Применение удобрений на засоленных почвах является примером

Обновлено: 18.09.2024

На солонцовых почвах также создаются крайне неблагоприятные условия для произрастания растений. Поглощенный почвенными коллоидами натрий нарушает поступление в растение солей кальция, что является причиной кальциевого голодания.

На растение отрицательно влияет и высокая щелочность почвенного раствора и плохие физические свойства солонца. В результате резко снижается урожай и нередко наблюдается гибель растений.

При улучшении солонцов в первую очередь необходимо удалить из почвы поглощенный натрий, улучшить ее неблагоприятные физические свойства и понизить щелочность почвенного раствора.

При выборе средств окультуривания луговых и степных солонцов прежде всего учитываются их природа и свойства. Характерной особенностью луговых солонцов, в отличие от степных, является накопление солей в почве за счет грунтовых вод, что способствует образованию соды. Поэтому на луговых солонцах в первую очередь используются все те мероприятия, которые способствуют снижению уровня грунтовых вод (осушение заболоченных мест, высокая агротехника, древесные насаждения, дренаж).

В настоящее время известен ряд мероприятий, применение которых позволяет превращать солонцы в плодородные почвы. Для этого в практике применяются такие приемы, как внесение солей кальция в виде гипса или его заменителей (химическая мелиорация), землевание пятен солонцов, углубление пахотного слоя, а также использование солевыносливых растений.

Вытеснение поглощенного натрия и устранение соды, т. е. снижение щелочности почвенного раствора, достигается путем внесения в почву гипса (гипсование). При этом кальций гипса вытесняет поглощенный коллоидами почвы натрий и становится на его место. Реакцию вытеснения можно представить в виде следующей схемы:

Образовавшийся в почвенном растворе при этой реакции сернокислый натрий благодаря хорошей растворимости легко удаляется водою, в то время как гипс, являясь менее растворимым, остается в почве. В орошаемых районах удаление сернокислого натрия достигается промывками, а в неорошаемой зоне проводится снегозадержание с целью дополнительного накопления влаги, чтобы глубже промочить почву. На химическую мелиорацию солонцов обычно расходуется от одной до четырех тонн гипса на гектар.

Гипсование и глубокая вспашка почвы позволяют за несколько лет практически полностью ликвидировать неблагоприятные свойства солонцов. Вследствие этого почва солонцов становится менее вязкой и более проницаемой для воды и воздуха. При этом увеличивается количество воды и питательных веществ, доступных для растений.

При химической мелиорации солонцов вместо гипса используются и другие вещества. Хорошие результаты получаются при внесении в солонцы промышленного суперфосфата, который состоит почти наполовину из гипса и, кроме того, содержит свободную фосфорную кислоту, способствующую устранению соды и вытеснению натрия.

Положительное действие на солонцы оказывает и внесение серы. При этом некоторые микроорганизмы почвы переводят серу в серную кислоту, которая устраняет соду и щелочность, а недеятельный углекислый кальций пере

водит в более растворимый гипс. Гипс, в свою очередь, способствует удалению поглощенного натрия.

Переделка солонцов облегчается при внесении удобрений, различных отходов промышленности, имеющих кислую реакцию и содержащих растворимые соли кальция. Хорошие результаты получаются и при внесении в солонцы кислого торфа.

При улучшении солонцов обязательным приемом является углубление пахотного слоя. Если в подпахотном слое (30—40 см) имеется гипс, то мелиорация солонцов значительно облегчается и удешевляется. Обычно на таких солонцах вспашки производятся на полную глубину (40—50 см) с оборотом пласта. На безгипсовых солонцах рекомендуется пахать без выворачивания столбчатого горизонта на поверхность почвы. Это лучше всего достигается по способу Т. С. Мальцева (1954), который разработал эффективный прием окультуривания солонцов. По Т. С. Мальцеву, обычная глубокая вспашка выворачивает на поверхность солонцеватый слой, вследствие чего почва на многие годы становится малоплодородной, в то время как при вопашке плугами без отвалов на глубину 40— 50 см наблюдается уменьшение солонцеватости почвы и повышение ее плодородия. При этом углубление пахотного слоя должно сопровождаться внесением повышенных доз навоза и, по мере надобности, гипсованием.

Наряду с этим в настоящее время рекомендуется использовать так называемый термический пар (перегар) и почвенно-биологический метод освоения солонцов. Суть термического пара заключается в том, что ранней весной производится вспашка с расчетом вывернуть на поверхность часть солонцового столбчатого горизонта, а затем на один-полтора месяца пашню оставляют в пару. После повторных, более глубоких вспашек осенью вносят гипс. При использовании термического пара ускоряется проникновение гипса внутрь глыб уплотненного горизонта солонца, вывороченных при вспашке. Рекомендуемый почвенно-биологический метод освоения солонцов основан на применении органических удобрений, повышающих в почве содержание углекислоты. Увеличение концентрации углекислоты в почве повышает растворимость солей кальция, что облегчает вытеснение поглощенного натрия (Антипов-Каратаев и др., 1953).

В практике сельского хозяйства используется также прием землевания солонцов. В этом случае на солонцовые пятна переносится почва с соседних несолонцовых участков. При таком способе обменный натрий не удаляется, а происходит разбавление солонцового слоя.

