Солончаки и солонцы это: Солончаки, солонцы, солоди — классификация, пути образования

Новости

18. 05.2015

Засоленные почвы залегают на поверхности земного шара интразонально, т. е. занимают среди других обширных площадей зональных почв лишь отдельные более или менее крупные острова, пятна и полосы. Наиболее часто мы можем встретить их среди почв пустынно-степной, а также и степной зоны.
Процессы почвообразования протекают у почв солонцового типа при доминирующем участии большого количества растворимых солей, что налагает на них ряд специфических особенностей.
Среди растворимых солей мы встречаем в засоленных почвах NaCl, Na2SО4, Na2CO3 (реже KCl, K2SO4, K2CO3), далее CaClg, CaSO4, MgSO4, MgCl2 и др. Количество всех этих солей может достигать в некоторых разностях описываемых почв (например, в солончаках) иногда нескольких процентов (в поверхностных горизонтах, где они, концентрируясь, в известные периоды года нередко образуют солевые выцветы и даже солевые корочки). Из всех упомянутых нами выше солей наиболее важную роль в генезисе засоленных почв и в установлении специфических особенностей их играют, однако, соли натрия (хлористый и сернокислый натр и отчасти углекислый), наличие каковых в описываемых почвах является наиболее обычным и значение каковых представляется в настоящее время наиболее выясненным. Значение другого щелочного катиона, могущего встречаться в данных почвах, калия, представляется еще мало выясненным. Что касается, наконец, катионов щелочно-земельных металлов (Ca и Mg), то их роль в процессе почвообразования нам ясна (см. выше) и о них у нас будет еще речь впереди.
Накопление растворимых солей в поверхностных горизонтах земной коры может происходить или в самом процессе почвообразования или же в результате длительного и систематического приноса этих солей атмосферными осадками; далее, источником таких солей могут быть и ветры, приносящие их на поверхность почвы совместно с минеральной пылью. Соответствующие анализы показывают, что в засушливых районах висящая в воздухе и переносимая ветрами минеральная пыль, а также и атмосферные осадки, захватывающие ее с собой при своем выпадении, часто содержат в своем составе весьма ощутимые количества разнообразных хлористых и сернокислых (а отчасти и азотнокислых и углекислых) солей.
Условиями же, благоприятствующими постепенному накоплению всех этих солей в почвенной толще, являются в таких районах малое количество выпадающих осадков и сильное их испарение.
Необходимо, наконец, отметить, что источником растворимых солей в почве может служить и сама материнская порода, если она по своей природе является засоленной теми или иными солями.
Если не считать последнего случая, являющегося часто причиной образования особенно «злостно» засоленных почв, то, как мы видели выше, в черноземной зоне, а отчасти и в пустынно-степной, условия увлажнения почв представляются все же достаточно благоприятными для того, чтобы легко растворимые соли, образующиеся в процессе почвообразования и в результате приноса атмосферными осадками, были выносимы на очень большую глубину, во всяком случае на такую, откуда они в большинстве случаев капиллярно уже не в состоянии подниматься обратно к поверхностным горизонтам почвенной толщи, почему в процессе почвообразования почв, например, черноземного типа, эти соли, как мы видели выше, и не играют сколько-нибудь ощутимой роли. И лишь на примере некоторых представителей почв пустынно-степного типа мы могли подметить более или менее заметное участие их (и то проявляющееся, вероятно, лишь в определенные отдельные периоды жизни этих почв).
Вот почему особо значительного скопления легко растворимых солей в почвенной толще и в связи с этим существенно выраженной роли их в процессе почвообразования мы можем ожидать главным образом в отрицательных формах рельефа упомянутых зон, а именно в западинах («блюдцах»), котловинках и пр., куда систематически смываются с более возвышенных пунктов эти соли и где они постепенно, таким образом, концентрируются. Такие пониженные места представляют собой благоприятную среду для засоления и потому, что здесь мы нередко наблюдаем неглубокое стояние грунтовых вод, являющихся обычно в данных областях обильным источником растворимых солей.
