Соли необходимы для жизнедеятельности растений. Вредное их действие начинает сказываться на некоторых, особенно культурных, не приспособленных к засолению растениях уже при концентрации 0,1% от веса сухой почвы. Засоленными считаются почвы с горизонтом, в котором содержание солей превышает 0,25% массы почвы. Если содержание легкорастворимых солей 0,5% и более, тогда засоление становится определяющим экологическим свойством местообитания.
Повышенная концентрация легкорастворимых и, следовательно, осмотически сильно действующих солей (NaCl, Na2SO Na2C03 и др.) характерна для почв многих естественных местообитаний. Засоление широко распространено в аридных областях (пустыни, степи), а также по берегам морей и внутриконтинентальных соленых озер (Баскунчак, Чаны и др.). Около 25% почв земного шара в той или иной степени засолены.
Засоленные почвы разнообразны по составу солей и степени засоленности. Почву считают слабосолончаковатой, если соли составляют более 0,25% ее массы и встречаются на глубине 80—150 см, но при той же концентрации солей на глубине 30—80 см почву называют солончаковатой. В солончаковой почве повышенное содержание солей отмечается в пределах 5— 30 см от поверхности, а солончак имеет в самом верхнем горизонте не менее 1% солей. Концентрация солей в солончаках может достигать нескольких десятков процентов. Они постоянно и сильно увлажнены солеными водами и только в середине лета подсыхают и покрываются корками и выцветами солей. Для солончаков характерна особая галофитная растительность.
Из солончаков возникают солонцы при вымывании солей из почвы (рассоление) и их заглублении (при понижении грунтовых вод или улажнении климата). Соли по мере их вымывания остаются в подсолонцовом горизонте. В процессе осолонцевания и освобождения верхних горизонтов от солей меняются растительные сообщества (солянковые на полынные и злаковые). Солонцы и солончаки — основные типы засоленных почв. Участки с разными типами таких почв чередуются, создавая солонцово-солончаковые комплексы. Комплексной является и растительность на них.
При дальнейшем развитии процесса понижения грунтовых вод и рассоления возникают солоди, а процесс вымывания и заглубления солей называют осолодением. Особенно интенсивно этот процесс идет в понижениях рельефа, куда стекает и застаивается влага. Рассолению и заглублению солей способствует зимнее промерзание сильноувлажненных почв. Это природное явление издавна учитывается земледельцами и целенаправленно используется в сельском хозяйстве степного Поволжья и юга Западной Сибири (зимний полив, вызывающий промерзание и заглубление почвенных солей).
Характер засоления почв определяется по преобладающим анионам: хлоридное, сульфатно-хлоридное, хлоридно-сульфатное, сульфатно-содовое, изредка встречается нитратное засоление и др.
Сильное отрицательное воздействие на растения оказывает хлоридное засоление; сульфатное менее токсично. В солончаках преобладают соли натрия, которые находятся не только в растворе, но насыщают коллоиды почвенного поглощающего комплекса. Кроме преобладающих NaCl и Na2S04 в солончаках присутствуют и другие высокорастворимые соли: СаС12 MgCl2, MgS04, Na2S04, Na2C03, NaHC03 и др. При хлоридно-сульфатном засолении реакция почвенного раствора близка к нейтральной, а при содовом (например, в южной части Западной Сибири) значение pH почвенного раствора достигает 9—11.
Обилие Na препятствует накоплению других катионов, в том числе необходимых для жизни растений (К, Са). При обилии NaCl в почве нарушается азотный обмен, накапливаются аммиак и другие ядовитые вещества, нарушается обмен соединений серы. Обилие в почве сульфатов и избыточное накопление серы в растениях приводят к накоплению токсичных продуктов. Повышенная концентрация солей, особенно хлористых, может действовать как разобщитель процессов окисления и фосфорилирования и нарушать снабжение растений макроэргическими фосфорными соединениями (Якушкина, 1993).
В условиях сильного засоления многие растения (мезофиты) не дают даже всходов. Соленый раствор не могут потреблять и сформировавшиеся растения, так как осмотическое давление почвы оказывается выше, чем в клетках корней. Большинство видов растений (мезофиты) обладают разным, иногда значительным, резервом устойчивости к засолению. Некоторые из них приспосабливаются переносить довольно высокое засоление (до 3~-5 г/л). Вредное влияние высокой концентрации легкорастворимых солей (особенно при хлоридном засолении) на растения, не адаптированные к этим условиям, связано с повреждением мембранных структур, в частности плазмалеммы, в результате чего возрастает их проницаемость, теряется способность к избирательному накоплению веществ. При этом соли поступают в клетки пассивно вместе с транспирационным током воды. В аридных зонах транспирация активна и в растение поступает много солей.
Типы почвы, ее состав и показатели. Почвоведение для ландшафтного дизайна
