Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПЕРЕГНОЙНО-ТОРФЯНЫХ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ОСУШЕНИЯ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПЕРЕГНОЙНО-ТОРФЯНЫХ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ОСУШЕНИЯ"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛПДИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ 1ЮСУдаРСТВНШЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛШСНОСОВА

Факультет почвоведения

На аравах рукописи

ВИНОКУРОВА ВАЛЕНТИНА МИХАЙЛОША

УДК 631.4

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ВОДШЙ РЕЗШ ПЕРЕГНОЙНО-ТОРФЯНЫХ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ОСУШЕНИЯ

Специальность 06.01.03 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1984

¡ЬтЛпп

.Работа выполнена на кафедре фазикж к медяорации гота факультета почвоведения Московского Государственного Унжвер-снтета ем. Ц.В.Ломоносова

НаучииЗ руководитель: доктор биологических ЕДук И.И.Судкгцьгн

Официальны» оппоненты: доктор географических наук

И.Н.Скрыннжюва кандидат биодогячесхжг ааук В.Д.СкадаЗан

Веду®ее учрелдевие - Цосгипроводхоз

Завдта состоится ' в 15*30

часов на заседании специализированного совета К053.С5Л6; ИГУ вы. М.В .Ломоносова; 119899* Москва, Ленгора, МГТ, ф-т почвоведения. Ученый совет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета т* >веяенняг МГУ

Ав ферат разослан

Учёнмй секретарь сыецаастэироваввого совета

Й.П.Бабьйва

Лдтуалбкооть прочем«, В реализации продовольственной про-грамш особое меото отводятся мелиорации. Широетй размах ооувв-телысых мелиораций в наше! стране позволил создать на торфяных почвах внеояопродуктивнне овоще-корневые базы, Оря правильной мелиорации улучшаются водно-физические свойства почв,вх водный и температурив К режаш. Но ошибки, иногда допускаемые пря мелиорации (прежде всего чрезмерное осушение), могут привести к деградация торфяных почв. Чтобы избежать шибок» необходимо всесторонне иауугть процесса, протекайте в мелиорированных торфяных почвах при сельскохозяйственном использовании.

'Эта проблема очень сложна в не может решаться успешно бее применения всего арсенала существующих методов исследований почэ, прежде всего методов фаз« чес кого и - математического коделя ров fini* почвенных процвоЬов, в, в нерву» очередь .-гидрологических. Необходимом условием успешного применения атих методов является детальное исследование закономерностей передвижения влагв я потребления ее' растениям на торфяных почвах, проведенное на базе полевых и лайораторпк* экспериментов.

' При ©том следу«! учитывать, что торфяные почв» в процессе интенсивного сельсхокояяйственного использования быстро меняет своя водно>ф1зичеопв характеристики.

ГЬль работ« заключалась в изучении водного режима осушенной перегнойно-торфяной почвы в разные по увлажненности периода и выявлении ' оптимального диапазона почванно-тидрологвческих условий, обеопечиваещвх максимальный урожай сельскохозяйственных культур.

Основные задача исследования. "

1. Изучение фиэичестх и водно-фязвчеокях свойотв почвы и их изменения в процессе осушения и сельскохозяйственного использования.

2. Выявление закономерностей движения влагв в ненасыщенной почве.

3. Исследование влияния параметров дренажа на динамику- влажное-та, потенциала влаги и ее передвижение в мекцреннои пространстве,

4. Установление оптимального уровня увлажненности пере гнойно-торфяной почвы для различных по требоакив к увлажнению сельскохозяйственных культур.

Новизна роботы.

1. Впервые о яомоиью оржгянального метода показано,что предельны! градиент сдвига вода возрастает пропорционально давлению поденной влаги; выведена формула етоя зависимости.

2. Изучен^ распределение капиллярного давления влаги Р в меж-дренном пространстве .рассчитаны направления и скорости потоков влаги в течение вегетационных периодов различных по увлажнению лет;, показано, что вертикальные потока по интенсивности значительно превосходят горизонтальные.

3. Установлены оптимальные уровни увлажненности (Р —Ю кПа) для селам, patrpaca, Тимофеевы, свекяы в дая ячменя < Р —10 --30 кПа). Давние об оптимальной увлажненности, выраженные в виде капиллярного давления,'более универсальны, чем выраженные в процентах от массы вли объема почвы,' в могут быть распространены на другие разновидности торфяных почв.

Практическая ценность и реализация работа.

