Глава 21. СОЛОНЧАКИ, солонцы и солоди

М.А. Глазовская

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Фитоценология - геоботаника

Химия почвы

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Справочник агронома

Происхождение растений

Ботаника

Биология

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Солонцы

Они встречаются отдельными массивами и мелкими пятнами в сочетаниях и в комплексе с другими почвами в областях, подвергавшихся в прошлом засолению или локально засоленных в настоящее время. Особенно широко они распространены в полупустынях и сухих степях среди бурых пустынно-степных и каштановых почв. По низменным равнинам (Приднепровская, Западно- Сибирская и др.) солонцы проникают в черноземные степи и лесо- степье. В таежных областях солонцы встречаются лишь в аридных континентальных условиях на древнеаллювиальных равнинах Центральной Якутии, Центральной Канады.

Приуроченность солонцов к областям древнего и современного соленакопления позволила К. К. Гедройцу (1924) связать генезис этих почв с рассолением натриевых солончаков. К. Д- Глинка (1912) считал стадию солончака необязательной, но подчеркивал необходимость для развития солонцового процесса, многократного воздействия на почвы, растворов, содержащих соли натрия.

Основную роль в образовании солонцов играет поглощенный натрий, которым почва насыщается при воздействии минерализованных вод. Наиболее быстрое и полное насыщение почвенных коллоидов натрием наблюдается при воздействии на почвы вод, содержащих соду. При обменных реакциях Na с находящимися в поглощенном комплексе кальцием и магнием образуются нерастворимые соли СаСОз и MgC03. Это ускоряет дальнейшее вытеснение кальция из поглощающего комплекса:

(погл. комплекс) Са2+ -)- Na2C03—> (погл. комплекс) 2Na+-j-CaC03

При засолении почв сернокислыми и особенно хлористыми солями насыщение натрием почвенных коллоидов происходит значительно медленнее, так как образующиеся при обмене растворимые хлористые кальций и магний и сернокислый магний снова могут поступать в поглощающий комплекс почв:

(погл. комплекс) Са2+ -j-2NaCl ч±(погл. комплекс) 2Na+-f-CaCl

В таком случае необходимо, чтобы избыток образовавшихся хлористых солей периодически удалялся. Тогда при повторном, многократном чередовании процессов засоления и рассоления поглощающий комплекс постепенно насытится натрием. Поэтому естественно, что солонцы распространены среди содовых солончаков, однако встречаются они и среди хлоридных или хлоридно-суль- фатно-натриевых солончаков.

При достаточном насыщении поглощающего комплекса натрием, последующем удалении легкорастворимых солей из верхнего горизонта солончака и прекращении коагулирующего действия избытка электролитов органические коллоиды и коллоиды гидратов 1 полуторных окислов и кремнезема, насыщенные натрием, переходят при увлажнении почвы в золь и передвигаются вслед за растворимыми солями на глубину, зависящую от глубины залегания растворимых солей и гипса, оказывающих на коллоиды коагулирующее действие. На границе солевого горизонта коллоиды коагулируют. Здесь формируется иллювиальный солонцовый горизонт, обогащенный по сравнению с верхним надсолонцовым, или элювиальным, горизонтом коллоидами.

Солонцовый горизонт уплотнен, обладает призматической или столбчатой структурой, обязанной гидрофильности коллоидов, сильно набухающих при увлажнении и резко уменьшающихся п объеме при высушивании почв, имеет щелочную реакцию и неблагоприятные физйческие свойства: малую порозность и плохую водопроницаемость. Щелочная реакция в солонцовом горизонте появляется за счет вытеснения из поглощающего комплекса иона Na водородным ионом растворенной углекислоты, а также ионами Са, бикарбонатов кальция.

Морфологический профиль солонцов весьма характерен и резко дифференцирован. Он включает следующие генетические горизонты.

kfh —надсолонцовый гумусово-элювиальный горизонт различной мощности — от единиц сантиметров до 30 см, светло-серого цвета, рыхлый, слоеватый, иногда при малой мощности (2—3 см) ноздреватый.

BtNa — иллювиальный солонцовый горизонт, бурый или темно- бурый, плотный, столбчатой или призматической структуры, с хорошо выраженными глянцевитыми гранями по структурным отдель- ностям. Часто столбы или призмы высотой 10—20 и 5—7 см в поперечнике распадаются на крупные ореховатые отдельности. В сухом состоянии горизонт очень плотен, во влажном вязок и бесструктурен.

Под солонцовым горизонтом располагается солевой горизонт. На ранних стадиях рассоления в нем сохраняются хлориды и сульфаты натрия — Bgoi. На более поздних стадиях эти легкорастворимые соли обнаруживаются на большой глубине, а в подсолонцовом горизонте сохраняется относительно менее растворимый гипс — Bcs. На более поздних стадиях рассоления гипс замещается карбонатом кальция Вса- Замещение происходит при поступлении в подсолон- цовый горизонт соды, образующейся при обменных реакциях в солонцовом горизонте: CaS04 + Na2C03 = CaC03 + Na2S04. Карбонаты кальция выпадают на месте, а более легко растворимые сульфаты натрия выносятся в более глубокие горизонты.