Ho, конечно, обогащения почвенной толщи растворимыми солями мы можем ожидать и на более возвышенных пунктах — лишь бы были налицо благоприятные условия для задержки выноса из почвенной толщи растворимых солей и, наоборот, для усиления капиллярной подачи их из более глубоко залегающих горизонтов.
Необходимо отметить, что к факторам засоления почв надо отнести и те приемы искусственного орошения и затопления, которые применяются нередко человеком без предварительного и всестороннего изучения физикохимических свойств орошаемых почв. Неумело и несвоевременно применяемые приемы орошения способствуют нередко чрезмерно высокому поднятию уровня грунтовых вод и вслед за этим интенсивному поднятию — в условиях большой инсоляции — растворимых солей путем капиллярных процессов на поверхность. Такие примеры мы могли не так давно наблюдать в Голодной степи, на Мугани и др.
Почвы солонцового типа подразделяются на 1) солончаки и 2) солонцы.
Если те или другие морфологические и физико-химические признаки, присущие типичным солончакам или солонцам, выражены сравнительно слабо, то соответствующие почвы получают наименование: 1) солончаковых (и солончаковатых) почв и 2) солонцеватых почв.
К почвам солонцового типа надо отнести и так называемые солоди — своеобразное почвенное образование, формирующееся в результате деградации солонцов.
Кажется, ни в одном отделе науки о почве не чувствуется так ярко вся плодотворность созданного трудами К. Гедройца учения о почвенном поглощающем комплексе, как именно в отделе изучения генезиса засоленных почв. Поэтому в основу последующего нашего изложения мы и положим воззрения упомянутого исследователя.
Итак, в засушливых зонах мы можем часто встретить такое сочетание почвообразователей (климатических условий, условий рельефа, высоты стояния грунтовых вод, химического состава материнской породы и пр.), когда почвенная толща будет накоплять в себе все большие и большие количества растворимых солей. В результате такого процесса в почвенном растворе может быть достигнута рано или поздно такая концентрация щелочных катионов, при которой они уже будут в состоянии начать конкурировать за свое место в почвенном поглощающем комплексе с катионами кальция и магния. Чем в общем засушливее климат и чем вообще более благоприятные условия существуют для скопления растворимых солей тем или иным путем в почвенной толще, тем количество поглощенных щелочных катионов будет больше по сравнению с количествами поглощенных кальция и магния.
Исследования показывают, что в природе существуют такие почвенные образования, в которых натрий является, можно сказать, единственным поглощенным основанием — при полном почти отсутствии в поглощающем комплексе кальция и магния.
Степень солонцеватости той или иной почвы и должна ныне определяться большим или меньшим содержанием в ней поглощенного натрия.
Само собой разумеется, что между почвами, поглощающий комплекс которых является насыщенным кальцием и магнием (черноземными почвами), и теми почвами, которые содержат в своем поглощающем комплексе почти исключительно натрий, имеется в природе целый ряд постепенных переходов. К таким переходным образованиям должны быть отнесены и знакомые уже нам каштановые и бурые почвы, в поглощающем комплексе которых щелочные катионы играют уже заметную, хотя еще и незначительную роль. Значительно более резко выражена роль катионов солей щелочных металлов в тех почвах, которые носят название солончаковых, солончако-ватых и солонцеватых почв. И, наконец, наиболее деятельную роль играют щелочные катионы в генезисе типичных солончаков и солонцов.
Самый процесс «борьбы» катионов солей щелочных металлов и солей щелочно-земельных за место в поглощающем комплексе, конечно, очень сложен, и результаты этой конкуренции зависят от целого ряда привходящих условий: от величины поглощающего комплекса той почвы, в которой происходят данные процессы, от состава этого комплекса, т. е. соотношения между количествами в нем, с одной стороны, поглощенного натрия и поглощенных кальция и магния, с другой — от концентрации и состава солей в почвенном растворе, от легкости и быстроты удаления продуктов обмена, концентрации последних и пр.
