Эрозия почв и ее виды

Промывка засоленных почв. Развитие солончаков в природе сопровождается не только аккумуляцией солей в верхних горизонтах, но и противоположным процессом, т. е. процессом рассоления, или опреснения. Накопление солей в солончаках идет до тех пор, пока грунтовые воды залегают неглубоко от поверхности. Когда же в силу тех или иных причин уровень грунтовых вод будет резко понижен и миграция солей к поверхности прекратится, тогда начинает проявляться процесс рассоления. Процесс рассоления солончаков может иметь место также при искусственном орошении, при устройстве дренажа и т. д. Важным способом рассоления солончака является промывка почв.

Промывка засоленной почвы  является наиболее надежным и вместе с тем обычным методом удаления избытка солей из солончака. Этот прием широко распространен в  ирригационной практике и при  правильном его осуществлении оказывается  вполне эффективным методом мелиорации засоленных почв.

При проведении промывок необходимо соблюдение следующих важнейших  условий (Л. П. Розов).

Перед промывкой поле должно быть тщательным образом спланировано, иначе не может быть и речи об эффективной и равномерной промывке.

После планировки поле необходимо глубоко вспахать, хорошо пробороновать  и затем тщательно выровнять  волокушей или легким катком.

Эти работы обеспечивают равномерное  затопление поля при промывке и относительно замедленную и равномерную фильтрацию промывной воды через толщу почвы, что значительно повышает эффективность  выщелачивания солей.

Перед промывкой поле должно быть разбито на чеки таким образом, чтобы слой воды при затоплении был  по возможности одинаков на всей площади.

Промывная вода должна подаваться на поле не сразу, а отдельными порциями с интервалами в 2—5 дней. Такая  дробная промывка значительно повышает эффективность выщелачивания солей.

Промывки наиболее целесообразно  проводить в осенне-зимний период (ноябрь — январь). В это время  потери воды с поверхности почвы  на испарение минимальны, грунтовые  воды стоят обычно наиболее глубоко  и к тому же усиливается эффект промывок под влиянием конденсации  водяных паров в верхних почвенных  горизонтах, а также за счет выпадающих атмосферных осадков.

После проведения промывных  поливов необходимо создать условия, препятствующие восстановлению капиллярных  солевых токов, и обеспечить наилучшую  разделку почвы для получения  высокого урожая. Эти задачи решаются немедленным после поспевания поверхности поля боронованием и последующим, по мере поспевания почвы, углублением рыхлого слоя чизелем.

Необходимо создать при  этом свободный сток промывной воды в дренаж. В то же время нужно  добиваться осуществления промывок минимально необходимыми нормами, так  как это облегчает рациональное решение второго основного вопроса  промывок — вопроса об отводе промывных  вод.

Все изложенное касается только промывки солончаков кальциевого типа, где весь процесс, с практической точки зрения, можно рассматривать  как простое физическое выщелачивание  солей.

Промывки же солончаков натриевого типа, связанные с возникновением солонцового процесса, должны сопровождаться внесением гипса, о чем речь будет  идти ниже.

Промывка и освоение солончаков в практике колхозов и совхозов проводится также посредством возделывания риса. На дренированных площадях, занятых  рисом, резко уменьшается содержание легко растворимых солей в  почвах обычно уже в течение первой половины вегетации.

В результате искусственного рассоления путем промывания солончаков и понижения уровня грунтовых вод в целях прекращения капиллярного подъема солей к поверхности почвы солончаки становятся пригодными для возделывания на них культурных растений.

В заключение необходимо подчеркнуть, что задача рациональной организации  борьбы с засолением почв заключается  не столько в устранении уже имеющихся  солей (это всего лишь первая и  часто элементарная задача), сколько  в борьбе с источниками засоления, т. е. в предупреждении засоления.

В этом отношении основными  мероприятиями в хозяйствах орошаемой  зоны в ближайший период будут  следующие (В. А. Ковда): систематическое  улучшение технического состояния  ирригационной сети, жесткое выполнение внутрихозяйственного плана водопользования, соблюдение водной дисциплины и постепенный  охват планировкой всей поливной территории.

Весьма существенным является проведение точных поливов с твердым  выполнением сроков полива и увязки их с обработкой почв.

Основная задача рационального  полива — дать на поле такую норму  воды, которая увлажнила бы заданную толщу почвы, но вместе с тем не терялась бы бесполезно на просачивание в более глубокие горизонты и  тем более не шла на вредное  питание грунтовых вод.

