Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Агрофизическая характеристика почв подовых понижений в подзоне распространения южных черноземов как возможных объектов орошения

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Агрофизическая характеристика почв подовых понижений в подзоне распространения южных черноземов как возможных объектов орошения"

т 1 п я ?

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА имени М. В. ЛОМОНОСОВА

ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи РЕШЕТИНА Татьяна Владимировна

АГРОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ ПОДОВЫХ ПОНИЖЕНИЙ В ПОДЗОНЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЮЖНЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ КАК ВОЗМОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ ОРОШЕНИЯ

Специальность 03.00.27 — почвоведение

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1992

Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв , факультета Почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Научный руководитель: кандидат биологических наук ведущий научный сотрудник П.Н. Березин

Официальные оппоненты: доктор географических наук В.Я. Цигорьев • кандидат биологических наук Н.Г, Зборищук

Ведущее учреждение: Почвенный институт имени В.В. Докучаева

Защита состоится " 3 " ftû^X-P 1992 г. в Г5 час. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании специализированного Совета по почвоведение К 053.05.16. в МГУ иа. Ы.В.Ломоносова. Адрес: ЕГ9899, Москва, ГСП, Ленинские горы, МГУ, факультет Почвоведения, Ученый Совет.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке факультета Почвоведения МГУ.

Автореферат разослан "Jf* САг^ГГ992 г. Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании специализированного Совета, а отзывы на автореферат в двух экземплярах просим направить по адресу: 1Г9899, Москва, ГСП, Ленинские горы, ШУ, факультет Почвоведения, Ученый Совет. -

Ученый секретарь специализированного Совета Г.В.Мотузова

1061

Актуальность. Замкнутые подовые понижения различной формы и строения широко распространены на территориях, сложенных лессовидными карбонатными грунтами с повышенной просадочнос-тыо. Специфика этих понижений как ландшафтных образований определяется степенью преобразования почвенного покрова подового понижения и толщи слагающих пород, динамикой поверхностных и поровых растворов. Актуальность темы обусловлена тем, что подовые понижения /ПП/ играют роль локальных водосборов в естественных условиях и могут создавать существенные трудности при сельскохозяйственном использовании почв собственно ЛП,а также окружающих территорий.

Возможности использования подовоосложненной территории как под орошение, так и в богарных условиях ограничены, что связано с эколого-гидрологической ролью ПП в ландшафте с учетом конкретных почвенно-климатических условий. Оценка возможности использования этих территорий связана с необходимостью получения первичной подробной информации о почвенно-физичес-ких особенностях ПП.

Цель работы. Агрофизическая характеристика почв подовых понижений междуречья Днестр - Барабой в подзоне распространения южных черноземов как возможных объектов орошения.

Задачи исоледования. I. Провести исследование почвенного покрова и дать подробную агрофизическую характеристику почв в пределах единого гидрологического ареала конкретного ПП, типичного для условий подзоны южных черноземов.

2. Изучить геоморфологические, гидрологические и литоло-гические особенности строения ПП.

3. Дать общую оценку физико-мелиоративного состояния и разработать возможные рекомендации по рациональному использованию этих почв.

4. Уточнить методические особенности агрофизической характеристики почв, специфичные для условий почв ПЛ.

Научная новизна. Впервые детально изучено физическое состояние почвенного покрова с применением траншейно-координатно-го метода в пределах единого гидрологического ареала ПЛ. Показано наличие в почвенно-грунтовой толще склонов ПП капиллярных потоков внутрипочвенной влаги от днища пода в сторону крутых склонов, что обеспечивает просадочные явления в нижней трети склона, усиление перераспределения поверхностных вод, понижение базиса эрозии и развитие ПП в направлении крутых оклонов. Сформулирована концепция эволюции почв' ПП в закономерной ряду "чернозем южный - глее-солодь - остепняодаяся почва", развитие которого связано со строением рельефа и характером гидрологического режима в течение исторически длительного времени. Отмечена возможная роль ПП в эволюции почвенного покрова ареала распространения просадочных леосовидных грунтов и почвообразую-щих пород.

Практическая ценность. Дана детальная агрофизическая характеристика ооновных почвенных разностей подовоосложненной территории междуречья Днестр - Барабой в подзоне распространения южных черноземов. Результаты агрофизической характеристики почв Ш и черноземов южных могут служить основой для разработки конкретных инженерных решений по регулированию водного режима территории, планирования почвоохранных мероприятий и составления прогнозных моделей поведения почвенного покрова аналогичных территорий.

