Засоление почв
Обильное накопление солей в верхнем плодородном слое – это засоление почв, смертельное для растений и мелкой фауны явление. Проблема с каждым годом становится актуальнее, уже сейчас 25% земли постепенно превращается в бесплодные солончаки.
Что такое засоление почв
Это постепенное накопление в поверхностном почвенном пласте карбонатных, хлоридных и сульфатных солей в таком количестве, что развитие растительности становится невозможным. Всего 0,1% минеральных соединений в сухом весе почвы – фактор, что делает территорию непригодной для сельскохозяйственного использования.
Засоленный грунт называется солончаком. Засоление – характерный процесс на территории с жарким климатом и малым количеством осадков. Особенно подвержена засолению природная зона пустынь. На эксплуатируемых территориях засоление происходит в низменностях, там, где практикуется искусственное орошение.
Соленые почвы покрывают большие площади Средней Азии, юга Казахстана, западных гористых зон США, австралийских, южноамериканских и североафриканских пустынь и полупустынь. На территории России засоление прогрессирует на юге Сибири, алтайских предгорьях, в нижнем Поволжье. На 1/5 российских сельхозугодий отмечается повышенное содержание солей, что в большинстве случаев обусловлено ошибками земледелия.
Степень засоления почв России
Причины
По причине возникновения засоление почвы бывает:
- первичным – вызванным естественными процессами;
- вторичным – обусловленным действиями человека.
Первый вид засоления происходит там, где действуют факторы разрушения плодородной почвы: погода преимущественно жаркая, осадки отмечаются редко, а у подземных вод, что залегают близко к почвенной поверхности, повышенная минерализация. Осадки настолько редки, что почвенной влаги недостаточно для вымывания соли в нижние горизонты.
Климатические условия способствуют нагреванию поверхностного слоя почвы, в итоге влага испаряется, устремляется вверх с грунтовых вод. После испарения воды на почвенной поверхности остается солевой концентрат, цвет которого определяется минералами, что содержатся в подземных водах.
Особенно активно засоление почвы происходит на территориях с неровным рельефом, где невысокие холмы сменяются неглубокими низинами. На вершинах солевой концентрат накапливается быстрее, образует пятна, поскольку на возвышенностях влага быстрее испаряется.
Вторичное засоление – это следствие неграмотного орошения земли на территории, предрасположенной к образованию солончаков. Из-за чрезмерного полива избыток влаги просачивается вниз, соединяется с подземными водами, насыщенными минералами. Солевой концентрат, разбавленный водой, продвигается в верхний почвенный пласт. Такое происходит, когда угодья поливают не из глубоких скважин, где минерализация слабая, а из поверхностных источников.
Второй антропогенный фактор засоления – избыточное применение минеральных удобрений. Растения не могут поглотить все вещества, те накапливаются на почвенной поверхности.
Виды засоления почвы
По степени накопления солей почвы бывают:
- слабозасоленными – количество урожая снижается на 25%;
- среднезасоленными – 50%;
- засоленными – 75%;
- сильнозасоленными – полная гибель урожая неизбежна.
Выделяют следующие виды почв по глубине солевого пласта:
- солончаки – до 0,3 м;
- солончаковатые – 0,3-0,8 м;
- глубоко солончаковатые – 0,8-1,5 м;
- глубоко засоленные – от 1,5 м.
По солевому составу процесс бывает:
- сульфатным – MgSO4 и NaSO4;
- хлоридным – NaCl и MgCl2;
- карбонатным – Na2CO3 и NaHCO3 – самые вредные для растений соли.
Последствия
Для слаборазвитых стран Африки и Средней Азии засоление – экологическая катастрофа. Засоленную территорию невозможно использовать для хозяйственных целей, даже самые неприхотливые растения не выживут.
Соль в высокой концентрации – смерть для растительного организма. Осмотическое давление минерального раствора выше давления растительных соков, из-за чего снижается количество поглощаемой корневой системой влаги. Нарушается транспирация – движение жидкости от корней по сосудам растительных тканей с дальнейшим испарением через листья и стебли. Происходит сбой процессов метаболизма, в клетках не образуются сахара. Итог – усыхание растения.
Негативное влияние засоления на фауну не менее сильное, чем на флору. В соленой почве не выживают насекомые, черви, бактерии, существование которых необходимо для поддержания экосистемы.
Засоленную территорию аграрии обычно забрасывают. А соль продолжает накапливаться. В результате образуется соленое озеро. И число таких озер на планете растет ускоренными темпами.
