Непродуктивні гектари: засолення й осолонцювання ґрунтів

Однією з проблем, яку приносять усе частіші посухи, є засолення ґрунту. Як вчасно помітити цей процес і ефективно поборотись із ним?

Аграрії відчувають зміни клімату «на собі». Збільшення частоти та інтенсивності посух стає одним із визначальних факторів врожайності культур, особливо у посушливих і напівпосушливих регіонах. Так, на території України за останні 25-30 років середня температура повітря збільшилась на 1,5°С, відповідно темпи потепління становлять 0,6°С/10 років. Посуха ж, в свою чергу, підсилює мобілізацію та акумуляцію солей у верхніх шарах ґрунту й активізує процеси засолення ґрунту у просторі та часі. Висока концентрація солей у ґрунті не лише ускладнює надходження води, а може безпосередньо пошкоджувати рослини і навіть порушувати структуру ґрунту за рахунок зниження його пористості та погіршення водопоглинальної здатності.

Надлишок солі: вплив і причини

Вплив надлишкової концентрації солей на рослини:

  • спричиняє як осмотичну дію, порушуючи нормальне надходження води у рослини, так і токсичну, викликаючи отруєння;
  • порушує азотний обмін і зумовлює розпад білків;
  • пригнічує ростові процеси;
  • пригнічує діяльність ґрунтових мікроорганізмів (зокрема корисних);
  • зумовлює уповільнене набухання та проростання насіння та, як наслідок, затримку появи сходів внаслідок «фізіологічної сухості» засолених ґрунтів.

За визначенням FAO до категорії засолених відносяться ґрунти, які містять хоча б в одному шарі ґрунтового профілю легкорозчинні солі або їх іони, у кількостях, що перевищують поріг токсичності, тобто, максимальну кількість солей, яка не пригнічує рослини.

До засолених відносять ґрунти: без солонцевого горизонту та з вираженим солонцевим горизонтом. Перша група – солончаки та інші засолені ґрунти без солонцевого горизонту, а друга – солонці та солонцюваті ґрунти.

Показники, що свідчать про засоленість ґрунту:

  • концентрація солей в ґрунтовому розчині 3-5 г/л;
  • сума токсичних солей, отриманих методом водної витяжки – 0,05-0,15%;
  • питома електропровідність фільтратів із насичених водою ґрунтових паст – 2-4 мСм/см.

Оцінку придатності для вирощування певних культур здійснюють, використовуючи ґрупування ґрунтів по засоленню з урахування солестійкості рослин. За класифікацією Міністерства сільського господарства США (USDA Agriculture handbook, 1954), яка широко використовується в світі, до засолених відносять ґрунти, питома електропровідність фільтратів із паст котрих не перевищує 4 мСм/см (t=25˚). Згодом межа засолення була знижена до 2 мСм/см, оскільки низка плодових, овочевих і декоративних культур страждає від засолення в інтервалі від 2 до 4 мСм/см.

Первинне засолення зумовлене природними процесами, а вторинне – утворюється в результаті зрошення та осушення. Чим більш засушливим є клімат, чим менша промочуваність ґрунту та сильніше випаровування, тим більше солей акумулюється в водах і ґрунтах. У більш вологому кліматі під впливом опадів солі вимиваються за межі ґрунту і тому не накопичуються. На накопичення солей в одній і ті й же зоні значний вплив мають рельєф та дренованість території.

Акумуляція солей може бути зумовлена:

  • наявністю соленосних ґрунтоутворюючих порід;
  • біологічним соленакопиченням;
  • за рахунок мінералізованих ґрунтових вод;
  • зрошенням мінералізованими водами.

В Україні засолені ґрунти займають відносно невелику частку орних земель (близько 7%), переважно в зонах техннічних впадин: Дніпровсько-Донецької (зона Лісостепу) та Причорноморської (Степ). Загальна недостатня дренованість території спричиняє акумуляцію солей у кореневмісному шарі та розвиток вторинного засолення.

Більша частина культурних рослин за підвищеного вмісту водорозчинних солей в ґрунті не розвивається або формує низькі врожаї. Вважають, що врожайність зернових за слабого ступеня засолення ґрунту знижується на 15%, середнього – 35%, сильного – 85%. Урожайність зернових за слабкої солонцюватості ґрунту знижується на 15%, середньої – 35%, сильної – до 100%.

Зазвичай проблеми засолення та осолонцювання асоціюють  із південними регіонами. Чи так це? Наведемо приклад одного з полів центральної частини України.

Ідентифікація та оцінка низькопродуктивних ділянок поля із ознаками засолення/осолонцювання – практичний кейс

КРОК 1. Дані супутникового моніторингу.

На RGB-знімках візуально виділяються плями білого кольору, в яких потенційно можливими є процеси засолення та/або осолонцювання. На поля, що знаходяться поруч, подібних ділянок не виявлено.

