Тип засоления почв как определить

Определение степени засоления мелиорированных земель

По степени засоления почвы делятся на незасоленные, слабозасоленные, среднезасоленные, сильно и очень сильно засоленные или солончаки. Одно и то же количество солей в зависимости от их состава может свидетельствовать о разной степени засоления почв, что обусловлено неравноценной токсичностью различных легкорастворимых солей для растений.

Для оценки степени засоления почв было предложено значительное количество классификаций. Ряд авторов пользовались при определении степени засоления только величиной плотного остатка водной вытяжки, другие — плотного остатка и ведущих анионов (обычно Cl, SO₄).

При этом одни авторы определяют степень засоления по средневзвешенному содержанию солей в метровой толщине, другие — в слое 0-50 см или в пахотном горизонте. Последнее затрудняет сопоставление предлагаемых классификаций.

Обзор материалов показывает:

1) значительные колебания величин предлагаемых показателей для сходных типов засоления иногда для одних и тех же регионов;

2) отсутствие строгого соответствия между названиями типов химизма почв и величинами предлагаемых показателей для Cl, и SO₄. Так, например, некоторые авторы называют засоление хлоридным или сульфатно-хлоридным, но приводят показатели для SO₄ иона более высокие, чем для хлор-ионов, чего не может быть для данных типов засоления, где содержание Cl заведомо должно превышать содержание SO₄;

3) не равновеликость показателей для одних и тех же степеней засоления – в ряде предложенных классификаций наряду с одними и теми же показателями для Cl фигурируют весьма различные концентрация сульфат-ионов;

4) частое несоответствие между величинами плотных остатков и показателями для ионов. Например, при содержании хлор-иона 0,03%, сульфат-иона 0,4%, плотный остаток при хлоридно-сульфатном засолении составит не более 0,66 %, так как в составе солей мо­жет присутствовать NaCl 0,04% (0,03 х 1,37); Na₂SO₄, или другие соли сульфатов 0,59% (0,4 х 1,48) и СaCO₃, — 0,05%, исходя из его возможной растворимости.

Поэтому, классификация почв по степени засоления основана на оценке токсичности тех или иных солей. Оценка степени засоления может производиться как в отношении отдельного образца, так и в отношении любой толщи (в последнем случае по средневзвешенным данным).

Порог токсичности – это то предельное количество солей в почве, выше которого начинается угнетение роста и развития растений (негалофитов).

Почвы, содержащие легкорастворимые соли в количествах, превышающих «порог токсичности», относятся к засоленным.

Легко растворимые соли в почве содержатся как в твердой фазе, так и в почвенных растворах. В почвенные растворы переходят в первую очередь соли, обладающие наибольшей растворимостью. Состав и концентрация солей в почвенных растворах, по существу, определяют истинный порог токсичности солей. Однако в настоящее время основным массовым методом изучения засоленных почв остается водная вытяжка, которая дает представление о суммарном запасе водно-растворимых солей в твердой базе почвы и в почвенном растворе. Таким образом, данные водной вытяжки будут заведомо отличаться от истинных почвенных растворов и о пороге токсичности по ним можно судить лишь условно.

Величина порога токсичности зависит от многих причин. Важнейшими из них являются: а) состав солей, б) увлажненность почв, в) свойства почвы, такие как механический состав, водно-физические свойства и т.д., г) климатические условия, д) вид растений, е) физиологическая фаза развития растений, ж) применяемая агротехника.

Например, при содовом засолении, почва, содержащая более 0,1% солей (плотный остаток водной вытяжки), является засоленной. При сульфатном же засолении со значительным количеством гипса, к засоленным почвам относятся почвы, содержание около 1% солей.

Понятно, что при большей увлажненности почвы, концентрация почвенных растворов снижается, а при меньшей – увеличивается, поэтому при одном и том же количестве солей на влажной и сухой почве растения будут чувствовать себя по-разному.

Порог токсичности будет различен для разных видов растений, как по отношению к объему и количеству солей, так и, по отношению к воздействию на растения тех или иных ионов. Те не менее в самом общем виде выделяется несколько групп растений по солеустойчивости.

Для определения степени засоления часто применяются специальные таблицы, в которых градации процентного содержания солей устанавливаются разные для различных типов засоления.

При использовании этого метода для установления степени засоления сначала надо рассчитать процентное содержание солей в слое почвы, затем определить его тип, и, наконец, с помощью специальной таблицы, приведенной в приложениях установить степень засоления. Если в этой таблице нет соответствующего типа засоления, то подбирается наиболее близкий тип из имеющихся. Результаты заносятся в ведомость (табл. 1.3).

Ведомость определения степени засоления слоев почвы

Поскольку степень засоления почв фактически определяется содержанием токсичных солей, необходимо уметь по данным водных вытяжек разделять токсичные и нетоксичные соли.

