CC BY
55
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
Для исследования взаимосвязей между указанными свойствами почв и водным стрессом насаждений в г. Москве были подобраны участки (пр. Сахарова, ул. Стромынка, ул. Хабаровская) с посадками липы мелколистной (Tilia cordata) разного состояния. Измерение актуальной объемной влажности, температуры и электропроводности почвы проводилось с помощью специального оборудования W.E.T-sensor («Eijkelkamp», Netherlands) в корнеобитаемой зоне до глубины 1 м (через каждые 10 см).
В результате удалось выяснить, что на большинстве участков значения электропроводности (ECaEx) не превышали 0,77±0,04 мСм/см.
Взаимосвязь между значениями элек-тропороводности (ECSatEx) и коэффициентом соляного стресса для липы мелколистной (Tilia cordata) выражается зависимостью (экспериментальные данные [3]), изображенной на рисунке. Горизонтальная часть графика демонстрирует взаимосвязь указанных показателей до наступления соляного стресса (К = 1). При увеличении значений электропроводности происходит изменение коэффициента соляного стресса, что уменьшает значение интенсивности эвапотранспирации
(в том числе за счет ухудшения состояния растений).
Таким образом, используя полученные нами данные и сравнивая их с критическими значениями электропроводности почвы (для липы мелколистной это 4 и более мСм/см), можно сделать вывод о том, что на исследуемых участках не было обнаружено существенного засоления почв и грунтов, влияющих на состояние насаждений. Вместе с тем предложенный подход обеспечивает весьма эффективную оценку по целому ряду показателей состояния почв и грунтов, что может быть использовано при изучении как существующих, так и искусственносоздаваемых при посадке насаждений почвенно-грунтовых условий.
Библиографический список
1. Feddes, R.A., Dam van, J.C. and Witte, J.P.M., 2003. Soil Physics and Agrohydrology. Lecture Notes, Chair Soil Physics, Agrohydrology and Groundwater Management. Wageningen University. Wageningen, The Netherlands, 9-11 pp.
2. Maas, E.V., 1990. Crop salt tolerance. In: K.K. Tanji (Ed.), Agricultural salinity assessment and management, ASCE Manuals and Reports on Engineering practice, 71, New York, 619 pp.
3. Weissenhorn, I., 2002. Mycorrhiza and Salt Tolerance of Trees. Final report of EU-project Mycorem, Nederland, 36 pp.
ЛОКАЛЬНЫЕ СУХИЕ ПЯТНА НА ГАЗОНАХ ГОЛЬФ
ГРИНОВ как следствие дефицита воды и гидрофобности почвы
Л.В. ПАНИНА, асп. каф. почвоведения МГУЛ
Основной задачей обслуживания газонов на гринах гольф полей является поддержание однородной по цвету и фактуре поверхности газона. Однако этого не всегда удается добиться. Потерю цвета, увядание, а в крайних случаях и засыхание травы часто приписывают повреждениям насекомыми и болезнями, нарушениям в режиме питания и полива. А что если программа по уходу практически безупречна, но при этом газон все равно имеет изъяны?
Одной из проблем газонов на гринах часто становятся локальные сухие пятна,
la-lubov@rambler. ru
которые представляют собой участки неправильной формы с завядшей или погибшей травой (рис. 1). Вначале такие пятна имеют небольшие размеры, до 5-10 см в диаметре. Затем они увеличиваются, внешне напоминая такие заболевания, как долларовые пятна (возбудитель: Sclerotinia homoeocarpa), красная нитчатость (возбудитель: Laetisaria fuciformis; syn. Corticium fuciforme) и др. В действительности причиной появления локальных сухих пятен является пересыхание почвы и развитие почвенной гидрофобности.
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010
99
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
Рис. 1. Локальные сухие пятна на грине
Гидрофобной называют почву, которая не смачивается моментально. Если на поверхность такой почвы поместить каплю воды, то она вместо того, чтобы быстро впитаться в почву, останется лежать какое-то время в виде сплюснутой бусины [4]. Группа исследователей, проведя анализ более ранних работ, отмечала: «Природная гидрофоб-ность в целом является характерной чертой гидрофобного покрытия органического происхождения на частицах почвы, накапливающегося в окружающей среде почвы. Источники этих гидрофобных материалов могут включать: накопленное органическое вещество растительной природы (разложившиеся корни и растительные ткани, выделения корней), выделяемые растениями воски и органические кислоты, гифы грибов, микробные органические кислоты и полисахариды» [5]. Природа оболочки и ее воздействие на процесс смачивания частиц почвы до сих пор не полностью изучены.
