29 Билет

Влияние засоления на минеральное питание растений

Главная трудность в понимании особенностей минерального питания в условиях засоления — согласовать результаты опытов в водной культуре и в полевых условиях. Почвы отличаются по уровню засоления, влажности, механическому составу и содержанию питательных веществ, поэтому переносить результаты опытов в водной культуре в поле некорректно. Рассмотрим, каким же образом питание макро- и микроэлементами зависит от засоления.

Азот. Большинство полевых опытов по изучению влияния засоления на азотное питание полевых и овощных культур проводилось в условиях недостатка азота в почве. Добавление азота на фоне умеренного засоления усиливало рост и повышало урожай у изучаемых культур (кукуруза, фасоль, пшеница, яблоня, виноград, томаты, морковь, шпинат и др.). Однако это не означает повышения солевыносливости культур. Важно, что внесение азота на засоленной почве выше уровня, оптимального для этого типа почв, но на незасоленной почве, не повышает урожайность культур, но может снизить накопление нитратов в растении. Это и неудивительно, так как увеличение поглощения и накопления Cl- часто сопровождается уменьшением концентрации NO3- в побегах (огурцы, кабачки, арбуз, томаты). Одни авторы относят это к антагонизму Cl- и NO3-, другие — к ингибированию поглощения воды при засолении. Интересно, что более солевыносливые сорта арбузов и томатов характеризовались более высокой скоростью поглощения NO3-, чем менее солеустойчивые, и коэффициент обратной корреляции между концентрациями Cl- и NO3- в побегах у последних оказался выше.

Формы азота также имеют значение в определении итогового результата взаимодействия азотного питания и засоления. Растения кукурузы, арбуза и гороха при выращивании в водной культуре оказались более чувствительными к засолению при использовании аммонийного азота, чем нитратного. Добавление Ca2+ в питательную среду улучшало рост растений, выращиваемых в присутствии нитратного, но не аммонийного азота. Когда NO3-был единственным источником азота в питательной среде, накопление K+ в растении при засолении увеличивалось, а если присутствовали обе формы азота, напротив, снижалось. Когда соотношение NH+/N03 в растворе увеличивалось, растения накапливали больше Na+ и Cl- и меньше Ca2+ и K+ в листьях.

Результаты опытов по взаимодействию азотного питания и засоления в песчаной и гидропонной культуре резко отличаются от результатов опытов в почвенной культуре или в поле. Например, пшеница была более чувствительной к засолению, когда соотношение NH4+/NO3- при выращивании в водном растворе и песчаной культуре увеличивалось. Когда же пшеницу выращивали в почве, поливаемой раствором NaCl, она отличалась большей агрономической солевыносливостью при сочетании NH4+ и NO3, чем при только NO3. Видимо, в последнем случае концентрация NH4+ в почвенном растворе быстро снижается из-за взаимодействия с твердой фазой почвы. Этот опыт — классический пример того, как опыты по питанию, проведенные в водной культуре, могут привести к ошибочным рекомендациям по внесению удобрений в поле, особенно на фоне действия такого сложного фактора, как засоление.

Фосфор. Взаимодействие между засолением и фосфорным питанием такое же сложное, как и с азотным. Оно определяется видом растения (сортом), фазой развития, составом и уровнем засоления. Так, в опытах с кукурузой, сахарной свеклой, томатами и морковью показано, что, как и в случае с азотом, внесение фосфора не всегда увеличивает солевыносливость культуры. При этом может наблюдаться увеличение, отсутствие всякого эффекта или снижение солевыносливости на фоне соответственно слабого, умеренного или сильного засоления. Только в одном опыте с томатами добавление фосфора приводило к безусловному повышению солевыносливости в широком диапазоне засоления (10—100 мМ NaCl). Однако при этом содержание фосфора в проточной культуре поддерживалось на низком уровне, и положительная реакция наблюдалась только при его повышении с 0,1 до 10 мМ.

Большинство исследований, в которых показано снижение концентрации фосфора в растениях под влиянием засоления, проведено в почвенной культуре. Доступность фосфатов на засоленных почвах уменьшалась не только из-за влияния ионной силы, снижающей активность фосфатов. Дело в том, что концентрация фосфатов в почвенном растворе жестко контролируется процессами сорбции и низкой растворимостью Ca-P минералов. Поэтому логично, что концентрация фосфатов в полевых культурах снижается по мере повышения засоления (NaCl + CaCl2). Во многих случаях это снижение составляет 20—50% без видимых симптомов дефицита фосфора.

