Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв

Подождите немного. Документ загружается.

Полугидроморфные солонцы распространены

на

слабодренированных равнинных

и на

надпойменных речных тер-

расах.

Они

формируются

ареалах минерализованных грунтовых

вод, залегающих

на

глубине

3-6 м.

Горизонт водорастворимых

со-

лей находится

на

глубинах 50-150

см.

Автоморфные солонцы приурочены

хорошо дрениро-

ванным территориям водоразделов

речных террас.

Эти

солонцы

слабо засолены,

а их

щелочность менее 0,1% НСО3.

Солевые горизонты залегают глубоко. Профиль солонца каш-

тановой зоны всегда имеет горизонты белоглазки

гипсовых акку-

муляций.

Такая дифференциация солонцов

на

типовом уровне целесо-

образна

не

только потому,

что она

позволяет выделять солонцы

по

наиболее существенным признакам

их

формирования

развития,

но

потому,

что

можно четко дифференцировать

эти

группы почв

по конкретным методам

способам

их

мелиорации.

Так, гидроморфные

полугидроморфные солонцы, содержа-

щие

своем профиле значительную массу солей, мелиорируют

на

основе промывного режима орошения

дренажа

—

вертикального

(или)

горизонтальною.

отличие

от них

автоморфные солонцы

можно успешно мелиорировать

бездренажных условиях.

б в г

*60

*во

•О

но

160

о <? О

w'li

т ш Hi

Ыо

,*;

'SHI'II и,//,

H'll

'/ III/,

^''lll'lll

1,1,1

1 III'ill

*//

// //'/ //

'I'll

III

'1,1/1

in7

fcHq

Jrilii'jii

«mill iiii

1,4111

1111

и ii

1111

in in

11111

"/"////ft,

/• 1/,,'

TulHir

III!

l'l

II I I,

>l'l'

allio'o

>i<;

ii 1 in

ВС

[EsD'

HZ]2

Рис.

91.

Строение солонцов

(В.В.

Егоров, 1954):

—

солонец корковый,

—

солонец срелнестолбчатый,

— солонец глубокостолб-

чатый;

— солонец остепеняю;циися

— белоглазка,

—

гипс

232

<а

О X

2 К й

iilill

" §• § u s я

о <- н о, а ч

в о о х В

о з i? я g

в со е ш е

w X

3 &

a u

я S

« ю

ч ч ч ч

3 и X

« 3 X

о в я

Ч >* >,

мно-

ово-л

олуп

й«

о S ° «.

х fa з К

е. 1 р.£

бол отны

ггово-

•&

о,

а,

233

Солонцовые почвы и солонцы несут отчетливые признаки зо-

нальной приуроченности. В соответствии с классификацией почв

выделяют черноземные, каштановые и полупустынные солонцы.

Такая дифференциация по генетической принадлежности имеет

важное мелиоративное значение. Наименее благоприятны в мелио-

ративном отношении черноземные солонцы. Они обладают резко

выраженной щелочной реакцией, наличием соды, высокой плот-

ностью и другими неблагоприятными свойствами.

Солонцы полупустынной зоны характеризуются прежде всего

тем, что в их профиле относительно неглубоко от дневной поверх-

ности залегает гипс. Это важное отличие определяет возможность

мобилизации естественных запасов гипса для самомелиора-

ции солонцов полупустынной зоны. Их мелиорация облегчается

еще и тем, что полупустынные солонцы нередко менее глинисты и

содержат меньшее количество органического вещества по сравне-

нию с солонцами черноземной зоны. Важное мелиоративное зна-

чение имеют родовые и видовые признаки солонцов. Родовые при-

знаки предполагают дифференциацию солонцов по типу, глубине

и степени засоления, а также по глубинам залегания карбонатов и

гипса. Видовые признаки позволяют дифференцировать солонцы

по мощности надсолонцового горизонта, содержанию поглощен-

ного натрия в солонцовом (иллювиальном) горизонте и структуре

горизонта В1 (табл. 25 и рис. 91).

На примере рассмотренной классификации солонцов следует

обратить внимание и еще на одно существенное обстоятельство.

Рационально построенная классификация не только систематизи-

рует представления о почвах, условиях их формирования и разви-

тия (т.е. их генезиса), но и создает основу для выбора адекватных

природным условиям мелиоративных мероприятий, направленных

на оптимизацию свойств и режимов почв.

Важным фактором, лимитирующим плодородие солонцов, яв-

ляются их водно-физические свойства. Почвенная масса солонцо-

вого горизонта во влажном состоянии отличается тиксотропно-

стью,

так как находится в коллоидно-дисперсном состоянии. Это

объясняется тем, что при взаимодействии почвы с натриевыми со-

лями (обязательное условие развития солонцового процесса) про-

исходит замещение катионов кальция в коллоидно-полимерном

комплексе на натрий. Последнее приводит к возрастанию заряда

коллоидных частиц и их электростатическому отталкиванию. Поч-

венная масса при этом легко пептизируется.

