В беседах с аграриями мы часто сталкиваемся с проблемой засоления почв. При этом достаточно сложно разобраться в классификации таких почв и решить, что делать. Ученые применяют различные и достаточно сложные классификации для описания этого явления.
В советские времена по проблеме засоления почв было подготовлено множество научных работ специалистов, но со временем многие их наработки забылись до такой степени, что даже само определения видов этих почв: солонца, солончака и солоди вызывает затруднение. Не говоря уже о приемах оздоровления почвы.
Вместе с тем актуальность проблемы нарастает на юге России в связи с активным внедрением полива при выращивании сельхозкультур. Что по этому поводу пишут российские ученые? Обобщаем опыт с точки зрения приемов, которые можно применить на практике.
Понятие солонца, солончака и солоди
Ученые применяют разные классификации засоленных почв, но наиболее традиционный подход определяет три больших типа покровов: солончаки, солонцы и солоди.
Слонцами называют почвы, в которых обменный натрий составляет более 20% от ёмкости катионного обмена. Они отличаются ярко выраженной дифференциацией профиля и имеют неблагоприятные агрономические характеристики. В профиле этих почв можно выделить плотный столбчатый или призматический горизонт, а также горизонт, напоминающий глыбы, солонцовый горизонт.
В отличие от солончаков, в солонцах соли, которые могут растворяться в воде, находятся не в верхнем слое, а на некоторой глубине. Одна из особенностей процесса образования солонцов – наличие иллювиальных горизонтов. Это приводит к неблагоприятным физико-химическим и водно-физическим свойствам почвы.
Солончак – это почва, которая содержат большую концентрацию солей в количестве, токсичном для растений, не приспособленных к произрастанию в таких условиях. Есть также классификация солончаковых почв В.А. Ковды и В.В. Егорова по степени засоления, согласно которой выделяют покровы практически незасоленные, слабозасоленные, среднезасоленные, сильнозасоленные и солончаки.
Характерная черта солодей – присутствие кремнекислоты в верхних слоях. Они формируются в результате распада солонцов. Слой растворимых солей находится прямо под гумусовым горизонтом. Поэтому, даже при большом количестве органических веществ, эти почвы не отличаются высоким плодородием.
Солоди часто можно встретить в лесостепных, сухих и полупустынных степных зонах. Особенно много их в лесостепной части Западно-Сибирской низменности, где они формируются под берёзовыми и берёзово-осиновыми лесами.
Пятью основными проблемами, возникающими в результате высокой солености, являются физиологическая засуха, токсические эффекты, нарушение метаболизма растений, влияние на структуру клеточной мембраны и подавление синтезе белка.
Использование засоленных почв
Засоленную почву можно использование только после проведения комплекса агротехнических мероприятий. Одним из ключевых этапов является глубокая вспашка и промывка почвы пресной водой. Для этого необходимо обеспечить качественный водоотвод и дренаж, чтобы предотвратить подъём грунтовых вод к поверхности. Также важно соблюдать нормы полива. Также засоленные почвы нуждаются в постоянном рыхлении верхнего слоя, внесении органических и минеральных удобрений.
С засолением борются при помощи посева солеустойчивых культур (люцерны, ячменя, проса, пшеницы, ржи), травосеяния на фоне орошения, высадки древесной растительности вдоль оросительных каналов, а также
- гипсования для солонцов;
- известкования для кислых солодей;
- глубокой вспашки с почвоуглублением;
- оборудования вертикального дренажа;
- землевания (переноса плодородного слоя почвы на малоплодородный покров).
В целом засоленные почвы редко используют для выращивания на них сельскохозяйственных культур. Чаще всего в качестве сенокосов и пастбищ. В зависимости от состояния почвы можно рассмотреть возможность возделывания солеустойчивых растений:
- полевые – ячмень, сахарная свекла, хлопок;
- овощные – свекла столовая, спаржа, шпинат, капуста листовая;
- кормовые – пырей и овсяница.