В опытах, проведенных в песчаной или водной культуре, засоление повышало концентрацию фосфора в тканях растений. Концентрация фосфатов в водной культуре (2 мМ) зачастую на несколько порядков выше, чем в почвенном растворе (2 мкМ), поэтому будучи оптимальной в варианте без засоления она может отрицательно влиять или даже быть токсичной для растений (кукуруза, пшеница) в условиях засоления в водной культуре. В этих случаях засоление в силу пока неизвестных обстоятельств вынуждает растение терять контроль над поглощением фосфатов и их транспортом в побег. Видимо, повышенное накопление фосфора в побеге контролируется на уровне корня независимо от состава солей.

Калий. Концентрация калия в расчете на сухую массу, как правило, снижается по мере увеличения хлоридного засоления и соотношения Na+/Ca2+ в корнеобитаемой среде. По отдельным данным, K+ может предпочтительно поглощаться и транспортироваться против градиента концентрации Na+, в результате чего его уровень в клеточном соке листьев фасоли возрастает по мере усиления засоления. Однако часто накопление Na+ в листьях увеличивается параллельно с содержанием K+, а соотношение K+/Na+ и коэффициент селективности K+/Na+ уменьшается с возрастанием засоления.

Индуцированный натрием дефицит калия является причиной снижения урожайности многих полевых и овощных культур. Ингибирование поглощения калия натрием представляет собой конкурентный процесс и имеет место независимо от типа засоления — хлоридного (Cl-) или сульфатного (SО4в2-). Однако реакция растений определяется именно типом засоления. Хотя содержание калия в горохе снижалось при обоих типах засоления, оно было выше в побегах при сульфатном, чем при хлоридном засолении. Поглощение Ca2+, напротив, было больше при хлоридном засолении, т. е. повышенный уровень Ca2+ тормозит поглощение K+. Однако для роста побега необходимы повышенные концентрации K+ в нем. Это объясняется тем, что, хотя увеличение содержания Na+ может помочь сохранять тургор растения, он не может полностью заменить калий при синтезе белка и активации ферментов. Высокая концентрация K+ в строме хлоропластов необходима также для поддержания оптимальной фотосинтетической способности листьев в стрессовых условиях. Так, потребность в калии листьев шпината, выращиваемого в водной культуре, при 250 мМ NaCl была в два раза выше, чем в варианте без засоления.

Присутствие достаточного количества Ca2+ в питательной среде влияет на избирательность K+/Na+ путем большего увеличения поглощения K+ за счет Na+. Улучшение состояния мембран при добавлении Ca2+ ведет к снижению утечки K+ из клеток корня и к более благоприятному калийному статусу клеток корня, чем стебля, при засолении у кукурузы, томатов и других культур.

Концентрация K+ в растениях при засолении зависит также от формы азотного питания (NH4+ или NO3). Поглощение K+ проростками огурца при хлоридном засолении ингибировалось при сочетании этих форм, но стимулировалось NO3-. Хотя подобная реакция может быть связана с известной конкуренцией между K+ и NH4+, меньшее поступление K+ из среды, содержащей NH4+, может быть обусловлено также изменением разности мембранного потенциала и pH.

По мнению некоторых исследователей, ингибирование поступления и распределения калия по растению при засолении можно частично компенсировать внесением повышенных доз калия при выращивании в водной культуре. Это наглядно показано на кукурузе, подсолнечнике, фасоли, томатах и др. Однако это положение не всегда верно. Считается, что, несмотря на положительное влияние на соотношение K+/Na+, внесение дополнительного калийного удобрения не снижает отрицательного воздействия засоления на урожайность. Действительно, в полевых условиях концентрация K+ в почвенном растворе остается достаточно низкой даже после внесения калийных удобрений. Поэтому трудно представить ситуацию, когда разумные дозы калийных удобрений, внесенных в почву, могли бы полностью скорректировать индуцированный натрием дефицит калия в растениях при засолении.