Апробация работы. Диссертация рассмотрена и рекомендована к защите на заседании кафедры физики и мелиорации йочв факультета почвоведения МГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы,

одна статья находится в печати.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, приложения, содержит /У? страниц машинописного текста, ,17 рисунков, 23 таблицы. Список литературы включает 146 наименований.

Глава I. ПОЧВЫ ПОДОВЫХ ПОНИЖЕНИЙ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА.

1.1. Общая характеристика ПП как природных образований.

ПП являются активным агентом перераспределения поверхностного стока, играют роль очагов аккумуляции вод этого стока и их направленной инфильтрации /Молодых, 1982,1988/. Формирование ПП,как отрицательных форм рельефа замкнутой конфигурации обусловлено современными и древними процессами и зависит от просадочных свойств почв и грунтов /Абатуров и др., 1972; Кац, 1981; Лисицын, 1932; Михалева, 1971; Молодых и др., 1969,1990/. Породы геологических тел оглеения в контурах ПП представляют собой в различной степени деградированные лессовые отложения в условиях устойчивого гидроморфизма. Степень оглеенности пород увеличивается от периферии-к центру ПП /Аниканова, 1982/ и зависит от размеров ПП, обширности водосборной площади и количества сте15ающей в него воды /Вернандер, 1957; Евдокимова и др, 1985; Полупан, 1988/.

1.2. Почвенный покров подовых понижений.

Структура почвенного покрова ПП представляет собой систему последовательно чередующихся ареалов сменяющихся, в зависимости от условий увлажнения, типов почв от авгоморфных почв плакоров до глубокотрансформированных гидроморфизмом почв днищ, геохимически связанных друг с другом условия™ боковой миграции влаги и вещества. Чем больше размер ПП, тем более ярко выражена комплексность и неоднородность почвенного покрова. Почвенные разности представлены концентрически-замкнутыми контурами, впгг-

сывающимися один в другой /Вернандер, 1957; Евдокимова и др., 1985/. Специфическими подовыми почвами являются глее-солода, в дифференциации профиля которых главная роль принадлежит элзовиально-глеевому процессу, возникающему при условии сочетания временного избыточного увлажнения и промывного водного режима / Ахтырцев и др. 1975; Гоголев, 1986'; Зайдельван, 1985, 199Г; Кауричев, 1974; Корнблюм и др., 196Г; Самойлова, 1981, Ярков и др., Г956/. Изменение условий почвообразования влечет за собой изменение направления развития почв /Самойлова, Тол-чельников, 199Г/. По мере обсыхания территории и увеличения степени ее расчленения и дренирования развитие почв идет по пути остепнения /Ахтырцев и др.,1975; Базилевич,1947; Герасимов и др., Г939; Колесов, 1957; Макеев и др., 1990; Прозоровский, Самойлова, 1971/.

'1.3. Химические и физические свойства почв ПЛ.

С усилением оглеенности и осолодения в почвах ПП количество гумуса уменьшается и увеличивается его подвижность /Аниканова, 1984; Полупан, 1969,1988/. По мере нарастания гидроморфизма к центру ПП наблюдается выщелачивание карбонатов, появление кислой реакции среды, снижение степени насыщенности основаниями, миграция подвижных форм железа, марганца, алюминия и формирование ортштейнов. В почвах ПП развитие элювиально-глеевого процесса обусловливает текстурную дифференциацию профиля по элювиально-иллювиальному типу /Ахтырцев и др.,1975; Евдокимова и др., 1985; Полупан, 1988/. Оглеение приводит к-дзменению структурного состояния, уменьшению порозности почв и пород, повышению плотности, понижению водопроницаемости.

Формирование почв ПП характеризуется контрастном гидротер-г.гаческим режимом ц колебанием окислительно-восстановительных условий. Характер водного режима является первоосновой разли-

тай между черноземами, лугово-черноземными и черноземно-луго-выш почвами /Афанасьева, Бахтин, 1958; Иванова, Розов, 1959; Роде, 1956,1959; Самойлова, 1981/.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.Г. Природные условия южной части междуречья Днестр -Барабой.

Особенностью климата является резко выраженная засушливость. Годовая сумма осадков составляет 367-463 мм, из них за вегетационный период выпадает 230-260 мм. Наряду с годами нормальной увлажненности .часты засушливые годы.

В геоморфологическом отношении территория расположена в пределах Причерноморской лессовой равнины. Южная часть междуречья Днестр - Барабой характеризуется наличием большого числа бессточных ПП различного строения. В плане ПП представляют собой округлые и овальные западины, в разрезе - геологические тела, усеченной книзу формы. Геологическое строение исследуемой территории характеризуется наличием мощной толщи /28-34 \л/ четвертичных эолово-делювиальных лессовых пород. Грунты представляют собой неустойчивые породы, которые при взаимодействии с водой проявляют просадочные свойства. Грунтовые воды залегают на глубинах 15-25 м.