Полученные результаты могут быть использованы при составлении проектов мелиорации, гидрологических расчетов движения влаги в зоне аэрации, планировании норм в сроков полива сельскохозяйственных культур на серегнойно-торфяных железистых почвах.

Данные полевых исследований используются ОПХ ЦГБОС.

Апробация работы. Результаты исследование были представленына У научно-техничео-ко! конференция ш физагсо-хямаи торфа (Калинин, 1981),У конференции колодах ученых факультета Почвоведения МГУ (Москва,1983), 10-« Ме«ведомственноя научной конференции "Нечерноземные почвы и пути их рационального использования" (Ленинград,1982).Всесоюзной научной конференции "Современные методы исследования почв" (Моск-г ва, 1983).

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в ? статьях.

Объем работы. Диссертация состоит вз введения,4 глав .выводов , приложения. Работа изложена на 92 стр.машиношсного текста, имеет JA, таблиц и ЛГрисунков. Список литературы содержит cUf наименований, из них -иностранные.

Водный режим торфяных почв изучался многими исследователями (Скоротнов,1954; Печгуров, 1955; Корчунов,1960; Скрынникова, 1961;Панов,1974 в др.).Выявлены основные особенности его форм»-

- 3 -

рования в различных почвепно-гвдрологическях условиях в при различно* обеспеченности осадками (Шебеко »Михальцевич, 1971;Пабанов, 1973), Определены оптимальные уровня грунтовых вод (УГВ)-кор»« осушения для различных культур на торфяных почвах, отличающихся ш в одно -фи ав че сгаш своистваи(Ивслов, 1963; 1960;Эубец,Афанвсик, 1973 ;Панов .Шинков, 1974 ; Голованов в др. ,1975 ■ др. )♦

Однако ста »ссаедования не позволяя* провеет« строгую опенку вояоудерживавдей способности торфяных почв .рассчитать направление а интенсивность потоков влаги а дать универсальный кратере! для оптимизации водного ре хина торфяных поив сод различима культурами.Для решения этих вопросов необходимо было привлечь термодинамически* метод, позволявши физически строго оценить степень осушенности потаи с учетом одновременного влияния УГВ я метеоусловия. Измерения потенциала влаги в почве на разно! глубине позволяет выяснить направление передвижения влаги и его интенсивность. Ра счет градиентов а потоков проводился большем частью для верхових торфяняков в процессе их сутки (Гамвдаов,1964 ; Чураев,1964).

При мелиорации ■ сельскохозяйственном освоении торфа происходят коренные изменения почвообразовательного процесса,приводящее я формированию новых тяпов почв (Скрыння нова, 1961).В результате разд'оженвя осушенного торфа изменяются «го физические в вод-но-4мзвиеовяе свойства,прозсходит дополна тельная усадка в понижение УГВ.При «том возможна пересушка торфяных почв и,как следствие ,вх ускоренное разложение вплоть до полного исчезновения торфяного сдоя.

Оря окультуривании основные изменения происходят а пахотном горя зонте .Нижние, подпахотные горизонты почвенного профиля, часто подвергаются вебаточному увлажнению в по евояствам близки к торф-органогенно! пород».В результате образуется двучленны! профиль о резко отличающимися свовотвама.

Исследования проводам с ь на территории ЛЗ квартала ЦГБОС (участок "Давние").Участок осушен эаяргтым гончарам дренажом на глубину 1,2 м о мездренными расстояниями 40 и у магистрального канала, 30 м в центрально! части ■ 15 м в притерросно!. Полевые наблюдения осуществлял!сь в течение вегеташонных периодов 1981, 1532,1963 гг. .оучеотаенно раадчюяихся по погодным условиям.Вегетационный период 1981 г. бил сухжм в жарким, 1982 г.«4олеа влажным и прохладим, 1963 - средним.

Профиль лерегвожно-торфдных почв дафференцвровен.Зольность пехотного горляонта достигает по сравнение в 35)£ в слов

80-100 см, ст в сень раглохшгая уваянчаласъ до 90-IOOÍ. Увеиячилось значение |Н до 5,9 (при 5,6 в сдое 80-100 см) I уменьшалась гид-родятвчвская ислотность до 35,6 vr«era/IOO г оспам (пра 46 в слое 8Ö-1D0 см).Увелич«гаа о глубяно! cyvooi вогаовенных осяоввня« до 198,8 *г«вкв/100 г поток в сдое 80-100 ск (со сравнению в 130,4 кг»»га/100 г почвы в.пехотной слое) ыохет бить связано о dauaet дяоаергярованностьв оргаяячесвях коллоидов пра постояпло! виоохо! влажности почв». Содержат в подвижных форм фосфоре в кала а пахотном горизонте 41,5 а 66,8 «7100 г, т.е.в 2-3 разе вы-в*,чам в нижних сдоях подпахотного горазовта.Этому способствует внесение шаеральннх уаобрени! а шнсрамзецяж оргаявчевхого вещества, жизнедеятельность ра стеган в микроорганизмов.