Известно, что почва становится гидрофобной в результате пересыхания, когда содержание воды в ней опускается ниже
некоторого критического значения, которое различается среди типов почв и зависит от гранулометрического состава [8]. Когда влажность почвы постепенно увеличивается и находится выше этого критического уровня, гидрофобный эффект временно исчезает. Процесс смачивания гидрофобной почвы занимает некоторое время, и чем оно продолжительнее, тем выше степень гидрофобности или, как говорят, больше ее устойчивость. На границе молекул воды и почвенных частиц гидрофобной почвы постепенно происходит понижение поверхностного натяжения воды, после чего частицы смачиваются, гидрофобный эффект временно ослабевает и вода впитывается в почву. При повторном высыхании почвы гидрофобность может восстанавливаться. Можно утверждать, что гидрофоб-ность почвы является зависимым от времени свойством почвы, так как под воздействием воды устойчивость к смачиванию гидрофобной почвы со временем будет ослабевать. Это увеличение способности почвы намокать делает статистические расчеты гидрофобности неадекватными [4].
100
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 7/2010
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
Степень гидрофобности для одной и той же почвы может быть неодинакова и часто определяется с помощью теста на время впитывания капли воды (ВВКВ) [2]. Голландские исследователи Деккер и Ритзема ввели понятия актуальная и потенциальная гидро-фобность для измерения на свежесобранных и высушенных образцах почвы соответственно [4]. Потенциальная гидрофобность будет всегда выше актуальной, и ее принято считать независимым от времени параметром, который может изменяться только от места к месту в зависимости от разнообразия местной растительности и/или качества и количества органического вещества [8].
Гидрофобность является непостоянным и непредсказуемым свойством и была обнаружена во многих типах почв, но критические случаи были найдены на песчаных почвах [2]. Частицы песка быстрее покрываются органическим материалом в силу их относительно малой площади поверхности, чем частицы других типов почвы [9]. Согласно широко используемым нормативам Ассоциации гольфа Соединенных Штатов для строительства гринов, 30-тисантиметровый почвенно-грунтовый слой должен состоять на 90 % из песка и располагаться на гравийном дренаже [8]. В связи с этим газоны гринов более остальных подвержены развитию гидрофобности.
Гидрофобность и ее пространственная изменчивость вызывают неоднородное увлажнение почвы и неравномерный внутрипочвенный сток воды [2], что приводит к уменьшению количества доступной для растений воды в почве [7, 9]. Главное воздействие гидрофобности на свойства почвы - это снижение скорости инфильтрации, увеличение поверхностного стока, изменение внутрипочвенного транспорта воды [2]. На газонах это приводит к увяданию и засыханию травы и образованию сухих пятен.
Цель данной работы заключается в изучении локальных сухих пятен на разных участках грина и выявлении причины их появления.
Исследование проводилось на газонах гринов гольф поля Ле меридиен москоу кантри клаб в поселке Нахабино Московс-
кой области. Грины гольф поля построены в 1994 г. по методике USGA, газон представлен полевицей побегообразующей. Полив производился регулярно в ночное время с учетом дней с осадками. В целом уход за газоном производится согласно стандартной схемы для гринов [1].
В последние годы на некоторых гринах стали появляться локальные сухие пятна. Было замечено, что пятна появлялись уже в начале лета, и, несмотря на ежедневный полив, они особенно сильно проявлялись в жаркую и сухую погоду. Более остальных гринов пострадал грин 4, он имеет историю с сухими пятнами с 2005 г. Этот грин был выбран для изучения. Грин расположен на небольшой возвышенности, имеет микрорельеф, перепад высот составляет около 1 м, площадь грина 907 м2.
Исследование проводилось в период наибольшего проявления сухих пятен на грине в июле 2007 и июне 2008 г. В июле 2007 г. они занимали около 20 % площади грина и располагались хаотично, преимущественно на участках склонов, в июне 2008 г. сухие пятна занимали около 8 % площади грина и располагались только на склонах.
В дни обследования грина (10.07.07 и 4.06.08) были выбраны участки газона с разными условиями по внешнему виду: три площадки 1^1 м на участках с сухими пятнами, расположенных на наклонных поверхностях и три контрольные площадки 1x1 м со здоровым газоном на различных участках грина.
С каждой площадки в трехкратной повторности с глубины распространения корневой системы (до 15 см) и с глубины 20-25 см с помощью бура были собраны образцы почвы для определения содержания органики (метод сжигания), влажности и потенциальной гидрофобности почвы, которая была определена с помощью теста ВВКВ на воздушно-сухих образцах (табл. 1, 2) [2, 3]. С помощью металлических цилиндров были собраны образцы почвы ненарушенного сложения для определения плотности, порозности, а также для для определения гранулометрического состава пипетным методом.
