Зупинимо засолення ґрунтів, збільшимо їхню продуктивність!

Продовольчою та Сільськогосподарською Організацією ООН (FAO) засолення ґрунтів визнане однією з найважливіших проблем для сільськогосподарського виробництва, продовольчої безпеки світу, адже засолені ґрунти зустрічаються на всіх континентах (понад 10 % орних земель світу засолені), майже в усіх кліматичних умовах. Саме тому гаслом FAO ООН на 2021 рік було: «Зупинимо засолення ґрунтів, збільшимо продуктивність ґрунтів»!

До категорії засолених (Salt-affected soils) відносять ґрунти, що містять хоча б в одному горизонті ґрунтового профілю водорозчинні солі у кількостях, які спричиняють зменшення родючості ґрунтів, погіршують ріст і розвиток більшості рослин. Викликати пригнічення рослин може як уміст окремих токсичних для рослин водорозчинних солей (хлоридів, сульфатів, гідрокарбонатів, карбонатів натрію, калію), так і їхня сукупність. У групі засолених ґрунтів окреме місце посідають ґрунти з солонцевим горизонтом, родючість яких лімітується не лише солями, що містяться в ґрунтовому розчині, але й несприятливими хімічними, фізико-хімічними і водно-фізичними властивостями через наявність цього горизонту. Тобто, серед засолених ґрунтів виділяють дві групи: засолені ґрунти без солонцевого горизонту (Saline soils) та з вираженим солонцевим горизонтом, який для цієї групи ґрунтів є діагностичним (Alkali/Solonetzic soils). До першої групи належать солончаки та інші засолені ґрунти, до другої — солонці та солонцюваті ґрунти.

Засолені ґрунти (Saline soils) в Україні в цілому займають відносно невелику площу — 1,9 млн га, з них, за даними Державного земельного кадастру України, 1,7 млн га у сільськогосподарському використанні: рілля — 848,2 тис. га, сіножаті — 325,7 тис. га, пасовища — 526,1 тис. га, багаторічні насадження — 10,0 тис. га. З яких слабозасолених — 1336,6 тис. га, середньозасолених — 224,3 тис. га, сильнозасолених — 116,3 тис. га, солончаків — 32,8 тис. га. Серед зрошуваних земель — близько 350 тис. га засолених, з яких 70–100 тис. га вторинно засолених ґрунтів.

Негативна дія високих концентрацій водорозчинних солей у ґрунті полягає в тому, що вони підвищують осмотичний потенціал ґрунтового розчину, чим погіршують забезпечення рослин водою через недостатню всмоктувальну силу кореневих систем. При цьому знижується транспірація, уповільнюється фотосинтез, погіршується мінеральне живлення (порушується нормальне співвідношення елементів мінерального живлення), погіршується мікроелементне живлення. Деякі солі (сода та хлориди) погіршують властивості ґрунту. Він набухає, зменшується здатність колоїдів до коагуляції, збільшується їхня рухомість, в результаті чого руйнується структура ґрунту, збільшується його щільність тощо.

Традиційним методом оцінки засоленості ґрунтів в Україні є аналіз складу водної витяжки у співвідношенні 1:5. Ступінь засолення ґрунтів визначають за вмістом загальних і (або) токсичних солей з урахуванням хімізму (типу) засолення. Тип засолення визначають за складом аніонів і катіонів у шарі ґрунту, який досліджують. За ступенем засолення, залежно від вмісту солей, виділяють ґрунти: незасолені, слабко-, середньо- і сильнозасолені. Залежно від глибини залягання сольового шару виділяють: солончаки, солончакові, високосолончакуваті, солончакуваті, глибокосолончакуваті і глибокозасолені ґрунти. Лише на підставі отриманих результатів польового обстеження і лабораторних аналізів щодо площі, ступеня і хімізму засолення ґрунтів можна розробити адресні, комплексні диференційовані заходи боротьби із засоленням ґрунтів.

Існує два типи засолення: первинне природне засолення і вторинне засолення (спричинене нераціональною діяльністю людини).

