Как управлять засоленностью в сельском хозяйстве?

Засоление почв или засоленные почвы происходят практически повсюду на земном шаре, в различных топографических условиях и климатических зонах. почвы Наибольший ущерб от этого катастрофического события понесли регионы, расположенные в засушливых и полузасушливых районах.

Этот процесс может проявляться в форме засоления или оседания почвы, что напрямую способствует деградации почвы и нарушению баланса экосистемы. В современную сельскохозяйственную эпоху в глобальном масштабе засоленные почвы являются одной из главных проблем, с которыми сталкиваются фермеры.

Засоленные или щелочные почвы, помимо своего естественного происхождения, также являются продуктом интенсивного сельского хозяйства, в котором применяются традиционные методы и технологии производства продуктов питания. Их существование и быстрое образование представляют собой одну из главных угроз продовольственной безопасности и устойчивому развитию.

Какие бывают типы засоления почвы?

В более простом и корректном определении засоление почвы в сельском хозяйстве — это высокая концентрация солей в почвенном профиле. Процесс засоления может происходить как естественным путем, так и в результате антропогенной деятельности.

Высокая концентрация солей нарушает обмен веществ в растениях, делая их неспособными усваивать воду, питательные вещества и микроэлементы.

Растения, не переносящие высокую засоленность или щелочность почвы, обычно вянут или отстают в росте, что в конечном итоге приводит к их гибели, независимо от того, насколько хорошо за ними ухаживали производители.

Соленость и соль

В сельском хозяйстве засоленность представляет собой общее количество солей, содержащихся в почве или любой другой среде (горных породах, воде и т. д.), и по определению — в каждом водорастворимом неорганическом минерале.

Наиболее известной солью является хлорид натрия, но в сельском хозяйстве это не единственная соль, которая может встречаться в почвенных профилях. Она может представлять собой комбинацию большого количества других элементов (ионов), таких как Na+, Ca+2, K+, Mg+2, Cl-, NO3-, SO4-2, HCO3- и CO32-.

Обычно они происходят из коренных пород, которые под воздействием выветривания в небольших количествах растворяются в воде, уносятся и откладываются в почве, подземных водах и крупных водоемах (морях и океанах).

Влияние засоления почвы на растения

Высокая концентрация солей в почве приводит к нарушению осмотического потенциала в клетках растений, особенно в корневой зоне. Осмотический потенциал — это механизм естественного течения, позволяющий переносить жидкость из среды с высоким содержанием солей в среды с более низким содержанием солей.

Точнее, в контексте растений и солей, это означает, что растения с более низкой концентрацией солей в корневой системе становятся неспособными усваивать воду и питательные вещества из почвы с более высокой концентрацией солей.

Кроме того, если содержание солей в почве чрезвычайно высокое, это может привести к оттоку воды от корней к почве. Пораженные растения обычно вянут (независимо от того, сколько раз поле поливалось) с типичными симптомами абиотического стресса, такими как хлороз.

Характеристики засоленных почв

В зависимости от типа засоленности почвы могут образовываться различные типы почв: засоленные, щелочные и засоленно-щелочные. Засоленная почва — это почва, в которой содержится избыток солей натрия, образованных из хлоридов, сульфатов, бикарбонатов и нитратов натрия, а почвенные агрегаты содержат обменный кальций.

Щелочные почвы обычно не содержат повышенного количества солей, но богаты катионами натрия (Na+). Засоленно-щелочные почвы представляют собой сочетание двух упомянутых выше типов почв, содержащих избыток солей и глину с высоким содержанием ионов натрия.

Что вызывает засоление почвы?

Засоление происходит при определенных условиях: рельеф местности, подверженный процессу засоления под воздействием капиллярного движения и испарения неглубоких и соленых грунтовых вод, в районах с засушливым и полузасушливым континентально-субсредиземноморским климатом с интенсивным испарением.

Основными источниками солей являются засоленные палеогеновые отложения и химическое разложение некоторых веществ. Влияние человека на генезис и свойства этих почв может быть как прямым, так и косвенным.

Косвенное воздействие антропогенного фактора проявляется в изменениях почвогенетических факторов (гидрографические условия, растительность и т. д.). Прямое воздействие, усиливающее процесс засоления, происходит при поливе растений соленой водой или в результате внесения минеральных удобрений в почвы с низкой проницаемостью.

Вот несколько основных факторов, приводящих к засолению почв: геологические события (чрезмерные потери органического вещества, вызванные изменением климата, дальние ветры, переносящие соли, землетрясения, нарушающие почвенный профиль), природные факторы (климат, тип коренных пород, растительный покров и топографические характеристики полей) и антропогенная деятельность (чрезмерное применение минеральных удобрений, интенсивная вспашка, орошение солесодержащей водой, интенсивное производство), которые могут прямо или косвенно влиять на концентрацию солей в почве.

Признаки, проявляющиеся при засолении почвы:

• Участки поля, где почва чрезмерно влажная и склонна к задержке влаги.
• Обесцвечивание и появление кристаллов на поверхности почвы.
• Повышение уровня воды в рядах
• Участки без растительности (из-за высокого содержания соли в этом месте).
• Светлые или темные круги на почве вокруг мест, где скапливается вода.
• Увядание растений
• Вымирание растений
• Сокращение биоразнообразия
• Распространение сорняков, устойчивых к высоким концентрациям соли.

Как фермеры справляются с засолением почв?

Прежде чем предпринимать какие-либо действия для решения проблемы засоления почвы в сельском хозяйстве, производители должны располагать конкретной информацией о ситуации на полях.