вязи чески е я водно-фязичосняе своКства изменяются в процео-се окультуривания вместе о увеличением вольности » степени pa»* ложения (табл. I).Важными особенностям являете* некоторое увеличение пютности твердо! фазн к шотноатя почва в умекьвекяе до-лево« вжагоемхоотя в супе пере ода, связанное о жоагуляцле» кад-д садов.

CkSm* дарозность определялась раочетним путем. Она уведячява-ется о глубиноЯ о SCQC об. а пахотном сдое до об.в слое 80-300 ом, Определение дифференциально*порояиоеги ка ехлляриметра-чеохям методом показало,что преобладает тоняе ооцв диаметром <3,8 мвм; ях содержание достигает 63,7É от объема в слое 0-10 ом, S4,Q9C об, в слое 10-20 см а 59,4£ об. в слое 90-ЮО ем.Этям оЛясняетсл большое количество в торфа влer«.недоступно« растениям.

Водоудерхиваицая способность торфпнях почв зависит от начального увлажнения. Вследствие »того категория влаги правильнее внрахяп вехоторкм диапазоном. Хабораторнне определения волевое влагоемко оп (ПВ).вышлненпые по методике СД. Долгова в модификация И.Н.Скрмнгакаво1(1961)на образцах, отобранных в сухо* ж аяахввК триоди, позволял* дол учить интервал возможного изменения . S3. С глуби вое ПЭ увеличивается от 73-66Í в пахотном гораионте до 85-7QC o<J. в слое 80-ÎD0 ем.

Елажаость вавдкаяяя- СВЗ) определялась биологическим методом. Она ушевьмяется от Э4-2$С об.в гахотяом гораионте до Y7-T& об. в ввяяе* чаоти подпахотного.

Тайяца X

V. Фз зачеса е своЮтаа, категоряа влагн а говффициент фттрацг» перегнано-

^ торфяно! хвлезвсто! почва

Глуйнв.йяотеосхь1 Дяотность см твердо« почвн, фазы, г/см3 г/мг 1 Погюэ-1 Категощ'влвга. о&егав < Ч>

ОВ-ШЬ ПВв ОВСв Шз-ЕВШ ЕВАП-ВЗ ЕЗ м/свк

0-20 Ш 0.40 && 80-79 79-73 73-70 70-66 65-43 43-47 27-21 7,3'Ю"6

1,81 0,36 80,1

20-40 1Л2 ол 87-83 83-87 77-69 69-64 64-44 44-2? 29-24 4,6* Ю"5

1.75 0,23 86,9

40-60 М1 ШЛ 86-85 86-83 83-80 80-77 77-47 47-21 21-18 7,7*Ю"®

1.57 0,22 86,0

60-50 Ш 87' Г 88-87 87-86 86-82 82-85 75-46 46-20 20-17 8,3* ГО"6

1,61 0,19 88,2

80-100 № 0.22 86.6 88-87 87-85 85-80 80-76 76-45 45-20 20-Е 1,2* Ю"5

Г,62 0,1? 88,3

ОВчЛадя вдагоеиосгь (полнея водсвмэетамость); ПВв-палевая магоетость влажного перюда; ПВс-ямевая магсемюсть сухого периода; ВШП-влгяносп внутри агрегатннх пор; ВЗ-влаянос» аавядшя; К$ - коэйтяеит {яльтради.

Примечаете:!) в чвоителе ~ддя сухого сере ода, в энеменатедэ -для влахного.

В торфяных почвах в диапазоне влахнооя от ПВ до ВЗ првнято пхшп категоржю среднедостушов влага вдутряагрегатных сор (ВВ1Д), соответствующую ВЕК для минеральных дочэ.ВПАД условно соответствует середине диапазона ПВ-ВЗ (Сирввнакова,19б1).

