CC BY
24
УДК 631.544.7:631.43
ПОТОКИ ВЛАГИ В МОДЕЛЬНОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ПРИ МУЛЬЧИРОВАНИИ ЕЛОВЫМ ОПАДОМ
М.А. Сидорова, Е.О. Борисова
При декоративном оформлении почвы мульчей возможно не только сплошное покрытие поверхности, но и наличие небольших «карманов», или зон, свободных от мульчи. Капиллярно-сорбционное давление почвенной влаги в поверхностных слоях почвы таких «карманов», непосредственно контактирующих с площадями под мульчей, снижается быстрее в результате более интенсивного испарения. При этом формируются горизонтальные потоки влаги, направленные к более сухим зонам, что обеспечивает почву небольших локальных зон без мульчи дополнительной влагой.
Ключевые слова: мульчирование, еловый опад, дерново-подзолистая почва, капил-лярно-сорбционное давление почвенной влаги, преимущественные потоки влаги.
Введение
Регулирование водного режима почв на территории размещения артобъектов является весьма актуальной задачей, которая в ходе эстетического преобразования ландшафта требует правильного решения [11, 18, 24]. Один из приемов воздействия на водный режим почв в артоценозах — мульчирование. В качестве мульчи используются разнообразные органические (щепа, кора, солома, торф и т.д.) и неорганические (гравий, щебень, камни и пр.) материалы [3, 8—10, 17, 19, 21, 23, 25]. Уменьшить потерю влаги на испарение и одновременно подкислить почвенный раствор поможет мульчирование растений-ацидофилов опа-дом хвойных пород деревьев. Мощность мульчи и специфика укладки ее по поверхности существенно влияют на характер увлажнения и иссушения почв [8].
Влага в почве может перемещаться по капиллярным и некапиллярным порам [1, 2, 11]. Припо-ливах или атмосферных осадках, интенсивность которых превосходит впитывающую способность почвы, она движется по некапиллярным порам и трещинам (не связанные с почвой потоки) и по капиллярным порам в виде потоков, связанных капиллярно-сорбционными силами [2, 6]. При небольших осадках потоки, как правило, обусловлены последними.
В настоящее время роль и условия формирования преимущественных потоков влаги и веществ различных природных и искусственных почвенных объектов детально изучаются [4, 13—16, 20, 22].
Для разработки научной основы управления гидрологическим режимом дерново-подзолистых почв артэкосистем была поставлена задача изучения возможного дополнительного источника увлажнения обнаженных фрагментов почвы за счет горизонтального перетока влаги из контактирующих с ними замульчированных участков под влиянием
капиллярно-сорбционных сил. Мониторинг капил-лярно-сорбционного давления (Рк-с) почвенной влаги позволяет решить поставленную задачу, оценивая интенсивность и направление формирующихся в почве потоков.
Объект и методы исследований
Исследования проводили на территории почвенного стационара МГУ имени М.В. Ломоносова в лизиметрах, площадью 8,5 м2 и глубиной 1,6 м. Почва — модельная дерново-подзолистая среднесуглинистая. Основные ее свойства описаны ранее [8].
