Солонцы в Казахстане: «чемодан без ручки» или резерв для прибыли?

Что делать с солонцами? Как их обрабатывать? И обрабатывать ли их вообще? Какие культуры сеять на солонцах? Можно ли на этих почвах получать экономически оправданные урожаи? Эти вопросы сегодня стоят на повестке дня у многих земледельцев Казахстана. Если учесть, что более трети всех земель республики приходится на солонцы и их комплексы, то масштаб этой проблемы очевиден.

В советские годы с солонцами работали на государственном уровне, были специальные программы по их освоению. На мелиорацию солонцов выделялись большие средства. К тому же проводилось научное обеспечение этого вопроса – закладывались солонцовые стационары, велись самые разнообразные опыты по изучению солонцов, разрабатывались приемы их улучшения. Но те времена ушли. Пришла рыночная экономика. А солонцы остались. И остались вопросы, которые задают нам подписчики журнала. Учитывая этот интерес, мы решили опубликовать ряд материалов по данной теме, рассмотрев ее более детально. Следует отметить, что тема эта не новая и в Казахстане накоплен уникальный опыт по мелиорации и использованию солонцов. Мы решили его обобщить и надеемся, что читатели найдут в них ответы на задаваемые вопросы. Сегодня мы публикуем материал, подготовленный учеными Костанайского филиала Научно-производственного центра агроинженерии.

В Евразийском регионе засоленных почв около 242 млн. га. Основной их массив (свыше 140 млн. га) расположен в Казахстане. При этом из общей площади засоленных почв львиная доля приходится на солонцы, которые занимают в нашей стране по разным оценкам порядка 100 млн. га. Значительные площади солонцовых почв находятся также в России (Западная Сибирь, Поволжье, Алтайский и Ставропольский края), Туркменистане, Узбекистане, Украине и Азербайджане.

Рис. 1. Распространение засоленных почв на Евразийском континенте

Если коснуться истории, то большую роль в разработке теоретических и практических основ мелиорации солонцовых почв внесли такие ученые, как К. К. Гедройц, К. П. Горшенин, И. Н. Антипов-Каратаев, И. И. Плюснин, Н. Д. Градобоев, Н. П. Панов, К. П. Пак, В. И. Кирюшин, В. М. Бабушкин, П. Г. Кулебакин, В. В. Окорков, Б. В. Андреев, Г. Н. Кудашев, В. Н. Михайличенко, А. И. Еськов и др.

К солонцам относят почвы, содержащие в поглощенном состоянии большое количество обменного натрия в солонцовом горизонте. Кроме натрия, солонцовые почвы, как правило, содержат на некоторой глубине повышенное количество легкорастворимых солей. В отличие от солонцов, у солончаков повышенное количество легкорастворимых токсичных солей наблюдается с поверхности и по всему профилю почвы.

Общим свойством всех типов солонцов является четкое разделение почвенного профиля на генетические горизонты, имеющие разные физико-механические характеристики. Солонцы содержат (рис. 2 и 3):

– надсолонцовый горизонт А (гумусный) мощностью, как правило, от 2 до 20 см;

– солонцовый горизонт В₁, насыщенный натрием, столбчатой, призматической, ореховатой или глыбистой структуры, мощностью 5—25 см;

– подсолонцовый горизонт В₂ призматической или ореховатой структуры, с включениями карбонатов в виде белоглазки, гипса и легкорастворимых солей в нижней части;

– переходный горизонт к материнской породе ВСк с обильными образованиями карбонатов, гипса и легкорастворимых солей;

– засолённая материнская порода С.

Солонцовый горизонт имеет щелочную реакцию почвенного раствора (рН>7)

Рис. 2. Типичное строение профиля солонца черноземной зоны и его характеристика

Рис. 3. Типичное строение профиля солонца каштановой зоны и его характеристика

Плотность почвы верхнего гумусного горизонта А солонцовых почв невелика и составляет 1,1–1,2 г/см³. Четкое разделение почвенного профиля на горизонты и наличие солонцового слоя со значительным содержанием физической глины (и, соответственно, гораздо более плотного, чем верхний горизонт) предопределяет широкий диапазон изменения физико-механического состояния солонцовых почв в летний период. Во влажном состоянии солонцовый слой набухает и не пропускает влагу в нижние слои почвы. В сухом состоянии плотность солонцового слоя резко увеличивается и может достигать 1,7 г/см³; твердость, соответственно, 7–9 мПа (70–90 кг/см²). Это создает большие проблемы для роста корней растений, а также для механической обработки солонцовых почв.

По характеру водного режима солонцы делят на три типа: автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные. Их отличие заключается в глубине залегания грунтовых вод. Так, автоморфные солонцы формируются при залегании грунтовых вод глубже 6 м, полугидроморфные – 3–6 м, гидроморфные – до 3 м.

Глубина залегания грунтовых вод – один из важнейших факторов, который оказывает влияние на формирование солонцов и их качественных особенностей – мощность горизонтов, содержание гумуса, мехсостав горизонтов и т. д.