Кальций. В литературе описано более 40 патологий в результате недостаточного содержания кальция в плодах, корне- и клубнеплодах, запасающих органах и листовых формах овощных культур даже в отсутствие засоления. При засолении опасность этих нарушений резко возрастает, как и потребность органов в Ca2+. Вместе с тем поглощение Ca2+ из субстрата может ингибироваться в результате взаимодействия ионов и увеличения их концентрации, что также снижает активность Ca2+ и соответственно доступность для растений. Глубина связанных с недостатком кальция нарушений зависит также от состава засоляющих ионов и погодных условий.

Низкие и даже умеренные уровни засоления иногда используются для повышения содержания сахара, сухих веществ в плодах, в частности томатов. Однако в результате возникает опасность появления гнили на плодах из-за пониженного поглощения кальция корнями и повышенного сопротивления его транспорту внутри плода. Одновременно тормозится развитие ксилемы и происходит локальная деградация дистальных тканей плода. Снижение продуктивности томатов можно ослабить добавлением Ca2+ в корнеобитаемую среду, что обусловлено скорее подавлением транспорта Na+ в побег, чем антагонизмом Na+ и Ca2+ на поверхности корня. Аналогичная тенденция обнаружилась на растениях перца и баклажана, при выращивании которых на засоленной гидропонной культуре с увеличенным соотношением Na+/Ca2+ поражение плодов гнилью резко возрастало. Хотя плоды огурца мало страдают от дефицита Ca2+, при сильном засолении поглощение и транспорт Ca2+ ко всем органам сильно подавлялись. Кальций аккумулировался преимущественно в плодах за счет нарушения его баланса в молодых тканях побега.

При высоком соотношении Na+/Ca2+ в субстрате происходит ингибирование роста, а также значительные изменения в морфологии и анатомии корней, особенно в зоне растяжения клеток. Это явление лежит в основе регуляции роста корня засолением, который может быть частично восстановлен добавлением Ca2+ в питательный раствор.

Добавление Ca2+ в питательную среду:

• снижало транспорт натрия и хлора от корней к листьям у цитрусовых;

• существенно увеличило урожай клубней у картофеля при гипсовании засоленных почв;

• повышало всхожесть и активировало рост растений фасоли, находящихся под действием солевого стресса;

• обеспечивало целостность мембран у фасоли и снижало таким образом утечку NO3- и H2PO4-.

Магний. Влияние засоления на поступление и транспорт Mg2+, в отличие от Ca2+, исследовано гораздо меньше. Вместе с тем Ca2+ сильно конкурирует с Mg2+, а места связывания на плазма-лемме имеют меньшее сродство с сильно гидратированным магнием, по сравнению с кальцием. Поэтому повышение концентрации кальция в питательном растворе, как и засоление, приводит к увеличению содержания в листе Ca2+ и снижению Mg2+. Однако увеличение засоления связано со снижением содержания Mg2+ в листьях, например, у сахарной свеклы. У овощных культур отмечено отсутствие эффекта. При соотношении Mg2+/Ca2+ > 1,0 в питательном растворе рост кукурузы и целого ряда овощных культур тормозится, что обусловлено низкой концентрацией Ca2+ в корнях.

Микроэлементы. Связь между засолением и содержанием микроэлементов сложная и неоднозначная. Засоление может повышать или снижать содержание микроэлементов в побегах, или не оказывать никакого влияния. Это зависит от вида или органа растения, уровня засоления или засоляющих элементов, концентрации микроэлементов, условий выращивания и длительности экспериментов. Так, индуцированный засолением дефицит Mn отмечен в побегах ячменя, причем добавление его в питательный раствор повышало солеустойчивость культуры. В большинстве опытов, независимо от того, проводились ли они в почвенной или водной культуре, засоление снижало содержание Mn в побеге у кукурузы, фасоли, гороха, огурцов и томатов, но повышало содержание Mn в листьях и черешках у солеустойчивой сахарной свеклы. Однако в этих опытах не изучалось влияние дополнительного внесения Mn на солевыносливость культур.

Засоление, как правило, повышает содержание Zn в побегах (кукуруза, фасоль, томаты, цитрусовые), а в отдельных случаях не влияет или даже снижает (огурцы, морковь) его.

