CC BY
23
Выводы. Результаты исследований показали, что в почве низинных торфяников происходило увеличение зольности торфа, особенно значительно под пропашными культурами, при всех режимах использования повышалось содержание валового углерода, расширялось соотношение гумусовых и фульвокислот.
Одной из целей рационального землепользования является экономное расходование органического вещества на единицу продукции и как можно более длительное по времени сохранение органического горизонта торфяных почв. Выращивание многолетних трав в условиях торфяных почв способствует увеличению их плодородия и сохранению органического вещества.
Список литературы
1. Ефимов В.Н., Лунина Н.Ф. Изменение состава органического вещества торфяных почв за 70 лет их сельскохозяйственного использования // Почвоведение. 1986. №7. С. 79-87.
2. Уланов А.Н. Торфяные и выработанные почвы южной тайги Евро-Северо-Востока России. Киров: Дом печати - Вятка, 2005. 320 с.
3. Ефимова В.Н., Василькова М.Г. К методике выделения гумусовых веществ из торфяных почв // Почвоведение. 1970. №5. С. 121-131.
4. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: «Наука», 1980. 386 с.
5. Переверзев В.Н., Алексеева Н.С. Изменение состава органического вещества тор-фяно-болотных почв Кольского полуострова под влиянием окультуривания // Почвоведение. 1973. №3. С. 42-49.
Impact of anthropogenous factors on the change of structure of organic substance of the peat and developed soils
Smirnova A.
The results of the study of changes of properties of peat and depleted soils during the process of a long-term usage under different agricultural crops are presented.
Keywords: peat soil, developed soil, organic matter, humus substances, soil fertility
УДК 631.432 : 631.62
Динамика запасов продуктивной влаги в осушаемой дерново-подзолистой глееватой супесчаной почве под посевами тимофеевки луговой
Василий Дмитриевич Абашев, доктор с.-х. наук, ст. научный сотрудник ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии, г. Киров, Россия
E-mail: [email protected]
Закрытый дренаж устраняет избыточное увлажнение дерново-подзолистых глееватых почв весной и осенью. В корнеобитаемом и метровом слое в течение всей вегетации растений тимофеевки луговой влажность почвы была в интервале наименьшая влагоемкость - влажность разрыва капилляров. Влагообеспеченность растений в этот период определялась выпадающими осадками. Запасы влаги в метровом слое почвы при весеннем снеготаянии ежегодно пополняются и, как правило, превышают наименьшую влагоемкость почвы.
Ключевые слова: закрытый дренаж, осадки, влажность почвы, запасы продуктивной влаги, дренажный сток, уровень грунтовых вод, тимофеевка луговая
Сведения об изменении водного режима дерново-подзолистых почв под влиянием осушения для обширного региона Северо-Востока Нечерноземной зоны в научной литературе малочисленны [1, 2, 3].
Цель исследований - изучение влияния закрытого дренажа на режим влажности
дерново-подзолистой супесчаной почвы, определение динамики запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы под посевами тимофеевки луговой.
Материал и методы. Мелиоративный стационар заложен в 1982 г. на опытном поле НИИСХ Северо-Востока в центральной
агроклиматической зоне Кировской области. Осушительная сеть представлена закрытым гончарным дренажем (диаметр дрен - 50 мм, расстояние между дренами 20 м, глубина их заложения - 1,0.. .1,1 м). Стационар оборудован смотровыми колодцами и наблюдательными скважинами. Влажность почвы определяли весовым методом до глубины 1 м по слоям через 10 см раз в месяц (с апреля по ноябрь). Максимальная гигроскопичность определена по А.В. Николаеву, влажность завядания (ВЗ) - расчетным путем по максимальной гигроскопичности с коэффициентом 1,5, влажность разрыва капилляров (ВРК) - по наименьшей влагоемкости (НВ) с коэффициентом 0,7, полная влагоемкость (ПВ) вычислена по скважности почвы.
Обработка данных влажности проведена по А.А. Роде [4] и Н.А. Качинскому [5]. Наблюдения за режимом верховодки и уровнем грунтовых вод (УГВ) проводили в скважине №8 одновременно с определением влажности почвы. Дренажный сток учитывали в смотровом колодце №19 объемным способом (расход воды, л/с), и вычисляли модуль и объем стока.
Результаты и их обсуждение. Почвенный покров представлен дерново-подзолистыми глееватыми супесчаными почвами на водно-ледниковых отложениях мощностью до 0,6 м, ниже (до глубины 1 м) залегают моренные суглинки, подстилаемые тяжелыми глинами [6]. Краткая характеристика исследуемой почвы приведена в таблице 1 .
Таблица 1
Некоторые свойства дерново-подзолистой глееватой супесчаной почвы
Горизонт Глубина, см Гранулометрический состав Плотность сложения, г/см3 Гигроскопическая влага, % Влажность завядания, %
А 0-25 Супесь 1,40 1,4 2,2
А2В1 35-45 Песок рыхлый 1,58 1,7 2,5
В1 60-70 Тяжелый суглинок 1,70 2,7 4,1
В2 90-100 Глина средняя 1,70 7,5 11,3
С 120-130 Тяжелый суглинок 1,76 6,9 10,3
Двучленность почвенно-грунтовой толщи обусловлена геологическими процессами, что и предопределило резко различный гранулометрический состав верхнего и нижнего наносов [7]. Средняя глубина залегания суглинистой морены колеблется от 60 до 100 см. Следовательно, почва относится к глубоким двучленам.