В дальнейшем для создания и поддержания структуры почвы улучшенных солонцов применяются соответствующие севообороты, высокая агротехника, полезащитные лесополосы.

В районах с солонцовыми почвами большое внимание уделяется правильному размещению сельскохозяйственных культур. Умелый подбор солеустойчивых культур для разнообразных по своей природе солонцов дает возможность значительно повысить урожай и улучшить его качество.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Гипсование почв — прием химической мелиорации солонцовых почв, имеющих большую долю натрия в почвенном поглощающем комплексе (ППК) и щелочную реакцию с помощью гипса (СаSO₄⋅2Н₂O). Солонцовые почвы характеризуются неблагоприятными физическими, химическими, физико-химическими и биологическими свойствами и низким плодородием.

Метод гипсования научно обоснован и разработан отечественными учеными. Главной заслугой в изучении солонцовых почв принадлежит академику К.К. Гедройцу.

Свойства солонцовых почв

Солонцы и солонцеватые почвы занимают в России более 30 млн га (26 млн га [1] ), из которых около 11 млн га пашни. [2] В целом, солонцы и сильносолонцеватые почвы занимают в странах СНГ около 115 млн га, из которых пашни — 23,9 млн га. [1]

Солонцы распространены в южных районах Поволжья, Западной и Восточной Сибири, Южном Урале и Северном Кавказе, степных районах Казахстана. Встречаются отдельные участки солонцов в виде вкраплений в основных земельных массивах.

Эти почвы характеризуются высокой связностью, плохими физико-химическими свойствами. Во влажном состоянии они диспергируют под действием высоких концентраций натрия, превращаясь в мажущую массу. Обработка таких почв приводит к высокой глыбистости. В сухом состоянии их обработка невозможна. Урожаи в этом случае низкие и плохого качества. Микробиологическая деятельность ослаблена из-за высокой щелочности и неустойчивым водным режимом.

Улучшение солонцовых почв путем изменения реакции и состава катионов достигается гипсованием.

К.К. Гедройцем предложен метод гипсования солонцов, заключающийся в вытеснении из почвенного поглощающего комплекса катионов Na + и заменой их на Са 2+ с одновременным внесением органических удобрений.

При этом пептизированные натрием органические и минеральные коллоиды вымываются из верхних слоев почвы в нижние, образуя плотный солонцовый горизонт. Натрий, поглощенный ППК, вытесняется раствором углекислого газа (угольной кислотой), образуя карбонаты и гидрокарбонаты — гидролитически щелочные соли натрия, щелочность (рН) почвенного раствора при этом становится более 9:

Щелочная реакция почвы неблагоприятна для большинства сельскохозяйственных культур и почвенных микроорганизмов. При этом снижается доступность растениям фосфора, железа, марганца, бора.

Часто солонцы располагаются пятнами различного размера (от нескольких метров до сотен метров в поперечнике) среди преобладающих зональных почв, например, каштановых, бурых, черноземных почв лесостепной, степной и полупустынной зон.

Коренное улучшение солонцов достигается вытеснением из ППК натрия и заменой его на катионы кальция, удалением образующихся солей натрия за счет вымывания и разрушением солонцового горизонта. Для мелиорации солонцовых почв устраняют углекислые соли натрия заменой кальцием, а образующийся Na₂SO₄ — вымыванием.

Отрицательное влияние натрия на физические свойства почвы зависят от его содержанием в ППК. Значительное действие натрия на свойства почвы и урожайность культур отмечается при содержании обменного Na более 10% от ЕКО. Поэтому гипсование проводят, если доля обменного натрия в ППК более 10%.

Наряду с натрием в составе обменных катионов может содержаться до 15-35% магния.

Значение гипсования

Гипсование способствует улучшению водного режима почв, физических и химических свойств солонцов, повышает их плодородие, снижает щелочность и содержание обменного натрия в ППК, повышает степень насыщенности его кальцием.

Согласно данным полевых опытов, внесение гипса в качестве удобрения на тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почвах в дозе 300-500 кг/га под клевер дает среднюю прибавку урожая сена 1,62 т/га, на средних и легких суглинистых почвах — 1,11 т/га, на супесях — 0,72 т/га, на серых лесных и выщелоченных черноземных почвах — 0,65 т/га. Действие гипса на урожайность культур на кислых почвах обусловлено повышением кальциевого и серного питания растений, а также повышением доступности калия, который больше вытесняется из ППК.

Средняя эффективность гипсования на черноземных почвах составляет 3-6 ц/га зерна, на каштановых — 2-3 ц/га. Гипсование дает прибавку урожая зерна на 0,3-0,6 т/га, сена клевера — на 0,6-1 т/га, повышается урожайность сахарной свеклы.

Классификация солонцовых почв

В зависимости от содержания натрия в ППК почвы подразделяются на:

несолонцеватые с долей натрия до 3-5% от ёмкости поглощения,
слабосолонцеватые — 5-10%,
солонцеватые — 10-20%,
солонцы — свыше 20%.

