ряди гірчиці на засолених полях
  • Ґрунти

Засолення Ґрунтів: Причини Та Шляхи Вирішення

Засолення ґрунтів знижує продуктивність полів, погіршує добробут фермерів та економічну ситуацію в регіоні в цілому. Уповільнення розвитку рослин та деградація орних земель часто виникають саме внаслідок засолення ґрунтів.

Засоленню на ранніх стадіях можна завадити, але значна концентрація солей робить поля непридатними для вирощування сільськогосподарських культур та призводить до дезертифікації.

Проблема засолення ґрунтів та її вирішення є актуальними по всьому світі. Зокрема, у Казахстані близько 140 мільйонів гектарів, а в Австралії – 70 мільйонів гектарів засолено. В Україні майже 5 мільйонів гектарів засолених полів та солонців, а найбільше з цією проблемою стикаються аграрії лісостепової та степової зони.

Що Таке Засолення Ґрунтів?

Засолення ґрунту (соленізація) – це надмірне накопичення в ньому водорозчинних солей, як правило, звичайної кухонної солі NaCl. Однак, перелік накопичуваних солей набагато більший. Засолення ґрунтів відбувається через високі концентрації різних сполук натрію, калію, кальцію, магнію, сульфатів, хлоридів, вуглеводів та бікарбонатів. Загалом, засолені ґрунти поділяються на солоні, натрієві та соліно-натрієві, залежно від сполук, які в них містяться.

Причини Засолення Ґрунтів

Повільне вимивання розчинних солей є основною причиною засолення ґрунтів. Засолення відбувається або природним шляхом, або внаслідок антропогенної діяльності, зокрема, сільськогосподарських операцій. Відповідно до цього, розрізняють природне (первинне) та вторинне засолення ґрунтів.

Деякі ґрунти є солоними від самого початку через недостатнє розчинення солей та їх вимивання.

Причини Первинного Засолення Ґрунтів

  • посушливий клімат та брак опадів, у результаті чого надлишок солей не вимивається з землі;
  • висока швидкість випаровування, коли солі накопичуються на поверхні землі;
  • недостатній дренаж або підтоплення, коли солі не вимиваються через застій води в полі;
  • підвищення рівня моря, коли морські солі просочуються в нижчі шари;
  • бризи в приморських регіонах, які переносять солоні повітряні маси на прибережні території;
  • підтоплення морською водою із подальшим випаровуванням солі та її кристалізацією на поверхні землі.

Причини Вторинного Засолення Ґрунтів

  • зрошення полів водою з високою концентрацією солей, що підвищує рівень засоленості ґрунту;
  • просочення солей з нижніх шарів внаслідок поливу;
  • викорчовування чи припинення висадки рослин з глибокою кореневою системою, що призводить до підняття водного горизонту;
  • нераціональне внесення добрив, коли надмірна нітрифікація стає причиною засолення ґрунту;
  • посипання доріг сіллю (NaCl) неподалік полів під час снігопадів та ожеледиці.
Солі містяться в будь-якій воді в іригаційних системах, але концентрація та найменування соляних сполук різні. Відповідно, вода для поливу з найбільшим вмістом солей швидше призведе до засолення ґрунтів на полях та погіршення їх продуктивності.

Негативні Наслідки Засолення Ґрунту

Засолення полів погіршує екологічну ситуацію та перешкоджає діяльності й добробуту людей. Зокрема, наслідки засолення ґрунту є значними і негативно відбивається на вирощуванні різних видів сільськогосподарських культур та водопостачальній галузі, підвищує ризик ерозії ґрунту тощо.

Вплив Засоленості Ґрунту На Виробництво Сільгосппродукції

ряди розрідженої вегетації на засолених полях

Здатність рослин поглинати вологу залежить від концентрації солей у ґрунтових водах та від здатності рослини пристосуватися до несприятливих умов. Рослини поглинають вологу в процесі осмосу, коли вода перетікає з ділянок із більшим вмістом солей до менш концентрованих. Зависока концентрація солей означає, що його осмотичний потенціал вкрай негативний, а засолені поля є мало придатними для вирощування сільськогосподарських культур.