Основная гидрофизическая характеристика (ОГХ) (рис. 1) и коэффициент влагопроводности (Квл) исследуемой почвы (рис. 2) получены капил-ляриметричеким методом в зондовом варианте и приведены для гор. Апах + Е, влажность которого выражена в объемных процентах [12]. Статистическая обработка данных выполнена в программе Origin 8.1. Ошибка среднего для ОГХ не превы-шет 7, для Квл — 4%. По ОГХ получены почвен-
PF
О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 6>, %
Рис. 1. Зависимость капиллярно-сорбционнного давления почвенной влаги (pF) от влажности (0) модельной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы (гор. Апах + Е)
Рис. 2. Зависимость коэффициента влагопроводности (Кш) модельной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы (гор. Апах + Е) от рF
но-гидрологические (ВЗ — 6,3%, ВРК — 13,4, НВ — 19,3, КВ — 22,1, ПВ — 40,7%) и энергетические (МАВ — 4,5, МКСВ — 19,1%) константы. С помощью ОГХ сделан расчет распределения пор по размерам. Результат показал, что содержание пор ё >100 мкм составляет 13,4%, ё = = 60—100 мкм — 1,7, ё = 30—60 мкм — 3, ё = = 10—30 мкм — 6,9, ё = 7—10 мкм — 1,8 и ё <7 мкм — 13,4%. Транзитные и влагопроводя-щие поры ё >50 мкм составляют 15,8%, что, по классификации Д.Л. Роуэлла [7], свидетельствует об отсутствии переувлажнения исследуемой почвы.
В режиме десорбции при снижении капил-лярно-сорбционного давления от —8 до —175 см вод. ст. освобождаются от воды поры размером 375—17 мкм, составляющие 12,5% от объема по-рового пространства; при дальнейшем уменьшении Рк-с до —425 см вод. ст. скорость иссушения пор размером 17—7 мкм (5,1% порозности) снижается, так как вода остается только в самых тонких порах, тем самым уменьшая ее проводимость.
Коэффициент влагопроводности почвы (Квл) изменяется от 0,19 до 0,08 см/сут. при рБ 0,8 и 1,9 соответственно. При увеличении рБ до 2,6 Квл становится равным 0,009 см/сут. Таким образом, в суглинистой почве в исследуемом диапазоне давления почвенной влаги Квл уменьшается на порядок. Это указывает на то, что сухая почва проводит влагу значительно хуже, чем влажная.
Поверхность почвы одних лизиметров была замульчирована пятисантиметровым, других — двухсантиметровым слоем елового опада. В центре лизиметров по всей их длине располагалась зона без мульчи, шириной 20 см, изолированная до начала эксперимента от бокового перетока влаги на глубину 30 см. В качестве контроля использовали почву под черным паром. Измерение капил-лярно-сорбционного давления почвенной влаги производили с помощью тензиометров [12], уста-
новленных на глубине 10 и 20 см в следующих вариантах опыта: 1 — контроль (К); 2 — слой мульчи 2 см; 3 — свободная от мульчи зона (далее — «карман-2»), расположенная в центре лизиметра со слоем мульчи 2 см; 4 — слой мульчи 5 см; 5 — свободная от мульчи зона («карман-5») по центру лизиметра, замульчированного слоем 5 см. Исследования проводили с 10 июля по 8 августа 2012 г.
Метеорологические параметры времени исследований предоставлены метеорологической обсерваторией МГУ имени М.В. Ломоносова, расположенной на расстоянии 100 м от опытных участков (рис. 3, а). Коэффициент увлажнения (КУ) рассчитывали как отношение суммы осадков (Ос) к испаряемости (Ео): Ео = 0,0018(25 + О2 (100 - А), где А — относительная влажность воздуха, %; f — среднесуточная температура воздуха; Ео—мм вод. сл.
С 10 по 19 июля среднесуточная температура воздуха (¿ср) достигала всего 10°, суточное количество осадков не превышало 5 мм вод. сл., частота их выпадения значительная — 6 сут. из 10 возможных. Сумма осадков за первую декаду наблюдений не превысила 17 мм вод. сл.; КУ равнялся 1,2, что соответствовало избытычному увлажнению.
С 20 по 29 июля (вторая декада) ¿ср = = 15°, интенсивность осадков варьировала от 3 до 15 мм вод. сл/сут., сумма за декаду составила 68 мм вод. сл., а количество дождливых дней возросло до восьми; КУ равнялся 1,4 (избыточное увлажнение).
Период с 30 июля по 8 августа (третья декада) был практически без осадков и характеризовался довольно высокой ¿ср (19°); КУ не превышал 0,5, т.е. наблюдалось недостаточное увлажнение.
