В это время в почву постепенно добавляются специальные вещества. Они восстанавливают структуру почвы, насыщают ее питательными веществами и обогащают почву. С каждым последующим шагом содержание соли уменьшается.
Главные причины засоления почв и для каких зон оно характерно, методы борьбы
Земля считается важным природным ресурсом. Важно тщательно изучить структуру почвы, чтобы выращивание было успешным. Важны ее свойства, состав и наличие солей. Проблема засоления почвы становится все более актуальной. Этот термин относится к специфическому процессу, связанному с накоплением большого количества карбонатных, сульфатных и хлоридных солей в структуре почвы.
- 1 Что это такое?
- 2 Главные причины засоления
- 2.1 Естественные
- 2.2 Антропогенная деятельность
- 4.1 Проливание
- 4.2 Замена верхнего слоя
- 4.3 Обогащение
Что это такое?
Засоление почвы означает повышенное накопление электролитных солей в корневой зоне почвы. Они подавляют рост культур и снижают количество и качество урожая.
По статистике, засоленные почвы встречаются относительно часто. На их долю приходится 25 % общей площади страны. Сегодня большое количество таких почв встречается в засушливых регионах Южной Америки и Австралии. Они также встречаются в Северной Африке, на западе США, в южном Казахстане и Средней Азии.
Агроном с 12-летним опытом работы. Лучший специалист для нашей дачи.
Это нарушение характерно для природной зоны, которая характеризуется сухим климатом. Поэтому он часто встречается в пустынях и полупустынях. Более того, этот процесс характерен для низменных территорий.
Главные причины засоления
Для того чтобы контролировать проблему, важно определить причины ее возникновения. Однако существует несколько факторов, которые могут вызвать эту проблему. Они делятся на 2 категории — природные и искусственные.
Естественные
В этом случае засоление почвы в основном вызвано различными природными процессами. Это характерно для всех типов почв. При первичном засолении, которое может накапливаться веками, соль поднимается из грунтовых вод на поверхность почвы в ходе естественного процесса. В этом случае на фактор глубины влияет расположение грунтовых вод и количество растущих рядом растений.
Агроном с 12-летним опытом работы. Лучший специалист для нашей дачи.
Засоление также вызывается атмосферными осадками. Какие климатические факторы связаны с этим состоянием? Дождь, град и снег — это, по сути, соленая вода. С годами сама природа формирует условия, которые приводят к засолению почвы. Это делает его непригодным для дальнейшего использования.
Антропогенная деятельность
Основной причиной засоления почвы, вероятно, является человек. При сельскохозяйственных работах почва подвергается различным воздействиям. Признаки засоления наиболее очевидны в районах с наиболее развитой сельскохозяйственной деятельностью.
При выращивании сельскохозяйственных культур люди используют ирригационные системы, которые помогают повысить урожайность. В результате в почве происходит заболачивание. Большое количество влаги приводит к быстрому подъему уровня грунтовых вод. В результате содержащаяся в них соль поднимается наверх. В результате происходит накопление соли.
Засоление поверхности почвы вызвано притоком воды из ирригационной системы, воздействием на нижние слои поднимающимся уровнем грунтовых вод.
Проблема засоления почв
Засоление почвы — это сложный процесс, при котором сульфат, хлорид и карбонат накапливаются в почве сверх нормального уровня. В результате почва теряет свои свойства. Все растения, посаженные в такую почву, погибают. Кроме того, избыточное содержание соли в почве приводит к дальнейшим негативным последствиям. Постоянное использование такого типа почвы невозможно. Даже неприметные растения становятся импотентами. Более того, растения, растущие на прилегающей территории, также находятся под угрозой. Засоленные почвы вредны не только для растений, но и для насекомых.
Одна из основных проблем засоленных почв заключается в том, что соль продолжает накапливаться в них. В результате земля превращается в «соленое озеро». Эта проблема особенно распространена в низменных районах и на орошаемых сельскохозяйственных землях.
Например, по оценкам Российской академии наук, общая площадь засоленных почв сегодня превышает 40 миллионов гектаров.
