Книжки по сільському господарству

Меліорація солонцевих грунтів

Примак. Екологічні проблеми землеробства

У земельному фонді України солонці та солонцюваті ґрунти займають загальну площу близько 4 млн га, у тому числі орні землі — 2,7 млн га. Солонцеві ґрунти розповсюджені в основному у двох ґрунтово-кліматичних зонах — в Лісостепу (частково Чернігівське Полісся) і в Степу (переважно Сухий Степ). З геоструктурного погляду вони розташовані біля великих тектонічних западин — Дніпровсько-Донецької (Лівобережний Лісостеп та Полісся) і Причорноморської (Сухий Степ).
Відповідно до сучасної ґрунтово-меліоративної класифікації на території України залежно від регіону поширення та ступеня зволоження визначають такі основні підтипи солонців: чорноземні, лучно-чорноземні, чорноземно-лучні, лучні, каштанові, лучно-каштанові, каштаново-лучні.
За потужністю надсолонцевого шару (см) їх підрозділяють на види: кіркові (до 2), мілкі (2—5), середні (5—15), глибокі (більше 15 см). За глибиною (см) сольового шару розрізняють солончакові (0—30), солончакуваті (30—80), глибокосолончакуваті (80—150) ґрунти.
Ґрунти з низьким вмістом обмінного натрію, але з вираженими візуальними ознаками фізичної солонцюватості віднесено до виду залишково солонцюватих.
Найбільшу площу серед солонцевих ґрунтів в Україні займають темно-каштанові й лучні солонцюваті ґрунти. Солонці не утворюють суцільних масивів, а залягають окремими плямами серед родючих чорноземів лучних і темно-каштанових ґрунтів, що різко знижує продуктивність агроландшафту. Несприятливі агрономічні властивості — сильне запливання у разі зволоження й повільне підсихання — перешкоджають їх обробітку, затримують строки сівби на всьому полі. На солонцевих комплексах швидко настає дефіцит вологи. Культурні рослини розвиваються на солонцях погано і навіть у сприятливі щодо зволоження роки врожайність на них у 2—3 рази нижча, ніж на зональних несолонцюватих ґрунтах. У посушливі роки вона знижується до нуля. За оцінки родючості ґрунтів в балах (Кузьмічов В.П., 1970) боні-тети чорноземів типових у 4 рази більші, ніж солонців лучних, власне для озимої пшениці вони складають відповідно 79 й 22 бали, тому наявність солонцюватих ґрунтів і солонців у ґрунтовому покриві розглядається як негативне явище.
У зоні Лісостепу солонцеві ґрунти поширені в основному в заплавах і низьких терасах рік Дніпра, Десни, Псла, Сули та ін. Поява їх у ґрунтовому покриві пов'язана із впливом близько розташованих ґрунтових вод, з підвищеним вмістом содового або солей хлоридно-сульфатного хімізму засолення.
У північній частині Дніпровсько-Донецької западини дренованість дуже слабка, ґрунтові води залягають близько до поверхні (1—1,5 м). Це створює в ґрунті випітний водний режим з активним процесом соленакопичення. Утворені тут за участю содово-засолених ґрунтових вод ґрунти відносять до содових солончаків (Самбур Г.Н., 1963) або до поверхнево-солонцевих солонців і чорноземно-лучних поверхнево-солонцюватих ґрунтів (Носко Б.С., 1964; Гринь Г.С., 1969).
У верхньому шарі таких ґрунтів накопичується сода, яка спричиняє інтенсивне осолонцювання верхнього горизонту. В останньому спостерігається високий вміст обмінного натрію, а також висока лужність (рН g—Ю).
Характерною рисою таких ґрунтів є відсутність або слабка вираженість ознак перерозподілу рухомих речовин щодо профілю солон-ця, слабка диференціація на елювіальний та ілювіальний горизонти.