2.2. Объекты исследования.

Наши исследования проводились в Овидиопольском районе Одесской области в течение 1989-1991 гг. на территории междуречья Днестр - Барабой. Была проведена инвентаризация ПП и выбран ключевой участок, расположенный в северо-западной части междуречья, на котором проводилось изучение трех ПП, характерных дЛя этой территории. Был заложен ряд полнопрофильных почвенных разрезов и траншея по линиям трансект, секущих эти ПП по всем элементам

рельефа. гчоы

2.3. Методы исследования.

Предварительная оценка строения почвенно-грунтовой толщи ПП была проведена методом Комбинированного ВЭЗ-црофилирования. Из трех объектов более детально исследовали одно подовое понижение с использованием траншейно-координатного метода. Для характеристики переходной склоновой части ПП по всей протяженности склона была заложена траншея /общая длина - ГООм, глубина до 2 м/. По сечению этой траншей был определен комплекс морфологических, химических, физико-химических и физических свойств. Отбор проб и все полевые определения проводились точечным методом с привязкой к нивелирному ходу. Использовались общепринятые методы исследования свойств почв /Аринушкина, 1970; Вадюнина, Корчагина, 1986/. Анализ устойчивости микроструктуры проводился методом ультразвуковой диспергации суспензий /Березин и др.,1991/.

Глава 3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДОВЫХ ПОНИЖЕНИЙ НА КИЛЕ- . " ВОМ УЧАСТКЕ.

3.1. Рельеф и геоморфологическое строение исследуемых ПП.

Общая площадь обследованной территории южной части междуречья составляет 7480 га. На этой территории выделено 12Г.ПП. Суммарная плошадь водосбора всех ПП составляет около 2930 га, то есть 39$ от общей площади обследованной территории.

Большинство ПП на территории междуречья характеризуется площадью водосбора от 10 до 40 га. и глубиной от 2.5 до 4.0 м. Конфигурация крупных ПП имеет сложную форму. ПП может иметь одно или несколько локальных днгац - пониженных участков общего, днища. Расположение локальных днищ приурочено к положению участков склонов повышенной крутизны. Наличие склонов с максимальным уклоном более 0.02 наблюдается в 89/ случаев обследованных понижений. Характерной особенностью форм ПП является вытянутость их в сторону участка крутого склона и сопряженного с ним локаль-

ного днища.

3.2. Почвы и особенности почвенного покрова ПЛ.

С увеличением площади водосбора и степени расчлененности рельефа ПП происходит усложнение структуры почвенного покрова. Полный набор почвенных разностей по трансекте, проложенной по подовому понижению через крутой склон, днище,противоположный пологий склон включает:

- чернозем южный /зональная почва/;

- чернозем южный смытый /верхняя треть крутого склона/;

- лугово-черноземная почва с переходом от слабосмытой карбонатной к сильновыщелоченной глубокооглеенной /средняя часть крутого склона/;

- черноземно-луговая почва с постепенным усилением признаков оглеения и осолодения /нижняя треть крутого склона и сочленение днища ПП со склоном/;

- глее-солодь /локальное днище ПП/;

- черноземно-луговая сильноосолоделая глеевая почва /днище 1Ш, примыкающее к пологому склону/;

- черноземно-луговая остаточно слабоосолоделая глубококарбонатная почва о признаками остепнения /нижняя часть пологого склона, центральное относительное повышение/;

- лугово-черноземная /оуходольная/ почва, близкая к зональной, с остаточными признаками гидроморфизма /верхняя часть пологого склона/.

Обращает внимание постепенность переходов и отсутствие резких границ между таксонами, составляющими почвенную катену по элементам рельефа ПП. Структура почвенного покрова не является концентрической. Общим случаем является ассимметричность почвенного покрова ПП, связанная с ассимметричностыо его рельефа.

3.3. Морфологические особенности почв ПЛ.

Морфологическое описание почв и подстилающих пород, исследованных с помощью траншейно-координатного метода, показало, что:

-по днищам ПП и в нижних частях склонов формируются почвы о явно выраженными иорфохроматическими признаками гидроморфизма; -граница между гидроморфноизмененными и неизмененными лессовидными суглинками совпадает с началом перехода от склона к днищу ПП, гидроморфноизмененные грунты оглеены; -карбонатность почв и почвообразующих пород наблюдается только в верхней части склона, граница исчезновения карбонатов соответствует вышеуказанной переходной зоне;

-трещиноватость подстилающих пород приурочена к толще гидроморф-ноизмененных лессовидных суглинков, слагающих днище ПП.

