Засоление и осолонцевание почв

Засоление и осолонцевание — это состояния засоленных почв, при которых избыток растворимых солей или обменного натрия ухудшает рост растений и структуру почвы, особенно в засушливых и орошаемых районах.

Definition

Засоление почвы — это накопление растворимых солей в количестве, достаточном для ухудшения роста растений, измеряемое электропроводностью почвенного раствора; осолонцевание — это высокая доля обменного натрия, который диспергирует глину и ухудшает структуру почвы.

Scope

Эта тема охватывает диагностику засоленных, солонцовых и засоленно-солонцовых почв, показатели электропроводности, коэффициента адсорбции натрия и процентного содержания обменного натрия, влияние солей и натрия на растения и структуру почвы, а также мелиорацию засоленных почв. Она рассматривает одну из основных форм химической деградации земель.

Core questions

• Как диагностируются засоленные, солонцовые и засоленно-солонцовые почвы?
• Как растворимые соли вредят растениям?
• Как обменный натрий разрушает структуру почвы?
• Как мелиорируются засоленные почвы?

Key concepts

• Электропроводность (засоление)
• Коэффициент адсорбции натрия (SAR)
• Процент обменного натрия (ESP)
• Осмотические и специфические ионные эффекты на растения
• Диспергирование глины и разрушение структуры
• Выщелачивание и гипсовая мелиорация

Key theories

Классификация засоленных почв

Засоленные почвы различаются по электропроводности, коэффициенту адсорбции натрия, процентному содержанию обменного натрия и pH на засоленные, солонцовые и засоленно-солонцовые классы, каждый из которых требует различного управления.

Диспергирование глины, вызванное натрием

Когда обменный натрий доминирует в коллоидах, а концентрация солей низка, частицы глины диспергируются, а не флокулируют, разрушая структуру, закупоривая поры и резко снижая проницаемость.

Mechanisms

Растворимые соли снижают осмотический потенциал почвенного раствора, затрудняя поглощение воды растениями, а специфические ионы, такие как натрий, хлорид и бор, могут быть непосредственно токсичными. Избыток обменного натрия, когда соли выщелачиваются, вызывает диспергирование коллоидов глины вместо агрегации, закупоривая поры и разрушая структуру, так что почва становится почти непроницаемой. Мелиорация удаляет соли путем выщелачивания и заменяет обменный натрий кальцием, обычно поставляемым гипсом, перед выщелачиванием.

Clinical relevance

Засоление и осолонцевание снижают урожайность сельскохозяйственных культур и деградируют большие площади орошаемых и засушливых земель по всему миру; их диагностика и управление с помощью дренажа, выщелачивания, внесения гипса и управления оросительной водой необходимы для поддержания сельского хозяйства и мелиорации деградированных почв.

History

Систематическая диагностика и улучшение засоленных и щелочных почв были кодифицированы в Справочнике USDA 60 1954 года от Лаборатории засоления США, который ввел критерии электропроводности, коэффициента адсорбции натрия и процентного содержания обменного натрия, используемые до сих пор, рассматривая засоленные почвы как управляемую форму деградации.

Key figures

• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil
• Donald L. Sparks

Seminal works

• usslab1954
• brady2016
• sparks2003

Frequently asked questions

В чем разница между засоленной и солонцовой почвой?

Засоленная почва содержит достаточно растворимых солей, чтобы вызвать стресс у растений, но обычно сохраняет хорошую структуру, тогда как солонцовая почва имеет высокую долю обменного натрия, который диспергирует глину и разрушает структуру; засоленно-солонцовые почвы сочетают обе проблемы и должны управляться осторожно, чтобы избежать разрушения структуры во время мелиорации.

Почему гипс используется для мелиорации солонцовых почв?

Гипс поставляет кальций, который замещает обменный натрий на почвенных коллоидах; это позволяет глине флокулировать и восстанавливать структуру, а вытесненный натрий затем может быть вымыт при адекватном дренаже.