Основным условием проявления солонцевого процесса является участие в грунтогенезе легкорастворимых солей в высоких концентрациях.
В результате солонцевого процесса формируются почвы галогенного (солонцевого) ряда. Эти почвы разделяют на засоленных (солончаки, солончаковые и солончакувати) и розсолени почвы (солонце, солоде, солонцювати и осолоделые почвыВ соответствии с теорией К. К. Гедройца галогенные почвы в своем развитии последовательно проходять три стадии: солончак, солонец, солодь. Развитие солонцевого процесса начинается из засоления почв легкорастворимыми в воде солями (карбонатами, гидрокарбонатами, сульфатами и хлоридами). Засаливаться могут любые почвы (каштановые, черноземы, луговые, лугово-болотные, болотные и тому подобное). Засоленными называют такие почвы, которые содержат более 0,1% растворимых солей в грунтовом растворе всего профиля или его части. В солончаке весь профиль содержит соли в грунтовом растворе в токсичных для растений концентрациях (больше 0,6—2,0% в зависимости от химизма засоления).
Засоление почв происходит в основном при близком залегании минерализованных подгрунтовых вод или на засоленных материнских породах.
По К. К. Гедройцу первой стадией развития галогенных почв, является солончак. В солончаках происходит электролитная коагуляция коллоидов. Концентрация солей в грунтовом растворе солончаков более высока порога кумуляции, потому грунтовые коллоиды находятся в состоянии геля и не мигрируют в профиле. Почву имеет аккумулятивный тип профиля даже при засолении солями натрия.
Засоленные почвы хранят свойства тех почв, из которых они образовались. Но в засоленных почвах и, особенно в солончаках, появляется новый негативный признак — высокое осмотическое давление грунтового раствора за счет высокой концентрации растворенных в нем солей, которая усложняет процессы поглощения влаги и питания растений. Второй причиной очень низкого плодородия солончаков является высокая токсичность для растений некоторых солей. Не токсичными являются карбонат и гидрокарбонат натрия (сода). К высоко токсичным принадлежат хлориды. Следовательно, солончаки имеют очень низкий уровень естественного плодородия. На них, как правило, растет специфическая растительность — галофити (солянки, силитрянка, свинчатка, солерис, петросимония, биюргун и тому подобное).
Второй стадией развития галогенных почв являются солонцы. Солонцы возникают из солончаков при их розсоленни. В связи с тем, что солончаки часто залегают в сниженных формах рельефа, застой атмосферных вод вызывает постепенное выщелачивание растворимых солей из верхней части почвы. При снижении их концентрации ниже порога коагуляции грунтовые коллоиды пептизируются и приобретают подвижность. Нисходящими токами воды коллоиды в состоянии золя перемещаются из верхних горизонтов в среднюю и нижнюю части профиля. В первую очередь это касается — гумуса, глинистых минералов, ила. Следовательно, в верхней части грунтового профиля формируется горизонт вымывания коллоидов (гумусово-элювиальный или надсолонцевий), а под ним гумусовый илювий горизонт, который называют солонцевым. Здесь концентрация солей остается высокой и умытые коллоиды снова коагулируются, образовывая темно серое лакирование на гранях структурных окремостей.
Следовательно, в солонце формируется дифференцированный профиль за элювиальным илювием типом. Надсолонцевый горизонт частично теряет гумус, глину, ил, R2О3. В нем облегчается гранулометрический состав. Солонцевий горизонт, напротив, приобретает темную расцветку и тяжелый гранулометрический состав. При засолении почвы различными солями натрия ионы натрия из грунтового раствора проникают в коллоидный комплекс почвы, частично заменяя в нем кальций и другие обменные катионы. Этот процесс называется осолонцеванием почвы. В солонце содержимое обменного натрия составляет больше 20% от емкости поглощения.
При взаимодействии ионов натрия с углекислым газом или карбонатами в солонцах образуется сода. Сода вместе с гидратированными ионами обменного натрия вызывает диспергацию почвы, усиливает пептизацию коллоидов. Это негативно влияет на агрономические свойства почвы. В почве разрушается структура, при увлажнении она отекает, заливаются поры, снижается водопроницаемость.