Пространственная неоднородность ж азиенчввость во времени свойств торфяных почв требует введения более строгого критерия ях увлажненности. Тагам критерием »soхат служить потенциал (давлена а) почвенной влага, позволяй^! оценить ее анергетаческое состояние.

Зависимость капиллярного давления (Р) от влажности (W ) -определялось зондовым методом (Глобус, 1969; Судницын, 1975)в образцах с ненарушенным строением, при обезвоживании торф дает усадиу* повтому для уточнения зависимости P(W) объемная W рассчитывалась при каждом уровне Р о учетом нзменекжя объема образна.

Ери во ex уровнях Р отмечалась большая W па глубине 20 см (pío. 1).Это связано с острухтуренность в пахотного гор« зонта .наличием широкого спектра пор различного диаметра,в том числе тонхжх, в которых почва даже пра Р^-80 жПа удерживает значительное количество влаги (60Í об.). В образцах о глубины 50 и 80 см эта фраиаявода заполняет соответственно 42 и 34$ об.

Зависимость Р( W ) била построена и во данным полевых определенна. Дня пахотного горизонта она оказаласьблизка к лабораторной, для глубины 50 см сильно отличалась. Меньшая W при одинаковом Р почвы в естественном залегании, возможно,обусловлена наличием защемленного воздуха, которые пра лабораторном определении удаляется вакуум»рованием. Зависимости для образцов, отобранных в середина мехцренного пространства и над дрено*,также различается. Меньшая W почвы на глубине 50 см над дренов црв одинаковых Р связана о разрыхлением ее цри строительстве дренажа. Почва над дренох характеразуется более высоко! дифференциально! влагоемхостьв ( aV^P), т.е. при одинаковом ааменеиии W в мвадренном пространстве Р изменяется меньше, чем над дренов.

В диапазон» низких W зависимость полного Р от W была определена с помочь» и ко преос -вира анта гигроскопического метода (Сужни дан, 1979; 1961). Iu образцов о разных глубин они оказались довольно близким,особенно пра W< 15^,когда вид зависи-

мостя в основном определяется фвзико-тямичеокиш свойствам почвы.

В диапазоне капиллярного Р зависимости Р( ) йия определена для процессов десо<р(ЭДВ и оорбции, При одинаковом Р меченая при обезвоживании вьше, чек при увлажнен»и, что свидетельствует о сильном проявлена и гяогереэасо.

Р» кПа

Рио.1. Зависимости влажности почвы ) а коэффициента влвгопроводности (К) от давления почвенно! влаги (Р); 1,2,3 отделены зонговым метолом; 6,7 ,в-гвгро-скопическим;4 и 5- по данным полевых определена! соответственно в мевдренном пространстве я над дреной.

Благо проводность почвы определялась в насыщенном я ненесы-цвняом состоянии в лабораторных условиях. С глубиной коэффициент фильтрации (Кф) изменялся незначительно (от 7,3 «10-& м/с в к

- 3 -

в пахотной горизонте до 1,2 ♦ в слое90-100 см).Коэф{а-

цяент ллагопроводностя ненасыщенной почвы (К) в диапазоне ва-'шлллрюго Р определялся нестационарным методой на зондовом капилляра метре > при помощи потохомора. При снижении градиентов Р ( йг ■) Ло некоторого предельного уровня значения К уменьшались. Это связано с существ сваляем предельного градиента^сдвига води -( л? )0, т. е. некоторого ни мольного значения ¿j , шгжа которого закон Дерен строго не выполняется. Величина ( >0 находится с прямолинейно* зависимости от Р: (£г)<, >0*16 Р. При полном насыщены» почв» ( )0 практически равен 0, при Р --50 кПа 7,5 кПа/м.

Вря низко! влажности почвы зависимость К(Р) определяли методом синхронных полей влажности (Суднипын,1964; 1979).Для всех горизонтов в интервале Р от -I до -Ж кПа справедлива завися-юсть

При оценке водного режима необходимо иметь данные об оптимальном диапазоне увлажненности (ОДО для культур,различных по требованиям в увлажнению* Существование нижней границы ОДУ обусловлено снижением траио пирата и (Т) рвотени й ниже йотенвд азьного уровня (Т0) при иссуоении почвы. Р, пра котором начиналось сня-савяе для салате было равно -5 кПа, хяя райграса- -20 xlla.