8.4. Химические и физико-химические свойства почв ПП.

Различия в увлажнении исследованных почв вызывают изменения

химических и физико-химических свойств.'Полученные нами данные в целом характерны для исследованных почвенных разностей. Наиболее высоким содержанием гумуса и глубокой прокрашенностью органическим веществом почвенного профиля характеризуются лугово-черноземные почвы. Почвы различной степени осолодения имеют слабокислую реакцию среды /рН 6.0-6.8/. Почвы исследованного ПП на засолены. Среди обменных оснований преобладают кальций и магний. Концентрация подвижного железа /по Тамму/ меняется с изменением условий увлажнения. В зональных почвах плакора -рна составляет, 0.03-0.07$, в верхних горизонтах почв днищ ПП она увеличивается" в несколько раз, достигая в нижних оглеенных 0.28$. Максимум содержания ортштейнов также приходится на иллювиальные оглеен-ные горизонты.'

Глава 4. АГРОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ ПОДОВЫХ , ПОНИЖЕНИЙ МЕЖДУРЕЧЬЯ ДНЕСТР - БАРАЕОЙ.

4.1. Гранулометрический состав почв ПП.

Профили чернозема южного и лугово-черноземных почв характеризуются однородным тяжелосуглинистым гранулометрическим составом, с преобладанием фракций ила и крупной пыли. По мере нарастания гидроморфизма и развития элювиально-глеевого процесса текстурная дифференциация усиливается, достигая предельного развития в глее-солоди. В осолоделых горизонтах уменьшается содержание ила, но возрастает количество фракций пыли, в связи с этим, даже сильноосолоделые почвы имеют тяжелосуглинистый гранулометрический состав. Кроме величин процентного содержания фракций гранулометрических элементов со стандартными /классификационными/ границам рассматривались вероятностные показатели распределений гранулометрических элементов.по их размерам, а именно: интегральное содержание глинных компонентов /Ф5/, дисперсность глинных компонентов /к/, средний диаметр /зернистость/ песчаных компонентов /с</, отсортированность песчаных компонентов /л-/.

При практически одинаковом содержаний глинных компонентов, их дисперсность может быть различна,они могут быть обогащены или обеднены коллоидными частицами. В верхней части профиля лу-гово-черноземной сшгьновыщелоченной глубокооглеенной почвы гру-боколлоидные глинные компоненты сменяются в нижних горизонтах среднеколлоидными, то есть происходит уменьшение величин к с постепенными перехода™ от горизонта к горизонту. Различие показателя к по горизонтам свидетельствует о текстурной дифферен-цированности почвенного профиля, постепенность переходов от горизонта к горизонту дает основания говорить о возможности дифференциации почвенного профиля под действием почвообразовательных з- <061

%

Ч> » и> %

ал лго в»

Л.

Дугово-черноземная сильновыщелоченная глубокооглеенная почва

V» С6 Ц> •/ м аго С1Н П ¡О им 3 3

• . * ___■ _ « * ■ * т -

Глее-солодь луговая

Рис. >Ь I, Изменение по профилю почв ПП вероятностных показателей распределений гранулометрических элементов.

процессов /элювиально-иллювиального процесса, оглинивания //£ , ¿¡Ы/. .В исследуемых почвах зернистость песчаных компонентов составляет величины порядка 20-22мкм, что характерно для лессовидных грунтов, являющихся почвообразующей породой в подзоне распространения южных черноземов. ,,

Достаточно выраженной дифференцированность профиля становится в черноземно-луговых почвах. В этих почвах происходит увеличение содержания глинных компонентов / /, одновременно с уменьшением показателя дисперсности /к/ при переходе от горизонтов А,АВ,А1А2,А2В к В /рис. Л I/. Именно такое сочета-

нив распределения и к по профилю свидетельствует о налотии элювиально-иллювиальной дифференциации черноземно-луговых почв. При этом, чем больше степень оглеения и осолодения почв, тем больше различия содержания глинных компонентов и их дисперсности в пределах профиля и тем более дифференцирован профиль. Наиболее резко проявляется это в профиле глее-солоди.

■ В верхних горизонтах глее-солоди отмечается относительно пониженная зернистость песчаных компонентов - средний диаметр ■ порядка 16-17 мкм. Это связано с разрушением песчаных компонентов, так как некоторое увеличение зернистости вниз по профилю происходит постепенно, достигая величин, характерных для почво-обравумцей породы. Это свидетельствует об отсутствии текстурной неоднородности исходной почвообразуицей породы как в пределах ПП, так и окружающей территории.