Солончаки містять розчинні солі у верхніх шарах. Для більшості рослин, цей тип ґрунту мало придатний через значний вміст солей. Солонці мають великі концентрації натрію в нижчих шарах (на глибині близько 50 см).

EOSDA Crop Monitoring

Аналітика полів на основі супутникових знімків з високою роздільною здатністю – відслідковуйте всі зміни оперативно!

Погіршення Якості Води Внаслідок Соленізації Полів

Як наслідок засолення ґрунтів солі не тільки накопичуються на полях, а й потрапляють до початково прісних водойм, які в результаті стають солоними. Солоність водойм погіршує якість питної й поливної води та сприяє подальшому засоленню орних земель у посушливих регіонах.

Проблема набула глобального масштабу і є актуальною не тільки в Україні. Наприклад, до найбільш постраждалих регіонів у світі відносять басейн річки Колорадо у США. За останні 60 років солоність річки зросла вдвічі в Колорадо, Аризоні, Юті, Каліфорнії, Вайомінгу та Нью-Мексико.

Засолення річок має декілька негативних наслідків:

  • забруднює сільськогосподарські угіддя;
  • позбавляє річкову флору та фауну середовища існування;
  • погіршує смак питної води для людей і тварин;
  • обмежує доступ худоби до прісної води біля пасовищ;
  • псує водопостачальні конструкції (бетонні, дерев’яні, металеві тощо).

Ерозія Ґрунту Через Засоленість

Засолення ґрунтів є серйозною проблемою вже саме по собі, але засоленість полів нерідко стає причиною інших проблем. На поверхні засолених ґрунтів постійно накопичується волога, і рослини підмокають. Крім того, такі землі є мало придатними для вирощування культур, що відбивається на щільності рослинного покриву. Непокриті ділянки поля часто руйнуються внаслідок ерозії.

розтріскана земля з кристалами солі

Вплив Засолення Ґрунту На Рослини

Основним негативним впливом засолення ґрунтів є порушення водопоглинання рослинами, що уповільнює їх розвиток. Навіть за достатньої зволоженості ґрунту, посіви в’януть та гинуть через неможливість видобувати достатню кількість води.

Коли рослини не здатні поглинати воду, вони страждають від осмотичного (сольового) стресу, навіть за умови достатнього зволоження. Загалом, аналогічна ситуація відбувається під час посухи, коли вологи в землі бракує. І за тих, і за інших умов, рослинність гине через фізіологічну посуху, ознаками якої є побуріння та опадання листя, а також зів’янення культур.

Інший вплив засолення ґрунту на рослин – це іонний стрес, який виникає через наявність шкідливих іонів у солончаках та солонцях, наприклад, хлориду (Cl-) чи натрію (Na+). Окрім токсичності, іони Na+ перешкоджають поглинанню інших позитивно заряджених іонів, важливих для розвитку посівів (особливо, калію та кальцію). Як осмотичний, так і іонний стрес може призвести до загибелі вирощуваних рослин.

Засолення ґрунту також викликає дефіцит азоту рослин, що зменшує вміст хлорофілу в листі. Загалом, засоленість полів сповільнює проростання сходів, розвиток посівів, засвоєння поживних речовин та зменшує врожайність культур.

Чутливість рослин до засолення залежить від їх сорту та виду, умов вирощування на конкретному полі, а також фенологічної фази. Як правило, посіви найбільше страждають від засоленості ґрунтів під час сходів та на ранніх етапах розвитку.

Найчутливішими до засолення видами сільськогосподарських культур є кукурудза, полуниця, горох, боби, деякі сорти тимофіївки та конюшини. Врожайність цих рослин зменшується навіть при незначному засоленні полів. Помірне засолення призводить до зниження врожайності ріпаку, ячменя, жита, вівса та інших культур.

