Фильтрация и водоудерживающая способность

Существенное значение при оценке генезиса рассматриваемых почв, их агрономических и мелиоративных особенностей имеют сведения о водопро­ницаемости. Наиболее высокие значения водопроницаемости были обнару­жены у чернозема обыкновенного.

Профиль этой почвы по всей глубине отличается высокой общей пористостью (более 50%), высокой и одинаковой водопроницаемостью пахотного и подпахотного горизонтов Кф = 0,95— 1,10 м/сут в толще мощностью 0—70 см (рис. 14.8). Резкое увеличение плот­ности сложения лугово-черноземной поверхностно-глееватой почвы (табл. 14.19) глубже 45—50 см послужило причиной значительного (на поря­док) снижения коэффициента фильтрации (с 3,1 до 0,3 м/сут). Эти особен­ности определяют формирование в весенний период избыточно-увлажнен­ного поверхностного горизонта во время неглубокого залегания грунтовых вод (130—150 см). Восходящая капиллярная кайма в этих условиях достигает уплотненного и слабоводопроницаемого горизонта, который приобретает свой­ства водоупора. Талые снеговые и дождевые воды, легко просачиваясь сквозь пахотный слой (Кф = 3,1 м/сут), аккумулируются на контакте с водоупором и формируют верховодку. Это явление — формирование уплотненных горизон­тов, застой влаги и переувлажнение почв — весьма широко распространено на Северном Кавказе. Так, К.Х. Кирсанов (1986) в предлесной зоне Северной Осетии описал почвы с повышенной плотностью сложения подпахотных

Рис. 14.8. Вертикальная филь­трация почв степных и мочар­ных ландшафтов:

А — Кф пахотного слоя (0-20 см); Б— Кф подпахотного слоя (30- 40 см). Почвы: 1 — чернозем обык­новенный; 2 —чпугово-черноземная поверхностно-глееватая; 3 — чер­ноземно-луговая солончаковатая глеевая

Таблица 14.19

Плотность твердой фазы, плотность и обідав пористость почв степных и мочарных ландшафтов. Ставропольский край. Кочубеевский район.

Балахоновский почвенно-гидрологический стационар

№ разреза, почва Глубина,

см

Плотность твердой фазы Плотность

почвы

Общая

пористость, %

г/см 3
1. Чернозем обыкновенный 0-10 2,61 1,14 56,3
10-20 2,64 1,30 50,8
28-35 2,67 1,32 50,6
35-50 2,70 1,31 51,5
50-80 2,70 1,33 50,7
80-100 2,72 1,34 50,7
100-120 2,71 1,33 50,9
120-150 2,70 1,32 51,1
3. Лугово-черноземная поверх­ 0-10 2,59 1,23 52,5
ностно-глееватая 10-20 2,60 1,23 62,7
20-50 2,77 1,42 46,8
50-78 2,73 1,45 46,9
78-130 2,74 1,76 35,8
130-150 2,78 1,77 36,3
4. Черноземно-луговая солонча­ 3-10 2,64 1,29 51,1
коватая глеевая (на галечнике) 10-20 2,69 1,41 47,6
20-30 2,74 1,43 47,8
30-40 2,75 1,45 47,3
40-60 2,76 1,39 49,6
60-80 2,78 1,44 48,2
80-100 2,77 1,46 47,3
5. Черноземно-луговая солонча­ 0-10 2,61 1,42 45,6
коватая (1-й год осушения) (на 10-20 2,65 1,41 46,8
галечнике) 20-40 2,67 1,21 54,7
40-60 2,71 1,35 50,2
60-80 2,75 1,37 50,2
80-100 2,75 1,45 47,3

горизонтов (1,46—1,48 г/см3) и невысокой пористостью (43-44%), на кото­рых в весенний период формируется верховодка.

Почвы мочарных ландшафтов существенно отличаются по плотности и пористости.

Чернозем обыкновенный характеризуется почти однородной и высокой пористостью всего профиля (50% и более). Глееобразование явилось причи­ной резкого изменения плотности лугово-черноземной поверхностно-глее- ватой почвы, снижения пористости с глубиной (в слое 0-20 см — 63%, в более глубоких СЛОЯХ — 36—46%).

Черноземно-луговые солончаковатые глеевые почвы на галечниках ха­рактеризуются примерно одинаковыми значениями плотности и общей по­ристости. Однако осушенная черноземно-луговая солончаковатая остаточ­но-глеевая почва отличается несколько повышенной общей пористостью, что связано, по-видимому, с более тяжелым гранулометрическим составом. По мере осушения этих почв пахотный горизонт растрескивается на глубину до 30 см и глубже на плотные (1,4 г/см3) и твердые глыбы (табл. 14.19).

Таким образом, почвы поверхностного заболачивания мочарных ланд­шафтов характеризуются повышенными значениями плотности пахотных го­ризонтов (1,23—1,42 г/см3), а грунтового — уплотненными глубокими гори­зонтами (1,45-1,77 г/см3).

