Какие химические элементы чаще всего влияют на степень засоления почвы

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Земля считается важным природным ресурсом. Чтобы сельскохозяйственная деятельность была успешной, важно детально изучить структуру грунта. При этом имеют значение его свойства, состав и наличие солей. В настоящее время проблема засоления почв становится все актуальнее. Под этим термином понимают определенный процесс, который сопровождается скоплением большого количества карбонатов, сульфатов и хлоридов в структуре грунта.

Что это такое?

Под засолением почвы понимают повышенное скопление электролитных солей в корнеобитаемом слое грунта. Они подавляют развитие сельскохозяйственных растений, уменьшают количество и качество урожая.

По статистике, засоленные почвы встречаются довольно часто. На их долю приходится 25 % всей поверхности суши. Сегодня большое количество таких грунтов наблюдается в засушливых регионах Южной Америки и Австралии. Также они встречаются в Северной Африке, на западе США, в Южном Казахстане и в Средней Азии.

Такое нарушение характерно для природной зоны, которая отличается засушливым климатом. Потому оно часто наблюдается в пустынях и полупустынях. Также процесс характерен для зон понижения рельефа.

Главные причины засоления

Естественные

В этом случае засоление грунта, в основном, вызвано различными природными процессами. Это характерно для всех видов грунта. Во время первичного засоления, которое может нарастать веками, наблюдается естественный процесс поднятия солей из грунтовых вод на поверхность почвы. В такой ситуации на коэффициент глубины влияет расположение подземных вод и число растений, растущих поблизости.

Также засоление происходит в результате осадков. С какими же климатическими факторами связано это нарушение? Дождь, град и снег, по сути, представляют собой воду, содержащую соль. В течение многих лет природа сама формирует условия, провоцирующие засоление почвы. Это делает ее непригодной к последующему применению.

Антропогенная деятельность

Главной причиной засоления почв считается человеческая деятельность. В процессе проведения сельскохозяйственных работ грунт подвергается разным типам воздействия. Признаки засоления особенно проявляются в местах с наиболее развитой аграрной деятельностью.

В процессе выращивания растений люди применяют системы орошения, которые способствуют повышению урожайности. Как следствие, наблюдается заболачивание грунта. Большой объем влаги провоцирует быстрое повышение уровня подземных вод. Как следствие, поднимается кверху и соль, которая присутствует в них. В результате наблюдается скопление соли.

Засоление поверхности земли связано с попаданием воды из оросительной системы, а поражение нижних слоев обусловлено повышением уровня грунтовых вод.

Возможные последствия

Сегодня проблема засоления приобрела масштабный характер. Она присутствует в каждой стране, особенно в регионах с развитым сельским хозяйством.

При этом избыточное количество солей в структуре почвы приводит к различным негативным последствиям:

Высокое содержание солей делает последующее использование грунта невозможным. Соленая земля становится непригодной для выращивания растений. Даже неприхотливые культуры не выживают в земле с большим количеством солей.
Соль представляет опасность для любых растений. Часто погибают даже те культуры, которые растут около засоленных участков. При этом трава, кустарники и даже деревья засыхают.
В соленом грунте не могут жить полезные насекомые и черви. В нормальной почве эти живые существа способствуют улучшению ее структуры.

Таким образом, соль, которая скапливается в грунте, негативно отражается на всех представителях флоры и фауны. Проблемные типы почвы не годятся для сельскохозяйственных работ. Со временем количество соли часто увеличивается. Как следствие, грунт превращается в так называемое соленое озеро.

Борьба с засолением почвы

Длительные исследования ученых помогли установить главные провоцирующие факторы засоления грунтов. Как следствие, им удалось разработать действенные способы профилактики. Эти меры помогают остановить или, как минимум, замедлить аномальный процесс.

Проведение большого количества лабораторных испытаний помогло установить, что полностью нейтрализовать отложение солей в структуре грунта нельзя. Потому все усилия сегодня направлены на профилактику этого процесса.

Проливание

Скопления солей удается вымыть водным раствором. Для восстановления почвы на 1 квадратный метр требуется вылить много воды – 100-150 литров. Специалистам удалось опытным путем установить, что избыток влаги очищает грунт от солевых излишков.

Этот способ разрешается использовать лишь для крупных свободных участков – к примеру, для полей, на которых не планируется проводить посадочные работы. Дело в том, что ни одно растение не сумеет выжить после попадания на его корни большого объема влаги.