Проблема избытка соли в почве широко распространена. Она присутствует в каждой стране. Он чаще встречается в районах, где развито сельское хозяйство.
Содержание соли в почве в Астраханском районе
Причины засоления почв
Существует 2 типа факторов, способствующих увеличению содержания солей в почве:
- Естественный – в этом случае подразумеваются различные природные явления. При первичном засолении происходит поднятие солей из грунтовых вод на поверхность земли. Такое явление характерно для всех типов почвы.
- Антропогенная деятельность – человек своими действиями наносит вред земле. Например, зачастую в сельском хозяйстве используются системы орошения. Они благоприятно сказываются на количестве будущего урожая, но при этом оказывают негативное воздействие на грунт, зачастую становясь самой распространенной причиной ее заболачивания. Повышенная влажность провоцирует быстрое увеличение уровня подземных вод. В результате этого соль поднимается вверх, и скапливается на поверхности земли.
Запустить процесс засоления почвы довольно легко, но нормализовать засоленность и вернуть почву в здоровое состояние довольно сложно. Это потребует много времени и усилий.
Вторичное засоление почв
Вторичное засоление — это неправильное использование воды. В 60% случаев это является причиной повышения засоленности почвы. Избыточная влажность почвы, а также близость засоленных грунтовых вод создают идеальные условия для вторичного засоления.
Избыток поливной воды проникает глубоко в почву, достигает уровня засоленных грунтовых вод и засоряется ими. В результате вода поднимается к поверхности почвы. Со временем жидкость испаряется, а содержащаяся в ней соль остается на поверхности почвы.
Другой причиной вторичного засоления является неправильное использование сельскохозяйственной техники. Например, неправильно заложенное поле с прилегающими солеными грунтовыми водами приводит к образованию пятен солончака. На холмах и склонах в поле происходит повышенное испарение жидкостей. Соли выпадают в осадок и откладываются в почве.
Засоление почв в Казахстане
Агрономы знают по слухам, что причиной засоления почвы может быть несвоевременная обработка почвы. Даже простая задержка в рыхлении почвы всего на несколько дней часто приводит к засолению. Это происходит из-за потери до 50 % влаги в почве, в результате чего пресная вода замещается соленой водой снизу.
Засоление почв
Когда в поверхностном слое почвы накапливается большое количество электролитных солей, засоление считается вредным для сельскохозяйственных культур и снижает урожайность. Это широко распространенное явление. По данным исследования ООН, засоленные почвы занимают почти 25% территории страны.
Существует два типа засоления:
- первичное (естественное);
- вторичное (вызванное антропогенной деятельностью).
Первичное засоление — это медленный естественный процесс, вызванный в основном солями, поднимающимися из грунтовых вод в поверхностный слой почвы при движении влаги вверх. Это явление возможно при определенной структуре породы и глубине залегания соленых грунтовых вод. Растения поглощают увеличивающуюся влагу, а соли остаются в почве и постепенно накапливаются до критического уровня. Засоление также может быть вызвано атмосферными осадками, поскольку даже дождевая вода содержит некоторое количество растворенных солей.
Вторичное засоление почвы может происходить на орошаемых землях в сухом климате. В этих районах грунтовые воды изначально находятся на значительной глубине, не проникая в поверхностный слой почвы. Но в развитых районах люди начинают использовать ирригационную систему для полива посевов. Помимо того, что вода, используемая для полива, сама по себе содержит определенное количество растворенных минералов, которые остаются в почве после полива, постоянное увлажнение почвы также вызывает повышение уровня грунтовых вод. Достигнув поверхностного слоя почвы, грунтовые воды испаряются, а их соли накапливаются в почве.
Другими словами, сельскохозяйственное производство в засушливом климате порождает две основные проблемы, которые являются взаимоисключающими:
- 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 осуществляются сельскохозяйственные, структурные и оперативные меры. Цель — восстановить первоначальное состояние уровня грунтовых вод и уменьшить испарение почвенной влаги.
Строительные мероприятия включают:
- 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.