Культури, Стійкі До Засолення Ґрунтів

Засолені території придатні тільки для вирощування солестійких культур (галофітів). Декотрі “екстремальні” галофіти (наприклад, солерос європейський, або солонець трав’янистий) можуть витримувати тривале підтоплення сольовим розчином та навіть рости в соляних озерах (із частковим зануренням). Типовим прикладом солестійких рослин є сукуленти.

В умовах підвищеної солоності також ростуть культури, які не є галофітами, але можуть пристосовуватися до несприятливих умов, наприклад, гречка або просо.

Порівняно з сільськогосподарськими культурами, бур’яни мають більшу стійкість до засолення ґрунтів.

Зокрема, до солестійких культур відносяться: суданка, соняшник, цукровий буряк, кормовий буряк, фісташки, озимий ячмінь, люцерна, виноград, кіноа, бавовна, бавовник, капуста, томати, шпинат, кавуни, умах, рис.

Високі рівні засолення ґрунтів здатні також витримувати деякі чагарники та дерева:

  • шовковиця,
  • клен,
  • оливкове дерево,
  • фінікова пальма,
  • обліпиха,
  • барбарис,
  • мигдаль,
  • глід.
Вирощування солестійких сільськогосподарських культур не гарантують 100% високий врожай. Ці культури лише є кращою альтернативою для засолених полів.

Ознаки Засоленості Ґрунту Та Її Вимірювання

Засолення полів можна виявити візуально, аналізуючи поверхню ґрунту, швидкість просочування (інфільтрації) води та стан рослинності. Зі збільшенням концентрації солей ознаки засолення стають більш вираженими.

Наприклад, після незначного побіління поверхні землі з часом з’являються кристали солі. Крім візуальних змін, є непрямі показники надмірної сольової концентрації. Так, біля солоних полів погіршується якість питної води або худоба відмовляється пити воду з водойм біля пасовищ через її солоний смак.

Найбільш точні висновки про засолення орних земель можна зробити після аналізу ґрунту та вимірювання засоленості спеціальними приладами.

ерозія внаслідок засолення ґрунтів

Зміни На Поверхні Ґрунту Внаслідок Засолення

  • підвищений рівень води в борознах;
  • підмокання та підтоплення рослин;
  • побіління земляної поверхні на ранніх етапах засолення і кристали солі на пізніх;
  • відсутність ґрунтового покриву (де рослини не розвиваються через засолення);
  • руйнування доріг, будівель, конструкцій тощо;
  • білі або темнуваті кола навколо водойм.

Ознаки Впливу Засолення Ґрунтів На Стан Вегетації

  • в’янення рослин, що призводить до втрати врожаю;
  • зменшення біорізноманіття;
  • поява на полі солестійких рослин та їх подальше домінування.
вирощування рису на засолених полях

Вимірювання Засолення Ґрунтів

Крім візуальної оцінки, існують більш надійні методи визначення засоленості полів, наприклад, вимірювання електропровідності ґрунту за допомогою спеціальних приладів. Коли збільшується рівень концентрації солі в розчині, підвищується і його провідність. До альтернативних способів аналізу поля на засоленість відносять визначення обмінного відсотка натрію або коефіцієнту поглинання натрію.

Засолення ґрунтів можна проаналізувати не тільки шляхом лабораторної діагностики, а й безпосередньо на полі або дистанційно. Для контролю засолення ґрунту на полі використовують спеціальні наземні датчики. Завдяки технологіям дистанційного зондування Землі, супутники отримують дані в діапазонах SWIR та NIR для аналізу поглинання води та його можливою залежністю від засолення.

Боротьба Із Засоленням Ґрунту Та Профілактичні Заходи

Найкращий спосіб боротьби із засоленням ґрунтів – його не допустити. Якщо це сталося, важливо усунути проблему якнайшвидше, ще до погіршення наслідків. Для цього важливо правильно розуміти механізм засолення ґрунтів. Розв’язання проблеми засоленості полів полягає в запобіганні засоленню та його зменшенню.