Замена верхнего слоя

Этот способ считается самым сложным и затратным. Для удаления верхнего слоя грунта, который содержит много солей, и его замены на чистую почву требуется специальная техника. Безусловно, позволить себе этот метод может далеко не каждый. Однако этот вариант отличается высокой эффективностью. Новый плодородный грунт в течение нескольких лет сумеет возместить ущерб и принести хороший урожай.

Обогащение

Каким бы плодородным ни был грунт, его требуется обогащать и насыщать питательными веществами. Засоленная почва тем более нуждается в добавках. Восстановительный процесс может длиться 3-4 года.

В течение этого периода в грунт постепенно добавляют специальные вещества. Они восстанавливают структуру почвы, насыщают ее полезными веществами и обогащают землю. Каждый последующий шаг уменьшает содержание солевых отложений.

В качестве восстанавливающих компонентов применяют следующее:

Гипс – способствует связыванию, нейтрализации и вытеснению соли, которая скопилась в структуре земли. На 1 квадратный метр рекомендуется использовать 5-10 килограммов гипса. Точное количество зависит от состояния грунта. Гипсование стоит выполнять исключительно в осеннее время.
Органические вещества – для этой цели подходит перегной, который включает много торфа. Для него характерны высокие параметры кислотности и почти полное отсутствие соли.
Сидераты – на засоленном участке стоит сажать горчицу, сорго или люцерну. Эти растения способствуют восстановлению структуры земли, помогают насытить ее кислородом и обогатить грунт полезными элементами – калием, серой и фосфором.

Засоление грунта считается распространенной проблемой, которая ухудшает качество почвы. Она связана с влиянием природных факторов или человеческой деятельности. В результате возникают проблемы с применением земли в сельскохозяйственных целях. Потому так важно проводить мероприятия, направленные на профилактику и уменьшение количества солей в структуре почвы.

Цель занятия: познакомиться с источниками засоления почв и влиянием засоления на агротехнические характеристики почв, с оценкой степени засоленности почв, освоить метод определения общей суммы водорастворимых веществ почвы, ацидиметрический метод определения содержания карбонатов почве.

Накопление солей в почвах происходит вследствие действия причин природного (первичное засоление) и антропогенного характера (вторичное засоление). К природным факторам засоления относятся:

- почвообразование на засоленных материнских породах (в первую очередь, морских отложений, вышедших на дневную поверхность);

- близкое залегание минерализованных грунтовых вод в условиях выпотного водного режима почв (испарение превышает количество осадков);

- аккумуляция солей растительностью;

- эоловый перенос солей (импульверизация) с поверхности морей, соленых озер и при дефляции (ветровой эрозии) засоленных почв.

Антропогенное засоление почв происходит, главным образом, при ведении орошаемого земледелия. Соли в почву могут поступать как из минерализованных оросительных вод, так и из минерализованных грунтовых вод, при достижении их капиллярной каймы поливными водами в условиях засушливого климата. Вторичное засоление почв может быть связано с загрязнением почв сточными водами, отходами (промышленными, сельскохозяйственными, бытовыми), а также выпадением из атмосферы пыли, выбрасываемой предприятиями. Городские почвы засоляются при использовании хлорида натрия и хлорида кальция для борьбы с гололедом.

В ряде случаев антропогенное поступление солей в почву оказывает благоприятное воздействие на свойства почвы, например, при известковании и гипсовании почв, внесении минеральных удобрений.

По степени растворимости в воде соли делятся на мало-, средне- и легкорастворимые. Малорастворимые соли в почвах представлены карбонатами кальция и магния (CaСО3 и MgCO3). Среднерастворимая соль – гипс CaSO4?H2O, остальные соли относятся к легкорастворимым. Наибольшее значение имеет накопление в почве легкорастворимых солей, которые формируют ионный состав почвенного раствора, его кислотно-основные свойства и при высокой концентрации (более 0,25 %) токсичны для растений. Соли натрия, кроме того, вытесняют из ППК ионы кальция и магния, способствуют разрушению структуры (пептизации) почвы.

Степень засоленности почвы или их горизонтов устанавливают по величине сухого остатка (в %), образовавшегося после выпаривания водной вытяжки из почвы (табл. 16). Этот показатель дает довольно общее представление о содержании минеральных солей, т. к. представляет собой сумму водорастворимых веществ (органических и минеральных).

"ЖЖ" отказался размещать мою статью полностью, заявив, что она слишком большая и потому пришлось делить ее на три части.
И если первую часть вы уже прочли, то тогда продолжим:

В зависимости от уровней содержания каждого вида ионов, выделяют четыре основных типа засоления – хлоридное, сульфатное, карбонатное и смешанное.