Статистическую обработку результатов исследований проводили общепринятыми методами [5]; оценку существенности разности по вариантам — с помощью ¿-критерия Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
В результате исследований получена динамика Рк-с, представленная в виде хроноизобар (рис. 3, б—е). Варианты опыта сравнивали по декадам в связи с существенными отличиями их погодных условий.
Декада 1. На контроле в 1-, 5- и 9-й дни наблюдений Рк-с составляло на глубине 10 см -160, -159 и -132 см вод. ст., на глубине 20 см -154, -147 и -130 см вод. ст. соответственно. Небольшие, но частые осадки к концу декады привели к небольшому росту Рк-с на всех глубинах. Среднее значение этого показателя на глубине 10 и 20 см контроля составило -150 и -144 см вод. ст. соответственно.
В варианте со слоем мульчи 2 см Рк-с изменялось на глубине 10 см от -94 до -76, 20 см —
Рис. 3. Динамика климатических параметров (осадки — столбики, среднесуточная темпертура воздуха — кривая линия) (а) и карта хроноизобар (цифры на линиях — Рк-с, см вод. ст.) в разных вариантах опыта: б — контроль, в — почва под слоем мульчи 2 см и д — 5 см, г, е — незамульчированные участки почвы, расположенные между соответствующими замульчированными вариантами
от —86 до —68 см вод. ст. Средние значения показателя по декаде выросли по сравнению с контролем до —87 и —80 см вод. ст. Следовательно, даже небольшой слой мульчи снижал непродуктивный расход влаги на испарение, обеспечивая более высокую, чем на контроле, влажность верхнего слоя почвы.
В варианте 4 («слой мульчи 5 см») Рк-с варьировало на глубине 10 см от —61 до —44, 20 см — от —58 до —40 см вод. ст. Среднее значение пока-
зателя стало еще более высоким и достигло —54 и —50 см вод. ст. соответственно, что превысило соответствующие значения контроля и варианта 2 («слой мульчи 2 см») на 37 и 65%.
В варианте «карман-2» значения Рк-с более высокие (наглубине 10 см — от—111 до —107, 20 см — от —112 до —101 см вод. ст.), чем на контроле, но более низкие, чем в варианте «слой мульчи 2 см».
Аналогичная закономерность наблюдалась и в варианте «карман-5», где значения Рк-с на соот-
ветствующих глубинах были ниже (на глубине 10 и 20 см варьировали соответственно от —104 до —100 и от —110 до —86 см вод. ст.), чем в почве
Таблица 1
Достоверность различий в Рк-с на контроле и вариантах опыта с мульчей
Глубина Вариант, слой мульчи х, см вод. ст. d V = 18, t (для V = 18, %,05 = 2,1)
Декада 1
10 см контроль -150
2 см -87 64 3 21
карман-2 -110 40 4 9
5 см -54 96 3 37
карман-5 -103 48 4 11
20 см контроль -144
2 см -80 64 2 34
карман-2 -108 36 2 15
5 см -50 78 2 54
карман-5 -101 43 1 34
Декада 2
10 см контроль -127
2 см -71 56 1 45
карман-2 -105 21 2 12
5 см -44 83 1 130
карман-5 -94 32 2 19
20 см контроль -122
2 см -62 60 1 66
карман-2 -99 23 1 17
5 см -42 80 1 115
карман-5 -85 37 1 42
Декада 3
10 см контроль -143
2 см -81 63 1 49
карман-2 -103 40 3 16
5 см -53 90 2 41
карман-5 -91 53 2 25
20 см контроль -139
2 см -73 66 1 73
карман-2 -96 43 2 25
5 см -51 88 1 78
карман-5 -82 56 2 30
Примечание. х — среднее значение Рк-с по вариантам опыта и контролю, d — средняя разность, — ошибка средней разности, t — критерий оценки Стьюдента, V — число степеней свободы (здесь и в табл. 2).
