Подзолистые почвы водный режим: Параметры водных режимов почв

Параметры водных режимов почв

«Вода в почве и грунте вместе с содержащимися в ней растворами есть настоящая кровь живого организма».

(Г.Н. Высоцкий)

Под водным режимом (ВР) почвпонимается совокупность явлений поступления влаги в почву, передвижения и изменения ее физического состояния в почве и ее расхода из почвы. Поступление и расход влаги характеризуют водный баланс почвы за определенный период времени. Передвижение и изменение физического состояния влаги в почве определяют ее режим влажности, выражающийся в смене гидрологических горизонтов, характеризуемых определенным состоянием (давлением) почвенной влаги и выделяемых при регулярных послойных наблюдениях за влажностью. Водный режим влияет на формирование генетического профиля почвы и, в то же время, зависит от предшествующих этапов ее развития,«зафиксированных» в морфологическом строении почвы и ее водно-физических свойствах. Он определяется биоклиматическими и литолого-геоморфологическими факторами и почвенными водно-физическими свойствами.

Основы классификации ВР почв были разработаны в первые десятилетия XX века Г.Н. Высоцким [39] и развиты в середине века А.А. Роде [204]. Согласно А.А. Роде, типы ВР выделяются по соотношению между величинами возврата влаги из почвы в атмосферу (за счет эвапотранспирации, т.е. совокупности физического испарения влаги с поверхности почвы и захвата влаги из почвы корнями растений (десукции) и ее транспирации надземными органами) и инфильтрации влаги вглубь почвы. Соответственно,были выделены типы (а) промывного и периодически промывного ВР (возврат влаги в атмосферу в многолетнем цикле меньше величины инфильтрации; характерен для гумидных и семигумидных областей), (б) непромывного ВР (возврат влаги в атмосферу примерно равен величине ее инфильтрации вглубь почвы; характерен для семиаридных и аридных областей) и (в) выпотного и десуктивно-выпотного ВР (возврат влаги в атмосферу больше величины ее инфильтрации вглубь почвы за счет расходования влаги аллохтонных,т. е. имеющих своим источником иные территории, грунтовых вод; данный тип также характерен для семиаридных и аридных областей). Особо выделены (г) мерзлотный и (д) ирригационный типы ВР, для которых соотношение между возвратом влаги в атмосферу и ее инфильтрацией вглубь почвы может колебаться в широких пределах. Спецификой мерзлотного режима является наличие водоупорного слоя вечной мерзлоты, а спецификой ирригационного режима — его регулирование человеком за счет частоты и интенсивности поливов и организации дренажной сети. Подтипы ВР выделяются по источникам поступления влаги в почву, а классы — по среднегодовой влажности почвы.

Несколько иной подход к классификации ВР почв был положен в основу легенды Почвенной карты мира М.А. Глазовской и В.М. Фридландом [185]. Ими выделены почвы с (1) промывным, (2) промывным с периодическим поверхностным или грунтовым переувлажнением (3) водозастойным, (4) периодически непромывным, (5) непромывным, (6) пульсационным (со сменой непромывного, водозастойного и слабовыпотного ВР), (7) резко непромывным, (8) выпотным ВР и (9) ВР периодического затопления. Все выделенные типы ВР могут формироваться в трех термических областях с мерзлотными, сезонно-промерзающими и непромерзающими почвами. Типы 1–3 присущи влажным климатическим областям, типы 3–5 — умеренно-влажным и умеренно-сухим областям, типы 6–8 — сухим областям и тип 9 — периодически затапливаемым аллювиальным, маршевым и мангровым почвам разных по увлажненности областей.

В обоих подходах не нашли прямого отражения сведения о преимущественном направлении (вертикальном, латеральном или смешанном) и характере миграции почвенной влаги.

Карта параметров водных режимов почв России, составленная на основе почвенной карты (атлас, с. 72), включает следующие слои информации.

I. Источники влаги в почве. Универсальным источником влаги для всех почв являются жидкие и твердые атмосферные осадки и, в значительно меньшей степени, напочвенная и внутрипочвенная конденсация влаги из паров атмосферы. Совокупность этих источников будем называть атмосферным увлажнением почвы. Перераспределение атмосферных осадков на поверхности почвы за счет формирования поверхностного стока жидкой влаги и ветрового перераспределения снега приводит к неравномерности увлажнения почв. В большинстве случаев, она имеет нерегулярный характер. Однако существуют почвы, для которых дополнительное поверхностное увлажнение имеет регулярный «обязательный» характер и сказывается на их функционировании и морфологических особенностях. Таковы почвы понижений, опушечных участков, выположенных частей склонов. В их водном питании участвуют атмосферные осадки, дополнительное поверхностное увлажнение и/или увлажнение за счет местных (автохтонных) грунтовых вод. Третьим потенциальным источником влаги являются аллохтонные грунтовые воды, формирующиеся за пределами рассматриваемых почвенных ареалов. Четвертый источник связан с приливно-морскими или речными водами.

