Солонцы

Солонцы  распространены преимущественно среди каштановых и бурых полупустынных почв в виде пятен. В черноземной зоне их формированию препятствует довольно значительное количество осадков, а в пустынях — насыщенность почв и пород кальцием. Основное своеобразие связано с большим присутствием в составе обменных оснований натрия или иногда и магния, что приводит к развитию тяжелоглинистого или глинистого плотного горизонта.

О происхождении солонцов существует много теорий. По К. К. Гедройцу, солонцы образуются вследствие рассоления солончаков, содержащих нейтральные соли натрия. При хлоридно-или сульфатно-натриевом засолении в почвенный поглощающий комплекс внедряется катион Na⁺, вытесняя кальций и магний. После выщелачивания солей из верхних горизонтов коллоиды, насыщенные натрием, пептизируются, вмываются на определенную глубину, где образуют солонцовый горизонт. Такой путь образования солонцов возможен лишь при следующем соотношении катионов в составе почвенных растворов солончаков: Na⁺/Ca²⁺ + Mg²⁺ ≥ 4. Солонцы не образуются при рассолении, если в составе солей солончаков присутствует более 20 % кальциевых солей.

По В. Р. Вильямсу, натрий может накапливаться в почвах вследствие избирательного поглощения его степной и полупустынной растительностью (полыни, солянки, кермек и др.) и ее минерализации.

Согласно исследованиям В. А. Ковды, Э. С. Варунцяна и др., солонцы образуются и при одностороннем обогащении почв бикарбонатом или карбонатом натрия из слабоминерализованных грунтовых и оросительных вод, при выветривании горных пород, богатых натрием и бедных кальцием. Высвобождаясь из кристаллической решетки минералов при выветривании, натрий соединяется в присутствии атмосферы. При этом образуется NaHC0₃ или Na₂CО₃, а также сода (в заболоченных почвах степей, богатых гумусом и сульфатами).

По Н. П. Пановой и Н. А. Гончаровой, в формировании иллювиальных горизонтов в солонцах участвуют и легкоподвижные соединения SiO, вызывая цементацию почв при высыхании, пептизацию (высокую дисперсность) почвенной массы под действием воды и развитие других отрицательных физических свойств почв. По В. Н. Михайличенко, основным фактором устойчивости дисперсного состояния почвенной массы малонатриевых солонцов является гидрофильная плазма, играющая роль пептизатора и стабилизатора гидрофобных систем. Следовательно, образование солонцов не ограничивается обменом ионами между ППК и почвенным раствором. Физико-химические условия их образования способствуют гидролизу алюмосиликатов с освобождением кремния, алюминия, железа, магния и других элементов, что сопровождается синтезом поликремниевых кислот, алюминатов, коллоидных веществ. Эти соединения придают солонцовые свойства почвам.

Почвенный профиль солонцов резко дифференцирован на генетические горизонты: А —гумусовый слабодерновый надсолонцовый горизонт мощностью от 2...3 до 15...20 см и более, от темно-серого до серого цвета, рыхлого сложения, комковато-пылеватый или слоевато-пластинчатый; переход резкий; В₁ — иллювиально-гумусовый (солонцеватый) горизонт мощностью от 5... 15 до 20...25 см и более, темно-бурый или бурый с коричневым оттенком, плотный, столбчатый, призматический, ореховатый или глыбистый с глянцевой поверхностью (с лакировкой), трещиноватый, а во влажном состоянии вязкий, бесструктурный; переход в горизонт В₂ заметный; В₂ — подсолонцовый горизонт, коричневато-бурый с темными затеками, менее плотный, чем В₁ призматической или ореховатой структуры, часто с выделениями карбонатов в виде белоглазки, гиса и легкорастворимых солей в нижней части горизонта; переход постепенный; ВС — переходный к материнской засоленной породе горизонт скопления солей — карбонатных, гипса (гнезда), легкорастворимых солей (прожилок), вскипает с глубины 20...40 см; С_с — засоленная почвообразующая порода.

В слабоосолоделых солонцах наблюдается присыпка SiО₂; в осолоделых — выделяется горизонт А₁А₂, а в сильноосолоделых — горизонт А₂.

Типы солонцов: автоморфные, полугидроморфные, гидроморфные.

Солонцы автоморфные образуются при залегании грунтовых вод ниже 6 м, непромывном водном режиме на засоленных почвообразующих породах. Они разделяются на подтипы: черноземные, каштановые, бурые полупустынные.

