Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Теплофизические свойства почв Юго-Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Теплофизические свойства почв Юго-Западной Сибири"

-с ■ Ц р&л .

ЛКЛДЕШЯ МУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ пснвсведшшя И ЛГРОХИЙШ

На правах рукописи

МАКАЮТ ЕВ Сергей йюцашфозич

ташошзичшж свойства ншв юго-злплдноп

СНЕИРЛ

05.0I.C8 - агропочвоведение и агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на ссиоканио ученой степени доэтора сельскохозяйственных наук

Ташкент - 1992

Работа выполнена в Барнаульской ордена Трудового Красного Знамени государственной педагогическом институте

Официальные оппонента: Доктор сельскохозяйственных

наук.профессор Н.Ф.Беспалов,

Доктор географических наук, старший научный сотрудник, Д.Р.Исматов.

Доктор биологических наук, старший научный сотрудник Е.Б.Шеин.

Ведущая организация:

1Сафедра почвоведения и агрохимии Алтайского государств венного аграрного университета.

Экцита состоится " I Т" С1(-1'г(1.' 1992 г. в У^ часов на заседании рпециализуровшшого совета Д 015.20.01 по присуждению ушной степени доктора сельскохозяйственных наук при Институте почвоведения и агрохимии АН Р Уз.

Отзывы на автореферат в двух заверенных экземплярах просии присылать по адоесу: 700179, г. Ташкент, ул.Ко-марнисо,3,

С диссертацией ыояно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения и агрохимии АН Р Уз,

Автореферат разослан " ■"* /(л 7 ({-1992 г.

Ученый секретарь специализированного оовета,

кандидат биологических наук М.М.Ташкузиев

■ ОБЩАЯ ХАРАКТЕШСТИКА РАБОТЫ

_ ;

рт£!/АЭД'уаяьность проблемы. Повкшшв плодородия пахотных земель ' н продуктивности возделываемых на них культур требует целенаправ-лепного регулирования не только пищевого,но и тесно связанного с ним гадротермкческого решила почв.

Закономерности формирования теплового рег.ика,а,следовательно, и обусловллзазз^иэ их процессы теплоаккумуляции и теплопередачи в почвенном профиле прехдо всего определяются теплофизическши свойствами почвы: теплоемкостью,тепло- и темаературопровсдностъгс.Сни в св по очередь являются функцией целого ряда почвешго-фнзических факторов,таких как гранулометрический состав,влажность,плотность слсгкенкя п порозлооть,содержание органического вещества и другие. ?го предопределяет^ одно;! сторсни.неоднородиость лочв по тепло-физическим параметрам,а с другой,больше практические зозишности для направленного воздействия на почвешп.-й климат и, тем самим,на процесс;: почвоебреповапия и условия япзнн растений.

Актуальность исследований тсплсфизичпского состояния почв в Сибири возрастает в связи с развитием гпдромелиорацкй и необходимостью вовлечения в сельс1:охогя1;ст2сгшоо производство комплекса оасолешшх почв в ряде районов сухостешюп заш Гго-Зопгдной Сибири.

О^глсо.тенл&физичоскпе показатели наиболее цешпд: ночи данного региона изучски недостаточно.Отсутствует целостная кортииа зонального распределен;!;: псчв по топлофизичеокпм свойствам,по разработаны карты теплофвзетесхих коэффициентов,отражавшие действительное состояние псчв.Отсутствует качествснкгл оценка псчв по их тспло&юичсским характеристикам.

Остаются пеизученшг.;:! возможности рекультивации засолепких почв улучпснпс их ?Ер\пг;Осх::х косффицпонтов путем х'.г-лгчгскон мелиорации и друг'г.ги агротехническими приемами.

Б целом,познание теплсфпзнчсских свойств псчв во взаимосвязи с их генетическими ссобе1"1остал1,характером и степенью естественного или кстусстоеттого увлажнения печзопиого профиля необходимо,^ах з иеллх генстическс;": характеристики,так и расчета, оцекхп и прогноза тспломзлхсратиших г$$ск?ов разлепкве агрсмс-прхятпи и обоснована наиболее раипснолькЕ-: молператпоткх телте-логий,направление па ептшизацпю гидротермачсского рскима почв, охрану и пошиеккс почвенного плодородия.

Нуждается в развитии и приборная база лабораторных и полевых теплофизических исследований.

Цель работы. Комплексное изучение теплофиэически.; характеристик почв Юго-Эападаой Сибири,сформированных на лессах,оценка их теплофизического состояния и прогноз его изменений под влиянием антропогенного фактора.

Задачи исследований.

I.Расширение приборной базы на основе разработки и создания устройств и приборов для определения теплофизических показателей как в лабораторных,так и в полевых исследованиях.

2,Экспериментальное изучение теплофизических характеристик черноземных,каштановых и засоленных почв Юго-Западной Сибири в зависимости от оснобных почвенно-физических факторов их генетических горизонтов.

3.Разработка математических моделей и номограмм для определения главных теплофизических коэффициентов: теплоемкости,тепло-и температуропроводности.

4.0цонка ыассолереноса во влажных почевх под воздействием температурных градиентов,Разработка путей определения составляющих комбинированного механизма теплопередачи.

5.Разработка карт зонального распределения почв Юго-Западной Сибири по теплофизическим показателям и качественная оценка их по теплофизическому оостоинию.

6.Прогноз изменений термических параметров черноземных и каштановых почв под влиянием длительного орошения.Обоснование приемов и Методов управления теплофизическим состоянием почв в условиях )иго-Запа,цной Сибиш.

Объект и методика исследований. Объектом исследования явилис черноземы Приобского плато,Бие-Чумышской возвышенности,предгорий и низкогорий Алтая; каштановые почвы Цонтрально-Кулундинской деп рессии,а также почвы солонцовых комплексов степной и сухостепной зон Юго-Западной Сибири.

Химические аналиры почв,изучение их физических и водно-физических свойств,полевые опыты проводились с использованием принятых в почвоведении и агрохимии методик.Результаты исследований подвергались статистической обработке,

При этом были использованы данные Л.М.Татаринцева,характеризующие фиэико-механичзские и водйо-физические показатели черноземов предгорий и низкогорий Алтая,темно-серых лесных почв Вие-

прогнозировать изменения теллофизического состояния под влиянием антропогенного воздействия; разработать приеш и метода сптимк-зации и управления гидротермическим режимом почвы,направленным на повышение ее плодородда.

. Практическая ценность работы и внедрение. На основе экспериментального исследования теплофизических характеристик почэ ¡иго-Западной Сибири разработаны карты зонального распределения потв, сформированных на лессах, по их теплофизическому состоги^пэ. Впервые проведена качественная оценка (бонитировка) почв согласно их оптимальной температуропроводности.

Созданы математические модели,которые учитывают одновременное воздеГютвие на теплофизические показатели целого ряда печвен-но-физических факторов и позволяют оперативно проводить анализ гидротехнического ракима иочеы.

Разработанные способы определения удельной теплоемкости, составляющих комбинированного механизма тепломассообмена рекомендованы к практическое использований.Предложен метод расчета оросительных норм,основанный на анализе теялофизотесксго состояния почв.

Изготовлены устройства и приборы для экспериментального изучения теплофизических коэффициентов к температуры почвы в лабораторных и полевых условиях,два из них признаны изобретениями и защищены авторскими свидетельствами.

Более десяти приборов .устройств,способов внедрены в сельскохозяйственное производство и в ряде учреждений.

Признаны изобретениями способы определения паропроницаемости и удельной теплоемкости печв.

Материалы диссертации используются в курсах лекций,читаемых для студентов агрономического факультета Алтайского аграрного университета^ курсовых и диплеглшх работах.

