Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв

Умарова, Аминат Батальбиевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв
ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв"

На правах рукописи

Умарова Аминат Батальбиевна

ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫЕ ПОТОКИ ВЛАГИ В ПОЧВАХ: ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ЗНАЧЕНИЕ В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ПОЧВ

Специальность 06.01.03 - агропочвоведение, агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

---г"+оа35

Москва 2008

003446835

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

Научный консультант

Официальные оппоненты

доктор биологических наук, профессор Шеин Евгений Викторович

доктор биологических наук Макеев Александр Олегович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Сапожников Петр Михайлович

доктор сельскохозяйственных наук Фрид Александр Соломонович

Ведущее учреждение

Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К А Тимирязева

Защита состоится

2008 г в 15 часов 30 мин в аудитории М-2 на

заседании Диссертационного совета Д 501 002 13 при Московском государственном университете имени MB Ломоносова по адресу 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д 1, строен 12, МГУ имени M В Ломоносова, факультет почвоведения

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ имени M В Ломоносова

Автореферат разослан

¿ПК 2008 г

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Диссертационного совета Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук,

профессор Г М Зенова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Преимущественные потоки влаги в почвах (preferential flows, инфлюкционные потоки воды) связаны с формированием гравитационных потоков воды, как для насыщенных, так и для ненасыщенных влагой почв В почвенном покрове они выполняют функцию быстрого проводника веществ и связаны с так называемыми магистральными или транспортными путями влаги, имеющими различный генезис

Учет быстрых потоков веществ (в том числе питательных, загрязняющих и др ) представляется весьма важным, т к зачастую они превалируют в массопереносе, имея максимальные скорости движения и локализуясь в наиболее крупных порах Не менее значимым является то, что происходит быстрая доставка влаги и веществ на различные глубины почвенной толщи и в различные области почвенного покрова, формирование высокой неоднородности и мозаичности распределения влаги и веществ с высокими градиентами концентраций Это весьма важный момент функционирования почв и выполнения экологических функций в биосфере, что требует учета явления формирования и функционирования преимущественных потоков при решении прогнозных задач по накоплению и перемещению различных веществ в почвах, выносу за пределы почвенного профиля, возможности их появления в грунтовых водах

Актуальность исследований преимущественных потоков влаги в почвах определяется несколькими аспектами

1) развитие теоретических представлений об этом явлении как характерном для почв, связанным с почвенной структурой, спецификой структуры порового пространства, строением почвенного профиля и обусловливающим устойчивое функционирование почвенного покрова,

2) методический аспект, т к явление преимущественных потоков влаги обусловлено сформированностью и особенностями влагопроводящей структуры порового пространства почв в ее естественном сложении В этом отношении лизиметрические методы и методы различных меток позволяют количественно оценить значение преимущественных потоков в переносе веществ и энергии в почве,

3) практический или прикладной аспект Преимущественные потоки влаги обусловливают быстрый перенос веществ на значительные глубины без явлений фронтального увлажнения и сорбции веществ Оценка времени формирования преимущественных путей актуальна и для разработки почвенных конструкций (ландшафтные, строительные, рекультивационные работы) Цель исследования

Теоретическое, методическое и экспериментальное обоснование физических основ явления преимущественных потоков влаги в почвах, определение их роли в функционировании и изменении почв и почвенного покрова Основные задачи исследования

• Теоретически и экспериментально на различных природных и искусственных объектах обосновать роль, значение и условия формирования и функционирования преимущественных потоков (ГШ) влаги и веществ

• Разработать методические подходы и процедуры качественной и количественной оценки ПП влаги и веществ

• Определить масштабы явления массопереноса ПП влаги в почвах, оценить возможности и величины указанного явления на различных иерархических уровнях исследования почв

• Изучить формирование и значение ПП влаги в почвах в связи с почвенной анизотропией

• Оценить роль ПП влаги в функционировании почв и почвенного покрова, их значение в изменении фундаментальных свойств почв

Научная новизна

1. Впервые на большом количестве почвенных объектов показано значение горизонтальной и вертикальной анизотропии физических свойств для формирования явления ПП влаги.

2 Выделены и физически обоснованы наиболее вероятные периоды возникновения ПП в годовом водном режиме почв в условиях гумидного климата Определена количественная роль этого явления в годовом цикле

3 Экспериментально доказано значение ПП влаги в увеличении разнообразия скоростей процессов в почвах, быстром транспорте веществ в почвенной толще и за ее пределы и их роль в трансформации свойств почв Показаны особенности

гидрологии почв в условиях наличия ПП, определена роль ПП влаги в устойчивом функционировании почвенного покрова

4 Впервые предложен комплекс методов изучения ПП влаги в почвах на различных иерархических уровнях, в том числе, новый способ исследования ПП в почвенном профиле - метод температурной метки

Практическая значимость

Результаты исследований могут быть использованы при решении прогнозных задач по переносу влаги, питательных, загрязняющих веществ в почвенном покрове и за его пределы в области агрофизики, мелиорации, агрохимии, экологии Методические разработки по изучению энерго-массопереноса в почвах и почвенных конструкциях позволят подобрать оптимальный алгоритм проведения исследований по учету вклада преимущественных потоков влаги

Полученные результаты используются на факультете почвоведения МГУ при чтении курсов лекций «Физика почв», «Математическое моделирование в почвоведении», «Почвенно-ландшафтное проектирование», при проведении практических занятий по курсу математического моделирования, в большом практикуме по физике почв и спецпрактикуме «Энерго- массоперенос в почвах», в практических задачах на полевой практике по физике почв Эти материалы вошли в методическое руководство «Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв» (2001), коллективные монографии «Проведение комплексной агрофизической экспресс-оценки состояния сельскохозяйственных земель Методические рекомендации» (2005), «Оценка и прогноз агрофизического состояния почв сельскохозяйственных земель (на примере комплекса элементарных почвенных ареалов Владимирского ополья)» (2007), «Теории и методы физики почв» (2007) Проведение исследований было поддержано РФФИ (проекты 96-04-50758, 98-04-48365, 01-04-48066, 04-04-49606, 06-04-48298, 07-04-00131) Основные защищаемые положения

5 На основании проведенных исследований и теоретического анализа явления ПП веществ в почвах предложена следующая характеристика этого явления «Преимущественные потоки влаги и веществ в почвах обусловливаются неоднородностью строения порового пространства почв и характеризуются быстрым массопереносом по

части порового пространства, называемого транспортной зоной, при интенсивном (превышающем скорость впитывания) поступлении значительных количеств влаги на верхнюю границу, отсутствием фронтального перемещения и резко пониженной сорбцией веществ (влаги)» Формирование устойчивых преимущественных путей миграции определенным образом организует водный режим почв и процессы перемещения веществ, которые не описываются рамками классических положений почвенной гидрологии, а имеют специфические механизмы, физическое обоснование и свой набор методов исследования

^ Основные быстрые процессы переноса влаги в гумидной зоне приурочены к периодам весеннего снеготаяния и летних ливневых осадков В разные периоды они несут различную функциональную нагрузку весной - быстрое выравнивание почвенного профиля по температуре и влажности, летом увеличение неоднородности по этим свойствам и быстрый локальный перенос растворенных веществ при их сравнительно невысокой сорбции

^ Формирование ПП характерно для всех структурированных почвенных горизонтов и почв при интенсивном поступлении влаги на поверхность Быстрые процессы переноса влаги и растворенных веществ обусловлены не только свойствами отдельных горизонтов (слоев), но и их взаимным расположением, особенностями переходных слоев, что ведет к формированию анизотропии ПП влаги и гидрохимических и гидрофизических свойств почв

^ Образование и стабильное функционирование ПП, как специфического почвенного явления, свойственного всей почвенной толще, указывает на определенный уровень равновесия почвенной системы, способной справляться с контрастными внешними нагрузками, при формировании ПП влаги скорости трансформации твердой фазы, перенос и вынос элементов из твердой фазы почвы замедляются

Апробация работы Материалы, вошедшие в диссертацию, были доложены автором на II (Санкт-Петербург, 1996), III (Суздаль, 2000) и IV (Новосибирск, 2004) съездах Докучаевского общества почвоведов, на Международных и Всероссийских конференциях «Современные проблемы почвоведения и экологии» (Красновидово, 1994), «Вопросы агрофизики при воспроизводстве плодородия почв» (Санкт-Петербург, 1994), «Физика твердого тела», (Барнаул, 1994), «Шляхи

рацюнального використання земельных ресурюв Украши» (Чабани, 1995), «Микроклимат ландшафтов» (Санкт-Петербург, 1995), «Modern problems m agroecosystem simulation» (S-Petersburg, 1997), «Лизиметрические исследования почв» (Москва, 1998), «Слитые почвы» (Майкоп, 1998), «Лизиметрические исследования в агрохимии, почвоведении, мелиорации и агроэкологии» (Москва, 1999), «Круговорот биогенных веществ и плодородие почв в адаптивно-ландшафтом земледелии России» (Немчиновка, 2000), «2nd Workshop on Subsoil Compaction» (Godollo, Hungary, 2000), «Функции почв в биосферно-геосферных системах» (Москва, 2001), «Масштабные эффекты при исследовании почв» (Москва, 2001), «Sustainable Soil Management for Enviromental Protection Soil Physical Aspects» (Florence, 2001), «Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов» (Казань, 2003), «Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации» (Москва, 2003), «Биосферные функции почвенного покрова» (Пущино, 2005), «Экология речных бассейнов» (Владимир, 2005), «Структура и динамика молекулярных систем» (Йошкар-Ола, 2005), «Экспериментальная информация в почвоведении теория, методы получения и пути стандартизации» (Москва, 2005), «Почвоведение и агрохимия в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2006), «Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем» (Иркутск, 2006), «Пространственно-временная организация почвенного покрова теоретические и прикладные аспекты» (Санкт-Петербург, 2007), «Экология биосистем проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007), «Soil Science - Base for Sustainable Agriculture Environment Protection» (Sofia, 2007), «Ноосферные изменения в почвенном покрове» (Владивосток, 2007), на научной сессии по фундаментальному почвоведению (Москва, 2004), на XIV и XV школах «Экология и почвы» (Пущино, 2006, 2007), на Ломоносовских чтениях МГУ им M В Ломоносова (Москва, 2005), на заседании кафедры физики и мелиорации почв (2008)

Личный вклад автора в работу. Диссертационная работа является результатом многолетних (1991-2007 гг ) исследований автора Автор принимал личное участие на всех этапах исследования, ему принадлежит формулирование проблемы, постановка целей и задач, планирование экспериментов Автор принимал личное

участие в сборе полевого экспериментального материала, в получении значительной части лабораторного материала, в обобщении и интерпретации полученных результатов, в подготовке основного числа научных публикаций, многократно выступал с научными докладами В работе использованы материалы, полученные в соавторстве с аспирантами и студентами, выполнявшими свои исследования под руководством автора Доля личного участия в совместных публикациях пропорциональна числу соавторов

Публикации. По теме диссертации опубликовано 87 работ, в том числе 7 монографий, научных и учебных методических пособий, 17 работ в изданиях, соответствующих списку ВАК, 36 статей и докладов в научных журналах, сборниках и материалах конференций Опубликовано 27 тезисов докладов на Международных и Всероссийских симпозиумах и конференциях Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, изложена на 355 страницах компьютерного текста, включает список литературы из 429 наименований, в том числе 97 на иностранных языках, 77 рисунков, 42 таблицы и приложения

Благодарности: Автор благодарен своим учителям, коллегам и друзьям ТА Архангельской, А Г Бондареву, МП Вербе, АД Воронину, А К Губеру, А В Дембовецкому, Е А Дмитриеву, Ф Р Зайдельману, Л О Карпачевскому, В В Иванову, М А Мазирову, Е Ю Милановскому, Т Н Початковой, А М Русанову, ТА Соколовой, ИИ Судницыну, ИИ Толпеште, 3 Тюгай, ДИ Щеглову за поддержку идей, консультации, дискуссии, помощь при выполнении отдельных разделов экспериментальной работы, а также коллегам, принимавшим участие в проведении экспериментов М А Бутылкиной, И И Гудиме, А В Кириченко, А А Степанову, М В Банникову, В Г Тымбаеву, И В Смирновой, аспирантам Т В Ивановой, П И Кирдяшкину, А А Самойлову, О А Самойлову, И В Соколовой, ТА Яковлевой Отдельная благодарность сотрудникам кафедры физики и мелиорации почв за теплую обстановку и доброжелательность, сотрудникам метеостанции МГУ, любезно предоставлявшим метеоданные в годы исследований Автор выражает глубокую признательность и благодарность проф Е В Шеину за постоянное внимание, активную поддержку, критические замечания и советы, оказавшие решающее влияние на формирование научного мировоззрения автора

Основное содержание работы ГЛАВА 1. Преимущественные потоки влаги в почвах (литературный обзор)

В настоящее время многочисленными исследованиями вполне доказанным является тот факт, что движущаяся почвенная влага не образует единого равномерного фронта увлажнения Степень размытости фронта в сложном гетерогенном поровом пространстве почв в большинстве случаев обусловлена образованием преимущественных потоков влаги Их формирование связывают с различными свойствами почв и механизмами образования быстрых гравитационных потоков влаги - с формированием водных каналов и пальчатых структур, с объемами пор гравитации и межагрегатной порозностью, с наличием трещин, макропор, пустот, карманов разного генезиса и др (Высоцкий, 1933, Роде, 1971, Зайдельман, 1974, 1985, Воронин, 1984, Дмитриев, 1985, Зейлигер, 1988, Шеин, 1995, 2002, Bouma, 1981, Hillel, Baker, 1988, Gerrit, 1996, Robinson, Beven, 1983, Bucher, 1995 и др ) В первой главе рассмотрены определения и понятия ПП влаги, механизмы их формирования, условия функционирования Важное значение имеет структура порового пространства почв, для описания движения влаги в которой создано множество физических моделей застойная и транспортная зоны, межагрегатная и внутриагрегатная пористости, нерастворяющий объем почвенной влаги, гидродинамическая дисперсия, фильтрационная гетерогенность, водоудерживающая способность почв и др (Трофимов, 1925, Меерсон, 1936, Розов, 1936, Антипов-Каратаев, 1940, Рачинский, 1959, 1971, Пакшина, 1980,1981, Воронин, 1984, 1985, Глобус, 1987, Роуэлл, 1998, Day, 1957, Coats, 1964, Bresler, 1973,1974 и др )

Влага в почве выполняет транспортную функцию перемещения растворенных веществ и взвешенных частиц, в том числе и обеспечивая педогенную дифференциацию почвенного профиля (Антипов-Каратаев, 1940, Горбунов, 1961, Роде, 1964, 1969, Березин, 1983, Тонконогов и др, 1987, Таргульян, 1989, Козловский и др, 2001, Градусов, 2001, Зайдельман, 1974, 2007 и др) В литературе накоплен значительный материал по определению гидрофизических и гидрохимических параметров переноса различных мигрантов (ионы, пестициды, органические соединения, радиоактивные метки, суспензии, микроорганизмы) для почв и грунтов методами лабораторных колоночных экспериментов, которые

являются необходимыми не только для обеспечения математических моделей, но и служат для выявления фундаментальных закономерностей массопереноса (Остряков, 1912, Мельникова и др, 1967, Ковеня и др, 1972, Айдаров, 1985, Бриллинг, 1967, 1985, Рачинский, 1975, 1981, Глобус, 1987, 1998, Пачепский и др , 1982, 1988, Судницын, 1988, Шестаков, 1985, Полянская и др , 2004, Корсунская, 1986, 2001, Губер, 1997, Шеин и др, 2002, Сметник и др, 1996, 2005, Gardner, 1957, van Genuchten, 1981, Radilovich, 1989 и др ) Полевые исследования переноса влаги и веществ выполняются различными методами Весьма распространенным, имеющим большое разнообразие целевых назначений и соответствующих технических воплощений, является лизиметрический метод Почва лизиметров представляет собой одномерную модель почвенного покрова, что позволяет в строго контролируемых условиях на верхней и нижней границах оценить качественные и количественные показателей потока веществ (Бараков, 1908, Воронин и др, 1996, Голубев, 1967, Шилова, 1955, 1972, Кауричев и др, 1960, 1996, Семенов и др, 2004, Губер и др, 1998, Субботин, 1968, Яшин, 2000, Затинацкий и др, 2007 и др) Лизиметрический метод на сегодняшний день продолжает оставаться единственным методом количественного определения ПП влаги Одновременно с лизиметрическим или отдельно используют метод меток с применением различных ионов и соединений для исследования миграции влаги и веществ в почвах (Роде, 1960, Глобус, 1961, Дмитриев, 1981, Рачинский и др , 1981, Фрид, 1999, Шеин, 1995, 2001, 2004, Ahuja, 1995, Bouma, 1979, Diab, 1988 и др) Несмотря на трудоемкость проведения, полевые эксперименты позволяют изучить явления проскока и растекания влаги на границах горизонтов, возможности латерального перемещения веществ в почвенном покрове

Несмотря на большой и весьма разнородный экспериментальный материал, накопленный в литературе, явление ПП влаги в почвах продолжает оставаться слабо изученными по многим аспектам. (1) неясны зависимости от почвенно-физических свойств, строения почвенного профиля, особенностей свойств и чередования горизонтов, (2) не изучена его роль в формировании водного режима, в переносе веществ в различных природных объектах и в различные периоды годового цикла, (3) возможности и величины явления ПП на различных иерархических уровнях исследования почв, (4) формирование и значение ПП влаги

в почвах в связи с почвенной анизотропией, (5) роль ПП влаги в функционировании почв и почвенного покрова, их значение в изменении разнообразных свойств почв Указанные проблемы и составили основные задачи данной работы

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования 2 1. Объекты исследования 1) Модельные почвы лизиметров МГУ. Большие лизиметры, расположенные на Почвенном стационаре МГУ, имеют площадь 8 м2, глубину 1,75 м В 1961 г они были заполнены дерново-подзолистой среднесуглинистой почвой до 1,5 м, которая подстилается 25-см песчано-гравийным слоем, обеспечивающим дренаж Почва была привезена из Подольского района Московской области и помещена в лизиметры по горизонтам в соответствии с различными способами мелиоративной обработки Каждый вариант обработки имеет 4-кратную повторность В подземной галерее под лизиметрами производится регистрация и сбор фильтрационных вод

Целью лизиметрических экспериментов, предложенных Н А Качинским (1970), было сравнительное изучение методов окультуривания дерново-подзолистых почв Наши исследования касались следующих вариантов лизиметрических почв Строение профиля варианта 1 (глубокий плантаж) следующее В2 (0-43 см), В1 (43-65), Е (65-80), А пах (80-100), В2 (100-120), ВЗ (120-150) По записям ЗА Корчагиной, вследствие усадки почвы была произведена досыпка гор В2 на поверхность почвы в 1965 г К настоящему времени погребенные горизонты обнаруживаются на глубинах гор Е - 80-90 см, гор А пах - 95-112 см Профиль варианта 2 (вспашка по Мосолову) следующий А пах (0-20), В1 (20-45), Е (45-60), В2 (60-120), ВЗ (120-150) Строение профиля варианта 3 (контроль) Апах(0-20), Е (20-35), В1(35-60), В2(60-120), ВЗ(120-150)

Основные физические и химические свойства генетических горизонтов, участвовавших в создании модельных почвенных профилей, представлены в табл 1 Данный эксперимент интересен с позиций изменения строения профиля во всех вариантах использовали одни и те же генетические горизонты, представлявшие собой в начале опыта средние насыпные образцы горизонтов Разница между вариантами заключалась только в последовательности их размещения в профиле, причем некоторые горизонты оказались в условиях, не

свойственных их природному расположению В изучаемых почвах четко определены границы горизонтов и минимизирована латеральная неоднородность почвенных свойств Столь разные по строению профиля почвы расположены на одной лизиметрической станции, находятся в одних климатических и погодных условиях, подвергались одинаковым агрохимическим и агрономическим мероприятиям Поверхность почв регулярно обрабатывалась, проводились посевы трав, пропашных культур и др, в первые годы эксперимента вносились органические и минеральные удобрения Условия функционирования модельных почв отличаются от исходной почвы действием дренажа

Таблица 1 Некоторые физические и химические свойства _исходной дерново-подзолистой почвы

Гор Глубина, см Сод физ глины % рН* Сод гумуса* % Валовой химический состав, % от прокаленной навески

водн сол ЭЮг Ре203 А120з СаО 1^0 К20 МпО

А 0-20 31 7,10 6,95 2,46 75,62 3,24 13,92 1,33 1,14 2,80 0,11

Е 20-35 37 5,57 не опр 0,45 75,91 3,24 14,28 0,79 1,15 2,74 0,08

В1 35-60 52 4,91 3,95 0,33 69,31 5,32 18,30 0,79 1,79 2,61 0,09

В2 60-120 51 4,79 3,67 0,31 68,68 5,65 18,55 0,85 1,68 2,70 0,08

ВЗ 120-150 37 4,98 3,79 0,18 68,86 5,50 18,32 1,02 1,67 2,76 0,10

* Из архива кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ

Точное известное время начала эксперимента, архивные данные и наличие исходных почвенных образцов в коллекции кафедры физики и мелиорации почв, которые были помещены в лизиметры более 40 лет назад, позволили изучить изменение свойств твердой фазы почв

Модельные почвы Больших лизиметров МГУ послужили объектами для

1 Изучения гидротермического режима в годовом и суточном циклах, выявления закономерностей и выделения периодов формирования ПП влаги

2 Изучения вертикальной составляющей миграции влаги и веществ в многолетнем аспекте

3 Выделения значения почвенных факторов (строение почвенного профиля, особенностей порового пространства и др) в формировании вертикального стока, благодаря наличию вариантов с различным строением профиля

4 Исследования трансформации свойств почв лизиметров

2) Почвенный покров Владимирского ополья. Исследования проводились на опытных полях Владимирского НИИСХ (г Суздаль) с выровненным полого-волнистым рельефом поверхности, уклоны составляют менее 1 град («Путеводитель научных экскурсий », 2000) Комплексный почвенный покров Владимирского ополья имеет выраженный внутрипочвенный рельеф, связанный, по мнению ряда авторов (Алифанов, 1986, Макеев, Дубровина, 1990, Величко, Морозова и др, 1996), с палеокриогенезом и соответствующим латеральным распределением второго гумусового горизонта и приуроченных к нему оподзоленных горизонтов Кроме того, и нижняя часть второго гумусового горизонта, как правило, имеет признаки оподзоливания (Макеев, Дубровина, 1990, Дмитриев, 2000, Бутылкина, Буева, 2001, Архангельская и др , 2005)

Данный объект послужил для

1 Изучения особенностей формирования ПП влаги и растворенных веществ в почвенном покрове,

2 Получения параметров массопереноса на разных уровнях исследования почв,

3 Исследования анизотропии гидрофизических и гидрохимических свойств почв и ее роли в функционировании почвенного покрова

3) Рекультивационные конструкции (техноземы) Курской магнитной аномалии (КМА). Они представляют собой почвенные конструкции, где на мощный слой песка или тяжелого суглинка в 1986 г был насыпан 60-см слой местного типичного чернозема На данном объекте проводили

1 Изучение ПП влаги в резко дифференцированных искусственных почвенных объектах,

2 Изучение роли ПП влаги в трансформации свойств почв

4) Дерново-подзолистые почвы Московской области УОПЭЦ «Чашниково»

были выбраны для решения ряда методических вопросов и апробации метода температурной метки для оценки преимущественных потоков влаги

2.2. Методы исследования Определение физических свойств почв исследуемых объектов проводили общепринятыми методами (Вадюнина, Корчагина, 1986, Шеин и др, 2001) плотность почвы буровым методом, плотность твердой фазы пикнометрически, гранулометрический и микроагрегатный состав методом пипетки по НА