Как видно из карты, в России преобладают почвы атмосферного увлажнения. Болотные почвы с дополнительным поверхностным и/или автохтонным грунтовым увлажнением широко развиты на севере европейской территории, в Западной Сибири и в приморских низменностях. Луговые, черноземно-луговые и лугово-болотные почвы с аллохтонным грунтовым увлажнением развиты в южной части Западной Сибири. Меньшие ареалы встречаются на Дальнем Востоке и в европейской части. В отдельную группу выделены аллювиальные и маршевые почвы с дополнительным увлажнением речными или приливно–морскими водами.

II. Гидрологический режим почвы (связь между почвенными и грунтовыми водами). Участие почвы в общем гидрологическом цикле можно оценить по характеру связи между почвенными и грунтовыми водами. Почвы, в которых влага, поступающая из атмосферы, просачивается до уровня грунтовых вод, относятся к почвам с промывным или периодически промывным режимом. В немерзлотной области это глееподзолистые, подзолистые, дерново-подзолистые, дерновые таежные и буро-таежные почвы, буроземы, желтоземы, подбелы, вулканические и торфяно-болотные почвы (промывной режим), а также серые лесные, черноземы выщелоченные и оподзоленные, черноземы типичные и лугово-черноземные и лугово-каштановые почвы (периодически-промывной режим).

В районах с вечной мерзлотой горизонт грунтовых вод как ближайший к поверхности горизонт, постоянно насыщенный влагой, отсутствует. Вместе с тем, горизонт вечной мерзлоты с постоянно отрицательными температурами выполняет роль ближайшего к поверхности водоупора. Влага, накапливающаяся над ним и замерзающая в зимний сезон, может рассматриваться как специфическая форма грунтовой воды с резко выраженной сезонной динамикой подвижности. Ее питание осуществляется за счет атмосферных осадков, причем нисходящее движение влаги к фронту вечной мерзлоты в теплый период года обеспечивается не только за счет гравитационных сил, но и за счет температурного градиента. Судьба надмерзлотной грунтовой влаги зависит от гидравлической проводимости надмерзлотного слоя и режима его оттаивания. В быстро и глубоко протаивающих легких и щебнистых почвах эта влага интенсивно сбрасывается в местные дрены (гидросеть) в теплый период преимущественно за счет латерального надмерзлотного стока. В результате надмерзлотный горизонт и верхняя часть постоянно мерзлого горизонта в течение большей части года оказываются «сухими» (сухомерзлотные почвы). В медленно и неглубоко протаивающих тяжелых суглинисто-глинистых почвах летнее передвижение влаги затруднено. Она накапливается над мерзлотным водоупором и служит дополнительным источником влаги для верхней части почвенного профиля в засушливый период. Латеральный сброс над мерзлотной влаги активизируется в период интенсивного таяния мерзлого слоя при участии в этом процессе дополнительной теплоты атмосферных осадков, инфильтрующихся вглубь почвы, и в период начала промерзания почвы, когда влага надмерзлотных горизонтов оказывается зажатой между верхним и нижним фронтами промерзания и приобретает дополнительный напор. Передвижение надмерзлотной влаги происходит в пределах почвенного профиля. Таким образом, почвы мерзлотной области имеют надмерзлотно-промывной тип гидрологического режима с подтипами интенсивно-промывного (сухомерзлотные почвы — подзолы, подбуры, мерзлотные перегнойно-карбонатные и др.) и замедленно-промывного режима (льдисто-мерзлотные почвы — тундровые глеевые, тундрово-болотные, таежные глее-мерзлотные и таежные мерзлотные). В наиболее засушливых районах Центральной Якутии, в суглинистых палевых почвах льдосодержание обычно невелико (среднельдистые почвы). Они, а также почвы арктической зоны, отнесены к группе с периодически надмерзлотно-промывным режимом.

Почвы с непромывным режимом характеризуются отсутствием связи между почвенными и грунтовыми водами. Последние всегда имеют аллохтонный характер. Между капиллярной каймой аллохтонных грунтовых вод и горизонтами промачивания атмосферной влагой присутствует «мертвый» гидрологический горизонт с постоянно низким (менее влажности завядания) содержанием влаги. По А.А. Роде, возможно выделение двух подтипов: (а) почвы с резко непромывным режимом, в которых мощный слой с постоянно низкой влажностью надежно изолирует почву от влияния грунтовых вод (черноземы обыкновенные и южные, каштановые, бурые пустынно-степные почвы) и (б) почвы с непромывным режимом, у которых слой с постоянной низкой влажностью имеет небольшую мощность и находится в пределах почвенного профиля, что обеспечивает возможность выпота влаги, подтягивающейся из грунтовых вод (солонцеватые и солончаковатые разности черноземов, каштановых и бурых пустынно-степных почв). В почвах с резко непромывным режимом приход влаги в почву из атмосферы равен ее расходу на эвапотранспирацию. В почвах непромывного режима с внутрипочвенным выпотом приход влаги из атмосферы меньше ее расхода на эвапотранспирацию. В почвах с выпотным режимом приход в почву влаги из атмосферы существенно меньше ее расхода с поверхности почвы за счет дополнительного источника — аллохтонных грунтовых вод. К ним в первую очередь относятся солончаки.

Как видно из карты, в России преобладают почвы с промывным и периодически-промывным типами гидрологического режима.