Апробация. Содержание диссертации докладывалось на пяти съездах совещаниях и конференциях Всесоюзного уровня,на трех межвузовских к региональных конференциях,на четырех краевых,а таджо на ежегодных научно-практических конференшшх ЛСХй,БГПИ,на ученых советах Ш1А АН Узбекистана,КПА СО АН СССР и др.: Краевая конференция молодых ученых Алтая, 1978;Всесоюзная научно-производственная конференция молодах ученых и специалистов сельского хозяйства, Тюмень,1978{Межвузовская конференция "Физика твердого тела", Барнаул,К82,1990;Всесоетное совещание ."Мерзлотно-гидротериичес-

б

кий реким промерзающих почв,его регулирование,рациональное использование и охрана",Пущино. 1982;11ятая региональная конференция молодых ученых и специалистов Сибири и Дальнего Гостока,Новосибирск, 19БЗ;Краевая конференция "Экологические проблемы интенсификации земледелия в Алтайском крао",Барнаул,1983;Краевая конференция " Лоч ьенн о- аг рохимич ее кие проблемы земледелия в Алтайском крае",Барнаул, 1964'.Всесоюзное координационное совещание» семинар "Климат почв",Пущино,1984;Краевая конференция "Лочвенно-агрохшические проблемы земледелия в Алтайском крае",Барнаул, 1985;Всесоюзкая .чаучно-методтеская конференция "Современные методы исследования в агрономии".Барнаул,1990; Первый съезд почвоведов Узбекистана,Ташкент, 1990;Третья научная конференщш по применению математических методов и ЭВМ в почвоведении,агрохимии и земледелии,Бар1аул,1992 и др.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в I монографии,в 41 печаткой работе,получены 4 авторских свидетельства.

Структура и объем работы. Диссертация излекена на 347 страницах,из которых 2133 приходятся на долю машинописного текста,содержит 56 таблиц и 62 рисунка.Список использованной литературы включает 406 названий,из них 65 на иностранных языках.Диссертация состоит из введения,пяти глав,выводов и рекомендация.

содам® РАБОТЫ

ГЛАВА I. ШСПЕЙиМЫ)ТАШШЕ МЕТОД! ИССЛЩОВАКМ ТЕГШСЖ13ИЧЕСК0Г0 СОСТОЯНИЯ ПОЧВ

Непрерывность лрогэссов почвообразования обеспечивается прежде всего атмосферным клима.том. Поступающая в биокосную систему лучистая энергия солнца засчет фотосинтеза частично трансформируется в химическую,но в большей степени обращается во внутреннюю, подчеркивая жизненно важные доя почвообразования явления тег.' лообмена и гумусокакопления в почвенном профиле.

Определенные сочетания условий увлажнения и температуры в ат мосфере.а такке гидротермического и воздушного режимов в почве обусловливают тип растительности,темпы гумификации.скорость и ха рактер нроцэссов выветривания минеральной основы почвы и миграции продуктов почвообразования.

Формирование гидротэрмкческого рсясша в почвенном профиле определяется его теплофизическими характеристиками: удельной (с.

и объемной ) теплоемгостями,теплопроводностью ^ Л ) к температуропроводностью { С1 )•

Изучению теплофизических характеристик почв и методам их оп-ределеши посвящены работы как отечественных,так и зарубежных исследователей (Чудновский, 1947-1976;Д^э.:о, 194£-1976;Г'ерай-Зад9, 1970-1988;Макарычев, 1977-1991; с/г \Ыи ,1550-1959 и др.).

Наиболее перспективными являются экспериментальные методы исследовании теплофизических коэффициентов почвы (Иссельков,1960; Лнмчтрсвич,1963) .среди которых оперативностью,простотой и возможностью определения всего комплекса термических показателей выделяются импульсные методы (Чудновский,1Б48-1975;КулаксЕ,1952;Бу-тов, 1961 ;Лунин, 1972 и др.).

На основе импульсного метода плоского источника тепла нами была создана автоматизированная лабораторная установка,которая позволила измерить теплофизичеехие характеристики почв Юго-Западной Сибири.

Для полевых исследований тепловых свойств и температуры почв били разработаны прибор,вялзэчагщпй в себя цилиндрический зонд; и электротермометр,позволяющий проводить измерения как в пахотном слоз,так п на глубине до трех метров.

глава ii. икюдйнаьика бнутржочвешого теплосбиенл

Особенности тепломассообмена в различных почвенных типах определяют разработку и применение агрсыелиоротивных приемов, направленных на улучшение гадротёрмического режима генетических горизонтов почвы.При этой,как отмечается в ряде работ (Лыков,1 195-1-1968;Еабьев, 19о6;Васильева, 1966 и др.),во влажных образцах передача тепла осуществляется не только кондуктивной теплопроводность»,но и влагой,перемещающейся под влиянием градиентоь температуры.

Следовательно,величина эквивалентного коэффициента теплопроводности будет определяться потоком влаги и макет бнгь различной для одного и того ле образца в зависимости от конкретных условий массосбмена.Поэтому на основе эквивалентного коэффициента теплопроводности мекко только приблизительно рассчитать температурное поле и списать процесс теплопередачи в реальном почвенном профиле. Д/м точных определений необходимо знание коэффициентов ¡молекулярной (истинной) теплопроводности и коэффициентов массопере-

носа,

Н.Н.Бабьев (IS£-6) .А.П.Порхаев (1956) ,В.Н.П1евельков (I960), развивая теорию теплообмена A.B. Лыкова (1954) .предложили свои метода нахождения истинных коэффициентов тепло- и температуропроводности, которые в то же время требуют знания коэффициентов переноса влага: потенциалопрсводнооти,удельной влагоенкости,термоградиентного потенциала,что связано с большими затруднениями.

Оценивая потоки тепла.создаваемые перемещающейся жидкой и парообразной в лаг ой, а таю:« кондуктивной теплопроводностью, А.И. Лунин (1972) пришел к заключению,что роль потока тепла,вызванного двишшем жидкости за время проведения эксперимента ничтокна (около I?i) и влиянием данного ¿¡актора метано пренебречь.В то же время кондуктивяая и пародиффузионная составляющие в процессе теплоперепоса сказались соизмерпмы.Им же была получена зависимость для определения истинного коэффициента, температуропроводности,а нами предложена номограмма для его кахекденкя.

Нами тпкже разработан способ определения паропроницасмости и пародиффузионных составляющих комбинированного механизма теплопередачи,защищенный авторским свидетельством (Макарычев,Янов, 1990).

Существующая модель комбинированного механизма теплопередачи явилась результатом развития представлений о процессе термо-влагообмена в почвенном профиле ( SшЦг ,1943; с/г 1^/^,1957; Philip , ok Vz'ts, 1957,1959;Глобус, 1983,1987 и др.).Совершенствование данной модели заставило для,согласования теории н эксперимента ввести так называемые коэффициенты усиления,расчет которых достаточно слскеН.В то же время допущения,идеализирующие процесс теплообмена во вла лих средах,до сих пор имеют место.

Нет единого мнения и о величинах составляющих комбинированного механизма термовлагопереноса.Так, f>fi, ^.H.pfu^p^ 1959) считают транзитный термокапиллярный ноток жидкой влаги значительным.Близкую к этой точку зрения тлеют A.M.Глобус (1987),Б.В.Де-рягин и др.(1907).называя данный перенос термокапиллярно-пленочным.

Ряд авторов {Gull и др.,1952; C&l'J ,1965; Wstcet , V/i't"ich.1074) утьерадалт.что терыопароперенос преобладает над жидкостным переносом тепла.