Одно из самых опасных и токсичных для растений в целом считают карбонатное (содовое) засоление. Оно же, к сожалению, самое часто встречающееся. Впрочем, для ряда культур не менее опасно и хлоридное, хотя в то же время, хлориды легче всего вымываются из почвы.
Если нет явно преобладающего иона, то заключение о степени засоления делается по сумме солей.

Классификация почв по уровням засоления (при смешанном засолении)

Если рассматривать солончаки на вертикальном срезе, то они выглядят относительно однородно, без четкой дифференциации на горизонты, верхний слой – пухлый или в виде солевой корочки, белесый, светлый, ниже – слабый гумусный горизонт также светлый или с вкраплениями светлых пятен и прожилок солей, а под ним – либо засоленная порода, либо водоносный слой.

Пятна и прожилки солей на почвенном срезе

И, наконец, показатель еС - электропроводность почвенного раствора. Это самый ценный с практической точки зрения параметр, так как для большинства культур разработаны таблицы потенциальных потерь урожайности (таблицы Мааса - Хоффмана), в зависимости от степени засоления.

Измерение электропроводности почвы (еС) помогает заранее спрогнозировать возможный недобор урожая каждой культуры в случае повышенного содержания солей.

Таблицы Мааса - Хоффмана.

Уровень реализации потенциала урожайности различных культур в зависимости от показателя еС почвы, мСм/см

Видите, как интересно получается? Так например, свекла (и столовая и сахарная) будет вполне благополучно расти даже при еС почвы 7,0 мСм/см, а вот томаты при таком уровне содержания растворимых солей будут уже заметно страдать и потеряют половину потенциала урожайности, ну а большинство сортов клубники (земляники садовой) вообще не сможет выжить на такой почве и уж тем более дать приемлемого урожая при таком показателе еС (для этой культуры даже 3 мСм/см фактически неприемлемы)

Вот как мучается рассада земляники в кассетах при еС 2,1 мСм/см

А почему это происходит?

Почему на засоленной почве растения плохо растут?

В чем опасность солончаков и засоленных почв для овощных культур? Главная проблема состоит, конечно же, непосредственно в токсичности солей (хлоридов, сульфатов, карбонатов) для растений. Симптомы солевого отравления часто можно наблюдать на самых разных культурах, растущих на солончаках. Но вторая, не менее серьезная опасность заключается в том, что на почвах с высокой концентрацией растворимых солей растения не могут нормально усваивать воду из почвы. А овощным культурам вода необходима в очень больших количествах – и для успешного хода процесса фотосинтеза (в котором вода является одним из главных компонентов), и для транспортировки элементов питания и органических веществ к различным органам растения, и для процесса транспирации – важнейшего механизма терморегуляции.

Сам процесс впитывания воды корнями растений происходит за счет разницы осмотического давления, иными словами, когда концентрация растворенных минеральных веществ в воде внутри растения выше, чем концентрация почвенного раствора. Сквозь мембрану клеточных стенок корневых волосков влага поступает внутрь корней (по градиенту концентрации). Чем больше эта разница концентраций, тем активнее корни усваивают воду. Но на засоленных почвах концентрация почвенного раствора высока, и поступление воды в растения замедляется, иногда до критически низкого уровня, что приводит к угнетению роста растений, а иногда и к полной их гибели. Иными словами, даже при наличии в почве достаточно больших запасов влаги, эта влага будет недоступна растениям.

Конечно, различные растения имеют разную солеустойчивость. Наиболее легко переносят высокие концентрации солей свекла, шпинат, сильнее всех страдает от засоления огурец, сладкий перец. Но даже в пределах одного вида овощей у его разных сортов и гибридов наблюдается разная солеустойчивость. Так, например, большинство партенокарпических гибридов огурца более устойчивы к засолению, чем пчелоопыляемые.
Среди многообразия сортов упомянутой выше клубники тоже есть очень большие отличия по солеустойчивости - например Крымчанка, Хоней, Эльсанта относятся к наиболее солестойким, тогда как Калифорния Жеант, Мармелада - к предельно чувствительным к солям.

Очень важно проводить такие исследования по всем вводимым в реестры сортам, очень важно упоминать этот параметр в характеристике сорта, очень важно фермерам и агропредприятиям обмениваться такой информацией, поскольку каждое хозяйство в отдельности просто не в состоянии проводить такие сортоиспытания у себя на поле.
Продолжение читаем тут:

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: