Эрозия почв и ее виды

Этот процесс происходит под влиянием жизнедеятельности  анаэробных сульфатредуцирующих бактерий, способных в присутствии органического  вещества восстанавливать сульфаты до сероводорода и сульфидов (CaS, MgS, Na₂S), последние же с СО₂ и водой образуют карбонаты (Na₂S + CO₂ + Н₂О = Na₂CO₃ + H₂S).

Образующаяся тем или  иным путем сода, будучи солью сильного основания и слабой кислоты, легко  подвергается гидролизу и вызывает щелочную реакцию в почве; рН почвенных  растворов солонцовых почв может  доходить до 8, а в некоторых случаях  даже до 11.

Пептизация органических и минеральных коллоидов в  условиях щелочной среды сопровождается выносом их в нижние горизонты. Здесь, встречаясь с остатками еще не вымытых солей, они коагулируют  и образуют иллювиальный горизонт, который называется солонцовым. Почвенный  поглощающий комплекс при этом в  известной части претерпевает глубокие изменения, распадаясь на R₂O₃ и SiO₂. Продукты распада коллоидных частиц также мигрируют в нижние слои.

В результате этих процессов  на небольшой глубине от поверхности  в почве образуется иллювиальный горизонт, который в сыром состоянии  отличается сильной вязкостью, а  при высыхании превращается в  чрезвычайно твердую массу. В  процессе высыхания иллювиальный горизонт обычно растрескивается и образует весьма характерную для солонцов столбчатую или глыбистую структуру.

Глубина залегания столбчатого  горизонта колеблется от нескольких сантиметров до 20—30 см и в значительной степени зависит от механического состава почвы: чем легче механический состав, тем глубже залегает этот горизонт.

Многообразные процессы, которыми сопровождается развитие солонцовых почв, находят свое отражение в их профиле, химическом и механическом составе.

Строение профиля  солонцов. В профиле солонцовых почв имеется 4 ясно выраженных генетических горизонта: элювиальный, или надсолонцовый (А), иллювиальный, или солонцовый (B₁), подсолонцовый, или солевой (В₂) и почвообразующая порода (С).

Самый верхний — элювиальный, надсолонцовый (А) горизонт в результате потери им части гумусовых веществ и илистых суспензий имеет светло-серую окраску, отличается рыхлостью и бесструктурностью; мощность его в различных солонцах сильно варьирует: от 2 до 25 см. Он не содержит или весьма мало содержит растворимых солей, обеднен полуторными окислами и обогащен кремнеземом.

Иногда этот горизонт несколько  сцементирован и образует тонкую непрочную корочку пористого  или ноздреватого сложения. Нижние части элювиального горизонта часто  окрашены по сравнению со всем поверхностным  слоем в наиболее светлые тона.

Поэтому горизонт А солонцов обычно подразделяют на 2 подгоризонта: A₁ — более темный и А₂ — значительно светлее, очень часто серовато-белесого цвета, пластинчатый или листоватый сильнопористый.

Солонцовый, или иллювиальный (B₁), горизонт резко отграничен от элювиального; он содержит больше поглощенного натрия, значительно обогащен полуторными окислами, особенно А1₂Оз, частицами ила, обычно окрашен темнее и нередко имеет коричневый оттенок. Наиболее яркой особенностью его является сильная уплотненность в результате скопления в нем вынесенных из верхних частей почвенного профиля полуторных окислов, илистых суспензий и части гумусовых веществ.

Иллювиальный горизонт в  сухом состоянии расчленен трещинами  и распадается на хорошо обособленные отдельности — столбы или призмы, в связи с чем его называют столбчатым или призматическим. Столбчатые и призматические отдельности имеют поперечник 5—10 см, высоту 10—20 см, несколько округлые верхушки и хорошо выраженные глянцевитые, грани по структурным отдельностям.

Иногда на поверхности  структурных отдельностей имеется  серая присыпка кремнезема (SiО₂).

Мощность этого горизонта (B₁) неодинакова в различных солонцах и часто достигает 20—30 см, а иногда и более.

Под солонцовым горизонтом залегает солевой, или подсолонцовый (В₂), горизонт, проникающий до глубины 30—40 еж и содержащий в заметном количестве выцветы карбонатов кальция в виде белоглазки, легко растворимые соли, а также гипс в виде пятен и кристаллов. В зависимости от стадии рассоления солонца соленосность этого горизонта изменчива.

На ранних стадиях рассоления здесь в значительном количестве обнаруживаются хлориды и сульфаты натрия; на более поздних стадиях эти легко растворимые соли передвигаются вниз на значительную глубину и в подсолонцовом горизонте обнаруживаются только карбонаты кальция и гипс.