К аналогичным выводам пришел А.К.Лунин (1972).который,решая спетому дифференциальных уравнений тепломассообмена,убедательно цокаэал.что при использовании импульсного метода плоского источ-

кика тепла дал определения коэффициентов теплолереноса мощности источников тепла насчет ксндуктиБной.пародиффузионной и жидкостной составлявших относятся как 100:10о:1.

В результате появилась возможность с помощью импульсного мзтода определить составляющие комбинированного механизме, теп-лопореноса.а именно ;:сн;уктпв;5ую и пгфогиффузисгауд пренебрегая з этем случао кидкостной.Способ измерения коэффициентов тепло- и тепагературопрово;шости »обусловленное парспереноссм,разработанный нами, мехег бить легко использован л теллофизическ;;;-: исследованиях.

Нахсвдзихе пародк^Зузиогшой составляющей и коэффициента па-ропрсницаемости при это:.! сводится к определени?) температур поверхности нагревателя и исследуемой точки среды и из требует расчета коэффициентов усиления,что ваша для практических долей теплофизики.

Дкшый способ был апробирован при экспериментальном изучении коэффициентов теплопередачи в черноземах Приобского плато и,для сравнения,в отичтом кварцевом песке.

Оказалось,что температуропроводность »обусловленная паропере-нсссм ( а* ) Д-"л исследованных образцов характеризуется экстремальными зкачеьпдии.г^урочешгыми " елешссти,близкой к БРК,а б кварцевой песке - к области капиллярной влагсемкости,Именно при такой степени увлажнения складывается наилучшие условия для термепаропереноса,когда концентрация моле;сул пара достаточно высока и есть всзкшшость их свободного перемещения э поровом пространстве.В то время наличие водных машет (.пленок) не является препятствие:.! для теплопередачи,т.к. испаряясь на "теплой" стороне манжеты,молекулы пара,двигаясь в Еоз;$таой поре,конденсируются на "холодной" границе очередной водной пленки,ускоряя процесс переноса тепла засчет фазовых превращений.

На рис Л представлена зависимость эквивалентной (суммарной) пародиффузионной температуропроводности,а также коэффициента термопаропрОЕОдкости ( Д* ) чернозема и кварцевого песка в зависимости от важности.Кривые терыопаропроводности имеют экстремумы, что подтверждает существование оптимальных для термопереноса условий,складывающихся при определенных,зависящих от степени дисперсности, гидрологшеских константах.

Сле,цует отметить,что в гуыусированных горизонтах паредпффу-зионнач составляющая играет меньшую рель,чем в шгкеленэщих мине-

Л*х103Ьт/м К III

ахю6мг/с I

1,2

0,8

0,4

0.0

а хю°мс/с и

ч кв.п.

у ан

1

0 ю 20

Влажность,?

г Кв.п. ч

/ } / АЬ

10 20 Влажность,%

2.4

1.6

0,8

0,0

Кв.п. ч

^ В

/ ^\А£

О 10 20

Влажность,%

Рис.1- Эквивалентная температуропроводность ( Оа) - I,температуропроводность,обусловленная паропереносок (¿7*) - II и термопаропроводность (Л*) - Ш генетических горизонтов выщелоченного чернозема и кварцевого песка в' зависимости от влажности

г £

а

к; •ч

О 40 80 -

Содержание глинистых частиц (<0,01 мк)

Рис, 2. Зависимость влажности,ссответстрзпги'ой наксимуну температуропроводности почвы,от содержания в ней глинистых частиц

■¡У

¡V 1 1-------- V

1 1 1 \ —1

1 I 1 ¡СП 1 1 1 ЛСП ссг | тег лг ¡С П^тг

2,0

1,5 г

•и

, Л «

1,0 а

* т"

0,5 ¡2

а а а о ■ м о

0,0

§

о 40 ео

Содержание глинистых частиц (¿0,01 г.м) Рис.3. Скорость изкенсш'я влажности, соотвтгсггувцеЯ кяксиг/гу те-.тературолрсводности ("^р1) в зависимости от содержания з почве глинистых частиц.СП - супесь,'ЛСГ - легки!! суглинок н т.д.

БШ!,

С учетом .этого нами были раоработшгл ьшегефункцпеналыше iiureub-riMCCiaia модели для расчета коэффициентов теплопроводное' тц п температуропроводности почв в абсолютно сухом состоянии:

Я . С Ч- 0,29(1 - 0,01 2 Ч3 + _ 5xicf3 у ,

2200

а * в V 0,30(1 - 0,01 * )3 + JS50_:i_ _ 0 012 у (2)

2200

Концепция структурно-функциональных гидрофизических и меха нических свойств наиболее полно разработана А.Д.Ворониным (195 Позднее била едзльла попытка создания структурно-эпергетическо ¡■.ящашу.и теплофизических свойств почт (Ч»1чулип,1589).

ûia базируется на установленной зависимости экстремального значения температуропроводности CtIK(2i) и критического значен теплопроводности Хц (il) .соответствующих точке резкого перегп кривой,отображавшей поведение функций Cl = f(l(J и X=f(it) о степени уплотнения почв разного гранулометрического состава.

Наиболее наглядно взаимосвязь структуры (механических элементов) и •¡•еллсфизических показателей стракгна на рис.2 ,прл!чеи данная зависимость (логарифмпка) описывается уравнением (3);

Uan~ - в,9 +(7,2 ЬьЯ • (3)

Наибольшая скорость изменения влат.ности,соответствующей us дсиыуму температуропроводности, отмечается в супесчаных почваз несколько менысо сна в суглинистых,а в глинистых сильно ешкае ся и стремится к некоторому пределу,близкому к 24% почвенного увлажнения.

Иа рие.З представлена эавнс:э.юсть скорости измененгл влш> поста,при которой отмечается экстремальное значение температуропроводности, от степени дисперсности почий.Из анализа рис.З следует,что воздействие влаги на коэффициенты теплопередачи ш более активно проявляется в супесчаных,слабее в суглинистых и очень слабо в глинистых почвах.Поскольку энергия связи влаги с твердой фазой почвы Еше в более дисперсных почьах,то динамичность коэффициентов тепло-и температуропроводности снижается при переходе от супесчаного к глинистому гранулометрическому составу.

Таким образом»полученные данные теснее увязывают ■ количеств венные соотношения ыеяду основными почвенно-физическими факто'

раки ( К , -Э . ^ ) и теплофизичесшзди показателями ( С1/п, Л )

почеы.

"асссше исследования почв различного мехашчесного состава позволили такг.е разработать эхспрссс-мотод для спределсш'д удельной теплоемкости почв.При ртом удельная теплоемкость определяется пз формулы (4) или по составленной иски нсмограммо:

Со « С1-к Цпв ( ^ - 0,76 У к) (4)

0,76 / з

Здесь Клз - полная влагоемкость почин: V- плотность иочпг в абсолютно сухом состоянии; Ск = 4190 Дг/кг К); }| я -- 1000 кг/г Г,

ГЛАВА ГУ. ТЕПЛ01ИЗИЧЕСЙ1Е СВОЙСТВА ПО-Ш ЮГО-З/ДАДНОП СИБйГЛ

Исследованные почвы сформировались на территории ЗападноСибирской равнины,поверхность которой отличается довольно слож-нш строением.Здесь хороао выражены плато,возвьшешюсти и относительно плоские низменности.В юго-восточной части Заподно-Ск-бирской равнины выделяются Приобское и Еио-Чукыискоо плато,Пред-алтайская предгорная равнина 1! Цектрально-Кулундпнская депрессия.

Известно,что формирование современных почвешпо: типов на стой равнине связано с суо'аоральио-лессозыми отлат.еншпа!,обусловленными эоловым переносом пыли,делювиальным литогенезом и процессами выветривания и почвообразования в засушливо.-! таимате (Умолен, 1985).