Солонцы также подразделяются на мелкие, или корковые, с глубоким залеганием солонцового горизонта до 7 см, средние — с глубиной залегания 7-15 см, и глубокостолбчатые — с залеганием на глубине свыше 15 см.

Помимо солонцов распространены засолённые почвы. По степени засоления, то есть по количеству солей и глубине залегания соленосных горизонтов, засоленные почвы подразделяются на:

слабосолончаковатые с долей солей более 0,25% на глубине 80-150 см;
солончаковатые с долей солей более 0,25% на глубине 30-80 см;
солончаковые с залеганием соленосного горизонта на глубине 5-30 см;
солончаки с содержанием в верхнем слое не менее 1% солей, достигая иногда более 10%.

По составу солей солончаки разделяют на:

сульфатные с преимущественным содержанием Na₂SO₄,
содовые — Na₂CO₃ и NaHCO₃,
хлоридные — NaCl и MgCl₂,
смешанные.

Процессы, протекающие при внесении гипса в почву

При попадании гипса в щелочную среду происходит реакция:

кальций постепенно вытесняет натрий из ППК:

Образующийся сульфат натрия является гидролитически нейтральной солью, в небольших количествах не наносит вреда растениям, однако при гипсовании солонцов, где содержание натрия более 20% ЕКО, его удаляют вымыванием из корнеобитаемого слоя.

Устранение карбоната натрия из почвенного раствора и замена в ППК натрия на кальций если не ликвидирует, то снижает щелочность среды. При этом происходит коагуляция почвенных коллоидов, улучшая физические, физико-химические и биологические свойства солонцовых почв (улучшаются условия обработки, аэрация и водопроницаемость).

Гипс одновременно является источником кальция и серы для питания растений.

Эффективность гипсования

На повышение эффективности гипсования оказывает влияние:

орошение;
глубокая вспашка;
снегозадержание;
применение местных и промышленных удобрений;
при внесении навоза прибавки урожая от гипса и навоза суммируются.

Оптимальными формами удобрений на солонцовых почвах являются сульфат аммония и простой суперфосфат.

Изменения, вызванные гипсованием, сохраняются на протяжении многих лет.

В лесостепной зоне гипсование солонцов эффективнее, чем в степной зоне, преимущественно гипсованию подвергаются солонцовые пятна с участием до 30% в луговостепных комплексах с глубиной залегания грунтовых вод более 1,5-2,0 м. Солонцовые почвы степной зоны вместо гипсования подвергают самомелиорации, то есть обрабатывают плантажными трехъярусными или мелиоративными плугами для припахивания СаСO₃ или СаSO₄, залегающих под солонцовым горизонтом.

Некоторые солонцы подвергают комплексной мелиорации, включающую мелиоративную обработку с поверхностным внесением стартовых доз гипса для устранения почвенной корки, а также фитомелиорацию для активации самомелиорации за счет внутрипочвенных запасов кальция.

Наряду с гипсованием в систему агротехнических мелиоративных мероприятий входит посев многолетних трав, внесение органических и минеральных удобрений. На слабосолонцеватых почвах способствуют их улучшению повышенные дозы навоза, компостов и других органических удобрений, вносимые под глубокую вспашку.

Почвы сухостепной и полупустынной зон, как правило, характеризуются высоким содержанием поглощенного кальция. С развитием солонцеватости доля поглощенного кальция уменьшается, а поглощенного натрия и магния увеличивается. Процесс рассолонцевания должен сопровождаться замещением обменного натрия и части магния кальцием. Коренное преобразование солонцов возможно при:

замещении натрия кальцием, при содержании натрия более 10% от суммы катионов;
вытеснении части поглощенного магния, которая составляет более 30% от суммы катионов;
насыщении кальцием поглощающего комплекса до 70% от суммы катионов.

Перекос в структуре посевных площадей мелиоративных севооборотов, например, преобладание многолетних трав в неорошаемых условиях степной зоны, приводит к снижению интенсивности рассоления, или преобладание зернопаровых звеньев в севообороте приводит к дефициту органического вещества в почве.

В богарных (неорошаемых) условиях из-за медленного взаимодействия мелиорантов с почвой положительное действие продолжается долго, полный эффект проявляется через 4-5 лет. Для повышения эффективности гипсования необходимо улучшать влагообеспеченность богарных почв, для чего применяют снегозадержание, глубокую заделку мелиорантов. При орошении возникает опасность вторичного засоления солонцовых почв.

Эффективность гипсования возрастает в сочетании с внесеним органических и минеральных удобрений. Среди минеральных удобрений наибольший эффект достигается от физиологически и гидролитически кислых форм.

Изменения агрохимических и физических свойств солонцовых почв происходят медленно, сохраняются длительное время, поэтому повторные мелиорации при необходимости проводят не ранее чем через 10 и более лет.

Дозы, сроки и способы внесения гипса

В основе расчета потребности солонцовых почв в химических мелиорантах заложена степень насыщенности почвенного поглощающего комплекса кальцием. Необходимость в химической мелиорации солонцовых почв возрастает при переходе от слабосолонцеватых к солонцеватым почвам и солонцам, то есть с увеличением доли натрия в ЕКО с 5-10 до 20% и более.

