Эрозия почв и ее виды

Таковы в основных чертах главнейшие естественные пути развития солончаков в природе. Но засоление  почвы может происходить и  при неправильном искусственном  орошении полей. Такого рода почвы, засоленные в результате орошения, называются вторично засоленными, или искусственными, солончаками.

Вторичное засоление возникает  главным образом вследствие бессистемного  и чрезмерного полива орошаемых  полей.

При этом возможны различные  случаи засоления почв. В одном случае в избытке напускаемая на поля вода может поднять общий уровень грунтовых вод и тем самым вызвать капиллярное их поднятие к поверхности почв; в другом — орошаемые воды, опускаясь до соленосных горизонтов, после прекращения полива в силу сильного испарения могут подниматься обратно по капиллярам и выносить соли из глубоких слоев в верхние горизонты почвы.

Такого рода перераспределение  солей возможно тогда, когда соленосные горизонты оказываются менее водопроницаемы. В таких случаях избыточная поливная вода может временно задерживаться в соленосном слое и являться источником капиллярных солевых токов к поверхности почвы. Наконец, возможны редкие случаи засоления почв и непосредственно за счет оросительных вод, содержащих то или иное количество растворенных солей.

Такого рода искусственные  солончаки нередко встречаются  в Голодной степи, на Мугани и в других районах, где в широко поставленной практике орошения допускались в прошлом нарушения рациональных правил полива.

Поэтому борьба с причинами, вызывающими вторичное засоление, в практике орошаемого земледелия приобретает  весьма важное значение.

Для правильного решения  всех вопросов предупреждения подъема  грунтовых вод и вторичного засоления  почв на орошаемых землях необходимо проводить всю совокупность агрономических и агро-лесомелиоративных мероприятий.

Здесь необходимо отметить прежде всего введение правильного водопользования и соблюдение поливных норм, а также устранение потерь воды через фильтрацию путем уплотнения грунта в постоянной оросительной сети; применение севооборотов с культурой люцерны; создание лесных насаждений вдоль постоянной оросительной сети с целью уменьшения поверхностного испарения и увеличения расхода просачивающейся воды через транспирацию растений; правильную и своевременную обработку почвы; промывку почвы от солей в осенне-зимний период и устройство дренажной сети для отвода излишков грунтовых вод и понижения их уровня.

Опыт наших старых районов  орошения показывает, что при правильном режиме полива и осуществлении всех звеньев агротехники и агро-лесомелиорации полностью исключается возможность вторичного засоления и вместе с тем создаются необходимые условия для возрастающего плодородия почв и непрерывного роста урожаев сельскохозяйственных растений.

Химический состав солей в солончаках. Состав воднорастворимых солей в засоленных почвах может быть весьма разнообразным, но в большинстве случаев эти соли представляют комбинации всего лишь трех катионов — Na⁺, Mg⁺⁺ и Са⁺⁺ и четырех анионов — Cl^-, SO₄^--, CO₃^-- и НСО₃^-. Очевидно, что из них возможно образование следующих солей: NaCl, Na₂SO₄, Na₂CO₃, NaHCO₃, MgCl₂, MgSO₄, MgCO₃, Mg(HCO₃)₂, CaCl₂, CaCO₃, CaSO₄ и Са(НСО₃)₂.

Гораздо реже встречаются  в природе так называемые нитратные  солончаки с содержанием KNO₃ и NaNO₃ с примесью NaCl, CaSO₄, Ca(HCO₃)₂, MgCl₂, MgSO₄ и прочих солей. Незначительные участки этих солончаков приурочены обычно к древним городам, крепостям, караван-сараям и другим древним поселениям, находившимся на территории Туркменской, Узбекской и Таджикской ССР.

Следует отметить, что многие из перечисленных солей не являются непосредственно необходимыми для  произрастания растений; некоторые  же из них, даже в весьма малых концентрациях, оказываются губительными.

Рядом исследований в этом отношении установлено, что вредное  влияние хлористых и сернокислых  солей на урожай начинается уже при  наличии 0,1% этих солей от веса сухой  почвы; при содержании же их около 0,3—0,5% культурная растительность обычно не развивается.

Явление вредного действия солей на растение оказывается весьма сложным и зависит как от токсических (ядовитых) свойств и особенностей каждой соли в отдельности, так и  от токсических свойств, получающихся в результате взаимодействия солей. При этом самыми вредными солями среди  всех солей, встречающихся в засоленных почвах, являются нормальная, или средняя, сода (Na₂CO₃) и сода двууглекислая (NaHCO₃).

Опытами установлено, что  максимально допустимым пределом содержания соды в почве является всего лишь 0,005%. При более высоком содержании соды в почве растения погибают. Далее, по степени токсичности идут NaCl, MgCl₂, в которых ион хлора (С1) является крайне вредным для растений. Такие соли, как СаСО₃ и CaSO₄, можно считать практически безвредными, поскольку развитие растений, как установлено многими наблюдениями, идет хорошо даже на сильно карбонатных и гипсовых почвах.

Скопление воднорастворимых солей в почвах в зависимости от природных условий чрезвычайно варьирует, но нередко оно достигает значительных количеств, доходя в верхних горизонтах до 3—5%, а иногда до 30 и даже 50% от общего веса сухой почвы.

Классификация солончаков. Все существующие в природе солончаки принято подразделять на группы по характеру анионов и катионов их солей, а также по наружным, или морфологическим, признакам.

По анионам преобладающих  солей различают следующие виды солончаков: хлоридные, когда в составе солей в наибольшем количестве содержатся хлористые соли тех или иных металлов, а практически главным образом NaCl; сульфатные, когда преобладают сернокислые и среди них главным образом Na₂SO₄; карбонатные, когда в составе солей преобладают карбонаты — СаСОз, и содовые, засоленные Na₂CO₃.

Для иллюстрации к сказанному приведем несколько аналитических  данных типичных солончаков (табл. 58).

Из приведенных анализов видно, что в состав данного солончака  входят самые разнообразные соли, однако же резкое преобладание в поверхностном слое имеют хлориды. Это явное преобладание хлоридов в солевом профиле и является характерным для хлоридного солончака.

Рассмотрим химический состав сульфатного солончака (табл. 59).

В этом разрезе, в отличие  от предыдущего, явное преобладание имеют сульфаты; следовательно, почва  является сульфатным солончаком.

Примером содового солончака  может служить следующий разрез (табл. 60).

В данном солончаке сода показана СО₃, общее количество которого в верхнем горизонте превышает содержание хлора.

Таким образом, эта почва  должна быть отнесена к группе содовых  солончаков.

Следует отметить, что в  природе очень часто многие солончаки  являются смешанными и содержат такую  смесь солей, которая не позволяет  относить их к категории чисто  хлоридных или чисто сульфатных.

В таких случаях их называют хлоридно-сульфатным и, или сульфатно-хлоридными, или сульфатно-содовыми. При этом первая часть двойного названия солончака означает существенную примесь к преобладающей соли; обозначающейся вторым словом. Так, например, в хлоридно-сульфатном солончаке господствующей солью являются сульфаты, в сульфатно-хлоридном преобладают хлориды.

В этом отношении все солончаки  можно разделить на следующие  группы: хлоридные — хлора больше 40% в плотном остатке; сульфатные—хлора меньше 10%; хлоридно-сульфатные — хлора 10—25%; сульфатно-хлоридные — хлора 25—40% в плотном остатке.

Выше уже указывалось, что различные соли обладают различной  токсичностью по отношению к растениям. Поэтому при изучении почв в природе и лаборатории правильное установление категории солончаков по анионам их солей имеет большое агрономическое значение.

Помимо анионов, в основу классификации солончаков берут  еще катионы их солей.

По этому признаку различают  натровые, магнезиальные и кальциевые солончаки. В первых преобладают  катионы Na, во вторых — Mg и в третьих — Са.

Между типичными солончаками  и незаселенными почвами в  природе встречаются переходные, или промежуточные, почвы с самым  разнообразным содержанием солей.

По степени засоленности все почвы подразделяются на незасоленные, слабо засоленные, средне засоленные, сильно засоленные и солончаки. В  основу этой классификации положены как общее содержание солей (плотный остаток водной вытяжки), так и содержание хлора и серной кислоты и общей щелочности (табл. 61).

Агрономическая ценность почв находится в обратной зависимости  от степени засоления: чем меньше засолена почва, тем выше ее качество и наоборот.

Поэтому в вышеприведенной  классификации лучшими будут  незаселенные и слабо засоленные разновидности и худшими —  сильно засоленные и солончаки. Последние при их использовании в сельскохозяйственном производстве требуют специальной мелиорации.

По данным исследований В. А. Ковда, в преобладании и географическом распространении тех или иных солончаков в природе наблюдается  известная закономерность. Так, например, хлоридные солончаки распространены преимущественно в Прикаспийской низменности; сульфатно-хлоридные солончаки преобладают в Туранской и Причерноморской низменностях; хлоридно-сульфатные солончаки характерны для южной части сыртового Заволжья, Зауралья, к востоку от Прикаспийской низменности, Казахской складчатой страны и некоторых районов Туранской низменности (Ферганы, низовьев Зеравшана, дельты Аму-Дарьи); сульфатно-содовые солончаки наиболее широко распространены в Приднепровье, Западносибирской низменности, в Амурской и Лено-Вилюйской низине.

Состав солей находит  свое непосредственное отражение в  морфологических свойствах засоленных почв.

В этом отношении солончаки  подразделяются на пухлые» мокрые, черные, луговые или карбонатно-кальциевые солончаки и «соры», или «шоры».

Развитие пухлых солончаков чаще всего бывает приурочено к сухим, несколько повышенным участкам земли.

Эта группа солончаков характеризуется  тем, что поверхностный их горизонт мощностью около 5—7 см представляет совершенно сухую, рыхлую, пылеватую массу, в которой тонет нога при ходьбе. Образование такого горизонта обязано присутствию большого количества главным образом сернокислого натрия, который, кристаллизуясь с большим количеством воды (в форме Na₂SO₄∙10H₂O), во-первых, иссушает почву, а во-вторых, механически ее разрыхляет. Таким образом, пухлые солончаки — это по преимуществу солончаки сульфатные.

Мокрые солончаки внешне отличаются от пухлых тем, что у них  нет верхнего рыхлого слоя. Наоборот, поверхность их обычно связанная, сырая, часто темного цвета. В очень  сухие периоды года на поверхности  образуется плотная, хрустящая под  ногами корка солей мощностью  около 2—4 см. Такой характер поверхности почвы часто указывает на присутствие в составе солей хлористого кальция (СаСl₂) или магнезиальных солей (MgCl₂ и MgSO₄).

Эта особенность мокрых солончаков объясняется тем, что заключенные  в них соли обладают весьма большой  гигроскопичностью, благодаря чему они и поддерживают почву во влажном  состоянии, придавая ей вместе с тем  несколько темноватую окраску.

Черные солончаки по внешнему виду напоминают мокрые солончаки, но отличаются от них резко выраженной темной окраской поверхности. После  дождей или полива на таких солончаках стоят лужи темной жидкости, которая  совсем не впитывается в почву, а  исчезает лишь в результате испарения.

Эти особенности черных солончаков обусловлены присутствием здесь  соды (Na₂CO₃), которая диспергирует перегной и сообщает раствору темный цвет.

Вместе с тем сода также  резко диспергирует минеральную часть почвы и делает ее слабоводопроницаемой. В связи с этим черные солончаки в известной мере являются синонимом содовых солончаков.

Луговые, или карбонатно-кальциевые, солончаки развиваются под луговой  растительностью в условиях близкого залегания минерализованных карбонатных  грунтовых вод. Они резко отличаются от других солончаков по многим признакам  и главным образом обогащенностью их углекислым кальцием и отчасти углекислым магнием.

Для примера приводим содержание карбонатов в лугово-карбонатных  почвах Омской области (по К. П. Горшенину):

Развиваясь под травянистой  растительностью в условиях достаточного увлажнения, эти почвы содержат в  себе до 6—8% перегноя, много азота  и вместе с тем недостаточное  количество фосфора и калия.

Луговые карбонатно-кальциевые солончаки широко распространены в  северной лесостепи Западносибирской низменности и используются в  качестве сенокосных угодий и под  посев различных сельскохозяйственных культур.

Наконец, следует отметить, что в Средней Азии среди солончаков часто встречаются так называемые соры, или шоры, представляющие собой высохшие соленые озера или русла древних рек с близкими к поверхности минерализованными грунтовыми водами.

Таковы главнейшие разновидности  наиболее распространенных в природе  солончаков.

Заключая в себе большое  количество легко растворимых солей, солончаки, за исключением луговых  карбонатно-кальциевых, представляют собой весьма неблагоприятную среду  для развития культурных растений. Вследствие этого участки солончаков в практике обычно не распахивают.

В естественных условиях на солончаках или совершенно не растут никакие растения, или же растут только те растения, которые способны переносить сильное засоление почвы. Следует также отметить, что благодаря  близости грунтовых вод нижние горизонты  солончаков иногда несут в себе следы  оглеения в виде зеленоватых и сизоватых пятен закисных соединений железа.