Для характеристики влагообеспечен-ности сельскохозяйственных культур важно знать запасы влаги в почве, их доступность и динамику в течение вегетационного периода. О подвижности и степени доступности продуктивной влаги для растений можно судить по агрогидрологическим константам [4, 8, 9]. Запас продуктивной влаги при агро-гидрологических константах в исследуемой нами дерново-подзолистой супесчаной почве приведен в таблице 2.
Запасы влаги, превышающие наименьшую влагоемкость, считаются легкодоступными, между наименьшей влагоемкостью и влажностью разрыва капилляров среднедос-тупными и ниже ВРК до влажности завядания - труднодоступными для растений [4, 5]. Следовательно, оптимальные условия создаются в осушаемой супесчаной почве при содержании продуктивной влаги в слое 0-20 см более 28 мм, в слое 0-50 см более 63 мм, в слое 0-100 см более 165 мм.
В таблице 3 приведены результаты исследований по динамике запасов продуктивной влаги под тимофеевкой луговой на дерново-подзолистой супесчаной осушаемой почве за теплый период (апрель-ноябрь) 2011-2012 гг., выполненных на Федяковском стационаре.
Таблица 2
Запас продуктивной влаги при влажности, соответствующей агрогидрологическим константам почвы (мм)
Слой почвы, см Агрогидрологические константы
ВЗ ВРК НВ ПВ
0-20 6,2 19,6 28,0 39,0
0-50 18,0 44,1 63,0 98,0
50-100 55,9 71,4 102,0 146,0
0-100 73,9 115,5 165,0 244,0
Таблица 3
Запасы продуктивной влаги, осадки и дренажный сток под посевами тимофеевки луговой
Слой, см Тимофеевка луговая 2 г.п., 2011 г.
сроки отбора образцов
22.04 6.05 14.06 13.07 8.08 6.09 12.10 21.11
0-20 36,4 24,2 25,7 27,2 24,4 17,5 33,9 34,1
0-50 92,0 61,6 55,9 51,4 50,8 47,6 68,3 62,6
50-100 177,5 117,0 83,6 121,2 80,6 103,0 66,1 110,3
0-100 269,5 178,6 139,5 172,6 131,4 150,6 134,4 172,9
Осадки за месяц, мм 46 45 86 91 19 83 64 57
Дренажный сток за месяц, мм 80 10 3 4 0 0 7 3
УГВ, см 69 92 120 149 135 160 98 128
Слой, см Тимофеевка луговая 3 г.п., 2012 г.
сроки отбора образцов
17.04 12.05 12.06 10.07 7.08 6.09 9.10 20.11
0-20 40,9 33,0 30,1 21,9 14,8 29,0 39,6 34,6
0-50 104,8 79,7 74,8 67,6 38,1 62,3 82,1 78,7
50-100 138,9 122,8 141,8 116,2 59,1 81,8 141,8 125,0
0-100 243,7 202,5 216,6 183,8 97,2 144,1 223,9 203,7
Осадки за месяц, мм 51 33 103 103 62 86 115 53
Дренажный сток за месяц, мм 64 18 3 8 0 4 43 45
УГВ, см 13 81 101 93 139 100 36 39
Воздействие осушительной сети существенным образом меняет динамику водного режима дерново-подзолистых глееватых почв. Закрытый дренаж, изменяя режим УГВ, тем самым влияет и на режим влажности почвы. Регулирующее действие дренажа
сильнее проявляется во влажные периоды года [10]. В такие периоды на участках с дренажем УГВ находится в среднем на 0,3 м ниже, чем на неосушаемых, поэтому просы-хание верхних слоев почвы происходит на 2-3 недели раньше [6].
В оба года исследований запасы продуктивной влаги в полуметровом и метровом слоях в период снеготаяния значительно превышали наименьшую влагоемкость и равнялись полной влагоемкости. Состояние увлажнения способствовало стеканию свободной легкодоступной влаги и отводу ее дренажем. В середине апреля 2012 года верховодка (подпертая гравитационная вода) достигла пахотного слоя (УГВ = 13 см). Дренажный сток за апрель 2011 г. составил 80 мм, за апрель 2012 г. - 64 мм.
В пахотном слое (0-20 см) в мае и летние месяцы 2011 г. влажность почвы
устанавливалась в пределах НВ - ВРК, в сентябре ниже ВРК, в октябре-ноябре превышала НВ. Содержание доступной влаги в летний и осенний периоды в основном определялось количеством выпавших осад -ков. Дренажный сток в летние и осенние месяцы составлял всего от 3 до 8 мм. УГВ в летние месяцы находился ниже закладки дрен (табл. 3.)