Качинскому с кислотно-щелочной и пирофосфатной диспергациями, структурный анализ по НИ Савинову Удельную поверхность почв определяли методом десорбции паров воды над насыщенными растворами солей (Шеин и др, 2001) и методом низкотемпературной адсорбции азота (ГОСТ 23401-90) на анализаторе удельной поверхности «СОРБТОМЕТР-М» («Катакон», Россия) в 2-5-х повторностях Расчет полной удельной поверхности вели по уравнению БЭТ (Воронин и др , 1978), для расчета категорий удельной поверхности использовали уравнение Фаррера (Воронин, 1986) Для определения минералогического состава почв были выделены гранулометрические фракции по методике НИ Горбунова (Горбунов, 1972) Минералогический состав определяли тонких фракций -методом рентген-дифрактометрии (Соколова и др, 2005), фракций крупнее 0,01 мм - оптическим иммерсионным методом с помощью поляризационного микроскопа с предварительным разделением в бромоформе на легкие и тяжелые минералы (Парфенова, Ярилова, 1962) Валовой химический состав почв и илистой фракции определяли с помощью энергодисперсионного рентгенфлуоресцентного анализатора модели TEFA-III и ReSpekt (ORTEC), («Рентгенфлуоресцентный энергодисперсионный метод », 1982) Общее содержание углерода в почве и в тонких фракциях определяли на газоанализаторе АН - 8012 В лизиметрической воде атомно-абсорбционным методом определялись следующие элементы Са, Mg, К, Na, Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Pb Были измерены pH лизиметрических вод и осадков, рН водный и солевой горизонтов почвенных профиля

Измерения стока в долговременном лизиметрическом эксперименте с 1992 г велись 0,5-30 раз в месяц в зависимости от его интенсивности Кроме того, в работе был проанализирован следующий архивный материал из рабочих тетрадей ЗА Корчагиной объемы лизиметрического стока, концентрации элементов в лизиметрической воде, содержание гумуса, рН, гранулометрический и агрегатный составы почв лизиметров МГУ за период с 1961 по 1989 гг

Определение основной гидрофизической характеристики (ОГХ) проводилось методом тензиостатов и равновесием над насыщенными растворами солей (Вадюнина, Корчагина, 1986, Шеин и др, 2005) Проведение фильтрационных лабораторных экспериментов и определение гидрохимических параметров вели согласно методике получения выходных кривых (Шеин и др , 2005), расчеты вели

графическим методом и методом решения обратных задач в программе СИШМ Эксперименты проводились на разных уровнях структурной организации почв в лабораторных и полевых условиях Были использованы почвенные колонки с насыпными образцами (26 колонок - 2-3 повторности для каждого горизонта) высотой 10 см и диаметром 4,6 см, малые почвенные монолиты, высотой 10 см и диаметром 4,6 см и большие почвенные монолиты, высотой 24 см и диаметром 16 см (всего 52 колонки разного размера) Была разработана и апробирована методика определения пространственного распределения влажности, плотности, содержания ионов-меток и водорастворимого крахмала в больших почвенных монолитах Полевые фильтрационные эксперименты проводили с использованием специально сконструированных секционных лизиметров и веществ меток (Шеин и др, 1997, Умарова, Шеин, 2001, Кирдяшкин и др, 2005), что позволило исследовать неравномерность движения влаги на нижней границе исследуемой почвенной толщи, осуществлять порционный сбор фильтрата и получить выходные кривые ионов-меток Надлизиметрическая почвенная толща после окончания фильтрации послойно срезалась для определения пространственного распределения плотности, влажности, содержания ионов-меток, зарисовки/фотосъемки крахмального окрашивания Всего было проведено 20 заливочных экспериментов (около 11000 точек исследований) в почвах Владимирского ополья, Подмосковья, КМА

Изучение температурного режима почв лизиметров до 2003 г велось с электротеромометрами АМ-29, а с 2004 г с помощью программируемых теромодатчиков «Термохрон» Компактность, накопительный характер сбора информации, возможность программирования измерений с шагом от 1 мин позволило использовать термодатчики для изучения конвективного переноса тепла и выявления преимущественных потоков влаги (Умарова и др , 2007)

ГЛАВА 3. Формирование преимущественных потоков влаги в годовом цикле, влияние на гидротермический режим почв.

Изучение гидротермического режима в годовом цикле проводилось на двух вариантах модельных почвах лизиметров МГУ: вариант 1 - с гор В2 на поверхности и погребенными пахотным и подзолистым горизонтами, и вариант 2, в котором гор В1 располагается сразу под пахотным и подстилается подзолистым горизонтом Важное отличие исследованных почв - разные физические характеристики верхнего горизонта, принимающего и переводящего свободную

воду осадков во внутрипочвенную. В 1 варианте - это гор. В2 тяжелосуглинистый с крупной глыбистой структурой, во 2 варианте - среднесуглинистый с зернисто-комковатой структурой гор. Апах.

Рассмотрим годовую динамику элементов водного баланса на примере 1997 г. Как видно из рис.1, в водном режиме обоих вариантов выделяется период весеннего оттаивания почв, когда наблюдались максимальные значения влажности и скорости стока в обоих вариантах. Причем для обоих вариантов, особенно для первого, характерно явление быстрого переноса влаги и наличие пиков лизиметрического стока интенсивностью до 16 мм/сут.

В аризнт2

„„ ЗВ в снежном И

2 "^Г7!

ЗВ в снежнсм покрове

Март Апр Май ИюньИюльАвг Сент окт Ноя Дек Март Апр Май ИюньИюльАвг Сент Окт Ноя Дек

Рис. 1. Годовая динамика элементов водного баланса вариантов лизиметрических почв (1997 г.): А) - осадки, мм; Б) - изоплеты относительной влажности почв (% от наименьшей влагоемкости (НВ); В) - изоплеты давления почвенной влаги (см. водн. ст); Г) - лизиметрический сток, мм/сут.

В летний период формирование ПП влаги, их быстрое продвижение без фронтального увлажнения почвенного профиля, и резкое возрастание лизиметрического стока характерно для периодов выпадения осадков ливневого характера. Особенно это выражено в 1-ом варианте, в котором после выпадения интенсивного дождя в июне влага осадков достигла нижней границы почвы через несколько часов. Это привело к резкому возрастанию скорости лизиметрического стока с 0,3 до 8,6 мм/сут (среднее значение для варианта). Затяжные осенние дожди, несмотря на их большой объем, не смогли увеличить влажность и сток до

весенних величин. Аналогичная динамика элементов водного баланса наблюдалась и в остальные годы исследования.

Детальное исследование гидротермического режима с шагом 3 часа было проведено в период максимального стока в начале апреля 1997 г. - в первый день после схода снега (рис. 2). В почвенных профилях обоих вариантов присутствовал слой с замерзшей влагой, который фрагментарно наблюдался в варианте 1 и

достаточно быстро исчез, и, напротив, оставался в варианте 2 весь полуторасуточный период измерений. Влажность почвы второго варианта оказалась значительно выше. Различия в скорости оттаивания связаны с явлением преимущественного переноса (проскока) талых вод через слой с отрицательной температурой, который возможен для почвы с выраженной трещиноватостью (Качинский, 1970; Назаров, 1970). Ею и обладал верхний горизонт 1-го варианта. В свою очередь, удаление избыточной

гравитационной влаги ведет к увеличению коэффициента температуропроводности, а значит и к более высокой скорости оттаивания почвы варианта 1. В гор. Апах варианта 2 с более низкими значениями лизиметрического стока значения влажности верхнего слоя превышали 120% от НВ. Оттаивание мерзлых горизонтов в данном варианте требовало большего количества тепла.

Рассмотрим температурный режим лизиметрических почв на примере 20042005 гг., который был очень подробно определен с помощью программируемых термодатчиков с шагом 3 часа (рис. 3). Опять обращает на себя период

а) 20

9:30 14:30 19:00 0:00 5:00 9:30 14:30 19:00 4 апреля 5 апреля

Слой с замерзшей влагой

Рис.2. Гидрологический режим почв 4.04,5.04.97: а) температура воздуха на высоте I мот поверхности почв, °С; б) изоплета относительной влажности почвы (% от НВ) вар. 1, в) изоплета относительной влажности (% от НВ) почвы вар.2.

5и | нулю, температура почвы

100 | 2 | б ■| выровнена по всему 150-

150 Ноя Дек Янв Фев Март Апр Май Йюнь см профилю, разница не

Рис.3. Температурный режим почв в период ноябрь превышает 2 градусов. Это 2004 - июнь 2005 гг.: А) температура воздуха,

™ , подтверждает положение

Б) термоизоплета почвы варианта 1, г

В) термоизоплета почвы варианта 2. А.А.Роде (1947), что

именно весенний период снеготаяния является нулевой отметкой годового гидротермического режима почв. Оттаивание почвы происходит за счет действия ПГТ влаги с положительной температурой. В дальнейшем начинается иссушение и

Осадки, мм а) ..............................б)..............Твозд, с30 прогревание почвы с суточной

50 ..............................................<~. ,

зо ' 44л 20 Динамикой температуры.

.......................................... 10

^ ^ ° летн™ пе'зиод ПРИ ®ыпВДен™

Рис.4. Суточные (18.06.-25.06.2005) г. (рис. 4), когда после интенсивных динамики осадков (мм), температуры воздуха

(мин, ср, макс), почвы С): а) вариант 1, осадков в 40,3 мм, температура по б) вариант 2. профилю обоих вариантов почв

снизилась с 15-20°С до 10-12°С за счет ПП охлажденной дождевой воды на фоне резкого возрастания лизиметрического стока, особенно выраженного в варианте 1.

снеготаяния, длящийся очень короткий период, когда происходит выравнивание температуры почвенных профилей, благодаря быстрому сходу талых вод, наличию

А)

24 16 8 0 -8 -16

Т возд, 'С

,, преимущественных путей

миграции влаги,

^ пронизывающих

почвенный профиль.

В этот момент

температурные градиенты минимальны и близки к

Аналогичные данные по гидротермическому режиму получены и в другие годы наблюдений, подтверждающие важнейшую роль ПП влаги в формировании гидротермического режима почв

Таким образом, в годовом цикле гидротермического режима наблюдаются периоды быстрого передвижения влаги Они занимают короткие промежутки времени и отличаются высокой скоростью изменения гидротермических свойств почв Именно в эти периоды осуществляется значительный массоперенос в структурных почвах ПП влаги образуются во время весеннего снеготаяния и при выпадении осадков ливневого характера, что ведет к явлениям проскока влаги без фронтального увлажнения почвенного профиля В весенний период формирование ПП влаги ведет к быстрому оттаиванию почвенного профиля, смене знака температурного градиента, началу прогревания почвенного профиля с установлением режима суточных колебаний температуры От модельных почв перейдем к почвенному покрову

ГЛАВА 4. Пространственно-временная организация миграции влаги в комплексном почвенном покрове на примере Владимирского ополья

4.1. Почвенный покров Владимирского ополья. Физические и химические

свойства почв

Почвенный покров Владимирского ополья обладает высокой пестротой и состоит из геохимически сопряженных серых лесных остаточно карбонатных почв, серых лесных почв со вторым гумусовым горизонтом и почв переходных позиций («Путеводитель научных полевых экскурсий », 2000)

Лабораторные исследования проводились на двух вариантах почв на серой лесной слабооподзоленной, преобладающей в почвенном покрове исследуемого участка, и на наиболее дифференцированной по своим свойствам почве - серой лесной со вторым гумусовым горизонтом Эти почвы интересны отчетливо выраженной разницей физико-химических свойств отдельных горизонтов почвенного профиля, что отражается в особенностях структуры и строении порового пространства (табл 2) Наименее уплотнены гумусовые горизонты, причем самые низкие значения имеет второй гумусовый горизонт (гор Ah), располагающийся под пахотным Отчетливо выраженное различие в плотности твердой фазы каждого из горизонтов согласуются с содержанием углерода Второй гумусовый горизонт выделяется и высокими значениями пористости имеет

наибольшую общую (53%) и агрегатную пористость (44%). Он обладает высокой микрооструктуренностью и водоустойчивостью агрегатов. Вниз по профилю наблюдается утяжеление гранулометрического состава, причем минимальное количество ила наблюдается в гор. АЬ. Гор. ЕВ наиболее уплотнен, обладает самыми низкими значениями межагрегатной пористости.

Таблица 2. Некоторые физические и химические свойства серых лесных почв Владимирского ополья

Горизонт, (глубины отбора образцов, см) Р» г/см3 Рь, г/см3 Сод. угле рода % Сод. ила, % Сод агроном, ценных агр., % Водопр. агр. по Качинскому % Пористость общая, % Пористость агрегр., % Пористость, межагр. %

Серая лесная слабооподзоленная почва

Апах(0-20) 2,66 1,33 1,78 17 17 27 50 33 25

ЕВ(30-40) 2,72 1,54 0,7 19 91 40 43 33 15

ЕВ(40-50) 2,70 1,52 н.о. 25 97 54 44 32 17

В(50-60) 2,69 1,48 н.о. 32 95 64 45 н.о. н.о.

Серая лесная почва со вторым гумусовым горизонтом

Апах(0-20) 2,65 1,33 1,98 10 39 29 50 34 24

АЬ (30-40) 2,55 1,21 3,16 8 55 39 53 44 14

ЕВ (50-60) 2,74 1,45 0,56 23 26 29 47 40 11

В данных почвах наблюдается и высокая пространственная неоднородность физических и химических свойств, как в горизонтальном, так и в латеральном направлениях (Шеин и др., 2001, 2002; Липатов, 2001, Самсонова, Егорова, 2004; Дядькина, 2004; Архангельская, 2005, 2007).

Определение основной гидрофизической характеристики почв (ОГХ) показало (рис. 5), что наибольшей сорбционной способностью обладает гор. В, наименьшей - гор. АЬ.

аЬ-Рр б)

□ Апах о АпахЕВ о ЕВ д В

9, %

РР

□ Апах п АпахАИ ■ А|1 • АИЕ о ЕВ Л В

ей □ © □

е,%

Рис. 5. Основная гидрофизическая характеристика (ОГХ) почвенных горизонтов: а) серой лесной слабооподзоленной почвы, б) серой лесной почвы с гор. АЬ.

По нижней части кривых ОГХ серая лесная слабооподзоленная почва практически не дифференцирована. Очень сильное влияние на водоудерживающую

способность почв оказывает гор АЬ и оподзоливание Происходит значительное изменение нижней части кривой ОГХ наблюдается ее смещение в область более высоких значений влажности от пахотного горизонта вниз по профилю, достигает максимума в гор АЬ и затем резко уменьшается в нижней оподзоленной части второго гумусового горизонта и в гор ЕВ, где водоудерживающая способность почвы оказывается меньше, чем в гор Апах В нижних иллювиальных горизонтах происходит некоторое возрастание водоудерживания Т о по водоудерживающей способности второй гумусовый горизонт отчетливо разделяется на две части Его верхняя часть является наиболее влагоемкой, удерживающей максимальное количество влаги в почвенном профиле, а его нижняя оподзоленная часть и верхняя оподзоленная часть иллювиального горизонта имеют наименьшие значения влажности в области низких величин рБ

Коэффициент влагопроводности горизонтов обоих профилей также существенно различается для почвенных горизонтов, наибольшие его значения в области влажностей, близких к насыщению, характерны для оподзоленных горизонтов Выделяются гумусовые горизонты более плавным снижением функции влагопроводности при иссушении монолитов

Таким образом, каждый из генетических горизонтов имеет свой набор физико-химических свойств, отличный от других, что предполагает различия в миграционных характеристиках

4 2. Перенос влаги и растворенных веществ в отдельных генетических горизонтах и на их переходах. Параметры массопереноса при увеличении масштаба исследования

Последовательность выполнения лабораторных фильтрационных

экспериментов следующая (1) капиллярное насыщение почвенной колонки влагой, (2) увеличение влажности до полной влагоемкости, (3) напорная фильтрация влаги, (4) резкая подача раствора КС1 на верхнюю границу почвенной колонки, (5) порционный сбор фильтрата на нижней границе колонок с целью получения выходных кривых ионов - зависимости относительной концентрации от тактов

Начнем с почвенных образцов нарушенного строения Именно насыпные почвы являются традиционными для получения выходных кривых и параметров массопереноса (Мироненко, Пачепский, 1981, Пачепский, 1990, 1992, Корсунская, 1997) Выходные кривые для насыпных почвенных колонок характеризовались

сравнительно более быстрым выходом иона хлора, обладающего отрицательной сорбцией, его кривые смещены влево (рис 6)

Рис 6 Выходные кривые ионов С1 и К+ для насыпных почвенных образцов а) гор Апах, б) гор АЬ, в) гор ЕВ

В гор АЬ наблюдается значительное запаздывание выхода иона калия, что, вероятно, связано с его более высокой сорбцией горизонтом и с меньшим размером слагающих агрегатов Именно эти параметры оказались решающими в насыпных почвенных образцах Выходные кривые ионов и калия и хлора в иллювиальном горизонте располагаются очень скученно, что свидетельствует о быстром переносе ионов по межагрегатному пространству горизонта, имеющего специфическую водоустойчивую ореховатую структуру

Теперь сравним выходные кривые ионов, полученные для монолитов такого же размера - высотой 9-10 см (рис 7) В монолитах выход хлорид-ионов происходит быстрее в начале эксперимента Затем по сравнению с насыпными образцами происходит их запаздывание, и наблюдается длинный хвост кривых

а) б)

Монолит Монолит

Рис 7 Выходные кривые иона СГ монолитов и насыпных почв а) гор Апах, б) гор ЕВ

Это связано с тем, что в монолитах не разрушена сложившаяся система влагопроводящих пор, что ведет к быстрому появлению ионов в первых порциях фильтрата, в дальнейшем по мере фильтрации в перенос вовлекаются более тонкие поры

Схема проведения лабораторного эксперимента с большими почвенными монолитами, некоторые из которых включали в себя сразу несколько горизонтов, в

целом была аналогична вышеописанному, только на поверхность подавался раствор КС1 с водорастворимым крахмалом в качестве метки движения влаги и для оценки возможного пристеночного эффекта Монолиты имели длину 24 см, диаметр составлял 16 см Сразу после окончания фильтрации монолит последовательно срезался с шагом 2 см Почвенные срезы окрашивались йодной водой для обнаружения крахмала, и по сетке определялась влажность, плотность и концентрации ионов в почвенных вытяжках (33 экспериментальные точки на каждый слой)

Рассмотрим результаты по 4-м монолитам, состоящих соответственно из следующих горизонтов (1) гор Апах, (2) гор АЬ, (3) монолит, отобранный на границе гор АЬ и гор ЕВ И (4) монолит 4 состоял из нижней части пахотного горизонта, гор АЬ и верхней части гор ЕВ

а)

10 15 20 25 30 35 40 45 50

объемная влажность, % б) в) г)

10 15 20 25 30 35 40 45 50 10 15 20 25 30 35 40 45 50 10 15 20 25 30 35 40 45 50

0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7

плотность, г/см3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7

Рис. 8 Послойные статистики (медианы, квартили, размах) влажности и плотности почв в монолитах а) гор Апах, б) гор АЬ, в) гор АЬ-ЕВ, г) гор Апах-АЬ-ЕВ

Статистики послойного распределения объемной влажности и плотности почв в монолитах показали (рис 8), что в гор Апах наблюдалось равномерное распределение влажности по всему монолиту и некоторое уплотнение в нижней части Гор АЬ оказался наиболее увлажненным, и он имеет наименьшие величины

плотности. Наблюдается высокая пестрота значений плотности и влажности в монолитах, состоящих из нескольких горизонтов. В них выделяется гор. АЬ более высокими значениями влажности, что обусловлено его более высокой водоудерживающей способностью (рис. 5, 8).

Определение концентраций ионов проводилось сразу после прекращения фильтрации, картины распределения элементов обусловлены быстрыми потоками влаги (рис. 9). В монолите гор. Апах медианные значения содержания ионов весьма равномерные по всей длине монолита, имеются участки, где элементы не обнаружены или имеют очень низкие значения, причем высокие концентрации элементов наблюдается как в верхней части колонки, так и в нижней. Вертикальный перенос ионов в горизонте осуществляется в первую очередь в соответствии с пространственным распределением плотности почвы.

ИОН КАЛИЯ

а)___ б) ________в) __-__

Апах

ы.

ЬЗ1

о '

АЬ

Г 1 И !

1 г. м». V • ЩЦ

АИ

Апа>;. АЬ

ЕВ

ИОН ХЛОРА

Апах

АЬ

ЕВ

АЬ

ЕВ

Рис. 9. Пространственное распределение ионов калия и хлора в почвенных колонках-монолитах: а) гор. Апах, б) гор. АЬ, в) гор. Апах-АЬ-ЕВ, г) гор. АЬ-ЕВ.

В гор. АЬ (монолит 2) наблюдается резкое и равномерное снижение содержания ионов с глубиной (рис. 9, б). В нем величины концентраций элементов являются максимальными из всех почвенных колонок. В монолитах, состоящих из нескольких горизонтов, граница гор. АЬ отчетливо выделяется накоплением ионов (рис. 9, в, г) и одновременно наибольшими квартилями и разбросом величин концентраций ионов. Его нижняя граница, переход к ЕВ отличается языковатостью

пространственного распределения обоих элементов, которое, вероятно, связано со снижением скорости фильтрации, разделением потока на отдельные составляющие в гор ЕВ, дальнейшим струйчатым характером перемещения раствора Отметим и явления проскока раствора, которые отмечаются отдельными пятнами повышенной

концентрации ионов

а)

0,0 0,5 1,0 0,0 0,5 1,0

Рис 10. Выходные кривые ионов калия и хлора почвенных колонок-монолитов ) гор Апах, б) гор ЛЬ, в) гор Апах-АЬ-ЕВ, г) гор АЬ-ЕВ

Выходные кривые, полученные для

монолитов, состоящих из отдельных гор Апах и ЛЬ (рис 10, а, б), показали одновременно быстрое возрастание содержания К+ и СГ в порциях фильтрата Причем

особенно резкий рост концентраций наблюдается

в гор АЬ, что характеризует доминирование в этом горизонте передвижения ионов с преимущественными потоками влаги Движение ионов осуществляется по крупным порам, непрерывным по всей длине монолита, практически без стадии сорбции ионов, в частности, иона К

Для монолитов, отобранных на границах почвенных горизонтов, характерно запаздывание выхода ионов в первых порциях фильтрата, наблюдается расхождение выходных кривых К+ и СГ, что связано с особенностями фильтрационных и сорбционных свойств отдельных горизонтов и особенностями перехода горизонтов

Балансовые расчеты показали, что из монолитов было вынесено в процентах от поступившего на поверхность из монолита АЬ - 74% СГ и69К+, Апах-61% и 54%, АЬЕВ - 56% и 46%, АпахАЬЕВ - 45% и 39% соответственно

Гидрохимические параметры массопереноса скорости фильтрации (у, м/сут), коэффициента гидродинамической дисперсии (£>*, м2/мин), шага смешения (X, м), рассчитанные для разных уровней исследования почв, представлены в таблице 3

Наиболее близкие значения параметров для исследованных горизонтов наблюдаются в насыпных почвах

Табл. 3. Гидрохимические параметры массопереноса иона СГ

горизонт Скорость Коэф-т гидродинамической Шаг

фильтрации V, м/сут дисперсии!)* м2/мин смешения X, м

Насыпные колонки

Апах 0,9 1 х 10"4 0,2

АЬ 1,1 8 х Ю-5 0,1

ЕВ 1,3 9 х 10'5 0,1

Малые почвенные монолиты

Апах 1,3 5 х 10"4 0,5

АИ 1,7 1 х 10"3 0,8

ЕВ 0,9 1 х 10"3 1,9

Большие почвенные монолаты

Апах 0,1 8x105 13

АЬ 5,2 3 х 102 50

АЬ-АЬЕ-ЕВ 1,7 3 х 10"4 2

Апах-АЬ-АЬЕ-ЕВ 0,3 6 х 10"4 3

Происходит возрастание коэффициента гидродинамической дисперсии и шага смешения при переходе от насыпных вариантов к монолитам, и по мере увеличения размеров почвенных монолитов Это свидетельствует о возрастании вклада ПП влаги в массоперенос при увеличении масштаба рассмотрения движения веществ в почвах, что необходимо учитывать в современных моделях по расчету переноса влаги и веществ

Следующий уровень исследования - это почвенный профиль Полевые фильтрационные эксперименты проводились аналогично лабораторным На поверхность почвы устанавливалась рама (диаметром до 50 см), куда подавалась сначала вода, затем резко «ступенькой» 1М р-р КС1 с крахмалом На нижней границе исследуемой почвенной толщи устанавливался секционный лизиметр, в нем проводился фиксированный порционный сбор фильтрата для получения выходных кривых После окончания фильтрации надлизиметрическая почвенная толща послойно изучалась Следует отметить, что на этом уровне исследования почв мы имели возможность более детально исследовать нижнюю границу благодаря использованию специально сконструированного секционного лизиметра Проведенные фильтрационные эксперименты в 1998-2001, 2004-2006 гг показали, что почвенные горизонты имеют свои особенности формирования преимущественных потоков влаги На рис 11 представлены горизонтальные

послойные топоизоплеты плотности, содержания иона калия и распределение крахмальной метки, полученные в одном из экспериментов 1999 г.