Верхняя часть лессовых отлеяений явилась ссноеоЛ для образования на междуречьях различных вариантов черноземов,которые занимай? преобладающую часть территории Юго-Западной Сибгри.Более засушливый клт/.ат Нулукдкнской низменности обусловил здось кзп-тановый тип почвообразования.

За основные фздкалыю-провшциальныо подтипы черноземов, сформированных на лессах признаются (Хмелев, 1959) Еыщелсченкко и сподзоленные.гкныо и обыкноЕе1шыо,которые максимально соответствуют общерегиональным ороклиматичееккм условиям.5то подтверждается и соотношением площадей,которые занимают подтипы черноземов.Так, среди черноземов Западной Сибири на долю выщелоченных п оподзолешшх приходится 57,обыкновенных - 29,7?5 и пгьтк - 8,2 процента общей площади.Схема распространения подтипов черноземных и каштановых почв представлена на рис.4.

Формирование теплофиэических профилей черюземов и каштано--

Ш1 m isa m Eni m m ш esí m пеб

I 2 2 4 5 G 7 3 9 10 II

¡S! S

Ii: 13

j

.Схема распространения подтипов лессовых черноземов (Хмелев,1280) и каштановых псчв (Почеы Алтайского края, 1959; Панфилов,1973).

Черноземы: I - касныо; 2 - обыкновенные; 3 - тсио,повышенной ищь-ности; 4 - типичные; 5 - выщелоченные маломощные; б - то но средней мощности; 7 - выщелоченные и оподзолешше с пятнами типичных повиданной мошости; 8 - оподзоленные с пятнами выщелоченных; 9 -то ае.иоБышотюй мощности; 10*- солонцеватые и осолоделые; II <• неполнопрофилыше сильно щебнистые.

Каштановые почвы: 12 - темно-каштановые; 13 - каштановые.

вше' лоча происходило под воздействием таких определяющих факторов почвообразования к&к рельеф,растительность,орсклимлтичешш:-: и лптологпчееких признаков регнона.Неадекватное влияние оказали физико-механические особенности лочвеобразуюцих пород.

Согласно получении.: даннш когЗфицкешги объемной теплоемкости абсолютно сухой почни дал малогуцусних легко и среднесугли-ннзгах черноземов Прие5с1:ого плато возрастают при переходе от пахогного слоя к почаосбразум'.ей породе (рис.С).

Увеличение объемного веса и уменьшение морозности почт: с глуйгльол.т.е. изменение условий молекулярного переноса тепловой энергии ,послу;-.:нлн главной причиной заметного сни/.ения коз.гфш.но цта температуропроводности как и ч ер: юз емких, так и в кшитаггл.-нх почвах.

Мсрзифицие;;'!1 теплопроводности вниз по профилю имеет тенден-ц|ш у. росту,но в ряде разрезов его суцесгвешпхх изменений из ои-нару^сио.

Закономерности распределения теплофизик еских характериеиш ¡) префшгх глппг.стнх черноземов предгорий и нпэкегорий Алтая и сеисенся сохраняются.Не по сравнен!.-» с черноземами Присо'спсго плато рорпио черюзеш характеризуются пешкегапаш значимыми Тслло- п температуропроводности и повкшетаам - удельно:! теплее-нксстл,которая дсв'*кг&сг ПС0-К00 ]&/{,хг К) »особенно в вера;;::; 1уя5'с:фсвзшшх горизонта::, и то вре:.:л каз: в белее летьях рашки-них черноземах она составляет 9СО-1ССО Д^Дкг ¡{) ,что обусловлено праздо всего пешзеинш содержанием в горных черноземах органического вещества и илистых фракций.

О характере изменения тепловых свойств генетических горизс.»-тов черноземов в зависимости от влажности искио судить по дшипш, представленным на рис.б.Снн показывают,что при влажности;состкег-ству^щей той или мной' гидрологической, константе,качественный характер изменения теплофизических характеристик по проф:ип: черноземов остается прозаически одинаковым,хотя степень их изменения при отом разная.

Следует подчеркнуть,что затухающий эффект тепло-и температуропроводности при узлахнении черноземных и каштановых почв з зависимости от степени дисперсности проявляется при определенной стадии почвенного увлакнения.Тйк.в менее дисперсных,суглинистых почвенных профилях черноземов Приобского плат о и каятаиовнх печь 1!улунды этот предел лежит в интервале увлажнения,равном или близком к ВЙ{.В более дисперсных глинистых черноземах предгорий и

с, О

/ '//А

/А У

Y

iit> III

50

л.

ß ___а

25

Влажность, 5*

50

0,75

to о

0,00

:c -4 о

а

с о ц.

5

с.

0,25

О Е-*

0,00

/

0,0

0,5

Я1

х х ю

Я 1,0

1,3

0 25 50

Вла'шость,/з

1У

\ 1 у

All 0 .<)

' 0 0,00 0,0

I

0,25 0,5

У

0,50' 1,0***

Рис.5, Объемная теплоемкость (I) ,те;,:поратуропровсдчость (II) н теплопроводность (III) генетических горизонтов выщелоченного чернозема (Ребрихинский р-н) в зависимости от влажности. * -теплоемкость/-*"* - ** тепло-и температуропроводност ГУ - распределение в профиле чернозема (абс.сухое состояние). Р.2.

О

нкзкогорий Алтая накапан температуропроводности приближен к БЗ, Отметим,что б супесчаных почвах cri наблюдается при [Щ,а н песча-шк близок к !3 (капиллярно!! влагоемксстп).Такая приуроченность термических показателей к определенным гидрсконстаятам во многом определяется характером и степеньп обводненности почвенных пор.

Проведенные нами исследования теплсфнзичеекнх характеристик Черноземов Юго-Западной Сибири позволяют классифицировать их в определенной нослед^вательностп.т.е, оценить их тенлофазическое состояние (бонитет).

Средние для деятельного слоя черноземов теллофнзичесше параметры приведены в табл. Г.

Знание ДАТ (диапазона активной температуропроводности)(Чичу-лпн,1563) позволило предложить следутсшую шкалу отзывчивости температуропроводности на водную мелиорации:

Согласно табл.1 и ькаля отзывчивости суглинистые черноземы Приобского плато относятся к I классу.Оо'шшов энные черноземы входят во второй,тогда как глинистые черноземы предгорий к темно-серые лесные почвы Еие-Чумыдской возвышенности образуют III класс отзывчивости.

Показательной,по. паше!.(у мнеш'ло,является такхе оптимальная температуропроводность (0Т)(таол.1) ,т.е. температуропроводность черноземов,соответствующая степени почвенного увлажнения 0,7-0,75 наименьшей влагоемкости (КО).

На основе ОТ ыагно провести своеобразную бонитировку почв Юго-Западной Сибири.Оказывается,что наилучшим образом отвечают на восма::нуы гидромелиорацию г. обеспечивают высокую степень теплообмена в почвенном профиле суглшшстые черноземы Приобского плато н,прежде всего, вищелечешгые. Несколько шпее по своим качествам с точки зрения теплопередачи н/лше и обыкновенные черноземы равнин,Глинистые же горные черноземы Алтая слабо откликаются на водную мелиорацию.

Аналогично были оценены каштановые почвы Иулундц.Оказалось, что оптимальными термическими свойствами обладает тсмно-каштановая среднесуглинистая почва.