Таким образом, степень солонцеватости той или иной почвы (т. е. большее или меньшее содержание в ней поглощенного натрия) будет находиться в самой тесной связи с условиями ее увлажнения, с физико-механическими ее свойствами, с химическим составом, с условиями ее залегания, рельефом и т. д.
Этим объясняется та пестрота степеней засоленности и солонцеватости почв, которую обычно приходится наблюдать в наших южных районах. Этим же объясняется и факт существования целого ряда крайне постепенных, а часто даже и незаметных переходов между главнейшими представителями почв солонцового типа. Явление это представляет собою в настоящее время тем больший интерес и закономерность его тем более ныне подчеркивается, что исследованиями К. Гедройца установлено существование самой тесной, родственной связи между всеми представителями почв солонцового типа, т. е. между солончаками, солонцами и солодями. Исследования эти показали, что если солоди являются продуктом деградации солонцов, то сами солонцы являются продуктом «рассоления» солончаков.
Чтобы уяснить себе это положение, обратимся к описанию каждого из названных представителей в отдельности.
Солончаки. Залегая отдельными пятнами и островами среди зональных почв степной и пустынно-стенной зон, эти почвы приурочиваются преимущественно к отрицательным формам рельефа (западинам, «блюдцам» и т. п.), где благодаря близости стояния грунтовых вод и систематическому стеканию почвенных вод с повышенных пунктов имеются налицо все благоприятные условия для скопления большого количества растворимых солей. Главная масса этих последних концентрируется в поверхностном горизонте почвы, где благодаря сильному испарению влаги они нередко образуют налеты и корки в несколько сантиметров мощностью. С глубиной количество солей постепенно уменьшается.
По преобладанию в солончаках тех или иных солей их подразделяют на солончаки карбонатные, сульфатные, галоидные, нитратные, смешанные и проч. или же за основу берут преобладание в них тех или иных катионов, называя тогда солончаки натриевыми, магниевыми, натриево-магниевыми, натриево-кальциевыми и т.д.
В частности солончаки, богатые в верхних горизонтах глауберовой солью (Na2SO4*10h3O), носят название пухлых солончаков благодаря большой рыхлости и действительно «пухлости» их поверхностного горизонта. Упомянутая разновидность солончаков содержит, кроме того, и большое количество гипса. Солончаки, содержащие в своих верхних горизонтах большое количество хлористого кальция (и хлористого магния), носят название темных влажных солончаков. Соли эти, как известно, обладают весьма большой гигроскопичностью и, притягивая к себе, в силу этого, большое количество влаги, поддерживают поверхностный горизонт почвы все время во влажном состоянии, придавая ему вместе с тем несколько темноватую окраску.
Интересно отметить, что благодаря близости грунтовых вод нижние горизонты солончаков иногда несут в себе следы оглеения, выражающиеся в появлении зеленоватых и сизоватых тонов в результате восстановительных процессов, возникающих в этих горизонтах под влиянием пресыщения (может быть, временного) влагой и накопления в них закисных соединений железа (явление это очень характерно для болотных почв, см. ниже). Количество солей (в %) и распределение их в почвенной толще различных солончаков, взятых из различных зон (водные вытяжки), характеризуются следующими аналитическими данными.

Морфология солончаков. Морфологические особенности солончаков весьма разнообразны, в зависимости от климатических особенностей той зоны, где они залегают, от степени их засоления, от состава засоляющих солей, от большей или меньшей глубины стояния грунтовых вод и пр.
Ограничимся поэтому приведением некоторых отдельных описаний.
Солончак из степной зоны (В.П. Смирнов).
Горизонт Al. Стального черного цвета, плотный, при высыхании растрескивается на полиэдрические отдельности; солевые налеты встречаются на самой поверхности. Бурно вскипает с соляной кислотой. Резко отделяется от следующего горизонта. Мощность — 15 см.
Горизонт Ag. Пепельного цвета, довольно рыхлый, бесструктурный, с отдельными потёками органического вещества. Мощность — 20 см.
