CC BY
35
ЗИМНЯЯ ВНУТРИПОЧВЕННАЯ МИГРАЦИЯ ВЛАГИ И СОЛЕПЕРЕНОС В ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВАХ БАРАБЫ
Инесса Николаевна Белоус
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул.
Плахотного, 10, аспирант кафедры экологии и природопользования, тел. (383)3610886
Оксана Григорьевна Быкова
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул.
Плахотного, 10, доцент кафедры экологии и природопользования, тел. (383)3610886, e-mail: okgrig@mail.ru
Приводятся количественные данные перемещения и выноса водорастворимых солей на поверхность почв на примере засоленных почв в лесостепной зоне Барабинской равнины. Содержание ионов солей в снеговой воде в нижнем слое снега к концу зимы на контроле выше, чем в начальный период зимы. Четко это прослеживается для ионов натрия и сульфат-ионов, менее заметно для гидрокарбонат-ионов. Содержание ионов кальция и магния уменьшается, что возможно связано с выпадением карбонат-ионов на поверхность земли при перекристаллизации снега.
Ключевые слова: педогалогеохимические исследования, миграция почвенной влаги, почвенный профиль, глубинный иней, изморось, анионы, катионы.
WINTER INTRASOIL MOISTURE MIGRATION AND SALT TRANSPORT IN SALINE SOIL OF BARABA
Inessa N. Belous
A post-graduate student, Department of Ecology and Nature Management, Siberian, State Academy of Geodesy, 8 Plakhotnogo St., 630108 Novosibirsk, phone: (383) 361 08 86
Oksana G. Bykova
Assoc. Prof., department of Ecology and Land Management, Siberian, State Academy of Geodesy, 8 Plakhotnogo st., 630108 Novosibirsk, phone: (383)3610886, e-mail: okgrig@mail.ru
We present quantitative data of transfer and removal of soluble salts on the soil surface with saline soils in the forest-steppe zone of Baraba plain as an example. In the control the content of salt ions in the snow-water in the bottom layer of snow by the end of winter is higher than in the initial period of the winter. It is clearly seen for the sodium and sulfate ions and it is less pronounced for the hydrocarbonate ions. The content of calcium and magnesium ions decreases, probably due to the precipitation of carbonate ions to the surface during recrystallization of snow.
Key words: pedogalogeohimicheskie research, migration of soil moisture, soil profile, depth hoarfrost, rime, anions, cations.
Еще в начале прошлого столетия считалось, что почвенный профиль на протяжении всей зимы Современное рациональное природопользование предполагает обязательную экологическую оценку территории при проведении мелиоративных работ, так как необоснованное проведение мелиоративных
работ приводит к появлению вторично-засоленных территорий и образованию пустошей. Ведущими факторами для выделения природно-мелиоративных зон и подзон являются особенности показателей, определяющих свойства мелиорируемой толщи почв, в пределах которой движутся грунтовые воды, и соли.
На первых этапах изучения проблемы миграции влаги и содержащихся в ней солей зимой, интересовавшей с давних пор многих исследователей, были решены вопросы, касающиеся в основном общей оценки ее роли для различных типов почв и горных пород, в качественной форме выявлены возможные причины ее возникновения при промерзании, ее природа и механизмы. Более детальное изучение этих явлений, динамики процессов и особенно количественной доли выноса солей с почвенной влагой к поверхности промерзшей почвы задерживалось из-за отсутствия соответствующих технических средств и методов [1]. На данный момент также существует ряд факторов, сдерживающих исследования в данной области. Это климатические и сезонные особенности, методические и методологические, а также экспериментальные, ведь порой достаточно сложно и даже невозможно проведение полевых исследований в суровых условиях зимы.
Процесс зимнего солепереноса в верхние слои почв прослежен в Барабе, Забайкалье, в Якутии и Кулунде. Якутскими исследователями была произведена попытка выяснения возможности поступления солей из почвы в снег. Но их эксперимент нельзя назвать достаточно удачным, т. к. они не разграничили две основные статьи привноса солей - атмосферную и почвенную - в снег [1]
В. А. Казанцев (1998г.) в лабораторных условиях выяснил, что чем больше минерализован почвенный раствор, тем большее количество водорастворимых солей почва способна «вытолкнуть». Данный процесс он определил как «зимний выпотной режим почв».