Оперативные 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.
Агротехнические мероприятия включают:
- 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 вышеуказанных мер уровень грунтовых вод на орошаемых участках понижается. Земля постепенно приходит в норму. Потери урожая снижаются из года в год.
Последствия
Проблема засоления почв в настоящее время достигла невероятных масштабов и известна во всех странах мира, особенно в районах, где активно ведется сельское хозяйство.
- Скопление солей в высоком количестве приводит к тому, что почва не может никаким образом эксплуатироваться дальше. Соленая земля непригодна к тому, чтобы на ней можно было хоть что-то выращивать. Любая культура, какой бы неприхотливой она ни была, просто не сможет выжить в земле, перенасыщенной солевыми отложениями.
- Соль губительна для любого растения. Очень часто гибнет даже та растительность, которая растет рядом с соленым грунтом. Трава, цветы, кусты и даже деревья высыхают и превращаются в сухие сорняки.
- Насекомые, например, черви, жуки или муравьи, которые живут в обычном грунте и даже каким-то образом способствуют улучшению его свойств, в соленой почве не выживают.
Можно сделать вывод, что накапливающаяся в почве соль оказывает вредное воздействие на всю флору и фауну. Фермеры больше ничего не выращивают на таких «проблемных почвах», они просто оставляют их в том же больном состоянии. Со временем в этой почве накапливается еще больше соли, и она превращается в так называемое соленое озеро. Более пристальный взгляд на состояние почв мира показывает, что количество этих соленых озер растет в геометрической прогрессии.
Методы профилактики
После того, как в ходе длительных исследований были выявлены причины засоления почвы, ученые и опытные агрономы начали разрабатывать методы профилактики. Эти меры помогают если не остановить, то хотя бы замедлить процесс.
После многочисленных лабораторных испытаний и экспериментов было установлено, что полностью устранить отложение солей в почве невозможно. Борьба за возвращение почвы продолжается и по сей день. Сегодня для предотвращения засоления используются различные методы.
Проливание
Соль, которая накопилась в почве и снижает ее плодородность, вымывается водным раствором. Выливается большое количество воды, 100-150 литров на 1 квадратный метр почвы. Экспериментально установлено, что большое количество воды может удалить избыток соли из почвы.
Этот метод можно использовать только на больших открытых площадях, например, на полях, где не планируется посадка растений. Причина в том, что ни одно растение не может выжить, если его корневая система подвергается воздействию большого количества воды.
Замена верхнего слоя
Этот метод профилактики, вероятно, самый сложный и дорогостоящий. Необходимо специальное оборудование, чтобы удалить насыщенную солями почву на поверхности и нанести новую, чистую и «живую» почву. Конечно, не каждый может себе это позволить, но этот метод действительно эффективен, а новая плодородная почва через несколько лет возместит ущерб и даст хороший урожай.
Обогащение
Не секрет, что любая почва, какой бы плодородной она ни была, нуждается в обогащении, насыщении полезными веществами и добавками, а засоленные почвы тем более. Это очень длительный процесс, который может занять 3-4 года. В течение этого времени в почву постепенно добавляются специальные вещества, медленно, но верно восстанавливающие ее структуру, питающие и обогащающие ее. Каждый последующий шаг приводит к окончательному отсутствию солевых отложений в почве.
В качестве обогащающих и омолаживающих средств используются следующие вещества.
- Гипс. Он способен связать, нейтрализовать и полностью вытеснить из грунта накопившуюся соль. Количество гипса может варьироваться от 5 до 10 кг на 1 м² земли. Все зависит от состояния почвы. Гипсование почвы производят только осенью.
- Органика. Наиболее эффективным органическим веществом является перегной, в составе которого содержится много торфа. Он, как известно, характеризуется высокой кислотностью, в нем практически нет соли.
- Сидераты. На засоленном участке советуют высаживать люцерну, горчицу или сорго. Эти культуры восстанавливают структуру почвы, насыщают ее кислородом, обогащают ее такими полезными веществами, как фосфор, калий, сера.