Вели чана Р, пря котором начинается снижение Т/Г0, может зависеть от К в системе почва-растение, которая определяется концентрацией корней. Вели чана удельного относительного расхода влаги t ¿ ) равна расходу воды, приходящемуся на единицу концентрации корней. ■ У салата величина L начала снижаться opa Р«- J2 кПа,у райграса пра рт-ХкПе. Верхняя граница ОДГ обусловлена тем, что при ~ высокой влажности растения могут снижать урожай от недостатка кислорода в почве.Дм оценки ОДУ определяли реекцзю на увлажнение почвы салата, райграса,ti мофв ев ки, свемш и ячменя в лвбора-торнкх(в эвмняй и летний периода) я полевых (летом 1982 г.) условиях* Дяя ячменя ОДГ является диапазон -Ю- .30 кЕа, для остальных культур -б> Р> -10 кПа. йлсод Р за ети пределы оогфовож-далоя уменьшением урожая. Наиболее требовательными к увлажнению почвы культурами являются салат и райграс. Opa уменьшении Р до -30 кПа их урожай снижается соответственно до 33 в 41% (по сравнение о варжантом - ДО кПа). Урожай ячменя составляет 93Ц (табл.2).

Тейяиоа 2

Влияние минимального давления гочвенноВ влаги (Р) на ввсоту райграса ■ /пион*, среднею площадь лио-тьеэ оахата х урохек *х надземное воздушно-сухо! бяомассн (вегетецнокгшв опит)

итмра р>дн_день_64-1 день_

кПа вкаота. биомасса ввоога, бяокясса

Г/со- % к г/со- % к вар.

суд -© кПа суд -30 хПа

-I 8 0,36. 71 13 0,97 33

-3 9 0,50 100 20 1,30 51

Оахат -ГО ГО 0,51 к» ав 2,57 100

-30 8 0,33 66 21 0,86 33

-1300 4 0,25 50 13 0,83 32

-2200 4 0,20 40 9 0,75 29

-I 0,27 1,44 64 0,34 3,99 54

' -3 0,27 1.45 64 0,35 4,01 54

РаХграо -ГО 0,30 2,29 100 0,40 7,43 ДХ)

-30 0,23 1,67 73 0,37 3,48 47

-1300 0,15 1,13 50 0,16 2,07 2В

-2200 0,14 0,91 40 0,16 1,07 14

-I 0,37 0,0в 22 — —

-3 0,17 0,09 24 - - - - -

-10 0,33 0,37 100 0,42 2,08 100

Ячмень -30 0,29 0,37 300 0,38 1,96 95

-1Э00 0,22 0,16 44 0,26 1,94 93

-2200 0,21 0,34 38 0.19 1,36 65

Г^аивчвнзе: Среотеквадратачеокая ошабка" измерений не премшает для виоотн растений 0,02 м,для адоютя лста-1 с*^, дня урогая -ОС от средне» дяя варианта велшчаня.

Наиболее чувствителен к вабитогаоя увлатаеннсюти шаюнь: он проявил прдзнаки угнетения ( пожелтение» полегание) уже через неделе после зготеяомвнва Р на уровне -11 -3 кПа, а чере» 18 хне! почти полностью винах. Салат х раяграс более устошчвет к анаэроб-

- Ю -

нни условиям, но в она Снизили урожай до ЭО и 54* при - I кПа и 51 в 54£ при - 3 кПа, Одинаковы! уровень неялутавго увлажнения (Р—10 кПа) для культур, отличавшихся до требованию ж узлалнекир, вероятно обусловлено тем, что в диапазоне Р , близком к оптимальному, урожай зависит не столько от овоКств растенв!,сколько от фезичеоквх уоловяв, складывающихся 8 почве, прежде всего от соотношения доступности почвенноя влага в обе с печенное ти корне! кислородом почвенного воздуха. Та лае условия, видимо, в создаются при Р»-10 кПа.

Закономерности передвижения плати в почве исследовались как в лабораторных, так в в полевых уосоэтях. В лабораторных условиях процессы передвижения влага модели ров али с ь на монолите высоте! 70 см, в боковые стенки которого вмонтированы пористые хера-шческве {ельтри, соединенные с водяными монометрами идя важуумэ-трама. Цра различном начально» увлажнения монолита ( W 0) исследовалась огорооть капиллярного поднятая воды, распре деление влаги по промелю после полива разними нормами, скорость изменения Р на разное глубяне после полива.

Црн средне! по црофвл» 60% об. вода поднималась на высоту Ю ом ухе в педоЖ день, на высоту 30 см - через 6 сут, 60 см - через 36 сут* На высоте 30 см от уровня волы в поддоне равновесие установилось линь через 63 сут.