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010
101
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
Таблица 1
Классификация устойчивости гидрофобности [3]
Класс ВВКВ (сек.) Характеристика почвы
0 < 5 влажная; не гидрофобная
1 5-60 слабо гидрофобная
2 60-600 сильно гидрофобная
3 600-3600 особо сильно гидрофобная
4 > 3600 чрезвычайно гидрофобная
Таблица 2
Тест на время впитывания капли воды и полевая влажность почвы
№ пло- щад- ки/ точка 10 июля 2007 г. № пло- щад- ки/ точка 10 июля 2007 г.
Г азон с сухими пятнами Здоровый газон
ВВКВ, сек Влажность, % ВВКВ, сек Влажность, %
5-10 10-15 20-25 5-10 10-15 20-25 5-10 10-15 20-25 5-10 10-15 20-25
1/1 1497 190 66 1,34 1,61 6,13 4/1 68 8 5 8,49 7,17 7,61
1/2 1536 202 34 0,80 2,64 7,77 4/2 39 20 14 10,22 8,56 9,94
1/3 1365 298 45 2,18 3,16 5,73 4/3 55 21 4 13,22 7,12 8,70
2/1 918 306 113 0,84 1,55 5,82 5/1 59 10 2 11,27 7,05 9,04
2/2 502 46 2 2,31 1,04 5,75 5/2 238 4 2 7,52 6,47 7,91
2/3 1002 202 3 2,01 1,02 5,40 5/3 97 2 2 14,09 8,70 10,92
3/1 471 17 3 3,57 3,48 7,23 6/1 110 2 2 9,09 6,51 9,81
3/2 373 61 8 5,25 1,71 6,31 6/2 187 2 1 7,80 7,56 9,93
3/3 576 53 5 4,81 4,67 7,00 6/3 69 18 1 11,12 7,94 8,92
4 июня 2008 4 июня 2008
7/1 1253 124 54 4,02 4,48 6,58 10/1 137 34 8 13,96 8,86 10,67
7/2 551 21 3 6,61 4,93 5,90 10/2 254 12 11 10,62 8,20 10,45
7/3 989 34 5 5,19 3,66 6,40 10/3 120 21 1 12,65 8,47 10,85
8/1 765 32 8 6,75 2,98 4,69 11/1 105 10 3 11,05 9,32 9,20
8/2 1230 235 2 2,14 3,91 5,34 11/2 126 37 3 10,23 7,69 11,08
8/3 1128 54 2 4,90 3,46 5,13 11/3 65 26 2 12,00 8,86 11,49
9/1 845 32 3 6,64 5,02 8,25 12/1 56 9 2 14,47 10,34 10,88
9/2 764 39 5 5,03 5,22 6,59 12/2 96 23 2 14,10 10,92 12,13
9/3 981 26 2 4,74 5,00 6,82 12/3 45 8 1 11,42 9,64 14,38
Таблица 3
Содержание органики, плотность и порозность
Состояние газона на площадке Норма по USGA Г азон с сухими пятнами Здоровый газон
Глубина взятия образца, см 0-10 10-20 20-30 0-10 10-20 20-30
Содержание органики (по весу), % 1,52±0,21 0,81±0,04 0,76±0,04 1,47±0,04 0,78±0,04 0,67±0,02
Плотность сложения, г/см3 1,60±0,01 1,61±0,04 1,60±0,03 1,64±0,02 1,67±0,02 1,70±0,01
Общая порозность, % 35-55 38,67±0,23 38,31±1,43 38,65±1,01 37,34±0,72 35,96±0,58 34,75±0,22
Капиллярная порозность, % 15-25 19,43±0,07 11,99±0,28 13,82±0,23 20,93±0,24 15,88±0,14 18,80±0,60
Порозность аэрации, % 15-30 19,24±0,30 25,32±1,70 24,83±1,23 16,41±0,96 20,09±0,73 15,95±0,29
102
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 7/2010
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
Таблица 4
Гранулометрический состав
Фракции по размеру частиц, мм Содержание фракции, %
Норма по USGA Грин 4
2,0-3,4 < 10, max 3 % фракции 2,0-3,4 мм 3,35
1,0-2,0
0,5—1,0 > 60 32,65
0,25-0,50 46,38
0,15-0,25 < 20 11,62
0,05-0,15 < 5 < 10 5,31
0,002-0,05 < 5 0,21
< 0,002 < 3 0,48
1600 1400 1200 § 1000
m
m
800
600
400
200
5-10 10-15 20-25
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
5-10 10-15 20-25
Глубина, см а.
Глубина, см б.
Рис. 2. Диапазон распределения значений показателя ВВКВ, измеренного на 54 образцах почвы, собранных с трех глубин на площадках с сухими пятнами (а) и контроле (б)
5-10 10-15 20-25
Глубина, см Глубина, см
а. б.