Выделение карбонатов и сульфатов  в солонцах наблюдается на различных  глубинах ниже горизонта В₂. В солонцах, вторично засоленных, такие выделения, особенно сульфатов, могут встречаться и в горизонте В₁.

Ниже залегает почвообразующая  порода различного механического состава, нередко заключающая некоторое  количество легко растворимых солей. Профиль солей в солонцах резко  отличен от других типов почв.

Элювиальный горизонт (А) обычно выщелочен как от легко растворимых  солей, так и от карбонатов.

Столбчатый горизонт солонцов (B₁) также характеризуется невысоким содержанием солей, однако в нем нередко обнаруживается несколько повышенное количество карбонатов и бикарбонатов щелочей.

Максимальное скопление  карбонатов, сульфатов и хлоридов всегда обнаруживается в подсолонцовом горизонте (В₂). %

Характер солевого профиля  солонцов в значительной степени  определяется глубиной залегания грунтовых  вод. В солонцах с близкими грунтовыми водами количество солей с глубиной постепенно убывает. В солонцах же с  низким залеганием грунтовых вод  количество легко растворимых солей  невелико вообще и с глубиной плавно возрастает; лишь углекислый кальций сохраняет максимум в подсолонцовом горизонте.

Приведем описание профиля  солонца южной лесостепной части  Челябинской области (А. И. Оборин).

Горизонт A₁ — 0—18 см. Темно-серый, суглинистый, комковато-пылеватый.

Горизонт B₁ — 18—35 см. Темно-бурый, глинистый, с отчетливо выраженной, очень прочной столбчатой структурой; столбчатые отдельности сверху покрыты сероватым налетом.

Горизонт В₂ — 35—69 см. Языковатый, коричневато-бурой окраски, глинистый, призмовидно-ореховатый, с глянцем на поверхности структурных отдельностей; по всему горизонту — пятна карбонатов и легко растворимых солей.

Горизонт В₂С — 69—82 см. Неравномерной, желтовато-бурой окраски, глинистый, слегка уплотненный.

Горизонт С—82—120 см. Неоднородный, зеленовато-серой окраски с ржавыми пятнами, довольно рыхлый, песчаный, ниже постепенно переходит в зеленоватую вязкую глину. Вскипание от НС1 — с 33 см.

Эти солонцы встречаются  отдельными небольшими пятнами среди  солонцеватых черноземов, реже сплошными  массивами, приуроченными к пониженным местам.

Наличие на незначительной глубине сильно уплотненного горизонта  часто служит тем руководящим  морфологическим признаком, по которому узнают солонцы в полевой обстановке.

Строение профиля солонцовых почв отличается большим разнообразием.

По мощности надсолонцового горизонта (А), т. е. по глубине залегания солонцового горизонта (B₁), различают следующие группы солонцов: 1) корковые, или корково-столбчатые, с верхним горизонтом, имеющим мощность меньше 5 см; 2) средне-столбчатые, или средние, с мощностью горизонта А от 5 до 15 см; 3) глубокостолбчатые — с более мощным верхним горизонтом, превышающим 15 см.

Характер и направление  почвообразовательных процессов в  солонцах в значительной степени  зависит от глубины залегания  почвенно-грунтовых вод.

В этом отношении все солонцы  подразделяются на следующие группы: 1) луговые с грунтовыми водами не глубже 5 м; 2) лугово-степные с грунтовыми водами на глубине от 5 до 8 м 3) степные — с грунтовыми водами глубже 8 м.

В различных природных  условиях легко растворимые соли в солонцовых почвах залегают на разной глубине.

По глубине залегания  солей солонцы подразделяются на:

1) солончаковые — когда  соли залегают не глубже 30 см;

2) солончаковатые — когда  соли залегают от 30 до 80 см;

3) глубокосолончаковатые, когда соли залегают глубже 80 см.

Исключительно большое значение в развитии солонцовых почв имеет  состав солей.

По характеру засоления  солонцы подразделяются на: 1) содовые, 2) смешанного засоления (содово-хлоридносульфатные),3) хлоридно-сульфатные.

Содовые солонцы распространены главным образом в лесостепной  зоне в условиях близкого залегания  верховодки. Они содержат мало растворимых  солей и отличаются ясно выраженной щелочностью.

Хлоридно-сульфатные солонцы, в подсолонцовом горизонте которых преобладают сульфаты натрия и магния, широко распространены в области каштановых почв и южных черноземов.

