Засоленность почвы — это содержание соли в почве ; процесс увеличения содержания соли известен как засоление . [1] Соли встречаются в природе в почве и воде. Засоление может быть вызвано естественными процессами, такими как выветривание минералов или постепенный отток океана. Оно также может возникнуть в результате искусственных процессов, таких как орошение и дорожная соль .
Соли являются естественным компонентом почв и воды. Ионы, ответственные за засоление: Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ и Cl − .
В течение длительных периодов времени, по мере того как минералы почвы выветриваются и выделяют соли, эти соли смываются или вымываются из почвы дренажными водами в районах с достаточным количеством осадков. В дополнение к выветриванию минералов, соли также откладываются через пыль и осадки. Соли могут накапливаться в засушливых регионах, что приводит к образованию естественно засоленных почв. Так происходит, например, в больших частях Австралии .
Человеческая практика может увеличить засоление почв путем добавления солей в поливную воду. Правильное управление орошением может предотвратить накопление солей путем обеспечения достаточного дренажа для выщелачивания добавленных солей из почвы. Нарушение дренажных схем, которые обеспечивают выщелачивание, также может привести к накоплению солей. Пример этого произошел в Египте в 1970 году, когда была построена Асуанская плотина . Изменение уровня грунтовых вод до строительства привело к эрозии почвы , что привело к высокой концентрации солей в грунтовых водах. После строительства постоянный высокий уровень грунтовых вод привел к засолению пахотных земель . [ необходима ссылка ]
Когда преобладает Na + (натрий), почвы могут стать содовыми . Уровень pH содовых почв может быть кислым , нейтральным или щелочным .
Натриевые почвы представляют собой особые проблемы, поскольку они, как правило, имеют очень плохую структуру, которая ограничивает или препятствует инфильтрации и дренажу воды. Они склонны накапливать определенные элементы, такие как бор и молибден, в корневой зоне в количествах, которые могут быть токсичными для растений. [2] Наиболее распространенным соединением, используемым для рекультивации натриевых почв, является гипс , и некоторые растения, которые устойчивы к токсичности соли и ионов, могут представлять стратегии для улучшения. [3] [ неудавшаяся проверка ]
Термин «содиковая почва» иногда используется неточно в науке. Он использовался взаимозаменяемо с термином щелочная почва , который используется в двух значениях: 1) почва с pH более 8,2, 2) почва с содержанием обменного натрия более 15% обменной емкости. Термин «щелочная почва» часто, но не всегда, используется для почв, которые соответствуют обеим этим характеристикам. [4]
Засоление в засушливых районах может возникнуть, когда уровень грунтовых вод находится на глубине от двух до трех метров от поверхности почвы. Соли из грунтовых вод поднимаются капиллярным действием на поверхность почвы. Это происходит, когда грунтовые воды соленые (что справедливо для многих районов), и этому способствуют методы землепользования, позволяющие большему количеству дождевой воды попадать в водоносный горизонт, чем он может вместить. Например, вырубка деревьев для сельского хозяйства является основной причиной засоления засушливых земель в некоторых районах, поскольку глубокая корневая система деревьев была заменена поверхностной корневой системой однолетних культур.
Засоление от орошения может со временем возникнуть везде, где происходит орошение, поскольку почти вся вода (даже естественные осадки) содержит некоторое количество растворенных солей. [5] Когда растения используют воду, соли остаются в почве и в конечном итоге начинают накапливаться. Эта вода, превышающая потребности растений, называется фракцией выщелачивания . Засоление от поливной воды также значительно увеличивается из-за плохого дренажа и использования соленой воды для орошения сельскохозяйственных культур.
Засоление в городских районах часто является результатом сочетания процессов орошения и грунтовых вод. Орошение также стало обычным явлением в городах (сады и зоны отдыха).
Последствия засоления:
Засоление является важной проблемой деградации земель . Засоление почвы можно уменьшить путем выщелачивания растворимых солей из почвы избыточной поливной водой. Контроль засоления почвы включает контроль уровня грунтовых вод и промывку в сочетании с дренажем плитки или другой формой подземного дренажа . [7] [8] Комплексное лечение засоления почвы доступно в Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций . [9]
Высокий уровень засоления почвы может быть терпимым, если выращивать солеустойчивые растения. Чувствительные культуры теряют свою силу уже на слегка засоленных почвах, большинство культур отрицательно сказываются на (умеренно) засоленных почвах, и только устойчивые к засолению культуры процветают на сильно засоленных почвах. Университет Вайоминга [10] и правительство Альберты [11] сообщают данные о солеустойчивости растений.
Полевые данные на орошаемых землях в условиях фермеров скудны, особенно в развивающихся странах. Однако некоторые обследования на фермах были проведены в Египте, [12] Индии, [13] и Пакистане. [14] Некоторые примеры показаны в следующей галерее, где культуры расположены от чувствительных до очень устойчивых. [15] [16]
Было обнаружено, что кальций оказывает положительное влияние на борьбу с засолением почв. Было показано, что он смягчает негативные эффекты засоления, такие как снижение потребления воды растениями. [17]
Засоление почвы активирует гены, связанные со стрессовыми условиями для растений. [18] Эти гены инициируют выработку стрессовых ферментов растений, таких как супероксиддисмутаза , L-аскорбатоксидаза и дельта-1 ДНК-полимераза . Ограничение этого процесса может быть достигнуто путем введения экзогенного глутамина растениям. Снижение уровня экспрессии генов, ответственных за синтез супероксиддисмутазы, увеличивается с увеличением концентрации глутамина. [18]
Из Карты почв мира ФАО/ЮНЕСКО можно выделить следующие засоленные территории. [19]