4.2. Микро- и макроструктура почв ПЛ.-Оценку микроструктуры провели методом изучения ее устойчи-, вости к разрушению ультразвуком. Были получены кривые зависимости интегральных долей частных распределений от времени ультразвуковой обработки /рис. № 2/. Наиболее непрочной микроструктурой обладает лессовидный суглинок /горизонт ВС чернозема южного/, уже к 5-й минуте обработки интегральные доли частных распределений достигает предельных значений..Наибольшей устойчивостью характеризуются гумусированные карбонатные горизонты лугово-черноземных почв, где происходит очень медленное и постепенное разрушение микроагрегатов.

Устойчивой является микроструктура глеевого горизонта глее-солоди. Полное разрушение ее достигается только после 30-ти минутной ультразвуковой обработки. Но эта устойчивость,по определение Н.А.Качинокого /1947/, является "ложной" и обусловлена не характером связи в микроагрегатах, а их высокой плотностью и низ-

4o-

i»

_!

м

« »

Чернозем южный /ВС 132-160/

■i «и» • 4o ■ го t пин

Лугово-черноземная карбонатная слабосмытая почва /АВ 22-46/

Рис. ß 2. Кривые зависимости интегральных долей частных распределений микроструктуры от времени ультразвуковой обработки : Г-менее 5 мкм, III - более Г00 мкм. ..

кой водопроницаемостью.

Более отчетливо эти -различия видны при попытке количественной оценки устойчивости микроструктуры. Параметр 4 /время обработки ультразвуком, за которое разрушается половина исходных агрегатов/ количественно характеризует устойчивость микроструктуры, степень и прочность связи в агрегатах. Чем больше ß, тем более устойчива микроструктура к разрушающему действию. Для указанных горизонтов получено, что наименее устойчива-микроструктура горизонта ВС чернозема южного /4- 1«5 мин, 0.5 мин/, наиболее устойчив горизонт AB лугово-черноземной карбонатной почвы - 13 мин/.

Наиболее благоприятную в агрономическом отношении структуру имеют лугово-черноземные почвы, где создаются оптимальные условия для структурообразования и формируется зернистая структура. Основная масса структурных отдельностей представлена агрономически ценными агрегатами. Черноземно-луговые почвы и глее-

V

солода отличаются низкими коэффициентами структурности по всему профилю. Эти почвы макроструктурные, глыбистые, с преобладанием агрегатов крупнее 10 мм /50-67$/.

Оценка водопрочности почвенной структуры по шкале .Саввино-ва проводилась по результатам мокрого просеивания. Лугово-чер-ноземные почвы характеризуются хорошей водопрочностью почвенной структуры, а черноземы южные, черноземно-лутовые почвы и глее-солоди - удовлетворительной водопрочностью.

4.3. Физические и водно-физичес^ше свойства почв ПЛ.

Почвы ПП резко различаются по своим физическим свойствам.

Черноземы южные на плакоре в богарных условиях обладают достаточно хорошими физическими свойствами. Наиболее благоприятные свойства имеют лугово-черноземные почвы. Они характеризуются оптимальной плотностью, хорошо агрегированы и хорошо водопроницаемы. Черноземно-лутовые почвы отличаются относительно высокой плотноотью и низкой водопроницаемостью.

Наиболее неблагоприятными физическими свойствами обладают глее-солоди. Они характеризуются уплотненностью почвенного профиля и особенно высокой плотностью иллювиальных глеевых горизонтов / 1.60-1.64 г/см^/. Водопроницаемость этих почв приближается к нулевой, особенно для иллювиальных горизонтов /0.01 мм/мин/. Водопроницаемость почв ПП постепенно снижается в ряду: чернозем южный - лугово-черноземная почва - черноземно-луговая почва - глее-солодь. Крайне мала пористость аэрации в глеевых горизонтах глее-солоди. Это обстоятельство неблагоприятно сказывается на воздушном режиме почв днища ПП.

4.4. Структура порового пространства почв ПП.

По данным структурно-энергетических характеристик почв ПП были построены диаграммы структуры порового пространства /рис.

3/ и сделана оценка потенциальной и актуальной слитости исследуемых почв.

уд.объем п.Ю~5м3/кг

,-5.А

40

30

20

10

О

I

Чернозем южный /А1 22-37/ Глее-солодь луговая /А1 22-33/

Рио. № 3. Диаграммы структуры порового пространства почв ПЛ.

а-адсор<5ированная вода, б-жидкая, межмицеллярная вода; в-внут-риагрегатный воздух, г-стабильная структурная пориотость, д-трещины

Благоприятный водно-воздушный режим чернозема южного и лу-гово-черноземных почв обеспечивается наличием значительных удельных объемов текстурной, стабильной структурной пористости и общего порового пространства во всем диапазоне значений давления почвенной влаги.

