Влияние водопроницаемости иллювиального горизонта на водный режим дренируемых дерново-подзолистых почв

• Автор: Корнеев, Илья Викторович
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

1.1. Геологическое строение Московской области

1.2. Климат Московской области

1.3. Почвы возвышенных фаций Московской физико-географической провинции

1.4. Водный режим дерново-подзолистых почв

1.5. Водопроницаемость дерново-подзолистых почв

1.6. Почвы на участке исследований

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ ИЛЛЮВИАЛЬНОГО ГОРИЗОНТА В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

2.1. Определение водопроницаемости иллювиального горизонта В при безнапорном впитывании
2.2. Определение водопроницаемости иллювиального горизонта В при напорном впитывании

2.3. Особенности пространственной вариации водопроницаемости и ее связь со

сложением почвы
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ВЕРХОВОДКИ.. 79 3.1.0 подходах к оценке образования и роли верховодки
3.1. Усовершенствованный способ расчета верховодки с учетом данных о дождливых
периодах
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРОГНОЗ ВОДНОГО РЕЖИМА ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ
4.1. Моделирование водного режима катены в естественных условиях и при мелиорации
4.2. Оптимизация водного режима управлением водопроницаемостью иллювиального
горизонта
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность работы. Нечерноземная зона России, занимающая площадь более 250 млн. га, является важным в сельскохозяйственном отношении регионом, в котором к 1980 г. мелиоративный фонд составлял 10,8 млн. га. Подъем и интенсификация сельского хозяйства в этом регионе требуют применения комплексных мелиораций, что вызвано особенностями умеренно континентального климата, в котором возможны как влажные, так и засушливые годы, а также широким распространением переувлажненных почв (из-за малой водопроницаемости глин и суглинков на моренных отложениях) (Алексанкин, Дружинин, 1980).
На проблемы мелиорации земель в Нечерноземной зоне обращали внимание С.Ф. Аверьянов (1957, 1969), А.Д. Брудастов (1934, 1955), А.И. Голованов (1965, 1990), Ф.Р. Зайдельман (1981, 1984, 1991, 2003), А.Н. Костяков (1960), Е.С. Марков (1973, 1977), Б.С. Маслов (1970, 1971, 1999), В.В. Пчелкин (2003). Традиционно в работах уделяется больше внимания пойменным землям, хотя рассматриваются и вопросы мелиорации земель на элювиальных фациях, на которых в Московской области широко распространены подзолистые почвы (Почвы Московской области..., 2002).
Основной задачей мелиорации А.Н. Костяков считал управление круговоротом воды и зольных питательных элементов в целях прогрессивного повышения плодородия почв (Костяков, 1960). Совместное управление геологическим и биологическим круговоротом воды и зольных питательных веществ может быть достигнуто при условии комплексной взаимосвязи меединую систему мелиоративных мероприятий, отвечающих природным и хозяйственным условиям данного района. А.И. Голованов развил эти представления и применительно к землям сельскохозяйственного назначения сформулировал: «цель мелиорации заключается в расширенном воспроизводстве плодородия почвы, получении оптимального урожая определенных сельскои агротехнических методов, составляющих
хозяйственных культур при экономном расходовании всех ресурсов, недопущении или компенсации ущерба природным системам и другим землепользователям» (Основы природообустройства, 2001). Однако цели мелиорации земель могут быть достигнуты только при выполнении набора требований к управляемым факторам почвообразования, роста растений и воздействия на окружающую среду, которые должна обеспечивать система мелиоративных мероприятий. Этот набор требований А.И. Голованов и И.П. Айдаров назвали мелиоративным режимом (Айдаров, Голованов, 1986).
Общие подходы к регулированию водного режима почв как основы почвообразовательного процесса и обеспечения потребностей интенсивного земледелия в гумидных районах можно свести к предупреждению вторичного заболачивания территорий, усилению аэрации почв для активизации корневой деятельности и развития в почвах окислительных процессов, ослаблению промывного режима (Оптимизация мелиоративных режимов..., 1990).
Теория мелиоративного режима продуктивна при соответствующем комплексном подходе к описанию и анализу природных систем. Современная мелиорация опирается на геосистемный подход, в рамках которого необходимо изучение свойств всех компонентов природы и закономерностей их взаимодействия (Основы природообустройства, 2001, Ландшафтоведение, 2005).
Изучению влияния мелиорации на отдельные компоненты природной среды и ландшафты в целом посвящены исследования С.Ф. Аверьянова (1974), И.П. Айдарова (1986, 1990), А.И. Голованова (1975, 1986,1991, 1993), Ф.Р. Зайдельмана (1984), Д.М. Каца (1988), Л.В. Кирейчевой (1997), Д.А. Манукьяна (1986), В.В. Шабанова (1983) и других ученых.
Разнообразие геологических и гидрогеологических условий, тепло- и влагообеспеченности территории формируют весьма разнообразную матрицу ландшафтов и местностей с различными типами водного питания и условиями почвообразования, результатом которых является специфический почвен-

нужно поддерживать. Это требует новых способов математического описания таких экспериментов.
6. Для экспресс-определений В.В. Бадов (1975) рекомендует использовать мгновенный налив в кольцо, установленное на дне шурфа, со свободным понижением уровня воды, когда процесс инфильтрации описывается линейной зависимостью вида
vS = КфМ{Ь0 + hk)+(l~M)K,S, (2.2.10)
где v - скорость снижения уровня воды, меняющаяся от начала опыта до его окончания (при полном впитывании воды), м/сут, S - слой впитавшейся воды от начала опыта, м, ц - коэффициент водоотдачи, h0 - начальный слой воды в кольце, hk - максимальная высота капиллярного поднятия, м.
Данная методика не учитывает врезку кольца, которая замедляет впитывание. Кроме того, из опыта проведения наливов известно, что при измерении слоя впитавшейся из кольца воды на графике скорости гораздо заметнее как пульсации скорости, так и погрешности измерения. Эти колебания не так сказываются на интегральной кривой (т.е. кривой слоя впитавшейся воды). Отметим, что при этом погрешности не исчезают, поэтому нежелательно их еще и перемножать при описании опыта.
7. Методики W. Reynolds, D. Elrick (1990, 1992, 1995) для описания налива в однокольцевой инфильтрометр требуют поддержания в кольце небольшого (0,5...1,5 см) постоянного уровня воды. Одномерность течения предлагается обеспечивать глубокой врезкой кольца (10...15 см). Последователи L. Wu, L. Pan (1997, 1999) получили обобщенное решение, позволяющее учесть трехмерность влагопереноса при наливе в одиночное кольцо с постоянный уровнем. Благодаря этому не требуется такая глубокая врезка кольца в почву, что позволяет снизить опасность нарушения структуры почвы. Скорость впитывания описывается выражением