а)

б)

Крахмальная метка

130 сц 0/

Плотность, г/см1

Рама

Калийная метка

Крахмальная метка

В)

10 30 50 70 90 110 ст

Объемы лизиметрической воды, мл

Г)

юось

890

10 30 50 70 90 110 сш

Относительная концентрация К* в лизиметрической воде

Концентрация К, г/100г почвы

0.90 0.30 0.10 0.01

Лизиметр Местоположение рамы

Рис.11. Пространственное распределение плотности почв, содержания иона К+, объемы лизиметрических вод в секторах лизиметра, относительная концентрация иона К+ в лизиметрических водах.

В пахотном горизонте движение меченой влаги происходит по наиболее рыхлым участкам с огибанием переуплотненных. Картины распределения ионов-меток и крахмального окрашивания показали, что они имеют форму вложенных концентрических кругов, т.е. движение воды носит преимущественно фильтрационный равномерный характер (Дмитриев и др., 1985). Такая слабая выраженность преимущественных путей миграции влаги связана с регулярным проведением пахоты и пространственным выравниванием почвенных свойств. Хотя в данном горизонте можно предположить весьма высокую динамичность порового пространства в годовом цикле: разрушение преимущественных путей движения влаги после пахоты и создание новых под действием осадков и корневых систем растений.

Горизонту В свойственен инфлюкционный тип фильтрации, крахмальное окрашивание в нем - в виде отдельных пятен (Дмитриев, 1985). Причем такое пятнистое окрашивание в гор. В наблюдалось даже в том случае, когда рама

устанавливалась непосредственно на его поверхность Это указывает на

доминирование преимущественных потоков именно в этом горизонте

Поступление влаги в сектора лизиметра, расположенного на гл 50 см от

поверхности почвы, оказалось весьма неравномерным в 70 % секторов

поступления влаги не наблюдалось (рис 11), и только в нескольких объемы

гравитационной влаги были значительны Скорость фильтрации раствора в

отдельных секторах лизиметра была очень высокой и составила 200-600 см/сут

Поэтому уже на 7-й минуте после подачи раствора на поверхность, концентрации

ионов калия и хлора оказались близкими

и почти равными концентрации раствора

на входе Построение выходных кривых

Калий по полевым данным (рис 12), Хлор

Такт полученным порционным сбором

2 фильтрата в одном из секторов

Рис.12. Выходные кривые ионов С1" и лизиметра показало, что происходит К (полевые данные) резкое одновременное возрастание

ионов-меток, что свидетельствует об их миграции с ПП влаги Всего на глубину 50 см по путям быстрой миграции влаги в данном фильтрационном эксперименте было вынесено более 10 % ионов

Таким образом, движение влаги и растворенных веществ происходит не по всему поровому пространству почв, а по отдельным преимущественным влагопроводящим путям, осуществляющим значительный массоперенос, характеризующихся значительным ослаблением сорбционных процессов

ПП влаги оказывают влияние и на пространственное распространение температурной волны, увеличивая латеральную неоднородность температуры почвы - при поступлении значительных объемов влаги на поверхность почвы возможен конвективный перенос тепла Специальные полевые эксперименты с использованием температурной метки были проведены на дерново-подзолистой легкосуглинистой пахотной почве УОПЭЦ Чашниково Московской области 7 07 -12 07 2004 На глубине 20 см под ненарушенным гор Апах по горизонтальной сетке были установлены теромодатчики, фиксировавшие температуру каждые 5 мин Температура почвы на исследуемой глубине слабо варьировала по площади

участка в диапазоне 13,4-14,8°С (рис 13, а) Через 40 мин после начала подачи влаги, температура которой составляла 25°С, картина распределения изменилась (рис 13, б), достигнув в отдельных точках почвы 20-20,5 °С а)

5 10 15 20 25 30

5 10 15 20 25 30 СМ

Рис 13. Топоизоплеты распределения температуры почвы

а) за 20 мин до начала подачи влаги, б) через 40 мин после начала

подачи воды, в) через 1 сутки после эксперимента

Были построены выходные кривые температуры почв, аналогично выходным кривых ионов Относительная температура рассчитывалась по отношению к температуре влаги, поданной на поверхность почв Часть термодатчиков очень быстро отреагировала на подачу подогретой воды на поверхность почвы, достигнув максимума значений в течение 40 мин (рис 14) После прекращения

фильтрации температура стала снижаться в одних случаях так же резко, как и поднималась, что свидетельствует о передвижении

в ре м я влаги по наиболее крупным порам,

-1-1-1—

12 00 13 12 14 24 15 36 16 48 быстро сбрасывающим излишки

Рис.14. Выходные кривые температуры влаги Уменьшение степени почвы пологости выходных кривых связано

с увеличением вклада более мелких и извилистых пор, увеличением вклада кондуктивной составляющей теплопереноса На участках, куда не попали ПП влаги, температура почвы повышалась постепенно на 1-2 °С за счет более медленного перераспределения влаги и кондуктивного механизма переноса тепла

Проведенные эксперименты показали, что метод температурной метки фиксирует пути быстрой миграции влаги, позволяет вести сбор информации в

автоматизированном режиме с высокой точностью, и позволяет повторять эксперимент для решения вопроса об устойчивости влагопроводящих путей

Таким образом, ПП влаги могут оказывать значительное влияние на распределение влажности, веществ и тепла, т к они определяют быстрые локальные перемещения в почве Это ведет к увеличение пространственной неоднородности почвенной толщи, определяет начальную ситуацию после выпадения осадков и поливов, закладывают основу для дальнейших более медленных процессов движения влаги, веществ и тепла в почвенном покрове Кроме того, ПП влаги имеют важное значение в выполнении почвой экологической функции в ландшафте, т к возможен быстрый перенос воды и питательных или загрязняющих веществ в нижние слои почвенного профиля или за его границы

4.3. Перенос влаги и растворенных веществ на уровне почвенного покрова

Следующий уровень наших исследований ПП влаги и растворенных веществ -комплексный почвенный Владимирского ополья Исследования проводились в условиях выровненного рельефа для исследования влияния собственно почвенных характеристик на перераспределение влаги и веществ в почвенном покрове

Для того чтобы охватить все почвенные разности Владимирского ополья и учесть специфику внутрипочвенного рельефа, большинство заливочных фильтрационных опытов мы проводили на длинномерных траншеях, что позволило подробно исследовать морфологию почв и точно выбрать позиции для проведения экспериментов Так, в 2000 г на 40-метровой траншее были установлены 4 лизиметра на разных глубинах и под разными горизонтами с учетом специфики морфологического строения почв (рис 15)

Первый лизиметр был установлен на серой лесной слабооподзоленной почве на глубине 50 см, надлизиметрическая толща состояла из пахотного горизонта и гор ЕВ Влага в лизиметре 1 появилась через 12 мин после ее подачи влаги в раму, и ее распределение было очень неравномерным Всего профильтровалось 20 % от поданной на поверхность влаги Для исследования движения влаги в отдельных горизонтах второй лизиметр был установлен сразу под пахотным горизонтом В нем фильтрация началась раньше (через 6 мин), ее поступление было более равномерным, а вынос выше (28%) При снятии верхней 25-см толщи пахотного

горизонта и подаче раствора непосредственно в иллювиальныи горизонт в лизиметре 3, установленном на глубине 75 см, было обнаружено небольшое количество фильтрата (около 1% от поступившего на поверхность). Исключение составил лизиметр 4, который был расположен в серой лесной почве со вторым гумусовым горизонтом на глубине 50 см в гор. ЕВ, в нем не было обнаружено влаги.

а)

мм 25 см I

50 см !=

Апах ЕВ I

Лизиметр 1

25 см

Апах

ЕВ

Лизиметр 2

Рис. 15. Схема полевых фильтрационных экспериментов: а) схема установки заливочных рам и секционных лизиметров на траншее, б) объемы фильтрата в секторах лизиметра, в) относительная концентрация хлорид-иона в секторах лизиметра.

Относительные концентрации хлорид-ионов в большинстве секторов лизиметра оказались весьма высокими, т. е. во всех экспериментах было зафиксировано движение раствора по путям быстрой миграции влаги. Исключение составили лизиметры, установленные в гор. ЕВ в почвах с гор. АЬ. Последующие эксперименты на серых лесных почвах со вторым гумусовым горизонтом, проведенные в 2001, 2004-2005 гг. показали, что в случае установки лизиметра в гор. ЕВ, влага не поступала в секции лизиметра. Однако расположение лизиметра непосредственно в толще гор. АЬ приводило к интенсивной и весьма

неравномерной по площади фильтрации влаги, в лизиметр поступало около 50-60 % влаги от поданной в почву По всей видимости, в данном горизонте происходит латеральное растекание влаги на границе с подстилающим иллювиальным горизонтом Увеличение влажности на нижней границе гор АЬ отмечали в своих работах А О Макеев (2005), Т А Архангельская (2007)

Таким образом, полевые эксперименты по исследованию ПП веществ позволили обнаружить быстрые пути миграции раствора, не определяемые послойным отбором почвенных образцов На серых лесных почвах Владимирского ополья при высоких скоростях фильтрации влаги по преимущественным путям (более 200 см/сут) ионы калия слабо взаимодействуют с твердой фазой почв В гор АЬ в наибольшей степени выражены ПП фильтрации за счет высокой его агрегированности и оструктуренности Нижняя часть второго гумусового горизонта является своеобразным «экраном», задерживающим вещества и не позволяющим им проникать в нижние слои почвенной толщи

Учитывая, что нижняя граница гор АЬ образует сложный внутренний рельеф, следует ожидать специфических процессов вертикального и латерального перемещения влаги в комплексном почвенном покрове Владимирского ополья Для того, чтобы физически обосновать возможные следствия такого рода переноса влаги и веществ была поставлена задача изучения анизотропии гидрофизических и гидрохимических свойств почв, составляющих почвенный покров Владимирского ополья

4.4. Анизотропия гидрофизических и гидрохимических свойств почв

Для исследования анизотропии гидрофизических и гидрохимических характеристик были отобраны монолиты в трех направлениях вертикальные, горизонтальные - вдоль склона внутрипочвенного рельефа и поперек склона На отобранных монолитах были проведены исследования основной гидрофизической характеристики (ОГХ), функции влагопроводности, выходных кривых

На рис 16 приведены нижние тензиостатические части ОГХ для образцов почвенных горизонтов, отобранных в различных направлениях

Оказалось, что наиболее однородным является гор Апах (рис 16, а), он не обладает анизотропией ОГХ, все кривые располагаются очень скученно, разброс значений минимален Выделяется гор АИ (рис 16, б), в котором

водоудерживающая способность выше, и одновременно наблюдается

дифференциация в зависимости от направления отбора почвенного монолита

Горизонтальные монолиты, отобранные вдоль внутрипочвенного рельефа, имеют

меньшие значения влажности и их кривые смещены влево аЧ

б) в)

1 Вертикальные монолиты ^

Латеральные

2 -вдоль □ внутрипочвенного рельефа

3-поперек х внутрипочвенного рельефа

в. % 56

56 26

Рис. 16. ОГХ почв монолитов, отобранных из горизонтов серой лесной почвы и переходных слоев а) Апах, б) АЬ, в) ЕВ, г) Апах-ЕВ, д) Апах-АЬ, е) АЬЕ

Еще более отчетливо выражена анизотропия ОГХ нижней части гор АЬ (рис 16, е) на фоне резкого снижения водоудерживающей способности по сравнению с вышележащим горизонтом

Также отчетливо данный горизонт выделяется и анизотропией функции влагопроводности. Монолиты, отобранные в направлении склона палеорельефа, имеют наибольшие значения коэффициента влагопроводности во влажной почве, резко снижаясь с уменьшением влажности

Выходные кривые почвенных монолитов показали (рис 17), что в пахотном горизонте движение влаги осуществляется преимущественно в вертикальном направлении (рис 17, а), т к ни одна из 4-х колонок, отобранных горизонтально, не позволила получить выходные кривые из-за низких скоростей фильтрации (рис 17, г) Вынос ионов на нижней границе вертикально отобранных монолитов свидетельствует о значимости сорбции иона калия в данном горизонте

В гор АЬ (рис 17, в, д) выражен процесс быстрого перемещения ионов с ПП влаги - наблюдается одновременный выход меток Причем наиболее резко это происходит в латеральных колонках и особенно в нижней оподзоленной части гор АЬЕ (рис 17, е) В нем, в отличие от пахотного горизонта, очень низкая фильтрация отмечена в вертикальных колонках Т е, в данном горизонте преимущество имеет

латеральный перенос по ПП миграции влаги вдоль внутрипочвенного палеорельефа.

б) в)

а) 1,0

4Г -»-хлор

9 -о- калии

С]

Низкий Кф

Такт

Вертикальные монолиты

Латеральные монолиты

Перфорированная труба, d=16 см

Подача раствора KCl

0123401234 Рис.17. Выходные кривые ионов калия и хлора почвенных монолитов: Вертикальные монолиты горизонтов: а) Апах, б) Ah, в) AhE Латеральные монолиты горизонтов: г) Апах, д) Ah, е) AhE.

Дальнейшее перемещение влаги в иллювиальном горизонте, согласно лабораторным и полевым фильтрационным экспериментам, осуществляется в вертикальном направлении по межпедному пространству крупноглыбистой, призматической структуры горизонтов В.

Это заключение нашло свое подтверждение при проведении полевого заливочного эксперимента сразу после снеготаяния в марте 2004 г., когда почва была максимально увлажнена. На выровненном участке с выраженным склоном внутрипочвенного рельефа была установлена перфорированная пластиковая труба диаметром 16 см до глубины 70 см (рис. 18). В нее был залит раствор KCl. После того, как раствор полностью профильтровался, было зачищено 4 вертикальных среза вдоль и поперек внутрипочвенного склона и по сетке определены концентрации ионов. Результаты пространственного распределения хлорид-иона представлены на рис. 18, на котором четко видно преимущественное передвижение иона хлора в гор. Ah и особенно в его нижней части.

Распределение содержания иона С1 (%,) по вертикальной стенке при поступлении раствора в вертикальную скважину.

Таким образом, почвенный покров Владимирского ополья обладает выраженной анизотропией гидрофизических и гидрохимических функций горизонтов слагающих его почв Отмеченное по выходным кривым отсутствие процессов сорбции при движении растворов в латеральном направлении указывает на перенос веществ в виде преимущественных потоков

По всей видимости, перемещение влаги по путям быстрой миграции в сложном комплексном почвенном покрове Владимирского ополья осуществляется следующим образом при поступлении значительных количеств влаги происходит ее преимущественно вертикальное передвижение в пахотном горизонте Латеральный перенос, согласно гидрофизическим и гидрохимическим свойствам, здесь не является значимым Причем перемещение по данном горизонту является наиболее равномерным, ПП выражены в нем в меньшей степени, т к ежегодная пахота гомогенезирует строение порового пространства Дальнейшее перемещение почвенной влаги происходит в виде ПП по склонам палеорельефа Латеральный перенос внутрипочвенной влаги (верховодки) в наибольшей степени выражен в нижней оподзоленной части второго гумусового горизонта, где наблюдается резкое снижение водоудерживающей способности горизонта Выходные кривые ионов показали неравномерность и сложность латерального переноса с выраженными ПП влаги При попадании гравитационной воды на выровненные плакорные участки древнего внутрипочвенного рельефа, происходит ее проскок в нижние горизонты Движение влаги в иллювиальном горизонте носит инфлюкционный характер с проскоками влаги, что и отражается в неровной линии вскипания от НС1 ПП влаги ведут к высокой пространственной неоднородности распределения влаги и веществ, формированию в вертикальном направлении - языковатости смены горизонтов, в латеральном направлении - к стягиванию влаги и растворенных веществ к элементам понижения во внутрипочвенном рельефе Это ведет, в частности, к «омоложению» гумуса нижней части гор АЬ (Милановский, 2006)

Такое ежегодно повторяющееся воздействие на почвенный покров в виде поступления значительных количеств влаги в период весеннего снеготаяния, при выпадении осадков ливневого характера, формирует особый водный режим почв Владимирского ополья с явлениями быстрого проскока и передвижения

избыточной влаги, что является основой для сохранения уникальной палеоструктуры почвенного покрова

Проведенные комплексные исследования формирования ПП влаги в почвах Владимирского ополья показали их роль в быстром перераспределении гравитационной влаги, что является одним из важнейших факторов поддержания устойчивого функционирования почвенного покрова

Вопрос, который логически вытекает из вывода об устойчивом функционировании системы - вопрос о времени формирования преимущественных путей движения влаги, о возможности влияния ПП влаги на трансформацию твердой фазы почв, т к именно с вертикальным стоком осуществляется перенос и вынос растворенных веществ и взвешенных частиц по почвенному профилю

ГЛАВА 5. Формирование преимущественных путей движения влаги, и их влияние на изменение свойств почв

Ответ на эти вопросы предполагает проведение исследований на объектах с точно известным временем начала функционирования

5.1. Преимущественные пути движения влаги в техноземах КМА Одним из таких объектов нашего исследования явился технозем (рекультивационная конструкция) Лебединского железнорудного карьера Курской магнитной анамалии (КМА), который функционирует с 1986 г Технология рекультивации заключается в создании техногенного культурного ландшафта Он предусматривает намыв мощного песчаного слоя на гидроотвал, на который после его подсушивания наносится 60-см черноземный гумусовый слой (чернозем типичный)

Сформированная таким образом техногенная призма находится в сельскохозяйственном использовании По теоретическим предпосылкам, эта конструкция должна функционировать аналогично «местным» черноземам, более того, наличие мощного дренажного песчаного слоя должно было способствовать улучшению водного режима почв в условиях орошаемого земледелия Однако, за более, чем 20 лет эксплуатации, насыпанный черноземный слой превратился в своей нижней части, с глубины 30 см вплоть до 60 см в горизонт с резко ограненными столбчато-призмовидными педами (рис 19) К настоящему времени черноземный слой отчетливо дифференцирован по структуре верхняя

часть продолжает оставаться комковато-зернистой, средняя часть обладает

ореховатои структурой с Я выраженными гранями и ребрами. С щВ глубиной размер педов

увеличивается, и они складываются в столбчатую

Рис. 19. Структура почвы технозема:

а) комковато-зернистая - гл. 10-20 см,

б) ореховатая - гл. 30-40 см,

в) ореховато-столбчатая - гл. 35-50 см.

I тв

структуру,

распадающуюся на агрегаты. Агрегаты в средней и нижней части обладают очень высокой водоустойчивостью.

Для выяснения особенной передвижения влаги в такого рода резко дифференцированной по свойствам почвенной конструкции были проведены фильтрационные эксперименты с крахмальной меткой. Как видно на рис. 20, на котором представлены результаты одного из экспериментов, уже с глубины 20 см наблюдалось сильное расчленение потока и его движение в дальнейшем происходило по граням структурных отдельностей по инфлюкционному типу. А с

рама

глубины 40 см крахмальные пятна практически не были заметны, обнаруживаясь лишь на вертикальных поверхностях почвенных педов. Установка рамы непосредственно на столбчато-ореховатый слой не изменило характер движения влаги в нем.

Массоперенос в нижнюю часть профиля оказался весьма значительным, о чем свидетельствуют мощное растекание крахмала в песчаном слое и его дальнейшее продвижение вглубь песчаной подложки. Перенос влаги осуществлялся без увлажнения почвенных агрегатов, по преимущественным транспортным путям, которые в данном случае представляли собой межпедное трещинное пространство.

о 5

0 20 яГ

1 30

" 40

50 65

Рис. 20. Послойные распределение крахмальной метки в заливочном эксперименте на техноземе КМА.