Виды засоления почвы
Почвы классифицируются по степени накопления солей:
- слабозасоленными – количество урожая снижается на 25%;
- среднезасоленными – 50%;
- засоленными – 75%;
- сильнозасоленными – полная гибель урожая неизбежна.
В зависимости от глубины соляного слоя различают следующие типы почв:
- солончаки – до 0,3 м;
- солончаковатые – 0,3-0,8 м;
- глубоко солончаковатые – 0,8-1,5 м;
- глубоко засоленные – от 1,5 м.
В зависимости от состава соли:
- сульфатным – MgSO4 и NaSO4;
- хлоридным – NaCl и MgCl2;
- карбонатным – Na2CO3 и NaHCO3 – самые вредные для растений соли.
Последствия
Для слаборазвитых стран Африки и Центральной Азии засоление является экологической катастрофой. Засоленный участок невозможно использовать экономически, даже самые требовательные растения не выживут.
Соль в высоких концентрациях смертельно опасна для растительного организма. Осмотическое давление минерального раствора выше, чем давление сока растений, что снижает поглощение влаги корневой системой. Нарушается транспирация — движение жидкости от корней по сосудам растительной ткани с последующим испарением через листья и стебли. Метаболические процессы нарушаются, и в клетках не образуются сахара. В результате растение засыхает.
Негативное воздействие солености на фауну не менее серьезно, чем на флору. Насекомые, черви и бактерии, существование которых необходимо для поддержания экосистемы, не могут выжить в засоленных почвах.
Засоленные участки обычно покидаются фермерами. А соль продолжает накапливаться. В результате получается соленое озеро. И количество этих озер на Земле растет все быстрее и быстрее.
Борьба с засолением почв
Восстановление первоначального уровня грунтовых вод и уменьшение испарения — это меры, которые помогают задержать, если не остановить, деградацию почвы. В настоящее время ученые и агрономы применяют различные методы для 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.
- Замена мертвого поверхностного пласта на новый плодородный – самый финансово обременительный метод. Он требует наличия специальной техники.
- Обогащение веществами, что восстанавливают почвенную структуру, – процесс постепенный, занимает от 3 лет. В качестве восстанавливающего вещества применяют гипс, его вносят осенью в количестве 5-10 кг на 1м2, или перегной. Растительные восстановители – травы-сидераты: сорго, люцерна.
- Установка лотковых сеток – уменьшителей потери влаги при фильтрации.
- Оснащение систем орошения гидротехническими подмостками.
- Постройка близ хозяйственных угодий выводящих сооружений, что не позволяют избыточной влаге задерживаться в почве: дамб, дренажей, каналов.
- Автоматизация расхода воды.
- Соблюдение рекомендаций по поливу сельскохозяйственных культур. Недопущение чрезмерного поступления воды.
Наука предоставила современным фермерам множество вариантов восстановления плодородия. В области плодородия почвы наука предоставила множество возможностей для развития плодородия. Все, что нам нужно — не игнорировать процесс засоления почвы, действовать ответственно, вкладывать время и ресурсы для устранения проблемы на начальной стадии.
Человеческий фактор
Вторичное засоление почвы почти всегда является результатом неправильного орошения во время выращивания сельскохозяйственных культур, вызванного чрезмерным орошением, которое увеличивает соленость грунтовых вод, или орошением сильно засоленной водой. По данным ФАО, около 30 % всех орошаемых земель в мире подвержены вторичному засолению и процессам засоления.
Вторичное засоление наиболее активно в районах с естественным засолением. В Прикаспийской низменности, например, активно происходит засоление пастбищ и орошаемых земель. Из-за неправильного орошения 53% орошаемых земель в Центральной Азии и 40% всех орошаемых земель в Закавказье в настоящее время засолены. В целом, засоленные земли в России составляют 25% от общего количества орошаемых земель. Засоление почвы ослабляет вклад почв в поддержание биологического цикла. Многие виды растительных организмов исчезают, и появляются новые алофитные растения (соляная трава и т.д.). Генофонд наземных популяций уменьшается из-за ухудшения условий жизни организмов, усиливаются процессы миграции. Как происходит вторичное засоление? Соли в почве находятся в растворенном или поглощенном состоянии, поэтому движение воды в почве неизбежно вызывает перемещение солей и повышение их растворимости в воде. При чрезмерном орошении избыток влаги уходит глубоко в почвенный слой, где сталкивается с засоленными грунтовыми водами. В результате происходит капиллярный подъем солей в поверхностных слоях и миграция солей.
