CC BY
42
Гасина А.И., Тымбаев В.Г.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Е-mail: [email protected]
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ ВОДНО-ВОЗДУШНОГО РЕЖИМА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ
В работе рассмотрены факторы формирования водно-воздушного режима почв Владимирского ополья в условиях высокой неоднородности почвенного покрова. Показано, что особенности вертикальной организации профиля почв, прежде всего уплотнение подпахотного слоя, наличие и мощность второго гумусового горизонта, определяют процессы перераспределения почвенной влаги и формирования водно-воздушного режима агроландшафта.
Ключевые слова: неоднородность, водно-воздушный режим, физические свойства, уплотнение.
Почвенный покров Владимирского ополья весьма сложен и многообразен: выделяются серые лесные почвы, серые лесные почвы различной степени оподзоленности и серые лесные почвы со вторым гумусовым горизонтом (ВГГ). Есть различные гипотезы происхождения почвенного комплекса ополья и, в частности, почв с ВГГ, среди которых в последнее время широкое развитие получила теория о дифференциации почвенного покрова в результате палеокриогенеза, когда в микропонижениях древнего криогенного рельефа сформировались почвы с мощным гумусовым горизонтом интенсивно черного или серовато-черного цвета (ВГГ) [2]. Почвы без второго гумусового горизонта были сформированы на локальных водоразделах, а на переходных участках сформировались почвы переходного строения [1]. Генетическая неоднородность почвенного покрова проявляется в высокой вариабельности физических свойств почв, которые, в свою очередь, определяют формирование почвенных режимов.
Целью данной работы стало изучение закономерностей формирования водно-воздушного режима в комплексе почв Владимирского ополья. Полевые исследования проводились на опытном участке Владимирского НИИ сельского хозяйства площадью 1,3 га, расположенном в окрестностях города Суздаля. На территории участка была заложена трансекта протяженностью 40 метров, ох-
ватывающая основные почвенные разности, и несколько ключевых разрезов. Послойные исследования основных физических свойств позволили выявить их дифференциацию в профиле основных представителей почвенного комплекса (табл. 1). Наблюдаемые различия обусловлены как пе-догенетическими причинами (наличие второго гумусового горизонта, различная мощность горизонтов), так и агротехнологическими факторами (применение тяжелой техники, формирование зон переуплотнения). Так, для почв со вторым гумусовым горизонтом по сравнению с фоновыми серыми лесными почвами характерны низкая плотность, высокие порозность, влагоемкость в виду структурных особенностей и содержания углерода органических соединений горизонта Ah.
Профильное распределение физических свойств в серой лесной почве с ВГГ (рис. 1) показывает, что в пахотном горизонте значения плотности варьируют от 1,09 до 1,52 г/см3 при медиане 1,30 г/см3, а вниз по профилю происходит постепенное снижение до 0,98 г/см3 (глубина 46 см). На глубине 65 см вновь наблюдается увеличение до 1,68 г/см3. Картина распределения сопротивления пенетрации аналогична распределению плотности: min 1,6 МПа отмечен во втором гумусовом горизонте, а max 4,95 МПа в горизонте EB.
Для анализа водно-воздушного режима использовали прогнозный расчет в модели
Таблица 1. Некоторые свойства серых лесных почв Владимирского ополья
Глубина, см Серая лесная почва Серая лесная почва с ВГГ
рь , г/см3 Ppen МПа 0 , % C, % Pb, г/см3 Ppen МПа 0 , % C, %
0 1,47 1,56 30,2 1,46 1,51 29,9
15 1,48 1,59 29,15 1,8 1,46 1,52 28,76 1,93
30 1,46 1,54 27,94 1,34 1,47 26,38
40 1,47 1,53 28,53 0,54 1,4 1,39 26,93 2,35
50 1,49 1,57 28,14 1,46 1,48 28,2
70 1,51 1,61 27,92 1,49 1,59 27,26
Рисунок 1. Средние значения физических свойств в профиле серой лесной почвы с ВГГ
«НУЭКИБ-Ш» на основе экспериментальных данных гранулометрического анализа и основной гидрофизической характеристики, а его оценку проводили по вероятности появления в расчетном цикле благоприятных (влажность НВ-07НВ) и неблагоприятных (влажность < 07НВ и содержание воздуха <5%) периодов. Для сравнительной оценки различных почвенных разностей задавались равные условия «на старте» расчета, и дальнейшая динамика водно-воздушных условий обеспечивалась уже функционированием почвенного профиля, его агрофизическими свойствами. Модельные расчеты по предложенной схеме были произведены для четырех вариантов: серой лесной почвы, серой лесной почвы с уплотнением в нижней части пахотного горизонта и серой лесной почвы с мощностью второго гумусового горизонта 5 см и 30 см.
Анализ прогнозных расчетов показывает, что различия в водно-воздушном режиме почвенного покрова ополья определяются, главным образом, наличием в профиле или отсутствием контрастных по плотности и влагопроводящей способности почвенных слоев. Так, наличие водо-упора в нижней части пахотного горизонта (плужной подошвы) значительно меняет картину распределения влажности: уплотнение снижает
фильтрацию в виду уменьшения крупных влагопроводящих пор, но, в то же время, приводит к увеличению доли мелких влагосохраняющих пор и, следовательно, меньшей влагопотере при иссушении почвы.
Почвы со вторым гумусовым горизонтом характеризуются повышенной влажностью по сравнению с фоновой серой лесной почвой в течение всего расчетного срока, что обусловлено большой водоудерживающей способностью горизонта ЛЬ. Увеличение мощности второго гумусового горизонта сказывается на суммарных запасах влаги в профиле почвы - чем больше мощность, тем больше запасы. Однако к концу расчетного периода наблюдаемые различия постепенно нивелируются, и картина распределения влажности становится менее контрастной.
Прогнозные модельные расчеты водного режима показали, что неоднородность почвенного покрова Владимирского ополья, особенности вертикальной организации профиля почв, прежде всего уплотнение подпахотного слоя и наличие и мощность второго гумусового горизонта, являются основными факторами в процессах перераспределения почвенной влаги и формирования водно-воздушного режима агроландшафта.
15.07.2011
Список литературы:
1. Архангельская Т.А., Бутылкина М.А., Мазиров М.А., Прохоров М.В. Состав и свойства пахотных почв палеокриогенно-го комплекса Владимирского ополья// Почвоведение, 2007, №3, с. 1-11.
2. Величко А.А., Морозова Т.Д., Нечаев В.П., Порожнякова О.М. Позднеплейстоценовый криогенез и современное почвообразование в зоне южной тайги (на примере Владимирского ополья)// Почвоведение, 1996, №9, с. 1056-1064.
Сведения об авторах:
Гасина Анастасия Игоревна, аспирантка кафедры физики и мелиорации почв факультета
почвоведения им. М.В. Ломоносова Тымбаев Владимир Геннадьевич, научный сотрудник кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, кандидат биологических наук 119234, г. Москва, ул. Ленинские горы, д.1, к.Д., e-mail: [email protected]