Граница песчаного слоя

Для доказательства обнаруженного в полевых условиях факта быстрого переноса раствора по преимущественным путям миграции был использован лабораторный метод получения выходных кривых

Приведенные на рис 21 выходные кривые указывают, что в верхней части черноземного слоя с выраженной зернистой структурой

происходит сорбирование иона

0 1 2 3 4 5

Рис. 21 Выходные ионов СГ и К+ почвенных калия> ег0 выходные кривые колонок с глубин 0-10,20-30 и 45-55 см смещены вправо По мере

увеличения глубины отбора почвенных образцов происходит увеличение интенсивности выхода калийной метки, и с глубины 40 см, выход ионов калия и хлора почти одновременный, что свидетельствует о значительном вкладе именно преимущественных путей миграции воды, что и наблюдалось в полевых условиях, когда раствор двигался без фронтального увлажнения почвенной толщи

Таким образом, через 20 лет после начала функционирования техноземов КМА были сформированы преимущественные пути движения влаги, по которым осуществляется значительный массоперенос Верхняя часть почвенной толщи подвергается регулярным агротехническим воздействиям, а значит, структура влагопроводящей система периодически разрушается В нижней части сформировавшиеся транспортные пути определили и закрепили особый тип структуры, что обуславливает устойчивое функционирование данной конструкции в настоящее время В результате в процессе функционирования данных почвенных конструкций именно нижняя часть черноземного слоя в наибольшей степени подвергалась трансформации и изменению структуры в результате специфики нижней границы и регулярного формирования преимущественных потоков влаги 5 2 Преимущественные пути движения влаги в модельных почвах лизиметров МГУ

Другим объектом для изучения роли преимущественных потоков влаги в эволюции почв явились уже рассмотренные выше модельные почвы лизиметров, в которых в 1-ом варианте на поверхности располагается иллювиальный гор В2,

отличающийся трещиноватостью и глыбистостью структуры, а во 2-ом варианте поверхностным является зернисто-комковатый гор Апах Приведенные выше результаты исследования гидротермического режима показали, что в годовом цикле варианта 1 лизиметрических почв в большей степени выражены явления преимущественного движения влаги, 2-ой вариант отличается большей выраженностью фильтрационного перемещения воды

Рассмотрим многолетнюю динамику лизиметрического стока (рис 22) В

начале опыта почва во всех 800-1 „ ж ... ,Р( 1\ —о— вариант 2 вариантах представляла собой

насыпные образцы, было нарушено строение межагрегатного порового пространства

Расчет коэффициента

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45

корреляции между количеством

Рис. 22. Многолетняя динамика осадков и выпавших осадков и объемами

лизиметрического стока в вариантах

лизиметрического опыта (медианные лизиметрического стока для

значения для каждого варианта) ,

периода октябрь-апрель с

отсутствием влияния растительного покрова показал, что в 1-ом варианте в первые

годы наблюдалась высокая корреляция между величинами лизиметрического стока

и количеством выпавших осадков А варианте 2 не было отчетливой зависимости

лизиметрического стока от осадков, и даже при значительных осадках при более

350 мм за период, значения лизиметрического стока не превысили 50 мм

Фильтрация была незначительна и приурочена к осенним периодам затяжных

дождей Это свидетельствует о значительных различиях в фильтрационных

свойствах почвенных горизонтов, особенно на начальных этапах

функционирования лизиметрических установок Основные влагопроводящие пути

были сформированы через 10-14 лет после начала функционирования почв в

лизиметрах С этого времени наблюдается высокая корреляция стока с

количеством выпавших осадков, а при осадках более 300 мм за период объемы

стока в обоих вариантах практически одинаковы Коэффициенты корреляции

между значениями стока и осадков имеют высокие значения, причем эта

зависимость носит прямолинейный характер с высокими величинами уровня

достоверности аппроксимации (0 72 и 0 95 для вариантов 1 и 2 соответственно) В дальнейшем, после прекращения внесения удобрений и соблюдения севооборота в обоих вариантах, уменьшается зависимость от осадков, происходит снижение значений коэффициентов корреляции В целом характер зависимости в обоих вариантах становится близок Этот период характеризуется большим запаздыванием стока при выпадении осадков, что обусловлено формированием близкого к стабильному почвенного профиля, появлением гидрологической буферности почвы В первые годы - около 10% от объема годового стока

приходилось на весенний период быстрых потоков влаги, в настоящее время от 20 до 40 % и более приходится на этот период в годовом цикле Формирование

40 преимущественных путей влаги ведет к сближению объемов внутрипочвенного стока почв исследуемых вариантов (рис 23) на

Рис.23. Динамика разницы стока между вариантами 1 и 2 почв лизиметров

фоне увеличения их абсолютных величин

Устоявшееся влагопроводящее пространство приводит и к снижению выноса элементов из почвенного профиля В качестве примера приведем годовые динамики концентраций иона кальция в лизиметрических водах (рис 24) Для примера были выбраны 2 года - 1973 и 1993 г, которые имели очень близкие

значения по влагообеспеченности и по годовому распределению осадков На рисунке представлены медианные значения концентраций месяцы иона кальция в лизиметрической

Рис.24. Годовая динамика концентрации иона Са+ в лизиметрических водах (медианные значения)

12 воде для четырех повторностей лизиметрических площадок

каждого варианта В 1973 году

концентрации кальция были значительно выше в варианте 2, в котором преобладает фильтрационный тип

движения воды Но уже в 1993 году разница была незначительной, а сами концентрации понизились на порядок Это может означать, что, чем более сформированы преимущественные пути, тем меньше вынос вещества из твердой фазы почвы

Преимущественные пути миграции влаги в почвах выполняют важнейшую функцию сброса избыточной воды в нижние горизонты почвенного профиля и за его пределы без длительного взаимодействия с твердой фазы почв Однако в случае поступления с водой загрязняющих веществ или вносимых с удобрениями питательных элементов, их вынос может оказаться выше расчетного, т к они будут двигаться по путям быстрой миграции воды без значительного взаимодействия с поверхностью почвенных частиц, что и наблюдалось в специальных экспериментах во Владимирском ополье

Для обоснования возможностей переноса веществ с преимущественными потоками в модельных почвах лизиметров мы также использовали методический подход, заключающийся в получении и анализе выходных кривых

а)

6 Кф, 5 см/мин 4 3 2 1 О

, ■ сшмин

\istL

-2004 -1961

I, мин

100

150

Рис. 25. а) Динамика коэффициента фильтрации верхнего горизонта В2 варианта 1 в колоночном фильтрационном эксперименте, б) выходные кривые иона калия

Построение выходных кривых для образцов 1961 и 2004 г из поверхностного

горизонта В2 варианта 1 (Рис 25) показало, что на фоне увеличения коэффициента

фильтрации (рис 25, а) происходит более быстрый выход хорошо сорбирующегося

иона калия из почвенных колонок образцов 2004 г (рис 25, б) Поэтому кривые

смещаются влево, преимущественные потоки выражены сильнее

Об этом же свидетельствует и вынос элементов из почвенного профиля,

согласно исследованиям объемов и концентраций элементов в лизиметрической

воде, которые мы проводили в 1993-1994 гг (рис 26) Вынос большинства

макроэлементов выше во втором варианте, в котором происходит более медленное

передвижение влаги, и это несмотря на то, что лизиметрический сток был ниже,

чем в варианте 1 (420 мм в 1-ом варианте, 370 мм во 2-ом варианте). Однако, вынос цинка, который в значительном количестве поступал на поверхность почв лизиметров, выше в варианте 1 с преобладанием инфлюкционных потоков в годовом цикле.

-5 -150 J

Рис. 26. Поступление на поверхность почв лизиметров и вынос с лизиметрическим стоком (1993 г.): а) макроэлементов, б) микроэлементов (медианные значения).

Таким образом, особенностью представленных вариантов почв, сформированных из абсолютно одинаковых генетических горизонтов, является своя специфика вертикального перемещения гравитационной влаги и конвективного переноса веществ. Это нашло отражение в изменениях и самой консервативной фазе почв - твердой фазе.

Почвы лизиметров изначально имели высокую дифференцированность профиля по гранулометрическому составу, по химическим свойствам (содержанию органического углерода, элементному составу). При размещении нижнего иллювиального гор. В2 мощностью более 40-см на дневной поверхности произошло значительное обеднение его верхней 20-см толщи илистой фракцией -на 7 %. Это привело к переходу почвы в другую категорию по классификации Качинского. Сформировавшийся пахотный гор. В2 отличается от классического иллювиального горизонта пониженным содержанием илистой фракции и высокой концентрацией грубодисперсного органического материала. Однако он сохраняет бурую окраску, глыбисто-комковатую структуру и предрасположенность к образованию трещин в засушливые периоды. Дифференциация содержания илистой фракции в результате агрогенной эволюции отмечалась многими авторами (Суворов, 1974; Караваева, 1985, 2000; Зайдельман, Ковалев, 1994 и др.) и

диагностировалась в специальных экспериментах с исходно гомогенными субстратами (Козловский и др , 2001, Чижикова и др , 2006)

Расположение иллювиального гор В1 между двумя обедненными илом слоями Апах и Е, привело к еще большему иллювированию тонких гранулометрических фракций из горизонта, и снижению в нем содержания ила на 10 % В составе илистой фракции наблюдается увеличение концентрации углерода В итоге верхняя толща почвенного профиля снизила изначально высокую дифференцированность по гранулометрическому составу и величинам удельной поверхности по воде и по азоту

В случае размещения на глубине 90-110 см гумусового гор Апах произошел рост содержания тонких фракций и увеличение разнообразия гранулометрических элементов, связанное с поступлением минеральных илистых частиц из вышележащих горизонтов и выносом гидрофильной фракции составляющей гумусовых веществ При размещении гор Апах в соответствии с природным расположением на дневной поверхности не наблюдается заметных изменений в распределении гранулометрических фракций и величинах удельной поверхности

Комплексное исследование дисперсности твердой фазы почв с использованием ряда гранулометрических показателей (Березин, 1983, Шеин, 2005), изучение минералогического состава почв показало, что изменение свойств твердой фазы почв обусловлено в первую очередь перемещением тонких фракций вертикальными потоками влаги Суспензионный перенос глинистого материала сопровождается дифференциацией по минералогическому составу с преимущественным выносом набухающих минералов, как самых тонкодисперсных и гидрофильных Изучение минералогического состава крупных фракций выявило, что в модельных почвах происходит снятие гумусовых и гумусово-железистых пленок с поверхности минералов и процессы разрушения неустойчивых, а также частично разрушенных, корродированных зерен минералов, особенно в варианте 2 с более медленным прохождением влаги

Общая направленность изменения физических свойств выражена в укрупнении микро- и макроагрегатов, уплотнении почвенных горизонтов, увеличение трещиноватости и глыбистости верхних слоев В исследуемых почвах за время их нахождения в одинаковых условиях на верхней и нижней границах

происходит их сближение как по фундаментальным свойствам (гранулометрический состав, плотность, содержание органического вещества), так и по динамичным структурно-агрегатным характеристикам (увеличение диаметра агрегатов)

Таким образом, длительный лизиметрический эксперимент, проводимый в полностью контролируемых условиях, показал, что на начальных стадиях функционирования почв с антропогенно-измененными профилями трансформация твердой фазы почв весьма заметна и значима Причем, перенос минералов и растворенных веществ в большей степени выражен в варианте с меньшей выраженностью преимущественных потоков, с меньшими скоростями лизиметрического стока, с большим временным интервалом прохождения влаги, а значит, с большими возможностями переноса растворенных веществ и суспензий Исследования особенностей передвижения влаги в искусственно сформированных почвенных конструкциях с известными сроками создания и условиями функционирования показало, что формирование и стабилизация преимущественных путей миграции влаги в модельных почвах, созданных из насыпных горизонтов дерново-подзолистых почв, произошло в течение 10-12 лет

ВЫВОДЫ

1 На различных природных и искусственных почвенных объектах (комплекс серых лесных почв Владимирского ополья, дерново-подзолистые почвы, рекультивационные конструкции), в длительных экспериментах (Большие лизиметры Почвенного стационара МГУ, функционирующие с 1961 г) доказано, что преимущественные потоки веществ и энергии - характерное специфическое почвенное явление быстрого локального перемещения в вертикальном и латеральном направлениях, связанное со структурой порового пространства, строением почвенного профиля, условиями на границах почвенных горизонтов (слоев), определяемое масштабом рассмотрения почвенных объектов

2 Многолетние исследования на дерново-подзолистых почвах Почвенного стационара МГУ показали, что периоды преимущественных потоков влаги в годовом цикле занимают короткие промежутки времени и наблюдаются при поступлении значительных количеств воды на поверхность почвы Преимущественные потоки влаги осуществляют значительный энерго-,

массоперенос в весенний период - при снеготаянии, что ведет к быстрому выравниванию влажности и температуры почвенного профиля, а в летний период -при выпадении осадков ливневого характера, что приводит к возникновению лизиметрического стока (до 50 % от выпадающих осадков) без фронтального увлажнения средней части профиля

3 Разработаны методические основы регистрации преимущественных потоков влаги метод секционных лизиметров, веществ-меток, метод температурной метки, лабораторные методы получения выходных кривых На их основе показано, что увеличение масштаба исследования - от почвенного образца к почвенному монолиту (горизонту) и почвенному профилю (педону) - приводит к увеличению доли преимущественных потоков влаги, что на высоких иерархических уровнях структурной организации почвы вызывает необходимость учета этого явления для расчета массопереноса

4 Преимущественные пути движения влаги могут оказывать значительное влияние на распределение влаги, веществ и тепла в горизонтальном и вертикальном направлениях, что увеличивает пространственную неоднородность почвенной толщи, а также определяют важную экологическую функцию почв в ландшафте, связанную с быстрым сквозным транспортом воды и разнообразных веществ в нижние слои почвенного профиля и за его границы, их латеральное перераспределение в почвенном покрове

5 Длительные исследования водного и температурного режима почв, изучение трансформации твердой фазы в полностью контролируемых условиях (на примере лизиметрических почв Почвенного стационара МГУ) показали, что преимущественные пути миграции влаги являются характерным признаком достижения равновесного состояния почв в их эволюции, условием устойчивого функционирования почв при переменных внешних нагрузках в виде интенсивных потоков воды на верхней границе почвенного профиля

Список публикаций по теме диссертации

Монографии, методические и учебные пособия • 1 Шеин Е В, Початкова Т Н, Рычева Т А , Смагин А В, Сидорова М А, Умарова А Б Лабораторные исследования физических свойств почв Методическое пособие Москва 2000 54 с

2 Шеин Е В, Архангельская Т А , Гончаров В М, Губер А К, Початкова Т А, Сидорова М А , Смагин А В , Умарова А Б Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв М МГУ 2001 200 с

3 Умарова А Б Рабочая тетрадь Практикум по физике почв учебное пособие М МГУ 2005 40 с

4 Шеин Е В , Умарова А Б Сборник задач по физике почв Тула Гриф и К 2006 112 с

5 Проведение комплексной агрофизической экспресс-оценки состояния сельскохозяйственных земель Методические рекомендации // Коллективная монография Авторский коллектив А Т Волощук, С И Зинченко, М А Мазиров, Е В Шеин, В Г Тымбаев, Е В Фаустова, М А Бутылкина, М В Банников, А В Дембовецкий, А Б Умарова, М В Прохоров Суздаль 2005 76 с

6 Шеин Е В Зинченко С И, Мазиров М А , Банников М В , Тымбаев В Г, Григорьев А А , Корчагин А А , Фаустова Е В , Умарова А Б, Дембовецкий А В , Гончаров В М , Прохоров М В Оценка и прогноз агрофизического состояния почв сельскохозяйственных земель (на примере комплекса элементарных почвенных ареалов Владимирского ополья) Владимир 2007 80 с

7 Умарова А Б Глава X Лизиметрический метод исследования почв С 278-303 Глава XII Гидрохимические свойства почв С 339-362 // Теории и методы физики почв Коллективная монография под ред Е В Шеина, Л О Карпачевского М, Тула Гриф и К 2007 616 с

Статьи в журналах, рекомендуемых ВАК для публикаций основных результатов докторской диссертации

8 Шеин Е В, Початкова Т Н , Умарова А Б Почвенно-экологические исследования на станции изолированных лизиметров Московского университета // Почвоведение 1994 № 11 С 112-117

9 Воронин А Д , Шеин Е В , Початкова Т Н, Умарова А Б Изменение физических свойств дерново-подзолистых почв в условиях многолетнего лизиметрического опыта //ВестникМГУ Сер 17, Почвоведение 1996 №3 С 28-40

10 Шеин Е В , Умарова А Б , Ван Ицюань, Початкова Т Н Водный режим и изменение элементного состава дерново-подзолистых почв в условиях больших лизиметров // Вестник МГУ Сер 17, Почвоведение 1997 №3 С 28-39

11 Губер А К, Шеин Е В , Ван Ицюань, Умарова А Б Экспериментальное обеспечение математических моделей переноса воды в почвах, оценка адекватности и надежности прогноза // Почвоведение, 1998, № 9, С 1127-113 8

12 Умарова А Б, Шеин Е В, Архангельская Т А Особенности формирования элементов водного режима дерново-подзолистых почв в годовой, сезонной и суточной динамике // Вестник МГУ Сер 17, Почвоведение 2002 С 36-42

13 Карпачевский Л О, Умарова А Б Большие лизиметры Почвенного стационара МГУ // Агрохимический вестник 2003 № 2 С 5-6

14 Банников М В , Поздняков А И, Шевченко Е М, Умарова А Б , Бутылкина М А Изменение свойств пирогенно-торфяных почв под влиянием факторов почвообразования//Вестник МГУ Сер 17, Почвоведение 2004 №1

15 Умарова А Б , Иванова Т И, Кирдяшкин П И Гравитационный поток влаги и его роль в эволюции почв прямые лизиметрические исследования // Вестник ОГУ 2006 №6 Т2 С 103-110

16 Шеин Е В , Щеглов Д И, Соколова И В , Умарова А Б Изменение физических свойств слоистых рекультивационных почвенных конструкций // Вестник ОГУ 2006 №12 4 2 С 308-312

17 Кокорева А А, Умарова АБ, Горбатов ВС Оценка чувствительности моделей миграции веществ в почве разного уровня по лизиметрическому стоку // Вестник ОГУ 2007 №3 С 123-127

18 Клевцова И Н, Умарова А Б , Анилова JIВ , Тесля А В Биоклиматические ресурсы и физические свойства черноземов и темно-каштановых почв Оренбургского Предуралья//Вестник ОГУ 2007 №5(69) С 167-170

19 Умарова А Б, Иванова Т В, Толпешта И И, Верба М П Изменение минералогического состава дерново-подзолистых почв в многолетнем лизиметрическом эксперименте//Вестник ОГУ 2007 №10 Специальный выпуск (75) 43 С 361-364

20 Умарова А Б, Кирдяшкин П И Конвективный перенос растворенных веществ преимущественными потоками влаги в серых лесных почвах Владимирского ополья // Вестник ОГУ 2007 №10 Специальный выпуск (75) 43 С 364-369

21 Русанов AM, Клевцова ИН, Умарова А Б Агрофизические и агроэкологические свойства лесостепных и степных почв Южного Урала // Вестник ОГУ 2007 №10 Специальный выпуск (75) Ч 3 С 293-295

22 Умарова А Б, Самойлов О А, Кокорева А А Температура модельных дерново-подзолистых почв в условиях больших лизиметров МГУ // Вестник Алтайского государственного университета 2008 №1 С 22-26

23 Архангельская Т А, Умарова А Б Температуропроводность и температурный режим модельных дерново-подзолистых почв в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ//Почвоведение 2008 №3 С 311-320

24 Умарова А Б , Иванова Т И Динамика дисперсности модельных дерново-подзолистых почв в многолетнем лизиметрическом эксперименте// Почвоведение 2008 № 5 С 587598

Статьи в сборниках и журналах

25 Умарова А Б Процессы накопления и переноса тяжелых металлов в модельных дерново-подзолистых почвах // Сб научных трудов ин-та земледелия Украинской академии наук 1996 С 174-184

26 Рычева Т А , Умарова А Б , Губер А К Исследования температуры почвы в условиях лизиметров Почвенного стационара МГУ // Лизиметрические исследования в агрохимии, почвоведении, мелиорации и агроэкологии М МГУ 1999 С 220-225

27 Умарова А Б , Рычева Т А, Губер А К Особенности формирования вертикального стока в период весеннего снеготаяния на лизиметрах Почвенного стационара // Лизиметрические исследования в агрохимии, почвоведении, мелиорации и агроэкологии М МГУ 1999 С 214-220

28 Умарова А Б, Рычева Т А, Губер А К, Леонова А А Годовая динамика лизиметрического стока модельных дерново-подзолистых почв // Лизиметрические исследования в агрохимии, почвоведении, мелиорации и агроэкологии М МГУ 1999 С 183-187

29 Умарова А Б , Шеин Е В , Яковлева Т Ю Изучения процессов поглощения и миграции калия в серых лесных почвах Владимирского ополья // Круговорот биогенных веществ и плодородие почв в адаптивно-ландшафтном земледелии России М, Немчиновка 2000 С 122-126

30 Shein Е V, Umarova А В , Dembovetsky А V , Marchenko X A Subsoil density distribution and matter movement m soils Proc 2nd Workshop and Int Conf on Subsoil Compaction Codolo 2000, С 105-111

31 Шеин E В , Кириченко А В , Гончаров В М , Милановский Е Ю , Умарова А Б , Бутылкина М А , Буева Ю Н Вариабельность физических свойств и процессов в почве как основной фактор биоразнообразия // Тр Межд Симпозиума «Функции почв в биосферно-геосферных системах», М , МГУ 2001 С 143-144

32 Умарова А Б , Яковлева Т Ю , Милановский Е Ю , Шикина И В , Дембовецкий А В Почва как специфический природный проводник вещества в ландшафте // Тр Межд Симпозиума «Функции почв в биосферно-геосферных системах», М, МГУ 2001 С 219-221

33 Умарова А Б, Шеин Е В Применение метода крахмальной метки Дмитриева для исследований переноса воды и растворенных веществ // Масштабные эффекты при исследовании почв М МГУ 2001 С 217-222

34 Shein Е V, Umarova А В Changes in physical properties of soils and soil processes as derived from data of a long-term lyzimetnc experiment (1961-2002) // Eurasian Soil Science Supplement Vol 35 2002 Pp S100-S106

35 Shein E V , Umarova А В , Dembovetsky A V , Samoilov A A Effect of subsoil compaction on the hydraulic processes in landscapes//International Agrophisics 2003 №17 С 1-6

36 Умарова А Б , Кирдяшкин П И, Иванова Т В Исследование вертикального переноса влаги в дерново-подзолистых и серых лесных почвах // Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов Казань «Фэн» 2003 С 89-92

37 Умарова А Б ,Иванова Т В, Кирдяшкин П И Динамика физических свойств на разных уровнях исследования почв в длительном лизиметрическом эксперименте // Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации М МГУ 2003 С 132-134

38 Федотова А В , Яковлева JIВ , Пилипенко В Н, Перевалов С Н, Шеин Е В , Умарова А Б , Бутылкина М А Почвенно-физическая и геоботаническая характеристика бугров Бэра в прикаспийской низменности // Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации М МГУ 2003 С 201-204

39 Шеин ЕВ, В Н Пилипенко, А В Федотова, М А Бутылкина, С Н Перевалов, А Б Умарова, JIВ Яковлева, А Л Сальников Изменчивость почвенно-физических свойств и растительности ландшафтов бугров Бэра в дельте реки Волги // Тр Института почвоведения МГУ-РАН «Роль почв в биосфере» Вып 4 «Почвы и биоразнообразие» 2004 С 130-144

40 Карпачевский Л О , Умарова А Б Большие лизиметры почвенного стационара МГУ // Лизиметрические исследования в России Сб ст М, Изд-во НИИСХ ЦРНЗ 2004 С 19-26

41 Карпачевский Л О, Зубкова ТА, Радюкина АЮ, Умарова А Б Лизиметрические исследования почв // Лизиметрические исследования в России Сб ст М, НИИСХ ЦНРНЗ, 2004 С 236-256

42 Умарова А Б Иванова Т В Динамика дисперсности антропогенно-измененных почв // Структура и динамика молекулярных систем Сб статей Изд-во МарГТУ, 2005 Вып XII Часть 1 С 259-264

43 Умарова А Б, Николаева Е И, Шеин Е В Водо- и механическая устойчивость агрегатов черноземов типичных под лесом и при сельскохозяйственном использовании // Экологические функции лесных почв в естественных и антропогенно нарушенных ландшафтах Петрозаводск 2005 С 313-316

44 Шеин Е В , Милановский Е Ю , Русанов А М , Умарова А Б Изменение структуры черноземов типичных под широколиственным лесом при сельскохозяйственном освоении в связи гидрофобно-гидрофильными свойствами органического вещества почв // Экологические функции лесных почв в естественных и антропогенно нарушенных ландшафтах 2005 С 108-111

45 Умарова А Б , Кирдяшкин П И, Самойлов А А Особенности вертикального движения влаги и растворенных веществ в горизонтах и профиле структурных почв // Экология речных бассейнов Владимир ВГУ 2005 С 130-133

46 Иванова Т В , Умарова А Б , Самойлов О А , Егоров Ю В, Бекецкая Т В Сбор экспериментальной информации в многолетнем лизиметрическом эксперименте // Экспериментальная информация в почвоведении теория, методы получения и пути стандартизации М МГУ 2005 С 3-5

47 Кирдяшкин П И, Умарова А Б, Железова С В Особенности использования встроенных лизиметров при изучении движения воды и растворенных веществ в

почвах // Экспериментальная информация в почвоведении теория, методы получения и пути стандартизации M МГУ 2005 С 195-197

48 Умарова А Б Масштаб исследований вертикального движения почвенной влаги лизиметрическим методом // Экспериментальная информация в почвоведении теория, методы получения и пути стандартизации МГУ, 2005 С 229-231

49 Умарова А Б , Иванова Т В , Кирдяшкин П И Исследования преимущественных потоков влаги в почвах методом лизиметров // Современные проблемы повышения плодородия почв и защиты их от деградации Минск, 2006 С 254-256

50 Умарова А Б , Кирдяшкин П И, Железова С В , Банников M В Пространственно-временные аспекты движения влаги и растворенных веществ в почвах // Почвоведение и агрохимия в XXI веке С -Петербург 2006 С 203-204

51 Шеин Е В , Архангельская Т А , Умарова А Б , Бутылкина M А, Девин Б А , Дембовецкий А В , Гончаров В M , Фаустова Е В , Тымбаев В Г Обзор современных методов физики почв требования агро- и геотехнологий, научно-обоснованных биосферных прогнозов // Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем Иркутск 2006 С 24-26