Данные по влиянию засоления на содержание Fe в растениях такие же противоречивые, как и по другим микроэлементам: оно повышалось в побегах гороха, сои, томатов, кабачков, но снижалось у ячменя и кукурузы.

Подводя итоги обсуждения влияния засоления на минеральное питание, отметим, что вызываемые при этом изменения являются результатом нарушения доступности питательных веществ, конкуренции при поглощении, транспорте, распределении по органам растения. Так, засоление снижает поглощение фосфатов и их накопление в растении в поле прежде всего благодаря уменьшению доступности фосфатов. Засоление NaCl снижает не только доступность Ca2+, но и его транспорт и подвижность в растущих зонах растения, отрицательно влияя на урожай и его качество, особенно при высокой температуре и низкой влажности воздуха. Натрий снижает поглощение K+, а Cl- уменьшает поглощение NO3. Наличие этих нарушений, а также возможное влияние их на урожай и его качество зависит от культуры и экспериментальных условий.

Несмотря на большое число исследований, демонстрирующих ингибирование поглощения и накопления питательных веществ при засолении, мало данных, указывающих на то, что внесение этих веществ в питательный раствор в дозах, превышающих их норму в отсутствие засоления, повышает урожайность. Вместе с тем это может улучшить качество урожая.

29 Билет

25. Основные закономерности трансформации фосфора в разных почвах при внесении фосфорных удобрений.

При обосновании подхода к выбору фосфорного удобрения в той или иной зоне руководствуются следующим:

При внесении суперфосфата в кислую почву:

Т.е. в кислых почвах

Таким образом, при внесении суперфосфата в кислый почвы происходит ретрограыация (переход в труднодоступную форму).

В щелочных почвах Н₂РО₄ 2- не может взаимодействовать с Al(OH)₂О —

При внесении суперфосфата в щелочную (карбонатную) почву

При внесении фосфоритной муки в кислую почву

Таким образом, при внесении фосфоритной муки на кислых почвах, кальций из труднодоступной переходит в доступную для растений форму. Почва начинает разлагать фосфорит при Нг не менее 2,5 мг-экв/ 100 г почвы.

В качестве основного удобрения преципитат на большинстве почв так же эффективен, как суперфосфат. На кислых почвах он может даже превосходить суперфосфат по действию на урожай, потому что суперфосфат на кислых почвах подвержен ретроградации и превращается в фосфаты полуторных окислов в большей степени, чем преципитат.

Учитывая всё вышесказанное, приходим к заключению, что:

На кислых д-п почвах в качестве основного эффективна фосфоритная мука, припосевного- растворимая форма (простой, двойной суперфосфат), а также комплексные удобрения.

На чернозёмах в качестве основного удобрения можно применять фосфоритную муку, но только в том случае, если она есть в хозяйстве, поскольку эффект проявится только через несколько лет. Поэтому лучше всего использовать растворимые (простой, двойной суперфосфат) и полурастворимые (термофосфаты- преципитат).

На южных почвах в качестве основного- термофосфаты (преципитат), при посеве- растворимые формы.

53.Засоленные почвы

Засоленные почвы — почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в токсичных для с/х растений количествах. К ним относятся солончаки, солонцы, солоди. Распространены преимущественно в зоне сухих и пустынных степей, пустынях, иногда — в степной, лесостепной и таежно-лесной зоне.

Источники солей в почвах:

* Засоленные грунтовые воды;

* Перенос солей ветром (в районах распространения соленых озер, солончаков и на морском побережье);

* Биогенная аккумуляция (вынос растениями солей из глубоких горизонтов на поверхность).

* Вулканическая деятельность (излияния солевых грязей).

СОЛОНЧАКИ — очень сильно засоленные почвы с поверхности и по всему профилю. Сущность солончакового процесса — накопление солей в почве. Образуются при высоком залегании засоленных грунтовых вод в условиях выпотного режима, на засоленных породах, иногда — в результате приноса солей ветром, часто — вследствие неправильного орошения.

Характерная особенность — равномерное распределение илистых ч-ц, кремния и полуторных окислов. рН засоленных нейтральными солями 7,3-7,5, содовых 9-11. Имеют карбонаты с поверхности.

Соли высокогигроскопичны, т.е. снижается количество доступной растениям влаги и элементов минерального питания. Чем легче соли проникают в растения, тем выше их токсичност (сульфаты<хлориды<сода).

