Вопрос 77. Солончаки

Солончаки – галоморфные (отдел), площадь составляет 0,2%

Условия формирования. Солончаки — это почвы, засоленные с поверхности, содержащие в верхней 10-сантиметровый толще легкорастворимые (токсичные) соли в количестве не менее 1% (по данным водной вытяжки). Солончаки – типы почв, формирующиеся при засолении лесостепи, черноземно-степной зоны, зоны сухих степей, полупустынь и пустынь. Они формируются в условиях сухого климата и выпотного типа водного режима. Покрыты солончаковой растительностью (солянки, солеросы, кермек и др.).

Формируются солончаки чаще всего в условиях аридного и семиаридного климата степной, сухостепной и полупустынной зон, в отрицательных элементах рельефа: котловинах, впадинах, поймах и дельтах рек, а также на приозерных террасах, берегах морей и озер. Накопление солей реализуется при выпотном или периодически выпотном водном режиме в условиях неглубокого залегания минерализованных грунтовых вод. На орошаемых и подтопляемых территориях возможно образование вторичных солончаков при подъеме уровня засоленных грунтовых вод и поступлении в почву солей в количестве, превышающем их вынос поливными водами.

Растительность на солончаках сильно изрежена, представлена специфическими галофитными видами. Индикаторами засоления являются солерос и солянки.

Морфологическое строение профиля: S (g) — G s — CG s

Профиль солончаков морфологически слабо дифференцирован. Солончаковый горизонт S имеет оливково-палевую или серую окраску, бесструктурный и мало отличается от нижележащей толщи. Для него характерны обильные выделения солей в виде мелкокристаллических скоплений — прожилок и гнезд, присутствуют карбонаты и гипс. В сухом состоянии поверхность горизонта S покрыта солевой коркой толщиной от 0,5 до 2–3 см и (или) выцветами солей. Вскипание с поверхности. В профиле солончаков отмечаются сизые и ржавые пятна, а с 1–2 м и более ярко выраженные признаки оглеения. Грунтовая вода соленая, залегает на глубине 2–5 м. При более высоком положении грунтовых вод (1–2 м) под светлоокрашенным солончаковым горизонтом S g лежит зеленовато-сизый глеевый засоленный горизонт G s, сменяющийся засоленной глеевой почвообразующей породой СG s.

Основные почвообразовательные процессы: засоление и оглеение (не всегда).

Микроморфологическая характеристика. Солевые горизонты гидроморфных солончаков сульфатного химизма засоления характеризуются высоким содержанием новообразованных кристаллов гипса.

S Горизонт отличается средней пористостью и наличием свежих срезов корней (с высоким двупреломлением клетчатки) практически во всех порах-каналах. Материал характеризуется преобладанием мелких линзовидых кристаллов гипса в основной массе (мучнистая форма гипсовых новообразований), на поверхности гипсовых кристаллов отмечаются тонкие глинисто-карбонатные кутаны. Повышенная окарбоначенность гипсовой плазмы отмечена для отдельных микрозон. Образование мучнистых гипсовых новообразований происходит в зоне капиллярной каймы солончаков в условиях с частой сменой процессов иссушения-увлажнения.

В нижней части горизонта S материал становится более уплотненным, более окарбоначенным, с преобладанием гипсово-карбонатной плазмы. Характерно появление плотных глинисто-карбонатных конкреций разной формы и размерности. Наиболее крупные карбонатные конкреции неоднородны и состоят из микро- и криптокристаллических зерен кальцита и внутренних пор с тонкими кальцитанами. В наиболее пористых зонах появляются мощные гипсаны из неправильных по форме кристаллов гипса.

G s Для нижних оглеенных горизонтов характерны агрегаты с глинисто-пылевато-карбонатной плазмой, без включений тонких кристаллов гипса в основной массе. В свою очередь, размер и микроформы гипсовых новообразований существенно увеличиваются. Наиболее крупные и правильные по форме линзовидные кристаллы гипса приурочены к порам и расположены в зоне полного водонасыщения вблизи уровня грунтовых вод. Видно, что их рост вызывает разрушение глинисто-пылевато-карбонатного материала, унаследованного от почвообразующего материала.

