Засолені грунти, солончаки

Засолені– це такі грунти, що містять у всьому профілі або в його частині легкорозчинні солі в кількостях, шкідливих для рослин.

Шкідливість водорозчинних солей полягає в тому, що вони підвищують осмотичний потенціал грунтового розчину, чим погіршують постачання рослин водою через недостатню всмоктувальну силу кореневих систем. При цьому знижується транспірація, уповільнюється фотосинтез, погіршується мінеральне живлення. Деякі солі (сода) погіршують властивості грунту: він набухає, зменшується здатність колоїдів до коагуляції, збільшується їх рухомість, в результаті чого руйнується структурність грунту, росте його щільність тощо.

Найбільш шкідливі солі: Na₂СО₃, NaHСО₃, NaCl; шкідливі: СаСl₂, MgCl₂, Na₂SО₄; менш шкідливі: MgSО₄, CaSО₄. Джерелами солей у природі взагалі й у грунтах зокрема виступають такі процеси та об'єкти:

- вивітрювання порід, при якому утворюються різноманітні солі, які з водами мігрують в океан або безстічні басейни на суші. Це процес глобальний, входить у великий кругообіг речовин і завдяки йому щорічно утворюється близько 3 млрд. т водорозчинних сполук;

- соленосні гірські породи, які утворюються на дні морів та океанів і в результаті тектонічних рухів земної кори виходять на поверхню, де виступають у ролі грунтотворної породи;

- мінералізовані грунтові води, що знаходяться на глибині 2-7 м і впливають на процес грунтоутворення;

- виверження вулканів;

- перенесення солей вітром з моря на сушу (імпульверизація);

- атмосферні опади (максимальний вміст солей у них може складати 400 мг/л).

- деяка рослинність, яка підкачує солі завдяки їх біологічній акумуляції та наступній мінералізації фітомаси (солянки).

- зрошувальні води, які можуть бути активним фактором вторинного засолення грунтів при неправильному зрошенні.

Ці джерела діють на всій земній кулі, але засолені грунти займають порівняно незначну частину суші. Для їх утворення потрібне специфічне сполучення навколишніх умов: засушливий аридний клімат, при якому випаровуваність перевищує кількість опадів, тому солі не вимиваються з грунту; негативні форми рельєфу, де забезпечується накопичувальний баланс речовин.

У таких ландшафтно-геохімічних умовах у грунтах можуть накопичуватись різні солі. При дещо вологішому кліматі акумулюються менш розчинні солі, а легкорозчинні вимиваються. З посиленням сухості клімату в грунті зберігаються більш розчинні солі, наприклад, хлориди.

Солончаки – один із типів засолених грунтів, які містять у шарі 0-30 см токсичну кількість водорозчинних солей.

Вивчення цих грунтів розпочали ще В.В.Докучаєв та Н.М.Сибірцев, але всю групу засолених грунтів, у тому числі й солончаки, вони називали солонцями. Пізніше дані грунти стали об'єктом досліджень К.Д.Глінки, М.О.Дімо, В.А.Ковди, О.М.Іванової, Н.Г.Мінашиної, українських грунтознавців О.Н.Соколовського, Г.В.Новикової та ряду інших вчених.

Солончаки займають на планеті площу ~69,8 млн. га, на території СНД ~20 млн. га, на території України зустрічаються локально по узбережжю Чорного моря, в Придніпров'ї, на терасах Південного Бугу, Дністра, Дунаю. Головні масиви розповсюдження солончаків на планеті: Азія – Аравійський півострів, Іран, Афганістан, Індія, Китай, Монголія, Туркменістан, Казахстан, Західносибірська низовина Росії; Європа – невеликі території на узбережжі морів та по терасах південних рік, Африка – узбережжя Середземного моря, басейн озера Чад, висохлі болота в дельті Нілу, безстічні впадини пустель; Південна Америка – південно-східне узбережжя Атлантичного океану; Північна Америка – степова частина Великих рівнин, пустельна частина Каліфорнії та північної Мексики, Австралія – зустрічаються плямами на південному узбережжі, в пустелях, депресіях рельєфу, біля солених озер. Тобто солончаки – грунти інтразональні, але найчастіше вони зустрічаються в пустелях, напівпустелях, сухих степах, дуже рідко – в лісостепу та степу.

Характерна рослинність – розріджені асоціації різних солянок, що характеризуються високою зольністю (20-30%), глибокою кореневою системою, незначним приростом біомаси (~50 ц/га). Клімат напіваридний, аридний, Кз<0,6, ТВР – випітний. Грунтотворні породи різні за генезисом, у тому числі й морські, бувають як засолені, так і незасолені, найчастіше карбонатні. Рельєф переважно рівнинний. Процес грунтоутворення – галогенез, тобто засолення через причини, описані вище.

