Поиск

Природные солонцы
27.06.2015

Определение

Третьей формой, в которой проявляется в природе солонцовый процесс, является специальный тип почв, которые носят название солонцов.
Солонцовые почвы, несмотря на разнообразие их форм, обычно легко узнаются в природе уже по их внешнему виду, по их морфологическому строению. В своем типичном выражении солонец (так называемый столбчатый) имеет следующее строение (черт. 58).
Горизонт А мощностью около 7—8 см — обычный дерновый слой, рыхлый, гумусный, серый или более темный, в зависимости от количества гумуса. Воднорастворимых солей здесь нет или весьма мало.
Природные солонцы

В нижней части этого горизонта нередко намечается уже характерный для солонца подгоризонт A2 в виде слоеватого белесоватого слоя, в котором простым глазом видна белая кремнеземистая присыпка (так называемый осолоделый горизонт, от народного наименования таких почв — солодь).
Горизонт В мощностью 5—15 см. Горизонт А обычно очень резко переходит в горизонт В, характеризующийся прежде всего очень большой плотностью и связностью. Он с трудом поддается лопате. По цвету он выделяется на разрезе своей яркобурой или темной окраской. В столбчатом солонце этот горизонт весь разбит вертикальными трещинами на столбики с закругленными вверху головками. В других модификациях солонцов этот горизонт представляется глыбистым, ореховатым или иных форм структуры.
Всегда уплотненный, горизонт В и является руководящим морфологическим признаком, по которому обычно узнают солонцы в поле на разрезе.
В целинных степях солонцы легко распознаются уже и при поверхностном осмотре по отсутствию на них растительности или по ясно изреженному травостою всегда своеобразного ботанического состава. В нижней части горизонта В типичных солонцов, на глубине 20 см и более от поверхности почвы, обычно уже на-глаз заметны скопления воднорастворимых солей. Ниже горизонта В обычно идет карбонатная и засоленная материнская порода.
В связи с постоянной структурностью горизонта В эти почвы именуются обычно структурными солонцами.
В зависимости от мощности горизонта А различают солонцы «корковые» и «глубокостолбчатые». У первых горизонт А измеряется часто всего 2—3 см, тогда как у вторых он достигает 20—40 см. Это различение существенно практически, так как горизонт А является основным, более или менее нормальным пахотоспособным горизонтом.
По существу основным признаком, определяющим солонец, является наличие в поглощающем комплексе почвы поглощенного натрия.
Для примера приведем состав поглощенных оснований солонца из-под Челябинска:
Природные солонцы

Мы видим, что поглощенный натрий есть во всех горизонтах, но в верхнем — его незначительное количество, а максимум падает на горизонт В. Это общая закономерность для этих почв.
Вторым существенным признаком солонцовых почв является распределение в них воднорастворимых солей. Для примера приведем анализ солонца № 15 из района Тингутинской опытной станции (Красноармейский район, Поволжье, табл. 75).
Природные солонцы

Для одного из солонцов Заволжья распределение воднорастворимых солей показано графически на чертеже 59 (Антипов-Каратаев).
Характерным в распределении воднорастворимых солей является следующее:
1) в самом верхнем горизонте содержание солей незначительно, однако уже на 18 см от поверхности количество их поднимается до 0,5%, а еще ниже по всей толще оно равно уже 1—2%;
2) засоление здесь по преимуществу хлоридное;
3) в верхних горизонтах щелочность повышена, со значительным участием бикарбоната натрия. Во многих случаях в горизонте В наблюдается нормальная сода.
Итак следовательно природные солонцы представляют собой всегда комбинацию двух основных признаков: солонцового процесса в верхних горизонтах и солончакового процесса в нижних, но расположенных всегда близко от поверхности почвы. Количественное выражение обоих этих признаков и определяет собой в каждом частном случае и с.-х. и мелиоративную оценку этих почв.
Существенной отрицательной характеристикой типичных солонцов является то, что обычно они бескарбонатны в верхних двух горизонтах, т. е. у них нет следовательно свободного запаса кальция для замещения поглощенного натрия.
Происхождение солонцов