Борьба с засолением почв
Возврат уровня подземных вод в изначальное состояние и уменьшение испарения влаги – меры, что помогают пусть не остановить, но задержать почвенную деградацию. Сегодня ученые и аграрии применяют несколько способов предотвращения распространения солончаков:
- Вымывание соли – мероприятие, при котором 1 м2 площади заливают минимум 100 л воды. Огромный объем жидкости очищает почву от минеральных излишков. Метод актуален только для больших незасеянных пространств, иначе растения просто сгниют.
Промывание почвы от солей
Наука предоставила современным аграриям много способов восстановления плодородия. Нужно лишь не игнорировать процесс засоления почвы, действовать ответственно, приложить время и средства для искоренения проблемы на начальном этапе.
Источник
Засоление почв
Когда в поверхностном почвенном слое обильно скапливаются электролитные соли, говорят о засолении, губительном для культурных растений, снижающем урожайность. Явление распространенное. По результатам исследования ООН, засоленные почвы охватывают почти 25% суши.
Что такое засоление почв?
Засоление почв – скопление в почвенных слоях, доступных для проникновения корневой системы, значительного количества (0,2% от почвенной массы) сульфатов, хлоридов, карбонатов, подавляющих жизнеспособность растений.
Явление наиболее характерно для низменных местностей, расположенных в природных зонах с аридным (засушливым) климатом. Особенно подвержены засолению орошаемые сельскохозяйственные земли.
Обширные площади солонцов располагаются в пустынях и полупустынях Средней Азии, Австралии, Южной Америки, севера Африки, запада США. В России площадь, занимаемая солонцами, достигает 48 млн. га, а с учетом средне- и слабосолонцеватых почв 67 млн. га.
По степени насыщения солями выделяют грунты:
- слабозасоленные (урожайность падает на 25%);
- среднезасоленные (на 50%);
- засоленные (на 75%);
- сильнозасоленные (на 100%).
По глубине нахождения солевой массы в поверхностном слое грунты делят на:
- солончаковые (глубина до 30 см);
- солончаковатые (от 30 до 80 см);
- глубокие солончаковатые (от 80 до 150 см);
- глубокозасоленные (глубже 150 см).
По химическому составу засоление бывает:
- хлоридным (избыток хлорида магния и натрия);
- сульфатным (избыточное содержание сульфата магния и натрия);
- карбонатным (чрезмерное накопление карбонатных солей).
Засоление смертельно для растений. Из-за того, что осмотическое давление почвенной жидкости выше давления жидкости в растительных клетках, снижается объем поступления влаги в ткани растений. Это приводит к повышению транспирации, ухудшению клеточного дыхания, синтеза сахаров и других важных химических соединений. В результате растение усыхает и погибает.
Почвенные соли разделяются по степени вредности для растительных организмов:
- самые вредные – карбонат и гидрокарбонат натрия, хлорид натрия;
- средней вредности – хлорид кальция и магния, сульфат натрия;
- менее вредные – сульфат магния и кальция.
Почему происходит засоление почвы?
Выделяют два вида засоления:
- первичное (естественное);
- вторичное (вызванное антропогенной деятельностью).
Первичное засоление – медленно протекающий природный процесс, который в основном вызван подъемом солей из подземных вод к поверхностному слою грунта вследствие восходящего тока влаги. Явление возможно при определенной структуре породы и глубине нахождения соленых подземных вод. Растения поглощают поднявшуюся влагу, а соли остаются в почве и постепенно накапливаются до критического значения. Причиной засоления бывают и выпадающие осадки, поскольку даже в дождевой воде содержится некоторое количество растворенных солей.
Вторичное засоление почв наблюдается на орошаемых землях в условиях засушливого климата. На таких территориях подземные воды изначально находятся на значительной глубине, не смачивают поверхностный почвенный пласт. Но на освоенных территориях человек начинает использовать для полива сельскохозяйственных культур оросительную систему. Кроме того, что сама используемая для орошения вода содержит то или иное количество растворенных минералов, остающихся в почве после полива, но также постоянное смачивание почвы приводит к повышению уровня грунтовых вод. Достигнув поверхностного почвенного слоя, грунтовая вода испаряется, а входящие в ее состав соли накапливаются в земле.
То есть сельскохозяйственное производство в условиях аридного климата сопряжено с двумя большими взаимоисключающими проблемами:
- если не использовать оросительную систему, то урожая не добиться из-за дефицита влаги в почве;
- если орошать землю, то засоление станет неизбежным, и грунт утратит пригодность для выращивания культурных растений.