У солонці чорноземно-лучному кірковому содово-солончаковому елювіальний горизонт майже не виражений (шар 1 см). Він замінюється потужним ілювіальним шаром, де рН складає 9,2, а увібраний натрій — 19,2 % від ємності обміну. У верхньому шарі кількість фракцій фізичної глини більша, ніж у залеглому нижче, що не властиво солонцям і пояснюється диспергуючим впливом розчинів соди, які підіймаються до поверхні. Така ж, але менш виражена тенденція перерозподілу речовин спостерігається в чорноземно-лучних поверхнево-солонцюватих грунтах.
У південному Лісостепу солонцеутворення дещо відрізняється від північного Лісостепу, що відбивається на складі і властивостях солонцевих грунтів. Тут природна дренованість поліпшується, ґрунтові води залягають на глибині 2—3 м. У хімічному складі ґрунтових вод переважають нейтральні солі (хлориди, сульфати), сода утримується в незначній кількості. Сезонна динаміка рівня ґрунтових вод досягає 1 м, тому ґрунти зазнають різноманітного їх впливу, періоди засолення змінюються розсоленням. У цих умовах формуються в основному чорноземно-лучні й лучно-чорноземні глибокосолонцюваті ґрунти в комплексі із солонцями середніми та глибокими (15—30 %). Ґрунтовий профіль різко диференційований на елювіальний та ілювіальний горизонти, причому в останньому зростає вміст фракції фізичної глини та ємність поглинання. Такі ґрунти належать до глибокосолонцюватих.
Сучасна тенденція розвитку солонцевих ґрунтів південного Лісостепу в цілому спрямована у бік розсолення та розсолонцювання за посиленої природної дренованості на підвищених ділянках терас, де утворюються чорноземи типові залишково солонцюваті. На низьких ділянках річкових терас за підйому рівня ґрунтових вод, що пов'язаний з будівництвом каскаду водоймищ на Дніпрі, місцями можливий розвиток солонцевих ґрунтів у бік реградації (повернення до стадії засолення) і посилення солонцюватості.
У зоні Степу солонцеві грунти розвиваються в більш різноманітних умовах, ніж у зоні Лісостепу. Слабка природна дренованість із близьким заляганням ґрунтових вод характерна тут лише для приосьової частини Причорноморської западини — Кримського Присивашшя і тераси — дельти Дніпра. Інша, підвищена частина території, є краще дренованою, ґрунтові води залягають глибше 10 м і не впливають на ґрунтоутворення, тому гідроморфні й напівгідроморфні солонцеві ґрунти обмежено поширені в зоні Сухого Степу, тоді як переважна частина Причорноморського подолу зайнята автоморфними, переважно темно-каштановими солонцюватими ґрунтами.
У найменш дренованій частині Кримського Присивашшя з рівнем ґрунтових вод до 1,5—2 м за капілярно-ґрунтового зволоження формуються солончаки і солончакові солонці.
У міру віддалення від узбережжя і зниження рівня ґрунтових вод до 7—8 м у ґрунтах створюється плівково-капілярне зволоження. Тут розвиваються солонці лучно-степові та їх комплекси з лучно-каштановими й темно-каштановими солонцюватими ґрунтами.
На високих околицях Присивашшя й Причорномор'я, де ґрунтові води залягають глибше 8 м, поширені темно-каштанові солонцюваті ґрунти, південні чорноземи, солонці степові та їх комплекси.
Для більшої частини солонцевих ґрунтів Причорномор'я характерний переважно важкий гранулометричний склад — важкосуглинко-вий, легкоглинистий. Профіль солонців розвинутий за елювіально-ілювіальним типом. В ілювіальному горизонті збільшується вміст фізичної глини, ємність обміну й кількість обмінного натрію. Вони мають несприятливі водно-фізичні властивості, низьку водопроникність, сильно ущільнені (об'ємна маса в шарі 0—20 см -1,4—1,5 г/см3).
Найвищий вміст обмінного натрію (19,8—27,6 % від ємності обміну) спостерігається у солонців лучних, які розвиваються під впливом близько залеглих до поверхні мінералізованих ґрунтових вод, а також у солонців на морських відкладеннях (третинних глинах). Кількість обмінного натрію в лучно-степових і степових солонцях зменшується, а в темно-каштанових солонцюватих ґрунтах становить усього 2—3 % від ємності обміну.