52 Умарова А Б, Иванова Т И Эволюция дерново-подзолистых антропогенно измененных почв // Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем Иркутск 2006 С 129-130

53 Шеин Е В , Горбатов В С , Дембовецкий А В , Умарова А Б , Кокорева А А Проблемы широкого использования прогнозных математических моделей миграции пестицидов в почвах // Современные проблемы загрязнения почв M МГУ 2007 С 37-38

54 Умарова А Б , Самойлов О А, Соколова И В , Милановский Е Ю , Кирдяшкин П И , Иванова Т В Преимущественные потоки влаги формирование и значение в антропогенно-измененных почвах // Ноосферные изменения в почвенном покрове Владивосток 2007 С 401-403

55 Кокорева А А , Шеин Е В , Горбатов В С , Умарова А Б Оценка чувствительности и настройка некоторых моделей миграции пестицидов // Ноосферные изменения в почвенном покрове 2007 С 403-406

56 Умарова А Б , Шеин Е В , Кирдяшкин П И , Самойлов О А Преимущественные потки влаги в структурных суглинистых почвах // Proceedings International Conference «Soil Science - Base for sustainable Agriculture and Environment Protection» 2007 Sofia Bulgaria Изд-во «ПъеблишСайСет - Еко» Parti Pp 113-115

57 Шеин E В , Архангельская T А, Дембовецкий А В , Тымбаев В Г , Умарова А Б , Гончаров В M, Фаустова Е В , Банников M В , Трошина О А , Чуркина О С , Кириченко А В Проблемы количественной оценки пространственной структуры физических свойств в комплексном почвенном покрове // Пространственно-временная организация почвенного покрова теоретические и прикладные аспекты Санкт-Петербург 2007 С 25-27

58 Соколова И В , Умарова А Б , Милановский Е В, Шеин Е В , Щеглов Д И Динамические изменения свойств черноземов в условиях эксплуатации рекультивационных конструкций (на примере рекультивационного почвенного покрова Курской магнитной аномалии) // Пространственно-временная организация почвенного покрова теоретические и прикладные аспекты Санкт-Петербург 2007 С 512-514

59 Умарова А Б, Кирдяшкин П И Пространственно-временная организация миграции влаги в комплексном почвенном покрове Владимирского ополья // Пространственно-временная организация почвенного покрова теоретические и прикладные аспекты Санкт-Петербург 2007 С 355-358

60 Умарова А Б, Шеин Е В Учение о почве как о профильном природном теле с характерными послойными свойствами и условиями на верхних и нижних границах //

Проблемы истории, методологии и философии почвоведения Пущино 2007 Т 2 С 140-144

Тезисы конференций

61 Умарова А Б , Дембовецкий А В Исследование водного режима модельной дерново-подзолистой почвы с помощью закрытых лизиметров // Современные проблемы почвоведения и экологии M 1994 С 63

62 Початкова Т H, Умарова А Б Исследование изменений твердой фазы в почве в долговременных лизиметрических экспериментах // Физика твердого тела Барнаул 1994 С 38-39

63 Шеин Е В , Початкова Т H, Умарова А Б , Ван Ицюань, Моргун M Е Изменение физических свойств, водного режима, плодородия и эволюция дерново-подзолистых почв при различных видах мелиоративной обработки в условиях многолетнего лизиметрического опыта // Вопросы агрофизики при воспроизводстве плодородия почв Санкт-Петербург 1994 С 31

64 Умарова А Б Основные закономерности в эволюции физических свойств дерново-подзолистых почв при различных системах мелиоративной вспашки // Тези доповщей мшнародно науково-практичнм конферненцн молодих вчених i спещалспв "Шляхи рацюнального використання земельных ресурсе Украши" Чабани 1995 С 71

65 Умарова А Б, Початкова Т H Зависимость лизиметрического стока от метеорологических условий и вида мелиоративной обработки дерново-подзолистой почвы // Микроклимат ландшафтов Санкт-Петербург 1995 С 136-138.

66 Початкова Т H, Умарова А Б , Моргун M Е / Эволюция физических свойств дерново-подзолистой почвы (по данным лизиметрических исследований) // Тезисы докл 2 съезда Всероссийского общества почвоведов Санкт-Петербург 1996 Т1 С 103

67 Умарова А Б, Шеин Е В, Початкова Т H Закономерности формирования лизиметрического стока и баланс некоторых элементов в модельной дерново-подзолистой почве // Тезисы докладов 2 съезда Всероссийского общества почвоведов, Санкт-Петербург 1996 Т 1 С 120-121

68 Shein Е V, Guber А К, Wang Yi Quan, Umarova А В , Dembovetsky A V, Butilkina M A , Nikulma M V Forecast Reliability and Adequacy of Soil Water Mathematical Models //Modern problems in agroecosystem simulation, S-Petersburg, 24-29 June 1997 P 32-33

69 Шеин E В , Мизури M , Умарова А Б , Губер А К, Гончаров В M , Дембовецкий А В , Рычева Т А Особенности физических свойств и процессов в слитых почвах // Тезисы Международной конференции "Слитые почвы" Майкоп 1998 С 44-46

70 Рычева Т А , Губер А К, Умарова А Б Суточные колебания температуры дерново-подзолистой почвы в лизиметрах Почвенного стационара МГУ // Лизиметрические исследования почв M МГУ 1998 С 126-129

71 Рычева ТА, Умарова АБ, Губер А К Годовая динамика температуры дерново-подзолистой почвы в условиях лизиметров Почвенного стационара МГУ // Лизиметрические исследования почв M МГУ 1998 С 123-126

72 Воронин А Д, Шеин Е В , Умарова А Б , Початкова Т H , Ван Ицюань, Кириченко А В, Дембовецкий А В, Бутылкина M А, Леонова А А Лизиметрические исследования - специфический уровень изучения почв // Лизиметрические исследования почв M МГУ 1998 С 27-29

73 Дембовецкий А В , Умарова А Б , Мокеичев А В , Шевченко П Д Передвижение влаги в серой лесной почве метод полевого исследования с помощью крахмальной метки и количественный анализ // Тезисы докладов 3 съезда Всероссийского общества почвоведов M 2000 Т 1 С 182

74 Умарова А Б, Милановский Е Ю , Марченко К А, Яковлева Т Ю, Калмыкова О В Исследование движения влаги и веществ в серых лесных почвах методами меток и встроенных лизиметров // Тезисы докладов 3 съезда Всероссийского общества почвоведов M 2000 Т 1 С 213-214

75 Umarova А В , Shein E V , Milanovsky E Yu, Marchenko X A Sorption, ions exchange and dispersion processes are defined by the soil pore space structure // Sustainable Soil management for Enviromental Protection Soil Physical Aspects Florence, Italy 2001 Instityto Spenmetale per lo Studio e la Difesa del Suolo 2001 P 54

76 Шеин E В , Кириченко А В , Гончаров В M , Милановский Е Ю , Умарова А Б Вариабельность физических свойств и процессов в почве как основной фактор биоразнообразия // Функции почв в биосферно-геосферных системах, Москва, МГУ 27-30 авг 2001 С 143-144

77 Бутылкина M А , Умарова А Б , Фехердинова О H Изменение свойств чернозема южного под влиянием капельного орошения садовых насаждений // Оптимизация экологических условий в садоводстве Ялта, Никитский ботанический сад 2004 С 2225

78 Шеин Е В , Умарова А Б , Салимгареева О А Особенности водного режима почв под садовыми насаждениями, орошаемыми капельным способом // Оптимизация экологических условий в садоводстве Ялта, Никитский ботанический сад 2004 С 114116

79 Умарова А Б , Шеин Е В , Кирдяшкин П И , Иванова Т В Фактор времени в изучении почвенных свойств и процессов прямые лизиметрические исследования // Материалы IV съезда ДОП Новосибирск, Наука-Центр 2004 Кн 1 С 217

80 Умарова А Б , Банников M В , Бутылкина M А, Кирдяшкин П И, Иванова Т В Специфические особенности биосферной функции почвенного покрова, как природной среды переноса веществ // Биосферные функции почвенного покрова Пущино 2005 С 95

81 Умарова А Б , Иванова Т В Динамика дисперсности антропогенно-измененных почв // Структура и динамика молекулярных систем Йошкар-Ола 2005 С 219

82 Umarova А В, Shem E V Subsoil compaction and preferential flow paths formation // Abstracts of the 18th World Congress of Soil Science Philadelphia 2006

83 Шеин E В , Умарова А Б , Архангельская T А , Бутылкина M А, Дембовецкий А В, Гончаров В M , Девин Б А , Фаустова Е В , Тымбаев В Г Пространственно-временная изменчивость почвенно-физических свойств и процессов на разных иерархических уровнях как основа биоразнообразия // Биоразнообразие экосистем внутренней Азии Улан-Удэ 2006 С 75-76

84 Умарова А Б, Шеин Е В , Архангельская Т А , Кирдяшкин П И Пространственная организация преимущественных потоков веществ в комплексном почвенном покрове // Биоразнообразие экосистем внутренней Азии Улан-Удэ 2006 С 68-70

85 Железова С В , Умарова А Б, Бекецкая Т В Трансформация некоторых свойств модельной почвы под воздействием древесной растительности лесополосы // Ноосферные изменения в почвенном покрове Владивосток 2007 С 331

86 Шеин Е В , Пилипенко В H , Архангельская Т А , Умарова А Б , Федотова А В, Яковлева Л В , Дембовецкий А В , Тымбаев В Г, Бутылкина M А , Банников M В Пространственная изменчивость свойств почв методы изучения и значение для функционирования биоты // Экология биосистем проблемы изучения, индикации и прогнозирования Астрахань 2007 4 1 С 165-166

87 Умарова А Б , Шеин Е В , Соколова И В , Ландышева АС// Преимущественные потоки влаги как один из факторов сохранения пространственной неоднородности почвенного покрова // Экология биосистем проблемы изучения, индикации и прогнозирования Астрахань 41 С 180-181

Отпечатано в типографии ООО «Гипрософт» г Москва, Ленинский пр-т, д 37А Тираж 150 экз

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Умарова, Аминат Батальбиевна

введение б

глава 1. преимущественные потоки влаги в почвах ю литературный обзор)

часть 1.1. Закономерности движения веществ и энергии в почве: классические гидрологические подходы

1.1.1. Основные законы и гидрофизические параметры переноса 10 влаги в почвах

1.1.2. Гидрохимические параметры массопереноса

1.2.3. Конвективный перенос тепла 24 часть 1.2. Современные представления о преимущественных потоках. 25 Формирование преимущественных потоков влаги

1.2.1. Преимущественные потоки влаги, обусловленные 25 нестабильностью водного потока в песчаных почвах

1.2.2. Преимущественные потоки влаги, обусловленные 27 макропористостью и межагрегатной пористостью

1.2.3. Преимущественные потоки влаги, обусловленные 38 пространственной неоднородностью физических свойств почв

часть 1.3.Системный подход в почвоведение и иерархия структурных уровней организации почвы

ЧАСТЬ 1.4. Современные методические подходы к исследованию неравномерности движения влаги и формирования преимущественных потоков веществ

1.4.1. Балансовый подход

1.4.2. Структурно-функциональный подход

1.4.3. Гидродинамический подход 66 1А .4. Морфологический подход и метод меток

ЧАСТЬ 1.5. Влияние миграции влаги и веществ на изменения свойств твердой фазы почв. Эволюция почв

1.5.1. Некоторые вопросы исследования эволюции почв

1.5.2. Генезис и эволюция текстурно-дифференцированных почв

1.5.3. Трансформация антропогенных поч

глава 2. объекты и методы исследования 94 часть 2.1. Объекты исследования

2.1.1. Модельные почвы Больших лизиметров Почвенного 94 стационара МГУ

2.1.1. Почвенный покров Владимирского ополья

2.1.3. Рекультивационные конструкции КМА (техноземы)

2.1.4. Дерново-подзолистые почвы Московской области УОЭПЦ 114 «Чашниково»

часть 2.2. Основные методы исследований

2.2.1. Основные методы исследований

2.2.2. Методические разработки и рекомендации

2.2.2.1.Проведение лабораторного фильтрационного 117 эксперимента по получению выходных кривых

2.2.2.2.Полевые фильтрационные эксперименты с 122 использованием секционных лизиметров

2.2.2.3. Метод температурной метки определения 125 преимущественных потоков влаги

глава 3. формирование преимущественных потоков влаги в годовом цикле, влияние на гидротермический режим почвы

ЧАСТЬ 3.1. Изучение влияния конструкторских особенностей 129 лизиметрических установок на латеральное распределение температуры и влажности почв лизиметров

часть 3.2. Гидрологический режим почв больших лизиметров МГУ

часть З.З.Температурный режим почв больших лизиметров МГУ

глава 4. пространственно-временная организация 160 миграция влаги в комплексном почвенном покрове на примере владимирского ополья

часть. 4.1. Почвенный покров Владимирского ополья. Физические и 161 химические свойства почв

часть. 4.2. Перенос влаги и растворенных веществ в отдельных генетических горизонтах и на их переходах. Параметры массопереноса при увеличении масштаба исследования

4.2.1. Почвы нарушенного строения

4.2.2. Горизонтный уровень исследования. Малые почвенные монолиты

4.2.3. Горизонтный уровень исследования. Большие почвенные монолиты

4.2.4. Почвенный профиль

4.2.5. Конвективный перенос тепла

4.2.6. Особенности переноса влаги в отдельных почвенных горизонтах

часть 4.3. Перенос влаги и растворенных веществ на уровне почвенного покрова

4.3.1. Исследования переноса влаги на длинномерных траншеях

4.3.1.1. Траншеи 2000 г

4.3.1.2. Траншея 2001 г

4.3.2. Фильтрационный эксперимент

4.3.3. Исследования латерального передвижения влаги и растворенных веществ в почвенном покрове

4.3.2.1. Модельные эксперименты по исследованию - вертикальной и латеральной миграции водорастворимого крахмала

4.3.2.2. Исследования движения влаги и ионов в период весеннего снеготаяния

4.3.4. Анизотропия гидрофизических и гидрохимических свойств почв

глава 5. формирование преимущественных путей движения влаги и их влияние на изменение свойств почв

часть 5.1. Преимущественные пути движения влаги в техноземах 242 КМА

часть 5.2. Преимущественные пути движения влаги в модельных 242 почвах лизиметров МГУ

5.2.1. Многолетняя динамика лизиметрического стока

5.2.1.1. Анализ сезонной динамики в многолетнем аспекте

5.2.1.2. Динамика стока в многолетнем аспекте

5.2.2. Вынос элементов с лизиметрическим стоком 268 часть 5.3. Трансформация твердой фазы почв в длительном 275 лизиметрическом эксперименте

5.3.1. Динамика плотности почв

5.3.2. Динамика агрегатного состава почв

5.3.3. Изменение гранулометрического состава почв

5.3.4. Изменение удельной поверхности почв

5.3.5. Изменение минералогического состава почв

5.3.6. Изменение элементного состава почв 307 выводы 318 Список литературы

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв"

Преимущественные потоки влаги в почвах (preferential flow, инфлюкционные потоки воды) связаны с формированием гравитационных потоков воды, как для насыщенных, так и для не насыщенных влагой почв. В почвенном покрове они выполняют функцию быстрого проводника веществ и связаны с так называемыми магистральными или транспортными путями влаги, имеющими различный генезис.

Учет быстрых потоков веществ (в том числе питательных, загрязняющих и др.) представляется весьма важным, т.к. зачастую они превалируют в массопереносе, имея максимальные скорости движения и локализуясь в наиболее крупных порах. Не менее значимым является то, что происходит быстрая доставка влаги и веществ на различные глубины почвенной толщи и в различные области почвенного покрова, формирование высокой неоднородности и мозаичности распределения влаги и веществ с высокими градиентами концентраций. Это весьма важный момент функционирования почв и выполнения экологических функций в биосфере, что требует учета явления формирования и функционирования преимущественных потоков при решении прогнозных задач по накоплению и перемещению различных веществ в почвах, выносу за пределы почвенного профиля, возможности их появления в грунтовых водах.

Актуальность исследований преимущественных потоков влаги в почвах определяется несколькими аспектами:

1) необходимостью развития теоретических представлений об этом явлении как характерном для почв, связанным с почвенной структурой, спецификой структуры порового пространства, строением почвенного профиля и обуславливающим устойчивое функционирование почвенного покрова;

2) с методическими вопросами проведения исследований, т.к. явление преимущественных потоков влаги обусловлено сформированностью и особенностями влагопроводящей структуры порового пространства почв в её естественном сложении. В этом отношении лизиметрические методы и методы различных меток позволяют количественно оценить значение преимущественных потоков в переносе веществ и энергии в почве;

3) с практическими или прикладными аспектами почвоведения, сельского хозяйства, ландшафтоведения, экологии и др., т.к. преимущественные потоки влаги 6 обусловливают быстрый перенос многих веществ на значительные глубины без явлений фронтального увлажнения и сорбции веществ. Оценка времени формирования преимущественных путей актуальна и для разработки различных почвенных конструкций разного целевого назначения (ландшафтные, строительные, рекультивационные работы) с конкретными заданными свойствами и режимом функционирования.

Целью исследования явилось теоретическое, методическое и экспериментальное обоснование физических основ явления преимущественных потоков влаги в почвах, определение их роли в функционировании и изменении почв и почвенного покрова.

Основные задачи исследования следующие:

• Разработать методические подходы и процедуры качественной и количественной оценки ГШ влаги и веществ.

• Определить масштабы явления массопереноса ГШ влаги в почвах, оценить возможности и величины указанного явления на различных иерархических уровнях исследования почв.

• Изучить формирование и значение ПП влаги в почвах в связи с почвенной анизотропией.

• Оценить роль ПП влаги в функционировании почв и почвенного покрова, их значение в изменении фундаментальных свойств почв.

Научная новизна

1. Впервые на большом количестве почвенных объектов показано значение горизонтальной и вертикальной анизотропии физических свойств для формирования явления 1111.

2. Выделены и физически обоснованы наиболее вероятные периоды возникновения ПП в годовом водном режиме почв в условиях гумидного климата. Определена количественная роль этого явления в годовом цикле.

3. Экспериментально доказано значение ПП в увеличении разнообразия скоростей процессов в почвах, быстром транспорте веществ в почвенной толще и за ее пределы и их роль в трансформации свойств почв. Показаны особенности гидрологии почв в условиях наличия ПП, определена роль ПП влаги в устойчивом функционировании почвенного покрова.

4. Впервые предложен комплекс методов изучения ПП в почвах на различных иерархических уровнях, в том числе, новый способ исследования ПП в почвенном профиле - метод температурной метки. Основные защищаемые положения На основании проведенных исследований и теоретического анализа явления ПП веществ в почвах предложена следующая характеристика этого явления: «Преимущественные потоки влаги и веществ в почвах обусловливаются неоднородностью строения порового пространства почв и характеризуются быстрым массопереносом по части порового пространства, называемого транспортной зоной, при интенсивном (превышающем скорость впитывания) поступлении значительных количеств влаги на верхнюю границу, отсутствием фронтального перемещения и резко пониженной сорбцией веществ (влаги)». Формирование устойчивых преимущественных путей миграции определенным образом организует водный режим почв и процессы перемещения веществ, которые не описываются рамками классических положений почвенной гидрологии, а имеют специфические механизмы, физическое обоснование и свой набор методов исследования. Основные быстрые процессы переноса влаги в гумидной зоне приурочены к периодам весеннего снеготаяния и летних ливневых осадков. В разные периоды они несут различную функциональную нагрузку: весной — быстрое выравнивание почвенного профиля по температуре и влажности, летом увеличение неоднородности по этим свойствам и быстрый локальный перенос растворенных веществ при их сравнительно невысокой сорбции. Формирование ПП характерно для всех структурированных почвенных горизонтов и почв при интенсивном поступлении влаги на поверхность. Быстрые процессы переноса влаги и растворенных веществ обусловлены не только свойствами отдельных горизонтов (слоев), но и их взаимным расположением, особенностями переходных слоев, что ведет к формированию анизотропии ПП влаги и гидрохимических и гидрофизических свойств почв.

S ' Образование и стабильное функционирование ПП, как специфического почвенного явления, свойственного всей почвенной толще, указывает на определенный уровень равновесия почвенной системы, способной справляться с контрастными внешними нагрузками; при формировании 1111 скорости трансформации твердой фазы, перенос и вынос элементов из твердой фазы почвы замедляются.

Благодарности: Автор благодарен своим учителям, коллегам и друзьям: Т.А. Архангельской, М.П.Вербе, А.Д.Воронину, А.К.Губеру, А.В.Дембовецкому, Е.А.Дмитриеву, Ф.Р.Зайдельману, Л.О.Карпачевскому, М.А.Мазирову, Е.Ю.Милановскому, Т.Н. Початковой, А.М.Русанову, Т.А.Соколовой, И.И.Судницыну, И.И.Толпепгге, Д.И. Щеглову за поддержку идей, консультации, дискуссии, помощь при выполнении отдельных разделов экспериментальной работы, а также коллегам по работе, принимавшим участие в проведении экспериментов: М.А. Бутылкиной, М.В. Банникову, В.Г. Тымбаеву, И.В. Смирновой, аспирантам Т.В. Ивановой, П.И. Кирдяшкину, A.A. Самойлову, O.A. Самойлову, И.В Соколовой, Т.А. Яковлевой. Отдельная благодарность сотрудникам кафедры физики и мелиорации почв за теплую обстановку и доброжелательность, сотрудникам метеостанции МГУ, любезно, предоставлявшим метеоданные в годы исследований. Автор выражает глубокую признательность и благодарность проф. Е.В.Шеину за постоянное внимание, активную поддержку, критические замечания и советы, оказавшие решающее влияние на формирование научного мировоззрения автора.

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Умарова, Аминат Батальбиевна

ВЫВОДЫ:

1. На различных природных и искусственных почвенных объектах (комплекс серых лесных почв Владимирского ополья, дерново-подзолистые почвы, рекультивационные конструкции), в длительных экспериментах (Большие лизиметры Почвенного стационара МГУ, функционирующие с 1961 г.) доказано, что преимущественные потоки веществ и энергии - характерное специфическое почвенное явление быстрого локального перемещения в вертикальном и латеральном направлениях, связанное со структурой порового пространства, строением почвенного профиля, условиями на границах почвенных горизонтов (слоев), определяемое масштабом рассмотрения почвенных объектов.

2. Многолетние исследования на дерново-подзолистых почвах Почвенного стационара МГУ показали, что периоды преимущественных потоков влаги в годовом цикле занимают короткие промежутки времени и наблюдаются при поступлении значительных количеств воды на поверхность почвы. Преимущественные потоки влаги осуществляют значительный энерго-, массоперенос: в весенний период - при снеготаянии, что ведет к быстрому выравниванию влажности и температуры почвенного профиля; а в летний период -при выпадении осадков ливневого характера, что приводит к возникновению лизиметрического стока (до 50 % от выпадающих осадков) без фронтального увлажнения средней части профиля.

3. Разработаны методические основы регистрации преимущественных потоков влаги: метод секционных лизиметров, веществ-меток, метод температурной метки, лабораторные методы получения выходных кривых. На их основе показано, что увеличение масштаба исследования - от почвенного образца к почвенному монолиту (горизонту) и почвенному профилю (педону) - приводит к увеличению доли преимущественных потоков влаги, что на высоких иерархических уровнях структурной организации почвы вызывает необходимость учета этого явления для расчета массопереноса.

4. Преимущественные пути движения влаги могут оказывать значительное влияние на распределение влаги, веществ и тепла в горизонтальном и вертикальном направлениях, что увеличивает пространственную неоднородность почвенной толщи, а также определяют важную экологическую функцию почв в

318 ландшафте, связанную с быстрым сквозным транспортом воды и разнообразных веществ в нижние слои почвенного профиля и за его границы, их латеральное перераспределение в почвенном покрове.