ГоризонтА (G). Серо-бурый, с выделением бурой водной окиси железа и с языками органических веществ. Мощность — 50 см.
Горизонт G. Серая глина с синевато-зеленоватым оттенком, оглеенная. В этой глине находится верхний горизонт грунтовой воды.
Солончак из каштановой зоны (А.И. Хаинский).
Горизонт A0. Тонкий, пухлый налет солей белоснежного цвета, толщиной в несколько миллиметров, покрывает всю поверхность. He вскипает.
Горизонт A1. Буровато-серого цвета, рыхлый и пористый. He вскипает. Мощность — 9 см.
Горизонт В. Желто-бурого цвета, влажный и вязкий. Содержит ржаво-бурые пятна. Мощность — 14 см.
Горизонт С. Крупнозернистый песок. Желто-бурого цвета. Пронизан серыми и ржаво-бурыми полосками. Вскипание — в 16 см.
Приведем еще описание разреза солончаковой почвы из серой зоны (Г.И. Доленко).
Горизонт A1. Светлосерый дерновый слой; легко рассыпается на зернышки, немного сплющенные в горизонтальной плоскости, вследствие чего получается впечатление слоеватости. Бурно вскипает с поверхности. Мощность — 8 см.
Горизонт A2. Более плотный, светлосерый, едва светлее верхнего. Распадается на мелкие и крупные угловатые отдельности. Мощность — 14 см.
Горизонт B1. Окрашен темнее поверхностного горизонта; распадается на комья, в свою очередь рассыпающиеся в виде зерен. Ниже появляется беловато-серый оттенок и наблюдается заметная влажность. С глубины 40 CM обнаруживаются железистые пятна, сначала редкие. Мощность — 12 см.
Горизонт В (G). Глубже 40 см, а особенно на глубине 70—95 см начинают попадаться многочисленные железистые стяжения, темные с поверхности и более светлые внутри, В центральной их части имеется светло-желтое пятнышко. Повидимому, такие стяжения формируются путем постепенного замещения железом углекислой извести. Залегают они в серо-белой грязи. Глубже идут расплывчатые железистые пятна среди сильно влажной массы.
Горизонт С (G). На глубине 115 см — галечник из круглых камней до кулака величиной. Камни облеплены беловатой грязью.
Согласно описанию целого ряда исследователей, солончаки и солончаковые почвы после дождей представляются чрезвычайно вязкими, а весной и осенью бывают совершенно непроходимы (особенно «пухлые» солончаки). В сухое время года они покрываются большей или меньшей мощности солевой корочкой. Растительность на них или совсем отсутствует или представлена лишь отдельными представителями солянок.
Переходим теперь к рассмотрению некоторых внутрених физикохимического порядка свойств и особенностей солончаков и солончаковых почв.
Солончаки представляют собою почвы, содержащие в своем поглощающем комплексе поглощенный натрий. Условия, повлекшие за собой такой состав поглощающего комплекса у описываемых почв, рассмотрены нами выше.
Из предыдущего изложения нам уже известно, что почвенные коллоидальные вещества, как органические, так и минеральные, коагулируясь под влиянием однозначных катионов (натрия, калия, аммония), дают обратимые гели. Эти последние характеризуются тем, что при воздействии воды они распыляются, и легко, таким образом, могут давать снова коллоидальные растворы, т. е. золи. Другими словами, почвенный поглощающий комплекс, содержащий поглощенный натрий, приобретает большую неустойчивость против разрушающего и растворяющего действия воды: гуматная его часть начинает при этом распыляться до такой степени, что могут получаться их растворы, стоящие как бы на границе коллоидальных и молекулярных, каковое явление может вызвать легкое просачивание и вымывание органических соединений почвы в глубокие горизонты; алюмосиликатная часть начинает подвергаться усиленному разложению — с энергичным распадом алюмосиликатного ядра на составляющие его окислы (кремния, алюминия и железа).
