Многолетники для засоленных почв

Засоленная почва: растения-галофиты

Засоленная почва

В качестве предисловия хочу заметить, что предлагаемый ниже текст абсолютно не претендует на полноту, точность и строгость. Изложение крайне примитивно-популярное и поверхностно. Поэтому читать его специалистам и просто людям, грамотным в этой области, категорически не рекомендуется. -).

Хорошо известно, что соль – враг живой растительности. Однако в природе встречается достаточно мест с засоленной почвой (сухие солончаковые степи, морское побережье и т.д. ), но не имеющих при этом абсолютно безжизненного вида.
Что же там растет и почему ? Попробуем разобраться.
Замечу, что эти вопросы не совсем абстрактны и навеяны они вполне реальными проблемами садоводов, оказавшихся волею судьбы на таких участках.

Почему вредна соль

Начнем с того, что попытаемся понять, чем же вредна соль для обычных, не приспособленных к ней растений. Тех, что растут на нормальной почве.

Итак, допустим ,что по каким-то причинам в корневой зоне нормально растущего растения возрасла концентрация соли. Причем под солью нужно понимать не только бытовую поваренную соль, т.е. NaCl, но и соли с другим химическим составом.
Что при этом произойдет ? Растение остановится в росте и развитии, а в итоге – рано или поздно погибнет. Можно выделить три механизма или модели этого губительного воздействия:

• осмотический
• токсический
• микробиологический

1. Осмотическая модель.
Необходимая для жизнедеятельности растения вода поступает из почвы через корневую систему благодаря явлению осмоса (или всасывания), для эффективного действия которого необходима некоторая разность давлений (или осмотических потенциалов). А повышение концентрации солей приводит к уменьшению этой разности. В результате – растение страдает от недостатка воды, точно также, как и при засухе. Такая модель отрицательного воздействия характерна для сульфатов и нитратов.

2. Токсичностная модель.
Вредное воздействие – отравление и гибель клеток растения в результате накопления солей, особенно опасен хлорид натрия. Обычные, неприспособленные растения, не умеют избавляться от излишков соли. В результате в их клетках повышается концентрация ионов натрия и хлора, приводящая к нарушению всех жизненных процессов в клетке, образованию и накоплению токсинов и, в конечном счете, к гибели клеток.

3. Микробиологическая модель.
Известно, что минеральное питание растений обеспечивается деятельностью почвенных микроорганизмов, которые превращают органику в водорастворимые минеральные соединения, попадающие в виде раствора в растения. Кроме того, корневая система древесных растений активно взаимодействует в микоризой (грибницей), дополняющей сосущие корни и значительно увеличивающей площадь контакта с почвой.
Но всем известно, что поваренная соль – сильнодействующий консервант. Достаточно вспомнить процессы соления рыбы или мясопродуктов. Однако при “засолке” грибов или квашении капусты повышенная концентрация соли приводит к печальным последствиям: в капусте тормозятся процессы брожения, не вырабатывается кислота (именно она – консервант) и она остается свежей и горькой. Аналогичная история с грибами – соль препятствует их ферментации микроорганизмами.
Смысл этих примеров – показать, что соль, действуя как консервант, угнетает деятельность почвенных микроорганизмов и микоризы, делая почву мертвой и лишая растения минерального питания. От этого они сразу не погибнут, но развиваться, асти и плодоносить – не будут.

Анализ этих трех моделей позволяет сделать, по крайней мере, один практический вывод: главное средство борьбы с отрицательным водействием соли – вода. Которая поможет снизить концентрацию солей и спасти растения от засухи и отравления. Другой способ – улучшение структуры почвы и насыщением ее живой органикой, богатой микроорганизмами (компост, перегной).
Понятно, что это поможет только в том случае, когда нет постоянного притока соли извне (с грунтовыми водами или в результате человеческой деятельности).