5. Длительные исследования водного и температурного режима почв, изучение трансформации твердой фазы в полностью контролируемых условиях (на примере лизиметрических почв Почвенного стационара МГУ) показали, что преимущественные пути миграции влаги являются характерным признаком достижения равновесного состояния почв в их эволюции, условием устойчивого функционирования почв при переменных внешних нагрузках в виде интенсивных потоков воды на верхней границе почвенного профиля.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора биологических наук, Умарова, Аминат Батальбиевна, Москва

1. Абакумов Е.В., Гагарина Э.И. Рекультивация земель в посттехногенных ландшафтах и физические свойства отвальных грунтов. //Труды Всероссийской конференции «Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации». Москва, 2003. С. 262-264.

2. Абрамова М.М. Передвижение воды в почве при ее испарении // Тр.Почв. ин-та им. В.В.Докучаева. 1953. Т. 41

3. Айдаров И.П. Регулирование водно-солевого и питательных режимов орошаемого земледелия. М., "Агропромиздат", 1985, 304 с.

4. Александровский A.JI. Методические подходы при изучении эволюции почв. // Общие методы изучения истории современных экосистем. М.: Наука, 1979. С. 142-161

5. Александровский A.JL, Александровская Е.И. Эволюция почв и географическая среда. М.: Наука. 2005. 223 с.

6. Алифанов В.М. Палеокриогенез и современное почвообразование.// Пущино, 1995, 320 с

7. Алифанов В.М. Серые лесные почвы центра Русской равнины, историко-генетический анализ.// Эволюция и возраст почв СССР. Пущино, 1986, с. 155-163.

8. Антипов-Каратаев И.Н. О теории и практике мелиорации почв в условиях орошения,, Тр. почв.ин-та им. В.В.Докучаева и Нижневолгпроекта Нарозема СССР, М. Изд-во АН СССР, 1940, Т.24, с.7-67.

9. Антипов-Каратаев И.Н., Цурюпа И.Г. О формах и условиях миграции веществ в почвенном профиле (Обзор иностранной литературы) // Почвоведение. 1961. №8. С. 1-12.

10. Апарин Б.Ф., Савельева Т.С. Внутрипочвенный сток как фактор формирования структуры почвенного покрова//Почвоведение, 1993, №9, с. 116119

11. Аржанова B.C. Миграция микроэлементов в почвах // Почвоведение. 1977. №4. С. 71-77.

12. Аржанова B.C., Вертель Е.Ф., Елпатьевский П.В. Микроэлементы и растворимое и органическое вещество лизиметрических вод // Почвоведение. 1981. № 11. С. 50-60.

13. Аринушкина E.B. Руководство по химическому анализу почв. М., МГУ, 1970, 487 с.

14. Артемьева Л.Б., Хацкевич А.Н. Влияние макропористости, обусловленное ходами червей, на про садочные свойства лессовых пород Зыряновского района Восточно-Казахстанской области// Изв.ВУЗов. Геол.и разведка. 1987. С. 13.

15. Архангельская Т.А. Генезис сезоннопромерзающих серых лесных почв со вторым гумусовым горизонтом (на примере Владимирского ополья).// Криосфера Земли, 2003, №1, т.7, с.39-48.

16. Архангельская Т.А., Бутылкина М.А., Мазиров М.А., Прохоров М.В. Свойства и функционирование пахотных почв палеокриогенного комплекса Владимирского ополья. // Почвоведение, 2007, №3, с. 261-271.

17. Архангельская Т. А., Умарова А.Б. Температуропроводность и температурный режим модельных дерново-подзолистых почв в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ // Почвоведение. 2008. № 3. С. 311-320.

18. Баер P.A., Лютаев Б.В. Водный баланс почвогрунтов зоны аэрации орошаемых массивов Юга Украины // Сб.: Проблемы ирригации почв Юга черноземной зоны. М.: Наука, 1989. С. 12-25.

19. Базыкина Г.С. Тихонов H.A., Горбунова В.Н. Шкунова Н.В. рачет динамики влажности почвы по метеорологическим данным методом математического моделирования // Гидротехника и мелиорация. 1986. № 4. С. 5157.

20. Балтян К.И. Некоторые физические основы повышения плодородия дерново-подзолистых почв. // Вопросы агрономической физики. Л., 1957, С.284-295

21. Бараков П.Ф. Лизиметры и их роль в изучении свойств почв, Обусловливающих ее плодородие. // Почвоведение, 1908, №3, С. 173-207

22. Барон В.А., Планин Ю.Г. Прогноз многолетнего режима минерализации поровых растворов при орошении. М.: Наука, 1974, 87 с.

23. Барон B.A.K вопросу об основании модели пористой среды в связи с прогнозом гидрохимического режима грунтовых вод // Материалы Межведомст.совещ. По мелиоративной гидрогеологии и инженерной геологии. М. 1972. Вып. 2. С. 41-43.

24. Белоненко Г.М., Ивашина А.Д., Котвицкий Б.Б., Мирошниченко H.H. Антропогенное элювиирование дерново-подзолистых почв и методы его изучения. Минералы почв: генезис, география, значение в плодородии и экологии. - М., 1996

25. Белоусов А.П. Качество подземных вод: Современные подходы к оценке. М.: Наука. 2001. 339 с.

26. Березин П.Н. Особенности распределения гранулометрических элементов почв и почвообразующих пород. // Почвоведение. 1983. №2. С.64-72.

27. Бобрицкая М.А. Поступление азота с атмосферными осадками и вынос его из почвы с лизиметрическими водами. // Почвоведение, 1963, № 9 , С. 21-30.

28. Боул С., Хоул Ф., Мак-Крекен Р. Генезис и классификация почв. М.: Прогресс, 1977. 416 с.

29. Бреслер Э., Макнил Б.Л., Картер Д.Л. Солончаки и солонцы. Принципы, динамика, моделирование. Л., «Гидрометеоиздат», 1987, 296 с.

30. Брилинг И.А. Исследование закономерностей переноса растворов электролитов в глинистых грунтах. Автореферат дисс. к.г-м.н., 1967, МГУ,14 с.

31. Бриллинг И.А. Нитратное загрязнение подземных вод удобрениями. М., 1985,49 с.

32. Буева Ю.Н. Пространственная вариабельность физических свойств комплекса серых лесных почв Влдимирского ополья.// автореф. на соис.уч. степ, к.б.н. М., МГУ.2005.20с.

33. Будаговский А.И. Методы оценки параметров моделей испарения почвенных вод // Водные ресурсы. 1986. №12. С.137-139.

34. Бутылкина М.А. Пространственно-временная изменчивость водно-физических свойств и функций комплекса серых лесных почв в условиях интенсивного сельскохозяйственного использования // Дисс.канд.биол.наук, Москва, 1999. 24 с.

35. Бушинский В.П. Система обработки почв по Вильямсу. (Почвенно-биологические и биохимические основы) // Вестник АН СССР, 1944, № 9, С.56-69

36. Бэр Я., Заславски Д., Ирмей С. Физико-математические основы фильтрации воды. М., "Мир", 1971,452 с.

37. Вадюнина А.Ф. Физический режим подзолистой почвы в зависимости от способов обработки ее // Московск. гос. ун-т. Ученые записки. Вып. 105, кн.2, М., 1946, с.96-115

38. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.

39. Ван Ицюань. Модели движения воды в почве, их экспериментальное обеспечение и использование. Автореф. канд. дисс. биол. наук. М.: МГУ. 1996. 17 с.

40. Ведрова Э.Ф., Корсунов В.М. О формировании осветленных горизонтов лесных почв Западной Сибири. // Почвоведение, 1988, № 2. С. 49-53.

41. Величко А.Ф., Морозова Т.Д., Нечаев В.П., Порожнякова О.М. Палеокриогенез, почвенный покров и земледелие. М.: Наука, 1996, 148 с.

42. 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. №9, 1996, с.1056-1064.

43. Вельбель Б.М. Данные лизиметрических исследований Плотянской сельскохозяйственной опытной станции. // Журнал опытной агрономии, 1905, №4.

44. Вельбель Б.М. Двенадцатый годичный отчет Плотянской сельскохозяйственной станции за 1906год // Одесса, 1907,262 с

45. Веригин H.H. Некоторые вопросы химической гидродинамики, представляющих интерес для мелиорации и гидротехники // Изв. АН СССР. Отд.техн.наук. 1953. № 10. С. 1369-1382.

46. Верба М.П. Изменение состава и свойств минералов крупных фракций дерново-подзолистых почв при оглеении. // Почвоведение, 1990, № 1, с. 116 127

47. Верба М.П. Минералы крупных фракций в таежных почвах с текстурно дифференцированным профилем. Почвоведение, 1992 , № 2, стр. 129145

48. Вильяме В.Р. Общее земледелие с основами почвоведения. // М.,1938, 218с.

49. Винник М.А., Болышев H.H. Первые итоги наблюдений в открытом лизиметре // Почвоведение. 1972. № 4. С. 114-121.;

50. Витязев В.Г., Чижикова Н.П., Шевченко A.B. Удельная поверхность и состав минералов илистых фракций подзолистых почв. // Известия ТСХА , вып. 3,1983, с. 98-104

51. Володина И.В., Соколова Т.А. Балансионов при взаимодействии лугово-каштановых почв с минерализованными грунтовыми водами в условиях модельного опыта // Вестн. Моск. ун-та. Сер 17. Почвоведение. 2007. № 1. С. 1521.

52. Воронин А.Д. Основы физики почв. М.: Изд-во Моск.ун-та. 1986. 244с.

53. Воронин А.Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв. М.1984. 204 с.

54. Воронин А.Д., Шеин Е.В., Початкова Т.Н., Умарова А.Б. Изменение физических свойств дерново-подзолистых почв в условиях многолетнего лизиметрического опыта // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17, Почвовед. 1996. № 3, с. 28-40

55. Воронин А.Д., Бабанин В.Ф., Малиновский В.И. Свойства поверхности раздела между твердой и жидкой фазами почв // Проблемы почвоведения. М.: «Наука», 1978. С. 27-33

56. Воронина Т.В. Режим влажности дерново-подзолистых почв Валдайской возвышенности // Почвоведение. 1975. № 2.

57. Высоцкий Г.Н. Избранные труды. М. : Сельхозгиз, 1960. 435 с.

58. Гагарина Э.И., Чижикова Н. П. О лессиваже в почвах на карбонатных моренах//Почвоведение. 1984. № 10. С. 5-17.

59. Галанин М.П., Тихонов H.A. Математическое моделирование движения солей в почвах по опытным данным // Почвоведение. 1985. № 8. С.131-135.

60. Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Ковач Р.Г. Сферические магнитные частицы как микрокомпоненты почвы и трассеры массопереноса // Почвоведение. 2004. № 5. С. 566-580.

61. Геммерлинг В.В. О водном режиме подзолистых почв на основании данных лизиметрических исследований. // Тр. моек, опытн. с-х станции, 1922

62. Геннадиев А.Н. Опыт исследования современного этапа почвообразования на северо-западе ETC. // Почвоведение, 1985, № 6, С. 17-31

63. Герасимова JI.B., Первова Н.Е., Лобутев А.П. О почвообразовании под различной растительностью на покровном суглинке в условиях 20-летнего лизиметрического опыта // Почвоведение. 1989. № 1. С. 24-30.

64. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. //Смоленск: Ойкумена, 2003. 268 с.

65. Глинка К.Д. Почвоведение. 3-е издание, М.: Новая деревня, 1927, 580с.

66. Глобус A.M. О применение радиоактивных комплексонатов в качестве метки воды для почвенно-гидрологических исследований. // Почвоведение. 1961. №9. С. 105-110.

67. Глобус А. М. Экспериментальная гидрофизика почв. Л. 1969;

68. Глобус A.M. Почвенно-гидрофизическое обеспечение эгроэкологических математических моделей. Л.: Гидрометеоиздат. 1987. 428 с.

69. Глобус A.M., Кокотов Ю.А., Неусыпкина Т.А. Методы определения характеристик гидродинамической дисперсии во влагонасыщенных почвах // Агрофизические методы и приборы. Т.1. Физика почвы. С-Пб.: АФИ. 1998. С.86-98.

70. Голубев Б.И. Лизиметрические методы исследования в почвоведении и агрохимии. // М., "Наука", 1967, 111 с.

71. Горбунов Н.И. Методика подготовки почв к минералогическим анализам. Методы минералогического и микроморфологического изучения почв. -М., 1972. С. 5-15

72. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии, 1974, 832 с.

73. ГОСТ 23401-90. Порошки металлические. Катализаторы и носители. Определение удельной поверхности. Изд-во стандартов. 1990. 12 с.

74. Громыко И. Д. Окультуривание дерново-подзолистых почв. // "Современные почвенные процессы", М., 1974, С.136-153

75. Губер А.К., Шеин Е.В. Адаптация и идентификация математических моделей переноса влаги в почвах // Почвоведение. 1997. № 9. С. 1107-1119

76. Губер А.К., Шеин Е.В., Ван Ицюань, Умарова А.Б. Экспериментальное обеспечение математических моделей переноса воды в почвах, оценка адекватности и надежности прогноза // Почвоведение, 1998, № 9, С. 1127-1138.

77. Губер А.К., Шеин Е.В., Пачепский Я.А., Роулз В. Влияние гранулометрического и агрегатного состава почвы на почвенно-гидрологические константы. Сб докл. Междун. научно-практ. конф. "Современные проблемы земледелия и экологии", г.Курск, 2002, с. 101-106.

78. Гугалинская Л.А., Алифанов В.М., Фоминых Л. А. Концепция формирования профиля почв гумидной области Русской равнины. // Пространственно-временная организация и функционирование почв. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1990. с. 83-92.

79. Деградация и охрана почв. // Под ред. Акад. РАН Г.В.Добровольского. М., изд-во МГУ, 2002. - 654 с.

80. Дмитриев Е.А., Манучаров A.C. Об асимметрии в распределении водопроницаемостей. Почвоведение, 1967, №5, с. 46-54.

81. Дмитриев Е.А. К методике полевого изучения путей передвижения в почве жидкой влаги.// Научные доклады Высшей школы. Биологические науки, 1971, №5.

82. Дмитриев Е.А., Хохрина Т.К. О путях передвижения впитывающейся в почву влаги // Проблемы с/х науки в Моск. ун-те. Сб. ст. М.: МГУ, 1975. С. 123125.

83. Дмитриев Е.А. Некоторые особенности формирования поверхностей смачивания при дождевании (модельные опыты) // Почвоведение, 1976, №10, с. 37-46.

84. Дмитриев Е.А. Полевой почвенный пантограф // Почвоведение. 1977. № 9. С. 147-150.

85. Дмитриев Е.А., Сапожников П. М. Детальный анализ изменения объемного веса и удельной поврехности вдерново-подзолистфх почвах под лесом //Почвоведение. 1978. № 11. С.147-157.

86. Дмитриев Е.А., Карпачевский Л.О., Строганова М. Скорость почвообразования в лесных биогеоценозах. // Проблемы почвоведения. М. 1982. С.121-125.

87. Дмитриев Е.А. О почвенных горизонтах // Почвоведение. 1983. №7. С.100-107.

88. Дмитриев Е.А., Щеглов В.Н. Напорное впитывание влаги в вертикально слоистые песчаные колонки (модельные опыты) // Науч. докл. Высш. шк. Биол. Науки, 1981, №11, с. 91-95.

89. Дмитриев Е.А., Щеглов В.Н., Басевич В.Ф. Характер миграции воды во влажных почвах.// Почвоведение, 1985, №8, с. 61-66.

90. Дмитриев Е.А. Водный режим почвенных тел разной мерности.// Почвоведение, 1996, №5, с. 667-678.

91. Дмитриев Е.А. К генезису почв и почвенного покрова Владимирского ополья вблизи Суздаля // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2000. № 1. С. 3-9.

92. Дюшофур Ф., Основы почвоведения. // М., "Прогресс", 1970, 591 с.

93. Дядькина С.Е. Пространственная изменчивость водопроницаемости пахотных серых лесных почв. // Вестник МГУ. Сер. 17. 2004. № 2. С. 10-16.

94. Дядькина С.Е. Пространственная изменчивость водопроницаемости серых лесных почв Владимирского ополья. // автореф. на соис.уч. степ, к.б.н. М., МГУ.2004. .25с.

95. Зайдельман Ф.Р. Подзоло- и глееобразование. М., 1974. Наука, 208с.

96. Зайдельман Ф.Р. Гидрологический режим почв Нечерноземной зоны. Л., Гидрометеоиздат, 1985.

97. Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв. // М., МГУ, 1987, 304с

98. Зайдельман Ф.Р., Ковалев И.В. Влияние дренажа на состояние и строение конкреций в серых оглеенных почвах. // Почвоведение, 1998, № 9. С. 1103-1111

99. Зайдельман Ф.Р., Беличенко М.В. Изменения физических свойств и гидрологического режима почв Москворецкой поймы под влиянием мелиорации и сельскохозяйственного использования. // Почвоведение, 1999, № 11. С. 13761392

100. Затинацкий C.B., Зейлигер A.M., Губер А.К., Хитров Н.Б., Никитина Н.С., Уткаева В.Ф. Исследование предпочтительных потоков влаги в лугово-черноземной почве Саратовского Заволжья // Почвоведение. 2007. № 5. С.558-598.

101. Захаров С.А. Курс почвоведения. М., 1927, 285 с

102. Зверев В.П. Роль подземных вод в миграции химических элементов, М., "Недра", 1982, 184 с.

103. Зонн C.B. Железо в почвах. // М., "Наука", 1982, 207 с106. ' Иванов И.В. История отечественного почвоведения: Развитие идей, дифференциация, институционализация. Книга I. 1870-1947 гг. М.: Наука.2003. 397 с.

104. Иванов И.В. История развития взглядов на эволюцию почв в российском почвоведении // Почвы национальное достояние России: Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск: Наука-Цент. 2004. Кн. 1. С. 241-243.

105. Иванов В.В. Распределение минералов крупных фракций в профиле суглинистых подзолистых почв. // Почвоведение, 1988, № 3. С. 74 -80.

106. Иванов В.В., Корионова A.B. Преобразование минеральной массы в профиле песчаного подзола. // Вестник. Моск. Ун-та, Сер. 17 Почвоведение, 1986, №2, с. 31 -40

107. Иванова Т.В. Эволюция модельной дернов-подзолистой почвы в условиях длительного лизиметрического эксперимента. // автореф. на соис.уч. степ, к.б.н. М., МГУ.2007. .26 с.

108. Иенни, Г. Факторы почвообразования. М.: Изд-во иностр. лит-ры. 1948, 348 с.

109. Капилевич Ж.А., Целищева JI.K., Высоченко A.B. Трансформация почв, развитых на озерно-ледниковых глинах под влиянием дренажа // Почвоведение. 1991, № 2, С.13-22.

110. Караваева H.A., Жариков С.Н., Кончин А.Е. Пахотные почвы Нечерноземья: процессно-эволюционный подход к изучению // Почвоведение, 1985, № 11, С.114-126.

111. Караваева H.A. Длительная агрогенная эволюция дерново-подзолистой почвы. // Почвоведение, 2000, № 2, с. 169-179

112. Караваева H.A. Типы эволюции основных групп пахотных таежно-лесных почв Русской равнины. Проблемы почвоведения: Советские почвоведы к XIV Международному конгрессу почвоведов. М.: Наука, 1990, с. 135 - 144

113. Карпачевский JI.O., Умарова А.Б. Большие лизиметры Почвенного стационара МГУ // Агрохимический вестник. 2003. № 2. С. 5-6.

114. Кауричев И.С., Комарова H.A. Скрынникова И.Н. Шилова Е.И. Методы исследования химического состава жидкой фазы почв (почвенного раствора) // Почвоведение. 1963. № 6. С. 35-47.

115. Кауричев И.С., Ноздрунова Е.М. Учет миграции некоторых соединений в почве с помощью лизиметрических хроматографических колонок. // Почвоведение, 1960, №12. С.30-35.

116. Кац Д.М., Шестаков В.М. Мелиоративная гидрогеология. М.: Изд-вл МГУ. 1981.296 с.

117. Качинекий ILA. Замерзание и размерзание и влажность почв в зимний сезон в лему и на полевых участках. // М., 1927.

118. Качинекий H.A. Изучение физических свойств почвы и корневых систем растений при территориальных почвенных исследованиях. М.: Госсельиздат. 1930. Ч. 1. 101 с. Ч. 2 . 110 с.

119. Качинекий H.A. Новое о водонепроницаемых почвенно-грунтовых экранах. // Почвоведение, 1945, №5-6, С.51-70.

120. Качинекий H.A. Основные вопросы обработки почвы. // Почвоведение, 1946, №5, С.315-320.

121. Качинекий H.A. Физика почвы. 4.1. // М., "Высшая школа", 1965, 323 с

122. Качинекий H.A. Физика почвы. 4.2. // М., "Высшая школа", 1970, 358 с.

123. Кирдяшкин П.И. Физические основы фильтрационной и миграционной неоднородности почв (на примере серых лесных почв Владимирского ополья). // автореф. на соис.уч. степ, к.б.н. М., МГУ.2007. 26с.

124. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. М.: Колос, 1996, 366с.

125. Ковеня C.B., Мельникова М.К., Фрид A.C. Исследование роли механических сил и геометрических условий в перемещении высокодисперсных частиц в почвенных колонках // Почвоведение. 1972. № 10. С. 133-140.

126. Козловский Ф.И. Почвенный индивидуум и методы его определения // Закономерности пространственного варьирования свойств почв и информационно-статистические методы их изучения. М.: Наука. 1970. С.42-59.

127. Козловский Ф.И. Рюльман Й., Травникова Л.С., Кузяков Я.В. Дифференциация исходно гомогенных субстратов по илу в многолетнем полевом опыте.// Почвоведение, 2001, №2.

128. Козловский Ф.И. Теория и методы изучения почвенного покрова. М.: ГЕОС. 2003. 536 с.

129. Кокорева A.A. Умарова А.Б., Горбатов B.C. Оценка чувствительности моделей миграции веществ в почве разного уровня по лизиметрическому стоку// Вестник ОГУ . 2007, № 3, с. 123-127

130. Конищев В.Н., Рогов В.В. Методы криолитологических исследований. Изд-воМГУ, 1994

131. Кондратьев A.A., Гриценко В.В. Изменение агрономических свойств дерново-подзолистой почвы при глубокой обработке. // Почвоведение, 1971, №6, С.60-69.

132. Копанев И.Д. О температурном режиме почвы в холодный период. // Почвоведение, 1965, № 6 С. 97-103.

133. Колосов Г.Ф. Артефакты лизиметрического метода исследования почв // В кн.: Тезисы Всероссийской конференции «Лизиметрические методы исследования почв», МГУ, 1998.

134. Корнблюм Э.А. Основные уровни морфологической организации почвенной массы// 1975. №9. С.36-48.

135. Коротков A.A. О характере почвообразования в пахотных дерново-подзолистых почвах. //Почвоведение, 1972, №4, С. 15-23.

136. Корсунская Л.П. Гидродинамические и физические свойства почв // Дисс. на соиск. уч. степ. канд. биол. наук. Пущино. 1997. 120 с.

137. Корсунская Л.П. Гидродинамические и физические свойства почв. Автореф.дисс. к.б.н.МГУ, 1997.

138. Корсунская Л.П., Мелешко Д.П., Пачепский Я.А. О фильтрационной гетерогенности и конвективно-дисперсионнном массопереносе в почвах // Почвоведение. 1986. № 7. С.42-51.

139. Костерин Ф.В., Поташев К.А. Харламова З.В., Бреус И.П. Математическое моделирование фильтрации несмешивающихся с водой органических жидкостей в почвах//Почвоведение. 2004. № 7. С.828-836.

