Сумма солей (метод водных вытяжек), %;
4. Сумма токсичных солей (метод водных вытяжек), %;
5. Содержание отдельных ионов, ммоль - экв/100 г почвы, ммоль экв/л, [мг-
экв/100 г почвы];
6. Активность отдельных ионов, (Na, С1 и других);
7. Электропроводность фильтратов из насыщенных водой почвенных паст (ЕС), мСм/см, дСм/м [ммо/см];
8. Запас легкорастворимых солей в слое почвы, т/га, кг/м2;
9. Показатель сезонной аккумуляции солей;
10. Морфологические признаки (структура и степень выраженности солонцового горизонта);
11. Мощность надсолонцового горизонта, см;
12. Содержание обменного натрия моль(+)/100 г почвы [мг-экв/100 г почвы];
13. Доля (%) обменного натрия от ЕКО, % или от суммы обменных катионов;
14. SАR – показатель адсорбируемого натрия почвенного раствора или фильтрата из водонасыщенной пасты или оросительной воды (находят расчетным путем).
Различают следующие циклы соленакопления, ведущие к формированию засоленных почв: 1) континентальные циклы, связанные с движением, перераспределением и аккумуляцией карбонатов, сульфатов, хлоридов, нитратов, щелочей и щелочных земель на обширных континентальных равнинах, депрессиях и низменностях суши; 2) приморские циклы связаны с аккумуляцией морских солей, в основном хлоридов натрия, на приморских равнинах, вдоль низких приливных берегов, мелководных заливов, лагун, отчлененных приморских озер; 3) дельтовые циклы характеризуются сложным сочетанием переноса и отложения солей, принесенных с континента реками и долинно-дельтовыми подземными водами, а также солей, принесенных с моря приливами, нагонными ветрами; 4) артезианские циклы связаны с выходом восходящих растворов солей на поверхность по тектоническим трещинам, разломам, через разрушенные структуры (грязевые вулканы и грифоны Каспийского региона) в обширные и глубокие континентальные впадины (Африканский рифт, депрессии Устюрта в Азии) или впадины вдоль контактных разломов между горными системами и прилегающими равнинами (Скалистые горы, Тянь-Шань, Кавказ); 5) антропогенные циклы связаны с нерациональной деятельностью человека.
Источниками поступления солей в почвы служат горные породы, почвенно-грунтовые воды, эоловый перенос солей с моря на сушу, атмосферные осадки, разложение растительности, неэффективное орошение.
Основной источник образования солей в почве – процесс выветривания горных пород с последующим перераспределением солей под действием поверхностных вод и их аккумуляцией в почвах пониженных элементов рельефа. Неэффективное орошение (превышение поливных норм и неудовлетворительный дренаж) служит причиной вторичного засоления почв.
Контрольные вопросы
1. Что такое засоление почв?
2. Какие виды засоления почв существуют?
3. Назовите основные легкорастворимые соли, содержащиеся в почве, их свойства и влияние на растения.
4. Назовите возможные пути поступления легкорастворимых солей в почву.
5. Какова роль грунтовых вод в процессе засоления?
6. Какие анализы используются при оценке засоления почв грунтовыми водами?