Сода токсична для растений и полезной микрофлоры почвы. Благодаря соде солонец имеет высокую щелочность грунтового раствора. Это вызывает щелочной гидролиз минеральной части почвы, в первую очередь силикатов и алюминесиликатив. В результате образования высокогидрофильной аморфной кремниевой кислоты, в почве растет зацементованность. Со временем из кремниевой кислоты образуется опал в виде кремнеземной присыпки, которая аккумулируется в верхней части профиля и предоставляет беловатый оттенок эллювиальному (надсолонцевотому) горизонту. Образование в щелочной среде гидрофильных глинистых минералов обусловливает липкость, вязкость, пластичность, отекание почвы, при увлажнении.
В сухом состоянии почва, напротив, имеет высокую плотность, связность. Особенно это характерно для солонцевого горизонта. В солонцевотой почве формируется столбчатая, призматическая, крупногороховая структура. При высыхании на поверхности солонца образуется плотная корка с глубокими трещинами. Следовательно, солонцы имеют исключительно низкий уровень естественного плодородия. На них, как правило, отсутствует растительность.
Кроме типичных солонцов, часто случаются солонцеватые почвы, коллоидный комплекс которых содержит от 5 до 20% обменного натрия.
Солонцюватыми бывают разные почвы. Солоды и осолодимые почвы являются последней стадией развития галогенных почв. Они принадлежат к гидроморфным или полугидроморфным почвам.
По современным соображениям солод образуется под действием глее-элювиального процесса почвообразования.
В бессточных замкнутых снижениях (блюдцах, подах, вогнутых склонах) на поверхности солонцов застаиваются атмосферные и делювиальные воды.
Это способствует последующей розсоленнию почвы и развитию глинистых процессов. Анаэробные микроорганизмы выделяют в почву низкомолекулярные органические кислоты. Почва становится кислой. Ионы водорода вытесняют из коллоидного комплекса ионы натрия. В верхней части профиля происходит интенсивный кислотный гидролиз минералов, в первую очередь силикатов и алюминесиликатов. В результате этого процесса в почве образуются глинистые минералы группы каолинита, гидрооксиды железа, алюминия, кремния, карбонаты кальция, магния.
С нисходящими токами воды интенсивно мигрируют в профиле растворимые продукты почвообразования (гумус, хелаты, глинистые минералы, ил, основания, окислительные формы железа и магния). Верхние горизонты почвы еще больше обедняются на гумус, минеральные коллоиды, основания, питательные вещества. В илювиальной части профиля вымытые сверху соединения аккумулируются. Под гумусово-элювиальным горизонтом формируется белый чистый элювиальный (осолоделый) горизонт, сильно обогащенный на кремнеземную присыпку. Она образуется как химическим путем, так и биогенным при участии диатомовых водорослей, которые разрушают силикаты и накапливают SiО2 в своих клетках.
В условиях периодического переувлажнения в осолоделых горизонтах часть железа и магния соединяются в конкреции, которые усиливают видообразование этой части профиля. При временном анаэробиозе закисленное железо нисходящими токами воды вымывается в среднюю илювиальную часть профиля. Присутствие там одновременно соединений железа в окисленной и закисленной формах предоставляет горизонту специфический сизо-охровый мраморообразный пятнастый вид. Умытые в илювиальном горизонте органические и органо-минеральные вещества образуют на гранях столбчатых, призматических, гороховатых структурных окремостей серое коллоидное лакирование. Профиль солодей, еще больше, чем профиль солонцов, распределяется на горизонты вымывания и умывания коллоидов за счет интенсивной миграции в профиле растворимых соединений и накопление кремнезема. Внешний вид профиля солода напоминает профиль подзолистой почвы, там солод иногда называют «степными подзолами». Солод имеет низкий уровень плодородия.
Ковда В. А. Основы учения о почвах. Книга первая и вторая.
М., «Наука», 1973.
Соколовский А. Н. Сельскохозяйственное почвоведение. М., «Сельхозгиз», 1956.
Роде А. А. К вопросу об оподзоливании и лессиваже. Почвоведение, 1964, №7.
Роде А. А. Псевдоподзолы и неточное использование аналитических данных при решении почвенно-генетических вопросов. Почвоведение, 1970, №11.