Солонцы каштановой зоны обычно содержат 2–3% гумуса, солонцы черноземной зоны могут содержать больше гумуса. Вообще, классификация солонцов – отдельная специальная тема, которая больше интересна специалистам (подробно узнать, на какие подтипы, роды и виды делятся солонцы, можно в специализированной литературе).  Вкратце отметим, что роды солонца различают по глубине залегания карбонатов и гипса, а также по глубине залегания солей. Солонцы также делятся по химизму (типу) засоления (содовые, сульфатные, хлоридные, смешанные) и степени засоления (от незасоленных до сильнозасоленных).

Вид солонца определяется по мощности надсолонцового горизонта A (корковые, мелкие, средние, глубокие) и содержанию натрия в солонцовом горизонте В₁ (от остаточно натриевых до многонатриевых).

Характерной особенностью залегания солонцовых почв является то, что они, как правило, расположены не сплошными массивами, а отдельными участками среди зональных почв. На многих полях севооборота имеются солонцовые пятна, площадь которых может составлять от 5 до 80% площади поля. Причем даже для одного вида солонца на отдельных пятнах мощность надсолонцового и солонцового горизонтов варьирует в широких пределах – от корковых до глубоких. При этом необходимый мелиоративный прием выбирается по преобладающему типу солонцового покрова.

Особую опасность для растений в солонцах представляют натрий, обуславливающий солонцеватость, а также соли, определяющие засоленность почвы. Из-за токсического действия солей, сильно щелочной реакции почвенного раствора, плохих агрофизических свойств солонцы относят к низкоплодородным почвам. Потери урожайности в засушливых районах из-за засоленности почвы достигают от 18% до 43% (3). В. А. Ковда (2) дает следующую зависимость между содержанием натрия, щелочностью и плодородием почвы (таблица 1).

В Казахстане активное изучение солонцовых почв началось в период освоения целинных и залежных земель. Были обследованы практически все площади и составлены почвенные карты, заложены полевые опыты на различных типах солонцов во всех климатических зонах, накоплен значительный материал по методам мелиорации солонцовых почв и технологиям возделывания зерновых и кормовых культур на солонцовых почвах. Полученные теоретические и практические знания были использованы при разработке и внедрении целевой Республиканской научно-технической программы «Освоение солонцовых земель Казахстана» (Солонцы) на 1986–1990 годы», утвержденной Постановлением Госплана Казахской СССР (1985 г.). Под руководством академика ВАСХНИЛ, доктора сельскохозяйственных наук В. Н. Михайличенко были обобщены результаты исследований по методам мелиорации солонцовых почв и технологиям возделывания зерновых и кормовых культур на солонцовых почвах.

В ходе реализации этой программы были выпущены Методические указания по разработке проектов противосолонцовых мелиораций в Казахской ССР.

В соответствии с новыми методическими указаниями во всех областях республики были развернуты работы по почвенным изысканиям, составлению рабочих проектов в разрезе областей, районов и конкретного хозяйства.

Для технического обеспечения выполнения работ по освоению солонцовых почв созданы машины для мелиоративных обработок солонцов различных типов и для последующих обработок в мелиоративный период. Учитывая многообразие типов и видов солонцовых почв для мелиоративных обработок, были созданы плуги для плантажной и ярусной вспашки ППН-4-40, ПЯС-1,4, ПТН-3-40, машины для послойной обработки МСП-2, рыхлители навесные солонцовые РСН-2,9, РСН-3,0.

В период с 1988 по 1993 год в Казахстане была проведена мелиорация солонцовых почв на площади 1,892 млн. га. Программой предусматривалось освоение до 1996 года свыше 6 млн. га солонцовых почв. Однако она не была реализована в полном объеме по известным причинам. Поэтому солонцовые почвы в настоящее время находятся в севооборотах и во многих случаях не обрабатываются или обрабатываются не в соответствии с требованиями мелиорации, что ведет к увеличению токсического действия солей и резкому снижению урожайности возделываемых культур.

В связи с этим считаем необходимым привести основные положения разработанных и рекомендованных к применению методических указаний для зональных условий Казахстана.

В современном теоретическом понимании мелиорация солонцов сводится вытеснению из солонцового слоя обменного натрия за счет введения кальция. Кальций, замещая натрий в органоминеральных соединениях, понижает заряд частиц, что способствует структурообразованию почвы. Во-вторых, кальций, вступая в химическое взаимодействие с хорошо впитывающими воду веществами, образует с ними нерастворимые, ограниченно набухающие, эластичные соединения, которые необратимо склеивают частицы в водопрочные агрономически ценные агрегаты. В результате уменьшается объемная масса, твердость, повышается воздухоемкость, водопроницаемость, увеличивается диапазон активной влаги. Улучшение водопроницаемости способствует лучшему усвоению влаги, ее фильтрации, что обеспечивает выщелачивание токсичных солей за пределы пахотного слоя и глубже. Кроме того, кальциевые соли снимают кальциевое голодание растений, а также нейтрализуют соду, понижают степень засоления почв.

На основании многолетних исследований и практики передового опыта и в соответствии с основными принципами мелиорации все многообразие солонцовых почв объединено по основным агрофизикохимическим показателям в шесть агромелиоративных групп, для которых разработаны соответствующие технологии мелиорации: агротехническая, химическая, химико-агротехническая, комплексная и фитоагротехническая.

Полную версию статьи читайте в журнале «Аграрный сектор» №4(50) за декабрь 2021 – январь 2022