Как выживают растения

Теперь настала пора вспомнить о тех растениях, которые живут в природных условиях без помощи человека на засоленных почвах. Живут потому, что приспособились к таким условиям в процессе эволюции. И называются такие растения галофитами . Ну то есть – любители соли. Это про них было сказано: съели пуд соли.
Все галофиты можно разделить на три группы:

• Соленакапливающие. Или солевые суккуленты. У них мясистые стебли и листья, позволяющие поглощать соль из почвы и накапливать ее в клетках.
  Примеры: сарсазан, солянка .
• Солевыделяющие. Эти растения проницаемы для соли и имеют на листьях специальные клетки, в которых накапливается соль. При достижении предельной концентрации эти клетки лопаются, выбрасывая соль наружу. При этом в остальных клетках растения концентрация соли не увеличивается и их жизнедеятельность не нарушается.
  римеры: кермек, тамариск.
• Соленепроницаемые. Они защищаются от соли, накапливая углеводы, которые предотвращают избыточное поглощение и накопление солей.
  Примеры: полынь, лебеда.

Если говорить о интересующем нас регионе, то большую группу растений, приспособившихся к жизни на сильнозасоленных почвах можно встретить в Кургальджинском заповеднике в окрестностях озера Тенгиз (это горько-соленый бессточный водоем): солерос, сарсазан, сведа, кермек, различные виды солянок, кустарник селитрянка.
Кроме того там можно встретить и другие степные растения: тюльпаны Шренка и двуцветковый, лук сине-голубой, иксиколирион татарский, солодка уральская, цмин песчаный, алтей лекарственный, полынь черная, рябчик малый, ковыль Лессинга, шалфей степной.

Но засоленые почвы могут отличаться и другими свойствами: сухая или влажная, песчаная или глинистая, каменистая или заболоченная и т.д.
Поэтому разнообразие галофитов в природе достаточно велико:

• тропические болотистые морские берега (мангровые)
• cолончаковые болота с травянистой растительностью
• галофитные сообщества на скалах.
• травы и кустарники на солончаковой песчаной или щебенистой почве
• тропические леса на морских песчаных берегах
• леса безлистных галофитов на песчаной почве
• травы и кустарники на солончаковой глинистой почве (солончаковая степь)
• солончаковыя пустыни
• приморские луга

Из всего сказанного можно сделать такой практический вывод:
в любом, даже самом неблагоприятном месте с засоленной почвой можно при необходимости вырастить растения, приспособленные природой к таким условиям.

Как вырастить сад

Итак, перед нами участок земли с засоленной почвой. Как быть ? Самое главное – не перекапывать и не перепахивать всю свободную площадь.
Как мне кажется, есть три самостоятельных проблемы и, соответственно, три пути из разрешения:

1. Выращивание деревьев и кустарников (декоративные и ягодные)
2. Выращивание однолетних травянистых растений (цветы, овощи, пряности)
3. Выращивание многолетников и создание лужаек (газонов).

Первая задача может быть решена так. Выкапываем посадочные ямы достаточного размера (в зависимости от вида растения). На дно насыпаем щебень в качестве дренажа. Сверху – плодородный рыхлый и водопроницаемый грунт. По периметру посадочную яму ограждаем заглубленным бордюром из пластиковой ленты. И в эту яму высаживаем саженец. При этом верхний уровень грунта в посадочной яме должен быть несколько выше уровня окружающей почвы, чтобы избежать прямых потоков возможно соленой воды по ее поверхности. Понятно, что достичь полной водоизоляции не удастся. Но если учесть, что основная масса сосущих корней дерева расположена в самом верхнем слое, то есть шанс, что при хорошем и частом поливе концентрация соли в нем будет оставаться в норме. А хороший дренаж поможет избавиться от переувлажнения корневой системы.
Разумеется, такой способ будет работать только при условии, что лишняя вода достаточно быстро уходит из ямы. Для того, чтобы это проверить желательно провести следственный эксперимент: выкопать яму, наполнить водой и понаблюдать за ее уровнем.

Вторая задача. Для травянистых однолетников нужно использовать приподнятые посадочные места (клумбы, грядки). Снимаем верхний слой грунта по заданному криволинейному контуру на штык лопаты, по периметру устанавливаем ленточный бордюр из любого гибкого и негниющего материала. Насыпаем щебенку для дренажа. Сверху – плодороный грунт толщиной в 30-40 см (этого достаточно для большинства однолетников).

Третья задача. Здесь есть варианты.
Часть многолетников, не переносящих соли, можно высадить тем же способом, что и древесные растения. На участках с исходной (засоленной) почвой можно попытаться вырастить растения-галофиты, о которых шла речь выше. Самая сложная проблема будет с лужайкой. Газон из классических злаков вряд ли удастся вырастить, поэтому придется подобрать почвопокровные растения из числа галофитов. А здесь без экспериментов тоже не обойтись.
Но в любом случае поверхность почвы нужно закрывать растительностью, и хорошо бы – поддающейся стрижке. Мне кажется, что при обильном и регулярном поливе удастся снизить концентрацию соли и вырастить какие-то из неприхотливых злаков. Очень перспективен белый клевер – это настолько живучее растение, что он сможет выдержать. По крайней мере, он способен расти даже в голой щебенке. Ну,конечно, при достаточном поливе.
И еще не стоит забывать об альпийских растениях. Некоторые из которых будут прекрасно себя чувствовать на возвышенностях из каменисто-щебенчато-песчаной смеси.
При этом решается и побочная (но тоже важная ) задача – изменение в лучшую сторону плоского рельефа участка.

Растения против засоления почв

К земельным ресурсам, имеющим общехозяйственное значение, принадлежат не только плодородные почвы, которые активно используются в сельском хозяйстве, но и грунты, содержащие вредные для растений легкорастворимые минеральные соли и поэтому малопригодные для выращивания полезных культур. Засоленные почвы составляют около 20% всех освоенных земель в мире. Процесс накопления солей в почвах может происходить как естественным путем (выветривание минералов или поступление веществ из атмосферы), так и искусственным (мелиоративные работы, связанные с орошением или осушением земель).

По уровню концентрации солей, содержащихся в засоленных почвах, различают слабозасоленные (урожайность культур снижается до 25%), среднезасоленные (потери урожайности составляют до 50%), сильнозасоленные (теряется до 75% урожая) и очень сильнозасоленные (100%-ная потеря урожая) грунты. По химическому составу наиболее вредным для растительных организмов является хлоридно-карбонатное засоление (NaHCO₃, Na₂CO₃). Наименее опасно для культур накопление сульфатных солей (СаЅО₄, МgSO₄). Промежуточное положение по степени токсичности для растений занимает хлоридно-сульфатное засоление (МgCl₂, NaCl, Na₂ЅО₄). Если почва засолена карбонатными (или содовыми) минеральными соединениями, то реакция почвенного раствора рН может достигать значений 9 – 11. В случае же сульфатного или хлоридного засоления она близка к нейтральной.

Существуют различные методы снижения и регулирования уровня засоленности почв (агротехнические, гидромелиоративные, инженерные). Все они достаточно трудозатратные и дорогостоящие. Поэтому все чаще применяется один из наиболее эффективных и экологически безопасных способов – биомелиорация, которая заключается в совместных севооборотах солеустойчивых культур с растениями-галофитами, способными расти и развиваться в условиях высоких солевых концентраций почвенного раствора (в т. ч. на солонцах и солончаках). Галофиты оказывают рассоляющее действие, затеняя почву и препятствуя, таким образом, потере влаги, а также защищая ее от ветровой эрозии. Кроме того, они предотвращают миграцию солей из нижних почвенных горизонтов в верхние, а способность галофитов образовывать высокорослую, ветвистую надземную фитомассу помогает улучшить гумусный состав засоленных земель, их структуру и одновременно снизить солевую концентрацию плодородного слоя.

Благодаря препятствованию галофитов перемещению солей в верхние слои почвы (эффект зеленой мульчи) происходит потеря до 2 – 3,5 т/га солей. С естественными природными осадками, в т. ч. с таянием снежного покрова, из плодородного слоя удаляются до 2 т/га солей. При урожайности зеленой массы галофита до 10 т/га почва теряет еще 4,5 т/га минеральных соединений, опасных для жизни растений. Таким образом, за один год рассоление почвы достигает или даже превышает 9 т/га. Учитывая, что в верхнем метровом слое сильнозасоленных почв содержится около 36 т/га солей, можно рассчитать приблизительный период биомелиорации участка.

Наиболее перспективными галофитами, представляющими собой полезный источник лекарственного сырья, масличных и высокобелковых энергетических кормов являются: солерос европейский (лат. Salicomia europaea), сведа дуголистная (лат. Suaeda arcuata), сведа заостренная (лат. Suaeda acuminata), сведа приморская (лат. Suaeda maritima), лебеда белая (лат. Atriplex cana), лебеда прибрежная (лат. Atripleх litoralis), климакоптера мясистая (лат. Climacoptera crassa), млечник приморский (лат. Glaux maritima), марь белая (лат. Henopodium albium), солянка калийная (лат. Salsola kali), бассия иссополистная (лат. Bassia hissopifolia), ситник Жерара (лат. Juncus gerardi), кохия веничная (лат. Kochia scoparia), полынь приморская (лат. Artemisia maritima), полынь солончаковая (лат. Artemisia halodendron), солодка уральская (лат. Glycyrrhiza uralensis), солодка голая (лат. Glycyrrhiza glabra).

Уже через 2 – 3 года выращивания галофитов на засоленных площадях можно постепенно переходить к их смешанным посевам с кормовыми культурами. Для совместных севооборотов галофитам необходимы растения-компаньоны, отличающиеся высокой солеустойчивостью. Из сельскохозяйственных культур такими свойствами обладают люцерна, ячмень, просо, сорго, джугара, чумиза, суданская трава, подсолнечник, пшеница, свекла, солодка, сахарное сорго, сорта кукурузы с мощной корневой системой и высокорослой надземной частью. И если в первом совместном посеве доля люцерны не должна превышать 30%, то в каждом следующем севообороте она будет постепенно увеличиваться на 20%, пока не достигнет 100%. Таким образом удастся получить площади, полностью занятые кормовыми сельскохозяйственными культурами. Учитывая мелиоративные свойства этих растений, можно будет достичь полного рассоления почв в течение 4 – 5 лет (при средней засоленности участков) или же 6 – 7 лет (при сильной степени засоления).

Восстановление плодородия засоленных территорий с помощью биомелиорантов – очень эффективный и перспективный способ удаления из почвы легкорастворимых минеральных солей, неблагоприятных для культурных растений. Эта технология позволяет повышать продуктивность сельскохозяйственных угодий путем использования новых территорий и получать более высокие показатели урожайности при выращивании продукции на рекультивированных землях.

Чем опасна щелочная почва для растений?

При выращивании растений мы чаще всего учитываем погодные и климатические условия, а так же плодородие почвы. Однако мало кто задумывался о том, что на качество грунта влияет не только содержание микро- и макроэлементов, влажность, уровень залегания грунтовых вод, но и кислотно-щелочной баланс, так называемый рН. Чаще всего мы слышим о кислых типах почв. Но существуют еще и щелочные почвы, о которых мы сегодня подробно поговорим.

Какая почва щелочная? – спросите вы. Та, что имеет рН выше 7 и большое содержание щелочных солей, из-за чего ее часто называют засоленной. Такие почвы делятся по величине рН:

Слабощелочные – рН 7,0-7,5;

Щелочные – рН 7,5-8,5;

Сильнощелочные – рН выше 8,5.

Щелочность снижает плодородие почвы сильнее, чем кислотность. Щелочные почвы, как правило, бесструктурны, а после дождей на их поверхности образуется плотная корка. Из-за высокого уровня рН урожайность растений резко снижается. Чуть позже мы рассмотрим, как снизить щелочность почв. А сейчас мы подробнее разберем, какие почвы бывают щелочными и как их определить.

Какие типы почв относятся к засоленным (щелочным)?

Солончаки, солонцы и солоди встречаются в степных зонах и считаются самыми засоленными в отличие от черноземных, каштановых и бурых полупустынных почв, которые подразделяются на слабо-, средне-, и сильнозасоленные.

В составе засоленных почв, исходя из названия, преобладают различные соли (карбонаты, хлориды и др.). Щелочные почвы растения воспринимают с переменным успехом, ведь если солей очень много, это вредно как для деревьев, так и для кустарников ввиду токсичности. Самой опасной из существующих солей считается сода. Соли могут залегать как на поверхности (0-30 см), так и на глубине более полутора метров.

Из-за чего происходит засоление почвы?

Существуют различные варианты возникновения солей в среде.

Вблизи мест извержения вулканов происходит серьезное засоление почвы (продукты сейсмических процессов содержат вещества, этому способствующие).

Атмосферные осадки тоже могут быть причиной повышения рН. Например, дожди в приморских районах содержат большое количество солей.

Грунтовые воды по-своему способствуют засолению почвы. По большей части это характерно именно для засушливых районов.

Как ни странно, обычная вода, которая используется для орошения, может стать источником засоления.

Некоторые растения тоже могут сделать почву щелочной. Благодаря мощной корневой системе они могут переносить соли из нижних слоев почвы в верхние.

Мы разобрались, что такое щелочные почвы, какими они бывают и как образуются. Теперь рассмотрим географию этих почв. Где же они могут встречаться в естественной среде?

В основном, они преобладают в засушливых районах. Максимальное накопление солей характерно для пустынь, а минимальное – для степей.

Засоленность почв можно определить различными способами, но самый простой – по видам растений, произрастающим на ней.

Какие растения могут расти на щелочных почвах?

Солончаки относятся к самым засоленным почвам. На них довольно изреженный и скудный растительный покров. В такой среде встречаются различные виды солянок, а также причудливый солерос, ветвистый сарсазан, низкорослый биюргун или ежовник солончаковый, черный саксаул. Произрастают и симпатичные растения, которые можно встретить не только в саду, но и в букетах: астра солончаковая, изящный кермек или статица (часто используется в букетах как сухоцвет), ячмень короткоостый и другие.

Чуть менее засоленные почвы – солонцы. На них произрастает куда больше растительности. Наиболее часто можно встретить полынь, ромашник, кермек, кохию и другие.

Среди растений, часто встречающихся в садах, есть те, которые неустойчивы к засолению вообще или устойчивы частично. Рассмотрим подробнее.

1. Растения, которые не переносят насыщенные солями почвы:

Травянистые: Клевер, кровохлебка

Плодово-ягодные культуры: Груша и домашняя яблоня, слива и все виды абрикоса, миндаль, земляника, не характерные для средней полосы персик, лимон, авокадо и грейпфрут.

Кустарники: калина и все виды роз

2. Среднеустойчивые к засолению:

Травянистые: сладкая кукуруза, лен, разные виды подсолнечника, райграс и овсянница луговая, ежа сборная, редко встречающаяся в окультуренном виде, люцерна и пестрый донник

Овощные: томаты, огурцы и перцы, морковь, картофель, репчатый лук, капуста и кочанная, и цветная, горох и тыква.

Плодово-ягодные: виноград как десертный, так и столовый, а также инжир и гранат.

Кустарники: туя восточная и можжевельники.

3. Устойчивые к засоленным почвам:

Многолетники: овсянница высокая, лядвенец рогатый из семейства Бобовые, бескильница или Пуччинеллия, в том числе и бермудская трава.

Овощные: свекла столовая, капуста листовая, а также любимые всеми спаржа и шпинат

Плодово-ягодные: финиковая пальма, которую в наших краях выращивают только в домашних условиях.

Кустарники: олеандр (комнатное растение).

Как понизить высокий pH почвы?

Что делать, если почва имеет высокий рН и как его снизить? Учитывая то, что существуют растения, которые неспособны расти и плодоносить в условиях чрезмерно высокого рН, некоторые сталкиваются с такими сложностями. Для снижения щелочности используют гипсование или кислование почвы при помощи внесения гипса, серы или сульфата железа.

Источники:

http://humangarden.ru/books/halophit.htm
http://agrostory.com/info-centre/agronomists/rasteniya-protiv-zasoleniya-pochv/
http://romashkino.ru/articles/chem-opasna-shchelochnaya-pochva-dlya-rasteniy/