Введение
Одним из важнейших гидрологических показателей почвы при характеристике и управлении ее водного режима в условиях как богарного, так и орошаемого земледелия является наименьшая влагоемкость (НВ), которая в большей степени зависит от гранулометрического состава почвы. От нее во многом зависит норма орошения. Работы проводились на поймах рек Лены и Амги. Водно-физические свойства почв определялись по методикам Н.А. Качинского [2] и А.А. Роде [4].
Результаты исследования и их обсуждение
Полуметровый слой почвы с легким механическим составом долины р. Амги может удержать 154-159 мм влаги, а почва с более тяжелым механическим составом – 170-200 мм. Верхний метровый слой на пашне и на целине удерживает 300-310 мм (табл. 1, 2).
Таблица 1
Водно-физические свойства лугово-черноземной почвы пашни на полигоне Элесин
|
Глубина, м |
УМ, кг/м3 |
ОМ, кг/м3 |
Процент от объема |
Аэрация, % |
|||
|
ПВ |
НВ |
ВРК |
ДЛВ |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
0,1 |
2480 |
880 |
65 |
33 |
20 |
13 |
32 |
|
0,2 |
2490 |
940 |
62 |
31 |
19 |
12 |
31 |
|
0,3 |
2410 |
920 |
62 |
27 |
16 |
11 |
35 |
|
0,4 |
2200 |
920 |
58 |
29 |
17 |
12 |
29 |
|
0,5 |
2250 |
1000 |
56 |
34 |
20 |
14 |
22 |
|
0,6 |
2510 |
1090 |
57 |
32 |
19 |
13 |
25 |
|
0,7 |
2480 |
980 |
61 |
28 |
17 |
11 |
33 |
|
0,8 |
2270 |
940 |
59 |
28 |
17 |
11 |
31 |
|
0,9 |
2510 |
1090 |
56 |
32 |
19 |
13 |
24 |
|
1,0 |
2500 |
1090 |
56 |
31 |
19 |
12 |
25 |
|
0-0,5 |
2366 |
932 |
61 |
31 |
18 |
12 |
30 |
|
0-1,0 |
2410 |
985 |
59 |
30 |
18 |
12 |
29 |
Таблица 2
Водно-физические свойства лугово-черноземной почвы пашни на Хатасском полигоне
|
Глубина, м |
УМ, кг/м3 |
ОМ, кг/м3 |
Процент от объема |
Аэрация, % |
|||
|
ПВ |
НВ |
ВРК |
ДЛВ |
||||
|
0,1 |
2700 |
1290 |
52 |
46 |
27 |
19 |
6 |
|
0,2 |
2700 |
1310 |
52 |
42 |
24 |
18 |
10 |
|
0,3 |
2710 |
1430 |
47 |
36 |
21 |
15 |
11 |
|
0,4 |
2710 |
1500 |
45 |
33 |
18 |
15 |
12 |
|
0,5 |
2660 |
1680 |
37 |
21 |
11 |
10 |
16 |
|
0,6 |
2650 |
1390 |
48 |
10 |
5 |
5 |
38 |
|
0,7 |
2660 |
1520 |
43 |
10 |
5 |
5 |
33 |
|
0,8 |
2660 |
1520 |
43 |
12 |
6 |
6 |
31 |
|
0,9 |
2520 |
1490 |
41 |
15 |
9 |
6 |
26 |
|
1,0 |
2590 |
1490 |
43 |
16 |
9 |
7 |
27 |
|
0-0,5 |
2696 |
1442 |
47 |
36 |
20 |
15 |
11 |
|
0-1,0 |
2656 |
1462 |
45 |
24 |
14 |
11 |
21 |
Вспашка и обработка почвы вызывают некоторое увеличение ее водоудерживающей способности: в пахотном слое удерживается на 5-25 мм влаги больше, чем в равнозначном слое целины [1]. Необходимо указать, что рыхлый слой обладает меньшей водоудерживающей способностью.
Полуметровый слой лугово-черноземной почвы долины р.Лены удерживает от 135 до 140 мм влаги, а на глубине 0,5 м происходит резкое падение водоудерживающей способности почвы (см. табл. 2).
Согласно общепринятой классификации, мерзлотные лугово-черноземные почвы Амгинского полигона относятся к высоковлагоемким.
Влажность разрыва капилляров (ВРК) характеризует предел влажности почвы, при котором прекращается перемещение влаги в жидком виде к испаряющей поверхности. Ниже этого предела растения начинают испытывать недостаток влаги. В верхнем полуметровом слое мерзлотной лугово-черноземной почвы долины р. Амги ВРК колеблется в пределах 16-21% от объема почвы, а запас влаги при ВРК составляет 90-120 мм (см. табл. 1). Влажность разрыва капилляров корнеобитаемого слоя почвы на Хатасском полигоне почти не отличается от предыдущего, однако, ниже она резко уменьшается, достигая песчаного горизонта.