Среднеустойчивыми к соли культурами являются пшеница, кукуруза, подсолнечник, рис, соя, горох, огурец, тыква, лук, салат-латук, морковь, капуста, томат, перец, люцерна, инжир, гранат, виноград.
Как улучшить состояние солонцеватых почв?
Из-за высокого уровня pH почвы солонцов требуют проведения мелиоративных мероприятий. Одним из самых популярных методов химической мелиорации является гипсование. Ученые убеждены, что в этом случает применение фосфогипса действительно работает. При этом мелиорант улучшает агрохимический потенциал урожайности почвы. Доза внесения (тонн на гектар) рассчитывается по следующей формуле:
CaSO4∙2H2O = 0,086 (Na – 0,05 ЕКО)∙h dv , где:
- 0,086 – значение 1 мг-экв гипса,
- h – мощность пахотного слоя (см),
- dv - плотность солонцового горизонта (г/см3).
Какие еще мелиоранты вносят в почву?
В качестве мелиоранта также применяют:
- фосфогипс,
- хлорид кальция,
- сульфат железа,
- серную кислоту,
- гипсовые породы, известные как гажа, и другие вещества.
Результат внесения фосфогипса на практике
В ходе проведения круглого стола МХК «ЕвроХим» аграрии поделились опытом применения фосфогипса на своих полях в 2024 году. Руководитель агрономической службы фермерского хозяйства Юзефов Н.Н. Евгений Устинов рассказал о том, что фосфогипс в хозяйстве применяют уже более пяти лет.
Выращивание картофеля и лука на площади около 1500 гектаров связано с активным поливом, что приводит к засолению почвы. Однако первые испытания показали положительный результат: структура почвы улучшилась. Это привело к улучшению качества клубней картофеля и повышению урожайности.
Ежегодно мы закупаем около полутора тысяч тонн мелиоранта, а в этом году увеличили его использование до 4 тысяч тонн. В зависимости от результатов агрохимического обследования, мы распределяем от 5 до 9 тонн на гектар. Применение фосфогипса в регионе субсидируется. Мелиорант вносится осенью под вспашку. За смену тракторист обрабатывает площадь от 20 до 25 гектаров. В этом году мы внесли фосфогипс на 400 гектаров. Мы довольны результатами применения, несмотря на достаточно высокую стоимость доставки».
Евгений Устинов - руководитель агрономической службы фермерского хозяйства Юзефов Н.Н.
Геннадий Сабынин, глава крестьянско-фермерского хозяйства, поделился результатами опыта по гипсованию с 2004 года. Он отметил, что экономический эффект от внесения фосфогипса окупил все затраты.
В Андроповском районе Ставропольского края, где 85% почв являются солонцеватыми, ежегодно необходимо вносить 200 тысяч тонн фосфогипса. Для внесения мелиоранта используется разбрасыватель АМКОДОР ПМФ-20. За день он способен обработать площадь около 50 гектаров и внести примерно 500 тонн фосфогипса.
Руководитель отметил, что культуры на полях, где вносился мелиорант, лучше перенесли засуху в 2024 году. Помимо других свойств, агромелиорант позволяет более эффективно удерживать влагу в почве.
Что касается экономики, то в среднем мы вносим 10 тонн на гектар или 60 кг действующего вещества фосфора на гектар. Если сравнить с применением Амофоса 12-52 (содержание фосфора – 52), мы выигрываем 8 кг».
Геннадий Сабынин - глава крестьянского фермерского хозяйства.
Влияние особенностей почвы на эффективность гипсования
- Для луговых солонцов доза гипса составляет 10-15 т/га.
- Доза гипса для хлоридно-сульфатных почв – 5-8 т/га.
- Гипсование полугидроморфных лугово-степных и автоморфных степных солонцов наиболее эффективно при условии проведения на них орошения.
В случае, если уровень грунтовых вод находится на глубине более 1,5–2 метров, гипсование является действенным методом для улучшения состояния луговых солонцов. Однако, если грунтовые воды сильно засолены и минерализованы, то применение химической мелиорации не принесёт желаемого результата.