Во влажном состоянии солонцовый горизонт высокопластич-

ный, вязкий и липкий, сильно набухает. Последнее приводит к

очень низкой воздухоемкой пористости и пониженному воздухооб-

мену, что вызывает сильное кислородное голодание растений.

При высыхании солонцового горизонта имеет место сильное сжа-

234

тие почвенной массы, развивается трещиноватость и глыбистость

почв,

особенно заметная на пашне. Сжатие почвенной массы при-

водит к сильной деформации, а в ряде случаев и к разрыву расте-

ний. При высыхании твердость солонцового горизонта возрастает,

что способствует увеличению сопротивления почв при обработке.

Во влажном состоянии солонцы отличаются очень низкой во-

допроницаемостью, она в 10-15 раз меньше, чем у несолонцеватых

почв.

Водопроницаемость солонцов тем ниже, чем выше доля об-

менного натрия. Так, скорость фильтрации через солонцовый го-

ризонт на 6-й час измерения в почвах с содержанием обменного Ка

до 10% колебалась от

0,430

до 0,108 мм/мин, а при увеличении со-

держания Na сверх 20% фильтрация через солонцовый горизонт

полностью прекратилась. Из-за низкой водопроницаемости боль-

шая часть выпадающих осадков стекает по поверхности почв. Поэ-

тому общий запас влаги в солонцах всегда ниже, чем у расположен-

ных рядом зональных почв.

Еще одной отрицательной особенностью солонцов является

высокое содержание недоступной для растений влаги, оно состав-

ляет у солонцов 12—17%, тогда как у черноземов всего 8—12%. Со-

сущая сила корней культурных растений оказывается недостаточ-

ной, чтобы усвоить эту влагу. Именно поэтому при одинаковых об-

щих запасах влаги в солонцовых почвах активной влаги всегда ме-

ньше, чем в других почвах. В связи с этим в солонцах наблюдается

«физиологическая сухость» почвы.

8.12.3. МЕЛИОРАЦИЯ СОЛОНЦОВ

Основная причина низкого плодородия солонцов

—

повышен-

ное содержание поглощенного натрия в поглощающем комплек-

се и их неблагоприятные физические, химические и физико-хими-

ческие свойства. Поэтому мелиорация солонцов должна быть на-

правлена на вытеснение поглощенного натрия кальцием гипса или

иного кальцийсодержащего соединения и устранения повышенной

щелочности. Для улучшения солонцов в качестве мелиорантов

используют гипс, фосфогипс, гипсоносные естественные породы

(например, гажу); положительные мелиоративные результаты дает

внесение в почву органического вещества, железного купороса,

серы и других соединений, способных при биохимическом окисле-

нии образовывать серную кислоту (схема 4).

8.12.3.1.

ГИПСОВАНИЕ

Применение этого одного из наиболее эффективных способов

мелиорации солонцов было начато почти одновременно в разных

странах

—

в Венгрии, России и в США.

К. К. Гедройц теоретически обосновал практику гипсования

солонцов и показал необходимость расчета дозы гипса, исходя из

содержания поглощенного натрия и емкости поглощения почв.

235

236

При расчете доз гипса принимают, что общая щелочность, не

превышающая

0,7—0,8

ммоль/100 г, и обменный натрий, содержа-

ние которого не превышает 5% от ЕКО, не оказывают отрицатель-

ного влияния на свойства почв и развитие растений. Расчет доз

гипса основан на эквивалентности обмена натрия на кальций.

Развернутый расчет массы гипса, необходимой для замещения

избытка поглощенного натрия на кальций в нейтральной или слабо

щелочной почве, может быть выполнен по следующей формуле:

(Na -0,05ЕКО)

• h •

•

0,086

= 7 ,

100-Ю

где М

—

мелиоративная норма гипса (т/га CaS04

•

2Н2О); Na

—

со-

держание обменного Na, ммоль(+)/100 г почвы; 0,05ЕКО

—

количе-

ство натрия Na, которое составляет

от ЕКО мелиорируемой поч-

вы,

ммоль(+)/100 г почвы; /г

—

мощность мелиорируемого слоя, см;

— площадь гектара, см

; р

— плотность почвы, г/см

;

0,086

—

молярная масса эквивалента гипса (1/2

CaSC>4 •

Н2О), г/ммоль.

