Засоленные почвы естественных и агротехногенных ландшафтов Южного Урала (27.09.2010)

Автор: Сулейманов Руслан Римович

Природные засоленные почвы распространены преимущественно в Зауральской степной зоне, небольшими площадями встречаются в Предуральской степи. Их формирование связано, прежде всего, с морскими третичными отложениями. На отдельных участках лесостепных и степных зон Предуралья природное засоление обусловлено гидрогенным соленакоплением в районах выхода на дневную поверхность вод минеральных источников.

Формирование агротехногенно-засоленных почв возможно во всех природно-климатических зонах. В Предуралье основными причинами этих процессов являются – загрязнение сырой нефтью и высокоминерализованными нефтепромысловыми сточными водами, в лесостепных зонах – осушение солончаковатых болот, в степных зонах – нарушение режимов орошения.

2. Природные засоленные почвы Зауралья представлены в основном черноземами обыкновенными и южными сильно различающимися по мощности, содержанию гумуса, выраженности засоления и осолонцевания и развитости почвенного профиля. Собственно типы солончаков и солонцов не образуют самостоятельного фона, обычно они комплексируются с черноземами и лугово-черноземными почвами. Содержание солей в профиле солончаков луговых относительно равномерное с максимумом скопления в верхней части, преобладающий тип засоления сульфатный и хлоридно-сульфатный. В солонцах черноземных, луговых и лугово-болотных максимальное содержание солей обнаруживается в иллювиальных горизонтах. Степень засоления этих горизонтов определяется как сильная, тип засоления обычно хлоридно-сульфатный или сульфатно-хлоридный, реже – сульфатный.

3. Длительное сельскохозяйственное использование черноземов южных глубокосолончаковато-солонцеватых приводит к существенному ухудшению их агроэкологических свойств. Вследствие повышения интенсивности испарения влаги отмечается передвижение вверх и накопление по всему профилю водорастворимых солей с доминированием ионов хлора.

Одним из путей повышения плодородия этих почв является использование природных удобрений и мелиорантов. Внесение навоза, сапропеля, измельченных сплавины и соломы способствует улучшению агрофизических свойств: уменьшается плотность сложения, возрастает водоудерживающая способность и влагоемкость почв, улучшается структурно-агрегатный состав, уменьшается механическая прочность агрегатов, улучшается гумусное состояние почвы, повышается содержание питательных элементов – азота и фосфора.

По эффективности воздействия на свойства почвы используемые природные удобрения и мелиоранты можно расположить в следующий убывающий ряд: навоз – сапропель – сплавина – солома – цеолит – песок. Со временем (3-4 года) влияние навоза, сапропеля и соломы уменьшается, а сплавины – возрастает.

4. В Предуралье наиболее распространенным фактором засоления почв в районах нефтедобычи является загрязнение высокоминерализованными нефтепромысловыми сточными водами. Техногенно-спровоцированное засоление и осолонцевание почв в лесостепной и степной зонах приводит к формированию не существующих в естественных условиях почв, сходных по комплексу свойств с природными солончаками и солонцами. В профиле почв происходит накопление водорастворимых солей хлоридно-натриевого состава и трансформация почвенно-поглощающего комплекса. Это приводит к осветлению гумусово-аккумулятивных горизонтов, увеличению плотности, глыбистости структуры, уменьшению количества агрономически ценных агрегатов и их водопрочности. Насыщение почвенно-поглощающего комплекса натрием способствует подщелачиванию реакции среды, уменьшению содержания обменных кальция и магния, резкому снижению буферности почвы в щелочном и возрастанию в кислотном интервале. Щелочной гидролиз органического вещества приводит к уменьшению содержания общего гумуса. Ухудшается обеспеченность азотом и фосфором, подавляется ферментативная активность, особенно класса гидролаз – инвертазы, фосфатазы и уреазы.

Процесс техногенного засоления и осолонцевания по ряду характеристик отличается от естественного, прежде всего, ускоренностью протекания, более высокой степенью засоления преимущественно хлоридного типа, осолонцеванием всего профиля, гидрофобизацией и существенным снижением биопродуктивности.