По составу засоления встречаются корковые (NaCl), пухлые (Na2SO4), мокрые (CaCl2, MgCl2), черные Na2CO3) солончаки. Почвенный профиль солончаков слабо дифференцирован на генетические горизонты. Обычно выделяют гумусовый горизонт (А), переходный (В) и почвообразующую породу (С). Количество легкорастворимых солей в А колеблется в пределах 0,6–3% и более. Количество гумуса 1–8% с преобладанием фульвокислот, имеют щелочную реакцию среды (рН 7,5–11,0), емкость поглощения (Е) составляет 10–20 мг•экв/100 г почвы, сумма обменных оснований (S) равна 10–20 мг•экв/100 г почвы, степень насыщенности почв основаниями очень высокая (V=100%). В почвах небольшое количество азота и элементов питания. По вертикальному профилю на поверхности могут преобладать хлориды, ниже сульфаты, которые сменяются глубже карбонатами. На поверхности местами образуется горизонт соли белого цвета.

Высокая концентрация солей в почвенном растворе солончаков превышает осмотическое давление клеточного сока культурных растений. Токсичность солей возрастает от сульфатного к содовому типу засоления. Концентрация солей в почве – важный экологический фактор для сельскохозяйственных культур – тыква, томаты, капуста выдерживают 0,02% засоления, лук – 0,01%, огурцы – 0,007%. Засоленные почвы без коренного улучшения непригодны для выращивания культурных растений, поэтому в сельском хозяйстве не используются. Основные мероприятия при освоении солончаков – дренаж и промывание их пресными водами.

Хозяйственное использование. Солончаки в сельском хозяйстве не используются, использовать их можно только после проведения мелиоративных мероприятий. Рассоление солончаков — дорогостоящий процесс, требующий больших количеств пресной воды и сложных дренажных сооружений, поэтому мелиорируют солончаки лишь там, где это жизненно необходимо.

 

Вопрос 78. Солонцы.

Солонцы – почвы, содержат большое количество обменного натрия в почвенном поглощающем комплексе. Солонцы имеют и водорастворимые соли, но не с поверхности, как солончаки, а на некоторой глубине. Это почвы, содержащие в иллювиальном горизонте в поглощенном состоянии натрий, а иногда и магний, и характеризующиеся особым, резко выраженным строением профиля. На земном шаре их площадь составляет 77,7 млн. га. Особенно широко они распространены в полупустынях и сухих степях среди бурых пустынно-степных и каштановых почв. По низинным равнинам солонцы проникают в черноземные степи и лесостепь.

Растительность представлена специфическими видами растений как с глубокой корневой системой (полынь, ромашник и др.), так и с поверхностной, образующих дернину. Характерными чертами биологического круговорота являются преобладание подземной биомассы над надземной (в 20 раз и более), повышенная ее зольность (до 10%). Солонцы встречаются более или менее крупными массивами в лесостепной, степной и пустынно-степной зонах. Они развиваются на равнинах в условиях непромывного водного режима при отсутствии влияния грунтовых вод, а также на террасах рек и озер и в понижениях рельефа при дополнительном поверхностном или грунтовом увлажнении. Формируются на разнообразных по гранулометрическому составу рыхлых отложениях, содержащих карбонаты, гипс, а часто и легкорастворимые соли. Растительность представлена сообществами специфической солонцовой флоры, которая активно накапливает щелочные и щелочноземельные элементы, тем самым поддерживая солонцовый процесс. Поверхность солонцов часто покрыта водорослями и лишайниками.

Мезо-фауна часто отсутствует, что определяется тепловым режимом разных термических поясов (от 100 до 600 мм, при коэффициенте увлажнения 0,2-0,9).

Генезис солонцов. Образование солонцов происходит под влиянием комплекса процессов:1) осолонцевания; 2) осолодения; 3) элювиально-глеевого; 4) гумусово-аккумулятивного; 5) накопления легкорастворимых солей в подсолонцеватом горизонте как за счет выноса солей из верхней части профиля, так и за счет подъема по капиллярам минерализованных грунтовых вод; 6) оглеения нижней части профиля гидроморфных солонцов.

Образуются солонцы при рассолении солончаков, засоленных солями натрия, и в результате постепенного засоления. Источником солей натрия может быть и степная травянистая растительность – полынь, кермек и др. Содержание натрия в поглощающем комплексе вызывает дисперсность органических и минеральных коллоидов. Под воздействием нисходящего тока влаги коллоиды вымываются и на некоторой глубине пептизированные коллоиды под воздействием электролитов коагулируют и образуют иллювиальный горизонт.