Диапазон легкодоступной влаги, равный разности между НВ и ВРК и характеризующий количество легкодоступной растениям влаги, изменяется по профилю почвы в соответствии с изменением НВ и ВРК. Диапазон легкодоступной влаги 0,5-метрового слоя почвы на полигоне Элесин составляет 51-71 мм, на Хатасском полигоне – 42-77 мм (см. табл. 2).
Поливная норма при увлажнении 0,5-метрового слоя почвы на обоих полигонах без опасения промачивания нижележащих слоев почвы составляет 460-530 м3/га.
Влажность завядания (ВЗ) мерзлотной лугово-черноземной почвы изменяется, в основном, в зависимости от содержания тонкодисперсных фракций и гумусности.
Влажность завядания растений 0-0,5-метрового слоя почвы на полигоне Элесин на 20 мм выше, чем на Хатасском (табл. 3). Однако при повышенной НВ велик и диапазон активной влаги (100-140 мм).
Таблица 3
Влажность устойчивого завядания растений (мм) 0-0,5-метрового слоя мерзлотной лугово-черноземной почвы
|
Название полигона |
Слой почвы, м |
|||||
|
0-0,1 |
0,1-0,2 |
0,2-0,3 |
0,3-0,4 |
0,4-0,5 |
0-0,5 |
|
|
Элесин |
10,2 |
8,6 |
9,5 |
13,4 |
12,5 |
54,2 |
|
Ары |
11,6 |
8,6 |
12,5 |
12,2 |
12,1 |
57,0 |
|
Хатассы |
10,9 |
8,5 |
4,6 |
4,4 |
5,3 |
33,7 |
Под водопроницаемостью понимается способность почвы впитывать в себя воду. Водопроницаемость почвы зависит от ее механического состава, плотности, порозности, структурности и исходной влажности. Она определяет норму полива, так как при низкой водопроницаемости почвы поливная вода расходуется непродуктивно на поверхностный сток. Водопроницаемость мерзлотной лугово-черноземной почвы с поверхности пашни в долине р. Амги за первый час составляет 59-88 мм (табл. 4), что, по классификации Н.А. Качинского [2] соответствует хорошей. Низкая водопроницаемость почвы орошаемой площадки можно объяснить высокой исходной влажностью. Во второй час водопроницаемость почвы участка Элесин резко уменьшается и составляет 39,3 мм. На участке Ары водопроницаемость почвы снижается незначительно (см. табл. 4).
Таблица 4
Водопроницаемость мерзлотной лугово-черноземной почвы (мм/час) в долине Амги, 1987 г.
|
Площадка |
Час наблюдения |
|||||
|
1-й |
2-й |
3-й |
1-й |
2-й |
3-й |
|
|
с поверхности |
с глубины 0,2 м |
|||||
|
Полигон Элесин |
||||||
|
Орошаемая |
87,9 |
39,3 |
39,7 |
69,5 |
50,0 |
40,6 |
|
Полигон Ары |
||||||
|
Орошаемая |
59,0 |
59,0 |
51,0 |
78,0 |
54,0 |
48,0 |
|
Неорошаемая |
72,0 |
58,0 |
48,0 |
116,0 |
93,0 |
86,0 |
Подпахотный слой, имея пониженную плотность, за первые 3 часа впитывает достаточное количество влаги. Таким образом, мерзлотная лугово-черноземная почва на полигонах Элесин и Ары имеет наилучшую и хорошую водопроницаемость. По величинам скорости впитывания маломощные лугово-черноземные почвы долины р. Лены характеризуются как среднепроницаемые (табл. 5) [3].
Таблица 5
Водопроницаемость мерзлотных маломощных лугово-черноземных почв в долине р. Лены [3]
|
На глубине, см |
Водопроницаемость (мм/мин.) после начала опыта, минута |
Продолжительность впитывания 100 мм |
||||||
|
20 |
40 |
60 |
80 |
125 |
180 |
час |
мин. |
|
|
Разрез 22 |
||||||||
|
С поверхности |
2,66 |
2,01 |
1,80 |
1,69 |
1,65 |
1,61 |
0 |
60 |
|
Разрез 27 |
||||||||
|
С поверхности |
2,73 |
2,22 |
1,93 |
1,88 |
1,80 |
1,69 |
0 |
50 |
Заключение
Таким образом, мерзлотные лугово-черноземные почвы Амгинского полигона, обладая хорошей водопроницаемостью, водоудерживающей способностью, повышенным диапазоном активной влаги, оптимальной плотностью и слабой засоленностью, позволяют получать высокие урожаи без рассоления и регулирования рН, благоприятны для возделывания кормовых культур при применении минеральных удобрений и орошения.
Режимные исследования выявили, что лугово-черноземные почвы долины р. Лены обладают более слабой водоудерживающей способностью, повышенной уплотненностью, диапазоном активной влаги, чем их амгинские аналоги, однако на незасоленных разновидностях почв можно получить хороший урожай при орошении.