При мелиорации щелочных почв учитывают ту часть общей

щелочности, которую нужно «нейтрализовать» гипсом. В этом слу-

чае расчет дозы гипса (М

гщ

) осуществляется по формуле:

ККа-0,05ЕКО)

(Щ

общ

-0,7)]/;-10

Рь

-0,086

Мг,щ= ^-^6 >

И.Н. Антиповым-Каратаевым (1996) был предложен аналити-

ческий метод определения доз гипса, необходимых для мелиора-

ции солонцов. Он основан на том, что по мере увеличения концен-

трации Са и замещения Na происходит уменьшение дисперсности

почвенной массы. Поэтому суспензии одинаковых образцов почвы

обрабатывают возрастающими дозами гипса и определяют вы-

ход фракции менее 2 микрон. По результатам строят график выхо-

да частиц менее 2 микрон. Точка перелома кривой соответствует

количеству гипса, равному 85-90% эквивалентов от содержания

обменного натрия в исходной почве. Затем производят расчет дозы

гипса, необходимой для мелиорации солонца.

Дозы гипса могут варьировать в широком диапазоне

—

от 3—5

до 70 т/га. Гипс вносят по пятнам солонцов, расположенных среди

незаселенных и несолонцеватых почв. Однако, если пятна солон-

цов занимают более 30% площади массива, предусматривается

сплошное внесение гипса. Мелиорация солонцов методом гипсо-

вания наиболее эффективна при внесении крупных норм органи-

ческих удобрений и орошении.

В условиях орошения мелиоративный эффект может быть до-

стигнут за сравнительно короткий период

—

2-3 года.

237

При гипсовании орошаемых земель на глубокостолбчатых со-

лонцах гипс вносят под плуг. На среднестолбчатых

—

1/4—1/2

дозы

гипса вносят под шгуг и

3/4—1/2

дозы поверхностно после вспашки

с последующим перемешиванием при культивации.

На корковых солонцах весь гипс разбрасывают по поверхности

с последующим перемешиванием его с пахотным слоем боронова-

нием. После внесения гипса производят влагозарядковый полив.

Специальные промывочные поливы не делают, а удаление сульфа-

та натрия осуществляют в процессе вегетационных поливов.

Эффективность гипсования резко возрастает на фоне умень-

шения толщины помола гипса. Чем тоньше помол, тем больший

контакт между частицами гипса и почвой, тем выше его раствори-

мость и мелиоративное действие. Гипсование оказывает положите-

льное действие на свойства солонцов, уменьшая содержание по-

глощенного натрия, увеличивая их водопроницаемость, улучшая

структурный состав и в целом плодородие.

8.12.3.2. ИЗВЕСТКОВАНИЕ. УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЧВ

МОЧЛРНЫХ ЛАНДШАФТОВ

Применение извести для мелиорации солонцов (особенно со-

довых) не получило широкого распространения, поскольку это ме-

роприятие приводит к появлению соды:

ППК + СаС0

«± ППК = Са + Na

В результате известкования происходит значительное подще-

лачивание почвы. Известь

—

слаборастворимое соединение, поэто-

му реакция взаимодействия почвы с мелиорантом развивается

замедленно. Известкование может оказаться наиболее полезным

преимущественно на малонатриевых солонцах и особенно на со-

лонцеватых почвах в сочетании с внесением значительных доз

органических удобрений, повышающих концентрацию

углекислоты в почвенном растворе и в воздухе и увеличивающих

растворимость углекислого кальция.

Отметим и еще один с;гучай применения известкования. Он

эффективен, в частности, для улучшения мочарных почв с высо-

ким содержанием поглощенного натрия и хорошо выраженными

признаками слитости (Зайдельман, Тюльпанов, Ангелов, Давыдов,

1998).

Такие почвы широко представлены на юге России. В Став-

рополье, Ростовской и других областях они распространены там,

где имеет место переувлажнение почв минерализованными вода-

ми,

связанными с засоленными породами (например, с майкоп-

238

скими глинами). После понижения уровня грунтовых вод эти поч-

вы мочарных ландшафтов* продолжают сохранять свои неблаго-

приятные физические свойства, в частности, высокую плотность

сложения, крупную глыбистость (рис.

1.52-1.54).

Для их улучше-

ния по предложению Ставропольского сельскохозяйственного ин-

ститута и ТСХА проводят поверхностное известкование почв с ис-

пользованием местных известковых материалов (например, раку-

шечника) нормами 10-20 т/га. Поле обрабатывают дисковой боро-

ной, в пахотный горизонт вносят смесь азотной (3—3,5 т) и фос-

форной (0,5 т) кислот из расчета на один гектар.

8.12.3.3. КИСЛОВАНИЕ

Кислование как способ мелиорации почв содового засоления

рассмотрен выше (см. раздел 8.10.1). Эта технология, весьма эф-

фективная при мелиорации солончаков содового засоления, может

быть использована и для мелиорации солонцов. Она особенно ре-

зультативна при мелиорации содовых солонцов. В равной мере с

целью мелиорации используют железный купорос, серу и другие

серосодержащие соединения, которые при окислении образуют

серную кислоту. Важным условием эффективного кислования со-

лонцов является наличие в их профиле достаточных резервов угле-

кислого кальция.