со слоем мульчи 5 см (вариант 4), но выше, чем не только на контроле, но и в варианте 2 «слой мульчи 2 см».
Итак, на протяжении всей первой декады наблюдений, характеризующейся частыми небольшими осадками, происходило медленное увлажнение поверхностных слоев почвы во всех вариантах опыта. Достоверность различий средних значений Рк-с на контроле и других вариантах опыта подтверждена статистически на уровне значимости 0,05 (табл. 1).
Декада 2. Частые и обильные осадки в период второй декады наблюдений привели к значительному росту Рк-с на всех вариантах опыта. Однако обнаружены достоверные различия в значениях между контролем и вариантами с мульчей (табл. 1). Так, в контроле на 11-, 15- и 19-й дни наблюдений Рк-с составило на глубине почвы 10 см
— 126, —126 и —131, 20 см — соответственно —119,
— 122 и —124 см вод. ст. Средние значения показателя возросли по сравнению с первой декадой до—127и — 122смвод. ст. (на глубине 10 и 20 см).
В варианте «слой мульчи 2 см» Рк-с изменялось на глубине 10 см от —74 до —64, 20 см — от —66 до —58 см вод. ст. Среднее значение показателя было выше, чем на контроле, и составило соответственно —71 и —62 см вод. ст.
В варианте «слой мульчи 5 см» Рк-с варьировало на глубине 10 см от —48 до —42, 20 см — от —47 до —39 см вод. ст. Среднее значение его стало еще более высоким и достигло —42 и —44 см вод. ст. (глубина 10 и 20 см), что превысило таковые варианта 2 и контроля на 16—21 и 65—67% соответственно.
В локальной зоне «карман-2» Рк-с в целом за период было выше (—105 и —99 см вод. ст. на глубине 10 и 20 см соответственно), чем на контроле, но ниже, чем в почве под слоем мульчи 2 см. В варианте «карман-5» аналогичные показания выше, чем в «кармане-2», и достигали —94 и —85 см вод. ст.
Декада 3. Метеорологические уловия этого периода способствовали начавшемуся иссушению почвы на всех вариантах опыта. Под черным паром на 21-, 25- и 29-й дни наблюдений Рк-с составило на глубине 10 см —134, —141 и —153, 20 см — соответственно — 131, —134 и —146 см вод. ст. Среднее значение показателя достигло —143 и —139 см вод. ст. (глубина 10 и 20 см).
Под влиянием слоя мульчи 2 см (вариант 2) Рк-с повысилось на глубине 10 см с —90 до —74, 20 см — с —78 до —66 см вод. ст. Среднее значение его за декаду было выше, чем на контроле, и составило на глубине 10 и 20 см —81 и —73 см вод. ст.
Слой мульчи 5 см (вариант 4) способствовал варьированию Рк-с на глубине 10 см от —58 до —50, 20 см — от —55 до —46 см вод. ст. Среднее значение показателя стало еще более высоким и достигло —53 и —50 см вод. ст. (глубина 10 и 20 см),
что превысило соответствующие значения на контроле и варианте «слой мульчи 2 см» на 17—20 и 63-64%.
В вариантах опытов 3 и 5 в третью декаду подтвердились закономерности, обнаруженные ранее: толща почвы 10—20 см была суше, чем контактирующий с ней вариант с мульчей, но влажнее, чем контроль. Полученные результаты статистически значимы (табл. 2).