При Щ, «ПВ подъем осуществлялся гнтеневвнее: на высоту 30 см - через 5, 40 см- через б, а 60 см - через сут. Равновесие на высоте 50 см установилось только через 100 сут. .

Впитывание я фильтрация вода моделировались поливом нормами ( (fr ) 6,15 и 50 мм. Црв мм в об. увлажнился только

, верхнвя слов монолита 0-JD см.Р увеличивалось медленно в даже на глубине'15 см достигало своего максимального значения <-20 кПа) лишь через 8,5 ч (рас.2), после чего постепенно падало в через 56 ч достигло первоначального уровня.

Црв ' fy »Б мм ухе через 15 мин после окончания полива профиль был промочен до 25 см.Положительный (направленны* вниз) ас (+60 кПа/м) на глубине 20 см свидетельствует о фильтрации воды в •том слое. Через 3 ч в слое 0-15 ом Р стало уменьшаться, но глубже оно продолжало-увеличиваться за о чет впитывании. Потери на фальтраш» составили от ty . Боднув часть времени Р било близко к равновесному, оря ty» 50 мм сроизсоло оквозное промачи-

- л -

4 ' ■ Ф

» ■ ■ - ,1 II — , > ■

О -10 -50 -30 -10 О -10

Р, кПа

Pec. 2. Распределение капиллярного давления влаги (Р) по глубине монолита (Л) в различные срока (£, час) после полива различными нормами (у.) при начальной влажности 60% (ф и 70? (б).

■ P со все» глубина возросло до 0,23f от fy вышло о фвяьтраца-оннвм потовом. Через 93 ч в средне» частя профяля установилось равновесие, а на глубине 5 см Р бУло нвхе равновесного sa счет физического испарения и транспирапии. При атом в слое 5-15 см вал оцяцательни» (направленных вверг) (-70 кПв/м). В слое 25-35 см почва была переувлажнена, однако, наличие отрада тальних

, шзввадох восходящее движение влага, прввело s тому, что вскоре Р упало ниже равновесного и через б сут приблизилось к первоначальным значениям.

При блжзко! к оптимально» (Р0—10 кПа) наиболее благоприятные условия увлажнения создастся при f- *6 мм. Оря ty-15

■ 50 мм потери на фильтрацию достигали 8 и от fy соответственно«

В солевых условиях в засушливом 19Э1 г. в верхнем 10-20 см слое почин в течение больве» части лета Р било нвхе -80 хПа (рве. 3),На глубине 30 см Р снижалооь в ваоушливые перводн до -60 -60 хЯа, • в хонд» июля даже до -60 хПа. На глубине 50 см в пер-во1 половине дет» Р было выве, чем ва глубине DO см и изменялось в диапазоне -Ю - -40 кДа, а после июльско» засухи Р практически било одинаковым на обеих глубинах*

W в слое 0-50 см больву» часть вегетационнего вере ода находилась в диапазоне ВВ1Л-БЗ, дваь в конце имя на глубине Э0-40 см снижаясь до ВЗ.

ЗЬнамнка Р позволяет точно опредежвть глубину проникновения осадков и перераспределенае влаги го профилю.В отличие от хроно-иэопхет W , судя по которым подпахотнн* горизонт оуве пахотного, а зоб ары указывают на закономерное уменьвение Р вверх по вро-фы». Это расхождение вызвано несовпадением аазаохмоотеК Р ( W ) для различиях слоев почвы, вследствие чего более ниико» W слоя 20-40 см может соответствовать более высокое Р. В яасушливве периоде верхняя граница капиллярно» какш, соответствующая Р* -ТО кПа, находились аа глубане около 70 см.

В 1931 г. глубине 40 см плотность восходящих потоков из-шяжиаоь-от 2,8 мм/сут в июле до 3,6 в 2,4 мм/оут в сентябре х октябре. Отсутствие на вто» глубине потока влаги в августе свидетельствует о том, что влага аз слоев глубже 60 см в верхние вам же socTjnuta. В 1582 г." Р в пахотном сдое во второю декаду и мхи о Пустилось вике -80 кПа».На глубине 30 см холебвнвя Р <Si-

Ос,мы

- 50

v 50е" ЕЗ С© * ggg133

ЩЩШ-ШАП

^^ВВАД-ВЗ

давлеаве влаги

---- капиллярное

-- полное

Рво. 3» Динамика а/ метеорологически условий: среднесуточная температура воздуха - Т, осадки за сутки — Ос, испаряемость - И, б/капиллярного давления влаг* - Р в мевдреввом простраястве - I s вад дрено4 -2, в/ хроножзошоты категорий влагя х г/ хроноизобары давления влах» в ISÔI г.

