Как засоление влияет на урожай

Засоление почв губительно для растительности. Предельное количество солей в почве, выше которого начинается угнетение роста и развития растений, называют порогом токсичности. Почвы, содержащие легкорастворимые соли в количествах, превышающих порог токсичности, неспособны дать хороший урожай. Наиболее токсичны для растений сода и хлориды, менее — сульфаты натрия и магния.

Легкорастворимые соли оказывают прямое воздействие на растения в результате повышения осмотического давления почвенных растворов и токсичного действия отдельных ионов, а также косвенное влияние, связанное с изменением в засоленных почвах физико-химических, физических и других свойств. Порог токсичности солей и ионов различен при разном химизме засоления почвы.

Ряд сельскохозяйственных культур отличается устойчивостью к засолению при сравнительно невысокой концентрации солей. Так, довольно устойчивы к засолению зерновые, из овощных культур — капуста, картофель, морковь. Наиболее устойчива – свекла. Наименее – зернобобовые культуры и подсолнечник.

Способностью связывать и удалять солевые примеси обладают сидераты: горчица, люцерна, а также пшеница, ячмень. Во время их роста корневые выделения частично деминерализуют почву, а некоторые вредные примеси они используют для роста надземной массы. Эти растения обладают мощной, глубоко проникающей в почву корневой системой. После сидератов на месте перегнивших корней остается целая сеть подземных канальцев. Получается такой природный дренаж, по которому соли осадками вымываются в глубокие слои почвы. Чтобы препятствовать засолению, рекомендуется на орошаемых землях включать их в севооборот и выращивать без полива.

На сегодняшний день предлагается несколько способов борьбы с засолением почв:
— применение оросительных установок с режимом дозированной подачи воды;
— деминерализация воды, применяемой в орошении.
— подпочвенное орошение;
— использование вертикального дренажа;
— гипсование;
— внесение органических удобрений;
— промывка почвенных покровов пресными водами.


Вода по капле

Одним из эффективных способов дозированного орошения на засоленных почвах является капельное орошение.

Капельное орошение – это сравнительно новый метод полива в сельхозпроизводстве. Способ капельного орошения применяется в промышленных масштабах с начала 60-х годов. Положительные результаты, полученные за короткое время, способствовали быстрому распространению капельного орошения во многих странах мира, особенно на почвах, подверженных засолению. Они характеризуется наличием постоянной распределительной сети под давлением, позволяющей осуществлять непрерывные или частые поливы, точно соответствующие водопотреблению возделываемых культур.

В отличие от дождевания, капельное орошение основано на поступлении воды малыми дозами в прикорневую зону растений, количество и периодичность подачи воды регулируется в соответствии с потребностями растений. Вода поступает ко всем растениям равномерно и в одинаковом количестве. Это позволяет поддерживать оптимальный водно-физический режим в корнеобитаемой зоне (особенно в критические фазы их развития), что создает условия для получения высоких урожаев. Этот эффект более ярко выражен при засушливом климате, но и в более влажных районах капельное орошение позволяет существенно улучшить качественные показатели продукции.

При капельном поливе увлажняется только ограниченная часть почвенной поверхности, без поверхностного стока или фильтрации воды в глубинные слои почвы. Это позволяет поддерживать влажность корнеобитаемого слоя во время всего вегетационного периода на оптимальном уровне, без значительных ее колебаний, характерных для всех других способов орошения. При капельном орошении увлажнение почвы осуществляется капиллярным путем. За счет этого сохраняются оптимальные водно-физические свойства почвы и устраняются потери влаги за счет поверхностного стока и инфильтрации в глубину.

Отсутствие поверхностного стока при капельном орошении исключает возможность водной эрозии почвы, поэтому такой вид полива можно применять даже на крутых склонах, на не выровненных участках и участках неправильной формы.

При использовании традиционных методов орошения (поверхностные и дождевание) временной разрыв между поливами обычно составляет от нескольких дней до двух недель и более. При этом влажность почвы изменяется от избыточной сразу после полива до, практически, влажности увядания в конце межполивного периода (внутреннее напряжение влаги в почве при этом достигает 25 бар). Корни растений должны преодолевать это напряжение и расходовать огромное количество энергии для того, чтобы потреблять в таких условиях воду и питательные вещества. Эти непроизводительные потери энергии играют негативную роль в росте и развитии растений. При капельном орошении частоту поливов можно регулировать в полном соответствии с водопотреблением растений, поддерживая оптимальную влажность и давая растениям возможность легко получать влагу и необходимые в данный момент и в нужном количестве питательные вещества. Таким образом, сбереженная энергия полностью направляется на рост и развитие растений.

Капельное орошение дает возможность более эффективного использования воды. Снижение расходов воды при использовании систем капельного полива составляет от 20 до 80% в сравнении с другими методами орошения. Величина этой экономии зависит от климатических условий, вида насаждений, типа почв, технических характеристик самой системы полива и обычно достигается за счет:
— специфичного режима полива, при котором достигается соответствие между поливной нормой и величиной водопотребления насаждений;
— ограничения орошаемой площади вследствие «адресной» подачи воды к корням растений;
— уменьшения величины испаряемой с поверхности почвы влаги, т.к. часть орошаемой площади остается сухой;
— отсутствия поверхностного стока воды и ее инфильтрации в глубокие слои почвы;
— ограничения развития сорняков, которые являются конкурентами культурных растений в борьбе за воду;
— устранения рассеивания поливной воды и ее испарения с листьев растений.
Коэффициент полезного использования влаги составляет свыше 95% — в отличие от поверхностного орошения, когда этот коэффициент составляет около 5%, и дождевания, где он равняется примерно 65%. Кроме трех вышеперечисленных преимуществ, капельное орошение имеет ряд других положительных сторон. Так, капельный полив позволяет обеспечить подачу удобрений с поливной водой, что дает возможность оптимизировать питательный режим растений с учетом их требований в различные фазы роста и развития. При этом затраты труда и количества необходимых удобрений сокращаются примерно на 50%.

Губительная влага

Растения остро нуждаются во влаге, необходимой для их роста и вегетации. Но, оказывается, далеко не каждая вода идет растениям во благо. Например, многие огородники – «шестисоточники» знают, что нельзя использовать для полива грунтовую воду, получаемую из неглубоких скважин — так называемую верховодку. Это правило вполне применимо к производству всех сельхозкультур, независимо от объемов производства. Вода из верхнего горизонта отличается сильной минерализацией. Она содержит в различных пропорциях карбонатные, сульфатные, хлоридные соединения, соли кальция, магния, железа, натрия и других элементов, общее количество которых может варьироваться от 0, 5 до десятков г/л. В результате полива минерализованной водой повышается концентрация почвенных солей. Причем в течение года состав и концентрация солей меняются. Наиболее богата солями вода в августе — сентябре, в мае их количество и концентрация заметно снижаются — зимняя влага разбавляет. Вода, содержащая до 0, 5 г/ л солей, считается хорошей для полива, от 0,5 до 1 г — допустимой, от 1 до 3 г — опасной для растений и может использоваться в орошении очень осторожно со всеми агротехническими и мелиоративным и мероприятиями.

Если вода содержит сухих солей более 3 г/л, то она непригодна для полива. Необходимо проведение мероприятий по деминерализации воды, но прежде всего, нужно определить качество воды на содержание и состав солей, а для этого сдать образцы в лабораторию. В целом, общее солесодержание можно определить самостоятельно: нужно выпарить определенное количество воды, а затем взвесить сухой остаток. Более простой и цивилизованный метод — использовать электронный прибор солемер, который позволит с точностью до миллиграммов на литр определить солесодержание воды и ее пригодность не только для полива, но и для питья (известно, что пить воду с высоким содержанием солей не рекомендуется).

Природная вода содержит солей от 300 мг/ л до 2 г/л. Путем несложных расчетов можно определить, сколько вредных солей попадает с поливом в почву. Если принять среднее содержание солей 1 г/л, то при 10 полноценных поливах за сезон и поливной норме 10 л на квадратный метр почвы, почва получит за год 100 г солей. А за 5 лет орошения – 0,5 кг. И это без учета неиспользованных остатков минеральных удобрений, минерализованной органики.

Загипсовать землю
Низкое плодородие засоленных земель обусловлено высоким содержанием в них водорастворимых солей, высокой концентрацией почвенного раствора и щелочной реакцией. Для устранения избытка солей их можно промывать водой при обильном орошении, но гораздо дешевле применение фосфогипса.
При этом, как отмечают эксперты, внесение фосфогипса для восстановления плодородия почв целесообразно как на орошаемых, так и богарных землях.

Являясь побочным продуктом производства фосфорных удобрений, фосфогипс обладает высокой влагопоглотительной способностью, может удерживать на своей поверхности до 30% влаги, при этом не слёживается, не превращается в комки и не теряет рассыпчатости. Он может быть использован в сельском хозяйстве не только в качестве мелиоранта почвы, но и для получения медленно растворяющихся питательных веществ пролонгированного действия.
Также его используют в качестве источника кальция и серы в дефицитных почвах благодаря высокому содержанию этих элементов (кальций 37%, сера 22%).