Появление соды – характерный признак всех солонцов, независимо от того, что предшествовало их образованию – засоление нейтральными солями (хлоридами и сульфатами) или содой. Но, разумеется, если солонец образовался в результате содового засоления, а тем более, если грунтовые воды залегают еще близко от поверхности и новообразование соды за счет восстановления сульфатов продолжается, содержание соды в солонцах бывает особенно высоким.

Строение солонцового профиля имеет четко выраженные горизонты:

А1	Гумусово-элювиальный (надсолонцовый) горизонт, комковато-пылеватый, рыхлый, облегченного гранулометрического состава. Цвет этого горизонта меняется от светло-бурого в сухих степях до темно-серого и черного в степной и лесостепной зонах.
В1	Иллювиально-гумусовый «солонцовый» горизонт, темно-бурый или с коричневым оттенком, плотный в сухом состоянии, трещиноватый, структура столбчатая, призматическая или глыбистая. На гранях отдельностей глянцевидная лакировка, во влажном состоянии вязки, бесструктурный.
ВСв	Мощный «подсолонцовый» горизонт более светлой окраски, менее плотный, чем солонцовый, с выделениями карбонатов, гипса и легкорастворимых солей, сменяющих друг друга по глубине; может подразделяться на подгоризонты
ВСс или Сс	Горизонт переходный к породе со скоплениями легкорастворимых солей гипса, карбонатов.

Сверху профиль солонца начинается надсолонцовым горизонтом, который в то же время является гумусово-элювиальным, т.е. горизонтом А₁. Мощность его изменяется от 2-3 см в так называемых корковых солонцах, до 15-25 см в глубокостолбчатых солонцах. Он окрашен в светло-серый цвет разной интенсивности в зависимости от содержания гумуса и имеет сравнительно легкий гранулометрический состав. Структура слоеватая, но иногда этот горизонт несколько цементирован, и в этом случае образует хрупкую непрочную корочку ноздреватого или пористого сложения.

Ниже идет иллювиально-гумусовый горизонт В₁, называемый также солонцовым, темно-бурый или с коричневым оттенком. Он распадается обычно на хорошо обособленные отдельности – столбы, тумбы или призмы, вследствие чего его называют еще столбчатым или призматическим.

Под солонцовым горизонтом находится обычно мощный «подсолонцовый» горизонт (ВСв) скопления солей, среди которых чаще всего преобладают гипс и сернокислый натрий, но встречаются и хлориды. Этот горизонт имеет окраску, свойственную материнской породе, но осветленную солями. Мощность горизонта скопления солей может колебаться от 50-70 до 200-300 см.

Ниже его идет материнская порода (ВС_с или С_с), содержащая небольшое количество легкорастворимых солей гипса, карбонатов.

Классификация. Солонцы отличаются большим разнообразием профилей и химического состава. По характеру водного режима солонцы делят на три типа: аморфные, полугидроморфные и гидроморфные, внутри которых выделяются подтипы в зависимости от их расположения в той или иной зоне (черноземы, каштановые, лугово-каштановые и др.).

По глубине залегания грунтовых вод солонцы подразделяются: луговые (уровень грунтовых вод менее 3 м), лугово-степные (3-7 м) и степные (более 7 м).

Независимо от их принадлежности к одной из указанных групп, солонцы подразделяются по мощности надсолонцового горизонта ( глубина залегания солонцового горизонта), также на три группы: мелкие, у которых надсолонцовый горизонт имеет мощность не более 7 см (в том числе корковые), среднестолбчатые, у которых мощность надсолонцового горизонта варьирует от 7 до 15 см, и глубокостолбчатые, у которых она превышает 15 см (15 - 25 см).

Далее солонцы подразделяются по глубине залегания солей на солончаковые (когда соли залегают не глубже 30 см), солончаковатые (глубина залегания солей 30-80 см) и глубокосолончаковатые (соли залегают глубже 80 см).

По составу солей различают солонцы содовые, смешанного засоления (содово-хлоридно-сульфатные) и хлоридно-сульфатные.

Свойства солонцов. Профиль солонцов четко дифференцирован по гранулометрическому и минералогическому составу. Для солонцов характерно обеднение илом и окислами алюминия и железа надсолонцового горизонта и обогащение его кремнеземом и накопление ила и полуторных окислов в солонцовом горизонте.