Выше мы уже достаточно подробно рассматривали прямую связь между засолением почв и развитием солонцового процесса. Природные солонцы и являются конкретным выражением этой генетической связи, осуществляющейся исторически достаточно длительные периоды времени и во многих случаях проявляющейся активно и теперь.
Все солонцовые почвы в своем историческом развитии неизбежно должны переживать стадию натрового засоления. Без этого поглощающий комплекс почвы не может быть обогащен натрием. При этом по существу безразлично, будет ли почва засолена в форме явного натрового солончака или же она длительно будет испытывать на себе воздействие хотя бы очень слабых, но постоянно сменяющихся растворов натровых солей. В конечном счете, если в почве устанавливается преобладание нисходящих токов воды, выщелачивающих соли, то поглощающий комплекс будет обогащен натрием и почва превратится в своих поверхностных горизонтах в солонцовую. Дальнейшее формирование морфологически типичного солонца есть уже простое следствие этой начальной фазы. Мы знаем, что при насыщении почвы натрием она приходит в неустойчивое подвижное состояние и физически и химически: приобретая высокую степень дисперсности, почвенный минеральный ил и органическое вещество становятся способными вмываться в толщу почвы. Однако эти тончайшие суспензии, в силу явления механического поглощения, а с другой стороны, встречая на своем пути растворимые соли и коагулируя, очень быстро оседают на небольшой глубине и таким образом формируют типичный горизонт солонца — В. Таким образом очевидно, что этот горизонт должен быть обогащен, против исходного состояния, илистыми частицами и гумусом, а верхний горизонт А ими обеднен.
С другой стороны, мы знаем, что поглощающий комплекс, насыщенный натрием, легко распадается на полутороокиси и окись кремния. В данных условиях коллоидальные полутороокиси оказываются достаточно устойчивыми и передвигаются вниз, а кремнекислота выпадает на месте своего образования. Таким образом иллювиальный горизонт В обогащается не только илом вообще, но и полутороокисями, а горизонт А, обедняясь ими, обогащается кремнекислотой. Аналитические исследования типичных солонцов подтверждают такой характер отдельных горизонтов солонца и следовательно намеченный здесь путь его образования. Для иллюстрации приведем примеры.
Количество глинистой фракции тоньше 0,01 мм в солонце из Typгайской области так распределяется по горизонтам:
Природные солонцы

Обеднение глиной верхних горизонтов выражено очень резко.
Полуторные окислы (R3O3) так распределены в енисейском солонце (табл. 76):
Природные солонцы

Выщелачивание верхних горизонтов ясное.
Количество аморфной кремнекислоты (SiO2) растворимой в 5% HCl так распределено в челябинском солонце (табл. № 77):
Природные солонцы

Обогащение верхних горизонтов кремнекислотой очень резко выражено.
В соответствии о этими процессами разрушения поглощающего комплекса и перемещениями отдельных элементов почвы вниз общая емкость поглощения отдельных горизонтов солонца должна резко меняться. Анализ тингутинского солонца № 15 дал следующие результаты:
Природные солонцы

Мы видим, что емкость горизонта А сильно понижена, а горизонта B1, наоборот, сильно повышена.
С.-х. оценка солонцов