Солонцы черноземные распространены в черноземной зоне. Они подразделяются на роды: солончаковые, солончаковатые, глубокосолончаковатые, глубокозасоленные. Содержание гумуса в горизонте А колеблется от 3...5 % (в солонцах черноземных солончаковых) до 5...7 % (в солонцах черноземных глубокозасоленных). Содержание обменного натрия варьирует от 10...15% (солонцы глубокозасоленные) до 30...40 % (солонцы солончаковые) емкости поглощения. Каштановые солонцы менее гумусированы (1,5...4,0% в горизонте А_х); гипс встречается выше (с глубины 40 см), а солевые выделения (выцветы, жилы, плесень) — с глубины 30...50 см. Солонцы бурые полупустынные имеют укороченный профиль с малогумусным горизонтом (менее 1,5 % в горизонте А), карбонатами и гипсом на глубине 20...40 см.

Солонцы полугидроморфные формируются на недренированных равнинах, речных террасах в пониженных участках при временном скоплении поверхностных вод и залегании грунтовых вод на глубине 3...6 м (на суглинисто-глинистых отложениях) и 2,5...4,0 м (на песках и супесях). В нижних горизонтах этих почв заметно оглеение в виде сизых и охристых пятен (часто с горизонта ВС).

Солонцы гидроморфные встречаются в поймах рек, понижениях аридных зон при близком залегании минерализованных вод (1...3 м). Оглеение отмечается в нижней части горизонта В.

На виды все солонцы подразделяют по мощности надсолонцового горизонта А, по содержанию обменного натрия в горизонте В₁ по структуре горизонта В_1. По мощности надсолонцового горизонта А солонцы бывают корковые (менее 5 см), мелкие (5...10 см), средние (10...18 см) и глубокие (более 18 см). По содержанию обменного натрия в горизонте В₁ выделяют малонатриевые (до 10 % емкости поглощения), средненатриевые (10...20 %) и многонатриевые (более 20 %) солонцы. По структуре горизонта В₁ солонцы подразделяют на ореховатые, столбчатые и глыбистые.

По глубине верхней границы залегания легкорастворимых солей солонцы разделяют на солончаковые (выше 30 см), солончаковатые (30...80 см), глубокосолончаковатые (80... 150 см), глубокозасоленные (глубже 150 см), а по составу солей —на щелочные (содовые, содово-сульфатные, сульфатно-содовые, хлоридно-содовые, содово-хлоридно-содовые) и нейтральные (сульфатные, хлоридно-сульфатные, сульфатно-хлоридные). Наиболее злостные — щелочные солонцы в лесостепях и степях, в южных районах Западной Сибири, на Северном Кавказе, в Ростовской области, в Армении. Щелочные солонцы многонатриевые содержат 40...65 % обменного натрия емкости обмена.

Наряду с солонцами распространены солонцеватые черноземы, каштановые, бурые полупустынные, лугово-степные и луговые почвы с солонцовым горизонтом, в котором содержание обменного натрия колеблется от 3...5 до 15...20 % емкости обмена. Эти почвы подразделяют на слабосолонцеватые (содержат 3...10 % Na⁺), среднесолонцеватые (10...15%) и сильносолонцеватые (15...20% емкости поглощения).

При сельскохозяйственном освоении различают солонцы слабоосвоенные (в подпахотной части профиля сохраняются остатки горизонта В₁), освоенные (уменьшается содержание поглощенного натрия в пахотном слое, понижается горизонт аккумуляции солей), преобразованные и глубокопреобразованные (утратили в верхних горизонтах солонцеватую морфологическую дифференциацию и структуру, неблагоприятные физические и физико-химические свойства и приобрели признаки, близкие к почвам данной зоны).

Солонцы характеризуются крайне неблагоприятными водно-физическими свойствами: низкой водопроницаемостью, влагоемкостью и диапазоном содержания активной влаги; большой липкостью и вязкостью, сильным набуханием во влажном состоянии; высокой плотностью, твердостью и трещиноватостью в сухом состоянии; их трудно обрабатывать. Солонцовые свойства усиливаются с насыщением коллоидов натрием и в присутствии обменного магния.

В надсолонцовом горизонте А в связи с щелочным гидролизом наблюдаются остаточное накопление аморфной кремниевой кислоты, обеднение глинистыми минералами, оксидами алюминия и железа. Горизонт В обогащен коллоидами, оксидами железа и алюминия. В нем возрастают емкость обмена, содержание поглощенного натрия, значение рН.

В составе ППК солонцов много обменного натрия (13...60% емкости обмена), причем в содовых солонцах его больше. Часто в больших количествах содержится магний (25...45 % емкости поглощения). Щелочность солонцов высокая (рН 8... 10). В солонцах содержится много подвижных форм фосфора, что также свидетельствует об их низком плодородии.