Способ кислования применяют только на орошаемых масси-

вах. Кислование как способ мелиорации солонцов является более

эффективным, чем гипсование и известкование.

8.12.3.4. ЗЕМЛЕВАНИЕ

Землевание как способ мелиорации заключается в искусствен-

ном создании мощного плодородного пахотного горизонта на по-

верхности солонца или сильносолонцовой почвы. С этой целью

скреперами срезают тонкий (1-2 см) слой поверхностного гори-

зонта окружающей солонец плодородной несолонцовой почвы, ко-

торый и будет пахотным горизонтом нового профиля. Этот прием

наиболее эффективен для мелиорации солонцов черноземной зо-

ны,

поскольку срезка поверхностных слоев при тщательном вы-

полнении этого приема не вызывает заметного изменения плодо-

родия черноземов.

Срезанный мелкозем гумусового горизонта в буртах складиру-

ют на поверхности мелиорируемых солонцовых участков, а затем

разравнивают грейдерами по полю. Н.В. Орловский, впервые пред-

ложивший этот прием мелиорации солонцов в черноземной зоне

Мочарный ландшафт

—

депрессии в степной зоне с близким от дневной по-

верхности залеганием грунтовых, часто минерализованных вод Различают первич-

ные и вторичные мочарные ландшафты

239

Западной Сибири, считал достаточным нанесение слоя мощностью

6—9 см в несколько приемов. И.Н. Антипов-Каратаев в Поволжье

на более мощных черноземах показал возможность землевания

в один проход с нанесением на поверхность солонца мощного па-

хотного слоя (до 15—20 см). Землевание эффективно в первый год

выполнения этих работ. Оно оказалось целесообразным на степ-

ных солонцах черноземной зоны, но непригодно для луговых со-

лонцов и малоэффективно при мелиорации солонцов сухостепной

зоны в связи с небольшой мощностью гумусового горизонта каш-

тановых почв. Землевание должно сочетаться с интенсивной систе-

мой мероприятий но восстановлению плодородия почв на срезан-

ных участках поверхности. Большое значение приобретает внесе-

ние удобрений, особенно органических, посев сидератов и другие

мероприятия.

8.12.3.5. ТЕРМИЧЕСКИЙ ПАР

Термический пар применяют для улучшения свойств солонце-

ватых почв и солонцов сухостепной и полупустынной зон. Его дей-

ствие основано на улучшении физических свойств солонцового го-

ризонта под действием солнечной радиации. Способ заключается в

том, что при вспашке солонцовый горизонт выворачивают на по-

верхность, где он подвергается действию климатических факторов.

В сухостепной и полупустынной зонах под действием высоких тем-

ператур в континентальных условиях происходит дегидратация и

коагуляция почвенных коллоидов. При этом улучшаются физиче-

ские свойства солонцового горизонта. Термический пар применим

только при малом количестве осадков, высоких и резко колеблю-

щихся температурах. Способ непригоден для мелиорации всех лу-

говых солонцов, а также для мелиорации автоморфных солонцов

черноземной зоны.

8.12.3.6. ГЛУБОКОЕ МЕЛИОРАТИВНОЕ РЫХЛЕНИЕ

Глубокое мелиоративное рыхление позволяет существенно

улучшить эффект гипсования. Сущность этого приема заключается

в том, что солонцы и солонцеватые почвы после внесения гипса

подвергают глубокому мелиоративному безотвальному рыхлению.

При этом происходит механическое разрушение плотного солон-

цового горизонта, более полное взаимодействие мелиоранта (гип-

са) с минеральной массой почвы, изменение неблагоприятных

свойств почв в более мощной толще, уменьшение емкости катион-

ного обмена, снижение содержания поглощенного натрия. Глубо-

кое мелиоративное рыхление способствует накоштению влаги и бо-

лее активному промыванию профиля солонца. Применение глубо-

кого рыхления наиболее целесообразно на орошаемых почвах на

фоне дренажа.

240

>Г02

:.<f'

<-1.1

Река Варзоб, верхнее течение.

Таджикистан

ы.~"*^*-

BBig^PI^

'" М-.-»--

^y-:VvT^'"^1 1.2

^ Галечниково-валунные отложения в

I дельте р. Варзоб

Толща песчано-валунно-

галечникового аллювия второй

террасы р. Амударья. Ферганская

долина. Таджикистан

1.4

Дно оросительного канала,

проложенного в толще песчано-

валунно-галечникового

аллювия.Ферганская долина.

Таджикистан