5. Рекультивация серых лесных почв, загрязненных нефтепромысловыми сточными водами путем внесения в качестве мелиоранта фосфогипса, хотя и способствует снижению насыщенности почвенно-поглощающего комплекса натрием, не приводит к улучшению их свойств. Более того, этот прием ухудшает агрофизические свойства, вызывая излишне высокую водопрочность агрегатов и чрезмерную плотность сложения. Полное рассоление и рассолонцевание загрязненной почвы происходит только при внесении эквивалентной дозы фосфогипса и большого количества навоза (200 т/га), что сопровождается улучшением структурного состава, оптимизацией водопрочности агрегатов, плотности сложения, нейтрализацией щелочности почвенного раствора, возрастанием обеспеченности питательными элементами, повышением активности гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов.

Рекультивация почв насыщенных основаниями и (или) имеющих свободные карбонаты в своем профиле (черноземы типичные, серые лесные пестроцветные карбонатные, лугово-черноземовидные карбонатные) может быть проведена без использования кальций содержащих мелиорантов. Процесс замещения натрия в почвенно-поглощающем комплексе имеющимся в почве кальцием активизируется при фитомелиорации и внесении сапропеля и цеолита.

6. На территории нефтяных месторождений к засолению и осолонцеванию зональных типов почв приводит загрязнение сырой нефтью. При загрязнении светло-серой лесной почвы на пологих склонах происходит миграция загрязнителя, преимущественно водно-солевой составляющей сырой нефти, и образование новых ореолов засоления хлоридного типа. За 15-30 лет после загрязнения сырая нефть проникает вглубь до 3,5 м, но основная ее часть концентрируется в гумусово-аккумулятивном горизонте, уровень загрязненности которого нефтепродуктами и солями через 30 лет характеризуется как слабый, а через 15 лет - высокий. Профиль почвы за эти годы в значительной степени рассоляется, но осолонцовывается.

7. Рекультивация светло-серой лесной почвы, загрязненной сырой нефтью, путем использования микроорганизмов – деструкторов нефти через 15 и 30 лет после загрязнения приводит к резкому сдвигу относительного равновесия физико-химических процессов. При деструкции остаточной сырой нефти высвобождаются содержащиеся в ней соли, что приводит к дополнительному засолению почв и расширению ореола загрязнения.

8. Пруды-накопители нефтепромысловых сточных вод могут оказаться источником загрязнения пород, грунтовых вод и почв. На территории Шкаповского месторождения минерализация воды в роднике в 2-х км ниже пруда после загрязнения повысилась до соленого уровня. Процесс естественного рассоления имеет экспоненциальный характер, и описывается уравнением у=10,027е-0,0599х, решение которого показывает, что полное опреснение подземных вод должно произойти через 140 лет после загрязнения.

Через 40 лет после загрязнения в почвах сохраняется повышенное содержание водорастворимых солей, обменного натрия, удельное электрическое сопротивление, свойственное засоленным почвам. Вследствие процессов выщелачивания уменьшается содержание карбонатов, емкость катионного обмена, ухудшаются водный и питательный режимы, местами сохраняется замазученность.

Влияние загрязнения проявляется также в накоплении токсичных элементов в растениях и почвах на территории, значительно превышающей площадь непосредственного воздействия. Выше известных ПДК и фоновых значений среди элементов 1, 2 и 3 классов токсичности в почвах аккумулируются: Cd, As, Zn, Mo, Cu, Co, Ni, Cr, Sr, V. В листьях Fragaria viridis (Duch) Weston (земляника зеленая) в концентрациях, существенно выше фоновых обнаружены: Pb, Sr, V, Rb, Ba; в листьях Achillea millefolium L. (тысячелистник обыкновенный) – Cd, Rb, Ba.

9. В условиях длительного орошения даже маломинерализованной водой в профиле черноземов выщелоченных южной лесостепи происходит содово-сульфатное засоление, в пахотном горизонте – среднее, в надиллювиальном – сильное. Накопление солей обусловлено усилением испарительного режима в межполивной период овощных культур из почвенных слоев, залегающих над маловодопроницаемым иллювиальным горизонтом, содержащим карбонаты и сульфаты кальция, а повышение концентрации сульфат-иона в составе водной вытяжки – мобилизацией гипса из этого горизонта.