Предлагаемый метод расчета токсичных солей основан на связывании ионов в гипотетические соли. Под гипотетическими солями понимаются такие соли, которые присутствуют в водной вытяжке в виде отдельных ионов, но в почве при понижении влажности и, соответственно, повышении концентрации почвенного раствора связываются в соли, выпадают из раствора и кристаллизуются. Порядок связывания ионов зависит от их свойств, прежде всего растворимости и взаимного влияния солей на их растворимость. В упрощенном виде последовательность связывания выглядит следующим образом:

1. В первую очередь связываются карбонаты в последовательности: Na₂СО₃, MgСО₃.

4. В последнюю очередь связываются хлориды в последовательности NaCl, MgCl₂ и CaCl₂.

Расчет токсичных ионов и солей по данным водных вытяжек делается следующим образом. В связи с тем, что в условиях поволжских областей при анализах практически не выявляются карбонаты, а нетоксичными из всех возможных почвенных солей являются гидрокарбонат и сульфат кальция (Ca(НСО₃)₂ и CaSO₄) для определения суммы токсичных солей достаточно связать ионы кальция сначала с гидрокарбонат-ионом, а затем, если кальций останется – с сульфат-ионом. Связанные ионы вычитаются из данных анализа водной вытяжки, а все оставшиеся соли (в любом возможном сочетании ионов) будут токсичными.

Можно определить по полученным данным содержание токсичных солей в процентах к весу сухой почвы, а можно установить степень засоления методом суммарного эффекта эквивалентов хлор-иона токсичных солей, предложенным Н.И. Базилевич и Е.И. Панковой. Согласно этому методу, полученные анионы токсичных солей с помощью коэффициентов переводятся в эквиваленты хлор-иона с помощью специальных коэффициентов: 1 Cl – = 0,1 CO₃ 2– = (2,5–3,0) HCO₃ – = (5,0–6,0) SO₄ 2– , а затем полученные эквиваленты суммируются. Расчет производится по следующей формуле, составленной с учетом условий Поволжья:

(1.33)

где – содержание хлор-ионов в водной вытяжке, мг-экв/100 г почвы; и – содержание гидрокарбонат- и сульфат-ионов токсичных солей в водной вытяжке, мг-экв/100 г почвы.

Степень засоления устанавливается по полученной сумме эквивалентов (суммарному эффекту) хлор-ионов с помощью соотношений, приведенных в приложении.

Алгоритм расчета содержания токсичных солей и определения суммарного эффекта эквивалентов ионов хлора следующий:

1. Если , то = – = 0,3 – 0,2 = 0,1; а = 0

Процентное содержание токсичных солей для метровой толщи равно:

Запасы токсичных солей: т/га.

Сумма эквивалентов иона хлора:

Согласно приложению метровая толща почвы является слабозасоленной.

Источник

Засоленные почвы

Засоленными считаются почвы, в составе которых содержится более 0,25% легкорастворимых солей. Это могут быть карбонаты, хлориды, сульфиты, сульфаты, нитраты, силикаты. Такое количество – токсично для растений (особенно сельскохозяйственных). Поэтому эти покровы не пригодны для земледелия. С другой стороны, в некоторых крупнейших солончаках сосредоточены большие мировые запасы поваренной соли и хлорида лития.

В этой статье мы расскажем, где распространены засоленные почвы, какие типы к ним относятся. Вы узнаете , в чем особенности таких покровов, благодаря каким факторам они формируются. В конце статьи мы опишем, как человек использует засоленные почвы и какие существуют способы повышения качественных характеристик таких покровов.

География засоленных почв

Засоленные почвы имеются во всех климатических и природных областях. Широко распространены они в зонах сухих и пустынных степей, полупустынь и пустынь, также встречаются в лесостепях и тайге.

В России засоленные почвы, по разным данным, занимают от 1,2 до 3,3% от всей площади страны. Это около 56 млн гектаров. Больше всего эти покровы распространены в Поволжье, на территории Прикаспийской низменности. Также засоленные почвы встречаются в Западной Сибири (в степных зонах Омской, Тюменской и Курганской областей, Алтайском крае), Северо-Восточном Предкавказье.

Обратите внимание на две карты ниже. Они взяты из Национального Атласа почв Российской Федерации и показывают распространение солонцов и солончаков на территории нашей страны:

Красным цветом на первой карте отмечены территории, где распространены солонцы , на второй – совсем точечно внизу карты – солончаки.

За пределами России засоленные почвенные покровы встречаются, в первую очередь, в странах с засушливым пустынным климатом. Они неоднородно распределены по странам и континентам.

Так, эти почвы распространены в:

• Центральной Азии (Казахстане, Узбекистане, Туркменистане, Киргизии)
• Южной Азии (Индии, Пакистане)
• Западной Азии (Азербайджане, Объединенных Арабских Эмиратах, Иране, Саудовской Аравии)
• Восточной Азии (Китае)
• Европе (Венгрии, на юге Украины)
• Африке (Египте, Нигерии, Эфиопии)
• Северной Америке (США, Мексике)
• Южной Америке (Аргентине, Парагвае, Чили)
• Австралии

В целом, площадь засоленных почв в мире составляет около 950 млн га. Это огромные территории. При этом в некоторых странах переполненные солями покровы могут занимать практически половину от всей площади. Так, например , организация ФАО – продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций – собирает данные о состоянии почв по всему миру. Согласно информации одного из их докладов, ситуация с засоленными покровами в некоторых странах Центральной Азии выглядит следующим образом:

Отметим, что данные, приведенные в таблице, были опубликованы в докладе за 2015 год.