Из уравнения химической реакции взаимодействия гипса и карбоната натрия почвы следует, что для замещения 1 г натрия по эквивалентной массе необходимо 0,086 г СаSO₄⋅2Н₂О, тогда для замещения избытка натрия в 1 г почвы до безопасного содержания (К) — 0,086 (Na — KТ)/100 г (СаSO₄⋅2Н₂O). Для слоя почвы толщиной 1 см на площади в 1 га (10 8 см 2 ) доза гипса Д (т/га) составит:

где Na — содержание натрия, ммоль на 100 г почвы; K — коэффициент безопасного содержания натрия, как правило, равен 0,1 (10%); Т — ёмкость поглощения, ммоль на 100 г почвы.

Для всего мелиорируемого слоя (H, см) почвы при объемной массе d (г/см 3 ) эквивалентная доза гипса Д (т/га) составит:

где 0,086 — мг-экв CaSO₄⋅2H₂O, г; Na — содержание натрия, ммоль на 100 г почвы; K — коэффициент безопасного содержания натрия, как правило, равен 0,1 (10%); Т — емкость поглощения, мг-экв/100 г почвы; H — мощность мелиорируемого слоя, см; d — объемная масса мелиорируемого слоя, г/см 3 .

Пример. В массиве южного чернозема солонец характеризуется емкостью поглощения Т = 25 ммоль/100 г почвы, содержание натрия Nа = 6 мг-экв/100 г почвы, мощность мелиорируемого слоя Н = 25 см, объемная масса мелиорируемого слоя d = 1,6 г/см 3 . Доза гипса СаSO₄⋅2Н₂O при этом составит:

Д = 0,086 (5 — 0,1 ⋅ 20) ⋅ 20 ⋅ 1,7 = 12,0 т/га.

По степени насыщенности солонцов кальцием их подразделяют на:

ненасыщенные кальцием — при содержании его в поглощающем комплексе менее 70%. Такие солонцы встречаются в полупустынной зоне;
насыщенные кальцием — при его содержании в поглощающем комплексе около 70% от суммы катионов. Доза гипса для мелиорации таких солонцов может быть определена по вышеприведенной формуле.

Ненасыщенные солонцы могут быть многонатриевые, или типичные, и малонатриевые, то есть с содержанием поглощенного натрия менее 10% от суммы катионов. Норма внесения гипса для многонатриевых солонцов должна соответствовать сумме замещаемого поглощенного натрия до уровня 10% и части магния, которая превышает 30% от суммы катионов:

Для малонатриевых солонцов дозы гипса определяются по содержанию поглощенного магния:

Для солонцовых почв, содержащих карбонат натрия (соду), увеличивают норму внесения гипса для нейтрализации негативного действия соды на растения. Насыщение почвенного поглощающего комплекса кальцием почв сухостепной и полупустынной зон до 65-70% способствует подавлению диспергирующей роли натрия и магния.

В условиях степного богарного (неорошаемого) земледелия гипсование эффективно при условии среднегодового количества осадков более 400 мм. В сухостепной зоне со среднегодовым количеством осадков менее 300-350 мм химическая мелиорация эффективна только при орошении.

Большие дозы гипса можно вносить поэтапно в течение 2-3 лет. Лучшее место в севообороте для внесения гипса — чистые пары и пропашные культуры. Вносят его обычно под зяблевую вспашку. Допустимо вносить гипс под яровую пшеницу и однолетние травы. На корковых солонцах гипс вносят после вспашки с заделкой культиваторами. На средних и глубоких столбчатых солонцах с мощностью перегнойного слоя более 20 см гипс заделывают плугами с предплужниками. На солонцах с меньшей мощностью перегнойного горизонта гипс вносят в два приема: перед вспашкой и под культивацию после вспашки. Причем соотношение первой и второй частей дозы зависит от количества выворачиваемого плугами на поверхность солонцового горизонта: чем его больше, тем большая часть дозы вносится после вспашки.

Солонцы и солонцеватые почвы, как правило, встречаются пятнами среди зональных почв. Если они занимают до 30% площади поля, то гипс вносят по солонцовым пятнам, если более 30%, гипсование проводят по всей площади.

Для учета содержания действующего вещества в применяемых для гипсования материалах норму внесения корректируют по формуле:

где Д_ф — фактические нормы внесения материала для гипсования, т/га, Д_д.в. — норма внесения чистого гипса, т/га, %_д.в. — содержание гипса в материале для гипсования, %.

Для определения примерных норм внесения гипса можно пользоваться зональными рекомендациями:

Таблица. Ориентировочные нормы гипса, т/га

Мелиорирующее действие материалов для гипсования зависит от его растворимости, определяющаяся влажностью почвы, гранулометрическим составом мелиоранта и степенью перемешивания с солонцовым слоем. Поэтому в условиях орошении дозы гипса могут быть уменьшены на 25-30%, в богарных условиях его лучше вносить под чистые пары, при их отсутствии — при основной обработке под однолетние травы, пропашные или яровые зерновые культуры.