Верхня частина профілю ґрунтів, яка не пов'язана з близьким заляганням ґрунтових вод, опріснена, перший сольовий горизонт залягає на різній глибині — в солонцях ближче до поверхні (30-—70 см), у темно-каштанових ґрунтах, чорноземах — глибше (100—120 см). При цьому змінюється й хімізм солей: у солонцях солончакових та солончаках тип засолення переважно хлоридний, сульфатно-хлоридний, у солонцях солончакуватих та глибокосолончакуватих — хлоридно-сульфатний і сульфатний, у темно-каштанових солонцюватих ґрунтах і чорноземах південних — сульфатний.
Під впливом антропогенних факторів, зокрема зрошення, солонцевий процес зазнав істотних змін. Можна виділити чотири основних напрями його розвитку: іригаційне розсолення, іригаційне осолонцювання, іригаційна реградація та іригаційна деградація (Новикова Г.В., 1984).
Іригаційне розсолення відбувається внаслідок поливу прісною гід-
рокарбонатно-кальцієвою водою з відношенням aNa/VaCa нижчим, ніж у ґрунті, й відносно глибокого залягання ґрунтових вод. У цих умовах відбувається розсолення ґрунтів, а водночас їхнє розсолонцювання за рахунок кальцію зрошувальних вод і карбонатів ґрунту. За використання мінералізованих зрошувальних вод, що мають відношення натрію до кальцію більше, ніж у ґрунтах, а також за підйому рівня мінералізованих ґрунтових вод спостерігається іригаційне вторинне осолонцювання ґрунтів.
Іригаційна реградація солонців (повернення їх до солончакової стадії розвитку) відбувається за умов підйому іригаційно-ґрунтових вод вище критичного рівня (1,5—2 м) та їх мінералізації понад 3 г/л, а також за від'ємного водного й додатного сольового балансів. По суті, процеси, що відбуваються в цьому випадку, можна кваліфікувати як вторинне засолення.
За використання солонцевих ґрунтів під посіви затоплюваного рису спостерігається іригаційна деградація цих земель. Вона супроводжується руйнуванням алюмосилікатної частини ґрунтів, міграцією вниз по профілю гумусових речовин, що призводить до різкого зниження родючості.
Підвищити продуктивність богарних і зрошуваних солонцевих ґрунтів неможливо без їх меліорації. Під час розробки та вибору заходів меліорації необхідно враховувати не тільки властивості, але й генезис галогенних ґрунтів.
Наявність плям солонців на значній частині ріллі обмежує можливість освоєння сучасних технологій вирощування сільськогосподарських культур, знижує ефективність використання несолонцюватих зональних ґрунтів, що переважають в комплексах.
Нині меліоративне поліпшення солонцевих ґрунтів здійснюється в трьох основних напрямах, що сформувалися ще в 50-х роках XX ст.: хімічна меліорація, покращення солонців за рахунок внутрішньоґрун-тових запасів кальцієвих солей і меліорація за допомогою глибокого обробітку.
Із заходів хімічної меліорації в більшості країн СНД і за кордоном найбільший розвиток одержало гіпсування. Ця проблема розглядається в двох аспектах: як основний захід меліорації глибокогіпсових та глибоко-карбонатних солонців і як допоміжний захід комплексної меліорації середньо- та багатонатрієвих висококарбонатних солонців. В останньому випадку гіпс використовується з метою усунення кірки та інтенсифікації самомеліорації за рахунок ґрунтових запасів карбонату кальцію.
Теоретичною основою гіпсування є концепція К.К. Гедройца (1922) щодо провідної ролі іона натрію в солонцевому процесі ґрунтоутворення. Дія гіпсу виявляється в тому, що внесений кальцій витісняє в ГВК обмінний натрій, внаслідок чого зменшується рухомість ґрунтових колоїдів (гумусу, глини, заліза та ін.) і створюються умови для окультурення ґрунту. З внесенням гіпсу в солонцевий ґрунт поліпшуються його агрономічні властивості, знижується лужність, підвищується доступність для рослин азоту, фосфору та калію, зменшується токсичність рухомих форм заліза й алюмінію, активізуються мікробіологічні процеси, підвищується врожайність культур.