На территории Юго-Западной Сибири в лесостепной,степной и

Класс I

II

III

Отзывчивость Активная Посредственна)! Пассивная

ДАТ 0.20-0,15 0,15-0,10 0,10-0,00

Таблица I

Чочвенно-теплофиэические константы»диапазон активной температуропроводности (ДАТ) .оптимальная (ОТ) и максимальная температуропроводность «.I.iT> черноземное и каштановых почв k/го-Заладной Сибири А вз Cjf Ез а вз Л нв tlf нв а нв ДЛТ ОТ МТ

Чернозем выщелочешгый легкосуглшшстый,Р.бп 0,700 1,700 0,447 1,333 2,720 0,490 0,173 0,555 0,620

Чернозем выщелоченный легкосуглшшстый,Р.8п 0,745 1,683 0,443 1,277 2,499 0,511 0,169 0,565 0,610

Чернозем выщелоченный легко-среднесуглшистый,РД 0,668 1,391 0,495 1,293' 2,128 0,006 0,169 0,600 0,664

Чернозем выщелоченный среднссуглилистий,Р.2л 0,702 1,691 0,413 I,IS6 2,56-1 0,496 0,183 0,545 0,596

Чернозем выщелоченный среднесуглшшстыГ^Р.З 0,771 1,710 0,451 1,588 2.546 0,623 0,172 0,602 0,643

Чернозем обыкновенный средаесуглмшстый,Р.З 0,704 I,ei6 0,415 1,256 2,451 0,525 О,ПО 0,510 0,513

Чернозеи кгшкй тякелосуглин1;стый,РЛО 0,747 1,400 0,454 1,246 2,296 0,543 0,130 0,533 0,5Б4

Чернозем выщелоченный горный среднеглиипстый,Р.4 0,753 2,282 0,330 1,281 3,276 0,391 0,С92 0,406 0,421

Чернозем обыкновенный горный легкоглишстш1,Р.6 0,758 2,С60 0,364 1,190 2,920 0,403 0,055 0,414 0,419

Чернозем обыкновенный горихй леп{сгли:-шстыйгР.7 . 0,733 1,800 0,367 0,955 2,466 0,391 0,047 0,403 0,414

Яугово-чернозеыная горная логкоглинистая,Р.8 0,845 2,414 0,300 1,091 3,213 0,340 0,059 0,349 0,369

Тешо-серая лесная средаесуглкнистся,Р.13/58 0,539 1,692 0,319 0,902 2,520 0,358 0,060 0,369 0,392

Тамко-каштанова? Легкосуглшиста,1,Р.Зг 0,976 1,850 0,468 1,538 2,550 0,603 0,2С8 Q.642 0,630

Тек-но-каитанозая средкесуглишютая.Р.?:: 0.685 1,363 0,491 1,515 2,314 0,625 0,152 0,645 0,663

Лугозо-каштановая легкосуглияистаэ, Р. 12к 0,641 1,542 0,460 1,471 2¿566 0,573 0,132 0,582- 0,592

Лугозо-каштановая средазсуглинистая,Р.11к 0,714 1,557 0,459 1,226 2,415 0,500 0,103 0,535 0,562

сухсстепной зона:: кнроко распространены засоленные почви.предс-тавле-нныо солстаками,солонцами н солодями.Ош обладают особыми свойства;,«!,резко отлтающши их от осноеных почвешшх типов той или иной почЕенно-климатпческой зоны.

Как правило,гранулометрический состав засо.адшых почв тяжелый, характеризующийся повышенным содерканием ила,особенно в солонцовых горизонтах. Это вызывает рост теплоемкости на фоне снижения температуропроводности.

При увлажнении характер изменили теилофизичесшьс коэффициентов генетических горизонтов комплекса засолешшх почв аналогичен горизонта}.! черноземных и каштановых почв.В то же врем коэффициенты теплопередачи менее динамичны,а макс1иум тешературоп-рсводности смещен в сторону больших влажностей.

Изученные лугово-черюземный среднесуглиннстые солонцы сульфатного и хлорндно-содового типов засоления (Р.15с,16с) имеют разный состав обменных катаоноз.Так,у хлорндно-содового солонца, содеркащего в ППК больше обменного натрия ,поЕьш1ештй фактор дисперсности солонцового и подсолонцового (37,2 и 47,2^) горизонтов по срагчеаню с сульфатны.! солонцом (20,6 и 17,7?=') .По содержанию ила профиль хлорндно-содового солонца резко дп!;ф,енцироваи (5= 2,7) в отличии от сильно дифференцированного профиля сульфатного солонца (£ в 1,8).

С глубиной объемна? и удельная теплоемкости в солонцах.становятся больше,оставаясь в профиле хлорндно-содового солонца вы-со.чемз сульфатном.

Характерной чертой хлоридно-содового солонца являются меньшие значеш-л тепло- н температуропрово.цности при естественной степени почвенного узлакнен'.'л.что обусловило его высокую теплоизоляционную способность.

Наиболее отличительной особенностью солонцов является дина-инка изменения температуропроводности и теплслрозодности при увлажнении.Коэффициенты теплопередачи достигают экстремальных значений в солонцовых горизонтах при более высотах злажнсстях (25 - 30?» от веса пичвы) пи сравнению с гумусовым слоем и почвоо-бразующей породой,что объясняется значителышч засолением и ло-Ешпоннш содержанием здесь обменного натрия.

Подчеркнем,что в лугово-каитанових мало-натриевых солонцах максимум температуропроводности отмечен при меньших влажностях (з гор.Вт при 25?1,а в гор.В^ при 18^ от веса печьы),,Относительные

изменения температуропроводности г солонцах невелики.

От суглинистых лугоэо-черноземных и глинистых лугово-каштановых солонцов сильно отличается лугов о-ч еш озсм,1 ш¡1 солонец, сформировавшийся на песках Касмалинскои свиты,которыми заполнены ложбины древнего стока.

Супесчаная верхняя часть и пссчснея почвосбразуюцая порода, несмотря на сильное засоление и большое количество обменного натрия обусловила невысокую гигроскопичность и водоудерливаэдую способность генетических горизонтов солонца.

Увлажнение супесчаного профиля вызывает резкое увеличение коэффициентов теплопередачи (в 2-3 раза) и приводит к их значительным абсолютным величинам.Так,коэффициенты температуропроводности и теплопроводности и гумусовом слое составили 0,810x10"^ м2/с и 1,6Ш Ет/(м К),а в подстилающей породе доке 0,91Сх10"®м2/с и 1,705 Вт/См К).

Максимум температуропроводности солонцового горизонта здесь приходится па влажность 12'/,а в нижележащих - па 6-7;» от веса почвы,что превышает НВ.

Резкая дифференциация ночвешого профком солоди по гранулометрическому составутувеличенио дисперсности,плотности и количества водорастворимых солсЯ с глубине;'? предопределили повышенные значения гигроскопичности и влагоемкости в тгяолекащих горизонтах. Эш причины на фоне значительной гумуепроЕанчости гор.Л^ (7,%) обусловили высокую удельную теплоемкость верхнего слоя (1144 йс/(дг К)) ,23 то время как в осолоделом горизонте сна оказалась равной только 935 Дз/( кг К).

Малсныум температуропроводности подстилаицгн более заселенны горизонтов в солоди приходится па Елатлость,близкую к 25/'з.а ъ верхних отот экстремум отмечен при 18-20Я почвенного увлажнения.

Анализ влияния влаги па степень изменения средних для деятельного слоя теплсфизических показглгелей засоленных почв Его-Заладнои Сибири позволило установить,что величина ДАТ претдэ ■всего определяется их гранулометрическим составом.Так,наиболее активно откликается на повышение влажности супесчаный лугозо-чернозеыныи солонец (табл.2).

Среднесуглшистые солонцы Приобского плато слабее отзывается на водау» .¿елиорацюо.Еалое тяжелые по механическому составу солончак и солода характеризуются ДАТ,равным 0,СВСгх10-6 и 0,072хК ы2/с.Глинистый лугово-каштановый солонец гго степени отзывчивое?!