Материалы для гипсования

Гипс сыромолотый (СаSO₄⋅2Н₂O) представляет собой серый или белый мягкий порошок, содержащий 71-73% (класс Б) и 85% (класс А) CaSO₄⋅2H₂O. Получается путем размола природного гипса. Остаток на сите с размером ячеек 0,25 мм не должен быть более 25%. (до 85% [3]) СаSO₄. Получается при размоле природного гипса. В воде плохо растворим, поэтому на эффективность влияет тонина помола. Гранулометрический состав: все частицы должны иметь размер

Самогипсование

Некоторые хлоридно-сульфатные и сульфатно-хлоридные солонцы каштановых почв могут содержать на глубине 35-45 см слои гипса. Для окультуривания таких почв применяют самогипсование, то есть проводят плантажную вспашку трехъярусным плугом на глубину 45-50 см, при которой происходит перемешивание гипсоносного слоя с верхним солонцовым горизонтом. Весной после глубокой вспашки поле выдерживают до 1,5 месяца под паром, затем дискуют и проводят вспашку через каждые 30-40 дней. В зимний период применяют снегозадержание, а на следующий год высевают яровую пшеницу с подсевом многолетних трав, например, люцерны, житняка, донника и др.

При высоком содержании в подпахотном слое карбоната кальция (известковых пород) его также можно использовать для самомелиорации солонцовых почв, однако действие СаСO₃ значительно уступает гипсу CaSO₄⋅2H₂O. Образующийся при этом Na₂SO₄ удаляется орошением. Для самомелиорации проводят обработку степных и лугово-степных солонцов плантажными трехъярусными или иными мелиоративными плугами. При однократной обработке в степной зоне получают устойчивые прибавки урожаев зерновых культур — 0,4-0,6 т/га, сена трав — 0,7-0,8 т/га.

Иногда применяют метод планировки, то есть перевозят незасоленную почву на солонцовые участки на протяжении 3-5 лет из расчета 500 т на 1 га. Метод трудоёмок, требует больших экономических затрат и не может получить широкого распространения.

Для улучшения свойств слабосолонцеватых почв, как правило, прибегают к самомелиорации, землеванию и фитомелиорации.

Землевание — прием перемещения скрепером (бульдозером) на солонцеватые (солонцовые) пятна плодородной почвы прилегающего основного зонального типа почв, чаще всего черноземов, слоем 15-20 см. В расчете на 1 га попадает примерно 10 т кальция, часть которого вовлекается в мелиорацию нижележащего солонцеватого (солонцового) горизонта.

Фитомелиорация эффективна при любых видах мелиорации при условии правильного подбора культур, чередования и оптимальных технологиях возделывания. Для различных регионов России разработаны группировки культур по соле- и солонцеустойчивости, устойчивости к засухе, переувлажнению и иным неблагоприятным условиям. Так, в структуре мелиоративного севооборота соотношение площадей пара и культур должны способствовать интенсивному рассолению и рассолонцеванию с учетом используемых видов мелиорации (гипсование, кислование, самогипсование, землевание).

Фитомелиорация в комплексе с другими видами мелиорации должна способствовать обеспечению оптимального режима органического вещества почвы для улучшения водопрочной структуры, повышения биологической активности и активации взаимодействия мелиоранта с ППК.

На засоленных участках рекомендуется ежегодно вносить органические удобрения в виде навоза, компоста. Устойчивость некоторых растений к поливу соленой водой довольно высока, а снижение урожайности происходит в основном из-за ухудшения физических свойств почвы. Профилактика засоления является только одним из аспектов эффективного управления почвами.

Спасение в навозе

На засоленных участках рекомендуется ежегодно вносить органические удобрения в виде навоза, компоста. Обычный навоз содержит целый набор элементов, восстанавливающих плодородие: стимуляторы, ферменты, витамины, микроорганизмы, которые оказывают многостороннее действие на почву, в результате чего восстанавливается способность противостоять изменению реакции среды, облегчаются тяжелые липкие почвы, связываются песчаные. Почва приобретает, вернее, восстанавливает мелкокомковатую структуру с оптимальной воздухо-водоудерживающей способностью.

Прямой посев снижает засоленность

При этом целый ряд практиков утверждают, что устойчивость некоторых растений к поливу соленой водой довольно высока, а снижение урожайности происходит в основном из-за ухудшения физических свойств почвы: непроходимость капилляров, излишняя плотность, непроницаемость для корней, плохой газо- и влагообмен.

Действительно, при вторичном засолении большое значение имеют структурность почвы степень ее капиллярности. Бесструктурная почва слабо удерживает воду. После полива около 70 – 80% воды быстро испаряется, а соли остаются в верхних слоях почвы, и наоборот: почва с мелкокомковатой структурой прочно удерживает воду. При наличии хорошо выраженной структуры испарение воды идет только с верхнего (в несколько сантиметров) слоя почвы и количество испаряемой воды после полива составляет лишь около 20%.

В рамках 7-летнего исследования сравнивались две системы возделывания — прямой посев и вспашка. Цель эксперимента – сравнение структуры почвы и содержания почвенной влаги в обеих системах земледелия.

За 8 лет средние по всем экспериментальным участкам показатели инфильтрации влаги демонстрируют, что при прямом посеве вода просачивается в почву приблизительно в три раза быстрее, чем в системе с применением вспашки. Благодаря этому во время интенсивных осадков и орошения необработанная почва теряла меньше воды в результате поверхностного стока.