Таблица 2
Достоверность различий в Рк-с вариантов 2 и 3, 4 и 5 на разных глубинах дерново-подзолистой почвы
Глубина Вариант, слой мульчи X (1 V = 18, t (для V = 18, * 0,05 = 2,1)
Декада 1
10 см 2 см -87 24 1 17
карман-2 -110
5 см -54 49 2 25
карман-5 -103
20 см 2 см -80 28 1 38
карман-2 -108
5 см -50 51 1 53
карман-5 -101
Декада 2
10 см 2 см -71 35 1 27
карман-2 -105
5 см -44 50 1 38
карман -5 -94
20 см 2 см -81 23 1 33
карман-2 -103
5 см -53 37 1 38
карман-5 -91
Декада 3
10 см 2 см -81 23 2 15
карман-2 -103
5 см -53 37 0,4 86
карман-5 -91
20 см 2 см -73 23 1 24
карман-2 -96
5 см -51 32 1 34
карман-5 -82
необитаемого слоя дерново-подзолистой суглинистой почвы.
Проведенный эксперимент позволил сравнить капиллярно-сорбционное давление в верхней кор-необитаемой толще почвы в вариантах с мульчей и граничащей с ними зоне без мульчи («мульча 2 см» и «карман-2», «мульча 5 см» и «карман-5») (табл.2). Оценивали разность средних значений Рк-с по отдельным глубинам. Под еловым опа-дом мощностью 2 см этот показатель выше, чем в варианте 3 («карман-2») на глубине 10 и 20 см на (—23)—(—35) и (—23)—(—28) см вод. ст. соответственно. При росте мощности мульчи разница становилась существенней: под слоем мульчи 5 см давление было выше, чем в варианте «кар-ман-5»на (—37)—(—51) и (—32)—(—51) смвод. ст., что связано, вероятнее всего, с уменьшением испарения влаги из почвы. Все приведенные различия достоверны на уровне значимости 0,05. Если сравнивать варианты с мульчей и контроль по величине, то разница оказывается еще более существенной, так как на контроле Рк-с еще ниже, чем в «кармане-2» и «кармане-5». Следовательно, можно предположить наличие горизонтальных потоков влаги, направленных от замульчированных участков к зонам без мульчи (варианты 3 и 5). Для проверки этой гипотезы рассчитывали горизонтальные и вертикальные потоки в слое 10—20 см исследуемой почвы.
Для описания горизонтального движения воды в не насыщенной влагой почве используют модифицированный закон Дарси [2, 11, 12]:
/ = Кв
АРк-с Дг
где / — поток влаги в ненасыщенной почве, Квл — коэффициент влагопроводности, соответствующий величине Рк-с, ДРк-с — перепад капиллярно-сорб-ционного давления влаги на расстоянии Дг. При расчете вертикального передвижения влаги в ненасыщенной почве следует учитывать не только градиент капиллярно-сорбционного давления почвенной влаги (АРк-с/Аг), но и гравитационный градиент (ДРg/Дz). Тогда модифицированный закон Дарси принимает следующий вид:
/ = К
вл
ДРк
Дг
щ Дг
Таким образом, независимо от метеорологи-чеких условий Рк-с во всех вариантах опыта с мульчей статистически значимо отличалось от такового на контроле. Тем самым было доказано влияние мульчи на увлажненность верхнего кор-
Если величины перепада ДРg и расстояние по вертикали Дг выражены в одних и тех же единицах длины, как правило, в сантиметрах, то ДРg = = Дг, а значит их отношение равно единице. Тогда уравнение приобретет вид:
/ = Кв
ДРк
Дг
-1
Градиенты движущей силы вертикального потока влаги на глубине 10 и 20 см рассчитаны на основании динамики Рк-с для всех вариантов опыта, а затем усреднены по декадам и в целом за весь исследуемый период. С помощью полученной зависимости Квл от рБ (рис. 2), произведены расчеты интенсивности горизонтальных и вертикальных потоков и оценено их направление (табл. 3 и 4).
Таблица 3
Динамика средних градиентов движущей силы горизонтального потока (числитель) и его интенсивности (знаменатель) в вариантах опыта на разной глубине в период с 10.07.2012 по 08.08.2012 г.