Типова будова профілю солончака (рис. 45): Hks+Hpks+Phks+Pks. По всьому профілю спостерігаються вицвіти солей, але при наявності вологи в грунті солі знаходяться в розчині й візуально не фіксуються. Характерна закономірність: якщо солончаки утворились при засоленні інших типів грунтів, то вони зберігають будову й морфологічні ознаки вихідного грунту, тому в профілі може бути різноманітний набір генетичних горизонтів. Профіль солончаків не диференційований за SiО₂, R₂0₃ та гранскладом, оскільки солі викликають стійку електролітичну коагуляцію колоїдів і по профілю вони не переміщуються, інертні, не руйнуються. Гумусу загалом мало (~1%), але іноді, якщо засолені первинні високо-гумусні грунти, його вміст може сягати 5-7% і більше. ЄП невелика, – 20 мг-екв/100 г, залежить від мінералогічного та гранулометричного складу грунту. Склад ввібраних катіонів цілком визначається типом засолення грунту. Реакція нейтральна, слаболужна (рН = 7,3-8,0), якщо ж тип засолення содовий, то рН досягає значень 9-11. Карбонати знаходяться з поверхні. Водно-фізичні властивості солончаків добрі (крім содових). У солончаків, що містять соду, остання викликає стійку пептизацію колоїдів. Грунт у сухому стані стає дуже твердий, безструктурний, у вологому – в'язкий, знову ж таки безструктурний, погано водопроникний тощо.

Рис. 45. Солончак

Автоморфні солончаки приурочені до виходів на поверхню стародавніх засолених порід або утворились з гідроморфних у минулому солончаків при пониженні базису ерозії – наприклад, на високих річкових терасах (РГВ >10м), найчастіше зустрічаються в пустелях і напівпустелях. Підтипи діагностуються так: типові несуть найхарактерніші їх ознаки; літогенні, причиною утворення яких є засолена материнська порода; залишкові, утворені з гідроморфних; еолово-пагорбкові, утворені в результаті імпульверизації; отакирені мають тріщинувату поверхню (табл. 30).

Таблиця 30. Класифікація солончаків

Гідроморфні солончаки формуються в умовах близького (0,5-3 м) залягання мінералізованих грунтових вод при наявності інтенсивних висхідних токів води. Розповсюджені в зниженнях, лиманах, на днищах пересохлих озер, периферії боліт та солених озер тощо. Зовнішньо добре виділяються за наявністю вицвітів солей на поверхні (30-60%), профіль оглеєний. Підтипи: лугові утворились при засоленні лугових грунтів, містять досить багато гумусу; болотні мають оглеєння по всьому профілю, іноді й оторфовані, утворилися при засоленні лугово-болотних та торф'яних грунтів; сорові утворились в результаті випаровування води з мілководних солених озер, покриті шаром солі, зовсім відсутня рослинність; приморські, що мають профіль, сильно засолений хлоридами, з багатьма черепашками, на глибині 1-2м знаходиться гірко-солона вода; мерзлотні утворились на вічній мерзлоті; вторинні виникли при неправильному зрошенні; отакирені покриті сіткою тріщин.

Роди солончаків виділяють за типом засолення, тобто за якісним окладом аніонів і, рідше, катіонів. На Україні переважає содове та хлоридно-сульфатне засолення грунтів. Кількість солей у солончаках може коливатись від 1 до десятка процентів. У зв'язку з випітним ТВР характерний найбільший вміст солей у верхньому шарі грунту (до глибини ЗО см), що є однією з діагностичних ознак солончаку. Солончаки в сільському господарстві можна використовувати після видалення солей. Для цього найчастіше проводять наскрізну промивку грунту водою в сполученні з іншими заходами підвищення родючості. Промивна норма при цьому коливається від 2,0 до 18,0 тис. м куб води на 1 га і залежить від ступеня засолення, гранулометричного складу, РГВ і типу засолення. Перед промивкою рекомендують проводити глибоку оранку для більш рівномірного промочування грунту, проводять промивку в осінньо-зимовий період. Промивна вода повинна бути прісною, тобто містити не більше 1 г/л солей. Цей агромеліоративний захід часто сполучають з вирощуванням рису. Для більшої ефективності та попередження засолення грунтів на навколишній території, підйому РГВ необхідно робити промивку на фоні дренажу. До комплексу заходів з окультурення входить також внесення органічних і мінеральних добрив, після чого грунти придатні для вирощування багатьох культур – люцерни, ячменю, проса, пшениці тощо.

Не всі грунти, які містять водорозчинні солі, відносяться до солончаків. Тільки такий грунт можна віднести до солончаків, в якому вміст солей на глибині до 30 см перевищує поріг дуже сильного засолення. Серед засолених грунтів виділяють також солончакові та солончакуватірізновиди зональних типів грунтів, найчастіше – лугових, чорноземів, каштанових, бурих напівпустельних та інших. Солончаковими називаються грунти, які містять також, як і солончаки, токсичну кількість солей, але не з поверхні, а нижче 30 см. Солончакуватими ж є грунти, що містять водорозчинні солі в будь-якій частині профілю, але в кількостях, менших порогу токсичності. При номенклатурі таких грунтів на рівні роду вказується хімізм (тип) засолення, наприклад темно-каштановий солончакуватий хлоридно-сульфатний грунт. Для номенклатури виду обов'язково визначається ступінь засолення грунту, тобто процентний вміст в ньому водорозчинних солей залежно від типу засолення. Меліорація та окультурення цих грунтів аналогічні солончакам.