1 Первинне засолення — це природне накопичення солей у ґрунті внаслідок випаровування мінералізованих підґрунтових і підземних вод; засоленості ґрунтоутворюючих порід; переміщення солей вітром з поверхні моря і солончаків або під впливом біогенних та інших факторів. Первинно засолені ґрунти України розташовані в Лівобережному Лісостепу, Степу і на Поліссі; у Донецько-Дніпровській і Причорноморській западинах. Засолення у Лісостепу і на Поліссі спричинене слабкою дренованістю території і близьким заляганням підґрунтових вод. В цих регіонах найефективнішою є хімічна меліорація: гіпсування з внесенням органічних і мінеральних добрив, фітомеліорація. Також ефективним є застосування відходів промисловості.

2 Вторинне засолення викликане переважно штучною зміною водного режиму ґрунту. Найчастіше — це екологічно негативний наслідок зрошення на недостатньо дренованих низинних територіях за відсутності колекторної дренажної мережі. За таких умов встановлюється додатній сольовий баланс із перевищенням нагромадження солей над їхнім виносом. Це може відбуватися у процесі зрошення ґрунтів мінералізованою водою, під час підйому підґрунтових мінералізованих вод вище критичного рівня і тому, вторинне засолення може зберігатися тривалий час. На зрошувальних системах із більш сприятливими природними умовами, надходження прісних поливних вод спричинює розсолення території.

Меліорація вторинно засолених ґрунтів спрямована на видалення накопичених у ґрунті солей та на підтримку ґрунтових вод на рівні, що не призводить до вторинного засолення. Вона включає такі заходи:

Хімічна меліорація поливної води й ґрунту;

Промивка ґрунтів від солей;

Налаштування дренажних систем;

Водоощадні та ґрунтозахисні режими й способи зрошення;

Фітомеліорація, підбір культур стійких до несприятливих змін;

Впровадження ґрунтозахисних, інтенсивних або короткоротаційних сівозмін;

Ґрунтозахисні види обробітку ґрунту; 

Удосконалення системи удобрення шляхом локалізації внесення добрив, фертигації, сидерації, внесення мікродобрив.

Застосовують також механічне видалення солей (згрібання сольової кірки солончаків з наступним її транспортуванням за межі поля). Меліорацію солончаків проводять, якщо це економічно обґрунтовано. Наприклад, масив солончаків вклинюється в незасолену ріллю і поруч знаходяться надлишкові ресурси зрошувальних вод (у ріллі перебуває 10 % солончаків). На теперішній час близько 90 % солончаків  сільськогосподарських угідь використовують як пасовища та сіножаті. За такого використання на них слід підбирати солестійкі кормові трави для вирощування.

За сільськогосподарського освоєння орних засолених ґрунтів дуже важливо обирати для вирощування культури і сорти з урахуванням їхньої солестійкості. Стійкі до засолення: ячмінь, ріпак, просо, буряки цукрові, столові та кормові, ріпа, капуста листова, спаржа, шпинат, покісниця, канаркова трава, стоколос, суданська трава, буркун, лядвенець; середньостійкі — жито, пшениця, сорго, соя, кукурудза, соняшник, боби кінські, томати, капуста качанна та цвітна, картопля, перець, морква, цибуля, горох, гарбузи, огірки, грястиця збірна, вівсяниця лучна, пирій сизий, люцерна, еспарцет, буркун білий і жовтий, райграс багаторічний, кострець. Плодові культури взагалі не слід розміщувати на засолених ґрунтах!

Ефективна меліорація засолених ґрунтів можлива лише за умови врахування властивостей ґрунту (ступеня та хімізму засолення, сольового балансу ґрунтів тощо), рівня та мінералізації підґрунтових вод, кліматичних умов (кількість опадів), сільськогосподарського використання (рілля, сіножаті, пасовища, багаторічні насадження). Планування меліоративних заходів повинно бути спрямоване на комплексне регулювання факторів життя рослин. Із урахуванням екологічної ситуації та принципів ресурсозбереження, з метою створення високопродуктивних агроландшафтів, рекомендується застосування декількох меліоративних заходів.