Период проведения опыта «Слой мульчи 2 см» — «карман-2» «Слой мульчи 5 см» — «карман-5»
10 см 20 см 10 см 20 см
Декада 1 1,2/0,09 1,4/0,10 2,4/0,18 2,5/0,19
Декада 2 1,7/0,13 1,9/0,14 2,5/0,19 2,2/0,19
Декада 3 1,1/0,09 1,1/0,09 1,9/0,15 1,6/0,14
10.07—08.08 1,3/0,10 1,5/0,11 2,3/0,17 2,1/0,17
Примечание. При положительном градиенте поток направлен к карману, при отрицательном — к замульчированному участку. Ошибка среднего (Бх): (ДРк-с/Дг) ± ± 0,2 см вод. ст/см, / ± 0,01—0,02 см вод. сл/сут.
При контакте замульчированной и незамуль-чированной поверхности почвы зафиксированы горизонтальные потоки на глубине 10 и 20 см, направленные к локальным зонам без мульчи («карманам»). Интенсивность этих потоков влаги (/) изменяется в зависимости от мощности мульчи и погодных условий. С увеличением мощности елового опада от 2 до 5 см интенсивность горизонтальных потоков к зонам без мульчи увеличивается в декаду 1 на глубине 10 см с 0,09 до 0,18 см вод. сл/сут., а на глубине 20 см — от0,1 до 0,19 см вод. сл/сут., т.е. почти в два раза. В очень дождливую декаду 2 интенсивность горизонтальных потоков возрастает по сравнению с декадой 1 на границе «мульча 2 см» — «карман-2» почти в полтора раза, а в варианте «мульча 5 см» — «карман-5» остается практически на прежнем уровне декады 1. В сухую декаду 3 различий в интенсивности потока влаги по глубинам не наблюдается, но, как и в декаду 1, этот показатель выше в варианте «мульча 5 см» — «карман-5» в 1,6—1,7 раза, чем в таковом «мульча 2 см» — «карман-2». Следовательно, при контакте
замульчированой почвы и зон без мульчи («карманов») в 20-сантиметровой толще происходит формирование горизонтальных потоков влаги, направленных к зоне без мульчи, способных дополнительно увлажнять эти участки. Интенсивность таких потоков возрастает более чем в полтора раза (за весь исследуемый период на глубине 10 и 20 см с 0,10 до 0,17 и с 0,11 до 0,17 см вод. сл/сут.) при увеличении мощности мульчи от 2 до 5 см. В «карманы» можно высаживать растения, менее требовательные к увлажнению, по сравнению с видами, планируемыми под посадку с мульчей. Большие незамульчированные площади, выполняющие в эксперименте роль контроля, интенсивно испаряют влагу; снижение ее капиллярно-сорбционно-го давления происходит в таких условиях интенсивнее, почва иссушается быстрее, что предполагает успешное развитие более засухоустойчивых культур. Таким образом, формируется ассортимент растительного материала с широким диапазоном требований к режиму увлажнения. Вариации сочетаний вида и мощности мульчи значительно расширяют спектр посадочного материала.
Оценивали и вертикальные потоки, формирующиеся в разных вариантах опыта (табл. 4). Градиенты их движущей силы в слое 10—20 см были невелики и достигали всего 0,1—0,8 см вод. ст/см, интенсивность не превышала 0,01—0,08 см вод. сл/сут., тогда как в горизонтальных потоках она варьировала от 0,09 до 0,19 см вод. сл/сут. Особенности погодных условий в разные декады существенно не отразились на величине интенсивности потока слоя 10—20 см; вероятнее всего, начавшееся в декаду 3 иссушение почвы затронуло главным образом ее верхний 10-сантиметровый слой. Следует отметить, что скорость вертикальных потоков в варианте «слой мульчи 5 см» (0,06 см вод. сл/сут.) превышала таковую остальных вариантов (0,02—0,04 см вод. сл/сут.) (что связано с высокой влагопровод-ностью почвы при высокой влажности и со снижением интенсивности испарения влаги из поч-
Таблица 4
Динамика средних градиентов движущей силы вертикального потока (числитель) и его интенсивности (знаменатель) в разных вариантах опыта в слое 10—20 см в период с 10.07.2012 по 08.08.2012 г.
