После проведения долгосрочных исследований, которые помогли выявить главные причины засоления почвы, ученые совместно с опытными агрономами начали разрабатывать меры профилактики. Эти профилактические меры направлены на то, чтобы замедлить, а в некоторых случаях и остановить процесс засоления.
Засоление почв: причины и способы профилактики
Почва является одним из ключевых ресурсов, представляя собой несомненное богатство любой страны. В современных условиях во всех развитых странах стоимость земли довольно высока, что объясняется тем, что именно она является основным источником дохода для владельцев и обеспечивает производство продуктов питания. Каждый опытный фермер, даже тот, кто только начинает заниматься сельским хозяйством, знает о множестве проблем, с которыми он может столкнуться. Среди них наиболее серьезные проблемы касаются не только внешнего вида почвы, но также ее свойств и химического состава. В данной статье мы подробно рассмотрим проблему засоления почвы: его причины, последствия, а также методы предотвращения и борьбы с этой почвенной аномалией.
Что это такое?
Прежде чем определить, какие культуры следует сажать на конкретном участке, необходимо глубоко изучить свойства почвы, ее характеристики, состав и, конечно же, изучить содержание солей. Сегодня многие фермеры сталкиваются с проблемой высоких уровней солей в почве. Если в прошлом соленость почвы стремилась к нулю, то теперь все чаще наблюдается рост этого показателя.
Засоление почвы – это процесс, в котором карбонатные, сульфатные и хлористые соли накапливаются в почве в количествах, существенно превышающих норму. В результате этого процесса качество почвы значительно ухудшается, что ведет к нежизнеспособности растений и культур, высаженных в ней.
Засоленные почвы чаще всего встречаются в низменных районах, а также на орошаемых сельскохозяйственных территориях. Высокий уровень солей обычно наблюдается в регионах с относительно сухим климатом.
Соленость – это характеристика, которую можно определить исключительно через лабораторные тесты. Этот показатель может варьироваться в зависимости от типа почвы:
- слабозасоленная;
- среднезасоленная;
- засоленная;
- сильнозасоленная.
Каждый из перечисленных типов почвы имеет высокое содержание солей, что напрямую влияет на колонизацию почвы живыми организмами и, следовательно, на урожайность сельскохозяйственных культур.
Соли, присутствующие в почве, отличаются по глубине, составу и уровню вредности.
В зависимости от данных факторов можно выделить следующие категории почвы:
- солончаковая (глубина соли не превышает 30 см);
- солончаковатая (не более 80 см);
- глубоко солончаковатая (до 1 метра 50 сантиметров);
- глубокозасоленная (слой соли превышает 1,5 м).
Что касается химического состава солей, почвы могут быть разделены на:
- хлоридные (в избытке хлорид магния и натрия);
- сульфатные (преобладание сульфата магния и натрия);
- карбонатные (с высоким содержанием карбонатных солей).
Каждый из вышеупомянутых химических элементов представляет собой серьезную угрозу не только для растительности, но и для живых организмов, находящихся в непосредственной близости.
Причины
Засоление почвы – это серьезная экологическая проблема, актуальная на сегодняшний день. Ученые всего мира продолжают изучать, какие факторы способствуют этому процессу и почему происходит засоление. Установлено, что существует несколько основных причин этого процесса.
Естественное засоление
В этом случае причиной является сама природа и естественные процессы, действующие в экосистеме. Естественное засоление может происходить в любом типе почвы. Первоначальное засоление накапливается на протяжении веков, в результате чего происходит перенос солей из грунтовых вод на поверхность почвы. В данном случае уровень засоления зависит от глубины залегания грунтовых вод и от количества растительности, расположенной поблизости.
Необходимо также учитывать влияние атмосферных осадков. Дожди, снег и град несут на себе растворенные соли, что со временем создает условия, способствующие повышению уровня солей в почве и делает ее непригодной для дальнейшего использования.
Антропогенная деятельность
Однако наибольшую роль в формировании вторичного засоления почвы играет деятельность человека. В регионах с интенсивным ведением сельского хозяйства накопление солей в почве достигает наиболее высоких показателей.
В процессе выращивания сельскохозяйственных культур часто используется ирригация с целью повышения урожайности. Однако неправильное орошение может привести к заболачиванию почвы. С избытком влаги уровень грунтовых вод быстро поднимается, и вместе с ним поднимаются соли, растворенные в этих водах. Таким образом, соли в почве оказываются выше уровня орошения, создавая условия для накопления солей в верхнем слое почвы.