III. Режим влажности почвы. Под режимом влажности почвы понимают совокупность всех количественных и качественных явлений изменения влажности почвы во времени. Эти явления охватывают передвижение влаги внутри почвенного профиля (влагообмен между горизонтами), десукцию влаги, застой влаги в почве и изменения ее физического cостояния (испарение-конденсация, замерзание-таяние). Они определяют перенос вещества с растворами в пределах почвенного профиля, их концентрацию и осаждение при испарении почвенной влаги или ее замерзании (криоконцентрация), развитие окислительных и восстановительных процессов и, в конечном итоге, своеобразие генетического профиля почв. Влажность почвы — динамичный показатель. Разнонаправленные процессы могут протекать одновременно даже в пределах одного горизонта. Так, при насыщении влагой крупных межагрегатных пор, в них могут развиваться восстановительные процессы, в то время как внутри агрегатов сохраняется окислительная обстановка. При высыхании почвы возможна обратная картина.

На представленной карте характеристика режима влажности дана по преимущественному состоянию влажности за вегетационный период. В мезоморфных почвах (подбуры, подзолы, дерново- и буро-таежные, палевые, дерново- и перегнойно-карбонатные почвы, грануземы, вулканические почвы, горные примитивные почвы) преобладает влажность в диапазоне от наименьшей влагоемкости до влажности разрыва капилляров. Периоды с большей влажностью коротки и характеризуются наличием гравитационных токов влаги, т.е. развитием промывных явлений на фоне преобладающей окислительной обстановки. Периоды с высыханием почвы до величины влажности завядания непродолжительны и не приводят к заметным выпотным явлениям. В мезоморфных почвах с временным поверхностным гидроморфизмом важную роль играют явления застоя влаги и развития восстановительной обстановки, чередующиеся с периодами высыхания и оттока влаги. К ним относятся глееподзолистые, подзолистые и дерново-подзолистые почвы (в т.ч. контактно-осветленные), палевые осолоделые почвы и подбелы. В полугидроморфных почвах, застойные явления при влажности выше наименьшей влагоемкости могут охватывать весь профиль и преобладают в его нижней части. Это подзолисто- и дерново-подзолистые глеевые почвы, подзолы и дерново-подзолы глеевые, дерново-глеевые почвы. В гидроморфных почвах — тундровых глеевых и тундровых болотных, глееземах таёжных, таёжных глее-мерзлотных, таёжно-мерзлотных почвах, торфяных и торфяно-глеевых почвах и солончаках — влажность колеблется в пределах от полной до наименьшей влагоемкости, что часто (но не всегда) сопровождается развитием восстановительных явлений. Роль последних ослаблена в холодных мерзлотных почвах в связи с низкими температурами.

В ксеромезоморфных почвах верхняя часть профиля может иссушаться до влажности завядания, что сопровождается развитием выпотных явлений. Нижняя часть почвенного профиля при этом может содержать достаточное количество влаги. К этой группе отнесены арктические почвы, выщелоченные, оподзоленные и типичные черноземы, коричневые почвы, лугово-степные горные почвы. В мезоксероморфных почвах явления иссушения до влажности завядания и ниже наблюдаются более длительное время и охватывают большую мощность почвенного профиля. К ним отнесены обыкновенные и южные черноземы, темно-каштановые и каштановые почвы. Ещё большей засушливостью характеризуются ксероморфные светло-каштановые и бурые пустынно-степные почвы и их солонцеватые и солончаковатые варианты. Последняя группа ксерогидроморфных почв характеризуется контрастным во времени и по профилю почв режимом влажности. Их верхняя часть может просыхать до величин менее влажности завядания, в то время как нижняя часть находится в зоне капиллярной каймы грунтовых вод. Это лугово-черноземные и лугово-каштановые почвы и некоторые солонцы.

География режимов влажности почв характеризуется значительной пространственной изменчивостью. При общем преобладании мезоморфных почв отчетливо выделяются регионы с повышенным поверхностным, грунтовым и профильным гидроморфизмом. В засушливых районах юга преобладают мезоксероморфные почвы.

IV. Характер миграции влаги в почве. Миграция влаги в почве и соответствующие изменения влажности обычно имеют неравномерный характер. Выделяются пути преимущественной миграции (крупные поры, трещины, ослабленные зоны) и барьерные зоны. Фронтальная миграция влаги является, скорее, исключением, чем правилом и характерна для почв с равномерной структурной организацией и с высокой степенью влажности. На карте выделены следующие группы почв по характеру миграции влаги: (а) почвы с фронтальной миграцией (тундровые глеевые, тундрово-болотные,подзолисто-глеевые, дерновоподзолисто-глеевые, грануземы торфяно-болотные почвы), (б) почвы с «пальчатой» миграцией, фронт передвижения влаги в которых имеет языковатый характер, что характерно для многих песчаных почв при их увлажнении с поверхности (подзолы и дерново-подзолы, боровые пески), (в) почвы с неравномерным движением влаги по преимущественным путям миграции, которая характерна для многих щебнистых почв и суглинистых почв с неравномерной структурной организацией и наличием в сухом состоянии трещинных и слабленных зон (различные щебнистые и суглинисто-глинистые мезоморфные почвы) и (г) почвы со смешанным типом миграции, в которых миграция по преимущественным путям движения влаги сменяется фронтальной миграцией при достижении почвой достаточной влажности (подзолистые и дерново-подзолистые, палевые оподзоленные, выщелоченные и типичные черноземы, лугово-черноземные почвы).