Ос,

в) 3

изо

m 2.жл::м. i .шил ш i

•1 vJJ 1ЩШЩ1

Рио.4. Лзнемка а) метеорологических условиШ í сродневуточная температура воадута-Т; осады ва сутж»-Ос,испаряемость-4Î i дренажного стока Ч;б)капяллЛ1*:ого давления влаги Р; иЭхроноазогаети категория влвги;г)хроко1яэавр« давления" маги Р, 1982 г, (услояные обозначения см.ряс.3).

л менее ре экие, минимальное Р (-60 хПа) отмечено 20 вшит. На глубине 50 см Р изменялось в диапазоне -10 —30 кПа {рис.4).По профилю \Х/ и Р изменялись незначительно за счет относительно равномерного распределения осадков и отсутствия резких: колебания УТВ.

Восходящее движение влаги было наиболее внтенсивним на глубине 40 см. в пахотном слое потоки била направлена вниз я о идея по октябрь достигали соответственно 0,45; 1,4 я 6,5 мм/сут, за исключением мая и и гая, когда они били восходящиш в составляли 0,3 и 0,002 мм/сут. Несмотря на встречное направление потоков на глубинах 20 и 40 см, накопления влаги не глубине 30 см не било отмечено; следовательно вся влага из атого слоя потреблялась рас тениями.

В 1983 г. ЗНЙЧИТвДЬНАб К0ЛббвВ1Я Р я № наблюдались в основном в слое 0-30 см. В мае пря отсутствии осадков Рв пахотном горизонте уменьшилось о -15 до -70 кПа и ниже. Верхняя граница капиллярно! каКш била отмечена на глубине 40 см в мае и глубже 60 см о ишя по октябрь*

Во все периоде наблюдений отмечалась более низкие \(/ я Р з околодрешом пространстве по сравнена» с меидренвым. Это связано о луча ей фильтрационной способностью я меньшей вблизи

дрен.

Различные участив поля осушена неодинаково. В притеррасной части во влажный период 1983 г. при УГВ 87-96 см отмечалось переувлажнение профиля; Р в капиллярной кайме было выме равновесного.

Наблюдения за режимом № я УГВ в течение трех лет,отличающихся по влагообеспеченноети, а также расчеты по формуле Дверья нова показали, что участки поля, прилегающие к магистральному каналу, не переувлажняются даже в экстремально влажные годы,а сухие же периода верхний 50 см слой сильно иссушается. Таким образом, в »той чаоти нет необходимости в столь частом расположении дрен. Напротив, в притеррасной части расстояние между дрена-га 35 м слишком велико и не воегда обеспечивает осушение почвы.

ВЫВОДЫ

I. В результате осушения и длительного (более 20 лет) сельскохозяйственного использования перегмойно-торфяная железистая почва приобрела неоднородный по физическим свойствам профиль.

Наиболее значительные изменения прсиэооли в пахотном слое.Последив! пшшосты» разложен,вольность возросла до 2QC,плотность почвы увеличилась до ОД г/оы*,плотность твердо! фазы увеличилась до 1,86 г/ом*.В Соответетваи о зтям общая пористость уменьшилась до вО!Са а полевая влагоемхость до 73-€6^.По водопроницаемо ста почва однородна: Я} изменяется по профилю от 7,7* 10~® до 1,2* I0"5 и/сек.

2.Зависимости капилляр!ого давления влаги (Р)от влажности (W) неодинаковы дая различных слоев почвы.В пахотном слое удерживается наибольшее количество влаги-60^ при Р«=-80 кПа(42 в на глубине 50 и 80 см). Это связано о оструктуренностью пахотного слоя, наличием в нем почвенных агрегатов с тонкими внутриагрегатными порами, в которых удерживается капиллярная влага.На характер зависимости Р (W ) сально влияет предисгорая образца (продолжительность сухого вля влажного периодов). Ередварительное вакуумироваяяе образцов повышает содержание влаги в 2 раза за счет удаления защемленного воздуха из тонких сор.

Э.Зеяисвмости ковффяциента влагоороводнооти (К) от Р для разных слоев почвы близки.При уменьшении Р от -2,5 до -50 кПа К уменьшается от 5,6» Ю"12 до 2,6-10"14 ы»сек/кг.