Освоение солончаков возможно при проведении сложной мелиорации, например, промывки (часто с одновременным возделыванием риса на фоне глубокого дренажа. Поливные воды только пресные. Существует опасность подъема грунтовых вод при переливе и как следствие — вторичное засоление).

Предупредить вторичное засоление — посадка древесной растительности (много воды расходуется на транспирацию, => уровень грунтовых вод понижается), либо покрыть дно оросительных каналов водонепроницаемым материалом.

СОЛОНЦЫ: содержат в поглощенном состоянии большое количество обменного натрия, а иногда и магния в иллювиальном горизонте В.

Приурочены к территориям с солевыми аккумуляциями, подверженными колебательным процессам засоления/рассоления.

Главный фактор и причина солонцеватости — присутствие в почве обменного натрия. По Гедройцу, солонцы образовались при рассолении солончаков, засоленных нейтральными солями натрия.

Натрий вытесняет из ППК другие ионы (т.к. его много), насыщенные натрием почвенные частицы теряют агрегатное состояние из-за высокой гидратации иона Na. Резко возрастает растворимость органических и минеральных соединений вследствие появления щелочной реакции (гидролиз минералов и обменная реакция между Na из ППК и кальцием углекислых солей почвенного раствора). Подщелачивание раствора ведет к дальнейшему диспергированию коллоидов, к-рые из-за большой подвижности выщелачиваются из верхнего горизонта и на некоторой глубине превращаются в гели, образуя иллювиальный (солонцовый) горизонт. Для образования солонцов из солончаков необходима периодическая смена процессов засоления и рассоления (рассоление: удаление растворимых солей, образование соды, диспергирование и вынос почвенных частиц вниз по профилю). Солонцы образуются только при соотношении

Вильямс — биологическая теория развития солонцов: степная и полупустынная растительность выносит на поверхность большое количество солей, в т.ч. соды. Если источником Na является сода (выветривание магматических и осадочных пород, содержащих Na, к-рый реагирует с углекислотой почвы), солонцы возникают минуя стадию солончаков.

Лимитирующие факторы для растений:

* Обменные Na и Mg;

* Высокая щелочность почвы;

* Плохие физические свойства солонцового горизонта.

Коренное улучшение возможно:

* Внесение железа, серной кислоты

* Трехъярусная или плантажная

* При мелких пятнах — землевание (нагребание на солонцы плодородного слоя скреперами).

Наиболее эффективное средство повышения плодородия солонцов – замена натрия на кальций гипса или другой кальциевой слои. Гипсование позволяет улучшить водно-физические и химические свойства солонцов. Также можно использовать карбонаты кальция и гипса самой почвы путем глубокой вспашки, внесение органических и минеральных удобрений, а также травосеяние на фоне орошения, внесение искусственных структурообразователей.

Распространены в лесостепи, степи, сухой степи, полупустыне. Повсеместно приурочены к понижениям. По Гедройцу, образуются из солонцов путем их деградации в результате замещения обменного натрия на водород. В условиях щелочной реакции, возникающей из-за взаимодействия освобожденного Na с углекислотой, происходит разрушение ППК. Характерный признак солодей — наличие аморфной кремнекислоты, образующейся в результате некоторого распада алюмосиликатов под воздействием щелочных растворов. Свободная кремнекислота может образоваться как при рассолении солонцов, так и при периодическом воздействии на незасоленную почву слабых растворов натриевых солей. В последнем случае профиль сначала осолонцовывается, потом нисходящие токи воды интенсивно промывают почву и выносят продукты щелочного гидролиза. Кремнекислота может накапливаться и биогенным путем (развитие диатомей).

Временный анаэробиозис способствует образованию активных органических кислот и подвижных форм Fe и Mn, что способствует выносу элементов из вышележащих горизонтов.

Низкое естественное плодородие. Необходимо внесение органики и минералки. Часто имеют кислую реакцию в верхних горизонтах – желательно известкование. Глубокое рыхление благотворно влияет на плохие водно-физические свойства солодей (пылеватость, бесструктурность, слабая водопроницаемость, высокая плотность). Использование ограничено из-за рельефа (в западинах, долго переувлажнены). Если расположены мелкими пятнами — возможно землевание.