Типы засоления почвы
Существуют два больших типа засоления почвы:
- первичное – оно вызвано естественными процессами;
- вторичное – оно возникает в результате человеческой деятельности.
Первичный тип наблюдается в условиях, где присутствуют факторы разрушения плодородной почвы: в районах, где преобладает теплый климат, дожди выпадают нерегулярно, а грунтовые воды находятся близко к поверхности и содержат большое количество минералов. Редкие дожди не способны вымывать соли в более глубокие слои почвы.
Климатические условия способствуют нагреву верхнего слоя почвы, что приводит к испарению влаги и переносит корневую воду вверх из грунтовых вод. После испарения на поверхности почвы остается солевой осадок, цвет которого определяется теми минералами, которые содержатся в грунтовых водах.
Засоление почвы особенно активно происходит в местностях с неравномерными ландшафтами, где низкие холмы сменяются неглубокими впадинами. На самих вершинах холмов концентрация солей происходит быстрее и образует соляные пятна, так как на плоскостях влага испаряется более активно.
Вторичное засоление, как результат, часто связано с плохо продуманным орошением земель, подверженных этому процессу. Избыточное орошение приводит к морфологическому усвоению, когда лишняя влага проникает вниз и взаимодействует с грунтовыми водами, обогащенными минералами. Это приводит к сдвигу соленого раствора на верхние слои почвы. Это чаще всего происходит в тех случаях, когда орошение проводится не из глубоких источников с низким содержанием солей, а через поверхностные источники.
Другим антропогенным фактором, способствующим засолению, является чрезмерное использование неорганических удобрений. Поскольку растения не способны поглотить все вещества, они накапливаются на поверхности почвы.
Виды засоления почвы
В зависимости от степени накопления солей почвы можно разделить на несколько категорий:
- слабозасоленные (урожайность снижается на 25%);
- среднезасоленные (снижение до 50% урожая);
- засоленные (до 75% урожая теряется);
- сильнозасоленные (полная гибель урожая).
Исходя из глубины слоя соли, почва делится на:
- солончаки – глубина до 0,3 м;
- солончаковатые – глубина от 0,3 до 0,8 м;
- глубоко солончаковатые – глубина от 0,8 до 1,5 м;
- глубоко засоленные – глубина более 1,5 м.
В зависимости от состава солей, процессы классифицируются следующим образом:
- сульфатные – с содержанием постоянных солей MgSO4 и NaSO4;
- хлоридные – находящиеся в избытке NaCl и MgCl2;
- карбонатные – наиболее вредные для растений, содержащие Na2CO3 и NaHCO3.
Последствия
Засоление почвы считается катастрофической экологической проблемой в странах Центральной Азии и Африки. Такую территорию невозможно использовать экономически, так как даже самые устойчивые растения не могут там выжить.
Высокая степень солей – это смерть для растительности. Осмотическое давление, создаваемое высококонцентрированным минеральным раствором, превышает давление соков всех растений, что серьезно снижает их способность к поглощению влаги корнями. Происходит нарушение транспирации – процесса, при котором жидкость передвигается от корней через проводящие сосуды растительной ткани и, в конечном итоге, испаряется через листья и стебли. Метаболические процессы нарушаются, не обеспечивает образование сахаров в клетках, в результате чего растение начинает сохнуть и погибать.
Отрицательное воздействие засоленности на фауну является не менее серьезным, чем на флору. Насекомые, черви и бактерии, жизнедеятельность которых критически важна для поддержания экосистемы, не могут выжить в таких условиях, как засоленные почвы.
Фермеры, сталкивающиеся с проблемой засоленных земель, вынуждены их покидать. Но соль продолжает накапливаться в soil. Со временем это может привести к образованию соленых озер. К сожалению, количество таких озер на планете продолжает увеличиваться с каждым годом.
Признаки засоленных почв
Как же определить, находитесь ли вы на засоленной почве?
Первый признак – скудная растительность. В зависимости от уровня солености могут расти только солеустойчивые виды или исключительно алофиты. Обратитесь к тому, что вас окружает: если в растительном покрове присутствуют полынь, тамариск, колючая груша, щавель, осока, радикан, сарсапарилла и другие подобные растения, это явный признак засоленности почвы.