Борьба с засолением почвы
Для борьбы с засолением почвы применяются агротехнические, строительные, эксплуатационные меры. Задачи – возвращение уровня грунтовых вод в исходное состояние, уменьшение испаряемости почвенной влаги.
Строительные меры подразумевают:
- уменьшение фильтрационной потери воды посредством строительства лотковой сетки, облицованных каналов;
- оборудование оросительной системы современными гидротехническими постройками;
- автоматизирование распределения воды;
- использование техники полива без насыщения подземных вод;
- отведение для рисовых плантаций с дренажно-сбросной сеткой низменных участков;
- ограждение орошаемых территорий от влияния паводков и расположенных выше водоемов;
- оборудование дамб, дренажных труб, дренажно-сбросной сетки, нагорно-ловчих каналов.
Эксплуатационные меры включают:
- недопущение превышения плана расхода воды при круглосуточном использовании оросительной системы;
- соблюдение нормы подачи воды во все каналы;
- следование стандартам полива и промыва;
- снижение активности применения каналов в осенние и зимние месяцы;
- повышение производительности оросительной системы путем обновления и модернизации.
К агротехническим мерам относятся:
- посев травянистых многолетников, активно поглощающих соли;
- нормализация водно-солевого режима грунта путем взрыхления, боронования, зяблевой вспашки;
- внесение органической подкормки;
- гипсование;
- затенение грунта под растительным пологом;
- создание полос древесной растительности для нормализации микроклимата, снижения испаряемости почвенной влаги.
В результате вышеописанных мер удается понизить уровень подземных вод на орошаемых территориях. Земля постепенно приходит в норму. Потери урожая из года в год становятся меньше.
Источник
Антропогенный фактор засоления полей
Засоление почв – это процесс накопления в почве более 0,25% от ее массы солей, вредных для растений (хлориды, карбонаты натрия, сульфаты). Этот процесс наиболее распространен в засушливых районах, обычно в понижениях рельефа.
Эксперты ФАО уверены: засоление является глобальной проблемой человечества. Засоление почв, как природное, так и вторичное в условиях орошаемого земледелия, является одним из факторов, усиливающим процесс опустынивания. При этом оно является как причиной, так и следствием других проблем сельского хозяйства. Засоление связано с проблемами дренажа, разрушением оросительных и дренажных систем; неэффективным использованием водных ресурсов; ростом спроса на сельскохозяйственную продукцию, что приводит к повышенной нагрузке на сельскохозяйственные земли; устаревшими технологиями, не соответствующими требованиям сегодняшних систем производства и многими другими факторами.
Борьба с засолением почв сегодня рассматривается в сочетании с другими мероприятиями, направленными на устойчивую интенсификацию сельского хозяйства, что является одной из основ продовольственной безопасности.
Вторичное засоление почв – это почти всегда результат неправильного режима орошения в растениеводстве, возникает в результате избыточных поливов, которые повышают уровень соленых грунтовых вод или полива сильно минерализованной водой. По данным ФАО, во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подвержено около 30% всех орошаемых земель. Наиболее активно вторичное засоление проявляется в зонах развития природного засоления. Например, на Прикаспийской низменности активно идет процесс засоления пастбищ и орошаемых земель. Из-за неправильного орошения сегодня в орошаемых районах Средней Азии засолено 53%, а в Закавказье — 40% всех орошаемых земель. В целом площадь засоленных почв в России составляет 25% общей площади орошаемых земель. Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения галофиты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы. Соли в почве находятся в растворенном или поглощенном состоянии, поэтому движение воды в ней неизбежно вызывает движение солей и тем больше, чем лучше их растворимость в воде. При чрезмерном орошении лишняя влага уходит глубоко в почвенный покров, где она смыкается с засоленными грунтовыми водами. В результате происходит капиллярный подъем солей к поверхностным слоям, происходит миграция солей.
Возникновению вторичного засоления способствует и неправильно применяемая агротехника. В частности, плохо спланированное поле при близком залегании соленых грунтовых вод является одной из причин возникновения солончаковых пятен. Чем сильнее избыточное увлажнение почвы и чем выше уровень соленых грунтовых вод, тем больше предпосылок к возникновению вторичного засоления. На возвышениях и холмах поля наблюдается резкое повышение испарения воды. В силу этого по капиллярам, как по фитилю, вместе с водой поднимаются и соли. По мере испарения воды соли выпадают в осадок и накапливаются в почве.
Источник