В составе гумуса надсолонцового горизонта преобладают фульвокислоты, его отличают высокая подвижность и вымывание в иллювиальный горизонт, в подсолонцовом горизонте он гуматного состава. Солонцы сильно набухают при увлажнении, твердеют при иссушении. Для них характерны низкая водопроницаемость и высокая влажность завядания.

Сельскохозяйственное и лесохозяйственное использование. Солонцы можно использовать под сельское хозяйство лишь после коренного улучшения их свойств. Наиболее быстрым и эффективным методом мелиорации солонцов является внесение в них гипса. Этот прием называется гипсованием солонцо в. Норма гипса 5-15 т/га и более. Мелиорация солонцов гипсом совершается быстро лишь при условии достаточного содержания в почве влаги. В сухой почве реакция замещения обменного натрия ионом кальция не происходит или она совершается чрезвычайно медленно. В связи с этим при мелиорации солонцов необходимо орошение, а там, где оно не может быть применено - снегозадержание.

Мелиорации и освоению особенно легко поддаются степные солонцы, которые в результате мелиорации превращаются в соответствующие степные почвы: темно-каштановые, светло-каштановые и др. Мелиорация луговых солонцов более трудна, так как в этом случае приходится считаться не только с солонцеватостью, но и с близким к поверхности залеганием солей и засоленных грунтовых вод. Для борьбы с этими неблагоприятными факторами приходится прибегать к промывке почв и дренажу.

Солонцы в естественном состоянии совершенно непригодны для произрастания лесных насаждений. Эта непригодность определяется как физическими свойствами солонцового горизонта (плохим водно-воздушным режимом, связанным с легкой заплываемостью, набухаемостью, клейкостью и др.), так и его химическими особенностями (наличием соды, высокой щелочностью и др.). Даже небольшая солонцеватость уже вызывает резкое снижение продуктивности насаждений.
Солонцы характеризуются рядом неблагоприятных для выращивания культурных растений свойств. К ним следует отнести щелочную реакцию, низкое содержание гумуса и элементов питания, наличие свободной соды (NaHCO3), отрицательно влияющей на растения. Неудовлетворительными являются и их физические свойства почвы – плохая водопроницаемость, вязкость, липкость и набухание во влажном состоянии, сильное уплотнение и твердость – в сухом.

 

Вопрос 79. Солоди.

География. Солоди распространены в лесостепной и степной зонах, встречаются также среди почв сухих и полупустынных степей. Наиболее широко солоди распространены в пределах лесостепи Западно - Сибирской низменности и Причерноморье.

Образуются солоди часто при рассолении солонцов или постоянном воздействии на незасоленные почвы слабых растворов натриевых солей. Почвы формируются по понижениям под влиянием древесной и луговой растительности при промывном или периодически промывном типе водного режима.  

Условия формирования. Эти почвы формируются в неглубоких (0,1–1 м) понижениях рельефа под пологом осиновых или березовых травянистых, или заболоченных лесов (березовые «колки», осиновые «кусты») или под заболоченными лугами. Генезис солодей обусловлен своеобразным водным режимом, в котором сочетается весеннее переувлажнение, обеспечивающее частичное промывание почвы, с последующим внутрипочвенным подтягиванием минерализованных грунтовых вод в жаркие сезоны. Формируются солоди на разнообразных породах, но преимущественно на суглинистых, обычно карбонатных, иногда засоленных, при близком уровне грунтовых вод.

Основные почвообразовательные процессы гумусово-аккумулятивный процесс, осолодение, лессиваж, элювиально-иллювиальное перераспределение карбонатов.

Профиль солоди.

А0 или Ад – лесная подстилка или дернина;

А1 – гумусово-элювиальный горизонт, темно серый или серый, переход в горизонт А2 резкий;

А2 – осолоделый горизонт, белесый, плитчатый, или слоевато-чешуйчатой структуры с железисто-марганцовыми новообразованиями в форме конкреций и ржаво-охристых пятен, обедненный илом, обогащенный кремнеземом, переход постепенный;

А2В – переходный неоднородно-окрашенный горизонт темно бурый с пятнами и подтеками;

В1 – иллювиальный горизонт темно бурый с гумусовыми затеками, плитчато-мелкоореховый, переходящий в горизонт В;

В2 – иллювиальный горизонт бурый;

Вк – иллювиально-карбонатный светло-бурый переходный к почвообразующей породе;

С- желто-бурая карбонатная.

Почвенные горизонты резко дифференцированы по механическому составу. Содержание гумуса от 1,5 до 10%. Реакция солевой вытяжки в горизонте А₂ кислая (рН 3,5-6,5), в нижних горизонтах близкая к нейтральной или слабощелочная.