Рис. 3. Диапазон распределения значений полевой влажности почвы, измеренной на 54 образцах почвы, собранных с трех глубин на площадках с сухими пятнами (а) и контроле (б)
В ходе обследования газона наличие Полевая влажность почвы на газоне
заболеваний и поражений насекомыми не с сухими пятнами была ниже, чем на конт-было диагностировано. рольных площадках, и особенно на глубине
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 7/2010
103
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
распространения корневой системы, до 15 см (табл. 2). На сухих пятнах влажность почвы увеличивалась с глубиной, кроме того на глубине до 15 см в некоторых случаях она была ниже влажности завядания, равной 2,53 % и измеренной методом вегетационных миниатюр на растениях полевицы побегообразующей (рис. 3а, б). Это указывает на то, что гибель газона произошла из-за дефицита влаги. На участках со здоровым газоном влажность почвы находилась в пределах доступной для растений влаги, но на глубине 10-15 см она была ниже, чем на других глубинах.
У образцов почвы, собранных с площадок с сухими пятнами, потенциальная гидрофобность была намного больше, чем у контрольных (рис. 2а, б). Степень гидрофоб-ности уменьшалась с глубиной. Самые высокие значения показателя ВВКВ были получены на всех образцах, собранных с верхнего слоя 5-10 см. Вероятно, это связано с большим содержанием органики в верхних слоях (табл. 3).
Плотность почвенно-грунтового слоя на всех исследуемых участках превышала оптимум для газона 1,2—1,3 г/см3, причем на площадках с сухими пятнами она была меньше, чем на здоровом газоне. Общая по-розность и порозность аэрация находилась в пределах нормы USGA (табл. 3). На здоровом газоне капиллярная порозность также была в норме.
Содержание органического вещества и гранулометрический состав почвенногрунтового слоя грина отвечает требованиям нормативам USGA (табл. 3, 4). Содержание органики уменьшалось с глубиной.
В ходе отбора образцов было обнаружено, что глубина слоя песка на грине варьирует от 33 до 55 см, последняя была обнаружена на возвышенном участке. Такая глубина превышает норму, установленную USGA (до 30 см), что говорит о нарушениях в конструкции грина при строительстве. Возможно, это могло повлиять на процесс распределения и удерживания воды в профиле грина и быть причиной его недостаточного увлажнения, о чем также свидетельствует и более низкая капиллярная порозность на глубине 10—30 см. Наряду с этим, даже при регулярном поливе,
участки склона могли испытывать недостаток воды из-за стекания и неравномерного распределения по поверхности грина.
По результатам выполненной работы можно заключить, что причиной низкого качества газона и образования сухих пятен явился недостаток воды в почве. Дальнейшее пересыхание почвы на наклонных участках вследствие указанных факторов привело к развитию гидрофобности, неспособности почвы увлажняться при регулярных поливах и было причиной частичной гибели газона.
Ежедневный визуальный осмотр газона, мониторинг за влажностью почвы в сухие периоды и особенно на наклонных участках грина, своевременный полив на основании наблюдений за погодой, поддержание почвы в состоянии оптимальной для растений влажности являются наиболее простыми способами контроля и предотвращения образования локальных сухих пятен на газоне.
Библиографический список
1. Beard, J.B., 1973. Turfgrass: Science and culture. Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey U.S.A. 658 pp.
2. Dekker, L.W., 1998. Moisture variability resulting from water repellency in Dutch soils. Doctoral thesis, Wageningen Agricultural University, The Netherlands, 240 pp.
3. Dekker, L.W., Jungerius, P.D., 1990. Water repellency in the dunes with special reference to the Netherlands. Catena Supplement 18, 173-183.
4. Dekker, L.W., Ritsema, C.J., 1994. How water moves in a water repellent sandy soil. 1. Potential and actual water repellency. Water Resources Research 30, 25072517.
5. Moral Garcia, F.J., Dekker, L.W., Oostindie, K., Ritsema, C.J., 2003. Soil Water repellency in the Natural Park of Donana, southern Spain. In: Soil Water Repellency: Occurrence, Consequences and Amelioration. Ritsema CJ, Dekker LW (eds). Amsterdam, Elsevier. 1: 121-125.
6. Ritsema, C. J., Dekker, L.W., 1994. How water moves in a water repellent sandy soil, 2. Dynamics of fingered flow, Water Resources Research 30, 2519-2531.
7. Tucker, K.A., Karnok, K.J., Radcliffe, D.E., Landry, Jr.G., Roncadori, R.W., Tan, K.H., 1990. Localized dry spots as caused by hydrophobic sands on bentgrass greens. Agronomy Journal 82, 549-555.
8. USGA Green Section Staff, 1973. Refining the Green Section specifications for putting green construction. USGA Green Section Record 11(3), 1-8.
9. Wallis, M.G., Horne, D.J., 1992. Soil water repellency. Advances in Soil Science 20, 92-146.
104
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010
