Анализ динамики почвенной влажности, наряду с анализом режима грунтовых вод и динамики солевого режима, представляет собой важный элемент почвенно-мелиоративной характеристики.
Передвижение веществ в почвенной толще, как известно, происходит главным образом в виде растворов, истинных или коллоидных, а следовательно, связано самым тесным образом с передвижением воды. Поэтому изучение динамики водного режима является одним из важнейших методов мелиоративной характеристики.
В настоящей статье будут изложены некоторые данные о режиме влажности почв, полученных по Ширванскому почвенно-мелиоративному стационару № 2.
Наблюдениями за динамикой влажности почв на Ширванском стационаре № 2 охвачен период с августа-сентября 1932 г. по октябрь 1953 г. Наблюдения осуществлены путем периодического взятия (в вегетационный период-раз в месяц, а в Зимний период-раз в два месяца) проб почвы на влажность.
Для взятия образцов первый раз закладывался разрез, образцы брались по генетическим горизонтам, каждый в трех повторностях. В следующие сроки образцы брались в трех повторностях из трех отдельных скважин только в точках, где появились грунтовые воды. В остальных точках-двухкратной повторности из двух отдельных скважин буром (типа Розанова) на расстоянии 1-2 м друг от друга при каждом наблюдении. Во взятом образце влажность определялась высушиванием.
По каждой наблюдательной точке составлены хроноизоплеты, изображающие ход влажности почвы в зависимости от обусловливающих его факторов: на оси абсцисс отложены сроки наблюдений, а на оси ординат, по глубинам почвенного профиля (от 0 до 250 см)-величина влажности почв. На том же графике приведены данные характеризующие климатические условия описываемого участка.
Стационарные точки заложены по профилю, характеризующему как зональную смену почв, так и влияние местных условий. Здесь рассматриваются данные по нескольким наиболее характерным стационарным точкам.
Точка 205 расположена на наклонно-пологом участке горного склона. Почва-коричневая послелесная слитая (черноземовидная), целинная, тяжелоглинистого механического состава, не изменяющегося почти по всему профилю. Растительный покров-разнотравный, встречаются кусты держи-дерева, ежевики.
При ознакомлении с графиком (рис. 1) привлекают внимание, прежде всего, периоды зимнего промачивания верхних слоев почвы 40-50-см мощностью, периоды летнего ее иссушения и периоды относительно устойчивой влажности почвы, ушедшей под снег при общем повышенном осеннем ее увлажнении.
В верхнем слое почвы мощностью 50-70 см колебания влажности наибольшие. Ниже этого активного слоя на протяжении большей части года почвенная влажность изменяется, в общем в довольно узких пределах (11-18%). Более резкие отклонения в сторону иссушения (7%) и большей влажности (30-35%) относительно редки.
Нетрудно видеть из графика (рис. 1), что динамика влажности верхних слоев почвы находится в прямой связи с погодными условиями, определяемыми в основном соотношением осадков и температуры воздуха.
Зависимость динамики влажности от этих элементов так отчетливо прослеживается на графике, что подробные объяснения к нему вряд ли необходимы.
Точка 207. Динамика влажности каштановой почвы, развитой на плоской вершине увала, имеет заметно иной характер. Механический состав почти по всему профилю глинистый. Растительность здесь-верблюжья колючка и солодка, единичны каперцы. В прошлом участок находился под посевом зерновых культур.
Для большей части профиля (50-200 см) с сентября 1952 г по январь 1953 г. характерно колебание влажности в пределах 16-17%. Затем, почти по всему профилю до сентября идет дальнейшее иссушение, и влажность снижается до 13-14%.
Следует отметить, что в точке 207 особенно сильно изменяется влажность самого верхнего 30-40-см слоя почвы. В сентябре 1952 р. в этом же слое влажность почвы была в пределах 5-8%. К осени она несколько повышается (10-15%) и достигает своего максимума зимою-до 25%. Несмотря на то, что в мае-июле выпадает большое количество атмосферных осадков, к этому времени влажность почв, в связи с высокой температурой, значительно уменьшается. В сентябре слой наибольшего иссушения достигает мощности в 40 см, тогда как подобный слой в условиях точки 205 простирался лишь на несколько сантиметров (5-10). Как видно из графиков (рис. 1 и 2), эти точки отличаются друг от друга как величиной, так и мощностью слоя осенне-зимнего промачивания. Общей чертой этих точек является нахождение наиболее иссушенного горизонта почти в период всего года1 в срединных слоях почв (80-150 см), что объясняется транспи рационной способностью растительного покрова
Как указывает И.Н.Бейдеман [1], под солодкой почва сильно затеняется, и расход влаги осуществляется только из глубоких горизонтов почвенного профиля, поэтому срединные слои почв сильнее иссушаются, чем верхние горизонты. В этом явлении не исключена возможность влияния неоднородности механического состава почв.
Рис. 3.Температурные условия, условия увлажнения и хроноизоплеты динамики влажности в лугово-сероземной (остепняющейся почве)
Точка 206 характеризует лугово-сероземную (остепняющуюся) почву, сформированную на очень пологой слабоволнистой равнине, сложенной супесчаными и суглинистыми отложениями конуса выноса р. Гердыманчай. Растительность-много верблюжьей колючки, овсюг, разнообразные злаки (сенокос по перелогу).