Целесообразно оставлять под древесной растительностью.

Характер и интенсивность использования засоленных почв зависят от климатических и почвенно-мелиоративных условий. В степной зоне глубокосолончаковатые почвы по характеру использования в неорошаемых условиях не отличаются от их типовых аналогов с более глубоким засолением или незасоленных.

На солончаковатых почвах этой зоны и тем более солончаковых требуется дифференцированное размещение культур и агротехника в соответствии с условиями засоления. При подборе культур используют региональные группировки и шкалы солеустойчивости растений.

Большая часть засоленных почв степной зоны, вовлеченных в активный сельскохозяйственный оборот, используется в неорошаемых условиях. Орошение практикуется на более благополучных почвах.

В пустынной и полупустынной зонах и в значительной мере в южной части сухой степи интенсивное земледелие связано в основном с орошением и соответственно с преодолением засоления, поскольку все почвы здесь в той или иной мере засолены или существует опасность засоления в процессе орошения. Освоение солончаковых почв возможно лишь при удалении солей в основном путем промывки. В мелиоративной практике применяются различные ее виды: поверхностная промывка, вмывание солей, сквозная промывка.

При орошении засоленных почв важное значение имеет выбор способов орошения и их комбинаций. Известные способы орошения (поверхностное, дождевание, аэрозольное или мелкодисперсное, внутрипочвенное, субирригация, капельное) имеют определенные преимущества и недостатки, которые следует учитывать сообразно мелиоративным и климатическим условиям.

Вторичное засоление — главная причина неудач при орошении земель в полуаридных и аридных районах земного шара. Оно возникает в результате перемещения к поверхности водорастворимых солей из глубоких слоев почвообразующих и подстилающих пород и грунтовых вод или в результате орошения минерализованными водами. Оно может быть связано и с притоком минерализованных грунтовых вод с вышерасположенных орошаемых массивов.

Угроза вторичного засоления возрастает по мере повышения уровня грунтовых вод и степени их минерализации.

Уровень грунтовых вод, при котором происходит накопление солей в верхних горизонтах почв, приводящее к угнетению и гибели сельскохозяйственных растений, называется критическим.

Этот уровень зависит прежде всего от водоподъемной способности грунтов и изменяется, в зависимости от гранулометрического состава, преимущественно, в пределах 1,5 до 3,5 м. При этом наиболее высокой способностью к капиллярному подъему воды характеризуются средние суглинки, особенно лессы (до 3,5 — 4 м); в тяжелосуглинистых породах она снижается до 2 м, в тяжелоглинистых до 1,5 м, в песчаных и супесчаных до 0,5 — 1,5 м.

Критический уровень грунтовых вод зависит также от их минерализации. Чем она выше, тем с большей глубины грунтовые воды могут вызывать засоление почв.

Опасность вторичного засоления возрастает по мере усиления засушливости климата.

В совокупности задач, которые приходится решать при эксплуатации ирригационных систем в районах массового орошения все более обостряется проблема утилизации дренажного стока, которая ранее не возникала при локальном орошении. Пока что она остается нерешенной ни в технико-экономическом, ни в экологическом аспектах, хотя разрабатываются различные варианты решений, в том числе: сброс минерализованных вод в местные понижения; отвод их в море; закачка в глубоко залегающие водоносные слои; использование на промывку и освоение солончаковых почв; очистка и опреснение, в том числе на атомных станциях.

Важнейшим условием орошения является оптимальное качество оросительной воды. При оценке пригодности воды для полива учитывается опасность засоления, осолонцевания почв, подщелачивания, загрязнения токсичными веществами.

Успех мелиорации засоленных почв зависит от характера их использования в мелиоративный и последующий периоды. Определяющую роль в данном отношении играет выбор культур и технологий их возделывания. Растения облегчают проведение мелиорации уже на начальном этапе. В тех случаях, когда необходимо промыть сильнозасоленную почву, опреснение которой не может быть достигнуто в течение одного промывного сезона, применение специальных культур-освоителей особенно важно. При этом, помимо затенения поверхности почвы, существенную роль играет разрыхляющее действие корневой системы, улучшение структуры почвы, фильтрационной способности.

Сильное воздействие на водно-солевой режим и физические свойства почв оказывает культура многолетних трав, особенно люцерны. Она благоприятствует значительному ускорению мелиоративного процесса. Благодаря высокой транспирации на полях с хорошо развитой люцерной в течение вегетационного периода уровень грунтовых вод часто на 70-100 см ниже, чем на соседних полях с пропашными культурами.

В качестве культуры-освоителя на недопромытых почвах нередко используется подсолнечник, обладающий высокой солеустойчивостью. Он развивает большую массу, потому хорошо затеняет поверхность почвы и улучшает ее свойства.

В качестве важного мелиоративного мероприятия, своего рода «биологического дренажа» следует рассматривать посадку двух-трехрядных лесополос вдоль всех постоянных элементов оросительной сети. Лесные насаждения расходуют большое количество грунтовых вод на транспирацию. Лесополосы вдоль оросительных каналов снижают уровень грунтовых вод на 1 м и более, создавая уклон их к каналу. Кроме того, полосные лесонасаждения уменьшают скорость ветра, ослабляют физическое испарение влаги с поверхности почвы, уменьшают сухость воздуха.

Создание оросительных систем на засоленных почвах часто имеет неблагоприятные экологические последствия, связанные с тем, что дренажный сток транспортирует в водоприемник большие количества солей, различных токсичных соединений (остатков пестицидов и их дериватов, тяжелых металлов). Происходит повышение концентрации солей в водах водоисточников, их эвтрофикация.

Определить степень и тип засоления почвы по содержанию токсичных ионов на основании данных анализа водной вытяжки

Мелиорация и агротехнические мероприятия на солонцах

На солонцовых почвах также создаются крайне неблагоприятные условия для произрастания растений. Поглощенный почвенными коллоидами натрий нарушает поступление в растение солей кальция, что является причиной кальциевого голодания.

На растение отрицательно влияет и высокая щелочность почвенного раствора и плохие физические свойства солонца. В результате резко снижается урожай и нередко наблюдается гибель растений.

При улучшении солонцов в первую очередь необходимо удалить из почвы поглощенный натрий, улучшить ее неблагоприятные физические свойства и понизить щелочность почвенного раствора.

При выборе средств окультуривания луговых и степных солонцов прежде всего учитываются их природа и свойства. Характерной особенностью луговых солонцов, в отличие от степных, является накопление солей в почве за счет грунтовых вод, что способствует образованию соды. Поэтому на луговых солонцах в первую очередь используются все те мероприятия, которые способствуют снижению уровня грунтовых вод (осушение заболоченных мест, высокая агротехника, древесные насаждения, дренаж).

В настоящее время известен ряд мероприятий, применение которых позволяет превращать солонцы в плодородные почвы. Для этого в практике применяются такие приемы, как внесение солей кальция в виде гипса или его заменителей (химическая мелиорация), землевание пятен солонцов, углубление пахотного слоя, а также использование солевыносливых растений.

Вытеснение поглощенного натрия и устранение соды, т. е. снижение щелочности почвенного раствора, достигается путем внесения в почву гипса (гипсование). При этом кальций гипса вытесняет поглощенный коллоидами почвы натрий и становится на его место. Реакцию вытеснения можно представить в виде следующей схемы:

Образовавшийся в почвенном растворе при этой реакции сернокислый натрий благодаря хорошей растворимости легко удаляется водою, в то время как гипс, являясь менее растворимым, остается в почве. В орошаемых районах удаление сернокислого натрия достигается промывками, а в неорошаемой зоне проводится снегозадержание с целью дополнительного накопления влаги, чтобы глубже промочить почву. На химическую мелиорацию солонцов обычно расходуется от одной до четырех тонн гипса на гектар.

Гипсование и глубокая вспашка почвы позволяют за несколько лет практически полностью ликвидировать неблагоприятные свойства солонцов. Вследствие этого почва солонцов становится менее вязкой и более проницаемой для воды и воздуха. При этом увеличивается количество воды и питательных веществ, доступных для растений.

При химической мелиорации солонцов вместо гипса используются и другие вещества. Хорошие результаты получаются при внесении в солонцы промышленного суперфосфата, который состоит почти наполовину из гипса и, кроме того, содержит свободную фосфорную кислоту, способствующую устранению соды и вытеснению натрия.

Положительное действие на солонцы оказывает и внесение серы. При этом некоторые микроорганизмы почвы переводят серу в серную кислоту, которая устраняет соду и щелочность, а недеятельный углекислый кальций пере

водит в более растворимый гипс. Гипс, в свою очередь, способствует удалению поглощенного натрия.

Переделка солонцов облегчается при внесении удобрений, различных отходов промышленности, имеющих кислую реакцию и содержащих растворимые соли кальция. Хорошие результаты получаются и при внесении в солонцы кислого торфа.

При улучшении солонцов обязательным приемом является углубление пахотного слоя. Если в подпахотном слое (30—40 см) имеется гипс, то мелиорация солонцов значительно облегчается и удешевляется. Обычно на таких солонцах вспашки производятся на полную глубину (40—50 см) с оборотом пласта. На безгипсовых солонцах рекомендуется пахать без выворачивания столбчатого горизонта на поверхность почвы. Это лучше всего достигается по способу Т. С. Мальцева (1954), который разработал эффективный прием окультуривания солонцов. По Т. С. Мальцеву, обычная глубокая вспашка выворачивает на поверхность солонцеватый слой, вследствие чего почва на многие годы становится малоплодородной, в то время как при вопашке плугами без отвалов на глубину 40— 50 см наблюдается уменьшение солонцеватости почвы и повышение ее плодородия. При этом углубление пахотного слоя должно сопровождаться внесением повышенных доз навоза и, по мере надобности, гипсованием.

Наряду с этим в настоящее время рекомендуется использовать так называемый термический пар (перегар) и почвенно-биологический метод освоения солонцов. Суть термического пара заключается в том, что ранней весной производится вспашка с расчетом вывернуть на поверхность часть солонцового столбчатого горизонта, а затем на один-полтора месяца пашню оставляют в пару. После повторных, более глубоких вспашек осенью вносят гипс. При использовании термического пара ускоряется проникновение гипса внутрь глыб уплотненного горизонта солонца, вывороченных при вспашке. Рекомендуемый почвенно-биологический метод освоения солонцов основан на применении органических удобрений, повышающих в почве содержание углекислоты. Увеличение концентрации углекислоты в почве повышает растворимость солей кальция, что облегчает вытеснение поглощенного натрия (Антипов-Каратаев и др., 1953).

В практике сельского хозяйства используется также прием землевания солонцов. В этом случае на солонцовые пятна переносится почва с соседних несолонцовых участков. При таком способе обменный натрий не удаляется, а происходит разбавление солонцового слоя.

В дальнейшем для создания и поддержания структуры почвы улучшенных солонцов применяются соответствующие севообороты, высокая агротехника, полезащитные лесополосы.

В районах с солонцовыми почвами большое внимание уделяется правильному размещению сельскохозяйственных культур. Умелый подбор солеустойчивых культур для разнообразных по своей природе солонцов дает возможность значительно повысить урожай и улучшить его качество.

В настоящее время в арсенале борьбы с засолением почвы имеются разработанные мелиоративные мероприятия, рациональные севообороты, соответствующие агроприемы, установленные правила водопользования. Таким образом, борьба с засолением ведется путем применения комплекса мелиоративных и агротехнических мероприятий, направленных на улучшение почвы. «Но в этом комплексе,— как справедливо отмечает известный специалист по засоленным почвам проф. В. А. Ковда (1947), — отсутствует использование способности растения приспосабливаться к засоленным почвам и повышать свою солеустойчивость». Иначе говоря, в комплексе борьбы с засолением почвы далеко не полно используются многообразные способы воздействия на природу растения с целью повышения солеустойчивости. При этом не используются в достаточной мере и методы селекции с целью получения солеустойчивых сортов культурных растений. Больше того, при районировании имеющихся сортов не всегда учитывается степень их солеустойчивости, что особенно важно для районов с засоленными почвами.

Источник https://industrial-wood.ru/fiziologiya-ustoychivosti/10700-vliyanie-zasoleniya-na-mineralnoe-pitanie-rasteniy.html

Источник https://studfile.net/preview/9596278/page:55/

Источник https://www.activestudy.info/melioraciya-i-agrotexnicheskie-meropriyatiya-na-soloncax/