Якщо у ґрунті незначний вміст увібраного натрію та високий — магнію, гіпсування знижує можливість утворення токсичних гуматів магнію й поліпщує умови кальцієвого живлення рослин.
Ефективність гіпсування підвищується за внесення органічних і мінеральних добрив. Внесення органічної речовини посилює біологічну активність солонців, збільшує виділення вуглекислоти, яка сприяє кращому розчиненню ґрунтових карбонатів, а отже, більш швидкому заміщенню обмінного натрію кальцієм.
Позитивна дія гіпсу проявляється лише тоді, коли ґрунтові води залягають глибше 1,2—1,5 м. У протилежному випадку продукти обмінних реакцій (сірчанокислий натрій та ін.) не виносяться вниз по ґрунтовому профілю й розсолонцювання не відбувається.
Як показали багаторічні дослідження О.М. Грінченка (1954), О.М. Мо-жейка (1962), Г.М. Самбура (1963), Н.П. Грабовського (1998) та сільськогосподарська практика, найбільш ефективне гіпсування на содових солонцях і солонцюватих чорноземах Лісостепу України, де випадає значна кількість опадів. За даними О.М. Грінченка (1954), у разі застосування гіпсу в поєднанні з органічними й мінеральними добривами відбувається не тільки поліпшення властивостей солонців, але й змінюється їх морфологічна будова. Зокрема, *іерез 17 років після одноразового гіпсування в солонці утворився культурний орний шар потужністю до ЗО см, внаслідок чого за цей період післядії приріст врожаю зернових культур в середньому склав 8,8 ц/га, цукрового буряку — 80—90, сіна багаторічних трав — 31 ц/га.
У Степу в умовах незрошуваного землеробства ефективність гіпсування на солонцях нейтрального засолення дещо нижча, ніж у Лісостепу й не завжди воно виправдане економічно. Це пояснюється нестачею вологи в ґрунті і, отже, низькою розчинністю гіпсу та нагромадженням продуктів обмінних реакцій (Na2SO4 та ін.) у кореневмісному шарі (Можейко A.M., 1936; Антипов-Каратаев И.Н., 1953 та ін.). Гіпсування в цій зоні більш доцільне за проведення додаткових заходів з вологонакопичення і, особливо, за зрошення, що забезпечує промивний режим верхнього шару ґрунту.
З огляду на теорію генезису та меліорації солонців, розробленої К.К. Гедройцем (1922), у практиці меліорації широко поширений метод розрахунку необхідної кількості меліоранту за вмістом обмінного натрію в ГВК, який вимагає еквівалентної заміни катіоном кальцію.
І.Н. Антипов-Каратаєв (1953) вважав, що немає необхідності повністю витісняти обмінний натрій з ГВК, оскільки в ньому близько 5—10% складає «неактивний» натрій. Присутність такої кількості ввібраного натрію не справляє негативного впливу на властивості солонцю.
О.Н. Соколовський (1941), а за ним О.М. Грінченко (1954) рекомендують дози гіпсу розраховувати за кількістю кальцію, поглинутого солонцевим ґрунтом з насиченого розчину оцтовокислого кальцію.
Ряд дослідників — Л.Я. Мамаєва (1966), Б. М. Лактіонов (1962), Н.П. Панов (1972) та ін. — пропонують коагуляційно-пептизаційний метод, основою якого є визначення дози меліоранту за порогом коагуляції високодисперсної фракції ґрунту. W.R. Schonover (1956) запропонував розраховувати дози гіпсу за кількістю кальцію, поглинутого солонцевим ґрунтом з насиченого розчину гіпсу.
Доцільність використання того чи іншого способу розрахунку кальцієвмісних меліорантів визначається властивостями й генезисом солонцевих ґрунтів. Для солонців лісостепової зони України та лучних солонців Степу, які в своїй більшості містять багато натрію, норму гіпсу рекомендується визначати за його вмістом у ГВК. (Балюк С.А. та ін., 2000).