Одной из таких специфических сведений является карта электропроводности конкретного участка и исторические спутниковые снимки. Эта информация может дать производителям достаточное представление о происхождении проблемы и о том, где находятся наиболее деградированные участки полей.

Агротехнические меры, которые могут помочь восстановить почвы и предотвратить засоление:

1. Улучшить дренаж поля.

Этого можно достичь с помощью глубокой вспашки, то есть вспашки на глубину от 60 до 80 сантиметров. Глубокая вспашка помогает разрыхлить уплотненный слой почвы, который может образоваться под тяжестью сельскохозяйственной техники или в результате естественного образования глинистого слоя.

Разрушая плотный слой, вода может свободно проникать в нижние слои и, таким образом, вымывать соли, накопившиеся с течением времени.

2. Промывка в полевых условиях

Эта операция выполняется с помощью большого количества воды с низким содержанием солей. Такая вода позволяет солям, присутствующим в почве, растворяться и впоследствии переноситься в нижние слои.

3. Снижение испарения

Испарение уменьшается только в том случае, если на поле имеется постоянный слой растительности или если поле замульчировано (органическим или искусственным материалом). Сниженное испарение означает, что присутствующие соли остаются в почве, но в водном растворе, и их вымывание из нижних слоев облегчается.

4. Применение химической обработки

Химическая обработка проводится перед началом описанного выше искусственного промывания. Обычно добавляют гипс, чтобы ионы натрия могли связываться с кальцием в гипсе.

Эта реакция помогает устранить вредные ионы, препятствующие правильному усвоению питательных веществ растениями. Путем промывания почвы образовавшуюся водорастворимую соль можно легко удалить с поля.

5. Посев устойчивых видов растений.

В местах с высокой концентрацией солей, где невозможно выращивать традиционные виды растений, необходимо высаживать засоленные почвы солеустойчивыми культурами. К числу наиболее устойчивых культур относятся ячмень, камелия, рожь, шафран, подсолнечник и сахарная свекла.

6. Посадка устойчивых покровных культур.

Если озимые зерновые культуры не высеваются, поля следует засеять покровными культурами, которые защитят их от ветровой эрозии и испарения влаги в осенне-зимний период. Один из лучших методов — внесение смеси ячменя, подсолнечника и сахарной свеклы после уборки летней севооборота. урожай.

Эта смесь прорастет и вступит в зимний период в виде молодых растений, которые под воздействием холодной погоды, скорее всего, погибнут, потеряв при этом ценное количество азота и других питательных веществ.

Основная причина использования солеустойчивых покровных культур заключается в минимизации испарения влаги в те месяцы, когда почва должна быть открытой.

Как предотвратить засоление почвы

Засоление почвы можно предотвратить путем внедрения ряда стратегий в процесс управления производством. Ключ к успеху — наличие актуальной информации о реальной ситуации на местах, которую можно получить путем применения различных технологий.

К таким технологиям относятся, например, технологии, учитывающие особенности конкретного участка почвы. анализ (почвенные карты)), карты электропроводности, исторические спутниковые/БПЛА ортофотоснимки, метеорологические датчики и модели расчета испарения.

На основе этих данных производители могут успешно разрабатывать подробные и индивидуальные планы управления посевами и принимать соответствующие решения. Стратегии, основанные на полученной информации, могут включать изменение севооборота, изменение графика полива, применение гипса и кислоты, глубокую вспашку, корректировку состава и количества вносимых удобрений.

Часто задаваемые вопросы

1. Каким образом люди могут смягчить воздействие засоленной почвы на рисовые поля?

Один из способов, с помощью которого люди могут смягчить воздействие засоленных почв на рисовые поля, — это метод выщелачивания. Выщелачивание заключается в подаче на поле избытка воды, которая просачивается через почву и вымывает накопившиеся соли.

Этот процесс помогает снизить содержание солей в почве, делая ее менее засоленной и более подходящей для выращивания риса. Кроме того, фермеры могут внедрять улучшенные методы орошения, такие как чередование увлажнения и высушивания или использование засоленных сортов риса, чтобы минимизировать воздействие засоленной почвы на урожайность риса.

2. Почему фермерам важно знать концентрацию соли?

Для фермеров важно знать концентрацию солей в почве, поскольку высокий уровень солей может существенно повлиять на рост и урожайность сельскохозяйственных культур. Мониторинг концентрации солей позволяет фермерам принимать обоснованные решения относительно управления орошением, улучшения почвы и выбора культур.

Понимание уровня засоления помогает фермерам внедрять соответствующие стратегии для смягчения негативных последствий засоления, такие как корректировка графиков полива, внедрение дренажных систем или выбор солеустойчивых культур.

Эти знания позволяют фермерам оптимизировать свою сельскохозяйственную практику и повысить общую урожайность в засоленных районах.

3. Как эффективно снизить засоление?

Это хороший способ снизить засоление, улучшить управление водными ресурсами, внедрить эффективный дренаж и применять методы сохранения почвы.

4. Какое катастрофическое событие приводит к повышению солености?

Наводнение — это катастрофическое событие, которое может привести к повышению засоленности почвы. Когда паводковые воды отступают, они могут оставлять на поверхности почвы концентрированный раствор солей или проникать в почву, повышая уровень засоленности.

По мере испарения воды концентрация солей увеличивается, что приводит к повышению солености в пораженных районах. Это может негативно сказаться на сельскохозяйственной продуктивности, поскольку высокий уровень солей может подавлять рост растений и повреждать структуру почвы.