Второй признак – появление сухой корки на поверхности почвы. Несмотря на то что сами по себе засоленные почвы могут быть рыхлыми, на поверхности зачастую образуется твердая корка. При высокой степени солености даже тонкая корочка соли может быть заметна на поверхности.
Растения для соленых почв
Если вы приобрели участок земли с засоленными почвами и заметили плохую приживаемость посаженных растений, не отчаивайтесь. Попробуйте узнать у соседей, что они успешно выращивают. Не забудьте обратить внимание на фруктовые деревья, растущие за заборами или вдоль дорог.
Среди наиболее устойчивых к засолению растений можно выделить абрикос, шелковицу и айву. Эти культуры успешно растут даже в условиях прибрежных деревень. Если вы живете в южных регионах, то успешно выращивать можно зизию и инжир. В то же время вам, возможно, придется отказаться от яблонь, груш и винограда из-за их чувствительности к соляным условиям. Однако все зависит от конкретного уровня засоленности вашего участка. Поэтому, прежде чем делать выбор, внимательно осмотритесь вокруг. Если на соседских участках ситуация не столь печальная, это может дать вам надежду на успешное растениеводство.
Среди декоративных растений, подходящих для таких условий, можно назвать оливу, софору, белую смородину, тамариск, восточную тую, вяз, олеандр, можжевельник. Для цветников можно рассмотреть пампасную траву, юкку, канны, розы, испанский узловатый тросник, ирисы, полынь Стеллера, лилии, незабудки, утренние славы, вьюнки, хризантемы, декоративный подсолнечник, книквид, мускусные лилии, канадскую акацию, мягкие ламантины, кохинею и белые лилии.
Более подробно о растениях, подходящих для засоленных участков, вы можете узнать из нашей статьи: Многолетние растения для засоленных почв.
Вы не считаете ли, что список растений достаточно внушителен? А как насчет огорода? У вас есть возможность успешно выращивать тыкву, свеклу, баклажаны и подсолнухи, которые являются солеустойчивыми растениями.
Хотя такие культуры, как огурцы, морковь, редис, ранний картофель, озимый чеснок, спаржа, фасоль, горох, горчица, петрушка и укроп могут дать более низкий урожай в зависимости от уровня солей в почве, они все-таки способны расти в таких условиях. Однако, такие ягоды как малина и клубника, не выживут на засоленных землях, так как не переносят высокую соленость почвы.
Улучшение почв
Существуют стратегии для улучшения почвы, но это сложная задача, которая требует систематического подхода независимо от выбранного метода.
Промывка грунта
Одним из решений является промывка почвы, которую следует осуществлять осенью, применяя большое количество воды – около 200–300 литров на квадратный метр – с обязательной установкой дренажа глубиной 1–1,5 м, что позволяет вымыть соли за пределы участка.
Гипсование
Гипс помогает нейтрализовать натриевые соли, что положительно сказывается на химическом и физическом состоянии почвы. Однако перед проведением гипсования желательно сделать анализ почвы.
Нормы внесения гипса:
- для слабо засоленных земель – 200-300 г на кв. м;
- для сильно засоленных земель – 4-10 кг на кв. м.
Важно использовать не строительный гипс, так как он не подходит, а фосфогипс, глиняный гипс или измельченный гипс.
Сидераты
Посев сидератов, таких как сорго, суданская трава и люцерна, в течение нескольких лет поможет для опреснения почвы и улучшения ее структуры.
Грядки с глиняным замком
Для небольшого огорода можно создать грядку, используя глину. Для этого нужно снять 80-сантиметровый слой почвы, положить сверху слой глины и затем засыпать хорошей почвой. На основной грядке можно высаживать растения, которые устойчивы к засолению, а также те, которые не переносят соленую почву.
Борьба с засолением почвы
Для эффективной борьбы с засолением почвы необходимо проводить агрономические, структурные и оперативные мероприятия, целью которых является восстановление первоначального уровня грунтовых вод и снижение испарения влаги из почвы.