140. Костяков А.И. о динамике коэффициента просачивания воды в почвогрунты и необходимости динамического подхода к его изучению в мелиоративных целях // Почвоведение, 1932, №3, С. 293-298.

141. Кузнецов П.В. Анизотропность почв в лесных биогеоценозах. Канд. дис. М., 1998, 131 с.

142. Кухарук Н.С. Перенос веществ по макропорам в дерново-подзолистых почвах // Дисс. на соиск. уч. степ.канд. биол. наук. М. 1998.97 с.

143. Ларина Г.Е., Спиридонов Ю.Я. Лизиметрический опыт изучения миграции атразина и метола-хлора в агроэкосистеме // Лизиметрические исследования в агрохимии, почвоведении и агроэкологии. Сборник докладов симпозиума. Немчиновка. 1999. С.105-110.

144. Лебедев А.Ф. Почвенные и грунтовые воды. М.-Л.: Изд-во АН CCCP.1936.316c.

145. Левин Ф.И. Окультуривание подзолистых почв .// М. "Колос", 1972, 264с.

146. Леонова A.A. Миграция метрибузина в почвах: лизиметрические исследования и моделирование // Автореферат на соискание ученой степени: к.б.н., М., 2001.

147. Леонова A.A., Шеин Е.В. Горбатов B.C. Миграция гербицида метрибузина в почве: лизиметрические исследования и моделирование // Почвоведение. 2003. №6. С. 745-753.

148. Летунов П.А., Музычук И.Ф., Лапшина A.M. Передвижение солей в капиллярно-подвешенной воде // Сборник авторефератов ВНИИ удобрений, агротехники и агропочвоведени за 1932-1934 гг. М. 1936. С.82-84.

149. Лобутев А.П., Герасимова Л.В. Особенности весеннего лизиметрического стока под различной растительностью // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1979. № 3. С. 15-23.

150. Лобутев А.П., Герасимова Л.В. Сток из лизиметров с различной растительностью (1970-1976) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1980. № 1. С. 20-29.

151. Людекс К. Соотношение между количеством выпадающих и просачивающихся атмосферных осадков ( по английским наблюдениям) // Почвоведение, 1907, № 1. С.27-56.

152. Макеев А.О., Дубровина И.В. География, генезис и эволюция почв Владимирского ополья //Почвоведение, 1990, №7. С.5-25.

153. Макеев А.О. Почвы и почвенный покров Владимирского ополья. // Путеводитель научных полевых экскурсий III съезда Докучаевского общества почвоведов (11-18 июня 2000 г. г. Суздаль). М. 2000. С. 11-31.

154. Макеев А.О. Поверхностные палеопочвы лессовых водоразделов русской равнины. // Автореф. на соис.уч. степ, д.б.н. М., МГУ. 2005. 48 с.

155. Мальцев Т.С. Новая система обработка почвы и ее эффективность // О системе ведения сельского хозяйства в Новосибирской области. Т.1, Новосибирск, 1958, С.198-204

156. Маслов Б.С. Глубокое рыхление почв: опыт и задачи науки. // Гидротехника и мелиорация. Изд во «Колос», 1979, № 7, с. 28 - 33

157. Медведев В.В. Оптимизация агрофизических свойств черноземов. М., 1988.

158. Меерсон Г.Н. Влияние агрегатного состава почвы на эффективность промывок засоленных земель. Химизация соц.земледелия. 1936, № 203. С. 165170.

159. Мельникова М.К., Ковеня C.B. // Исследование лессиважа в модельных опытах. // Тр.Х Междунар. конгресса почвоведов. T.VI, ч.2, М., 1974, С.600-609.

160. Мельникова М.К, Фрид A.C., Заманмурад Ф. О передвижении воды и меченного хлористого калия в слоистых почвах // Миграция в почве и ее моделирование. М. 2006. С. 15-25.

161. Мельникова М.К., Ковеня C.B. Применение моделирования процесса перемещения дисперсных частиц в пористых средах // Почвоведение. 1969. №12. С. 140-143.

162. Мешалкина Ю.Л. Геостатистика как инструмент исследования пространственной вариации почвенных свойств // Масштабные эффекты при исследовании почв. М.: Изд-во МГУ. 2001. С.153-162.

163. Микайылов Ф.Д. Определение параметров модели солепереноса при промывках водонасыщенных поверхностно-засоленных почвогрунтов // Почвоведение. 2007. № 5. С. 599-609.

164. Милановский Е.Ю. Гумусовые вещества как система гидрофобно-гидрофильных соединений // Мат. IV съезда Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск: Наука-Центр, 2004. Кн.1. С.317-319.

165. Милановский Е.Ю. Гумусовые вещества как система гидрофобно-гидрофильных соединений. // Диссертация на соискание уч.степ.д.б.н. М. 2006. 94 с.

166. Мильков Ф.Н. О природе ополий на Русской равнине // в сб.: Вопросы регионального ландшафтоведения и геоморфологии.// «Львовский Университет», №8, 1964

167. Миляускас В.В. Влияние дренажа на физические и агрохимические свойства избыточно переувложненных почв Литовской ССР. // Почвоведение, 1963, № 1.С. 61-74.

168. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Оценка защитных свойств зоны аэрации //Инженерная геология. 1990. № 2. С. 3-18.

169. Михович А.И. Метод контроля инфлюкции // Почвоведение. 1961. №8. С. 103-106.

170. Морозов А.Т. Закономерности передвижения растворов в почвах и грунтовых водах // Тр. VIII сессии АН Туркм.ССР. Ашхабад. 1956. С.239-263.

171. Мосолов В.П. Коренное улучшение дерново-подзолистых почв // Социалистическое земледелие, М., 1951, № 4, С.21-38

172. Муромцев Н.Л. Раход влаги из зоны аэрации и грунтовых вод к фронту промерзания по данным лизиметрических исследований // Почвоведение. 1986. № 2. С. 59-68.

173. Муромцев H.A. Использование тензиометров в гидрофизике почв.- Л.: Гидрометеоиздат, 1979, 121 с.

174. Муромцев H.A., Беляев К.Н., Братчиков И.М. Гидромелиоративная характеристика опытного участка Одинцовского почвенно-гидрологического опорного пункта // Влияние орошение на плодородие почв легкого мехсоства Московской области. -М.: 1981, с. 84-94.

175. Муха В.Д. Основные характеристики культурной эволюции почв. // Естественная и антропогенная эволюция почв. Пущино, 1988, С. 100-107.

176. Назаренко И.И., Куцыкович М.Б., Филон В.И. Изменение минералогического и химического составов дерново-подзолистых почв Предкарпатья при сельскохозяйственном использовании.// Почвоведение, 1985, №10.

177. Никитин Е.Д. Миграция железа в почвах таежно-лесных ландшафтов // Почвоведение, 1980, №9, с. 23 33

178. Никонов В.В., Горбачева Е.Е., Лукина Н.В. Лизиметрические установки на сети мониторинговых площадей. // Лизиметрические исследования в России. М., НИИСХ ЦРНЗ, 2004. с. 68-78.

179. Огильви H.A., Федорович Д.И. Электролитический метод определения скорости фильтрации подземных вод и условия его практической применимости. М. Изд-во «Недра» 1964, 43 с.

180. Орешкина Н.С. Опыт изучения физических свойств и водного режима дерново-подзолистой почвы на модели. // Автореф. на соиск. уч. степ, к.б.н., М., 1972, 27с.

181. Остряков А.Н. Несколько опытов вытеснения из почвы раствора жидкостью. Казань, 1912.

182. Пакшина С.М. О проявлении механоконцентрационных эффектов в почвах. // Почвоведение, 1981, №3, с.46-49.

183. Пакшина С.М. Передвижение солей в почве // М.: Наука, 1980. 120 с.

184. Пантелимонова С.Н., Пачепский Я.А. Параметризация, оценка и сравнение режимов влажности почв. Препринт. Пущино.: Ин-т почвоведения и фотосинтеза. 1992.44 с.

185. Парамонова Т.А., Окунева P.M. Аккумуляция и вынос азота из почв при имитации его избыточного поступления с кислотными осадками // Вестн. Моск. ун-та. Сер 17. Почвоведение. 2001. № 4. С. 24-28.

186. Парфенова Е.И., Ярилова Е.А. Минералогические исследования в почвоведении. М., Изд-во АН СССР, 1962.

187. Пачепский Я.А. Математические модели процессов переноса в мелиорируемых почвах. М.: Изд-во МГУ. 1992. 85 с.

188. Пачепский Я.А. Математические модели физико-химических процессов в почвах. М. Изд-во "Наука", 1990,188 с.

189. Педро Ж. Экспериментальные исследования геохимического выветривания кристаллических пород. // М., 1971, 252 с.

190. Первова Н.Е. Содержание углерода воднорастворимых органических веществ в лизиметрических водах и почвенных растворах под разными типами леса // Почвоведение. 1978. № U.C. 56-65.

191. Петрова З.М., Остапенко Н.С., Глобус A.M. Исследование движения солей через водонасыщенные почвенные колонки // Почвоведение. 1990. № 6. С. 122-128.

192. Пинский Д.Л. Ионообменые процессы в почвах. Пущино, 1997, 166 с.

193. Плакхина Д.М., Фридланд В.М. Пленки в железистом глубинно-глееватом подзоле. // Почвоведение, 1980, № 6, с. 15 26

194. Плеханова И.О., Манагадзе Н.Г., Васильевская В.Д. Формирование микроэлементного состава почв в лизиметрах стационара факультета почвоведения Московского университета // Почвоведение. 2003. № 4. С. 409-417.

195. Погудин Г.П., Павлюченко А.У., Глазкина С.Г. Стационар в Каменной степи // Лизиметрические исследования в России. М., НИИСХ ЦРНЗ, 2004. с. 135-139.

196. Подзолистые почвы центральной и восточной частей европейской территории СССР. Л., Наука, 1980. 301с.

197. Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв: Методическое руководство. //Колл.монография. Под ред. Е.В.Шеина. М.: Изд-во МГУ, 2001. - 200 с.

198. Полубесова Т.А. Режимы нерастворяющего объема влаги и состава обменных катионов серой лесной почвы // Автореф. на соиск. уч. степени канд. биол. наук. М. 1987. 16 с.

199. Полубесова Т.А., Понизовский A.A., Ставински Я. Применение теории двойного электрического слоя для описания законов формирования нерастворяющей влаги в почвах. //Почвоведение, 1989, №11, С.68-74.

200. Пономарева В.В. Теория подзолообразовательного процесса. // M.-JL, "Наука", 1964, 379 с.

201. Попов П.Д., Смирнов А.П. История лизиметрических исследований. // Агрохимический вестник, 2003, № 2. С. 2-4.

202. Попович J1.B. «Определение термических характеристик теплообмена в почве» // Изд. Моск. ун-та, М. 1987.

203. Применение ион-селективных электродов в почвоведении, мелиорации и сельском хозяйстве. Москва-Новочеркасск, 1981,73 с.

204. Проблемы эволюции почв // Материалы IV Всероссийской конференции. Пущино. ИФХиБПП РАН. 2003.262 с.

205. Путеводитель научных полевых экскурсий III съезда Докучаевского общества почвоведов (11-18 июня 2000 г., Суздаль). М. «Агро-Вестник». 2000. 118 с.

206. Рабочев И. С. Способы повышения эффективности промывной нормы при осовоении засоленных перелогов // Советский хлопок. 1940. С.28-31.

207. Растворова О.Г. Физика почв (Практическое руководство). JL: Изд-во Ленингр. ун-та. 1983. 196 с.

208. Рачинский В.В., Фокин А.Д., Талдыкин С.А. Радиоиндикаторное определение переноса влаги по профилю почвы.// Почвоведение, 1981, №3, стр.65-70.

209. Резников И.В., Изменение структурного состояния тяжелых почв Нечерноземной зоны РСФСР под влиянием заболачивания, дренажа глубокого рыхления.//Автореф. на соиск. ученой степ, к.б.н., М., МГУ, 1987, 25 с.

210. Рентгенфлуоресцентный энергодисперсионный метод анализа почв в целях контроля уровня их загрязненности, 1982.

211. Роде А.А, Методы изучения водного режима почв. М. Из-во АН СССР. 1960. 244 с.

212. Роде A.A. К вопросу о «водно-физических константах» почвы // Почвоведение. 1961. № 6. С. 6-38.

213. Роде A.A. Почвообразовательный процесс и эволюция почв. М.:ОГИЗ. 1947.142 с.

214. Роде A.A. Опытная установка для определения величины испарения грунтовых вод и количества осадков, достигших их уровня. // Почвоведение, 1935, №2. с. 38-45.

215. Роде A.A. Основы учения о почвенной влаге. Т.2.// JI. "Гидрометеоиздат", 1969, 287 с.

216. Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Академический проект, 2004, 432 е.

217. Розов Л.П. Мелиоративное почвоведение//М.: Сельхозгид, 1936. -495 с.

218. Роуэлл Д.Л. Почвоведение: методы и использование. М., «Колос». 1998. 486 с.

219. Савельев Д.В. Почвообразование в модельных экосистемах почвенных лизиметров.// Автореферат на соискание ученой степени к.б.н., М., 2001.

220. Савельев Д.В., Владыченский A.C. Гумусное состояние почв модельных экисистем почвенных лизиметров // Вестник МГУ, Сер. 17, 2001, № 1. С.3-7.

221. Самойлова Е.М., Толчельников, Ю.С. Эволюция почв. М., 1991.

222. Самсонова В.П., Дмитриев Е.А., Ковалева В.Л. Динамика структуры пространственной вариабельности свойств почв. // Структура почвенного покрова. М.: 1993, с.240-242.

223. Самсонова В.П. Пространственная изменчивость почвенных свойств: На примере дерново-подзолистых почв. М.: Издательство ЛКИ. 2008. 160 с.

224. Самсонова В.П., Егорова О.Н. Пространственное варьирование величины pH в серых лесных пахотных почвах Владимирского ополья. // Веснтн, МГУ. Сер. 17. 2004. № 2. С. 3-9.

225. Сапожников П.М. Удельная поверхность почвы, ее изменение при почвообразовательных процессах и связь с физическими свойствами. // Автореферат на соискание ученой степени к.б.н., М., 1982.

226. Семенов H.A., Муромцев H.A., Сабитов Г.А., Короткое Б.И. Лизиметрические исследования в луговодстве. М., 2005, 498 с.

227. Скворцова Е.Б., Морозов Д.Р. Микроморфологическая классификация и диагностика строенияпорового постранства почвы // Почвоведение, 1993, № 6, с.49-56.

228. Скрынникова И.Н. Методы исследования химического состава жидкой фазы почв. // Методы стационарного изучения почв. М., «Наука», 1977, с. 3-40

229. Смагин A.B. Режимы функционнирования динамических биокостных систем.//Почвоведение, 1999, №12, с. 1433-1447

230. Сметник A.A., Губер А.К. Расчет гидрохимических параметров миграции гербицидов в почвенных колонках// Почвоведение, 1996, №8, с. 10211026.

231. Сметник A.A., Спиридонов Ю.Я., Шеин Е.В. миграция пестицидов в почвах // М.: РАСХН-ВНИИФ. 2005. 336 с.

232. Соколов И.А. О генезисе, диагностике и классификации почв с текстурно-дифференцированным профилем. // Почвоведение, 1988, № 11, с. 32 -43

233. Соколов H.A., Макеев А.О., Турсина Т.В., Верба М.П., Ковалев Н.Г., Кулинская Е.В. К проблеме генезиса почв с текстурно-дифференцированным профилем. // Почвоведение, 1983, №5. С. 129-143.

234. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпепгга И.И. Глинистые минералы в почвах: Учебное пособие. Тула: Гриф и К, 2005. - 336 с.

235. Струзер Л.Р., Русин Н.П. Сравнение различных методов определния испарений с сельскохозяйственных полей. Тр. Гос. Гидрол. Ин-та, вып. 57, Л., 1956.

236. Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. М.: ГЕОС. 1999. 278 с.

237. Субботин A.A. Обзор лизиметров и основные требования к их конструкциям. // Тр. ГТИ, 1968. Вып. 92. С. 3-48.

238. Суворов А.К. Особенности миграции органических и минеральных веществ в пахотных дерново-подзолистых почвах // Почвоведение, М., 1974, № 213, С.3-10

239. Судницын И.И. Движение почвенной влаги и влагообеспеченность растений. М., Изд-во Моск. ун-та. 1979

240. Стулов Е.А. Влияние г.Москвы на усиление летних осадков. // Метеорология и гидрология, 1993, №11, С.43-51.

241. Тагунова P.A. Особенности гидрологического режимиа неогленных т огленных дерново-подзолистых суглинистых почв. // Основные проблемы охраны почв. М., МГУ, 1975, С.121-124

242. Таргульян В.О., Бирина А.Г. Профилеобразующая роль оглеения в суглинистых почвах таежной зоны ETC. // География и генезис антропогенно-измененных и естественных почв. М., 1986. С. 14-24.

243. Таргульян В.О.Фокин А.Д., Соколова Т.А., Шоба С.А. Экспериментальные исследования педогенеза: возможности, граничения, перспективы. //Почвоведение, 1989. № 1. С, 15-23.

244. Таргульян В.О., Соколов И.А. Структурный и функциональный подход к почве: почва-память и почва-момент. // Математическое моделирование в экологии. М.: Наука, 1978. С. 17 33.

245. Темкин М.И. Журнал физической химии. Т.29, 1995, с. 1610

246. Теории и методы физики почв. Коллективная монография под ред. Е.В.Шеина, Л.О. Карпачевского. М., Тула: Гриф и К. 2007. 616 с.

247. Тихомиров Ф.А., Кляшторин A.JL, Щеглов А.И. Радионуклиды в составе вертикального внутрипочвенного стока в лесных почвах ближней зоны Чернобыльской АЭС.//Почвоведение, 1992, №6. С.38-44.

248. Тонконогов В.Д., Градусов Б.П., Рубилина Н.Е., Таргульян В.О., Чижикова Н.П. К дифференциации минералогического и химического составов дерново-подзолистых и подзолистых почв // Почвоведение. 1987. № 3. С. 68-81.

249. Трипольская JI.H., Романовская Д.К. Миграция азота органических удобрений надерново-подзолистой супесчаной почве // Лизиметрические исследования в агрохимии, почвоведении и агроэкологии. Сборник докладов симпозиума. Немчиновка. 1999. С. 51-55.

250. Трофимов A.B. Реакция почвы (pH) как функция влажности и концентрации почвенного раствора. //Почвоведение, 1931, №2, С.5-45.

251. Трофимов A.B. К познанию невыделимой части почвенного раствора // Научн. агроном, журнал. М. 1935 №10.

252. Турсина Т.В., Скворцова Е.Б., Грачева М.В. Использование микроморфологического метеда при изучении микростроения почв // Современные методы исследования почв. Материалы Всесоюзной науч. конф. М. 1983, С. 118-119.

253. Умарова А.Б. Почвенно-экологический мониторинг процессов переноса воды и веществ в модельных дерново-подзолистых почвах в условиях многолетнего лизиметрического опыта// Автореферат на соискание ученой степени к.б.н., М., 1995.

254. Умарова А.Б. Процессы накопления и переноса тяжелых металлов в модельных дерново-подзолистых почвах // Сб. научных трудов. Институт земледелия Украинской академии наук. 1996, с. 174-184

255. Умарова А.Б., Шеин Е.В. Применение метода крахмальной метки Дмитриева для исследований переноса воды и растворенных веществ //

256. Масштабные эффекты при исследовании почв. М., Изд-во МГУ им. М.В.Ломоносова. 2001, С. 217-222

257. Умарова А.Б, Шеин ЕЛЗ, Архангельская Т.А. Особенности формирования элементов водного режима дерново-подзолистых почв в годовой, сезонной и суточной динамике.// Вестник Моск. Ун-та, 2002 г.

258. Умарова А.Б., Кирдяшкин П.И., Иванова Т.В. Исследование вертикального переноса влаги в дерново-подзолистых и серых лесных почвах // Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов. Казань, Изд-во «Фэн», 2003, с.89-92.

259. Умарова А.Б. Иванова Т.В. Динамика дисперсности антропогенно-измененных почв // Структура и динамика молекулярных систем. Сб. статей. Вып.ХП. Изд-во МарГТУ, 2005. Часть 1. С. 259-264.

260. Умарова А.Б., Иванова Т.И., Кирдяшкин П.И. Гравитационный поток влаги и его роль в эволюции почв: прямые лизиметрические исследования //, Вестник ОГУ, 2006, №6, т.2 стр. 103-110

261. Умарова А.Б., Шеин Е.В. Учение о почве как о профильном природном теле с характерными послойными свойствами и условиями на верхних и нижнихграницах // Проблемы истории, методологии и философии почвоведения. Пущино. 2007. Т.2. С. 140-144.

262. Умарова А.Б., Иванова Т.И. Динамика дисперсности модельных дерново-подзолистых почв в многолетнем лизиметрическом эксперименте // Почвоведение. 2008. №5, с.587 -.598

263. Умарова А.Б., Самойлов O.A., Кокорева A.A. Температура модельных дерново-подзолистых почв в условиях больших лизиметров МГУ // Вестник Алтайского государственного университета. 2008, №1. С.22-26

264. Урываев В.А. Экспериментальные исследования на Валдае. Гидрометоеиздат, 1953.

265. Ушакова Л.А. Влияние антропогенного воздействия на поверхностно-энергетические свойства дерново-подзолистой почвы и обыкновенного чернозема. //Изменение агрофизических свойств почв под воздействием антропогенных факторов М., 1990. С.104-112.

266. Фирсова В.П., Горячева Т.А., Нечаева В.А. Влияние сельскохозяйственного освоения и заболачивания на формы соединений железа в серых лесных почвах // Почвоведение, 1992, № 11, с. 36 42

267. Фрид Ж. Загрязнение подземных вод: пер.с англ. // М.: Недра. 1981. 304с.

268. Фридланд В.М. Об оподзоливании и иллимеризации (обезыливании). // Почвоведение, 1958, № 1

269. Фридланд В. М. Структура почвенного покрова. М.: Мысль. 1972. 422 с.

270. Харитонова Г.В., Шеин Е.В., Витязев В.Г., Лапекина С.И. Уравнение для описания адсорбции паров воды почвами. // Вестник Моск. Ун-та. Серия почвоведение, 2003, № 1

271. Худякова Ю.А., Аристовская Т.В. Микрофлора почвы и лизиметрических вод // Биогеохимические процессы в подзолистых почвах. Л.: Наука. 1972. С. 56-70.

272. Цыпленков В.П. О возможности моделирования современного почвообразовательного процесса в полевых условиях. // Вестник Ленинградского ун-та. Сер. Биология, 1975. Вып. 4, № 21, С. 130-137

273. Чеботарев Ю.А. Расчет распределения влаги осадков в почве // Почвоведение. 1987. № 6. С. 112-115.

274. Чекотилло A.M. Температурная инерция почвы в зимнее время. // В сб. Вопр. изуч. снега и использов. его в народном хоз. Изд. АН СССР, 1955

275. Чендев Ю.Г., Авилов Н.П. Содержание и запасы гумуса в черноземах разновозрастных пашен. // Докл. Рос. Акад. с.-х. наук, 2000, № 5. С. 22-25.

276. Чехова Т.И. Экспериментальное обеспечение моделей влаго- и солепереноса в почвах. Автореф. дисс. к.б.н. Москва, МГУ, 1994, 19 с.

277. Чижикова Н.П. Изменение минералогического состава тонких фракций почв под влиянием агротехногенеза. // Почвоведение, 2002, № 7, с. 867 875

278. Чижикова Н.П., Верховец И.А., Владыченский A.C. Первичное почвообразование на покровных суглинках под различными естественными ценозами и агроценозами // Бюлл. Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2002. Вып. 55. С. 55-61.

279. Чирков Ю.И. Агрометеорология. Ленинград. Гидрометеоиздат. 1986, 296 с.