Як Запобігти Засоленню Ґрунтів?

Мета превентивних заходів щодо засолення – уникнути накопичення солей в полі. Рослини потребують солі в певній кількості для нормального розвитку, але ці обсяги зовсім незначні в порівнянні з концентраціями солей на засолених територіях.

З метою запобігання засоленню ґрунту скористайтеся наступними методами:

  • Оптимізуйте зрошення (зменште використання солоної води, застосовуйте крапельне зрошення, використовуйте опріснену, перероблену, дощову воду для поливу, уникайте перезволоження рослин).
  • Вносьте органічну речовину та гній, що допомагає зберегти вологість ґрунту та зменшити полив.
  • Уникайте глибокої оранки та застосування важкої техніки, щоб не підіймати солі з нижніх шарів до прикореневої зони.
  • Використовуйте покривні культури або мульчування для захисту поверхні землі.

У межах профілактики засолення ґрунтів, застосунок EOSDA Crop Monitoring дозволяє відстежувати стан рослинності на полі та виявляти ділянки з низькою щільністю вегетації або відсутнім ґрунтовим покривом. Своєчасний огляд таких зон скаутами дозволяє зрозуміти та усунути першопричину, вирішуючи проблему ще до появи серйозних наслідків.

завдання для скаута перевірити ділянки поля з низькою щільністю вегетації
Завдання для скаута в EOSDA Crop Monitoring

Як Зменшити Засолення Ґрунту?

Існує кілька методів боротьби із засоленням сільськогосподарських земель і підвищення їх продуктивності:

  • Висаджуйте солестійкі культури, аби забезпечити ґрунтовий покрив та зменшити економічні ризики.
  • Видаліть кристали солі з поверхні землі механічним способом.
  • Нормалізуйте вміст солей шляхом амеліорації (наприклад, гіпсуванням або застосуванням сірчаної кислоти).
  • Попередньо обробіть насіння NaCl, аби прискорити проростання сходів.
  • Раціонально вносьте добрива, оскільки надмірне використання деяких хімічних речовин сприяє засоленню ґрунтів.
  • Вирощуйте культури, які можуть швидко поглинати вологу, щоб вода не застоювалася на полях.
  • Зменште випаровування за допомогою мульчі або пожнивних залишків (стерні).
  • Удоскональте дренажування полів, щоб солі швидше вимивалися з приповерхневого шару.
Найбільш ефективним підходом у запобіганні засоленню ґрунту є комплексне застосування різних методів. Наприклад, поливи для вимивання солей не дадуть бажаного результату без належного дренування полів.

Моніторинг Вологості Ґрунту На Різних Глибинах

Платформа EOSDA Crop Monitoring може виявитися корисною у процесі зниження засоленості ґрунту. Рослини з неглибокою кореневою системою можуть бути нездатними поглинати воду з нижніх шарів, а надмірне зволоження землі може стати причиною засолення. Застосунок EOSDA Crop Monitoring звітує про вологість ґрунту в приповерхневій та прикореневій зоні, що допомагає правильно обрати культуру для вирощування на конкретних ділянках поля.

графік вологості ґрунту в приповерхневій та прикореневій зоні в EOSDA Crop Monitoring
Вологість ґрунту в при поверхневій та прикореневій зоні.

Визначення Оптимальної Кількості Внесення Добрив

Диференційоване внесення добрив завдяки функції зонування на платформі EOSDA Crop Monitoring зменшує ризики засолення ґрунтів через надмірне застосування хімічних речовин. Наш продукт допомагає застосовувати агрохімікати в кількостях, необхідних для кожного поля: ані більше, ані менше. “Розумне” зонування розраховує карти вегетації та карти продуктивності.