наиболее пассивен.

Таблица 2

Почвенно-теплофизические константы,диапазон активной температуропроводности (ДАТ),оптимальная температуропроводность (ОТ) засоленных почв Юго-Западной Сибири лвз ез дэз Я нв с^нв а. не ДАТ ОТ

Солонец лугово-черноземный содово-хлорццный супесчаный,Р. 18с 0,800 1,638 0,488 1,412 2,100 0,672 0,184 0,661

Солонец лугово-черноземный хлоридно-содовый среднесугл.,Р. 15с 0,742 2,193 0,333 1,279 2,838 0,450 0~И2 0,413

Солонец лугово-черноземный сульфатный среднесуглинистый,РЛ6с 0,656 1,728 0,380 1,105 2,352 0,470 0,090 0,442

Солончак луговой тяжелосуглинистый,Р.17с 0,716 1,875 0,382 1,053 2,275 0,462 О.СбО 0,452

Солодь луговая легкоглинистая,РЛ8с 0,688 2,052 0,335 1,100 2,7С0 0,407 0,372 0,397

Солонец лугоБО-кашт,содово-сульфатный среднеглинистыЙ.Р.13с 0,840 2,075 0,401 1,143 2,725 0,419 0,052 0,436

Оцеш.ть качество засоленных почв согласно ОТ не представляется возможным из-за их различного генезиса.В целом оптимальная температуропроводность засоленных почв оказалась игле,чем у ос-ноБ1Шх почвшпих типов и наблюдалась при более еысокой влажности.

Полученная банк данных по теплсфизическим свойствам почв Юго-Западной Сибири позволил нагл решить вопрос о их картировавши В основу почвенных карт были положены значения теплоемкости,тепло- к температуропроводности,соответствующее абсолютно сухому состоянию почв данной территории. Это делаот почвен!1ую карту независимой от разнообразных климатических особенностей и гидро-термкчсских рекимов почв,складывающихся в различный годы.

Картирование теплоф'изическж коэффициентов затруднено из-за пестроты почвенного покрова.Поэтому необходим выбор некоторого постоянного параметра,коренным образом определяющего состояние почвы.-Этим параметром является гранулометрический состав и карта теплофизического состояния,по нааему мнению,должна быть увязана с этим наиболее консервативным почвенным фактором.

Ка рис.6 представлена карта-схема удельной теплоемкости.На ней выделяются три района,характеризующиеся разной теплоемкостью ч приуроченные к определенны;.! геоморфологическим и псчвс-;шо-климатическим зонам.Наибольшей удельной теплоемкостью (болео ПСО

I 2.3 4

рас. С. .Карта-схема удельной теплоемкости почв юго-восточной части Западной Сибири.

I - менее 900Д*/(кг К); 2 - (900 - 1000) ДгДкг К); 3 - (1000 -1100) Дк/(кг К); 4 - (1.100 - 1200) ДкДкг К).

12 3 4

Рис. 7. .Карта-схема температуропроводности почв юго-восточной части Западно а Сибири.

"I - более 0,40хЮ"бм2/с; 2 - (0,40 - 0,35)хЮ"бм2/с; 3 - (0,35 -0,30)хЮ"бм2/с; 4 - менее О.ЗОхКТА^/с.

Дк/(кг К)) обладают выщелоченные и обыкновенные сильно гумуси-рованные и тяжелые по механическому составу черноземы предгорий и низкогорий Алтая.

Меньшей теплоемкостью отличаются суглинистые и менее гумус-ные черноземы Приобского плато.

Удельную теплоемкость в интервале 900 - 1000 Дк/(кг К) имеют каштановые почвы Центрально-Нулундинской депрессии.

Аналогичное распределение характерно и для теплопрозодаости почвенного покрова данного региона.

На картах-схемах температуропроводности (рис.7) и ДАТ наряду с указанны:.!и районами выделяются участки Приобского плато,занятые черюземами выщелоченными с повыаеннкми (содоставимыми с каштановыми почвами) значениями коэффициента температурспрозодност

По нашему мнению разработанные карты-схемы могут быть полезн при обосновании и проектировании оптимальных водно-тепловых мели раций,направленных на повышение почвенного плодородия.

ГЛАВА У. АНТРОПОГЕННЫЙ ФАКТОР И ТЕПЛОЙШ-ЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПСНВ ЮГО-ЗАПАДЮП СИБЕЕН

Б условиях Сго-Запэдной Сибири,где основной земельный фонд представлен потенциально плодородными черноземными и каштановыми почвами,зачастую ощущается недостаток влагообеспеченности. Поэтому для улучшения водного релима почв все шире используется орошение на базе мосткых водных запасов.

Б то ке время способы рационального ирпродопользовашш при гидромелиорациях требуют дальнейшего совершенствования.Открытым остается вопрос о направлении изменений теплоргаичеоких коэффициентов, отсутствует прогнозирование тепле-фганчоского состояния почвы при многолетнем орозении.

Е связи с этим нами были исследованы термические характерно' тики орошаемых черноземов и каштановых почв на фоне контрольных почвенных разрезов.

В табл.3 представлены средни для деятельного слоя объемная теплоемкость,тепло-и температуропроводность черноземных и каста новых почв как богарных,так и орошаемых длительное время (15-2С лет).

Объемная теплоемкость почвы при орошонии,как следует из табл.3 возрастает (наиболее заметно в темно-каштановых почвах -на 15,6%).В то ке время температуропроводность уменьшается (в ч

н оз ем ах на С-1С$,в каштановых почвах на 10-14&).

Кроме того,мелиорированные почвы имеют меньшую ДАТ,что переводит их в более низкий класс отзывчивости на орошение.При этом снижается и теплофизический бонитет орошаемых почв.Так,в черноземах,находящихся в богарных условиях,средний балл бонитета составляет 88,а в орошаемых только 83.В темно-каитановой поч-зо соответственно 96 н 88 баллов.

Таблица 3

Теплофизические коэффициенты деятельного слоя черноземов и каштановых почв в абсолютно сухом состоянии (числитель-богара, знаменатель - орошение) ТЯЖ Выщелоченные черноземы Теш о-каш-

тановые почвы

А

а х1с£

Лугово-каштановые почвы Р.12к/Р.11к 0.578 0,546 1,450 1,520 0,387 0,251

размерюсть термических коэффициентов дана в систе-

Р.6п/Р.5п Р.8п/Р.7п Р.2п/Р.1 Р.7к/Р.4к

0,486 0,530 0,504 0.541

0,479 0,507 0,493 0,555

1,301 1.344 1.371 1,270

Г,342 1,401 1,473 1,480

0,374 0,394 0,268 . 0,423

0,356 0,352 0,335 0,372

Примечание ме СИ.

Длительная гидромелиорация,следовательно,отрицательно сказывается на теплофизическом состоянии почвенных профилей.Причем, сшясение эт.ос последствий мы видим в использовании оптимальных, основанных на научном расчето,полиеных норм,которые базируются на знании гидротермических показателей почвелных горизонтов.

В настоящее время остаются такко неизменными некоторые вопросы,связанные с регулированием теплофизпческнм состоянием почв в условиях Сибири.В связи с этил нами в 1983-1965 гг.были проведены исследования по изучению влияния сидералышх паров, химич ее -кой мелиорации и глубокой плантажной обработки на изменение термических показателей ..очв степной зоны Юго-Западной Сибири.

Одним из путей повышения плодородия мелиорированных засоленных почв является использование сидерального удобрения из донника,котороо,с одной стороны,способствует накоплению гумуса и элементов питания,с другой - улучшает ¿нзичеокое состояние почвы.