Структурные акции могут включать в себя:
- уменьшение фильтрационных потерь воды, предусматривающее строительство лотковой сетки или облицованных каналов;
- оснащение систем орошения современными гидротехническими конструкциями;
- автоматизацию распределения воды;
- использование поливочных техник, которые не насыщают подземные воды;
- отведение рисовых плантаций при помощи дренажно-сбросной сети, для низменных участков на которых далее проводится система дренажных труб;
- защиту орошаемых земель от воздействия паводков и близко расположенных водоемов;
- обеспечение строительства дамб, дренажных труб, дренажно-сбросной сети и нагорно-ловчих каналов для предотвращения скопления воды.
Оперативные меры могут включать в себя:
- недопущение превышения планируемых расходов воды при круглосуточном использовании оросительной системы;
- поддержание определенной нормы подачи воды ко всем каналам;
- соблюдение стандартов полива и промыва;
- снижение активности использования каналов в осенние и зимние месяцы;
- повышение эффективности оросительной системы путем ее обновления и модернизации.
Агротехнические меры могут включать:
- посев многолетних трав, которые активно поглощают соли;
- нормализация водно-солевых характеристик почвы путем рыхления, боронования и зяблевой вспашки;
- внесение органических удобрений;
- гипсование;
- затенение грунта при помощи растительного полога;
- создание полос древесной растительности с целью нормализации микроклимата и снижения испарения влаги.
Перечисленные меры помогут снизить уровень грунтовых вод на орошаемых участках, что способствует восстановлению почвы до нормального состояния с течением времени. Потери урожая будут постепенно уменьшаться.
Вторичное засоление почв
Вторичное засоление почвы возникает как социальное последствие неправильного использования водных ресурсов. Это приводит к увеличению уровня засоленности почвы в 60% случаев. Чрезмерная влажность почвы, а также близкое залегание солевых грунтовых вод создают идеальные условия для вторичного засоления.
Избыточное количество ирригационной воды проникает глубоко в почву, достигая солевых уровней грунтовых вод и насыщаясь ими. Таким образом, вода поднимается к поверхности почвы; со временем влага испаряется, а соль остается на поверхности.
Еще одной причиной вторичного засоления может считаться неправомерное использование сельскохозяйственной техники. Например, неправильное расположение полей вблизи соленых грунтовых вод приводит к образованию шершавых солончаков. В условиях холмов и склонов земля быстрее теряет влагу, что может приводить к образованию солевых отложений.
Засоление почвы в Казахстане
Агрономы отмечают, что несвоевременная обработка почвы может также способствовать засолению. Даже задержка в рыхлении почвы всего на несколько дней может приводить к утечке до 50% почвенной влаги. Это замещение пресной воды соленой из подземных источников вызывает начертания солей на поверхности.
Типы засоления почв
Соленость — это характеристика, которую можно определить только через лабораторные тесты. В зависимости от уровня солености, почвы разделяются на четыре типа:
- слабозасоленные;
- среднезасоленные;
- засоленные;
- сильнозасоленные.
Каждый из этих типов превышает допустимые нормы солености. В зависимости от химического состава, почвы могут быть разделены на три категории: хлоридные, сульфатные и карбонатные. Каждый из этих типов наносит серьезный ущерб как флоре, так и фауне.
Борьба с засолением почв и пути решения
Чтобы нормализовать уровень солености почвы, необходимо применять как агрономические, так и структурные меры. Их главная цель заключается в восстановлении первоначального уровня грунтовых вод и снижении испарения влаги из почвы.
Агротехнические мероприятия включают:
- посев травянистых многолетников, которые способны активно поглощать соли;
- стабилизацию водно-солевого режима почвы за счет взрыхлений, боронования и зяблевой вспашки;
- внесение органической подкормки;
- гипсование;
- затенение почвы при помощи растительного полога;
- создание полос древесной растительности.
Агротехнические меры в зонах, где почвы подвержены засолению, серьезно включают улучшение дренажа, необходимого для удаления избыточной влаги, что позволяет сосредоточить солевой налет вниз, а не в корневую зону растений.
Структурные мероприятия могут заключаться в создании плавучих сетей и облицованных каналов, которые могут значительно снизить просачивание жидкости. В системах орошения также могут быть установлены вдобавок гидротехнические каркасы и применены методы полива без насыщения. Для больших земельных участков подойдут специальные дамбы, каналы и дренажные системы, которые препятствуют накапливанию избыточной влаги и предотвращают ее застаивание в почве. Не менее важно строительство дамб для защиты орошаемых территорий от наводнения и водоемов, расположенных выше.