В результате вспашки нарушается структура почвы, так что быстрый отвод воды в более глубокие слои становится ограниченным. Кроме того, при каждом рыхлении плугом наносится значительный вред популяции дождевых червей. В ненарушенной почве системы прямого посева, напротив, благодаря большой популяции дождевых червей вода может просачиваться до глубоких слоев почвы сквозь их ходы, сохраняющие свою стабильность на протяжении многих лет.

При этом в системе прямого посева неразрыхленная поверхность почвы и растительные остатки, находящиеся на поверхности почвы, препятствуют сильному испарению влаги. Благодаря этому намного реже происходит высыхание верхнего слоя почвы, а содержание влаги в более глубоких слоях значительно выше.

Системный подход

По мнению ФАО, профилактика засоления является только одним из аспектов эффективного управления почвами. Управление засоленными почвами требует сочетания агрономических практик и социально-экономического внимания.

Например, мелиорация засоленных почв может начаться с обеспечения эффективного дренажа и оросительной воды хорошего качества, что снизит содержание растворимых солей.

Некоторые засоленные почвы и почвы натриевого засоления могут быть мелиорированы путем добавления гипса.

При засолении на орошаемых полях рекомендуется выбирать сорта сельскохозяйственных культур, имеющие большую устойчивость к солям. К тому же, как подчеркивают международные эксперты, сильнозасоленные земли, возможно, более экономично вывести из оборота и устранять их негативное воздействие на окружающую среду.

Деградированные сельскохозяйственные участки с высоким засолением, больше не подходящие для выращивания культур, могут использоваться для лесонасаждений и альтернативного применения.

Всемирный банк в числе методов борьбы с засолением почв предложил такие меры, как активное управление природной растительностью, высадка древесных пород, где это возможно, использование капельного и подземного орошения.

Потенциально эффективным, по мнению международных экспертов, является комплексный пакет мер по обеспечению устойчивого землепользования при засолении почв. Специалисты ФАО предлагают ряд методических рекомендаций по предотвращению, минимизации и смягчению засоления почв, а также по устойчивому управлению почвенными ресурсами:

- уменьшение потерь от испарения влаги с поверхности почвы путем сохранения на поверхности почвы растительных остатков (применение технологий мульчированного, полосового и прямого посева);

- автоматизация водоснабжения и применение эффективных систем орошения – управление орошением должно обеспечить достаточное количество воды для роста растений и эффективного дренажа;

- качество поливной воды (химический состав) должно быть испытано и находиться под постоянным контролем, при необходимости нужно проводить опреснение (деминерализацию) воды;

- дренажные системы должны быть сконструированы с учетом почвенно-климатических условий и индивидуальных особенностей водного баланса в данной области;

- в случае если почва уже деградировала и профилактика невозможна, мелиорация засоленных почв может быть достигнута с использованием различных методов, таких как прямое выщелачивание солей, выращивание солеустойчивых сортов, химическая мелиорация и использование органических удобрений.

Для обоснования мелиораций и выбора мелиоративных приемов должны учитываться: свойства почв (содержание обменного натрия, степень засоления, солевой баланс почв, глубина залегания карбонатов кальция и гипса, уровень и минерализация грунтовых вод); климатические условия (количество выпадающих осадков); специфика сельскохозяйственного использования (пашня, сенокос, пастбище, садовый или плодовый участок).

Эксперты международных организаций призывают все страны объединить усилия для ком- плексного изучения проблемы засоления и выработать гармонизированные методы борьбы с ней, что поможет улучшить ситуацию с продовольственной безопасностью и экономическим положением в мире.

Российские ученые также считают засоление одним из серьезных вызовов современности. По мнению экспертов, отсутствие системного подхода в решении проблем засоления почв может привести к существенному сокращению сельхозугодий России.

Возвращение этих площадей в строй можно считать задачей государственной важности в условиях взятого Россией курса на импортозамещение и развитие аграрного сектора.

Понятно, что для этого потребуется государственная поддержка, в частности, программы по внедрению современных технологий сберегающего земледелия, осуществлению химической и фитомелиорации засоленных почв, применение современных систем орошения с целью восстановления засоленных почв, повышения их плодородия, следствием которых станет увеличение эффективности сельского хозяйства.

Самые распространённые проблемные солевые почвы можно разделить на засолённые почвы и солонцы. Рассмотрим каждый из видов подробнее.

Засолённые почвы.

Отличаются содержанием в своём профиле легкорастворимых солей в количестве, которое является для растений токсичным. Соли препятствуют поглощению влаги из почвы. Это их основной минус. Чем больше концентрация вредных солей в почве, тем хуже корневая система растений усваивает влагу. Причём, при определённых концентрациях солей влага перестаёт усваиваться во влажных почвах. Засоление замедляет набухание и прорастание семян у растений, подавляет деление и растяжение клеток, является причиной задержки и недружного появления всходов. Особо негативное влияние оказывают соли натрия, которые при попадании в растение нарушают баланс между натрием и калием, что в свою очередь приводит к подавлению активности многих ферментов и синтеза белков. Также, на засолённых почвах нарушается баланс между калием и кальцием, ухудшается усвоение макро и микроэлементов.