Таким образом поверхностные горизонты солонцов находятся в условиях распада и выноса их основных составных частей, приводящих к потере ими с.-х. ценности. Конечным выражением этого процесса является формирование так называемой с о л о д и, в которой поверхностный горизонт состоит уже главным образом на кварцевой бесплодной пыли.
Все выносимые из верхних горизонтов вещества скопляются в иллювиальном горизонте B1, который оказывается в силу этого обогащенным питательными для растений элементами, как фосфор, азот, калий. Однако этот горизонт также неплодороден в силу крайне плохих физических свойств его и повышенной щелочной реакции. Коллоидальная масса горизонта В, липкая и вязкая во влажном состоянии, при высыхании сжимается, трескается, образует твердые, как камень, глыбы или столбы и таким образом становится недоступной корням растений. Некоторые исследователи справедливо называют этот горизонт «могилой для корней». В соответствии с этим в практике сухого земледелия солонцовые почвы обычно избегают распахивать, оставляя их под выгонами.
Резюмируя все вышеизложенное, мы следовательно констатируем, что в типичных случаях морфологическая характеристика солонца вполне подтверждается и аналитическими данными. Однако здесь необходимо отметить, что ряд современных новых анализов показывает, что в природной обстановке это соответствие имеет место не всегда. Оказывается, что в ряде случаев почва, квалифицируемая в поле как солонец и обладающая всеми его морфологическими признаками, при аналитическом исследовании обнаруживает лишь слабую солонцеватость (малое количество поглощенного натрия), тогда как другие почвы, со слабо выраженными морфологически признаками солонца, аналитически оказываются сильно солонцовыми. В настоящее время зафиксирован уже ряд таких случаев для Поволжья.
По существу дела в этом нет ничего необъяснимого: расхождение показаний может быть следствием, с одной стороны, стадии развития солонца, а с другой — образование уплотненного иллювиального горизонта может итти, вообще говоря, и без участия поглощенного натрия. В самом деле, если мы представим себе резко выраженную солонцеватую почву, образующуюся в момент промывки натрового солончака, то она еще вовсе не будет обладать морфологическими признаками солонца. Для формирования последних нужны значительные периоды времени. Следовательно можно сказать, что молодые (и может быть самые активные) солонцы могут еще не обладать сложившейся морфологией.
С другой стороны, вполне сформировавшийся морфологически солонец может оказаться в таких условиях, когда поглощенный натрий его будет замещаться на кальций. Таким образом химическая сущность солонца будет уничтожена, пережита, но морфологическое строение его, зафиксированное перемещением твердых элементов, еще очень долго может оставаться неизменным. Мы будем иметь случай «мертвого» солонца, его реликта.
Наконец образование уплотненного иллювиального горизонта в почве можно представить себе и без участия поглощенного натрия. В самом деле, для этого нужно лишь, чтобы почва была достаточно дисперсирована. Мы знаем, что дисперсация есть следствие не только поглощенного натрия, но и ряда других факторов, в числе которых общее значение имеют процессы выветривания и биологические процессы. Таким образом тонкие илистые частицы и элементы гумуса могут вмываться вниз и образовывать иллювиальный горизонт. Иначе говоря, мы можем встретить почвы, несущие в себе морфологические признаки солонца (уплотненный иллювиальный горизонт), хотя они никогда солонцового процесса и не переживали.
Итак следовательно на основании всего изложенного мы должны подчеркнуть, что при практической характеристике и оценке солонцовых почв мы не можем опираться только на морфологическую картину их строения, а должны исходить из всего комплекса аналитических данных. В дальнейшем мы и будем называть солонцовыми почвами только такие, которые содержат поглощенный натрий и количеством его измерять степень солонцеватости.
Фильтрационные свойства солонцовых почв

Водные свойства солонцовых почв вообще неблагоприятны и определяются главным образом коллоидальными свойствами горизонта В. Последний, набухая, очень резко задерживает как фильтрацию, так и капиллярное движение воды вверх. В зависимости от степени выраженности в почве этого горизонта и степени насыщенности его натрием и находятся фильтрационные свойства этих почв.
Для иллюстрации приводим коэффициенты фильтрации трех монолитов на района Тингутинской опытной станции, взятых на целинной степи всего в нескольких метрах друг от друга.
Монолиты — длиной по 98 см и сечением 15х16 см. Отличие монолитов между собой заключается в степени их солонцеватости, как это видно из следующих данных состава поглощенных оснований (табл. 78).
Цифры поглощенного натрия показывают, что в разрезе № 13 процент натрия лежит в пределах 3,26—4,78 от емкости поглощения (почва практически не солонцовая), в разрезе № 14 от 4,84 до 5,84 (почва слабо солонцеватая) и в разрезе № 15 от 6,18 до 27,70 (почва сильно солонцовая).
Природные солонцы

Полученные результаты фильтрации (табл. 79) показывают, что по мере увеличения солонцеватости коэффициент фильтрации резко падает. Так, если для начального момента фильтрацию монолита № 13 принять за 100, то для № 14 она будет равна 15 и для № 15 всего 0,2. Эти различия особенно замечательны потому, что они не только не соответствуют показаниям механического состава (элементарного, с полной дисперсацией), но скорее ему противоположны. Именно в разрезе № 15 количество илистой фракции тоньше 0,0005 мм не превышает 17,57%, тогда как в № 13 и 14 количество той же фракции поднимается до 23,47 и 30,24%. Следовательно разрез № 15 наиболее легкий, а фильтрация у него в 500 раз меньше, чем в № 14 и 13.
Такие результаты эксперимента нужно оценивать как показатель значения агрегатности или дисперсности почвы. В разрезах № 13 и 14 поглощающий комплекс насыщен преимущественно кальцием, и потому ил находится в прочном агрегатном состоянии и почва хорошо фильтрует несмотря на большое абсолютное количество ила. В разрезе № 15 ила хотя и мало, но он дисперсирован натрием и потому почва не фильтрует. С этой же точки зрения следует отметить следующее динамическое явление: прослеживая (по таблице 79) изменение коэффициента фильтрации для монолитов № 13 и 14 во времени, мы видим, что он резко падает от начала к концу опыта. Этот характер изменения фильтрации является вообще типичным для многих почв. Фильтрация солонцового монолита № 15 совершенно нe отвечает этой закономерности: она не уменьшается во времени, а увеличивается. Этот ход явлений можно непосредственно связать с составом поглощенных оснований. В самом деле при промывании водой почвы, насыщенной кальцием, последний частично может замещаться на ион водорода, однако от этого заметного изменения фильтрации не произойдет. Наоборот, при замещении на водород иона натрия должно произойти увеличение фильтрации. В нашем случае мы как раз и имеем такое соотношение явлений: не солонцеватый разрез № 13 дает к концу опыта уменьшение фильтрации почти в 9 раз, слабо солонцеватый № 14 — уже только в 4—5 раз и сильно солонцеватый № 15, наоборот, увеличивает фильтрацию почти в 2 раза.
В этом же опыте мы пытались определить улучшение фильтрации разреза № 15 под влиянием гипса (табл. 79, крайняя правая графа). Для этого на монолите вода была заменена насыщенным раствором гипса, и фильтрация продолжалась без перерыва. Цифры показывают, что фильтрация медленно, но неуклонно растет и в конце 2-го месяца достигает своего максимума, превышающего в 7 раз исходную величину.
В абсолютных цифрах увеличение фильтрации оказывается все же незначительным (К = 0,0000120). Мы считаем, что это результат уплотнения иллювиального горизонта, которое уже не может быть достаточно разрыхлено коагуляцией кальцием. Поэтому вероятно, что при желании улучшить фильтрацию более значительно здесь придется кроме химизации применять и механическое рыхление.
Что касается капиллярных явлений в солонцовых горизонтах, то они остаются, к сожалению, почти не изученными. Имеются указания, что отдельные столбики солонца не поднимают воду капиллярно неделями, — так плотны эти столбики и так узки в них капилляры. Однако при подведении к ним не воды, а бариевой или кальциевой соли, она довольно энергично поднимается. С этим обстоятельством нельзя не считаться, так как в природных условиях поднимаются всегда именно солевые растворы, и следовательно проникновение их через солонцовый горизонт на поверхность почвы возможно. Так это и есть в практике.
Задачи мелиорации солонцов и принципы их мелиоративной оценки

Выше мы уже отмечали, что обычно солонцовое земли избегают распахивать из-за полной ненадежности получения на них урожая. Все же известны случаи, когда в особо сырые годы солонцеватые земли дают урожаи не хуже средних на окружающих нормальных землях. Однако этим фактам нельзя придавать преувеличенного значения: в редкие годы по переложной земле, на почвах с достаточно мощным горизонтом А и невысокой степенью солонцеватости, получение спорадических урожаев конечно возможно. Ho по отношению к обычным солонцовым землям было бы неправильно рассчитывать освоить их устойчиво с помощью только орошения (аналогично влажным годам) без дополнительных мелиоративных мероприятий. Самый характер этих потребных дополнительных мероприятий легко установить, исходя из данных выше характеристик солонца. В основном они заключаются в следующем:
1. Необходимо устранить или понизить содержание в почве поглощенного натрия. Путь для этого тот же, что и при мелиорации натровых солончаков, т. е. внесение кальциевых солей (гипс) или в карбонатных почвах — серы. К сожалению мы до сих пор совершенно не имеем сколько-нибудь систематических данных для суждения о допустимых с с.-х. точки зрения нормах солонцеватости или следовательно о допустимом проценте поглощенного натрия в почве. На основании имеющихся экспериментов и наблюдений в природе можно утверждать, что почва, полностью насыщенная натрием, совершенно не пригодна для с.-х. использования: здесь просто семена не прорастают. По данным Е.И. Paтнера овес и пшеница полностью погибли в вегетационном сосуде при количестве поглощенного натрия в 65—70% от суммы обменных оснований. С другой стороны, вся практика земледелия показывает, что любые культуры развиваются нормально на почвах, совершенно (практически) не содержащих поглощенного натрия. Поэтому можно было бы ставить задачу всегда полного удаления поглощенного натрия. Однако это может быть не всегда рентабельно и нужно. Дело в том, что имеются наблюдения, которые показывают, что в некоторых условиях (на черноземах) небольшие дозы поглощенного натрия, придавая почвенным компонентам большую подвижность (динамичность), тем самым делают ее более плодородной. Эти малые дозы, по-видимому, не превышают 5% емкости почвы. Большие количества поглощенного натрия действуют все более и более отрицательно, однако с какого момента необходимы уже мероприятия по удалению этого натрия, пока точно не известно.
Для общей иллюстрации возможного здесь порядка величин приведем нижеследующие данные вегетационных опытов Кирсанова с сотрудниками.
Две почвы искусственно насыщались двумя дозами натрия, и затем на этих почвах в вегетационных сосудах выращивались овес и горчица. Полученные урожаи зеленой массы прямо показывают степень отрицательного влияния поглощенного натрия. Эти данные приводятся в нижеследующей таблице 80.
Таблица показывает, что значение одних и тех же величин процента поглощенного натрия не одинаково ка разных почвах и для разных культур. Так отмечается, что нa подзолистой почве натрий более вреден, чем на черноземе. Из испытанных растений горчица оказалась гораздо более чувствительной по сравнению с овсом.
Природные солонцы