Как видно из карты, географическая картина распределения почв по характеру миграции влаги оказывается весьма пестрой. Значительный ареал почв с неравномерной миграцией связан с горными и возвышенными областями Сибири с преобладанием щебнистых почв.

V. Характер стока влаги из почвы. Удаление влаги из почвы поисходит за счет десукции, физического испарения и стока. По характеру последнего все почвы в первом приближении можно разделить на (а) почвы с преимущественно вертикальным стоком влаги в направлении грунтовых вод, (б) почвы с преимущественно латеральным (боковым)стоком, связанным с наличием неглубоко залегающих водоупорных слоев (в том числе мерзлотного водоупора) и (в) почвы со смешанным стоком, при котором движение влаги в почве осуществляется как в вертикальном, так и в боковом направлениях. Отдельно выделяются почвы непромывного режима,в которых сток влаги в грунтовые воды и поверхностные воды отсутствует, а вся поступающая в почвы влага полностью расходуется на десукцию и испарение.

В заключение остановимся на вопросе об антропогенных изменениях ВР почв. Изменения, связанные с орошением, дренированием территории, созданием водохранилищ, перекрытием локальных путей стока влаги (например, приом строительстве), очевидны и, как правило, быстро проявляются в облике ландшафта. Изменения, связанные с распахиванием земель и заменой естественной растительности агроценозами, имеют более сложный характер. Многоярусное распределение корней в естественных (особенно лесных) ценозах способствует наиболее полному усвоению влаги из почвенной толщи, в том числе — из глубоких почвенных и подпочвенных слоев. В однолетних агроценозах основная масса корней,особенно в начале вегетации, развита в верхних почвенных горизонтах, что способствует их иссушению. При этом, однако, неизрасходованный избыток весенней влаги просачивается в более глубокие слои почвы, где и сохраняется и постепенно накапливается при ослабленном водопотреблении корнями культурной растительности.Таким образом, режим влажности в почвенном профиле становится более контрастным, с усилением явлений ксероморфизма в верхних горизонтах и гидроморфизма — в нижней части почвенного профиля и в более глубоких слоях.

Д.Е. Конюшков, Т.В. Ананко

• Источники влаги в почве, масштаб 1:60 000 000
• Гидрологический режим почвенно-грунтовой толщи, масштаб 1:60 000 000
• Режим влажности почвы, масштаб 1:60 000 000
• Характер миграции влаги, масштаб 1:60 000 000
• Характер стока влаги из почвы, масштаб 1:60 000 000

← Назад

На уровень выше

Далее →

Типы водного режима

Водный режим. В серых лесных почвах преобладает периодически промывной тип водного режима. Легкие почвы в районах повышенного увлажнения (Украинская Лесостепь) могут иметь промывной водный режим. Обычно осенние осадки увлажняют лишь слой почвы до глубины 50 см Наиболее глубокое промачивание происходит в период весеннего снеготаяния. Поэтому глубина промачивания в большей мере зависит от мощности снегового покрова и размеров поверхностного стока талых вод. Расход влаги в районах с пересеченным рельефом за счет поверхностного стока может достигать 20 %. Максимальный расход влаги летом охватывает толщу почвогрунта до 1 м. Поэтому важное значение имеют летние осадки, увлажняющие главным образом пахотный слой почвы. Под однолетними сельскохозяйственными культурами используется часть влаги и во втором метре. В нижележащих слоях почвогрунта на пашне влажность обычно близка к НВ. Многолетние травы (люцерна) усваивают влагу до глубины 4 м и более.[ …]

Водный режим. В целинных серых суглинистых и глинистых почвах под лесом преобладает периодически промывной тип водного режима, в легких по гранулометрическому составу— промывной. При распашке целинных лесных серых почв их водный режим изменяется. Промывание пахотных почв талой и дождевой водой происходит неежегодно. Серые почвы, залегающие на нижних частях малодренированных склонов, в весеннее и осеннее время переувлажняются, в результате сокращается продолжительность вегетационного периода растений.[ …]

Типы водного режима почв. Водный баланс складывается неодинаково для различных почвенно-климатических зон и отдельных участков местности. В зависимости от соотношения основных статей годового водного баланса может быть несколько типов водного режима почв.[ …]

Теория типов водного режима почвы была заложена известным русским почвоведом Г. Н. Высоцким, дополнена и развита рядом исследователей, в первую очередь А. А. Роде. Выделяются следующие основные типы водного режима.[ …]

Почвенные режимы. Подзолистые почвы формируются при промывном типе водного режима. В весенний и раннелетний период в суглинистых почвах наблюдается избыточное сезонное увлажнение, с которым связано развитие поверхностного оглеения. Наиболее ярко оно развито в глееподзолистых почвах. Летнее просыхание верхних горизонтов в средние по увлажнению годы до влажности в пределах НВ — ВРК обычно не превышает двух недель.[ …]