Период проведения опыта Контроль «Слой мульчи 2 см» «Карман-2» «Слой мульчи 5 см» «Карман-5»
Декада 1 —0,4/—0,02 -0,4/-0,03 -0,8/-0,06 -0,6/-0,07 -0,8/-0,06
Декада 2 -0,6/-0,03 -0,1/-0,01 -0,4/-0,03 -0,8/-0,04 -0,1/-0,01
Декада 3 -0,5/-0,03 -0,2/-0,02 -0,2/-0,02 -0,7/-0,08 -0,2/-0,02
10.07—08.08 -0,5/-0,03 -0,2/-0,02 -0,5/-0,04 -0,7/-0,06 -0,4/-0,03
Примечание. При положительном градиенте поток направлен вверх, отрицательном — вниз. Ошибка среднего (£х): (ДРк-с/Дг) ± 0,09 см вод. ст/см, / ± ± 0,04 см вод. сл/сут.
вы [8]), но не была выше скорости горизонтальных потоков (0,10—0,17 см вод. сл/сут.).
Выводы
• Еловый опад, нашедший применение в качестве мульчи с растениями-ацидофилами в арт-объектах, существенно (на уровне значимости 0,05) увеличивает капиллярно-сорбционное давление почвенной влаги на глубине 10 и 20 см модельной дерново-подзолистой суглинистой почвы: под слоем мульчи 2 см — на 43—48% и 46—51%, а под слоем 5 см — на 61—66% и 63—67% соответственно.
• Капиллярно-сорбционное давление почвенной влаги в локальных зонах без мульчи достоверно (уровень значимости 0,05) поддерживается на более высоком уровне, чем на контроле, и бо-
лее низком, чем на контактирующих с ними участках с мульчей.
• При контанте замульчированой почвы и зон без мульчи выявлено формирование горизонтальных потоков влаги в 20-сантиметровой толще, направленных к зоне без мульчи, способных дополнительно увлажнять эти участки. Интенсивность потоков возрастает с увеличением слоя мульчи от 2 до 5 см в полтора раза.
• Особенности изменения метеорологических параметров в период наблюдений способствовали формированию нисходящих потоков влаги в слое 10—20 см всех вариантов, включая контроль, с интенсивностью, значительно менее выраженной (0,01—0,08 см вод. сл/сут.), чем горизонтальные потоки, направленные к зонам без мульчи из контактирующих участков под мульчей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Виленский Д.Г. Агрегация почвы, ее теория и практическое применение. М.; Л., 1945.
2. Воронин А.Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв. М., 1984.
3. Джоган Л.Я., Гусев Е.М. Методика оценки влияния мульчирования почвы растительными остатками на формирование водного режима агроэкосистем // Почвоведение. 2000. № 11.
4. Дмитриев Е.А., Хохрина Т.К. О путях передвижения впитывающей в почву влаги // Проблемы сельскохозяйственной науки в МГУ. М., 1975.
5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1985.
6. Панин П.С. Процессы солеотдачи в промываемых толщах почв. Новосибирск, 1968.
7. Роуэлл Д.Л. Почвоведение: методы и использование. М., 1998.
8. Сидорова М.А., Борисова Е.О. Особенности режима влажности модельной дерново-подзолистой почвы при мульчировании еловым опадом // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2014. № 2.
9. Сидорова М.А., Чернова А.Д. Декоративное мульчирование как эффективный регулятор физического испарения влаги из почвы // Тр. междунар. науч.-практ. конф. «Научные основы экологии, мелиорации и эстетики ландшафтов». М., 2010.