В общем виде можно констатировать, что количества поглощенного натрия порядка 15—20% от емкости оказывают почти всегда резко отрицательное, а иногда даже катастрофическое (см. горчица на подзолистой почве) влияние на урожай. При этом необходимо отметить, что опыт ставился на почвах, разбавленных в два раза песком для улучшения физических свойств. Следовательно нужно считать, что без такого разбавления отрицательное влияние натрия сказалось бы еще более резко.
Учитывая все имеющиеся на сегодня данные, мы ниже в порядке самой грубой ориентировки и для условий орошения будем принимать следующие градации степеней солонцеватости:
а) до 10% Na от емкости поглощения (слабо солонцеватые) — почвы не требуют мероприятий по удалению натрия, но лишь приспособления агротехники к специфическим условиям почв;
б) от 10 до 30% (сильно солонцеватые) — почвы допускают с.-х. использование, но одновременно требуют химизации и удаления продуктов обмена оснований;
в) свыше 30% (солонцы) — почвы до приступа к освоению требуют химизации и промывок.
2. Необходимо промывкой понизить солевые горизонты, так как в солонцах они всегда располагаются в корнеобитаемой зоне и угрожают распространиться и на поверхность.
3. Если химизация сама по себе не улучшает достаточно физических свойств почвы (особенно горизонт В), то необходимы специальные мероприятия для этого в виде ли применения специальных культур с мощной корневой системой, или в виде механических рыхлений.
Таков цикл мероприятий, вообще необходимых для улучшения солонцов. Понятно, что степень потребности в каждом из них определяется в каждом частном случае местными условиями, как естественно историческими, так и хозяйственными, т. е. теми плановыми заданиями по продукции, которую хозяйство должно давать.
Из перечисленных задач мелиорации солонцов мы можем установить те специфические главнейшие признаки, по которым должно вести с.-х. и мелиоративную оценку этих почв. Она слагается из следующих элементов:
1) Мощность горизонта А. Выше мы видели, что этот горизонт обычно содержит наименьшее количество поглощенного натрия и следовательно сам по себе часто является пахотноспособным. Однако очевидно, что если он обладает мощностью всего в 2 см (как это имеет место в корковых солонцах), то практически удовлетворительные качества его не имеют значения. Наоборот, если мощность его равна 20—40 см (как это бывает иногда в глубоко-столбчатых солонцах), то он уже допускает хотя бы первоначальное его использование без специальных мероприятий.
2) Количество поглощенного натрия в разрезе вообще и особенно в горизонте. В. Физические свойства этого горизонта, особенно степень его уплотнения.
3) Глубина залегания солевого горизонта и состав солей в нем. Глубиной залегания солевого горизонта определяется практический вопрос о том, нужно ли промывать эти соли еще до приступа к культуре или же возможно осуществить это мероприятие уже в самом процессе освоения территории. В остальном этот пункт аналогичен характеристике солончаков.
4) Присутствие в почве карбонатов и гипса. Эта характеристика предрешает вопрос о том, будет ли осуществлена химизация за счет природных запасов кальция или же его нужно вносить искусственно.
5) Фильтрационные и дренажные свойства солонца. Мы видели выше, что вопрос о промывке как наличных запасов солей, так и соли как продукта замещения поглощенного натрия всегда стоит для солонцовых почв, поэтому оценка фильтрационных и дренажных (гидрогеологических) свойств солонца является всегда задачей первостепенной важности.
Естественные изменения солонцовых почв при их орошении

Наблюдения за фактическими изменениями солонцовых почв в поле при их орошении должны бы были иметь крупнейшее значение как практическая проверка и корректив ко всем теоретическим и лабораторным построениям по этому вопросу. К сожалению таких наблюдений чрезвычайно мало. Объясняется это, G одной стороны, тем, что указанному вопросу уделялось мало внимания исследователями, а с другой — несомненно и тем, что до настоящего времени фактически орошенных солонцовых почв (как за границей, так и у нас) было весьма мало и они не имели сколько-нибудь значительного удельного веса. Однако в настоящее время перед нами стоят такие крупнейшие ирригационные проблемы, как Заволжье, Маныч, северный Крым и др., в которых солонцовая проблема и следовательно вопрос об изменении солонцовых почв при орошении занимают крупное место. Поэтому полезно ознакомиться с некоторыми имеющимися по этому вопросу материалами. К сожалению они все относятся по существу к почвам слабо солонцеватым и потому не всегда достаточно рельефны.
Как мы знаем, два основных признака являются критическими в солонцовых почвах — это состав их поглощенных катионов и воднорастворимые соли. Эволюцию этих признаков при орошении мы и рассмотрим.
Изменение состава поглощенных оснований при орошении определяется в значительной мере тем, карбонатны почвы или нет.
В районе Ганджи (Закавказье) Акимцев наблюдал эффект эволюции карбонатных солонцеватых каштановых почв. После длительного орошения профиль их оказывался как бы размытым и солонцеватостъ морфологически в значительной мере сглаженной. Эти почвы лежат в условиях прекрасного естественного дренажа, и потому орошение всегда связано здесь с промыванием почвы. При этом очевидно карбонат кальция, растворяясь, последовательно вытеснял поглощенный натрий и таким образом трансформировал почву.
По-видимому, аналогичный случай имеет место в Караязах (там же). Местные каштановые почвы были частично несомненно солонцеваты, и потому в первые годы культура хлопка на них удавалась лишь с большим трудом в силу плохих физических свойски. В настоящее время эти трудности преодолены, что нужно, по-видимому, поставить в связь с тем, что при длительном орошении почвы промывались и кальций карбоната вытеснял поглощенный натрий. Таким образом эволюция карбонатных солонцовых почв в условиях достаточного естественного дренажа представляется благоприятной.
Любопытное исключение, в смысле длительной устойчивости солонца в карбонатной среде, зарегистрировал Козлов в Голодной степи (пос. Beрхне-Волынский). Среди полей хлопчатника были обнаружены пятна, лишенные культурных растений, но в то же время и не засоленные. Два разреза, сделанные под хлопчатником и на голом пятне, показали, что в последнем случае имеет место как бы размытый профиль солонца. Анализ водной вытяжки и поглощенных оснований этих двух разрезов дал следующие результаты:
Природные солонцы

Эти цифры показывают, что обе почвы действительно не содержат вредных хлористых и сернокислых солей, но в разрезе № 252 на глубине 40 см оказывается повышенная щелочность (0,146%) и присутствует даже нормальная сода (0,005). Анализ поглощающего комплекса показывает содержание в атом горизонте громадного количества поглощенного натрия (43,11% от емкости), т. е. в данном случае действительно имеет место солонец. Хлопок здесь не растет несмотря на большую глубину залегания солонцового горизонта. К сожалению исследователем не описаны ближе условия существования и ирригационного режима этой интересной находки.
Уральская станция наблюдала изменение поглощающего комплекса своих каштановых, карбонатных солонцовых почв всего после двух лет орошения. Полученные здесь цифры приводятся в следующей таблице:
Природные солонцы

В этих анализах можно отметить следующее:
1) почвы в верхних двух горизонтах слабо солонцеваты, но нижний горизонт уже сильно солонцевый;
2) после орошения, несмотря на то, что почва карбонатна, все же наметилось некоторое уменьшение общей емкости поглощения и увеличение солонцеватости, т. е. в целом изменения в неблагоприятную сторону.
Эти изменения в абсолютных цифрах незначительны, тем не менее автор исследования (Орловский) отмечает, что после орошения наблюдаются пониженное количество кальция в почвенном растворе, повышенная щелочность, подавленная нитрификация и в целом пониженная урожайность.
В условиях бескарбонатных почв мы изучали изменения поглощающего комплекса для незаселенных почв Тингутинской станции орошаемых около 30 лет. Почвы относятся и группе слабо солонцеватых каштановых и лежат вне прямого влияния грунтовых вод (уровень их на 4 метрах). Исследование проведено таким образом, что анализировались две пары разрезов, из которых один расположен на не орошаемой площади (стандарт для сравнения), а другой — на орошаемой в расстоянии 80—160 м от стандарта.
Природные солонцы