Почвенные режимы дерново-карбонат-н ы х почв. Они близки к режимам зональных почв, среди которых встречаются. В находящихся под лесом дерново-карбонатных почвах южнотаежной подзоны проявляется промывной тип водного режима, а под пашней — периодически промывной; на пашне почвы прогреваются гораздо лучше; процесс нитрификации под лесом подавлен, при распашке почв он быстро активизируется. [ …]

Застойный тип водного режима. Он формируется под влиянием высокого положения уровня фунтовых вод, однако вследствие повышенной влажности воздуха десукция и испарение здесь не так велики, как в случае выпотного типа. Количество атмосферных осадков превышает сумму десукции и испарения. Разница между атмосферными осадками и расходом на десук-цию и испарение идет на образование верховодки. В результате происходит заболачивание почвы. Застойный тип водного режима типичен для почв депрессий рельефа в условиях гумидно-го климата.[ …]

Промывной тип водного режима под лесными массивами таежно-лесной зоны при освоении территории под пашню обычно сменяется периодически промывным, так как устраняется влияние лесной подстилки, обладающей высокой водопроницаемостью. Кроме того, кроны деревьев в лесу уменьшают интенсивность поступления дождевой влаги на поверхность почвы, и она лучше впитывается; более медленное таяние снега в лесу способствует лучшему впитыванию почвой талой воды. На пашне же большое количество воды не успевает фильтроваться через почву во время дождей и снеготаяния, стекает по склонам в виде делювиальных потоков, вызывая водную эрозию почв и пород.[ …]

Непромывной тип водного режима обусловливает слабую вы-щелоченность бурых полупустынных почв от карбонатов, легкорастворимых солей и гипса.[ …]

При промывном типе водного режима происходит вынос ряда органических, органо-минеральных и минеральных соединений.[ …]

Реки крымского типа характеризуются паводками, проходящими преимущественно зимой и весной. Летом и осенью на них обычно устанавливается устойчивая межень и паводки наблюдаются редко (рис. 886). Этот тип водного режима распространен в горах Крыма, в Ленкорани, на западных окраинах Жмудских высот в Прибалтике. В этих районах проявляются черты средиземноморского гидрологического режима.[ …]

Среди многообразия типов водного режима выделяются реки с простым и сложным режимом. Сложный водный режим свойствен крупным рекам, притоки которых собирают воды с бассейнов, расположенных в разных географических зонах (Нил, Амур, Енисей, Печора, Дунай и др. ). Малые и средние реки (условно с площадями водосборов до 50000 км2) имеют простой режим, формирующийся в пределах одной географической зоны. В то же время водный режим малых рек иногда может значительно отклоняться от характерного «зонального» режима под воздействием азональных факторов, таких, например, как геологическое строение речного бассейна, с которыми тесно связано питание рек подземными водами.[ …]

Благодаря промывному типу водного режима значительная часть химических элементов, вымываемых из автоморфных почв таежно-лесных ландшафтов, поступает в фунтовые воды.[ …]

Мерзлотный (криогенный) тип водного режима. Кроме охарактеризованных типов водного режима выделяют также мерзлотный (криогенный) тип, который характерен для территории сплошного распространения многолетней мерзлоты. Специфику этого типа режима создает близко залегающий постоянно мерзлый водоупорный горизонт. Вследствие этого, несмотря на небольшое количество осадков, в теплое время года почва пересыщена водой. [ …]

А. А. Роде и др. выделяют несколько типов водного режима почв. Кратко рассмотрим некоторые крайние типы этого режима.[ …]

При введении орошения изменяется и тип водного режима: от обычно непромывного к промывному.[ …]

Каждой почвенно-климатической зоне присущи те или иные типы водного режима почв, которые в зависимости от особенностей возделываемых культур требуют соответствующих мероприятий по его регулированию.[ …]

Для различных природных условий Г. Н. Высоцкий установил 4 типа водного режима: промывной, периодически промывной, непромывной и выпотной. Развивая учение Г. Н. Высоцкого, профессор А. А. Роде выделил 6 типов водного режима, разделив их на несколько подтипов.[ …]

Целинные и богарные сероземы характеризуются непромывным типом водного режима. Однако отсутствие зимой промерзания почвы, благоприятное ее сложение определяют глубокое промачивание сероземов зимне-весенними осадками: светлых сероземов на 1 м и более и типичных на 1,5 м и более. Увлажнение почв в это время соответствует полевой влагоемкости (20—21 %). И даже весной, когда влага начинает интенсивно расходоваться на десукцию и испарение, влажность почвы в 80—100-сантиметровой толще превышает влажность завядания в 1,5—2 раза, а при выпадении осадков в верхних слоях может достигать полевой влагоемкости.[ …]

Весьма ограниченное количество осадков определяет непромывной тип водного режима. Слабое промачивание профиля приводит к развитию таких свойств серо-бурых почв, как карбонатность и солон чаковатость.[ …]

Необходимое условие образования солончаков — близкое расположение грунтовых вод и наличие выпотного типа водного режима.[ …]