Карти вегетації показують поточну різницю у стані здоров’я посівів, поділяючи поле на зони. Помітивши відхилення від нормального розвитку сільськогосподарських культур, фермери можуть розподіляти внесення добрив залежно від потреб кожної зони на полі, а саме, вносити більше там, де посіви розвиваються незадовільно, і менше там, де рослини здорові. Такий підхід дозволяє уникнути внесення надмірної кількості добрив та зменшити витрати.

функціонал EOSDA Crop Monitoring для диференційованого внесення добрив
Диференційоване внесення добрив із використанням технологій точного землеробства.

Карти продуктивності аналізують історичну продуктивність поля за обраний проміжок часу та допомагають виправити ситуацію внесенням калію і фосфору, виходячи з потреб рослин у кожній окремій зоні.

Платформа EOSDA Crop Monitoring допомагає визначити оптимальну культуру на етапі висіву насіння, розподіляти добрива та відстежувати рослинний покрив протягом сезону, і таким чином сприяє запобіганню та зменшенню засолення ґрунтів – актуальної сільськогосподарської проблеми. Наш застосунок аналізує великі дані для оцінки стану посівів на різних етапах розвитку, пильно стежить за полями та попереджає про ризики втрати врожаю.

Керувати агробізнесом із використанням програмного забезпечення для точного землеробства значно простіше. Дізнайтеся більше про можливості EOSDA Crop Monitoring від наших експертів за адресою sales@eosda.com.

Про автора:

Василь Черлінка Науковий співробітник EOSDA

Василь Черлінка має більш ніж 30-річний досвід роботи в галузі агрономії та педології (ґрунтознавства). Він є доктором біологічних наук зі спеціалізацією в галузі ґрунтознавства.

Доктор Черлінка навчався у машинобудівному технікумі в Україні (1989-1993), потім поглиблював свої знання в галузі агрохімії та агрономії у Чернівецькому національному університеті за спеціальністю "Агрохімія та ґрунтознавство".

У 2001 році успішно захистив дисертацію "Обґрунтування агроекологічної відповідності моделей родючості ґрунту та його факторів вимогам польових культур" та отримав ступінь кандидата біологічних наук з ухилом у ґрунтознавство в ННЦ "Науково-дослідний інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.М. Соколовського".

У 2019 році доктор Черлінка успішно захистив дисертацію "Цифрові моделі рельєфу у ґрунтознавстві: Теоретико-методологічні основи та практичне використання" та отримав ступінь доктора біологічних наук зі спеціалізацією в галузі ґрунтознавства.

Василь одружений, має двох дітей (сина та дочку). Протягом усього життя захоплюється спортом (є кандидатом у майстри спорту України з пауерліфтингу та навіть брав участь у змаганнях стронгменів).

З 2018 року доктор Черлінка консультує EOSDA з проблем ґрунтознавства, агрономії та агрохімії.

Oстанні статті

Терасове Рільництво: Основні Типи Та Переваги Практики
  • Сільськогосподарські практики

Терасове Рільництво: Основні Типи Та Переваги Практики

Терасове рільництво є ефективною сільськогосподарською практикою для полів з горбистою або хвилястою поверхнею. До того ж воно дозволяє фермерам запобігти або зменшити ерозію ґрунту.

Лісорозведення: Типи, Переваги Та Проблеми Реалізації
  • Лісове господарство

Лісорозведення: Типи, Переваги Та Проблеми Реалізації

Сьогодні країни активно шукають шляхи зниження негативного впливу на довкілля. Лісорозведення допомагає забезпечувати здоров'я екосистем та водночас вирішувати соціально-економічні задачі.

UPL Україна Проводить Супутниковий Моніторинг Полів
  • Історії наших партнерів

UPL Україна Проводить Супутниковий Моніторинг Полів

UPL Україна проводить польові випробування своєї продукції і дистанційно оцінює результати за допомогою супутникових даних EOSDA Crop Monitoring.