Неправильные методы ведения сельского хозяйства также способствуют вторичному засолению. В частности, плохо обустроенное поле с прилегающими солеными грунтовыми водами является одной из причин появления солончаков. Чем больше избыточная влажность почвы и чем выше уровень засоленных грунтовых вод, тем больше условий для вторичного засоления. На возвышенностях и на холмах поля сильно увеличивают испарение воды. В результате соли поднимаются по капиллярам вместе с водой, как по фитилю. Когда вода испаряется, соли выпадают в осадок и накапливаются в почве.
Несоблюдение агрономических и водных методов управления на засоленных почвах способствует так называемому точечному засолению. Такое засоление характерно для районов орошаемого хлопководства, где на одном и том же поле можно наблюдать различную степень засоления почвы и солевые пятна.
Точечное засоление распространено во многих районах Центральной Азии. Точечное засоление часто происходит, когда на поверхности почвы появляются вздутые пятна высотой 8-20 см. До освоения этих территорий талые и дождевые воды из аллювиальных районов стекали в мелководные районы и там просачивались; грунтовые воды опреснялись, их уровень повышался; в аллювиальных районах поливная вода не доходила до грунтовых вод, запасы которых не пополнялись и не опреснялись. Когда грунтовые воды поднимались на поверхность и испарялись, мелководные участки не опреснялись, а в набухших участках соли оседали и образовывали соляные пятна. Из-за потепления поля пресные грунтовые воды испарялись на мелководных участках и не приводили к засолению почвы, в то время как на вспученных участках испарение соленых грунтовых вод приводило к сильному засолению почвы.
Как засоление влияет на урожай
Засоление почвы оказывает пагубное влияние на растительность. Пороговое значение количества соли в почве, выше которого начинается ингибирование роста и развития растений, называется порогом токсичности. Почвы, содержащие растворимые соли в количествах, превышающих порог токсичности, не дают хорошего урожая. Соды и соли хлора наиболее токсичны для растений, в то время как сульфаты натрия и магния менее токсичны.
Растворимые соли оказывают прямое воздействие на растения путем повышения осмотического давления почвенных растворов и токсического действия некоторых ионов, а также косвенное воздействие путем изменения физико-химических, физических и других свойств в засоленных почвах. Порог токсичности солей и ионов варьируется в различных химических условиях засоления почвы. Некоторые культуры устойчивы к засолению даже при относительно низкой концентрации соли. Зерновые, например, относительно устойчивы к засолению, а овощные культуры включают капусту, картофель и морковь. Свекла является наиболее устойчивой. Наименее устойчивы бобовые и подсолнечник.
Способностью связывать и удалять примеси соли обладают обогатители: горчица, клевер, а также пшеница и ячмень. По мере роста их корневые выделения частично деминерализуют почву и используют часть вредных примесей для роста надземной массы. Они имеют мощную корневую систему, которая проникает глубоко в почву. Их разлагающиеся корни оставляют после себя сеть подземных туннелей.
Это создает естественную дренажную систему, через которую соли вымываются в более глубокие слои почвы во время дождя. Чтобы избежать засоления, рекомендуется менять орошаемые участки и выращивать без орошения.
До настоящего времени было предложено несколько вариантов борьбы с засолением почвы:
-Фитомелиорация — посев многолетних трав (жимолость и волоснец) на вторично засоленных почвах,
— Применение дозированных систем орошения,
— Деминерализация воды, используемой для орошения,
— Использование вертикального дренажа,
— применение органических удобрений,
— промывка почвенного покрова свежей водой.