Наряду с этим очень  важно умелое применение профилактических поливов и промывок засоленных почв, находящихся в культуре, затем  обсадка дорог, усадеб, ирригационной  и коллекторной сети древесными насаждениями, а также постройка и поддержание  в дальнейшем в рабочем состоянии  глубокой хозяйственной дренажной  сети на наиболее засоленных осваиваемых  землях.

Вместе с тем, в пределах ирригационной системы одновременно с мероприятиями внутрихозяйственного характера должна быть осуществлена система более общих мероприятий, в числе которых первоочередными  и главнейшими являются следующие: проведение мероприятий по уменьшению потерь ирригационной воды на фильтрацию, осуществление в пределах системы  насаждений вдоль ирригационных  каналов и коллекторов, сооружение и поддержание в рабочем состоянии  основной сети глубоких коллекторов, а  также сбросов, обеспечивающих отвод воды в необходимых случаях.

Образование солонцов. Солонцы представляют собой засоленные почвы, поглощающий комплекс которых содержит обменный натрий. Солонцы и сильносолонцеватые почвы широко распространены в нашей стране. По подсчетам проф. Н. Н. Розова, общая площадь их составляет 47,5 млн. га. При этом в зоне черноземов они занимают 8,15 млн. га, в подзоне темно-каштановых и каштановых почв 6,7 и в подзоне светло-каштановых и бурых почв 32,65 млн. га.

Кроме того, в комплексе  с солонцами и сильносолонцеватыми почвами значительно распространены слабосолонцеватые и среднесолонцеватые зональные почвы, площадь которых достигает 67,4 млн. га.

Солонцы обычно не занимают сплошных обширных площадей. Они встречаются  в почвенном покрове в виде пятен разного размера— от нескольких метров до нескольких сотен метров в поперечнике. В большинстве случаев солонцовые пятна занимают 10—25% земельной территории, но нередко степень участия солонцов в почвенном покрове превышает 50%.

Обработка таких комплексных  участков представляет огромную трудность, так как физическая спелость слагающих  этот комплекс отдельных компонентов  наступает неодновременно. Поэтому  улучшение солонцов в таких случаях  не только повышает их плодородие, но и  создает благоприятные условия  для эффективного использования  рядом залегающих несолонцеватых почв, которые не требуют коренного улучшения.

В вопросе о генезисе солонцов еще много неясного и спорного, но несомненно, что характерные признаки и свойства этих своеобразных почвенных  образований обусловлены наличием в них значительного количества обменного натрия (табл. 62).

Из приведенной таблицы  видно, что в составе поглощенных  катионов солонцовых почв обменный натрий занимает значительное место и что  наибольшее его количество содержится главным образом на некоторой  глубине от поверхности, в иллювиальном горизонте.

Пути накопления в почве  катионов натрия могут быть различными.

Основным источником поглощенных  катионов натрия в солонцовых почвах являются соли натрия, которые появляются в почве главным образом в  результате капиллярных восходящих токов солевых растворов.

Накопление солей натрия в солонцах возможно в результате жизнедеятельности галофитной растительности, извлекающей из почвы значительное количество натриевых соединений.

Солонцы могут возникать  и в результате рассоления солончаков, в составе солей которых преобладают хлориды и сульфаты натрия. При этом развитие свойств, присущих солонцам, начинается в процессе рассоления, после того как из почвенной толщи будет удалена большая часть легко растворимых солей.

Об этом свидетельствует  также и тот факт, что размещение солонцов очень часто приурочено к первой и особенно ко второй надпойменным террасам, где в геологическом  развитии местности возможно было понижение уровня почвенно-грунтовых вод, и, следовательно, возникновение явлений рассоления.

Солонцы и солонцеватые почвы, являясь продуктом рассоления натриевых солончаков, при засолении их могут обратно переходить в солончаки.

Процесс внедрения в почвенный  коллоидный комплекс ионов натрия называется осолонцеванием почв, а образующиеся при этом почвы — солонцами.

Необходимым условием внедрения  обменного натрия в коллоидный комплекс является наличие солей натрия в  почвенном растворе. При этом наиболее энергично внедрение обменного  натрия происходит в тех случаях, когда он присутствует в почве  в форме соды. Реакцию взаимодействия между почвой и раствором соды можно представить в таком  виде:

Так как при этом образуются трудно растворимые в воде соли СаСО₃ и MgCO₃, то реакция здесь может идти до полного замещения натрием обменных катионов кальция и магния.