Виды засолённых почвы.

Степень засолённости почвы можно определить при помощи анализа почвы на содержание солей. По этому показателю почвы делятся на:

Практически не засолённые.
Слабо засолённые.
Средне засолённые.
Сильно засолённые.
Солончаки.

Бороться с засолённостью полей следует начинать, если градация почвы — слабо солёная. В этом случае потери урожая могут достигать 20%. Однако, бороться стоит не со всеми видами солей. Например, соли, содержащие магний и натрий — безусловно вредны, а соли с содержанием кальция — безвредные.

Способы борьбы с засолённостью почвы.

Так как соли — легкорастворимые, то лучшим методом борьбы с засолённостью является удаление солей из корня обитаемого слоя. Для этого необходимы: вода, не содержащая соли, и хорошая водопроницаемость почвы.

Для улучшения водопроницаемости почвы её следует разрыхлить на максимально возможную глубину. Для этого осенью стоит пройтись по почву чизелем на глубину 50-70 сантиметров. Это позволит осенним, зимним и весенним осадкам ( практически не содержащим солей ) промыть соли в более глубокие слои.

Наиболее чувствительными к засолённости являются растения, находящиеся в фазе прорастания и появления всходов. То есть, если удаётся промыть соли из верхних слоёв на глубину 15-20 сантиметров, то это положительным образом скажется на урожае. Для пропашных культур после появления всходов стоит провести щелевание между рядами, что также поможет промыть соли в более глубокие слои при помощи летних осадков.

В идеале, перед промывкой солей, необходимо позаботиться об удалении этих солей. Это можно сделать при помощи дренажных канав, которые отводят засолённую воду подальше от поля. Особенно эта система актуальна, если грунтовые воды находятся высоко и содержат в себе большое количество вредных солей.

Помимо механической обработки почвы важно правильно выстроить севооборот. Идеальным решением будет чередование мочковатых и стержневых корневых систем. Это позволит сделать почву более рыхлой и повысит уровень её аэрации.

Вместе с солями, при их удалении, из почвы промывается и кальций, улучшающий структуру почвы. Поэтому, при борьбе с солями необходимо периодически прибегать к использованию известковых удобрений, содержащие в своём составе кальций и не содержащие магний. Это может быть известковая мука или гипс.

Также усиливать промывание солей поможет снегозадержание, кулисные пары и уборка урожая очёсывающими жатками, которые оставляют после себя высокую стерню, тем самым задерживая больше снега, чем после уборки обычными жатками.

После промывания полей от соли их целесообразно засеивать солеустойчивыми культурами, такими как люцерна, ячмень, сорга, рапс. Наилучшим вариантом агрономы считают люцерну, так как она имеет очень большую вегетативную массу и очень быстро высушивает верхний слой, не давай солям подняться обратно. Помимо этого люцерна отлично затеняет почву, не давая влаге испариться с поверхности, оставляет после себя рыхлую и структурированную почву, что будет дополнительным фактором для промывания соли в более глубокие слои.

Следует учитывать, что практически все засоленные почвы помимо этого ещё и щелочные, поэтому при посеве необходимо использовать кислые удобрения: аммиачная селитра, КАС, сульфат аммония. Помимо этого, следует не забывать про внесение в почву полупревшогонавоза, сидератов, посев покровных культур. Всё это будет уменьшать щелочную реакцию почвы. Проливы водой будет идеальным вариантом для промыва солей, но это следует делать под контролем специалистов, так как необходимо учитывать большое количество параметров, таких как:

Содержание солей в почве.
Гранулометрический состав почвы.
Глубина залегания грунтовых вод.
Анализ воды на содержание вредных солей.

Как часто следует проводить мероприятия по промыванию солей? Порой хватает всего лишь одного раза и после этого можно надолго забыть об этой проблеме, а иногда нужно делать промывание и на второй, и на третий год. Выяснить это можно при помощи почвенного анализа на содержание солей после промывки

Источники поступления солей на которые возможно повлиять.

Минерализованные грунтовые воды.

Если такие воды располагаются на глубине выше 2-3 метров, то они поднимаются наверх и при испарении с поверхности остаются там. Для уменьшения количества грунтовых вод, попадающих на поверхность почвы, требуются дренажные канавы.

Соли, содержащиеся в растительной воде.

Необходимо со всей серьёзностью относится к качеству поливной воды. Зачастую фермеры и садоводы определяют качество этой воды по наличию или отсутствию накипи в чайнике. Однако, это очень плохой метод, так как он позволяет определить лишь наличие в воде кальция и магния. Уровень содержания натрия таким способом оценить нельзя.

Солонцы.

Солонцы образуются при накоплении в почвенно-поглащающем комплексе избыточного натрия ( в редких случаях — магния ) и они выглядят иначе, чем засолённые почвы. В вертикальном разрезе они разделяются на горизонты. Наверху находится слой гумуса, затем солонцовый слой и внизу — переходный слой. Избыток обменного натрия находится в солонцовом слое. По содержанию такого натрия солонцы подразделяются на:

Остаточные.
Малонатриевые.
Средненатриевые.
Многонатриевые.