Улучшение структура почвы при этом,обогащение ее растигель-

ныки остатками оказали полокительное воздействие на тепловые свойства пахотного слоя,что способствовало формированию здесь менее напряженного гидротермического режима и,в конечном счето, повышению продуктивности почвы (урожайность суданской травы в 1984 году по сидеральному пару составила 28,9, а по черному -19,4 ц/га)(Трофимов,Ыакарычев и др.,1587).

Химическая мелиорация также меняет термические свойства почвы. Так, гипсование солонца приводит к уменьшению объемной теплоемкости пахотного горизонта.При этом возрастают коэффициенты теплопередачи.

Кроме того,мелиорация солонцовых комплексов заметно влияет на динамику влажности к теплофизических характеристик почвы в течение вегетационного периода.

Глубокая плантажная обработка обеспечивает перемешивание почвенного профиля,что вызывает рост коэффициентов тепло- и температуропроводности и смещение экстремальных значений этих величин в сторону оптимальных для теплопередачи условий теплообмена..

ВЫВОДЫ

I.Особенности литогенеза,физико-механических к водно-физических свойств почв нашли отражение в формировании их теплофи-зического состояния.Так,глинистые черноземы предгорий и низкого-рий Алтая характеризуются минимальными значениями тепло- и температуропроводности и повышенными - удзльной теплоемкости по сравнению с равнинными суглинистыми черноземами и каштановыми почвами.В результате легкие каштановые почвы Кулундн и черноземы Приобского плато в начале вегетации быстрее прогреваются,являясь более "теплыми",чем тяжелые и менее динамичные "холодные" глинистые черноземы.

2.В соответствии с гранулометрическим составом почвенных профилей максимум температуропроводности и критическое значение теплопроводности мо1ут сдвигаться в области пониженной или повьяяен-ной влажности.При этом в легко- и средпесуглмнистых черноземах экстремальное значение температуропроводности лежит в интервале увлажнения, близ кого к ВРК. В болеэ дисперсных глинистых горных черноземах оно смещено к влажности заЕядания.Кроме того,легкие по механическому составу почвы характеризуются более высокими значениями коэффициентов теплопередачи.

3.Проверена классификация почв Юго-Западной Сибири согласно

среднему диапазону активной температуропроводности (ДАТ) их деятельного слоя.Для черноземов выделено три класса отзывчивости на гидромелиорацию,для каштановых почв - четыре.

Произведена оценка (бонитировка) псчв на основе оптимальной температуропроводности (ОТ).Приняв в качестве бонитировочного стандарта профиль выщелоченного чернозема Приобья,верхние горизонты которого представлены средним,а нижние легкие суглинком, ш определили балл бонитета для основных подтипов равнинных и горных черноземов,а такке для каштановых почв.

При этом оказалось,что среди равнинных черноземов среднесуглинистые выщелоченные черноземы Приобского плато имеют балл 90,5; легкосуглинистые - 88,0;обыкновенные среднесуглинистые - В0,0. Глинистые горные черноземы характеризуются более низким баллом (55,0 - 64,0).

Среднесуглинистые темно-каштановые почеы Кулунды имеют в своем классе 100 баллов,а лугово-каштановые - 63.

4.Впервые исследованы теплофизические коэффициенты комплекса засоленных почв Юго-Западной Сибири.Несмотря на некоторые особенности в распределении теплофизических показателей по генетическим горизонтам,псчвы солонцового комплекса имеют и ряд общих черт. Кдк правило,коэффициенты теплопередачи в засоленных горизонтах ниже,их относительные изменения невелики.Максимум температуропроводности смещен в сторону больших влалщостей.

5.Проведено картирование теплофиэического состояния почв региона.Составлены карты-схемы удельной теплоемкости,тепло- и температуропроводности и ДДТ.Еццелены несколько районов,приуроченных к определенным геоморфологическим и почвенно-хлиматическии зонам.Наибольшей удельной теплоемкостью (более 1100 Дк/(кг К))

и наименьшей температуропроводностью (менее 0,3x10' •6м2 /с) обладают глинистые черноземы предгорий и низкогорий Алтая.

Оптимальными термическими показателями характеризуются суглинистые черноземы Приобского плато.Удельную теплоемкость около 800 Дх/(кг К) и теплопроводность более 0,5 Вт/м К) имеют каштановые почвы Центрально-Кулундинской депрессии.

Полученные карты могут быть использованы в сельскохозяйственном производстве для обоснования и проектирования оптимальных водно-тепловых мелиораций.

6.На основе экспериментального изучения теплофизических свойств поче разработаны математические модели для опрэделення

тепло- и температуропроводности черноземов в зависимости от степени .дисперсности,содержания гумуса,плотности,влажности и температуры.

3 практической деятельности мсиет использоваться полученный нами способ расчета удельной теплоемкости почвы,который требует только знания объемного веса и полной влагоемкости почвы.

7.Показано,что основная роль в процессе тепломассообмена в почва принадлежит кондуктивной теплопередаче и парообразной влаго,перемещающейся под действием градиентов температуры.Разработан способ непосредственного определения диффузионных составляющих комбинированного механизма тепл'опереноса,защищенный авторским свидетельством.

6.Созданы автоматизированная лабораторная установка,полевые электротермометры и приборы для измерения тсилсфизкческих коэффициентов в естественных условиях.

9.Исследовано влияние длительного орошения на формирование теплофизического состояния черноземных и каштановых почв.Предложена методика расчета норм орошения на основе оптимальных тепло-фпзических показателей.Отмочено,что гидромелиорации в течение многих лет вызывают постепенную деградаций почв.ухудшая их физические н термические свойства.

10.Установлено,что одним из путей повышения плодородия,улу-чшонгл тсплофизических свойств и гидротсрмичсских режимов почв солонцового комплекса сухих степей является использование си-деральных удобрений.

Наибольший эффект ь оптимизации теллофизпческих свойств и режимов засоленных почв вызывает применение глубокой плантажной обработки,способствующей самокелиорацик на фоке дополнительного знеаенш гипса.

ПКЙЙСШЫЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1.В условиях грго-Западной Сибири гидромелиоративное зоздей-сгвие на псчву.используемуа в земледелии,должно учитывать реально складывающееся в почвенном профиле теплофизическое состояние Его объективная оценка возмсква на основе практического примене нил разработанных нами карт пространственного распределения коэ фф.ициентов теплопередачи и теплоаккуыуяяции по территории регио на.

2.С целью снижения отрицательных последствий для почв.ороша

мых длительное время,необходимо использование в каждом конкретном случав оросительных норы,обеспечивающих такой гидротермический режим деятельного слоя почвы,который бы способствовал повышению ее продуктивности.При этом расчет норм орошения,по нашему мнению,должен базироваться на формировании оптимальных теплофи-зических коэффициентов в почвенном профиле согласно предложенной методике.

3. Разработанные многофункциональные математические модели коэффициентов тепло- и температуропроводности предлагается использовать в практической деятельности для осуществления экологического мониторинга за теллофиэическим состоянием деятельного слад ,

4.Применение в агрономических целях полученных нами зависимостей и номограмм по расчету удельной теплоемкости и коэффициентов теплопередачи дает возмснгнооть прогнозировать результаты воздействия на почву различных агроприемов, и,тем самым,способствовать рациональному природовальзованию.

5.Для улучшения гидротермического режима пахотного слоя на солонцовых комплексах сухостепной зоны Юго-Западной Сибири,вовлеченных в сельскохозяйственное производство,целесообразно использование сидеральных удобрений из донника.

6.Рекультивация засоленных почв,а,следовательно,оптимизация их теплофизического состояния и,в конечном счете,повышение их продуктивности возмссшы на основе одновременного применения глубокой плантажной обработки о одновременным внесением гипса,обус-ловлипающих рассоление почвенного профиля.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ (х - работы выполнены в соавторстве) •I,Монография -

1.х Теплофизические свойства и режимы черноземов Приобья/ Панфилов В.П. ,-Макарычев C.B. .Лунин А.И. и др.-Новосибирск: Наука. -1981,- 120 с.