Критической является концентрация минеральных солей свыше 2,0 — 2,5 кг/м2 почвы, которая приводит к резкому угнетению пищевого режима почвенного слоя и подавлению его микробиологической активности. Для снижения отрицательного влияния минерализованных буровых растворов на почвогрунты одним из известных приемов является обеспечение промывного типа водного режима для таких земель с обязательным внесением химических мелиорантов, улучшающих водно-физические свойства и структуру почв.[ …]

Атмосферные осадки являются основным источником влаги для растений, а их количество и режим выпадения служат показателем увлажнения территории, обусловливают тип водного режима почв. В табл. 2.1.2 представлены данные о количестве атмосферных осадков в различных почвенных округах Восточно-Присаянской лесостепи и условиях увлажнения этой территории.[ …]

Процесс гумусоаккумуляции в бурых лесных почвах связан с богатым азотно-кальциевым биологическим круговоротом веществ, протекающим в условиях хвойно-широколиственных лесов и промывного типа водного режима.[ …]

В легенде к Почвенной карте Мира, разработанной М. А. Гла-зовской и В. М. Фридландом (1978) в масштабе 1:15000000 для высших учебных заведений, все почвы расположены в поле координат: по горизонтали — типы водного режима почв, по вертикали — типы температурного режима. Пересечение указанных координат ограничивает группы почв с общими чертами гидротермического режима. Эти группы соответствуют таксономическому рангу семейства в классификации М. А. Гл азовской.[ …]

Основное количество осадков в зоне выпадает в теплое время года; годовое количество осадков на большей территории преобладает над испаряемостью в 1,1-1,3 раза, а это, особенно под лесом, обеспечивает промывной тип водного режима, создает условия для образования подзолистых почв. Однако во многих районах Восточной Сибири (Центрально-Якутская низменность и др.) увлажнение недостаточное, годовое количество осадков меньше испаряемости. Азиатская территория, особенно Восточная Сибирь, расположена в зоне островной и сплошной вечной мерзлоты с распространенным здесь мерзлотным типом водного режима, оказывающим значительное влияние на процессы почвообразования.[ …]

Исследования степных почв, начатые В. В. Докучаевым, продолжил и углубил его ученик Г. Я. Высоцкий (1865—1940). Особо важное значение среди его многочисленных трудов имели многолетние стационарные исследования почвенных процессов. Г. Н. Высоцкий создал учение о типах водного режима почв. Характерной чертой его исследований является их тесная связь с решением практических задач.[ …]

В горных районах широтная зональность в питании рек сменяется вертикальной поясностью. С увеличением высоты возрастает доля снегового питания, а по достижении границы вечных снегов в питании рек начинают участвовать горные снега и ледники. На северном склоне Главного Кавказского хребта распространены реки смешанного типа питания с преобладанием снегового, на южном склоне значительная роль в питании рек принадлежит дождям. Алтай — страна рек смешанного типа питания. В Средней Азии встречаются реки грунтового, снегового и смешанного типа питания с некоторой долей ледникового. Последняя группа рек невелика и включает в себя верхние участки рек, прилегающие непосредственно к ледикам. Типы водного режима рек автор устанавливает по сочетанию источников питания и сезонного распределения стока.[ …]

Климат этой зоны влажный и теплый. Температура выше 0 °С в течение всего года; среднегодовая температура воздуха 13—16 “С, июля 21—23 °С, января 5—7 °С. Сумма температур за период с температурой выше 10 “С 3000—4000 °С. По количеству осадков это самая влажная зона в СНГ: в среднем здесь выпадает 1500—2500 мм в год, а иногда до 4000 мм; тип водного режима промывной. Осадки часто носят ливневый характер, вызывая сильную водную эрозию и оползни. Высокая относительная влажность и температура воздуха создают благоприятные условия для быстрого выветривания минералов и горных пород.[ …]

В результате почвообразования и продолжающихся процессов выветривания материнская порода частично теряет свойства, которыми она ранее обладала. Например, подзолистый процесс почвообразования приводит к возникновению генетических горизонтов, резко отличающихся по минералогическому и гранулометрическому составу. Более легкий подзолистый и тяжелый иллювиальный горизонт, залегающий под подзолистым, создает условия для формирования в весеннее время в подзолистом горизонте верховых вод. [ …]

Из таблицы 34 видно, что в целинной дерново-подзолистой почве в отличие от пахотной меньше магния, калия и особенно кальция, ниже общая концентрация растворов генетических горизонтов (исключая лесную подстилку Ао). Это связано как с более низкой их биологической активностью, так и с постоянным удалением продуктов выветривания и почвообразования из почвенного слоя в результате промывного типа водного режима.[ …]

Один из важных показателей поведения микроэлементов в почвах—величины их элювиально-аккумулятивных коэффициентов (ЭАК): отношение валового содержания элементов в верхних горизонтах почв к содержанию в почвообразующих породах. Величины коэффициентов зависят от почвообразовательных процессов, активности биогенной аккумуляции микроэлементов, реакции почв, насыщенности их основаниями, типа водного режима и других факторов.[ …]