Солонці та солонцюваті ґрунти (Alkali/Solonetzic soils)

За даними Державного земельного кадастру, в Україні нараховується 2,8 млн га солонцевих ґрунтів (Alkali/Solonetzic soils), більше 60 % з яких розорюються, а близько 0,8 млн га зрошуються. Вони поширені в південній частині Полісся (в невеликій кількості), в Лісостепу на лівобережжі Дніпра (Середнє Придніпров’я), але найбільші їхні площі розташовані у зоні Південного і Сухого Степу України (1,6 млн га солонцевих ґрунтів у ріллі). Солонці не утворюють суцільних масивів, а залягають плямами серед родючих ґрунтів, чим знижують продуктивність поля в цілому. Частка плям на полях може істотно варіювати, хоча, здебільшого, становить 10–20 % від загальної площі, однак в окремих місцях може сягати 50 % і більше. Масиви, де плями солонців складають понад 50 % площі, не розорюють через еколого-економічну недоцільність проведення низки меліоративних заходів.

Негативні властивості солонців полягають у тому, що у вологому стані солонцевий горизонт високопластичний, в’язкий, липкий, сильно і швидко набрякає. Солонцевим горизонтам властива низька пористість і слабкий повітрообмін, що негативно впливає на дихання рослин. Під час висихання солонцевого горизонту ґрунт стискається і викликає розрив коренів рослин, з’являється тріщинуватість і брилистість ґрунтів, зростає твердість солонцевого горизонту, що особливо помітне у ріллі. Характерною для солонцевих ґрунтів є низька водопроникність, яка перешкоджає засвоєнню вологи ґрунтом і більша частина опадів стікає по поверхні та випаровується. Навесні фізична стиглість на плямах надто коротка за строками, настає нерівномірно та пізніше ніж на несолонцевих ґрунтах, що призводить до втрат вологи й часу, як на таких, так і на зональних ґрунтах.

Солонцюваті ґрунти відрізняються від солонців слабшим ступенем прояву вказаних негативних властивостей. У ріллі солонцюваті ґрунти характеризуються зниженою родючістю, порівняно з несолонцюватими, через незадовільні агрофізичні та водно-фізичні властивості ґрунту.

Осолонцювання  також може бути спричинене як природними факторами, так і діяльністю людини. Виділяють такі причини вторинного осолонцювання ґрунтів за зрошення:

Несприятливий хімічний склад зрошувальної води, в якій вміст лужних солей натрію, калію перевищує вміст солей кальцію, магнію, заліза та інших дво- та тривалентних катіонів (в еквівалентному співвідношенні);

Підйом до поверхні підґрунтових вод з таким самим несприятливим хімічним складом. При цьому спочатку розвивається процес вторинного засолення ґрунтів, а потім, за промивання солей атмосферними опадами або зрошувальними водами, процес вторинного осолонцювання;

Спеціальні промивання засолених ґрунтів, а також освоєння рисових систем побудованих на природно засолених землях (перші роки).

Розвиток вторинного осолонцювання зрошуваних ґрунтів починається з поверхні, далі цей процес поступово розвивається в глибину профілю ґрунту з підвищенням ступеня солонцюватості від слабкого до сильного, залежно від солонцюючої здатності зрошувальної води, глибини залягання й мінералізації ґрунтових вод, ступеня буферності ґрунту та терміну зрошення.