Водный режим лугово-сероземной (остепняющейся) почвы имеет импермацидный характер, по терминологии Г.Н.Высоцкого [2]. Это значит, что влага атмосферных осадков промачивает лишь некоторую, сравнительно небольшую часть почвенно-грунтовой толщи, не достигая верхней границы капиллярной каймы грунтовых вод. Между нижней границей зоны промачивания и верхней границей капиллярной каймы лежит толща относительно сухой почвы (па глубине 80-200 см), влажность которой большую часть года составляет 5-8%. Эта сухая толща пронизывается длиннокорневыми сорняками, которые транспирируют имеющееся в этой толще ничтожное количество влаги. Поэтому этот слой почвы на протяжении всего года характеризуется выраженным и устойчивым иссушением (рис. 3).
Под влиянием метеорологических условий, наиболее динамично состояние влажности верхнего слоя мощностью 0-50 (80) см. Периоды повышенной влажности поверхностных горизонтов обусловлены выпадением атмосферных осадков при невысокой температуре. В верхнем слое мощностью 0-50 (80) см влажность в периоды повышенного увлажнения держится в пределах 15-20%. тогда как в периоды иссушения-в пределах 4-8%.
Точка 202. Почва луговая остепненная или лугово-сероземная. Рельеф местности-слабонаклонная равнина. Механический состав-пылевато-иловатый, распределение отдельных фракций по профилю неоднородно. В год наблюдений участок находился под посевом зерновых в орошаемых условиях. По динамике влажности этот участок отличается относительно повышенным содержанием влаги на протяжении всего года в срединных слоях (50-100 см) почвы (рис. 4), что надо связать с илистым механическим составом этого слоя. Кроме того, в этом сказывается и влияние уплотненности этого горизонта, препятствующей проникновению в него корневых систем растений и ограничивающей использование влаги растительностью, находящейся здесь. Большое значение имеет искусственное орошение. При весенних и осенних поливах вода, постепенно просачиваясь в более глубокие слои почв, насыщает эти горизонты. В периоды же повышения температуры, иссушается только верхний горизонт, главным образом пахотный слой почвы. Последнее объясняется тем, что при вспашке почв нарушаются капиллярные ходы, что значительно уменьшает испарение почвенной влаги из более глубоких слоев.
На большую связь режима влажности этой точки с орошением указывает также сильно изменчивая динамика влажности верхнего слоя в летний период. К этому времени в активном слое почв влажность уменьшается до предела гигроскопической влаги.
Точка 203. Луговой солончак характеризуется своей спецификой в отношении динамики влажности. Точка расположена в микропонижении. Почва иловато-пылеватого механического состава. Замечается слоистость. Растительность-петросимония, солерос, сфенопус, местами единичный кермек.
Описываемая почва, как видно из рис. 5, в течение почти всего года отличается насыщенностью влагой по всему профилю (20-35%). Повышенная влажность лугового солончака обусловлена близостью к поверхности грунтовых вод. Устойчивая и высокая степень увлажнения профиля лугового солончака, включая и самую его поверхность, можно сказать, сохраняется и в наиболее сухое и жаркое время года и является его отличительным признаком. Большую часть года влажность верхнего слоя находится в пределах 15-30%.
Средняя величина глубины залегания уровня грунтовых вод-около 80 см от поверхности земли.
Точка 211 расположена на участке в прибрежной зоне с лугово-болотной целинной почвой, сформированной на аллювиально-пролювиальных отложениях, имеет почти по всему профилю глинистый механический состав. Растительность-заросли осоки.
Некоторые особенности динамики влажности по точке 211 легко проследить на рис. 6, где наглядно представлено колебание влажности в зависимости от осадков и испарения. Привлекает внимание то обстоя-
ВЫВОДЫ
1. Ввиду больших зональных различий климатических условий, режим влажности почв Восточной Ширвани и динамика влажности почв обнаруживают черты зонального изменения. Величина влажности в корнеобитаемом слое почв уменьшается от почв коричневых (черноземовидных) к сероземным.
2. Грунтовые воды оказывают большое влияние на водный режим почв: в зависимости от глубины их залегания находятся в значительной степени как динамика влажности, так и абсолютные ее величины. В условиях солончакового участка, в результате неглубокого залегания грунтовых вод, поддерживается постоянная капиллярная связь их с верхними слоями почв. На лугово-болотистых участках, где грунтовые воды залегают глубоко, непосредственное влияние их на водный режим верхней части почвы проявляется весьма слабо и ограничивается, главным образом, нижней частью почвенной толщи.
3. Сложность и многогранность процессов распределения ирригационной воды на орошаемых участках приводит к исключительной сложности и пестроте водного режима почв в условиях орошения, в отличие от районов неорошаемых.
4. Годовой ход динамики влажности почв по отдельным точкам показывает некоторые элементы колебания почвенной влажности и более общего характера. Поверхностный слой почвы исследуемых точек мощностью 0-40 (60) см показывает наибольшую изменчивость в течение года, что объясняется как климатическими условиями местности, так и закономерностями расхода влаги в зависимости от структурных свойств почв и жизнедеятельности растений.
Ряд точек характеризуется глубинным иссушением, наличие которого, очевидно, связано с десукцией растений-фреатофитов, т. е. растений, расходующих воду капиллярной каймы грунтовых вод, В числе таких растений можно отметить солянки, верблюжью колючку, осоку и ряд других.
Все эти выводы основаны на одногодичных наблюдениях. Поэтому приведенные показатели следует считать приближенными. Уточнение их будет произведено в результате дальнейших стационарных наблюдений.