Влияние водопроницаемости иллювиального горизонта на водный режим дренируемых дерново-подзолистых почв

Выводы

Выявлены два механизма инфильтрации и влагопереноса в поровом пространстве сложно устроенного иллювиального горизонта В дерново-подзолистых почв на покровных суглинках моренных отложений: при безнапорном впитывании влагоперенос происходит в микропористых блоках, их водопроницаемость предложено характеризовать матричным коэффициентом фильтрации; при напорном впитывании влагоперенос происходит как в микропористых блоках, так и в макропорах (трещинах, корневых ходах, червороинах), водопроницаемость при этом предложено характеризовать эффективным коэффициентом фильтрации.

Матричный коэффициент фильтрации предложено определять в эксперименте по безнапорному впитыванию, например, при малоинтенсивном дождевании днища шурфа, вскрывающего кровлю иллювиального горизонта В. Эффективный коэффициент фильтрации предложено определять в эксперименте по напорному впитыванию, например, при наливе в однокольцевой инфильтрометр при переменном уровне воды по усовершенствованной нами методике. Для рассмотренной территории получено отличие на порядок величин эффективного и матричного коэффициентов фильтрации (0,89 и 0,09 м/сут соответственно).

Установлена зависимость (с коэффициентом корреляции 0,79) эффективного коэффициента фильтрации от количества ходов дождевых червей, показывающая закономерный рост водопроницаемости до 1,5…2,5 м/сут при возрастании количества червороин до 150…200 шт/м2.

Анализ эмпирической кривой обеспеченности величин матричного коэффициента фильтрации позволил выявить случайную вариацию макропористости иллювиального горизонта с характерными размерами фильтрационных неоднородностей 20 см (в которых макропоры почти или полностью отсутствуют) и суммарной площадью неоднородностей порядка 20% площади поля с генетически однородным иллювиальным моренным горизонтом В.

В результате двухлетнего эксперимента in situ по восстановлению разрушенного 5-см слоя иллювиального горизонта обнаружено, что он освоен за это время дождевыми червями (до 30 шт/м2 червороин). Полного восстановления структуры горизонта за 2 года не происходит. Водопроницаемость при напорном впитывании из кольца характеризуется величиной коэффициента фильтрации 0,05 м/сут (в кольце без червороин).

Разработана процедура расчета верховодки с учетом вариации по площади матричного коэффициента фильтрации и фактических интенсивностей осадков, а также вероятности появления дождливых периодов. Сделаны выводы о вероятности появления верховодки на элювиальных фациях Дубнинского ландшафта: в слое 0 - 50 см за 100 лет возможно 230 случаев верховодки разной продолжительности на 5% площади поля, 22 случая на 15% площади, 3 случая на 25% и 1 случай на 50% площади поля.

Расчеты водного режима катены до и после мелиорации показывают, что возвышенные фации в целом находятся в условиях дефицита влаги (что не исключает периодического переувлажнения корнеобитаемого слоя, особенно при затяжных дождях), нижняя треть склоновых фаций испытывает переувлажнение. Рекомендовано орошение на возвышенности со среднемноголетней нормой для картофеля 66 мм и дренаж нижней части склона.

Рекомендовано глубокое мелиоративное рыхление на фоне дренажа на элювиальных фациях с дерново-подзолистыми почвами для снижения негативного влияния периодического переувлажнения пахотного слоя. На этих участках перспективными являются биологические способы мелиорации (выращивание трав с мощной глубокой корневой системой, а также поддержание сообществ дождевых червей). Результатом мероприятий должна стать выраженная водопрочная структура трещиноватого иллювиального горизонта, величины эффективного коэффициента фильтрации порядка 1,5…2,5 м/сут, количество червороин и корневых ходов на глубине 60…100 см порядка 150…200 шт/м2.

Публикации по теме диссертации

1. Голованов А.И., Корнеев И.В., Впитывание воды в почву из инфильтрометра с одиночным кольцом: теория и результаты // Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции Московского государственного университета природообустройства «Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развития России». - М., 2005

2. Корнеев И.В. Влияние изменчивости водопроницаемости иллювиального горизонта на водный режим дерново-подзолистых почв возвышенных фаций // Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции Московского государственного университета природообустройства «Роль природообустройства в обеспечении устойчивого функционирования и развития экосистем», - М., 2006

3. Корнеев И.В. Инфильтрометр с одиночным кольцом: теория и практика // Сборник научных докладов (статей) 2-й Всероссийской конференции молодых ученых «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации», Ассоциация организаций водохозяйственного комплекса; ФГНУ ВНИИ «Радуга». - Коломна, 2005

4. Корнеев И.В. Обоснование мелиоративного режима с помощью модели влагопереноса на сопряженных фациях // Сборник научных докладов (статей) 3-й Всероссийской конференции молодых ученых «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации», Ассоциация организаций водохозяйственного комплекса; ФГНУ ВНИИ «Радуга». - Коломна, 2006

5. Корнеев И.В. Расчет верховодки в дерново-подзолистых почвах // Мелиорация и водное хозяйство, 2007, №2

Размещено на Allbest.ru