Полученные результаты для первой пары разрезов приведены в таблице 83, а для второй — в таблице 84.
В этих цифрах можно отметить следующее: 1) в первой паре под влиянием орошения произошло заметное уменьшение емкости поглощения и увеличения солонцеватости верхних четырех горизонтов до 40 см, т. е. общий сдвиг характера почвы в неблагоприятную сторону; 2) во второй паре разрезов орошение вызвало некоторое увеличение емкости поглощения и уменьшение солонцеватости, т. е. изменение почвы произошло в положительную сторону. Для второй пары разрезов сделано определение коэффициента фильтрации в монолитах. Эти цифры приводятся в таблице 85. Из нее видно, что фильтрация орошаемого монолита в течение всего опыта остается постоянной. Фильтрация не орошаемого монолита вначале в три раза больше, но уже через месяц выравнивается с орошаемыми и под конец становится даже меньше его. Мы оцениваем это как показатель того, что при орошении в почве не произошло каких-либо серьезных изменений почвенной массы.
Природные солонцы

В целом изменения тингутинских почв незначительны, требуют приспособления агротехники, но не диктуют каких-либо коренных мелиоративных мероприятий.
Ив этого материала можно сделать следующие основные выводы: 1) в случае карбонатных солонцовых почв можно рассчитывать на постепенное коренное улучшение их под влиянием орошения, хотя в первые стадии могут наблюдаться и некоторые отрицательные эффекты; 2) для почв бескарбонатных улучшения солонцовых почв даже при длительном их орошении не наблюдается.
Там, где орошение солонцовых почв вызывает вторичное их засоление, эффект получается особенно резко отрицательным. Такой случай, затронутый нами изучением, мы имеем на Валуйской опытной станции (Заволжье). Под влиянием орошения здесь произошло резкое повышение уровня грунтовых вод и значительное засоление почв, достигающее 2,3% всех солей. Исследование значения этого засоления для поглощающего комплекса показало, что при этом происходит значительное насыщение его натрием, т. е. резкое усиление солонцеватости почвы. Так в почвах незасоленных процент натрия от емкости равен 5—6, после же засоления он поднимается до 20—22. В данном случае мы имеем дело с бескарбонатными почвами, и это является особенно отрицательным обстоятельством, так как улучшение этих возникших солонцов может потребовать теперь искусственной химизации. С этой точки зрения в отношении бескарбонатных почв необходимо особенно тщательно следить за недопущением их вторичного засоления, так как борьба с ним здесь потом становится особенно затруднительной ввиду благоприятных условий для острого развития солонцового процесса.
Лабораторные экспериментальные данные

В заключение приведем основные выводы лабораторных экспериментов ВНИИГиМ, которые позволяют ближе наметить процесс эволюции солонцовых почв при длительном воздействии на них воды. Методика исследования была принята следующая:
Мы взяли три варианта солонцовых почв Заволжья в монолитах сечением 15x15см и глубиной в 2 м и осуществили на них поливы и промывки нормами от 8 000 до 18 000 м3 по расчету на гектар. Монолиты послойно анализировались перед экспериментам и затем строго в тех же слоях после окончания поливов. В некоторых случаях проанализированы пробы, взятые в процессе самых промывок.
Полученные аналитические данные позволили наметить следующие выводы:
1. Вынос водно растворимых солей из солонцовых почв протекает довольно медленно, и для полного выщелачивания двухметровой толщи требуются значительные объемы воды, — для хлора 6—8 тыс. м3.
2. Изменение поглощающего комплекса идет в две фазы. В первую фазу даже в слабосолонцеватых почвах, с которыми мы имели дело, когда количество поглощенного натрия лежит всего в пределах 5—12% от общей емкости поглощения, после выноса воднорастворимых солей наступает резкое увеличение натровой щелочности, что может оказаться вредным для растительности и следовательно потребует специфической химизации
3. В первые фазы промывок наблюдается заметное повышение общей солонцеватости нижних горизонтов почвы при одновременном увеличении общей емкости поглощения.
4. Только во вторую фазу, при очень большой норме промывки порядка 18 000 м3, наблюдается заметное разрушение поглощающего комплекса и понижение обшей емкости поглощения в горизонтах, лишенных солей.
5. Процесс промачивания солонцовых почв весьма неравномерен в различных горизонтах, что может создать особо благоприятные условия для капиллярного поднятия солей к поверхности почвы при орошении.
6. Коэффициент фильтрации в солонцовых почвах весьма динамичен и в первые фазы промывок весьма строго следует динамике натровой щелочности, будучи прямо противоположен ей по знаку. Динамика щелочности символизирует в данном случае динамику дисперсного состоянии почвы.
7. В случае заметного разрушения поглощающего комплекса почвы фильтрация все время ухудшается, по-видимому, в связи о закупориванием почвенных пор выделяющимися коллоидальными кремнекислотой и полутороокисями.
В заключение напомним, что наши опыты ставились с дестиллированной водой, и потому практическая интерпретация их возможна лишь с учетом качества реальных оросительных вод и, с другой стороны, воздействия на состав почвенного раствора произрастающей растительности.
Общая схема географического распространения солонцовых почв