Периодическое переувлажнение почв, развитие процессов ог-леения и осолодения в черноземно-луговых почвах и глее-солоди определяет снижение значений удельных объемов общего порового пространства, текстурной и стабильной структурной пористости, увеличение треииноватости. В период иссушения почвы испытывают недостаток воды, при увлажнении трещины заплывают и обусловливают развитие анаэробиозиса.

Глава 5". ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ПОДОВОГО ПОНИЖЕНИЯ ТРАШПЕЙНО-КООРДИНАТНЫМ МЕТОДОМ.

5.Г; Элементы водного режима почв ПЛ.

Особенности строения ПП и его почвенного покрова, так или иначе, связаны с резко контрастным водным режимом, обусловленным переувлажнением или частичным временным затоплением днищ ПП во влажные /снеготаяние, ливневые осадки/ и иссушением в засушливые периоды. Почвы днищ ПП всегда содерл?ат повышенные запасы почвенной влаги, особенно в нижней части профиля, по сравнению с почвами повышенных элементов рельефа. Таков распределение почвенной влаги наблюдалось в течение двухлетних исследований водного режима на ПП ключевого участка.

'5.2.- Направленность капиллярных потоков в почвенно- . грунтовой толще склона ПЛ.

Неоднородность распределения почвенной влаги в толще поч-во-грунтов днища и склонов ПП свидетельствует о возможности горизонтального передвижения воды в области их сопряжения. С целью получения данных по распределению давления почвенной влаги' в горизонтальном и вертикальном направлении по линии трансекты ПП использовалась модель структуры порового пространства и прямые определения давления почвенной влаги в контрольных точках по линии трансекты.

Как экспериментальные, так и расчетные данные /рис.4'в,г/ однозначно показывают наличие постоянных капиллярных потоков почвенной влаги от днища в сторону сопряженного с ним склона в горизонтальном направлении и вверх по склону, то есть идет постоянное подпитывание нижней части Склона за счет избыточных запасов внутрипочвенной влаги, имеющихся в толще днища ПП практически круглый год. Появление морфологических признаков гидроморрязка означает начало просадочных явлений в зоне

Рио.1з 4. Диаграммы топоизоплет физических параметров почв подового понижения: а/-плотности (г/см^), ¿/-водопроницаемости .(мм/мин), в/-влажности (.%), г/-давления почвенной влаги (кПа).

Мгор. 1=1000

досягаемости капиллярного горизонтального подтока почвенной влаги. Накопление почвенной влаги обеспечивает расширение зоны просадок в сторону крутых склонов и соответствующее понижение базиса эрозии. Наличие капиллярного подпитывания почв скло^ на ПП способствует развитию лугового процесса. Интенсивность этого подтока на различных участках склона неодинакова, определяется удаленностью склона от днища ПП и определяет, в свою очередь, степень выраженности гидроморфизма, последовательность переходов почвенных разностей в катене и их генетическую обусловленность.

5.3. Пространственное изменение свойств почв склона ПП.

По результатам исследования трансекты были построены диаграммы топоизоплет физических /рис .)& 4/, химических и физико-химических параметров переходной части к днищу ПП. Характер пространственных изменений свойств почв и грунтов в области склона однозначно показывает приуроченность границы сопряжения исходных лессовидных суглинков и гидроморфноизмененных пород к границе сопряжения локальных днищ и склонов ПП. Это в полной мере относится ко всем изученным параметрам: плотнооти, водопроницаемости, влажности, давлению почвенной влаги, содержанию гумуса, удельной поверхности, суммы поглощенных оснований, карбонатнос-ти и рН. Все эти изменения свойств почв по склону ПП носят плавный постепенный характер, то есть отсутствуют резкие переходы от одной почвенной разности к другой в соответствии с однонаправленностью изменения водного режима по элементам рельефа ПП.

Глава 6. ИЗМЕНЕНИЕ ПОДОВЫХ ПОНИЖЕНИЙ ВО ВРЕМЕНИ.

Детальное рассмотрение строения,'рельефа, структуры почвенного покрова, процессов перераспределения воды, градиентных изменений свойств почв и грунтов, слагающих ПП однозначно приводит к выводу о том, что ПП не являются статичными природных!