Л.Научьые статьи

2.х Применение тепловых импульсов для определения температуропроводности почвы//Тр.Алтайского СХИ>1977,-вып.28.-СЛ04-10:1.

3.х Использование импульсных методов в сельскохозяйственном производстве для определения теплоемкости пичьн//'Гр.Алтайского CXH,I977.-Etm.28.-C.IS5-I3S,

4.х Установка для определения теплофизическйх характеристик почв//Алт.ЦЕГШ.-Барнаул, 1978.-№285.-4 с.

5.х Объемный вес и теплофизические свойства почвы//Известия СО АН СССР/Би ол огия, 1978, -Выл. 3. - С. 10-12.

6.х Метод определения молекулярных теплофизических характеристик почвы//Алт.ЦЕПИ.-Барнаул, 1978.- 4 с.

7.х Прибор для определения теплофпзическлх свойств почЬы// Алт.'^ТИ.-Барнаул, 1978.-№113.- 4 с.

Б.х Влияшю температуры и влажности на текпературопроводност в1кг,елоче:шого чернозема Алтайского Прпобь<1//Тр.Алтайского СХй, 1978.-в1л1.31.-С.31-35.

9.х Кстшшые и эквивалентные топлофизическпе характеристики почвы//Тр.Алтайского СХП, 1978.-Вып.32.-С.50-53.

10.х Диамика теплофизичсскпх свойств почвы под некоторыми ссльскохозя йетвенными :ультурз.м;://Та.\: ко. -С .121-125.

11.х 0 влиянии температур;; и влажности на теплоемкость почвы/ Тр.Алтайского СХИ,1979.-Был.36.-С.52-57.

12.х Термический рахиы вкцелоченких чернсзе:-.!0в Алтайского Прпсбья в зависимости от характера агрсцено;1а//Всдно-п11;;оБой рским почв и его регулирование при возделиванш сельскохозяйственных культур.-Барнаул,1961.-С.24-32,

13.х Особенности формирования теплофизпческого ролик*. сезошю г.;ерс.';отиых чор;!озс:^оь//!.;срзлстнс-гпдро'герм;;чсс1ип: рахим промерзали: почв,его регулирование использований п охрана.-ы:Наука.-' I982.-C.I4.

14. К вопросу с влилш;и массолероноса на определение тепло-в их свойств влажных материалов//'1нзш:й твердого тела.-Барнаул, 1982,-С.21-23.

15.х Некоторые заксно.мерь'остн глагопе-реноса в почвах разного механического состаза//Проблош псчвсЕедЗиГл.-И:Наука,15£2,--

С .13-17.

16.-' Шизическис услоз»«! тепломассообмена г профзлз колоченных черноземов Алтайского Прноб:»л//3колстаческ1:с проблем; ште-нспфикацпп земледелия в Алтайском хтоаа.-Барнаул,1933.-С.14-17.

17. О распределен»: тепловьэ: свойств в пробило взщелоче:и«х черноземов Алтайского Приобья//Тез.на}"и-Пра;:.:;о:{ф.'-Ко2ос1;б;фгл;, IS83.-C.2o.

18. Экспериментальная установка для определения таплсфизгиесшг характеристик раз летных материалов в автоматическом рел:име//1!ау-

чно-техническому прогрессу - творческий поиск ВУЗов:-Тез.конф.-Барнаул.КЬЗ.

19 ,х Сравнительная характеристика теплофизических свойств некоторых типов почв//Там ке.

20.х Теплофизические свойства солонцов степной зоны Алтайского края//Там же.

21. Влияние растительного покрова и снегозадержания на формирование температурного режима черноземов Алтайского Приобья// Земельные рзеурсы Алтайского края и вопросы интенсификации их использования.-Новосибирск,1963.-С.57-65.

22.х Теплофизические свойства солонцов засушливой степи Алтайского края//Гр.Омского CXH.-IS64.-C.26-35.

23.х Оценка изменений водно-тепловых условий в черноземах Западной Сибири при орошении//Клш.1ат почв.-Лущило, 1965.-С.П9-122,

24.х Особенности теплофизических свойств дерново-подзолистых и серых лесных почв Алтайского края//Почвенно-агрохимические проблемы земледелия в Алтайском крае:-Тез.конф,-Барнаул,1564.-С.14.

25.х Теплофизические свойства дерново-подзолистых и серых лесных почв Алтайского края//Земельно-оценочные проблемы и рациональное использование земли в Алтайском крае.-Барнаул,1966,-С. 150-159.

26.х Теплофизические свойства чернозема отлого и некоторых интрозопальных печв Алтайского края//Тр.Омского CX11.-I9C6.-C, 11-16.

27.* Изменение теплофизических свойств солонцового комплекса Западной Сибири под влиянием сидерального пара//Докл.ВАСХШЛ,-1987.-Г5.-СЛ1-13.

28. Почвенный электрогермометр//Алт. цНТИ.-Барнаул, 1968.-№115.-С. 1-4.

29. Полевой прибор для измерения тепло- и температуропроводности почвы//Алт. ЩГО1.-Барнаул,1968.-С.1-4.

30.х Опыт мелиорации солонцов сухостепной зоны Алтайского кр ая// Эф[>е кт ив н о с т ь удобрений в севооборотах Алтайского края,-Барнаул,1968.-С.98-110.

31.х Прибор для экспресс-анализа термических коэффициентов дисперсных оред//Физика твердого тела:-Тез.конф.-Барнаул,1990,-С.82.

32.х Прибор для комплексного исследования термических коэффициентов дисперсных сред//Там нее.-С.86-59.

33 ,х Способ определен»! коэффициента паропроницаем.ости влажных капиллярно-пористых тел//Там ке.-С.63-84.

V

34. Злектротермометр для измерения тнмиературы капиллярно-пористых тел//Там же.-С.64-86.

35.х Устройство для измерения теплофизических характеристик почвогрунтов//Там же.-С.86-67.

36. Метод определения коэффициентов термопаропереноса во влажных почвах; -Тез. конф.-Барнаул, 1990.-С .6-9.

37. Полевой электротерыометр//Тач же.-С.17-16.

36. Метод определения коэффициентов термопаропереноса во влажных почвах//Сб.тр.Алтайского СХИ/Современныо методы исследо воннй в агрономии.-Барнаул, 1990.-С.61-65-.

39.х 0 совершенствовании импульсного метода определения теп лофизических характеристик ночвы//Тез.к I съезду почвоведов Узбекистана. -Ташкент, 1990.-С. 54-55.

40.* Тепловой режим солонцовых комплексов засушливой степи Алтайского края//Сб.тр.Омекого СХИ.-в печати.

41.х Формирование гидротермического редкыа сбьгаюЕенных чер ноземов Ене-Чумкшской возвышенности под влиянием полосного ске-гозад9рхания//Сб.тр.Алтайского СХИ.~ в печати.

III.Авторские свидетельства

42.х Авторское свидетельство.-1960.-¡Г/46209.

43.х Авторское свидетельство.-1980.-1;?7816С6.

44.х Авторское свидетельство по заявке ¡¡'-4795637 от 08.01.90

45. Авторское свидетельство по заявке №4914260 от 25.02.91

Подписано d печать 20.02.92. Формат 60x90/16.бумага писчая. Печать офсетная. Уч.-изд.л. 2,0. Tupas 100 экз. Заказ 137. Бесплатно.

Лаборатория множительной техники А ГУ: 656099, Барнаул, Ул.Димитрова, 66