В связи с этим содовые  солонцы являются луговыми, а хлоридно-сульфатные — степными солонцами.

Существенной особенностью степных солонцов является то, что  у них близко к поверхности  находится гипсоносный горизонт.

Химические и  физические свойства солонцовых почв. Процессы развития солонцовых почв, сопровождающиеся глубоким распадом минеральной части и передвижением высокодисперсных частиц в нижние слои, находят свое отражение в валовом химическом составе профиля (табл. 64).

Приведенные данные обнаруживают значительное обеднение элювиального горизонта полутораокисями железа и алюминия и аккумуляцию их в иллювиальном горизонте. Заметное передвижение по профилю наблюдается и в отношении TiO₂, CaO,  MgO и К₂О. При этом наиболее глубоко вмытыми оказываются СаО и MgO, максимальное количество которых содержится на глубине 107—121 см.

О накоплении тонкодисперсных  частиц в плювиальном горизонте  свидетельствует также высокий  процент химически связанной  воды в этом слое. Наряду с этим кремнезем  как наиболее инертная часть минеральной  основы почвы задерживается в  элювиальном горизонте, сообщая  ему серую, а в отдельных случаях  и светло-серую окраску.

Как видно из этой же таблицы, содержание гумуса в почве постепенно убывает сверху вниз, но нередки  случаи, когда количество гумуса бывает наибольшим в иллювиальном горизонте.

Такого рода явления обусловливаются  сильной насыщенностью перегноя натрием, а вследствие этого и  большой его подвижностью.

Водные вытяжки из солонцов характеризуются высокой щелочностью  и значительным содержанием минеральных  и органических веществ (табл. 65).

При этом наиболее высокая  щелочность обнаруживается в солонцовом горизонте. Преобладающей составной частью водной вытяжки является органическое вещество, высокая растворимость которого обусловлена насыщенностью его катионами натрия. По мере углубления в почву количество органического вещества быстро убывает и явное преобладание получают воднорастворимые соли.

Обладая высокой щелочностью, солонцы отличаются вместе с тем  крайне плохими физическими свойствами: бесструктурностью, заплываемостью, набухаемостью и клейкостью. Во влажном состоянии они слитые, липкие и вязкие, а в сухом — твердые и сильнотрещиноватые.

Обработка солонцов очень  затруднена: тракторы на влажных солонцах буксуют, на сухих же — почвообрабатывающие  орудия скользят по поверхности, а при  углублении в почву ломаются.

Переувлажненная солонцовая почва дает мажущуюся, а в сухом  состоянии — глыбистую пашню, требующую дополнительной обработки. Корни растений не могут проникать  в слитую твердую массу солонца. Солонцы маловодопроницаемы, проникшая  в них влага энергично испаряется. Летом после сильных дождей на их поверхности долго стоят лужи, хотя нижние горизонты могут быть сухими. Весной после таяния снега  солонцы значительно позже просыхают, чем несолонцеватые почвы.

Вследствие большой дисперсности и гидрофильности иллювиальных горизонтов в солонцах всегда повышен мертвый  запас воды, в связи с чем запас полезной, доступной для растений влаги в них невелик.

Обладая плохими химическими  и физическими свойствами, солонцы  являются чрезвычайно неблагоприятной  средой для развития растений.

О низком качестве этих почв весьма красноречиво говорит и тот  факт, что солонцы в естественном их залегании или совершенно лишены растительности, или же покрыты изреженной, неприхотливой растительностью, способной  мириться с самыми неблагоприятными почвенными условиями.

В отдельных случаях солонцы  под воздействием степной растительности могут подвергаться остепнению, утрачивая при этом свои признаки и постепенно приобретая свойства, приближающие их к окружающим почвам степи, к темнокаштановым, черноземам и т. д.

Освоение и  улучшение солонцовых почв. Использование солонцов в сельскохозяйственном производстве требует предварительного коренного их улучшения.

По этому вопросу многими  научными учреждениями проведены многочисленные исследования и опубликована весьма обширная научная литература.

Однако вопрос о мелиорации и окультуривании солонцовых почв до настоящего времени еще окончательно не решен. Бесспорно только то, что  солонцы под воздействием соответствующей  агротехники способны резко изменять свои свойства и повышать производительность и что окультуривание солонцов должно осуществляться путем применения комплекса  различных агротехнических мероприятий.

Общий и основной прием  мелиорации солонцовых почв заключается  в устранении из корнеобитаемых горизонтов вредного количества поглощенного натрия, в понижении дисперсности твердой  фазы и улучшении физических свойств  почвы, а также в создании мощного и полноценного пахотного слоя.