Первыми исследователями (Докучаев, Сибирцев) солонцовые почвы считались образованиями интразональными, т. е. могущими возникнуть в любой почвенной зоне и в своем распространении не-подчиненными общей географической закономерности. Позднейшие исследования показали однако, что хотя действительно солонцовые почвы наблюдаются в различных почвенных зонах, тем не менее основная масса их располагается строго закономерно, аналогично другим почвенным зонам. Солонцы соседних почвенных зон в своем распространении также подчинены определенным закономерностям — топографическим и гидрогеологическим. Общую схему распространения солонцовых почв мы и рассмотрим.
Начиная с севера впервые солонцы появляются в черноземной зоне. Здесь они занимают иногда заметные пространства на плоских бессточных не дренированных плато, в плоских понижениях. В северной части зоны они комбинируются иногда с резко выраженными заболоченными и поросшими осиновыми кустами понижениями, располагаясь по их окраинам. В южной части зоны они располагаются главным образом в так называемых подах — плоских, широких впадинах рельефа.
Вторым местообитанием солонцов являются здесь речные террасы и предовражные склоны. С мелиоративной точки зрения эти местообитания заслуживают особенного внимания, так как именно сюда, на низкие сравнительно отметки, чаще всего проектируется подача оросительной воды.
Областью максимального развития солонцовых почв является следующая за черноземной зона каштановых почв. Южная часть этой зоны (так называемые светлокаштановые почвы) по существу сплошь представлена почвами в той или иной мере солонцеватыми, с большим участием наиболее типично выраженных солонцов. Эта часть каштановой зоны справедливо называется и обозначается на картах зоной солонцовых комплексов. Термин «солонцовый комплекс» выражает собой то характерное явление, что солонцы никогда не занимают больших сплошных площадей, а оказываются вкрапленными в виде более или менее резких пятен в основной фон слабосолонцеватых или даже совсем несолонцеватых почв. Степень комплексности может быть выражена 10, 20, 50 и даже 75% типичных солонцов. Такие комплексы занимают у нас обширные территории, начинаясь на юго-западе в северном Крыму, затем идут по побережью Азовского моря, представлены в бассейнах Манычей, широко охватывают Нижнюю Волгу, переходят в северный Казахстан, Западносибирские степи и далее на северо-восток. Особенно ярко эти комплексы выражены в равнинах, сложенных соленосными (как морскими, так и континентальными) породами, как область каспийских отложений в Поволжье, Западносибирские степи и др. В областях вторичных пресных отложений солонцовые комплексы приурочиваются к речным склонам и шлейфам склонов.
Далее на юг в области бурых почв количество солонцов становится значительно меньшим.
В области сероземов Средней Азии обычных солонцов практически нет совсем. Однако последние исследования показывают, что солонцовые почвы различных оригинальных модификаций здесь все же есть. Так аналитически установлен случай глубокосолонцовой почвы в Фергане, выше приведенный случай в Голодной степи, установлено наличие солонцов в Дальверзинской степи, и наконец в настоящее время приходится относить к солонцовым почвам обширные площади оригинальных образований, носящих название такыры. Это обычно очень тяжелые глинистые образования, в которых резкосолонцовой оказывается иногда лишь верхняя корочка, толщиной всего в несколько миллиметров. Тем не менее территории эти остаются обычно совершенно голыми, ровными и твердыми, как паркет. Мы будем ближе знакомиться с ними при изучении отдельных мелиоративных районов.
В сероземной зоне Закавказья солонцовые почвы обычного типа, но карбонатные развиты более широко, чем в Средней Азии.