Методом квазвстационарного потока влаги показано,что града -евт сдвига возрастает пропорционально давлению почвенно! влаги, достигая -7,5 кПе/м при -50 кПа.

4.Скорость капиллярного поднятия воды зависит от исходно! влажнооти почвы ( У/0).При средне! по профилю М^^бО* об. вода п одни мает ся ыа высоту Ю см ухе в первыя день, на высоту 30 cu через S сут, 60 см - через 36 сут. !$« W равно! палево* влвго-емкости (ПВ) фронт смачивания достигал высоты ЭО см через 5,40 см через б,з 60 о» через 20 сут.

5.Dpa Wc-60í об. оптимальное увлажнение и минимальные потере на фильтрацию обеспечивается при норме пожива 15 мм.Норма 6 мм яе обеспечивает достаточного увлажнения,а 50 мы- создает длительное избыточное увлажнение и большие расходы яа фильтрацию

от поливно! нормы).Opa \fj0 ,равно! ПВ,наялушш« условия увлажнения профаля достигаются пря норме 6 мм.

б.Оптималыш! уровень увлажнения почря для иаголябяпх купьтур(салата,ра!граоа,ти»офеевк1 и свеклы)соответствует кашл-лЯ£ЕЮму давлеяв»-ГО вДз; дм эасухоусто!чввого ячменя оптимальных диапазон -Ю —ЭО жПа.Отклонение от оптимального уровня Р

- 17 -

приводит к уменьшении урожая культур.

7.В течение вегетационных периодов .сильно различающихся во количеству осадков .при УГВ НО-120 си оптимальное увлажнение почвы <Р—Ю кПа) ,гак правило .отмечалось на глубине 50-70 см. верхнего 50 см слоя почвы определялась метеоусловиями и в ааоумивыв

периоды здесь развивался дефицит влага.Лаке в нормальные по увлажнению годы в верхнем 50 см слое и Р снижаются настолько, что для оптимизации водного режима при возделывании сельскохозяйственных культур необходимо переодически проводить поливы.В верхнем 50 см сдое преобладает восходящее движение влаги (2,44,2 мм/сут в сухие периоды в 0,002-1,4 мм/сут в более влажные).

8.Участок,прилегавши * к магистральному каналу,при междрен-ном расстояния 40 ы оказался пере сушенным. Расстояние меаду дренами может быть значительно увеличено,На притеррасной части,гдв влияние напорных грунтовых вод проявляется резче »напротив .дрены следует располагать чаще 15 м.

Материалы стссертацвм 9 публикованы в работах:

1.Влияние капилляртого давления влаги на Влагопроэоднооть я алех-тропроводность серегнойно-торфяной почвы.Тез.докл.У наушо-технической конференции по фззико-химии торфе.Калинин, 1981,

с» 169 (в соавторстве).

2. Влажность и капиллярное дав лени е С потенци ал )влаги в ооуменной верегнояно-торфяно* почве, В сб.Труды У конференции молодых ученых ф-та Почвоведения МГУ,М., 1982,с.27~29(Рук.деп.э В(ШГО 1В января $>83 р. 625-83}-

3.Оптимальная уровень увлажненности перегнойно-торфяной почвы. Вестник МГ7,198Э,* 4,с.30-35(в соавторстве).

4.Шагопроволность перегноено -торфяной почвы. Почвоведение, 19&4, * 1,с.114-ИЭ<в соавторстве).

5.Современное состояние я перспективы развития методов определения гидрофизических параметров почвы. Тез.Всесоюзн. научн. конференции "Современные методы исследований дочв",М. ,1983,0.37-33.

6. Динамика давления влаги и влажности осушенной пере гнойно-торфяное почвы.Об.нвучн.трудов ВДБОС(в печати)(в соавторстве).

7.Вхяяняе минимального уровня капиллярного давленая влага в пэре-гнойно-торфяной почве на урожай райграса .тямофеевкя,свеклы.Сб. научн.трудов ЦЕБ0С(в печати)(в соавторстве).

flotan, к печати

Фла, «, л. 4fi 3»» Тираж 4ÙQ

^ Орд«»* «Знак Почета* пздиыьсии»

М{ИЖ«ЖМ>ГО yüHM^ItTtTA

IÛ3009) Могкм, ул. Гери«»а, 5/7« TiimMèu «fMN» «Зя»к nowi» hivm МГУ» - ffllW MwkMi Лгннискне г<ч$н