Следовательно, на различных стадиях рассоления солонцов их солевой профиль существенно меняется. Изменяются и морфологические и химические свойства надсолонцового и солонцового горизонтов. В зависимости от степени рассоления и проявления солонцового процесса различают несколько стадий развития солонцов.

Ранние стадии рассоления с периодическим сезонным засолением почвы, связанным с подъемом грунтовых вод, характеризуются развитием луговых корково-призматичвских или корково-столбча- тых солончаковатых хлоридно-сульфатных солонцов. Мощность гумусового горизонта Afh таких солонцов 3—5 см. Мощность горизонта BtNa 7—10 см, у него короткостолбчатая или короткопризмати- ческая структура, в нижней части — ореховато-зернлстая. Ниже BtNa располагается солевой горизонт с максимумом легкорастворимых солей, очень рыхлый, обычно с повышенной влажностью в связи с сильной гигроскопичностью солей. Вскипание от НС1 начинается еще в солонцовом горизонте, а новообразования карбонатов кальция в виде червеобразных прожилков — непосредственно под ним. В солончаковатых солонцах часто наблюдается несколько горизонтов выделения гипса.

Для корковых солончаковатых солонцов характерно:

1) наличие с поверхности некоторого количества легкорастворимых солей, что, по-видимому, связано с их пленочным передвижением кверху в периоды сильного иссушения поверхности почвы; 2) максимум легкорастворимых солей в подсолонцовом горизонте с преобладанием хлористых солей (на глубине 18—30 см); 3) обособление на глубине 30—70 см горизонта накопления гипса; 4)' невысокая щелочность солонцового горизонта.

По мере отрыва от грунтовых вод и дальнейшего рассоления образуется группа лугово-степных хлоридно-сульфатных и суль- фатно-хлоридных солонцов— от корковых до среднестолбчатых. В этих почвах солонцовый горизонт начинается с глубины 10—15 см и имеет более щелочную реакцию, чем у предыдущей группы солонцов. Максимум солей и гипса находится на глубине около 50 см. На 70 показан профиль типичного среднесголбчатого солонца.

При дальнейшем рассолении солонцовый горизонт в верхней части разрушается и опускается еще глубже (до 20—25 см), легкорастворимые хлориды и сульфаты, а также гипс почти полностью удаляются из почвенного профиля. Из легкорастворимых солей сохраняется только сода. Образуется особая группа глубокостолб- чатых, часто с поверхности осолоделых лугово-степных солонцов, переходная к осолоделым почвам и солодям.

Совокупность химических, физико-химических и физических свойств солонцов (высокая щелочность, связанная с образованием соды, гидрофильность коллоидов, набухание, вязкость и липкость почвы во влажном состоянии, сжатие и сильное уплотнение при высыхании, очень малая водопроницаемость, неводопрочная структура и значительная доля недоступной растениям влаги) обусловливает их низкое естественное плодородие и ограничивает возможности использования в земледелии. В девственном состоянии эти почвы покрыты специфической солонцовой растительностью, среди которой обычны биюргун, кокпек, черная полынь. Освоение и использование солонцов возможно лишь при проведении специальных противосолонцовых мелиораций.

Для устранения щелочности солонцов и вытеснения натрия из поглощающего комплекса применяется гипсование. Реакция вытеснения натрия идет следующим образом:

(погл. комплекс) Na + -|-CaS04—> (погл. комплекс) Ca2+-|-Na2S04

Сернокислый натрий — нейтральная соль; таким образом, щелочность солонцов не увеличивается, но и присутствующая в солонцах сода этим способом не уничтожается. Поэтому для мелиорации солонцов с высокой щелочностью рекомендуется вносить кислые реагенты: сульфат железа, сульфат аммония, серу (окисляется в почве сульфуризирующими бактериями до серной кислоты).

Гипсование солонцов при умелом применении дает хорошие результаты. Лучший эффект достигается на фоне глубокой пахоты с орошением, так как получающиеся при обмене растворимые соли удаляются из сферы реакции. В солонцах с близким гипсовым горизонтом при глубокой пахоте и орошении наблюдается эффект самогипсования без дополнительного внесения гипса. Глубокая пахота и орошение с успехом были использованы на Джаныбекском стационаре АН СССР в Западноказахской области. В течение двух- трех лет удается достигнуть почти полного рассолонцевания солонцов. Без орошения требуются более высокие дозы гипса и он действует более медленно.

В условиях целины иногда наблюдается «самомелиорация» солонцов, обязанная главным образом деятельности землероев, преимущественно сусликов, выбрасывающих при постройке нор на поверхность почвенные массы из подсолонцового гипсоносного горизонта. В Прикаспийской низменности, где особенно обильны поселения сусликов, на солонцовых комплексах можно наблюдать все стадии перехода солонцовых почв в свойственные данной области светло-каштановые почвы с остаточными признаками солонцеватости.

К содержанию книги: МАРИЯ АЛЬФРЕДОВНА ГЛАЗОВСКАЯ - Общее почвоведение и география почв