280. Чудновский А.Ф. Теплофизика почв // Изд. Наука. М., 1976

281. Чураев Н.В., Ильин Н.И. Радиоиндикаторные методы исследования движения подземных вод. М., «Атомиздат», 1967.

282. Шевцова JI.K. Методы исследования органического вещества длительно удобряемых почв. // Почвоведение, 1972, № 8. С. 45-54.

283. Шеин Е.В., Початкова Т.Н., Умарова А.Б. Почвенно-экологические исследования на станции изолированных лизиметров Московского университета. //Почвоведение, 1994, № И. с. 112-117.

284. Шеин Е.В., Губер А.К., Кухарук Н.С. Перенос воды и веществ по макропорам в дерново-подзолистой почве// Вестник МГУ, Сер. 17, 1995, №2. С. 22-31.

285. Шеин Е.В., Пачепский Я.А., Губер А.К., Чехова Т.И. Особенности экспериментального опредления гидрофизических и гидрохимических параметров математических моделей влаго- и солепереноса в почвах // Почвоведение. 1995. № 12. С. 1479-1486.

286. Шеин Е.В., Умарова А.Б., Ван Ицюань, Початкова Т.Н. Водный режим и изменение элементного состава дерново-подзолистых почв в условиях больших лизиметров // Вестн. Моск. ун-та. Сер.17, Почвовед. 1997, № 3. С.28-39.

287. Шеин Е.В., Салимгареева O.A. Пространственная вариабельность физических свойств и водного режима чернозема типичного // Почвоведение. 1997. №4. С. 484-492.

288. Шеин Е.В. и др. Лабораторные методы исследования физических свойств почв. Изд.: ГЕОС, Москва, 2000.2001 с.

289. Шеин Е.В., Початкова Т.Н., Рычева Т.А., Смагин A.B., Сидорова М.А., Умарова А.Б. Лабораторные исследования физических свойств почв. Методическое пособие. Москва. 2000. 54 с.

290. Шеин Е.В„ Марченко К.А. Взаимосвязь путей движения влаги и пространственного распределения плотности почв Владимирского ополья // Почвоведение. 2001. № 7. С. 823-833.

291. Шеин Е.В., Архангельская Т.А., Гончаров В.М., Губер А.К., Початкова Т.А., Сидорова М.А., Смагин A.B., Умарова А.Б. Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв. М.: МГУ. 2001. 200 с.

292. Шеин Е.В., Бутылкина М. А., Иванов А.Л., Мазиров М.А. Пространственно-временная изменчивость агрофизических свойств комплекса серых лесных почв в условиях интенсивного сельскохозяйственного использования // Почвоведение. 2001. № 5. С.578-585.

293. Шеин Е.В., Милановский Е.Ю. Пространственная неоднородность свойств на различных иерархических уровнях основа структуры и функций почв // Масштабные эффекты при исследовании почв. М.: Изд. Моск.ун-та. 2001. С. 47-61.

294. Шеин Е.В., Карпачевский JI.O. Толковый словарь по физике почв. М., 2003, с. 89

295. Шеин Е.В. Якиревич Я. , Кузнецов М. Я. Особенности переноса влаги в лессовых почвах пустыни Негев .// Вестн. МГУ. Сер. 17. 2004. № 2. С. 31-37.

296. Шеин Е.В. Курс физики почв.- М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.

297. Шеин Е.В., Д.И.Щеглов, И.В.Соколова, А.Б.Умарова Изменение физических свойств слоистых рекультивационных почвенных конструкций. //Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. № 12. 4.2. С. 308312

298. Шеин Е.В., Умарова А.Б. Сборник задач по физике почв. Тула: Гриф и К. 2006. 112

299. Шеин Е.В., Щеглов Д.И., Соколова И.В., Умарова А.Б. Изменение физических свойств слоистых рекультивационных почвенных конструкций // Вестник ОГУ. 2006. № 12. Ч. 2. С. 308-312.

300. Шеин Е.В., Девин Б.А. Современные проблемы изучения коллоидного транспорта в почве // Почвоведение. 2007. №4. С. 438-449.

301. Шептухов, Галкина, Скворцова. Изменение структуры подпахатного горизонта дерново-подзолистой почвы при глубоком рыхлении. // Почвоведение, 1989, №6, С.

302. Шестаков В.М. Аналитические решения одномерных задач переноса в гетерогенной среде.// Моделирование гидрогеохимических процессов и научные основы гидрогеохимических прогнозов. М., «Наука», 1985, С. 39-43.

303. Шилова Е.И. Лизиметрический метод, его значение и условия применения для познания современных процессов почвообразования. //

304. Применение лизиметрических методов в почвоведении, агрохимии и ландшафтоведении. JI. 1972. С. 1-22.

305. Шилова Е.И. Метод получения почвенного раствора в природных условиях. // Почвоведения, 1955, № 11, С.86-90.

306. Шилова Е.И., Коровкина JT.B. К характеристике состава и своств раствора подзолистой почвы ельника-зеленомошника по данным лизиметрических исследований // Почвоведение. 1965. № 9. С. 40-46.

307. Шилова Е.И., Коровкина JI.B. Сезонная динамика химического состава лизиметрических вод подзолистых тяжелосуглинистых почв // Почвоведение. 1961. №3. С. 36-47.

308. Шилова Е.М. О качественном составе лизиметрических вод целинной и окультуренной разновидностей подзолистых почв по данным пятилетних исследований. //Почвоведение, 1959, №1, С 86-97.

309. Шишов Л.Л., Муромцев H.A., Большаков В.А. Методологические и методические аспекты лизиметрии. Тезисы докладов 1-й Всероссийской конференции «Лизиметрические исследования почв», 1998. С 29-32.

310. Шишов Л.Л. и др. Лизиметры в почвенных исследованиях.// М., 1998, 264 с.

311. Шугалей Л.С. Антропогенез лесных почв юга Средней Сибири, 1991, 183 е., Новосибирск. Наука.

312. Щербаков P.A., Пачепский Я.А., Кузнецов М.Я. Сравнение методов расчета одномерного влагопереноса в почвах // Водные ресурсы. 1986. №1. С.9-14.

313. Экологическая химия: Пер. с нем./ Под ред. Ф.Корте.- М.: Мир, 1997., 396 с.

314. Яшин И.М., Шишов Л.Л., Раскатов В.А. Методология и опыт изучения миграции веществ. М.: Изд-во МСХА, 2000, 173 с.

315. Anderson J.L., Bouma J. Relation between hydraulic conductivity and morphometric data of an argillic horizon. Soil Sci.Soc.Am.Proc. 1973. 37. 408-413

316. Appelt H., Holtzclaw K., Pratt P.F. Effect of anion exclusion on the movement of chloride through soils // Soil. Sci. Soc. Am. Proc. 1975. V. 39. Pp. 264267.

317. Atkinson N.I., Wright I.R. Chelation and the vertical movement of soil constituents // Soil Sci. 1957. v. 84, № 1, pp. 17-23.

318. Bergstrom L. Use of lysimeters to estimate leaching of pesticides in agricultural soils // Environ. Pollution. 1990. № 67. Pp. 325-347

319. Betz C.L., Allmaras R.R., Copeland S.M. and Randall G.W. Least limiting water range: traffic and long-term tillage influences in a Webster soil. Soil Sci.Soc.Am.J. 1998. 62:1384-1393.

320. Beven K., Germann P. Macropores and water flow in soils // Water resour.Res. 1982. Res. 12. Pp. 1311-1325.

321. Biggar J. W., Nielson D.R. Cloride-36 diffusion during stable and unstable flow through glass beads // Soil Sci. Soc. Am. Proc. 1964. V. 28. Pp. 591-595.

322. Biggar J. W., Nielson D.R. Miscible displacement and leaching // Irrigation of agricultural lands. Amer. Soc. Agron. Special Publ. 1967. № 11. Pp. 254-274.

323. Blume H.P., Schwertmann U. Genetic Evaluation of Profile Distribution of Aluminum, Iron, and Manganese Oxides // Soil Sci. Soc. Amer. Proc., Vol. 33, 1969, p. 438-444

324. Bork H.-R. Die Holozane relief und Bodentwicklung in Lossgebieten. // Catena. Suppl., 1983, № 3. P. 1-93.

325. Bouma J. C., Belmans F.M., Dekker L.W. Water infiltration and redistribution in a silt loam subsoil with vertical worm channels // Soil. Sci. Am. J. 1982. №46. P. 917-921

326. Bouma J. Hydropedology as a powerful for environmental policy research // Geoderma. 2006. 131.Pp 275-286.

327. Bouma J., Dekker L.W. A case study on infiltration into dry clay soil: I. Morfological observation // Geoderma. 1978. V. 20. Pp. 27-40.

328. Bouma J., Dekker L.W., Haas J.C.F.M. Measurement of depth to water table in a heavy clay soil // Soil Sci. 1980. V. 130. Pp. 264-270.

329. Bouma J.A., Jongerius A., Schoonderbeek D. Calculations of saturated hydraulic conductivity of some pedal clay soil using micromorphological data // Soil. Soc. Am. J. 1979. V.43. Pp. 261-264.

330. Bouma J. Field methods for studing soil moisture regimes and irrigation practices in clay soils // Isot. and Radiat. Techn. Soil. Phys. and Irrig. Stud. Proc. Int. Symp., Aix-en-Provence, 1983. Vienna. Pp. 139-145.

331. Bovey R. W., Burnett E., Richardson C., Baur J. R.,Merkle M.G., Kissel D.E. Occurrence of 2,4,5-T and Picloram in subsurface water in the blacklands of Texas // J. Environ. Qual. 1975, № 4 . Pp. 103-106

332. Bowe C.A., Gortzen J.O. Negative adsorption of salts by soils // Soil. Sci. Soc. Am. Proc. 1955. V. 49. Pp. 147-151.

333. Branduk T., Skapski K., Szatylowisz J. Alluvial soil moisture modeling in a drainage irrigation system // Ann. Warsaw Agr. Univ. -SGGW Land Reclam. 1994. № 27. Pp.3-13.

334. Bresler E. Anion exclusion and coupling effects in nonsteady transport through unsaturated soils: I. Theory // Soil. Sci. Soc. Am. Proc. 1973. V. 37. Pp. 663669.

335. Bresler E. Laufer A. Anion exclusion and coupling effects in nonsteady transport through unsaturated soils. II. Laboratory and numerical experiments // Soil. Sci. Soc. Am. Proc. 1974. V. 38. Pp. 213-218.

336. Bryce J., de Jong E. Preferentialflow in hummocky landscape: Abstr. Can. Soc. Soil Sci. Annu. Conf., Lethbridge. 1996. Can J. Soil. Sci. 76. #3. Pp. 422-423/

337. Bullock P., Thomasson A.J. Rothamsted studies of soil structure. Measurment and characterization of macroporosity by image analysis and comparison with data from water retention measurements.// J. Soil. Sci. 1979. 30. #3. Pp. 391-413.

338. Cameron D.R. Variability of soil water retention curves and predicted conductivities on a small plot // Soil Sci. 1978. V. 126. № 6. Pp. 364-371.

339. Day P.R. Dispersion of a moving salt-water boundary advancing through saturated sand // Transaction Am. Geophysical Union. 1956. V. 37. №2. Pp. 595-601.

340. Derome J. The ion-balance monitoring plot network // The Lapland Forest Damage Project. Russian-Finnish report. The Finnish Forest Research Institute, Rovaniemi Research Station, Rovaniemi, 1993, pp. 49-57.

341. Diab M., Merof Ph., Curmi P. water movement in Glossaqualy as measured by two tracers // Geoderma. 1988. 43. Pp. 143-161.

342. Douglas J.T. Macroporisity and permeability of some soil covers from England and France. Geoderma. 1986. 37. Pp. 221-231.

343. Dunn G.H., Phillips R.E. Macroporosity of well-drained soil under no-till and conventional tillage. Soil Sci. Soc. Am. J., 1991, vol. 55: p. 817-823.

344. Dutt G.H., Low Ph.F. Diffusion of alkali Chlorides in Clay-Water Systems // Soil Sci., v. 93, 1962, p. 233-240.

345. E. de Jong. Comparison of three methods of measuring surface area of soils. // Canadian Journal of soil science, 1999, vol. 79, № 2, p. 345-351.

346. Emerson W.W., Baker A.C. The comparative effect of exchangeable calcium, magnesium and sodium on some physical properties of redbrown earth subsoils. II. The spontaneous dispersion of aggregates in water //Aust. J. Soil. Res. 1973. V. 11. Pp 151-157.

347. Fortin J., Jury W.A., Anderson M.A. An experimental and theoretical study of NAPL dissolution in saturated soil // Abst. Agronomy 1995 Annual Meeting-St.Louis - Oct. 29-Nov. 3. 1995. P. 95.

348. Gerstl Z., Yaron B. Behavior of bromacil and napropamide in soils: I. Absorbtion and degradation // Soil. Sci. Am. J. ,1983. № 47. Pp. 474-478.

349. Graham R.C., Wood H.B. Morphological development and clay distribution in lysimeter soil under chaparral and pine. Soil Sci. Soc. Am. J., 1991, 55: 1638-1646.

350. Hillel D., Baker R.S. A descriptive theory of fingering during infiltration into layered soils // Soil. Sci. 1988. 146. Pp.51-56.

351. Hoogmoed W.B., Bouma J. A simulation model for infiltration into cracked clay soil // Soil Sci. Soc. Am. 1980. J. 44. №458-461.

352. Jacobsen O.N., Moldrup P., Larsen C., Konnerup L., Petersen L.W. Particle transport in macropores of undisturbed soil columns // J. Hydrol. 1997. V. 196. Pp. 185203.

353. Jarvis N.J., Jensson P.E., Dik P.T., Messing I. Modelling water and solute transport in macroporous soil. Model description and sensitivity analysis // J.Soil Sci. 1991. 42. № 1. Pp.59-70./

354. Jauhiainen Erkki. Age and degree of podzolisation of sand soil on the coastal plain of northwest Finland. // Commentationes biological, Soc. Sci. Fennica, 1973. V. 68. 32 p.

355. Johnson A.C. The use of mini lysimeters to study the influence of rainfall intensity on pesticide transport and water pathways // BCPC Monograph N 62: Pesticide movement to water, 1995. P.33-38.

356. Kaiser K, Guggenberger G. Mineral surfaces and soil organic matter. // Eur. J. Soil Sci., 2003. 54, № 2, c. 219 - 236

357. Kanchanasut P., Scotter D.R., Tillman R.W. preferential solute movement through layers soil voidsns Experiments with saturated soil // Aust. J. Soil. Res. 1978. №16. Pp. 269-276.

358. Kaplan D.I., Bertsch P.M., Adriano D.C., Miller W.P. Soil-borne mobile colloids as unfluenced by water flow and organic carbon // Environ. Sci. Technol. 1993. V. 27. Pp. 1193-1200.

359. Katz B. Biochemical and hydrological processes controlling the transport and fate of 1,2-dibromathane (EDB) in soils and ground water Central Florida // US Geol. Surv.Water. 1993. № 24-02. Pp. 1-35.

360. Kies B. Solute transport in unsaturated field soil and groundwater // Ph.D. thesi, New Mexico State Univ., 1981. Las Cruces (Diss. Abstr. 82-05509).

361. Krupp H.K., Elrik D.E. Miscible displacement in an unsaturated glass bead medium // Water Res. 1968, V. 4. Pp. 809-815.

362. Kubat J., Lipavsky J. The effect of fertilization and liming on the carbon concentrations in arable soils. // Rostl. Vyroba. 1996. - № 2. P. 55-58.

363. Kung K.-J.S. Preferential flow in a sandy vadose zone: Field observation // Geoderma. 1991. № 46. Pp. 51-58

364. Laews J.B., Gilbert J.H., Warington R. On the amount and composition of rain and drainage water collected at Rothamsted. 1982. London. P.160.

365. Lakmore R.J. Micro-, meso-, and macroporosity of soil // Soil Sci. Soc. Am. 1981. J. 45. Pp. 671-672.

366. Mackie L.A. Prodaction of three-dimensional representations of soil macropores with a microcomputer // Geoderma. 1987. 40. № 3-4. Pp.275-280.

367. Mader D.L. Soil variability a serious problem in soil - site studies in the Northeast // Soil Sci. Soc. Am. Proc. 1963. V. 27. Pp. 707-709.

368. Mader D.L. Soil variability a serious problem in soil - site studies in the Northeast. Soil Sci. Soc. Am. Proc., 1963, 27: 707-709.

369. Mallans D., Mohanty B.P., Jacques D., and Feyen J. Spatial variability of gidralitic properties in a multi-layered soil profile // Soil Sci. 1996. V. 161. №3. Pp. 167-181.

370. Mallans D., Mohanty B.P., Jacques D., and Feyen J. Spatial variability of gidralitic properties in a multi-layered soil profile. Soil Sci., 1996, v. 161, №3, p. 167181.

371. Mastrantonio J.L., 1990. Lesson from the lysimeters. Forestry Research West, U.S.Department of Agriculture. 7-9.

372. Merritts D., Chdwick O.A., Hendrick D.M. Rates and processes of soil evolution on uplifted marine terraces, northern California. // Geoderma. 1991. V. 51. № 1-4. P. 241-275.

373. Mithcell A.R., Ellsworth T.R., Meek B.D. Effect of root systems on preferential flow in swelling soil // Commun. Soil. Sci. and Plant Anal., 1995. 26. №1516. Pp. 2655-2666.

374. Mohanty B.P., Horton R., Ankeny M,D, Infiltration and macroporosity under a row grop agricultural field in a glacial till soil // Soil Sci. 1996. 161. № 4. Pp. 205-213

375. Nielsen D.R., Biggar J. W., Erh K. T. Spatial variability of field -measured soil — water properties // Hilgardia. 42(7), 1973, p.215-260.

376. Nielsen D.R., Biggar J.W. Miscible displacement in soils: I. Experimental information // Soil. Sci. Soc. Am. Proc. 1961. V. 25. Pp. 1-5.

377. Nielsen D.R., Biggar J.W. Miscible displacement in soils: I. Theoretical consideration // Soil. Sci. Soc. Am. Proc. 1962. V. 26. Pp. 216-221.352

378. Pagliali M., La Marca M., Lucamante G. Micromorphometric and micromorphological investigations of a clay loam soils in viticulture under zero conventional tillage // Soil Sci. J. 1983. V. 34. № 2. Pp. 391-403.

379. Parker J.C., van Genuchten M. Th. Determining transport parameters from laboratory and field tracer experiments. Bulletin 84-3, Virginia Agricultural Experiment Station, Blacksburg, 1984, 97 p.

380. Parsons R.B., Sholtes W.H., Riecken F.F. Soil of Indian mounds in Northeastern Iova as benchmarks for studies of soil genesis. // Soil Sci. Soc. Amer. Proc., 1962. Vol. 26, p. 491-496.

381. Pernes Debuyser A., Tessier D. Soil physical properties affected by long -term fertilization. // Eur. J. Soil Sci., 2004. - 55, № 3, c. 505 - 512

382. Raats.D.A.C. Unstable wetting fronts in uniform and nonuniform soils.// Soil Sci. Soc. Amer. Proc., 1973, Vol. 37

383. Raats.D.A.C. Unstable wetting fronts in uniform and nonuniform soils.// Soil Sci. Soc. Amer. Proc., 1973, Vol. 37.

384. Radcliffe D.E., Hedrix P.F., West L.T. Comparison of dye pattern and transport parameters in intact soil columns. Amer.Soc. Agron.Annu. Meet. 1992. Minneapolis. P. 335.

385. Radulovich R., Solovzano E., Sollins P. Soil macropore size from water breakthrough curves // Soil Sci. Am. J. 1989. 53. № 2. Pp. 556-559.

386. Rice R.S., Bowman R.S., Jaynes D.B. Percolation of water brlow an irrigated field// Soil Sci. Soc. Am. J. 1986. № 50. Pp. 855-859.

387. Richter J. The soil as a reactor // Brokenblick, Catena, Ferlag. 1987. 192 p.

388. Ritsema C.J., Dekker L.W., Henrickx J.M.N., Hammnga W. Preferential flow mechanism in water repellent sandy soil // Water Resour. Res. 1993. 29. Pp. 21832193.

389. Robert P. Characterization of soil condition at the field level for soil specific management. Geoderma, 1993, № 60, p. 53-72.

390. Robinson M., Beven K. The effect of mole drainage on the hydrological response of a swelling clay soil // J. Hydrological. 1993. V. 64. Pp. 1-4.

391. Rosney P., de Polcher J., Bruen M. , Laval K. Impact of a physically based soil water flow and soil-plant interaction representation for modeling large scale land surface processes // Geophys. Res. 2002. Pp 107-112.

392. Scotter D.R. Preferential solute movement through larger soil voids // Aust. J. Soil. Res. 1978. № 16. Pp. 257-267

393. Shein E.V., Umarova A.B., Dembovetsky A.V.,Samoilov A.A. Effect of subsoil compaction on the hydraulic processes in landscapes // International Agrophisics. 2003, 17, C. 1-6.

394. Shein E.V., Umarova A.B. Changes in physical properties of soils and soil processes as derived from data of a long-term lyzimetric experiment (1961-2002). Eurasian Soil Science. Vol.35. 2002, pp. S100-S106.

395. Sisson J.B., Wierenga P.J., 1981. Spatial variability of steady-state infiltration rates as a stochastic process. Soil Sci. Soc. Am. J., 45, p. 699-704.

396. Skopp J. Comment on «micro-, meso-, and macroporosity of soil» // Soil Sci. Soc. Am. 1981. J. 45. Pp. 1246.

397. Thomas G.W., Phillips R.E. Consequences of water movement in macropores // J. Environ. Qual. 1979. №8. Pp. 149-156.

398. Thomas G.W., Phillips R.E., Quisenberry V.L. Characterization of water displacement in soils using simple chromatographic theory // J. Soil Sci. 1978. 29. Pp. 32-37.

399. Thomas G.W., Swoboda A.R. Anion exclusion effects on chloride movement in soils // Soil Sci. 1970. V. 110. Pp. 163-167.

400. Trapp G., Meyer-Windel S., Lennartz B. Cell lisimeters for studying solute movement as influenced by soil heterogeneity // BCPC Monograph № 62: Pesticide movement to water. 1995. Pp. 123-128/

401. Van Genuchten M. Th. Non-equilibrium transport parameters from miscible displacement experiments. Research Report № 119, U.S. Salinity Laboratory, Riverside, California. 1981, 88 p.

402. Van Genuchten M. Th., Ralston D.E., Germann P.F. Transport of water and solution in macopores // Geoderma. 1990. № 46. special issue.

403. Van Genuchten M. Th., Wierenga P.G., CTCnnor G.A. Mass transfer studies in sorbing porous media // Soil. Sci. Am. J. 1977. № 41. Pp. 278-285.

404. Van Genuchten M.T.H. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 1980, v. 44, p. 892-898.

405. Van Genuchten M.T.H., Leij F.J., Yates S.R. The RETC code for quantifying the hydraulic functions of unsaturated soils. USDA, US Salinity Laboratory, Riverside, CA, 1991.

406. Van Genuchten M.T.H., Wierenga P.J. Mass transfer studies in sorbing porous media. II. Experimental evaluation with tritium 3H20. Soil Sci. Soc. Am. J., 1977, v. 41, p. 272-278.

407. White R.E. The influence of macropores on the transport of dissolved and suspended matter through soils // Adv.Soil Sci. 1985. Vol.3. Pp.95-120

408. Worral F., Parker A., rae J.E., Jonson A.C. A study of suspended and colloidal matter in the leachate from lisimeters: implications for pollution and lisimeter studies // BCPC Monograph № 62: Pesticide movement to water. 1995. Pp. 129-134.

Информация о работе

Умарова, Аминат Батальбиевна
доктора биологических наук
Москва, 2008
ВАК 06.01.03

Диссертация

Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы