Як показали багаторічні дослідження ОМ. Грінченка, ОМ. Можейка, Г.М. Самбура, Н.П. Ґрабовського та сільськогосподарська практика, найбільш ефективне гіпсування на содових солонцях і солонцюватих чорноземах Лісостепу України, де випадає значна кількість опадів. За даними О.М. Грінченка (1954), при застосуванні гіпсу спільно з органічними й мінеральними добривами відбувається не тільки поліпшення властивостей солонців, але й змінюється їх морфологічна будова. Зокрема, через 17 років після одноразового гіпсування, в солонці утворився культурний орний горизонт потужністю до 30 см. При цьому за цей період післядії приріст врожаю зернових культур в середньому склав 8,8 ц/га, цукрового буряку - 80-90 ц/ra, сіна багаторічних трав - 31 ц/га. [8,15]
У Степовій зоні в умовах богарного землеробства ефективність гіпсування на солонцях нейтрального засолення дещо нижча, ніж у Лісостеповій зоні. Це пояснюється нестачею вологи в ґрунті й, отже, низькою розчинністю гіпсу й нагромадженням продуктів обмінних реакцій (Na2S04 та ін) у кореневмісному шарі (Можейко А.М., 1936; Антипов-Каратаєв І.Н., 1953 та ін). Гіпсування в цій зоні більш доцільне при проведенні додаткових заходів з вологонакопичення і, особливо, при зрошенні, що забезпечує промивний режим верхнього шару ґрунту.
Виходячи з теорії генезису й меліорації солонців, розробленої К.К. Гедройцем, у практиці меліорації широко поширений метод розрахунку необхідної кількості меліоранту за вмістом обмінного натрію в ґрунтовому вбирному комплексі, який вимагає еквівалентної заміни катіоном кальцію.
І.Н. Антипов-Каратаєв (1953) вважав, що нема необхідності повністю витаскати обмінного натрію з вбирного комплексу ґрунту, оскільки в ньому близько 5-10% належить "неактивному" натрію. Присутність такої кількості ввібраного натрію не справляє негативного впливу на властивості солонцю.
О.Н. Соколовський (1941), а за ним О.М. Грінченко (1954) рекомендують дози гіпсу розраховувати за кількістю кальцію, поглинутого солонцевим фунтом з насиченого розчину оцтовокислого кальцію.
Ряд дослідників - Л.Я. Мамаєва (1966), Б.М. Лактіонов (1962), Н.П. Панов (1972) та ін. - пропонують коагуляційно-пептизаційний метод, основою якого є визначення дози меліоранту за порогом коагуляції високодисперсної фракції ґрунту.
W. R. Schonover W. R. (1956) запропонував розраховувати дози гіпсу за кількістю кальцію, поглинутого солонцевим ґрунтом з насиченого розчину гіпсу.
Доцільність використання того чи іншого способу розрахунку кальцієвмісних меліорантів визначається властивостями й генезисом солонцевих ґрунтів. Для солонців Лісостепової зони України та лучних солонців Степу, які в своїй більшості належать до багатонатрієвих, норму гіпсу рекомендується визначати за вмістом обмінного натрію.
Для малонатрієвих солонців Півдня України такий розрахунок принципово неприйнятний, і замість нього розрахунок здійснюють за допоглинанням кальцію солонцевим ґрунтом або коагуляційно-пептазаційним методом. [1]
Численними науковими дослідженнями і практикою господарств встановлено, що по мірі збільшення сухості клімату, тобто з переходом від чорноземної зони до каштанової, ефективність хімічної меліорації солонців різко знижується. Зокрема воно є мало ефективним в богарному землеробстві посушливих зон внаслідок слабкої розчинності гіпсу, обмеженої можливості інтенсивного протікання обмінних реакцій і видаленні продуктів обміну (О.М. Можейко, 1936 Г.М. Самбур, 1953 І.Н. Антипов-Каратаєв, 1946 К.П. Пак, 1975 С.І. Нікітін, 1960 та ін.). Тому основним засобом освоєння солонцевих ґрунтів степових і напівпустельних районів є меліоративна оранка.
Початок цьому напрямку в меліорації солонців покладено в роботах В.А. Ковди і А.Ф. Большакова в Прикаспії, І.Н. Антипова-Каратаєва і К.П. Панова в Поволжжі, О.М. Можейка, С.П. Семенової-Забродіної, Г.В. Новікової, М.М. Лаврентьєва в Україні. В подальшому він розвинувся в Казахстані, Сибіру, Канаді. [3]
У процесі глибокої плантажної оранки відбувається механічне руйнування щільного солонцевого горизонту, перемішування шарів, деяке розведення маси солонцевого горизонту масою карбонатного. [3,15,16]
В результаті меліоративного і антропогенного впливу на солонцеві ґрунти докорінно змінюється будова профілю. Так, за даними І.М. Любімової в результаті меліорації утворюються ґрунти з двома типами будови профілю. Ґрунти, у яких в профілі зберігся типоутворюючий солонцевий горизонт, але порушена будова надсолонцевих горизонтів. І друга група, коли зруйновано та дезінтегровано верхню частину профілю, включаючи типоутворюючий солонцевий горизонт. В ґрунтах цієї групи можна виявити тільки окремі фрагменти солонцевих горизонтів в розораній чи меліорованій товщі. Профіль подібних ґрунтів вже не можна віднести до типу елювіально-ілювіальних профілів. відновленні будови солонцевого горизонту в тривалій післядії на її думку не відбувається. Цієї ж думки дотримується Ю. Є. Кізяков, що вивчав післядію плантажної оранки на каштанових слабосолонцюватих ґрунтах і солонцях каштанових.