Аллювиальные темногумусовые гидрометаморфические почвы наиболее характерны для основных поверхностей центральной поймы степной и лесостепной зон, где формируются под луговыми и кустарниковыми ассоциациями. В южной тайге они встречаются в районах распространения карбонатных пород. Подвержены регулярному и достаточно длительному затоплению паводковыми водами при неглубоком (до 2 м) залегании грунтовых вод и характеризуются чередованием промывного и выпотного типов водного режима.[ …]

При размещении азотных удобрений необходимо учитывать степень гумусированности почв и их механический состав. Лучшей нитрификационной способностью обладают дерново-карбонатные и пойменные почвы, а среди дерново-подзолистых — хорошо окультуренные. Чем ниже содержание гумуса, кислее почвы и сильнее их оподзоленность, тем ниже их нитрификационная способность. Дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы характеризуются низкой нитрификационной способностью. Нитратные азотные удобрения при промывном типе водного режима могут легко вымываться из почвы, поэтому их целесообразнее вносить непосредственно перед посевом или посадкой сельскохозяйственных культур и в период вегетации. На избыточно увлажненных почвах возможны потери азота за счет развития процессов денитрификации. На таких почвах требуется регулирование водно-воздушного режима и преимущественное внесение аммиачных форм азотных удобрений.[ …]

Новообразование — это скопления веществ различного химического состава, химического и биологического происхождения, возникшие в почвах в результате почвообразовательных процессов. Например, накопление в элювиальных горизонтах лесных почв такого новообразования, как кремнеземистая присыпка, связано с подзолообразованием, с воздействием на минеральную часть почвы фульвокислот — продуктов биологического происхождения и химических реакций органических соединений почвы; образование глея (закисных соединений железа) в минеральных слоях болотных почв происходит с участием биологического фактора при развитии анаэробных процессов. В случае смены восстановительных процессов окислительными на отдельных участках глеевых горизонтов образуются ржавые пятна окисных соединений железа; легкорастворимые соли (хлориды, сульфаты и др.) могут образовываться и накапливаться в почвах засушливых областей как в результате минерализации растительных остатков при их разложении микроорганизмами, так и в результате химического осаждения из засоленных почвенно-грунтовых вод при выпотном типе водного режима. [ …]

Водный режим почв и водный баланс

Водный режим почвы и водный баланс. Совокупность всех процессов поступления воды в почву, состояния воды в почве и водопотребления в почве называется водным режимом. Количественное определение всех видов притока и отвода воды в почву за определенный интервал времени называется водным балансом.

Водный режим почвы — это совокупность всех явлений поступления воды в почву, ее движения, изменения ее физического состояния и отвода из почвы.

Основы теории водного режима почв были заложены Г.Н. Высоцкий (1934) и А.А. Роде (1956). Они разбили водный режим почвы на шесть типов и несколько подтипов. Позднее работы И.А. Качинский (1970), И.Г. Минашина (1974), М.А. Козин (1977), А.Г. Бондарев (1996), О.И. Худяков (1988) и др. были посвящены решению этой проблемы.

Составляющими водного режима являются абсорбция, инфильтрация, капиллярный подъем, поверхностные, нисходящие и боковые течения, физическое испарение, замерзание, размораживание и конденсация воды.

В зависимости от количественного соотношения между этими явлениями различают следующие типы водного режима (по Роде):

1. Криогенный режим характерен для районов вечной мерзлоты. Всегда имеется водоупорная толща (аквифуга). В безморозные периоды почва насыщается влагой за счет образования торчащих вод. Отношение осадков к испаряемости PER > 1. Характерно для арктических и тундровых почв.
2. Выщелачивающий режим характерен для районов с отношением осадков к испаряемости PER > 1, т.е. сумма осадков больше испаряемости. Атмосферная влага проникает через всю почвенную толщу и достигает грунтовых вод. Вымываются щелочные и щелочноземельные элементы (подзолы/сподосоли, бурые лесные почвы, красноземы/красноземы, желтоземы/желтоземы). Подтип заболоченных почв развивается при PER > 1, неглубоких грунтовых водах и наличии водоупоров (подзолистые болотные и заболоченные почвы).
3. Периодически-промывной режим: PER = 1. Характеризуется чередованием непромывного и промывного режимов воды в засушливые и многоводные годы (серые лесные почвы, оподзоленные почвы и выщелоченные черноземы/черноземы).
4. Безпромывочный режим: PER < 1. Атмосферная влага распространяется в верхние горизонты почвы и никогда не достигает грунтовых вод. В степной почве влага проникает на глубину 3-4 м; на пустынных почвах (бурых пустынно-степных и серо-бурых пустынных) до 1 м.
5. Экссудационный режим: PER < 1. Характерен для степных, полупустынных и пустынных территорий с неглубоким залеганием грунтовых вод. Здесь преобладают вертикальные течения. При высокой минерализации грунтовых вод происходит засоление почв, развиваются солонцеватые почвы. При десуктивно-экссудационном режиме растения перехватывают воду, и влага испаряется за счет транспирации, соли откладываются в толще, а не на поверхности.
6. Режим орошения создается при проведении орошения. Для него характерно чередование промывных и непромывных или даже экссудационных режимов воды.