Гипс обладает низкой растворимостью и не оказывает отрицательного воздействия на растения, однако специалисты считают, что высокая доза сульфата кальция может быть токсичной при концентрации более 1%. В этом случае может образоваться губчатая масса в почве, непроницаемая для воды и воздуха, что усложняет доступ растений к ресурсам и может привести к их угнетению.
Поэтому важно соблюдать рекомендации по дозировке и методам внесения гипса или фосфогипса для мелиорации солонцов, чтобы избежать избыточного накопления сульфата кальция. Тщательное изучение почвенных условий поможет достичь результатов без вреда для растений.
Другие методы оздоровления почв-солонцов
Кислование – особенно эффективный метод для содовых солонцов, если в профиле почвы присутствуют значительные запасы карбонатов. Этот метод применим только на орошаемых территориях. Для луговых солонцов промывка должна проводиться в сочетании с устройством дренажной системы.
Под кислованием почвы понимают один из способов улучшить состояние содовых солонцов путем внесения различных химических веществ, которые делают её более кислой. Среди них – серная кислота, сера, сульфат железа и сульфат алюминия. Они помогают растворить соединения кальция и нейтрализовать соду.
Этот метод также используют для того, чтобы сделать почву более кислой, если она изначально нейтральная или щелочная, в том числе для выращивания некоторых сельскохозяйственных культур, например, чая. Также подкисление почвы помогает повысить её плодородие.
Биологическая мелиорация оказывает положительное воздействие на физические и химические характеристики солонцов. В процессе используются такие растения, как тамарикс, лох, скумпия, акация, а также клён татарский и ясенелистный.
Биологическая мелиорация (фитомелиорация) – это комплекс мероприятий по улучшению агрохимических свойств почв и качества природной среды с использованием естественных или культивированных растений (фитомелиорантов, фиторемедиантов и др.) или растительных сообществ.
Землевание – это процесс нанесения на поверхность почвы плодородного слоя толщиной от 2 до 3 сантиметров. Процедура проводится несколько раз и особенно эффективна на небольших участках солонцов.
Самомелиорация эффективна при наличии гипсовых отложений или извести под солонцовым слоем. При этом самомелиорация подразумевает применение в качестве мелиоранта карбонатов и гипса самой почвы.
При плантажной вспашке на глубину 50-55 см происходит перемешивание гипсового или карбонатного горизонта с солонцовым слоем. Обычно он находится на глубине 35-50 см. Метод зависит от мощности слоев и наличия карбонатов. На средних и глубоких солонцах применяется трехярусная вспашка, на мелких – плантажная вспашка с равномерным перемешиванием гумусового, солонцового и известкового слоев.
Также характеристики солонцов могут быть улучшены путём внесения органических и кислых минеральных удобрений. Удобрения, которые подкисляют почву, такие как сульфат аммония и аммофос, на почвах с высоким содержанием солей не только обеспечивают растения необходимыми питательными веществами, но и способствуют снижению щелочности почвы. Это, в свою очередь, улучшает усвоение растениями элементов питания.
Актуальность проблемы засоления почв в России
В целом тема засоления почв становится все более актуальной в последнее время в России. Современные методы повышения продуктивности и наращивание объемов производства сельскохозяйственной продукции могут иметь негативные последствия для ее здоровья.
В Южном федеральном округе, где осадки выпадают редко, а климат засушливый, многие хозяйства используют орошение. Это повышает прибыльность растениеводства, но может привести к вторичному засолению почвы, хотя об этом не принято говорить открыто. Ставропольский край характеризуется наибольшей площадью распространения проблемных земель ЮФО:
- Краснодарский край – 110 тыс. га,
- Ростовская область – 180 тыс. га,
- Ставропольский край – 437 тыс. га.
Если посмотреть на распределение солонцов в трёх областях Южного федерального округа, становится ясно, что проблема требует серьезного внимания и решения не только на уровне каждого отдельного хозяйства.
Статья подготовлена по материалам публикаций российских ученых. Список находится в редакции.
Светлана ДАРЕНСКИХ, «ГлавАгроном»