Неблагоприятной водопроницаемостью обладают черноземно-луговые солончаковатые глеевые почвы (разрез 4). Происходящие в них процессы усадки и набухания, длительного оглеения и диспергации привели к замет­ному уплотнению пахотного горизонта и резкому снижению фильтрации.

Установлено, что благоприятной пористостью обладает только чернозем обыкновенный, в котором влагопроводящие поры по всему профилю со­ставляют 45—51% от общего объема пор, занятых водой. Именно эта катего­рия пор определяет скорость и направление движения воды в насыщенной почве [Воронин, 1984].

В их распределении по профилю лугово-черноземной поверхностно-гле- еватой почвы наблюдается резкое уменьшение содержания пор, способных пропускать капиллярную и капиллярно-гравитационную влагу с глубины 35 см и ниже.

Крайне неблагоприятными физическими свойствами отличаются чер­ноземно-луговые солончаковатые глеевые почвы. Для них характерны низ­кое содержание влагопроводящих пор в поверхностном слое и увеличение их содержания с глубиной. Обращает внимание дифференциация собствен­но пахотного слоя почв мочаров в результате осушения. Вследствие часто меняющихся состояний набухания и усадки происходит нарушение есте­ственной структуры почвы, что приводит к изменению распределения пор по размерам. В первую очередь наблюдается уменьшение содержания пор аэрации и инфильтрации.

Рассмотрим сравнительную оценку некоторых агрофизических свойств их пахотного слоя.

Влажность почвы при уммв соответствует влажности разрыва капилляр­ной связи (ВРК) [Воронин, 1984] и соответствует нижнему пределу опти­мальной влажности для роста и развития растений. Наиболее высокие зна­чения ВРК свойственны черноземно-луговым солончаковатым глеевым почвам (27,5—31,5%). Для чернозема обыкновенного и лугово-черноземной поверхностно-глееватой почвы эта граница является более низкой (23%). При этих же значениях влажности наблюдается и способность у почв к при­липанию. Черноземно-луговые солончаковые глеевые почвы обладают бо­лее высокой водоудерживающей способностью. Для того чтобы влажность понизилась от ПВ до МКСВ (на 5-8%), требуется приложить давление (pF = 2,54). Для чернозема обыкновенного и лугово-черноземной поверхно­стно-глееватой почвы при этом же давлении влажность уменьшается на 15- 16%. Поэтому черноземно-луговые солончаковатые глеевые почвы длитель­ное время способны находиться в сыром и вязком состоянии. Эти почвы об­ладают и более узким диапазоном оптимальной влажности — от предельной полевой влагоемкости (ППВ) до ВРК. У черноземно-луговых солончаковатых глеевых почв он составляет 16—18%, а у чернозема обыкновенного и лугово­черноземной почвы — 24-25% (табл. 14.20).

Таблица 14.20

Виды влагоемкости почв степных и мочарных ландшафтов (% от объема пор, занятых водой). Ставропольский край. Кочубеевский район.

Балахоновский стационар

№ разреза, почва Глубина, см Влажность, % от массы
МАВ ммв мксв
1. Чернозем обыкновенный 0-28 8,0 23,0 30,5
50-80 7,5 25,0 32,0
100-120 7,0 20,5 27,0
120-150 7,0 22,0 27,5
2. Лугово-черноземная поверхностно- 0-25 6,5 23,0 30,5
глееватая 25-35 7,0 25,0 28,0
35-50 6,5 24,0 28,5
78-130 6,0 21,0 24,5
130-150 6,0 23,0 26,5
4. Черноземно-луговая солончаковатая 3-30 6,5 27,5 33,0
глеевая 40-60 6,0 25,0 31,5
60-80 6,5 24,5 29,5
5. Черноземно-луговая солончаковатая 0-10 9,0 31,0 38,0
(1-й год осушения) 20-30 9,0 31,5 42,5
60-80 8,0 28,0 34,5

14.3.1.

<< | >>
Источник: Зайдельман Ф.Р.. Генезис и экологические основы мелиорации почв и ландшафтов: учебник. — М.: КДУ,2009. — 720 с.. 2009

Еще по теме Фильтрация и водоудерживающая способность:

  1. 24. количественная и качественная характеристика способностей. Структура способностей. Общие и спец. Способности. Возможности компенсации способностей.
  2. 23. понятие о способностях. Концепция происхождения способностей. Способность и деятельность.
  3. Национальная фильтрация явлений
  4. Фильтрация и очищение данных
  5. IV О СПОСОБНОСТИ СУЖДЕНИЯ КАК АПРИОРНО ЗАКОНОДАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ
  6. 3.5. Обратная проекция с фильтрацией
  7. Теорема 14. Человеческая душа способна к восприятию весьма многого и тем способнее, чем в большее число различных состояний может приходить ее тело.
  8. Фильтрация исходного временного ряда.
  9. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ПОЧВ ГУМИДНЫХ ЛАНДШАФТОВ
  10. Влияние естественной и искусственной кольматации на фильтрацию воды из новых и длительно действующих каналов, проложенных в галечниковом аллювии