В зависимости от условий образования (степени увлажнения) тип солодей разделяют на 3 подтипа: солоди лесные (типичные), солоди луговые (дерновые), солоди болотные (торфянистые).

Подразделяют солоди на роды с учетом солонцеватости, солончаковости и оглеенности. Вид определяется по степени задернения, гумусированности, солончаковости, оторфовывания, разновидность – по механическому составу. Наиболее распространенные почвы суббореального пояса.

Солоди имеют отчетливое элювиально-иллювиальное распределение в профиле илистой фракции. По сравнению с другими почвами они характеризуются более высоким содержанием иллита по всему профилю. На этом фоне в солодях, так же, как и в солонцах, сверху вниз по профилю увеличивается количество хлорита и лабильных минералов группы смектита и снижается содержание иллита.

Свойства. Для солодей характерна резкая дифференцированность профиля по химическим свойствам и физическим характеристикам. Верхние горизонты (гумусово-аккумулятивный и элювиальный) характеризуются кислой или нейтральной реакцией среды, тогда как иллювиальная толща нейтральная или слабощелочная (когда солоди развиваются в условиях содового засоления, реакция среды может быть сильнощелочной).

Содержание гумуса в верхних горизонтах широко варьирует — от 3 до 10%, с резким снижением в осолоделом горизонте и незначительным увеличением в иллювиальном горизонте. Емкость поглощения изменяется в широких пределах, но всегда характеризуется двумя максимумами: высокие показатели в гумусово-аккумулятивном горизонте (40–50 ммоль(экв.) /100 г почвы) резко снижаются в осолоделой части профиля (15–25 ммоль(экв.)/100 г почвы) и вновь несколько возрастают в иллювиальном горизонте. В составе обменных оснований преобладает Са, в иллювиальных горизонтах отмечается снижение содержания Са, увеличение доли Mg, а иногда и появление обменного Na (до 10% суммы обменных оснований). Как правило, солоди не содержат легкорастворимых солей в верхней части профиля, ниже по профилю возможны различные величины засоления в зависимости от глубины залегания и минерализации грунтовых вод.

Микроморфологическая характеристика:

А очень рыхлый материал с большим количеством растительных остатков разной степени разложенности, в том числе обугленных. Единичны мелкие комковатые агрегаты с тонкодисперсным гумусом-пигментом. Встречаются фитолиты.

EL Пылеватый материал с очень низким содержанием тонкодисперсных частиц, характерна плитчатая структура. Изотропная глинисто-гумусовая плазма образует микросгустки. Характерны многочисленные и различные по форме и составу железистые новообразования (нодули, диффузные кольца, пятна, стяжения с диффузными краями). Преобладают мелкие углистые растительные остатки, встречаются свежие растительные ткани, диатомеи.

В tn Крупноблоковые отдельности состоят из уплотненного пылевато-плазменного материала с изолированными внутрипедными порами. Глинистая плазма имеет высокую оптическую ориентацию (струйчатую, вокругскелетную), характерны стресс кутаны и квазикутаны. Встречаются многочисленные железистые новообразования различной плотности (преобладают диффузные железистые кольца).

C са(s) Отличается высокой неоднородностью микростроения, преобладает материал с глинисто-карбонатной плазмой, довольно много околопоровых и внутрипоровых карбонатных и гипсовых новообразований. Мелкие железистые пятна единичны. Расположение мелкопесчаных и пылеватых частиц часто имеет тенденцию к литологической слоистости.

Сельскохозяйственное применение. Из-за низкого плодородия и неблагоприятного водного режима сельскохозяйственное использование солодей незначительно. При залегании мелкими пятнами среди других почв их можно улучшить землеванием. На кислых почвах необходимо известкование, для всех подтипов важны регулирование водного режима и применение органических и минеральных удобрений. На некоторых из них могут быть созданы продуктивные сенокосы, в большинстве случаев – древесные насаждения, выполняющие водоохранные функции. Солоди целесообразно оставлять под древесными породами (полезащитные насаждения).

Солоди бесструктурны длительное время переувлажнены, при обработке сильно заплывают и образуют корку при высыхании. В большинстве своем солоди оставляют в прежнем виде, что положительно влияет на микроклимат прилегающих территорий (ослабляет силу ветров, способствует равномерному снегонакоплению).