Напомним, что из всех поглощаемых почвою катионов разрушающему поглощающий комплекс действию воды наиболее способствует именно поглощенный натрий; почвы, содержащие в поглощенном состоянии водородный ион, обладают, как нам известно, значительно большей сопротивляемостью разрушающему действию воды, не говоря уже про те из них, которые насыщены кальцием и магнием и микроструктурные агрегаты которых представляются в силу этого чрезвычайно прочными и устойчивыми.
Принимая во внимание все эти соображения, а также и тот факт, что солончаки содержат в своем поглощающем комплексе именно поглощенный натрий, мы могли бы ожидать, что почвообразовательный процесс этих почв будет протекать в условиях сильнейшего и энергичнейшего распада их гуматной и алюмосиликатной частей со всеми вытекающими отсюда следствиями и что здесь найдут себе место приблизительно все те процессы, которые являются столь характерными при деградации, например, черноземных почв.
Однако в чистых солончаках процессы эти не имеют места: находящиеся в изобилии в их почвенных растворах легко растворимые соли (в данном случае хлориды и сульфаты натрия) оказывают как бы защитное действие на их поглощающий комплекс и оберегают его от разрушения водой.
Положение это сделается нам понятным, если мы примем во внимание, что соли почвенного раствора, коагулируя и осаждая коллоидальные частички поглощающего комплекса, все время как бы противодействуют распыляющему действию воды, и когда концентрация этих солей представляется достаточно высокой, указанное явление может быть и совершенно ими парализовано. Последнее как раз и имеет место в типичных солончаках.
Представим себе теперь, что в силу тех или иных условий (например, изменения климата, понижения уровня грунтовых вод, прекращения явлений смывания растворимых солей с возвышенных участков, улучшившихся условий поступления в почву атмосферных осадков — в силу, например, наступления лесной растительности и пр.) солончак начнет «рассоляться», т. е. начнет обедняться в. той или иной мере растворимыми солями.
Такие почвы, в поглощающем комплексе которых, под влиянием засолявших их солей натрия, содержится поглощенный натрий, а сами засоляющие соли в большей своей части вымыты из почвы, носят название солонцеватых почв, а при большом содержании поглощенного натрия — солонцов. Таким образом, солонец представляет собой ту фазу почв, которой предшествовала стадия солончака.
Возможен, конечно, и обратный процесс, т. е. превращение солонца обратно в солончак. По этому поводу К. Гедройц говорит следующее:
«Солонцеватая почва, или солонец, возникая в природе путем рассоления натриевыми солями засоленной солончаковой почвы, или солончака, может, конечно, снова перейти в стадию солончаковой почвы, или солончака раз она снова засолится легко растворимыми солями. Поэтому в том случае, когда в почве происходят периодически то процессы рассоления, то процессы засоления, такая почва будет периодически же переходить из одной стадии в другую: всякий натриевый (т. е. засоленный растворимыми солями натрия) солончак в период дождей превращается в верхних своих горизонтах, промытых дождями, в солонец; в засушливую же погоду, когда растворимые соли вследствие испарения воды концентрируются у поверхности почвы, получается снова солончак. Ясно, что в зависимости от условий погоды одна и та же почва не только может быть то солончаком, то солонцом, но и в одно и то же время у одной и той же почвы одни горизонты могут являться солончаковыми, а другие солонцеватыми».
Из вышесказанного ясно, что между солончаками и солонцами, между солончаковыми и солонцеватыми почвами могут быть в природе самые разнообразные и самые постепенные переходы в зависимости от состояния засоления, в той или иной степени противодействующего проявлению свойств поглощающего комплекса с поглощенным натрием.
Таким образом, типичные солонцы мы должны охарактеризовать как такие почвы, которые содержат в своих почвенных растворах столь малые количества растворимых солей, при которых (количествах) уже полностью может проявляться присутствие натрия в поглощающем комплексе. Другими словами, солонцы представляют собою такие почвенные образования, в которых выщелачивание гумуса и разрушение алюмосиликатного ядра поглощающего комплекса под влиянием просачивания почвенных вод проявляется уже вполне определенно.