На думка М.І. Полупана морфогенетичні параметри і властивості в солонцях лучно-каштанових плантажна оранка не нівелює, вони в цілому зберігаються. Формується два типи профілів: поверхневий, коли солонцевий горизонт розпочинається з поверхні, і глибокий при заляганні його в середній частині, що залежить від вихідної потужності солонцевого горизонту. якщо він простягається на глибину 50-60 см, то утворюється перший тип, а якщо на глибину 35-45 см - то другий. [23]
Дослідження А.Ф. Большакова встановили, що в багатонатрієвих солонцях на 10 рік післядії плантажної оранки відбувається відновлення солонцевого профілю. [26]
Позитивна дія меліоративної плантажної оранки перш за все виявляється в поліпшенні агрофізичних властивостей солонцевих грунтів. Внаслідок проведення меліоративної плантажної оранки відбувається розущільнення, підвищення пористості та шпаруватості, покращення структурно-агрегатного складу, підвищення фільтраційних властивостей ґрунтів, зростання частки агрономічно цінних агрегатів, зростання коефіцієнту структурності. Зберігання сприятливих водно-фізичних властивостей в плантажованих солонцевих ґрунтах, за даними багатьох авторів, спостерігаються протягом усього періоду післядії плантажної оранки. [15,16,21,23,]
Зміни водно-фізичних властивостей солонців при проведенні плантажної оранки виявляють позитивний вплив на характер пересування водорозчинних солей по всьому ґрунтовому профілю. Зі збільшенням запасів вологи та її капілярно-ґрунтовим пересуванням з поверхні ґрунту вниз відбувається розчинення і вимивання солей в товщу ґрунту. Величина і швидкість їх вимивання, на думку К.П. Пака, залежать головним чином від ступеня дисперсності ґрунтових часток, структурно-механічних властивостей і від складу самих солей в ґрунті. Більшість дослідників відзначають значне зниження вмісту токсичних солей, вимивання хлоридів, зменшення вмісту водорозчинного натрію по усій товщі меліорованого шару вже в перші роки після проведення меліоративної плантажної оранки. Деякі автори говорять про інтенсивне розсолення солонців на глибину до 3 метрів. В зрошуваних умовах процес вимивання солей відбувається значно швидше. Однак при зрошенні плантажованих ґрунтів з одного боку значно знижується вміст водорозчинних солей - хлоридів і сульфатів, а з іншого - тимчасово підвищується лужність.
Меліоративна плантажна оранка поліпшує фізико-хімічні властивості солонцевих ґрунтів. Спостерігається зниження обмінного натрію у ґрунтовому поглинальному комплексі і зростання увібраного кальцію. Однак, іноді в глибоких горизонтах спостерігається поява двовуглекислої соди після опріснення ґрунту. Це пов’язано з розсолонцюванням ґрунту, тобто витісненням натрію з ГПК кальцієм карбонатів після вилуговування солей. Але в гідроморфних умовах позитивна післядія плантажної оранки не спостерігається. У ГПК протягом тривалої післядії переважає натрій.
Дані про зміни складу органічної частини плантажованих ґрунтів досить суперечливі. Серед змін гумусового стану плантажованих ґрунтів у літературі констатується як дегуміфікація, так і накопичення органічної речовини. Зокрема серед негативних наслідків плантажної оранки відзначається зниження родючості в перші роки після її проведення, що пояснюється переміщенням гумусованого шару на глибину 40-50 см. Накопичування гумусу в орному шарі відбувається досить повільно. Застосування меліоративних обробок обумовлює також зміни якісного складу гумусу. Так, за даними Г.В. Новікової та Г.М. Пікузи, гумінові кислоти темно-каштанових солонцюватих мало натрієвих ґрунтів зв’язані в основному з кальцієм. Плантажна оранка зумовила збільшення вмісту цих кислот у верхньому 0-20см шарі цих грунтів. Збільшується кількість гумінових кислот пов’язаних з мінеральною частиною грунту. Разом з тим зменшується кількість вільних гумінових кислот, що свідчить про зниження рухомості органічної речовини в меліорованому грунті. Застосування меліоративної оранки на зрошуваних залишково солонцюватих грунтах сприяє закріпленню органічної речовини і знижує його родючість. За даними О.А. Данилової на 5 рік післядії оранки спостерігається деяке збільшення кількості гумінових кислот, зв’язаних з кальцієм, і виявлення вільних і зв’язаних з трьохвалентними катіонами гумінових кислот, що сприяє покращанню структури ґрунту і стабілізує оптимальне складення верхніх горизонтів солонців. Вона також відзначає, що в зрошуваних умовах у верхніх шарах меліорованого солонцю збільшуються запаси гумусу, а в його складі помітно зростає доля гумінових кислот. На думку М.І. Полупана чіткі закономірності зі зміни загальних запасів гумусу не встановлено в плантажованих богарних і зрошуваних грунтах, можна лише говорити про тенденцію до його зменшення. Було охарактеризовано, з одного боку, звуження відношення Сгк: Сфк, а з іншого боку розширення цього відношення. Отже, наявність неоднозначної і суперечливої інформації про гумусовий стан вилучених зі зрошування ґрунтів вимагає подальшого вивчення цієї проблеми. [17,18,23,26].