образованиями и испытывают существенные изменения во времени,

интенсивность которых.достаточно значительна. Конкретное обоснование такого вывода включает:

- смещенность локальных днищ и вытянутость Ш в сторону участков склонов повышенной крутизны;

- генетическая одинаковость почвообразующих и подстилающих по-, род ПП и окружающих территорий;

- соответствие формы межслоевых границ лессовидных суглинков просадочным формам поверхности ПП;

- наличие просадочных трещин в толще гидроморфноизмененных пород днища ПП и отсутствие их в толще лессовидных пород окружающей территории;

- совпадение границы между гидроморфноизмененным и исходным лессовидным суглинком с сопряжением локального днища и склона повышенной крутизны;

- наличие шлейфа смытых почв на склоне повышенной крутизны;

- отсутствие"поднятия" днища ПП из-за- накопления твердого эрозионного стока;

- повышенная плотность почв и почвообразующих пород днища по сравнению с окружающей территорией как прямое свидетельство просадочных явлений; '

- наличие капиллярного подтока' почвенной влаги, подпитывающей основание крутого склона, что вызывает просадки в нижней части склона и постоянное понижение базиса эрозии;

- закономерная постепенность и однонаправленность изменений свойств почв в пределах единого гидрологического ареала ПП;

- отсутствие концентричности почвенных контуров, слагающих почвенный покров ПП с закономерной последовательностью перехода от зональных черноземов южных через соответствующие стад-,'.и гидро;.:орфных и осолоделых почв к суходольным остаточ-1ю г:!дро:.:ор4 ным почвенным разностям.

ПП гидрологически не соединены с общей гидрографической сетью. Их гидрологический режим в конкретных климатических условиях полностью определяется характером рельефа, способностью почвенного покрова усваивать воды поверхностного происхождения и перераспределением их по элементам рельефа ПП. Общая схема структуры почвенного покрова ПП и перераспределения поверхностных вод в пределах единого гидрологического ареала показана на рис. № 5.

• Под совместным действием просадочных явлений и эрозионных процессов происходит рост понижения в сторону склонов повышенной крутизны. Направление разрастания ПП не зависит от направления общего уклона местности и определяется расположением крутого склона и сопряженного с ним локального днища. Рост ПП происходит за счет расширяющихся просадок. Эрозионные процессы неизбежно сопутствуют' эволюционным изменениям почвенного покрова ПП, отражая их, но не являясь первопричиной этих изменений.

Процесс развития ПП представляет собой явление деградацион-ного характера, сопровождается эрозионным разрушением гумусового слоя почвы и постоянным возобновлением базиса склоновой эрозии, расширением ареала промачивания в сторону наиболее выраженных склонов, сопряженных с локальными днищами. Взаимодействие и однонаправленность этих процессов обеспечивает прогрессирующий рост ПП, разрушение и деградацию почвенного покрова подовоосложненной территории в целом.

Эволюция почвенного покрова подовоосложненной территории включает появление гидроморфных почвенных разностей, их трансформацию в глее-солоди с последующим выходом в суходольную стадию. Возможность такого процесса отмечается в работах ряда почвоведов - Й.П.Герасимова и др./1939/, Б.П.Ахтырцева и др./1075/, Е.М.Самойловой /198Г/. "менно этот процесс, начинающийся с уси-

в

г 120 з

Рио.]5 5. Схема структуры почвенного покрова подового понижения и перераспределения поверхностных вод в пределах единого гидрологического ареала.

а-пахотный слой.б-осолоделый слой,в-оглеенный слой.г-граница между карбонатным и гидроморфноизмененным лессовидным суглинком,д-карбонатные новообразования в виде белоглазки,е-в виде погремков^ж-в виде псевдомицелия,з-обозначения перераспределения поверхностных вод; 1-чернозем южный,2-чернозем южный смытый,3-лугово-черноземная почва,4-черноземно-луговая почва,5-глее-солодь,6-черноземно-луговая сильноосолоделая глеевая почва,7-черноземно-луговая остаточно осолоделая почва с признаками'остепнения, 8-лугово-черноземная (суходольная) остепнящаяся почва с остаточными признаками гидроморфизма.

ления гидроморфизма и просадок в нижней части склона, определяет деградационный характер эволюции почвенного покрова. Наличие эрозионных процессов усиливает деградационные аспекты этого явления. Деградационный характер эволюции ПП определяет необходимость дифференцированного подхода к хозяйственному использованию территорий, включающих подовые понижения, возможный уровень мелиоративных и агротехнических воздействий и необходимые ограничения природоохранного характера, вплоть до оставления их в качестве естественных эколого-гидрологических узлов в данном ландшафте.

Глава 7. ВОЗМОЖНОСТИ И ПУТИ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДОВООСЛОЯНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ.

Широкое распространение подовых понижений затрудняет богарное земледелие и ограничивает возможности применения орошения не -только подовых понижений, но и окружающих их равнинных территорий.