Опираясь на эту информацию, мы можем сделать вывод, что в Узбекистане и Казахстане засолена практически половина земель. Это негативно сказывается не только на сельском хозяйстве, но и в целом на экономике страны.

В следующей части статьи мы расскажем, как формируются засоленные почвы, какие у них есть особенности.

Условия образования засоленных почв и их особенности

Выше мы уже сказали, что засоленные почвы встречаются в разных природных и климатических зонах. Этому способствует совокупность особых условий и факторов почвообразования.

Среди них:

• Климат
  Засоленные почвы формируются преимущественно в условиях жаркого засушливого климата. Его еще называют аридным, или пустынным. Он характеризуется малооблачностью, высокими температурами воздуха, низкими атмосферными осадками.
  Столбик термометра в этой зоне стабильно держится на уровне +25…35°C. Это среднегодовые показатели. Они могут быть и выше, в зависимости от местоположения. Встречаются районы и с совсем экстремальными температурами (например, Долина Смерти в США, которая считается самым жарким местом на Земле с абсолютным температурным максимумом +56,7°C).
  Среднегодовое количество осадков в аридном климате находится в пределах 100-200 мм в год. В некоторых особо засушливых регионах возможно полное отсутствие дождя. Все это влияет на водный режим почвы. Информацию о нем вы найдете чуть ниже.
  Подробнее об этом факторе читайте в нашей статье Климат как фактор почвообразования.
• Рельеф
  Засоленные почвы формируются преимущественно в пониженных, или отрицательных формах рельефа: низменностях , долинах, котловинах, впадинах, оврагах, воронках, балках. При таком ландшафте грунтовые воды оказываются близко к поверхности.
  Подробнее об этом факторе читайте в нашей статье Рельеф как фактор почвообразования.
• Грунтовые воды и водный режим
  Грунтовые воды в условиях аридного климата становятся сильно минерализованными. Также высокие температуры способствуют образованию на этих территориях выпотного водного режима, когда испарение превышает поступление влаги в почву в несколько раз. В связи с тем, что атмосферных осадков в этом регионе мало, покров не промачивается. К тому же, постепенно из почвы начинают испаряться и грунтовые воды. Они поднимаются вверх по капиллярам вместе с солями. При этом влага испаряется, а соли скапливаются на поверхности.
  Подробнее об этом факторе читайте в нашей статье Грунтовые воды как фактор почвообразования.
• Материнская порода
  Почвообразующая горная порода – основной источник образования солей. При выветривании из продуктов распада первичных минералов образуются соли. Это могут быть хлориды, сульфаты, нитраты, силикаты и другие. Чем больше таких солей образуется из материнской породы, тем более солеными будут почвы.
  Подробнее об этом читайте в нашей статье Почвообразующая порода как фактор почвообразования.
• Ветер
  Ветер способен переносить соли на длительные расстояния. Этот процесс называется импульверизацией, или эоловым соленакоплением. При этом соли могут быть перенесены не только, например, с соседних солончаков, но и выветренных горных пород, расположенных на удалении, морей и океанов , побережий. Сюда же относится и разбрызгивание морской воды штормовыми ветрами на большие территории.
• Извержение вулкана
  В результате извержения вулканов в атмосферу выделяются газы с высоким содержанием серы и хлора. Они попадают в моря и океаны либо переносятся ветром на дальние расстояния. Сера и хлор способствуют образованию хлоридов и сульфатов.
• Растительность
  Условия на засоленных покровах в целом неблагоприятные для развития на них флоры. Исключением являются растения галофиты, которые хорошо себя чувствуют на этих почвах. К ним относятся солерос, сведа, гребенщик (тамарикс), сарсазан, соляноколосник, поташник, полынь, кермек, франкения, солянка и другие. В ходе своего развития они приспособились к жизни на покровах с высоким содержанием легкорастворимых солей. Эта способность растений так и называется – солестойкость, или солеустойчивость. Некоторые разновидности этих растений даже хуже чувствуют себя, если засоленность в почве недостаточная.
  Растения галофиты способны накапливать соли. При этом вместе с их опадом большая часть солей возвращается обратно в почву и перераспределяется по элементам рельефа.
  Подробнее об этом читайте в нашей статье Биологический фактор почвообразования.
• Деятельность человека
  Антропогенный фактор играет не последнюю роль в образовании этих почв. Все дело в неправильном бездренажном орошении сельскохозяйственных земель, которое приводит к вторичному засолению покровов.
  В условиях засушливого климата приходится постоянно поливать сельскохозяйственные культуры. В результате избыточного полива повышается уровень минерализованных грунтовых вод, которые , при выпотном водном режиме, испаряются. В связи в этим происходит дополнительное накопление солей в верхних слоях.
  Подробнее об этом читайте в нашей статье Деятельность человека как фактор почвообразования.

Источник