Значительно менее энергично  этот процесс протекает при наличии  в почвенном растворе нейтральных  солей — NaCl и Na₂SO₄.

Реакцию внедрения натрия и замещения им двухвалентных  катионов в этом случае можно изобразить таким образом:

В этом случае образуются более  легко растворимые соли (СаС1₂, MgCl₂, CaSO₄) и полного замещения натрием двухвалентных катионов в поглощающем комплексе не произойдет.

Здесь имеет место обратимая  реакция и лишь частичное насыщение почвы катионами натрия.

По исследованиям И. Н. Антипова-Каратаева, для возникновения  солонцовых процессов в почвах под  влиянием смеси нейтральных солей  необходима значительная величина соотношения  в растворе натрия к солям щелочноземельных элементов. Поэтому внедрение Na в поглощающий комплекс из нейтральных солей возможно только при большом преобладании в растворе натрия над щелочноземельными катионами (до 80% Na против 20 % Ca + Mg).

Внедрение в почвенный  поглощающий комплекс обменных катионов натрия знаменует собой новую  стадию в развитии почвы, стадию солонца.

В зависимости от тех или  иных природных условии содержание поглощенного натрия в солонцах может  выражаться различным количеством. При этом для развития солонцовых свойств совершенно не обязательно  полное замещение натрием всех остальных  обменных катионов.

Как установлено исследованиями К- К. Гедройца, И. Н. Антипова-Каратаева и др., солонцеватость почв проявляется уже в случаях содержания поглощенного натрия 5—10% от суммы обменных оснований. Типичный же солонец содержит обменного натрия 15—20% от суммы поглощенных оснований.

По степени солонцеватости почвы можно условно разделить на следующие группы в зависимости от содержания обменного натрия (по И. Н. Антипову-Каратаеву):

1) при содержании Na меньше 5% от суммы поглощенных оснований — несолонцеватые почвы;

2) при содержании Na 5—10% от суммы катионов — слабосолонцеватые почвы;

3) при содержании Na 10—20% — солонцеватые почвы;

4) при содержании поглощенного Na больше 20%—солонцы.

Чем выше содержание поглощенного натрия в почве, тем резче выражены в ней свойства, присущие солонцам.

Наличие в поглощающем  комплексе поглощенного натрия, весьма слабого коагулятора коллоидов, накладывает на солонцы и солонцеватые почвы свой отпечаток. Эти почвы  резко отличаются от всех других почв как по морфологическим, так и  химическим и физическим свойствам. Почвенные коллоиды, насыщенные натрием, подвергаются пептизации, переходят в состояние золя, приобретают подвижность и неустойчивость против размывающего действия воды и частично передвигаются сверху вниз.

В результате процессов вымывания  некоторые изменения при этом происходят и в механическом составе  солонцовых почв: количество илистой  фракции в верхнем слое уменьшается, а в нижнем — увеличивается (табл. 63).

Почва теряет структурные  свойства, распыляется. Вследствие высокой  дисперсности такая почва во влажном  состоянии сильно набухает и почти  полностью прекращает фильтрацию воды.

При этом диспергирующая роль поглощенного Na всегда начинает проявляться только после того, как из верхних горизонтов вымыты растворимые соли. До тех же пор, пока в почве содержатся растворимые соли, оказывающие коагулирующее действие на почвенные коллоиды, пептизация коллоидов не обнаруживается.

Развитие процессов осолонцевания сопровождается возникновением в почве сильнощелочной реакции. Щелочная реакция в солонцовых почвах обусловливается главным образом наличием соды.

Образование соды в солонцовых почвах может происходить химическим и биохимическим путем.

Образование соды в природе возможно прежде всего в результате взаимодействия почвы с почвенным раствором, всегда содержащим в себе то или иное количество растворенной углекислоты.

Этот процесс схематически можно представить в следующем  виде:

Если же почва заключает  в себе двууглекислый кальций, реакция  пойдет таким образом:

Другой способ образования  соды в почве указан проф. Гильгардом и осуществляется по таким схемам:

Так как гипс меньше растворим  по сравнению с хлористым кальцием, то очевидно, что несколько больше образуется соды по второй схеме.

Широко распространенным путем образования соды в почвах является биохимический процесс  восстановления сульфата натрия в присутствии  органических веществ по следующей  схеме:

Na₂SO₄ + органическое вещество → Na₂S → Na₂CO₃ + H₂S.