На осушаемом поле с тимофеевкой луговой отмечена тенденция нарастания влажности по профилю почвы с глубиной. Наибольшая влажность во все сроки определения была в слое 80-100 см (табл. 4).
Таблица 4
Динамика влажности почвы под посевами тимофеевки луговой (в % к весу абсолютно сухой почвы)
Слой, см Тимофеевка луговая 2 г.п., 2011 г.
сроки отбора образцов
22.04 6.05 14.06 13.07 8.08 6.09 12.10 21.11
0-20 15,2 10,9 11,4 11,9 10,9 8,4 14,3 14,4
20-40 13,6 9,9 9,1 8,2 8,4 8,5 11,2 8,9
40-60 14,9 11,1 8,3 6,5 7,5 7,8 7,6 7,3
60-80 24,0 19,2 13,6 18,3 13,2 15,9 11,5 15,5
80-100 36,5 25,5 22,7 29,9 22,5 27,1 20,2 29,4
Слой, см Тимофеевка луговая 3 г.п., 2012 г.
сроки отбора образцов
17.04 12.05 12.06 10.07 7.08 6.09 9.10 20.11
0-20 16,8 14,0 12,9 10,0 7,5 12,6 16,4 14,6
20-40 15,0 12,3 11,5 11,0 7,7 10,2 12,5 12,1
40-60 16,5 12,3 11,9 12,1 5,8 8,0 10,4 12,2
60-80 20,2 18,1 24,3 15,7 11,8 11,7 19,4 14,6
80-100 29,0 28,0 28,0 29,5 19,5 25,0 32,8 31,7
На почвах легкого гранулометрического состава, подстилаемых наносом тяжелого суглинка, в период таяния снега и интенсивных дождей над границей смены слоев образуется скопление подпертой гравитационной воды. Она накапливается в силу того, что водопроницаемость нижнего слоя меньше водопроницаемости верхнего [11].
Выводы. 1. Закрытый дренаж позволяет регулировать режим влажности дерново-
подзолистых глееватых почв, устраняя избыточное увлажнение весной.
2. В годы исследований (средние по увлажнению) в корнеобитаемом (0-50 см) и метровом слое в течение всей вегетации растений тимофеевки луговой влажность почвы была близка к оптимальной - в интервале недоступной влаги - влажности разрыва капилляров.
3. Влагообеспеченность растений тимофеевки луговой в вегетационный период определялась количеством выпавших осадков.
4. Во время весеннего паводка запасы влаги каждой весной восстанавливаются и, как правило, превышают наименьшую вла-гоемкость почвы.
Список литературы
1. Копысов И.Я. Влияние первого года осушения полугидроморфных дерново-подзолистых супесчаных почв на двучленных отложениях на изменение их водного режима // Почва, сорт, агротехника: сб. науч. тр. Кировского СХИ. Киров, 1994. С. 57-66.
2. Копысов И.Я. Изменение качества почв Северо-Востока Нечерноземья под влиянием антропогенного воздействия. Киров: ВГСХА, 2002. 240 с.
3. Абашев В.Д. Мониторинг агрометеорологических показателей и дренажного стока на мелиоративном стационаре // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2009. №4 (15). С. 43-47.
4. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. Т.2. 287 с.
5. Качинский Н.А. Физика почвы. Ч. II. Водно-физические свойства и режимы почв. М.: Изд-во «Высшая школа», 1970. 358 с.
6. Абашев В.Д. Что показал мониторинг действия закрытого дренажа на Северо-Востоке Нечерноземья // Мелиорация и водное хозяйство. 2009. №2. С. 32-35.
7. Тюлин В.В. Почвы Кировской области. Киров: Волго-Вятское кн. изд-во, 1976. 288 с.
8. Васильев И.С. Водный режим дерново-подзолистых почв в травопольном севообороте // Сб. « Плодородие дерново-подзолистых почв». М.: Изд-во АН СССР, 1958. С. 10-15.
9. Тюлин В.В., Кузнецов Н.К. Динамика запасов продуктивной влаги в дерново-подзолистых почвах на покровных суглинках под яровыми зерновыми культурами // Труды Кировского СХИ, т. 30. Киров, 1971. С. 67-72.
10. Бальчунас А.И. и др. Опыт осушения земель закрытым дренажем. М.: Колос, 1975. 320 с.
11. Макаров И.П. Окультуривание дерново-подзолистых почв Волго-Вятского региона России. М., 2002. 316 с.
Dynamics of reserves of productive moisture in drained sod-podzolic gley sandy loam soil under timothy crops
Abashev V.
The closed drainage eliminates superfluous humidifying of sod-podzolic gley soils in spring and autumn. In a root-inhabited and meter layer the humidity of soil was in an interval "field moisture capacity" - "discontinuous capillary moisture" during all growth season of timothy plants. Water supply of plants in this period was determined by dropping out precipitations. The stocks of moisture in a meter layer of soil at spring snow thawing annually replenish and, as a rule, exceed field moisture capacity of soil.
Key words: closed drainage, precipitations, humidity of soil, supply of available moisture, drainage flow, level of earth waters, meadow timothy