Передвижение солей по почвенному профилю непосредственно в полевых условиях были прослежены на опытном участке, расположенном по профилю, который был заложен по трассе п. Здвинск - с. Верхний Урюм Новосибирской области. По ландшафтному районированию эта территория относится к Каргат-Чулымскому междуречью. Отбор проб производился на пашне и в колке. Был произведен также анализ глубинного инея, образующегося в процессе конденсации водяных паров, диффундирующих из подстилающей породы или льда, и в процессе сублимации.
Теоретически в почве в колке содержание любых солей должно быть выше, чем на пашне. Так как в колке участвует в круговороте веществ больше органических остатков за счет зеленой массы и перерабатывающих ее почвенных организмов, а при распашке и дальнейшей сельскохозяйственной обработке земли большое количество содержащихся в ней веществ выносится эоловыми процессами за пределы территории.
Результаты анализов глубинного инея подтверждают вышесказанное. Содержание всех ионов в изморози на пашне заметно ниже, чем в колке. Причем нитратов в инее на пашне не обнаружено вообще, а в колке - 15,31 мг/дм3. Содержание гидрокарбонатов в инее в колке более чем в 2,7 раза
превышает их количество на пашне, хлоридов - в 2,2 раза, сульфатов - почти в 3 раза. В содержании катионов еще больший разрыв. Кальция больше в 8,3 раза, магния и калия - в 5,3 раза, натрия - в 2,5 раза, а аммония - в 9,4 раза меньше. Этот факт можно объяснить переходом КН4+ в N03” в процессе постоянных сложных трансформаций поливалентных соединений азота в почве.
Соответственно, вынос солей происходит в колке интенсивнее из-за более высокого их содержания в ней, а значит предположение о том, что почва имеет способность к саморассолению, иначе говоря, «самоисцелению», находит свое фактическое подтверждение.
По результатам проведенных экспериментов был сделан вывод, что происходит активное передвижение в промерзшей почве тех водорастворимых солей, которые в ней находились в избытке [1]. Но для конца зимы зафиксированные данные по химическому составу почвенных слоев могут быть не достаточно достоверны, т. к. могла произойти миграция солей из почв в снег, и полученные цифры несколько занижены. Чтобы численно установить эту погрешность, были рассмотрены данные химического состава тех же слоев почвы и в тех же стационарных точках, но под пленкой. Пленка в начале зимы укладывалась на поверхность почвы, еще не покрытую снегом, чтобы удержать мигрирующие соли из профиля в снежную толщу, и система на протяжении всей зимы оставалась герметичной.
По результату эксперимента удалось установить, что содержание некоторых ионов под пленкой превышает их количество в естественных условиях. Так НС03” больше почти на 5 мг/дм3, СГ - примерно на 2 мг/дм3, а содержание №+ увеличивается почти в два раза. В снег в большей степени мигрируют хлориды калия и гидрокарбонаты натрия и калия. Остальные ионы содержатся в почве под пленкой в меньшем количестве, чем в естественных условиях, т. к. почва ими не перенасыщена. ( Рис.1)
Таким образом можно сделать следующий вывод - соли выносятся относительно в небольших порциях, но в общей картине миграции могут играть существенную роль. Отмечается исключительно высокая разница в содержании ионов солей в начале зимы и в конце зимы под пленкой. Общая минерализация в слое почвы 0-2 см за весь период зимы изменилась с 120,87 до 207,73 мг/дм3, т.е. более, чем в 1,7 раза. Впоследствии «подтянутые» к поверхности соли будут вынесены снеготалыми водами и надмерзлотной верховодкой в понижения рельефа, тем самым очистив почвы от избытка накопившихся солей. Подобный механизм определен В. А. Казанцевым как зимний выпотной режим почв.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Казанцев В. А. Проблемы педогалогенеза: на примере Барабинской равнины // Новосибирск, 1998.- 279 с.
© И.Н. Белоус, О.Г. Быкова, 2012