Ступінь солонцюватості ґрунтів встановлюють на основі визначення складу та співвідношення обмінних катіонів ґрунту (несолонцюваті, слабосолонцюваті, середньосолонцюваті, сильносолонцюваті, солонці). Для встановлення ступеню солонцюватості, у тому числі процесів вторинного осолонцювання, використовують комплекс критеріїв: сума поглинених катіонів натрію й калію; відношення суми поглинених катіонів натрію й калію до суми всіх катіонів; відношення активності іонів натрію до кореня квадратного з активності іонів кальцію, а також показник термодинамічного потенціалу (рNa — 0,5 pCa). Виконують також класифікацію ґрунтів залежно від глибини залягання солонцевого горизонту (солонцюватий — до 40 см, глибокосолонцюватий — від 40 до 60 см, дуже глибокосолонцюватий — понад 60 см) та від потужності надсолонцевого шару (кірковий — до 2 см, кілкий — від 2 до 5 см, середній — від 5 до 15 см, глибокий — понад 15 см). Нормування показників вторинної солонцюватості здійснюють з урахуванням гранулометричного складу і протисолонцювальної буферності.

Доцільність меліорації солонцевих ґрунтів, її вид, технологія визначаються агрокліматичними ресурсами, їхнім сучасним еколого-агромеліоративним станом, задачами сільськогосподарського виробництва та його ресурсозабезпеченням. Обов’язковим є врахування меліоративних особливостей різних типів та видів солонцевих ґрунтів, екологічних та економічних аспектів меліорації.

Для підвищення родючості більшості солонцевих ґрунтів доцільно застосовувати адресні, визначені за комплексом показників, меліоративні заходи.

Наразі визначені основні шляхи меліорації солонцевих ґрунтів:

Хімічна меліорація ґрунтів з обов’язковим внесенням органічних і мінеральних добрив;

Контурна хімічна меліорація на плямах солонців (якщо плями солонців складають не більше 25–30 % від загальної площі);

Меліорація за рахунок внутрішньоґрунтових запасів кальцієвих солей (за придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки);

Локальна хімічна меліорація (в рядки за сівби на чорноземах солонцевих без плям солонців);

Підбір культур і система сівозмін, фітомеліорація (розсолення ґрунтів у меліоративній сівозміні);

Система обробітку ґрунту.

Метод хімічної меліорації передбачає внесення у солонцеві ґрунти кальцієвмісних речовин (гіпс, фосфогіпс, крейда, вапно, хлористий кальцій), кислот чи кислих форм меліорантів (сульфат заліза і алюмінію, пірит). Гіпсування слід поєднувати з внесенням органічних і мінеральних добрив із застосуванням підходів точного землеробства (слід вносити гіпс контурно, на плями солонців). За неможливості вносити меліорант по плямах солонців, його слід вносити на весь масив, але використовувати при цьому точні норми, розраховані для конкретного типу ґрунту.

На солонцевих ґрунтах з неглибоким (40–50 см) заляганням карбонатів альтернативою гіпсуванню є меліоративна плантажна оранка. У випадку, якщо, за комплексом оціночних показників, ґрунти виявляються непридатними для проведення меліоративної плантажної оранки, доцільним є застосування хімічної меліорації в зрошуваних умовах.

Виокремлюють також солонцеві ґрунти (без плям солонців та комплекси з плямами солонців до 10 %, плантажовані в різні роки солонцеві ґрунти), які не потребують докорінної меліорації. Підвищення їхньої родючості можна здійснювати агротехнічними заходами і внесенням підвищених доз органічних і мінеральних добрив, уведенням у сівозміну багаторічних трав та солонцестійких культур.

Отже, засолені ґрунти потребують особливої уваги під час ведення землеробства з низки причин. По-перше, їхнє сільськогосподарське освоєння тісно пов’язане з необхідністю виконання складного комплексу спеціальних меліоративних заходів із розсолення. По-друге, засолені ґрунти можуть виникати в процесі експлуатації незасолених масивів у зрошуваному землеробстві, внаслідок вторинного засолення. Тому за зрошення особливо важливі своєчасний прогноз можливості виникнення вторинного засолення і розробка комплексу заходів щодо його запобігання. По-третє, ареал засолених ґрунтів динамічний, оскільки розсолення ґрунтів може супроводжуватися одночасною появою процесу вторинного осолонцювання та нових ареалів засолення на суміжних територіях.

М. Захарова, канд. с.-г. наук, старша дослідниця, зав. лабораторії родючості зрошуваних і солонцевих ґрунтів ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О. Н. Соколовського»