По мощности верхнего слоя гумуса солонцы делятся на:

Корковые ( менее 5 сантиметров )
Мелкие ( от 5 до 10 сантиметров )
Средние ( от 10 до 18 сантиметров )
Глубокие ( более 18 сантиметров )

Солонцовая почва во влажном слое очень вязкая, а при высыхании покрывается коркой. Всходам крайне тяжело пробиваться через эту корку, и даже если всходы смогли появиться, то корневая система будет развиваться в условиях недостатка кислорода. На таких солонцовых пятнах можно либо полное отсутствие урожая, либо крайне низкий его объём.

Методы борьбы с солонцами.

Гипсование.

Это химический метод мелиорации солонцов. Гипсосодержащие удобрения имеют в своём составе сульфат кальция. Сера в этих удобрениях входит в химическую реакцию с обменным натрием, тем самым преобразовывая его до сульфата натрия. Это соединение уже является легкорастворимым и способно вымываться из корня обитаемого слоя. Натрий, который удалился из почвенно-поглощающего комплекса будет заменяться на ион кальция, входящего в состав гипса. Помимо этого, гипс способен преобразовать вредную соду с образованием, ранее упомянутого, легкорастворимого сульфата натрия. Необходимое количество гипсосодержащего удобрения зависит от количества обменного натрия в солонцовом слое. Чем больше уровень содержания натрия, тем больше гипса необходимо вносить в почву. Необязательно запоминать какие-либо формулы для расчёта внесения гипса в почву, так как в специализированных лабораториях, куда следует отдать почву для анализа на содержание обменного натрия, смогут посчитать количество внесённого гипса.

Помимо вымывания обменного натрия из солонцового слоя, гипс улучшает структуру почвы, за счёт содержания в своём составе кальция, и уменьшает щелочную реакцию почвы.

При внесении гипса для удаления сульфата натрия необходимо очень много влаги, поэтому гипсование следует проводить в случае, если годовое количество осадков превышает 350 миллиметров. После гипсования почвы применяются те же методы, что и при засолении почвы. Это кулисные пары, снегозадержание , глубокое рыхление, выстраивание правильного севооборота, внесение органических удобрений и посев солеустойчивых культур.

Если на поверхности поля менее 70% солонцов, то его следует разделить на участки, обследовать каждый участок в отдельности и рассчитывать норму внесения гипса под каждый отдельный участок. Если солонцов на поле более 70%, то гипс следует вносить сплошным методом. Действие гипса будет зависеть от степени перемешивания его с почвой, поэтому он вносится под глубокую зяблевую вспашку, для его качественного перемешивания и с солонцовым слоем и с верхним слоем гумуса. На мелких и корковых солонцах гипс вносят после вспашки ( под культивацию ). На средних солонцах, в которых глубина залегания солонцого слоя составляет от 10 до 18 сантиметров гипс вносят в два этапа. Первый этап — до вспашки, второй этап — после вспашки под культивацию. На глубоких солонцах ( глубина залегания солонцового слоя — более 18 сантиметров ) весь гипс вносят перед вспашкой, заделывая плугом с преплужником. Для гипсования можно применять сыромолотый гипс ( также его называют — двуводный гипс ), отходы производства фосфорных удобрений и отходы содового производства. Выбор удобрения зависит от конъюнктуры рынка.

Норма внесения гипса зависит от проведения полевого опыта. В каких-то случаях достаточно будет внести половину от рассчитанной дозы, а в других случаях эту дозу сокращать нельзя.

Кислование.

Превращение соды в сульфат натрия ( который легко вымывается из почвы).
Превращение карбоната кальция в гипс, который, в свою очередь, будет бороться с солонцами.

Железный купорос также может применяться для кислования почвы. При попадании в почву он превращается в серную кислоту и работает по вышеописанному принципу.

Землевание.

Суть этого метода в создании искусственного плодородного слоя над солонцами. Для этого с не солонцовых почв на глубину 1-2 сантиметра срезается верхний слой и переносится на солонцы. Высота нового слоя должна быть от 10 до 20 сантиметров.

Землевание следует сочетать с внесением органических удобрений на те участки, откуда срезается почва. Помимо этого, для восстановления плодородия почвы необходим посев сидератов и покровных культур.

Самогипсование почв ( самомелиорация солонцов )

Это способ применим в случае, если под солонцовым слоем находятся залежи гипса или карбоната кальция ( извести ). С помощью плантажной вспашки на глубину 50-55 сантиметров гипсовый или карбонатный горизонт, обычно залегающий на глубине 35-50 сантиметров, перемешивается с солонцовым горизонтом. Способ мелиоративной обработки зависит от мощности надсолонцового и солонцового слоёв, а также залегания карбонатов или гипса. На средних и глубоких солонцах применяется трёхъярусная вспашка, при которой верхний гумусовый слой остаётся на месте, а солонцовый слой и карбонатный меняются местами.На мелких солонцах с неглубоким залеганием карбонатов ( до 40 сантиметров ) применяется плантажная вспашка. В этом случае происходит равномерное перемешивание гумусового, солнцового и известкового слоёв. После такой вспашки производится обработка почвы тяжёлым дисковыми боронами и засеиваются высокостебельные культуры для создания кулис.

Читайте также: