Эрозия почв и ее виды

Вместе с тем солоди и осолоделые почвы во многих случаях лесопригодны и на них неплохо развивается естественная лесная растительность.

Поэтому солоди и осолоделые почвы в ряде случаев целесообразно  оставлять под лесом, тем более, что лесные насаждения в степных и лесостепных районах способствуют снегонакоплению, смягчению климатических условий и т. д.

При включении солодей  и осолоделых почв в сельскохозяйственное использование первостепенное значение здесь приобретает внесение органических и минеральных удобрений, извести, а также землевание — покрытие осваиваемых участков перегнойной  землей.

 
Генезис и эволюция засоленных почв (солончаки, солонцы, солоди)

 

К засоленным почвам относятся  солончаки, солончаковатые почвы и  солонцы. Это те почвы, которые в  своем профиле содержат легкорастворимые соли в токсичных количествах  для сельскохозяйственных растений свыше 1% и более. Они широко распространены в зоне сухих и пустынных степей, встречаются также в степной, лесостепной и таежно-степной зонах. Площадь засоленных почв на земном поле в России и странах СНГ составляет 69,8 млн. га.

Формирование засоленных почв (генезис солончаков) связано  с накоплением солей в почвенном  профиле за счет:

· накопление солей в грунтовых  водах

· на засоленных материнских  породах

· за счет глубоко коренящейся  корневой системы растений и аэробном разложении в сухом климате

· импульверизация (перенос ветром солей) в районах широкого распространения солевых озер, в приморских районах

· за счет сноса солевых  продуктов с повышенных элементов  рельефа в пониженные

· при химическом выветривании

· при неправильном орошении – вторичное засоление

Огромную роль в перераспределении  солей играют поверхностные и  грунтовые воды.

В засоленных почвах встречаются  соли 3-х катионов: Ca, Ng, Na, из анионов чаще всего входят Cl, CO3, HCO3, SO4 в зависимости от их сочетаний засоление может быть анионам и катионам.

Соли различны по растворимости  и по токсичности. Наиболее вредной  является сода (> 0,001%), далее MgC2 (встречается  редко), NaCl, CaCl2, менее вредны NaSO4, CaSO4 и практически безвредны CaCO3 и MgCO3.

Качественный состав засоления  отражается на внешних (морфологических) признаках солончаков.

Поэтому различают корковые, пухлые, мокрые и черные солончаки.

Корковые– на поверхности образуется корка. Это результат того, что в почве содержится много NaCl2, Cl – тип засоления.

Мокрые – поверхность  плотная, сырая, вязкая, содержат много CaCl2, MgCl2, отличающихся высокой гигроскопичностью.

Пухлые – характеризуется  тем, что поверхностный горизонт их, мощностью до 5 – 7 см представляет собой совершенно сухую, рыхлую, пылеватую  массу, в которой тонет нога при  ходьбе. В почве много NaCl, NaSO4(H2O), которые кристаллизуясь с водой, иссушают почву.

Черные солончаки напоминают по внешнему виду мокрые солончаки, но отличаются от них темным цветом своей  поверхности за счет соды, которая  растворяет гумус и обусловливает  темный цвет раствора, а с другой стороны, сода резко диспергирует почву и делает ее слабоводопроницаемой. Таким образом, черные солончаки по сути дела являются содовыми.

Профиль солончаков в большинстве  случаев слабо дифференцирован  на генетические горизонты. В нем  выделяют только три горизонта:

А – гумусовый горизонт

В – переходный горизонт

С – материнскую породу.

Содержание гумуса в верхних  горизонтах колеблется от 1 до 8%, в зависимости  от зоны, в которой солончаки формируются. Наиболее гумусированы солончаки лесостепной зоны. Но в большинстве случаев они относятся к числу малогумусированных почв. В составе гумуса преобладают фульвокислоты (ФК).

Солончаки бедны азотом и  зольными элементами. Емкость поглощения солончаков низкая – 10 – 20 мл – экв на 100 г почвы. Однако в солончаках лесостепной зоны она может достигать и 50-60 мл-экв. В ППК Ca, Mg, Na. В содовых солончаках в ППК преобладают Mg и Na. Реакция солончаков, засоленных минеральными солями, обычно слабо щелочная рН 7,3 – 7,5; содовые солончаки имеют очень высокую щелочность рН 9-11. С самой поверхности солончаки имеют карбонаты. Солончаки имеют высокое содержание солей. Большая концентрация солей в солончаках отрицательно сказывается на их водном и питательном режиме. Вследствие высокой гигроскопичности солей резко снижается содержание доступной для растений влаги. Солончаки характеризуются низким природным плодородием.

Большинство культурных растений при повышенном содержании водорастворимых  солей в почвах не могут развиваться  или дают очень низкие урожаи. Поэтому  освоение солончаков и сильно засоленных почв возможно лишь при сложных мелиоративных  мероприятиях.

Наиболее эффективный  и радикальный прием для удаления солей и опреснения почв – промывка.

Промывку сильнозасоленных почв часто практикуют с одновременным  возделыванием риса на фоне глубокого  дренажа.

Солонцы. Солонцами называют почвы, в ППК которых содержится большое количество обменного натрия. Они имеют резкую дифференциацию профиля и характеризуются неблагоприятными агрохимическими свойствами. В профиле резко выделяется плотный столбчатый или призматический, или глыбистый солонцовый горизонт.

Под солонцовым процессом  понимается внедрение в ППК иона натрия и связанное с этим резкое повышение дисперсности органической и минеральной части, снижение устойчивости коллоидов по отношению к воде и возникновение щелочной реакции  почвы.

Солонцы классифицируются на виды: по мощности гумусо-элювиального горизонта (А):

· корковые - мощность гор. А - 5 см

· мелкие - мощность гор. А - 5-10 см

· средние - мощность гор. А -10-18 см

· глубокие - мощность гор. А - > 18 см

Профиль солонца разделяется  на ряд отчетливо выраженных горизонтов:

А – гумусно-элювиальный  от светло-бурого до серого, надсолонцовый, мощностью от 2-3 см до 20-25 см, комковатый или пластинчатой структуры, слоеватый, пористый, обедненный илистой фракцией, а поэтому более легкого механического состава

В1 – солонцовый или иллювиальный, мощностью от 7-12 см до 25 см и более; более темный, темно-бурый или бурый с коричневым оттенком, столбчатой структуры, реже призматической, ореховатой или глыбистой, структура легко распадается на ореховатые отдельности с глянцеватой лакировкой. Горизонт в сухом состоянии плотный, трещиноватый, во влажном – вязкий, бесструктурный, мажущийся

В2 – подсолонцовый горизонт более светлой окраски, призматической или ореховатой структуры, обычно содержит гипс и карбонаты. За ним выделяется горизонт максимального скопления легкорастворимых солей (Сс).

С – материнская порода

Горизонт А отличается более легким гранулометрическим составом, иллювиальный горизонт обогащен илом и поэтому более тяжелый. Отчетливое перераспределение илистой фракции обусловлено пептизацией коллоидов.

Преобладающими минералами илистой фракции являются минералы монтмориллонитовой – гидрослюдистой групп с примесью аморфных веществ. Солонцовые горизонты отличаются более высоким содержанием минералов монтмориллонитовой группы, чем верхние (для которых характерно относительное накопление кварца).

Количество гумуса колеблется от 2 до 12%, что связано с географическим положением, с мощностью надсолонцового горизонта, со степенью солонцеватости и мех. Составом.

Емкость поглощения колеблется в пределах 20-47 мг-экв на 100г почвы (от содержания гумуса и гранулометрического состава). (ППК) Ca, Mg, Na. Содержание обменного натрия в гор. В1 колеблется от 13-15 до 60% емкости поглощения. Часто много содержится поглощенного магния. Солонцы, содержащие соду, отличаются высокой щелочностью – рН = 8 – 10. Солонцы, засоленные нейтральными солями, имеют слабощелочную реакцию.

По плотности почвы  и скважности иллювиальный горизонт заметно отличается от других горизонтов.

Водопроницаемость гор. В  крайне низкая. Вода через него может  проходить только по щелям, когда  почва сухая. Но как только иллювиальный горизонт смачивается водой и  набухает, он уже не пропускает воду.

В связи с такими свойствами водный режим солонцов складывается крайне неблагоприятно.

Весной, после таяния снега, или летом, после обильного дождя  на поверхности солонцов долго стоят  лужи, хотя почва внутри сухая. Поэтому  весной солонцы значительно медленнее, по сравнению с окружающими почвами, просыхают и приходят в состояние спелости и готовности для проведения весенних работ. И. наконец, солонцы запасают влагу только в поверхностном горизонте А (2-30 см), где и вынуждена располагаться почти вся корневая система растений. Понятно, что чем меньше мощность гор. А, тем меньше запасов влаги.

Причем, благодаря бесструктурности этого горизонта, в сухие периоды года, влага быстро теряется на испарение. Содержание доступной влаги в солонцах в целом низкая.

Солонцы – резерв расширения с.х. угодий, но обладают низким естественным плодородием. Считают, что основной причиной отрицательных агроклиматических свойств солонцов является наличие и высокое содержание натрия. Поэтому до сих пор наиболее эффективным средством повышения плодородия солонцовых почв является замена натрия на кальций гипса или другой кальциевой соды (гипсование).

Гипсование – наиболее эффективное средство повышения  плодородия солонцов с содовым засолением, отличающихся высоким содержанием  поглощенного натрия и щелочностью  почвенного раствора. Гипсование –  дорогостоящее мероприятие. Поэтому  для солонцов, у которых карбонаты  и гипс залегают на небольшой глубине  – 30-35 см предлагается самомелиорация солонцов путем глубокой вспашки (Заволжье).

Агробиологический метод  включает в себя мелиоративные вспашки (трехъярусная, плантажная) в зависимости  от мощности гумусового горизонта и  залегания солей, что обеспечивает как бы «самомелиорацию» внесение удобрений, влагонакопление, посев культур освоителей (фитомелиорация)

Глубина мелиоративных вспашек  и в целом система агротехнических  мероприятий по окультуриванию солонцов должна быть дифференцированной в зависимости  от мощности надсолонцового горизонта, степени его задерненности и гумусированности, глубины залегания карбонатов, гипса, солей и грунтовых вод. Наиболее эффективной мелиоративной вспашкой степных глубоких и средних солонцов является глубокая вспашка на 30-45 см с почвоуглублением. Эффективна также и трехъярусная вспашка, при которой гор.А остается на месте, а В перемешивается с карбонатным (В1) (урожай +3-5 ц/га). На степных солонцах, с глубоким залеганием карбонатов, наиболее эффективна плантажная вспашка на глубину 40 – 45 см.

Плантажная вспашка недопустима  при близком залегании грунтовых  вод воизбежание вторичного засоления. В Зап. Сибири положительные результаты дают безотвальная вспашка и вспашка на глубину надсолонцового слоя с постепенной припашкой столбчатого горизонта и одновременным почвоуглублением для разрыхления плотного иллювиального горизонта. На мелких и средних солонцах черноземной зоны, имеющих хорошо задерненный надсолонцовый горизонт, эффективны поверхностные обработки с сочетанием с глубоким рыхлением, с внесением химич. мелиорантов.

Сравнительно легко окультуриваются  солонцы легкого гранулометрического  состава.

4) Все вышеуказанные мероприятия  дают положительный эффект на  фоне орошения или снегозадержания.  Мелиоративные вспашки усиливают  впитываемость влаги и делают более эффективными приемы по накоплению влаги, снега, задержанию талых вод.

5) В систему агромелиоративных  мероприятий по коренному улучшению  плодородия солонцов, кроме глубокой  обработки, входят внесение органических  и минеральных удобрений, а  также травосеяние.

Солоди (0,1%) и осолоделые (0,4%) почвы составляют 0,5% общей площади почв бывшего Союза.

Солоди распространены в лесостепной и степной зонах, встречаются среди сухих и полупустынных степей. Наиболее широко солоди распространены в пределах лесостепи Западно-Сибирской низменности. Приурочены к понижениям, т.е. тоже их происхождение связано с микрорельефом.

Согласно теории Гедройца солоди образуются из Сн путем деградации (разрушения) их в результате чего происходит замещение обменного Na на Н.

Характерной особенностью солодей является быстрое удаление из почвы органической части и усиленный распад алюмосиликатной части с образованием кремнекислоты. Русский ученый Болышев считал, что эта кислота может еще накапливаться химич. путем и при действии слабых растворов натриевых солей на незасоленные почвы. То вначале идет осолонцевание профиля, затем нисходящими токами воды выносятся продукты щелочного гидролиза. По мнению Болышева значительная часть кремнекислоты накапливается биогенным путем в результате развития диатомовых водорослей концентрирующих кремнеземов при построении своих панцирей.

Строение профиля. Профиль солодей резко дифференцирован на горизонты А₀ ; А1; А2; А2В; В (В1, В2); С.

А₀ – лесная подстилка из дерна

А1 – перегнойно-аккумулятивный горизонт, небольшой мощности (5-20 см), серого цвета, слабооструктуренный;

А2 – осолоделый, белесый, плитчатый или слоевато-чешуйчатой структуры с железисто-марганцевыми новообразованиями в форме конкреций и ржаво-охристых пятен;

В – иллювиальный горизонт (В1, В2 и В3) темно-бурого или бурого цвета, ореховато-призмовидной структуры с отчетливо-выраженной лакировкой и присыпкой SiO2 на гранях структурных отдельностей, плотный, вязкий. Нижняя часть горизонта более светлой окраски.

С – почвообразующая порода, желто-бурого цвета, с неясно выраженной структурой, плотного сложения, выделения карбонатов в виде расплывчатых пятен.

· По гранулометрическому  составу верхний осолоделый горизонт обеднен илистыми и коллоидными  частицами, а иллювиальный обогащен ими

· Валовой анализ показывает неоднородность профиля по распределению  полуторных окислов. Осолоделый горизонт (А2) обычно содержит значительно меньше полуторных окислов, чем иллювиальный (В). Наоборот, горизонт А2 отличается более высоким содержанием кремнезема

· Содержание гумуса в гор. А колеблется от 1,5 до 10% и выше (в оторфованных горизонтах – 20%). В гор. А2 оно резко уменьшается. В составе гумуса ФК занимают значительный процент