Характер проявления деградационного воздействия на окружающую территорию и состояние почв собственно подового понижения в большой мере определяется наличием крутых склонов с. уклоном более 0.02, что является главным фактором природной деградации почвенного покрова и ограничения применения современных способов орошения на подовоосложненной территории междуречья Днестр -Барабой.

•При освоении этих территорий под орошение необходимо проводить комплекс почвоохранных мероприятий, связанных с регулированием поверхностного стока.

ВЫВОДЫ.

1. Замкнутые подовые понижения различной формы на территории междуречья Днестр.- Барабой занимают до 39% общей площади и обладают специфическим строением и почвенным покровом.

2. Гидрологический режим подового понижения в целом характеризуется перераспределением поверхностных вод, периодическим накоплением их в днище пода, горизонтальным капиллярным передвижением в область сопряжения локального днища с крутым склоном. Происходит "рост" подового понижения в сторону участков крутых склонов и сопряженных с ними локальных днищ

за счет расширяющихся просадок и сопровождающего их эрозионного смыва.

3. Основным условием существования и эволюции подового понижения является наличие участков склонов с уклоном более. 0.02, обеспечивающим существенное перераспределение поверхностных вод и их накопление в днище пода -в почвенно-грунтовой толще или на поверхности. Территории, с уклонами менее 0.02 практически полностью осваивают дождевые и талые воды при

ч

встречающихся интенсивностях осадков и водопроницаемости зональных южных черноземов.

4. Рельеф и его изменение с связи с расширяющимися 'просадками и эрозионным смывом /"ростом" подового понижения/ определяет эволюцию почвенного покрова подового понижения, которая включает появление гидроморфных почвенных разностей, их трансформацию в глее-солоди с последующим выходом в суходольную стадию. Это определяет деградационный характер изменения во времени почвенного покрова подовоосложненной территории.

5. Структура почвенного покрова понижения не является концентрической. Полная почвенная катена подового понижения по элементам рельефа от плакора через крутой склон, днище и

противоположный пологий склон понижения представляет собой генетически связанный ряд почвенных разностей с постепенными переходами: чернозем южный - лугово-черноземная почва - черно-земно-луговая почва - глее-солодь - луговая остаточно осолоделая остепняющаяся почва.

6. Осолоделые оглеенные почвы днища подового понижения обладают неблагоприятными агрофизическими свойствами: повышенной плотностью, фрагментарно-трещинной структурой, пониженной гумусированностью, выщелоненностью, неудовлетворительны™ вод-нонфизическими параметрами. При избыточном содержании почвенной влаги в нижней части профиля, верхняя часть профиля характеризуется резко контрастным водным режимом - переувлажнением в осенне-зимний и иссушением в летний период.

7. Перераспределение поверхностных вод обусловливает недостаточное накопление почвенной влаги в периферийной части подового понижения, что с учетом общей засушливости климата и необходимости орошения создает дополнительные трудности в во-дообеопечении культур на подовоосложненных территориях.

8. Деградационный характер подовых понижений как.природных образований и как возможных объектов орошения определяет принципы дифференцированного подхода к планированию почвоохранных мероприятий при использовании подовоосложненных территорий.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Агрофизическая характеристика почв черноземно-солонцового комплекса Кулундинской равнины // Тезисы к научной конференции "Проблемы орошения почв Сибири". Барнаул, 1988, с.56.

2. Роль процесса подзолообразования и исходной текстурной неоднородности в формировании почвенного профиля // Сб.мате-

риалов научной сессии 1У Сибирцевские чтения "Исследование почв на Европейском севере". Архангельск, 1990, с.72-73.

3. Физическое состояние почв подовых понижений и экологические проблемы их использования // Тезисы докладов респ. конференции "Экологические аспекты использования и охраны почвенных ресурсов Молдавии". Кишинев, 1990, том I, с.175-176.

4. Эколого-гидрологическая роль подовых понижений в ландшафте

и их использование // Тезисы докладов Всесоюзн. школы-конференции молодых ученых "Экологические проблемы в почвоведении и земледелии". Курск, 1991, с. 103-104.

5. Почвенно-физические аспекты эволюции подовых понижений в нижнем левобережье Приднестровья // Почвоведение , в печати / с соавторами/.

Решетина Татьяна Владимировна Агрофизическая характеристика почв подовых понижений в подзоне • распространения пжных черноземов как возможных объектов орошения. / автореферат/

Подп. к печати 2.7- ✓ 1992 г. Ф.П.Л. 4,6 Тираж /00

Типография ОХО Миннефтегазпрома СССР. Зак. № 4С64