10. Сидорова М.А., Чернова А.Д. Мульчирование органическими материалами как эффективный агромелиоративный прием на дерново-подзолистой почве в условиях засушливых вегетационных периодов // Тр. междунар. конф. «Тенденции развития агрофизики в условиях изменяющегося климата». СПб., 2012.
11. Судницын И.И. Движение почвенной влаги и водопотребление растений. М., 1979.
12. Теория и методы физики почв / Под ред. Е.В. Шеина, Л.О. Карпачевского. М., 2007.
13. Умарова А.Б. Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв. М., 2011.
14. Умарова А.Б., Иванова Т.В., Кирдяшкин П.И. Гравитационный поток влаги и его роль в эволюции почв: прямые лизиметрические исследования // Вестн. ОГУ. 2010. № 6.
15. Умарова А.Б., Шеин Е.А., Медко Н.Н., Панин С.С. Передвижение влаги в серой лесной почве в условиях напорного и ненапорного впитывания // Там же. 2010. № 12 (118).
16. Шеин Е.В. Гидрология почв: этапы развития, современные тенденции, ближайшие перспективы // Почвоведение. 2010. № 2.
17. Шелепова О.В., Возна Л.И. Об опыте использования мульчирования скорлупой грецкого ореха декоративных посадок // Пробл. агрохим. и экол. 2009. № 3.
18. Шумова Н.А. Влияние мульчирования на суммарное испарение полей яровой пшеницы на юге Русской равнины // Метеорол. и гидрол. 2010. № 2.
19. Adam O. Mulches Influence Soil Properties and Plant Growth // Hort Technol. 2012. Vol. 22, N 3.
20. Lee H, Seo D, Koren V. Assimilated of stream flow and situ soil moisture data into operational distributed hyd-rolic models: Effects of uncertainties in the data and initial model soil moisture state //Adv. in Water Res. 2011. Vol. 34.
21. Massee T, Cary J. Potential for reducing evaporation during summer fallow // J. soil and water concerv. 1978. Vol.33, N 3.
22. Moore G.W., Jones J.A., Bond B.J. How soil moisture mediates the influence of transpiration on stream flow at hourly to inter annual scales in a forested catchment // Hydral Proc. (1022), Published online, (wileyonli-nelibrary.com), DOI: 10.1002/hyp.8095.
23. Steiner J.L. Tillage and surface effects on evaporation from soils // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1989. Vol. 53, N 3.
24. Taylor S.A. Physical Edaphology. San Francisco, 1972.
25. Yan-min Yang, Xiao-jing, LiuWei-qiang Li, Cun-zhen Li. Effect of different mulch materials on winter wheat production in desalinized soil in Heilonggang region of North China // J. Zhejiang Univ. Sci. B. 2006. Vol. 7,N11.
Поступила в редакцию 30.10.2015
THE FLOW OF MOISTURE IN THE MODEL SOD-PODZOLIC SOIL
UNDER THE MULCH FIR LITTER
MA. Sidorova, E.O. Borisovа
When decorating the soil surface with mulch it is possible to leave small "pockets" or unmulched zones. Capillary-sorption pressure of the soil moisture of the superficial layers of the soil in such "pockets" directly contacting with mulched areas decreases quicker than of those covered with mulch as a result of more intensive surface evaporation. Thus horizontal moisture fluxes are formed that bring moisture to drier zones and provide the soil of small unmulched zones with additional moisture.
Key words: mulching, fir litter, sod-podzolic soil, capillary-sorption pressure of the soil moisture, preferential flow of moisture.
Сведения об авторах
Сидорова Марина Александровна, канд. биол. наук, доцент каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ имени М.В.Ломоносова. Тел.: 8(495)939-42-07; e-mail: [email protected]. Борисова Екатерина Олеговна, аспирант каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ имени М.В.Ломоносова. Е-mail: BorisovaEO1@ yandex.ru.