Водный режим выражается через водный баланс, характеризующийся поступлением и расходом воды. По Роде, водный баланс почвы за определенный период выражается в общем виде следующим уравнением:

M ₁ = M ₀ + (R + K + GW) — (T + E + FS + FL + FG)

Где:

М ₁ – запас влаги в почвенной толще на конец исследуемого периода.

М ₀ – запас влаги в почвенной толще на начало изучаемого периода.

R означает общее количество осадков.

обозначает конденсацию влаги

ВВ – содержание влаги, поступающей в почву из подземных вод.

означает транспирацию

означает испарение

FS означает поверхностный поток

FL означает подземный боковой сток.

FG – сток подземных вод (в мм или м ³ /га).

Осадки и подземные воды считаются основным источником водного баланса. В то время как дополнительными источниками увлажнения почвы являются поверхностный приток и влага, конденсируемая из водяного пара. Водоотдача складывается из физического испарения воды с поверхности воды, потерь влаги при транспирации, потерь воды при поверхностных и подповерхностных боковых притоках и инфильтрации воды в толщу почвы.

Контроль водного режима почвы

Основными методами регулирования водного режима являются осушение земель, орошение, чистый пар, а также приемы, направленные на снижение непродуктивного почвенного испарения и снегозадержания.

В засушливых районах наиболее эффективным способом улучшения водного режима почвы является орошение.

Количество поливных работ, поливные и поливные нормы следует корректировать в зависимости от текущих и ожидаемых погодных условий, чтобы максимально эффективно использовать оросительную воду, запасы которой ограничены.

В субгумидной зоне чистый пар способствует накоплению влаги. К осеннему севу по чистым парам в сухостепных районах продуктивной влаги накапливается на 50-60 мм больше, чем на незалежных полях. Часто эта разница доходит даже до 70-100 мм. Большое значение для регулирования влажности почвы имеет ранняя вспашка зяблевой пахоты.

Все мероприятия, направленные на снижение непродуктивного испарения и снегозадержания в засушливой зоне степи, способствуют оптимизации водного режима почвы.

Экологический режим осушенных почв Новгородской области

КНЭ Науки о жизни
/

Международная научно-практическая конференция «Освоение биологических ресурсов и природопользование»
/
Стр. 624–632

Под влиянием дренажа формируются новые экологические режимы грунтовых вод и почвенной влаги, которые, в свою очередь, формируют новые режимы питания. Объектами исследования являются экологические режимы земель, мелиорированных различными способами: открытой дренажной сетью (с использованием стоковых ложбин) и закрытой дренажной сетью. Опытные участки расположены в Новгородской области на дерново-подзолистой почве. Эффективность мелиоративной системы определяется режимом подземных вод. Результаты исследований доказывают, что режим подземных вод в закрытых дренажных системах более благоприятен по сравнению с открытыми дренажными системами. Анализ питательного режима осушенных почв показал снижение агрохимических показателей за счет выноса минеральных веществ стоком. В закрытом дренаже вымывается больше минеральных солей (до 711 кг/га). Учитывая агрохимический состав почвы, ионы кальция наиболее интенсивно выносятся из дерново-подзолистых почв. Изменились и водно-физические свойства осушенных земель, такие как плотность, пористость и влажность. Изучение водно-воздушных режимов мелиорированных почв выявило существенную разницу в степени увлажнения пахотного и подпахотного слоев при осуществлении как одного, так и разных способов осушения. Более благоприятный водно-воздушный режим создают закрытые дренажные системы в подпахотном слое, а открытые дренажные системы – в пахотном слое.

[1] Балун О.В., Баютина Л.А. (2004). Пути повышения плодородия избыточно увлажненных почв. Плодородие, Плодородие, нет. 1, с. 25.

[2] Бойцов А.С. (2013). Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения в Новгородской области на период 2014-2020 гг. Достижения современной науки в сельскохозяйственном производстве // Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 25-летию Новгородского НИИ сельского хозяйства. Государственное научное учреждение «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской сельскохозяйственной академии». Издательство «Бумеранг», стр. 44–60.

[3] Повилайтис, А., Ламсодис, Р., Бастиен, Н. (2015). Сельскохозяйственный дренаж в Литве: обзор практики и воздействия на окружающую среду. Почва и наука о растениях, том. 65. Спецвыпуск: см. приложение 1, стр. 14–29: 30 марта 2015 г.

[4] Раду, Опря, Цимпеану, Сорин, Михай, Теодореску, Разванионут. (2017). Техническая эффективность подземного дренажа на сельскохозяйственных угодьях: луга и реки Молдовы. Современный взгляд на ирригацию и дренаж, стр. 69–81.

[5] Устинов М.Т., Глистин М.В. (2018). Критический уровень грунтовых вод как критерий эколого-мелиоративного состояния почв. Мелиорация и водное хозяйство. Мелиорация и водное хозяйство. 3, стр. 14–16.

[6] Зиньковская Т.С., Ковалев Н.Г., Зиньковский В.И. (2016). Оптимизация водного режима почвы при возделывании картофеля на осушенных землях. Мелиорацияводное хозяйство. Мелиорация и водное хозяйство. 1, стр. 40–44.

[7] Буман, Гизель К., Латера, Педро (2019). Направление сельскохозяйственных дренажных потоков делает невозможным вынос питательных веществ.