Для малонатрієвих солонців півдня України такий розрахунок принципово неприйнятний, і замість нього розрахунок здійснюють за допоглинанням кальцію солонцевим ґрунтом, або коагуляційно-пептизаційним методом.
На солонцюватих чорноземах України О.М. Грінченко (1954) пропонує локальне (рядкове) внесення малих доз (2—4 ц/га) гіпсу за сівби. Теоретичною основою такого заходу є забезпечення фітоекологіч-них умов у зоні коренезнаходження культурних рослин за рахунок зниження лужності й поліпшення поживного режиму та життєдіяльності корисної мікрофлори.
В останні роки як меліоранти солонцевих ґрунтів широко використовуються промислові відходи (фосфогіпс, сірчанокисле залізо, сірчана кислота, дефекат цукрових заводів, хлористий кальцій та ін.), серед яких першочергового значення набуває фосфогіпс.
Цей меліорант є відходом промислового виробництва фосфорної кислоти та інших видів продукції хімічної промисловості й складається в основному з двоводного гіпсу (80—92 %). Вміст у фосфогіпсі кальцію становить 36—38 % (у перерахунку на суху речовину), сірки — більше 20 %. До його складу входять 1—3,5 % фосфорної кислоти, у тому числі 0,3—1,2 % водорозчинної.
Високий ефект застосування фосфогіпсу на солонцевих ґрунтах підтверджується численними виробничими дослідами, проведеними в Україні, країнах СНД, США, Індії, Іспанії, Румунії.
Встановлено, що меліоративна дія цього меліоранту на склад і властивості солонцевих ґрунтів аналогічна гіпсу, але позитивний ефект більш виражений. Це пояснюється присутністю в ньому значної кількості водорозчинного фосфору. Водночас використання фосфогіпсу вимагає контролю за забрудненням ґрунтів фтором і стронцієм, вміст яких, згідно з технічними вимогами, не повинен перевищувати 0,3 і 0,5 % відповідно.
У степовій зоні на малонатрієвих солонцях найбільш доцільно застосовувати механічний спосіб меліорації, основою якого є глибока оранка. У процесі проведення глибокого обробітку (триярусний, плантажний) руйнується щільний солонцевий горизонт і до орного шару залучаються природні меліоранти — солі кальцію підсолонцевих горизонтів, що сприяє «самомеліорації» ґрунтів. Певною мірою цей метод альтернативний традиційному гіпсуванню і є більш економічним, оскільки усуваються витрати на доставку і внесення кальцієвмісних меліорантів.
Глибока меліоративна оранка ефективна на солонцевих грунтах, де карбонати (або гіпсон.осні горизонти) знаходяться на порівняно невеликій глибині, доступній для обробітку. Глибина оранки залежить від глибини залягання цих горизонтів і від потужності солонцевого горизонту.
На лучно-степових та степових солонцевих комплексах України найбільш ефективною є плантажна оранка на глибину 55—60 см. У випадку меншої глибини оранки на поверхню ґрунту виноситься нижня частина солонцевого горизонту, в якому відсутні солі-меліоранти, тому властивості ґрунту не поліпшуються, а навіть погіршуються.
У процесі глибокої плантажної оранки відбувається механічне руйнування щільного солонцевого горизонту, перемішування шарів горизонтів, деяке розбавлення маси солонцевого горизонту масою карбонатного, що сприяє зниженню солонцюватості й поліпшенню агрономічних властивостей ґрунтів, у першу чергу водопроникності та повітряного режиму.
Позитивна дія гіпсування простежується 5—6 років, а меліоративної плантажної оранки — впродовж 15—20 років.
Меліорація солонців-солончаків з близьким (1,5—2,0 м) заляганням ґрунтових вод можлива тільки у разі застосування комплексу заходів, що включають дренаж, внесення хімічних меліорантів, підвищених доз органічних та мінеральних добрив, посів соле- і солонцестійких культур.

Ви бачите тільки 64% питання.

Текст смс:
kksg
на номер
4345

Щоб отримати доступ до матеріалів сайту надішліть смс з текстом kksg на номер 4345. Після цього введіть номер мобільного, з якого ви надіслали смс. Вартість смс — 3 грн.