RGB знімок від 07.10.2018

RGB знімок від 08.04.2019

Щоб зрозуміти чи впливають «білі плями» на ріст і розвиток культур, ми проаналізували карти NDVI. Культури, які вирощували впродовж 2016-2019 рр., на проблемних ділянках мали істотно нижчі значення NDVI. Такі ділянки мають однакове місцезнаходження незалежно від культури – орієнтовна площа проблемних ділянок з дуже низькою продуктивністю становить 4,1 га. В 2019 р. на полі вирощувалася соя.

КРОК 2. Відбір зразків.

Зразки відбиралися на проблемних і високопродуктивних ділянках: пошарово: 0-30 та 30-60 см. Огляд проблемних ділянок на момент відбору підтвердив зрідженість або відсутність рослин сої та їх відставання у рості та розвитку, а також наявність світлих плям на поверхні ґрунту.

Схема відбору зразків ґрунту (на основі карти NDVI від 02.07.2019). Точка відбору: 2,3 – низький рівень розвиток біомаси (проблемна ділянка), 4 – високий (контроль), 1 – дуже високий (контроль).

КРОК 3. Результати аналізу в лабораторії.

Аналіз зразків ґрунту проводили в лабораторії Ward (США) на основні агрохімічні та фізико-хімічні параметри. В усіх точках відбору ґрунт незасолений. У точках 2 і 3 ступінь солонцюватості характеризує ґрунт як солонець з дуже лужною реакцією ґрунтового середовища. Негативна дія натрію на проблемних ділянках проявляється у зниженні родючості ґрунту. Так, вміст органічної речовини у шарі 0-30 см низького/середнього рівня, в той час як на контрольних ділянках цей показник характеризується як дуже високий.

Оцінка ступеня засолення та солонцюватості ґрунту за даними аналізу водонасичених паст

№ зразкаШар ґрунту, смРозчинні солі, ммоль/смСтупінь засолення ґрунтуКоефіцієнт адсорбції натрію (SAR)Ступінь солонцюватості (ESP), %Ступінь солонцюватості
10-300,55незасолений0,50несолонцюватий
30-600,38незасолений2,62несолонцюватий
20-301,13незасолений7,840солонець
30-600,40незасолений0,146солонець
30-300,70незасолений8,133солонець
30-603,59слабозасолений29,149солонець
40-300,72незасолений0,31несолонцюватий
30-600,39незасолений22несолонцюватий

Аніонно-катіонний склад витяжки вирізняється значним вмістом бікарбонат-іонів, хімізм засолення свідчить про наявність високотоксичних для рослин солей: карбонатів і хлоридів.

Групування засолених ґрунтів за методом водонасиченої пасти

Групування ґрунтівEС, ммоль/смКоефіцієнт адсорбції натрію (SAR)Ступінь солонцюватості (ESP), %
незасолений несолонцюватий<4<13<15
засолений несолонцюватий>4<13<15
незасолений лужний (солонцюватий)<4>13>15
засолений лужний (солонцюватий)>4>13>15

 

КРОК 4. Інтерпретація даних.

Комплексна оцінка показників дозволила встановити, що ґрунти точки 2 і 3 представлені багатонатрієвими солонцями з низьким вмістом солей. Такі ґрунти характеризуються: відсутністю або незначним засоленням; високим вмістом обмінного Na (33-49% від ЄКО) і формуванням токсичних натрієвих солей; рН ґрунту досягає 10 одиниць внаслідок утворення соди (Na2CO3); несприятливими фізичними властивостями, які перешкоджають потраплянню повітря і води у ґрунт.

Оскільки солонці представлені багатонатрієвим різновидом до заходів з меліорації необхідним є комплексний підхід: поєднання хімічної, фітомеліорації та агротехнічних заходів.

Як використати отримані дані?

  • Диференційоване внесення гіпсу або інших меліоративних матеріалів (такого заходу потребують лише проблемні ділянки – це реалізовується на основі попередньо підготовленої карти-завдання);
  • Диференційоване внесення ресурсів: добрива, ЗЗР, насіннєвий матеріал (на проблемних ділянках необхідно мінімізувати використання ресурсів: вони не матимуть ні агрономічного, ні економічного ефекту);
  • Пошук та оцифрування ділянок на полях господарства, що з високою ймовірністю мають аналогічні проблеми.

Анна Марущак, агрохімік AgriLab 

Журнал “Агроном” №3, 2021

 

P.S. Ми можемо допомогти Вам визначити критичні фактори ваших полів, провівши комплексну агродіагностику, та розробити алгоритм підвищенння врожайності і оптимізації використання добрив на ваших землях. Телефонуйте 0674654909  – ми обговоримо зручні для Вас умови співпраці.   

 

Попередня новина Всі новини Наступна новина
Замовити дзвінок
Iм'я:
Телефон:
Додати коментар
Коментар:
Дякую за заявку. Наш менеджер зв'яжеться з Вами протягом дня.
Дякуємо! Тепер ви перші дізнаєтеся про інновації.