Фосфогипс в основном вносится в почву под осеннюю культивацию, в технологиях без обработки почвы его применяют без заделки в почву – под воздействием осадков фосфогипс растворяется и проникает в почву. Доза внесения фосфогипса устанавливается по количеству натрия в корневом слое почвы, который необходимо заменить кальцием и составляет от 3 до 15 т/га. Само собой разумеется, что наибольшая доза внесения вещества должна быть на солонцах.

Многочисленные опыты показали высокую эффективность фосфогипса на различных типах почв. Так, по данным ГНУ ВНИИ риса Россельхозакадемии, внесение 7-14 т/га фосфогипса совместно с 30 т/га навоза на лугово-степные и целинно черноземные корковые почвы в Ставропольском крае привело к улучшению физических свойств почвы, увеличению в 3-4 раза выхода продукции с одного гектара. Все затраты на мелиорацию окупились за три года.

Спасение в навозе

На засоленных участках рекомендуется ежегодно вносить органические удобрения в виде навоза, компоста. Обычный навоз содержит целый набор элементов, восстанавливающих плодородие: стимуляторы, ферменты, витамины, микроорганизмы, которые оказывают многостороннее действие на почву, в результате чего восстанавливается способность противостоять изменению реакции среды, облегчаются тяжелые липкие почвы, связываются песчаные. Почва приобретает, вернее, восстанавливает, мелкокомковатую структуру с оптимальной воздухо-водоудерживающей способностью.

Прямой посев снижает засоленность

При этом целый ряд практиков утверждают, что устойчивость некоторых растений к поливу соленой водой довольно высока, а снижение урожайности происходит в основном из-за ухудшения физических свойств почвы: непроходимость капилляров, излишняя плотность, непроницаемость для корней, плохой газо — и влагообмен.
Действительно, при вторичном засолении большое значение имеют структурность почвы и степень ее капиллярности. Бесструктурная почва слабо удерживает воду. После полива около 70—80% воды быстро испаряется, а соли остаются в верхних слоях почвы, и наоборот: почва с мелкокомковатой структурой прочно удерживает воду. При наличии хорошо выраженной структуры испарение воды идет лишь с верхнего (в несколько сантиметров) слоя почвы и количество испаряемой воды после полива составляет лишь около 20%.

Швейцарский институт сельского хозяйства в 1998-2005 гг. организовал интересный эксперимент в поселке в поселке Цолликофен. В рамках 7 летнего исследования сравнивались две системы возделывания прямой посев и вспашка, цель эксперимента — сравнение структуры почвы и содержания почвенной влаги в обеих системах земледелия.
За 8 лет средние по всем экспериментальным участкам показатели инфильтрации влаги демонстрируют, что при прямом посеве вода просачивается в почву приблизительно в три раза быстрее, чем в системе с применением вспашки. Благодаря этому во время интенсивных осадков и орошения необработанная почва теряла меньше воды в результате поверхностного стока.

В результате вспашки нарушается непрерывность структура почвы, так что быстрый отвод воды в более глубокие слои становится ограниченным. Кроме того, при каждом рыхлении плугом наносится значительный вред популяции дождевых червей. В ненарушенной почве системы прямого посева, напротив, благодаря большой популяции дождевых червей вода может просачиваться до глубоких слоев почвы сквозь их ходы, сохраняющие свою стабильность на протяжении многих лет.
При этом в системе прямого посева неразрыхленная поверхность почвы и растительные остатки, находящиеся на поверхности почвы, препятствуют сильному испарению влаги. Благодаря этому намного реже происходит высыхание верхнего слоя почвы, а содержание влаги в более глубоких слоях значительно выше. Резервы воды в нижних слоях почвы, которые на протяжении всего периода измерения не уменьшались, подтверждают высокую капиллярную влагоемкость почвы при прямом посеве. Растения, возделываемые в системе прямого посева, легко «качают» воду, дольше сохраняется увлажнение почвы, что улучшает поглощение водорастворимых питательных веществ растениями

В системе с использованием плуга, где имеет место более интенсивное испарение влаги с непокрытой почвы, более низкие показатели инфильтрации и в результате этого — более интенсивный сток воды с поверхности, ярко выражен «эффект сковородки» — влага либо не проникает в почву, либо увлажняет лишь небольшой поверхностный слой почвы. Происходит быстрое испарение влаги и, как итог, отложение солей на поверхности почвы.
Продолжение следует
Константин Сергеев, журнал «Ресурсосберегающее земледелие 1/2017»

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.