10. В Предуральской степной зоне в пределах Уршак-Ашкадарского и Демско-Уршакского равнинного междуречья погребенные почвы археологических памятников, датированных бронзовым веком, сильно засолены по хлоридно-сульфатному или сульфатно-хлоридному типам вследствие постоянного подъема и испарения засоленных вод акчагыльской морской трансгрессии в условиях аридного климата того периода. Отсутствие засоления в современных почвах этих территорий указывает, что природные условия за последние 3,5 тысячи лет способствовали их рассолению.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монографии

1. Савич В.И. Агрономическая оценка отражательной способности системы почва-растение методом компьютерной диагностики / Савич В.И., Байбеков Р.Ф., Егоров Д.Н., Хесам Моуса, Сулейманов Р.Р. – Москва: ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2006. 216 с.

2. Федоров Н.И. Биологические ресурсы Южного Урала: Фундаментальные основы рационального использования / Федоров Н.И., Хазиев Ф.Х., Габбасова И.М., Сулейманов Р.Р., Жигунова С.Н.,

Лугманова М.Р., Михайленко О.И., Гарипов Т.Т. – Уфа: Гилем, 2009. 256 с.

3. Сулейманов Р.Р. Характеристика почвенного покрова Николаевского могильника / Сулейманов Р.Р. // Приложение к монографии: Исмагил Р., Морозов Ю.А., Чаплыгин М.С. Николаевские курганы («Елена») на реке Стерля в Башкортостане. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2009. 240 с.

С. 229-239.

Статьи в рецензируемых журналах

4. Габбасова И.М. Использование биогенных добавок совместно с биопрепаратом «Деворойл» для рекультивации нефтезагрязненных почв / Габбасова И.М., Сулейманов Р.Р., Бойко Т.Ф., Галимзянова Н.Ф. // Биотехнология. 2002. № 2. С. 57-65.

5. Габбасова И.М. Оценка состояния почв с давними сроками загрязнения сырой нефтью после биологической рекультивации / Габбасова И.М.,

Хазиев Ф.Х., Сулейманов Р.Р. // Почвоведение. 2002. № 10. С. 1259-1273.

6. Габбасова И.М. Влияние режима орошения на свойства чернозема типичного и урожайность лука / Габбасова И.М., Батанов Б.Н.,

Сулейманов Р.Р., Юнусов С.А., Ситдиков Р.Н., Комиссаров А.В. // Мелиорация и водное хозяйство. 2004. № 3. С. 18-20.

7. Сулейманов Р.Р. Изменение свойств нефтезагрязненной серой лесной почвы в процессе биологической рекультивации / Сулейманов Р.Р.,

Габбасова И.М., Ситдиков Р.Н. // Известия РАН. Серия биологическая. 2005.

№ 1. С. 109-115.

8. Хакимов В.Ю. Рекультивация почв, загрязненных высокоминерализованными нефтепромысловыми сточными водами, с использованием различных адсорбентов / Хакимов В.Ю., Сулейманов Р.Р., Габбасова И.М. // Нефтяное хозяйство. 2005. № 1. С. 94-95.

9. Сулейманов Р.Р. Изменение свойств почв в результате загрязнения высокоминерализованными нефтепромысловыми сточными водами на территории Туймазинского месторождения нефти (республика Башкортостан) / Сулейманов Р.Р. // Известия РАН. Серия биологическая. 2005. № 5. С. 613-620.

10. Габбасова И.М. Пирогенная деградация осушенных торфяных почв / Габбасова И.М., Сулейманов Р.Р., Ситдиков Р.Н., Гарипов Т.Т. // Почвоведение. 2005. № 6. С. 724-730.

11. Габбасова И.М. Влияния длительного орошения на свойства черноземов выщелоченных в лесостепи Южного Приуралья / Габбасова И.М., Сулейманов Р.Р., Ситдиков Р.Н., Гарипов Т.Т., Комиссаров А.В. // Почвоведение. 2006. № 3. С. 317-324.

12. Батанов Б.Н. Сырьевые ресурсы агрономических руд Республики Башкортостан и их использование для мелиорации и рекультивации почв / Батанов Б.Н., Габбасова И.М., Сулейманов Р.Р. // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. 2006. № 3. С. 51-57.

13. Батанов Б.Н. Рекультивация техногенно-засоленных почв с использованием природных агроруд / Батанов Б.Н., Габбасова И.М., Сулейманов Р.Р., Поскряков А.Н., Ситдиков Р.Н. // Мелиорация и водное хозяйство. 2006. № 4. С. 43-45.


загрузка...