ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ СТАЦИОНАРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ПОЧВ

Приведенные ниже результаты изучения режима влажности почв вы­полняли в теплый период года. Наблюдения начинали непосредственно после снеготаяния (на водоразделе) или освобождения поверхности почв от павод­ковых вод (в поймах) и продолжали до наступления устойчивых заморозков (вторая-третья декады апреля — вторая-третья декады ноября).

При исследовании режима влажности тяжелых слабоводопроницаемых почв применение бурового способа отбора образцов на влажность может стать при­чиной серьезных ошибок, если имеет место интенсивное обводнение поверх­ностного горизонта почв. В этом случае при бурении вода поступает в забой скважины и резко изменяет действительную влажность почв. Поэтому всегда, когда в верхних слоях или непосредственно на поверхности почв с относитель­но водоупорными нижними горизонтами наблюдается верховодка, бурение для отбора проб на влажность проводили с использованием обсадных труб (рис. 5.4).

Обсадку скважин выполняли цилиндром высотой 60 см и диаметром 30 см после отбора проб из верхних слоев мощностью 20—27 см. Затем на поверх­ности почвы делали квадратную прикопку 40 х 40 см, центр которой совпа­дал с осью скважины. На дно прикопки устанавливали обсадной цилиндр, который заглубляли обычно на 20—25 см, чтобы перекрыть водоносный и войти в водоупорный горизонт. Внутри цилиндра зачищали поверхность почвы и продолжали последовательный отбор проб.

Рис. 5.4. Защита скважи­ны от поверхностных вод при отборе проб для оп­ределения влажности в обводненных слабово­допроницаемых тяжелых почвах

Искажения абсолютных значений влажности при бурении во влажные пери­оды без защиты скважин достигают в иллювиальных горизонтах и материнской породе 2—7% или 3—10 (при плотности 1,5 г/см³) объемных процентов.

описанного выше приема защиты скважин.

На обводненных структурных тяжелых почвах обсадка скважин, как правило, не требуется.

В тяжелых гидроморфных почвах одни и те же категории влажности могут иметь различное физио­логическое значение в одноименных горизонтах почв, отличающихся степенью заболоченности, а также в разных слоях одной и той же разновидности.

Так, с усилением заболоченности в их верх­них горизонтах увеличивается влагоемкость и ча­сто существенно уменьшается свободная порис­тость при влажности, равной ППВ. Поэтому, например, при влажности, равной ППВ, в верх­них слоях незаболоченных и глубокооглеенных тяжелых подзолистых почв объем воздухоносных пор остается благоприятным для развития расте­ний, а в дерново-глеевых почвах исключается нор­мальное развитие корневых систем подавляющего числа культурных растений. В связи с этим боль­шое значение в экологическом отношении приоб­ретают сведения о динамике воздухоносной пори­стости почв. Следует, однако, отметить, что метод изображения режима влажности с помощью хро- ноизоплет и категорий влажности при всей нагляд­ности и простоте исключает возможность оценки воздухоносной пористости почв. Поэтому данные по динамике влажности следует дополнять материа­лами, отражающими динамику воздухоносных пор.

При оценке экологических особенностей рассматриваемых почв было принято, что горизонты с объемом воздухоносных пор 6—8% и более благо­приятны для растений, если вышележащие слои почвенного профиля имели более высокое содержание воздухоносных пор. Мощность почвенной тол­щи, в пределах которой таких пор должно оставаться более 6—8% в течение вегетации, определяет глубина распространения основной массы корней.

Кроме того, при установлении зоны благоприятной аэрации учитывали динамичность корнеобитаемой толщи в процессе вегетации. При этом была принята во внимание рекомендация И. Нила [Neal, 1934] о том, что слои с неблагоприятными условиями аэрации могут находиться на 30 см ниже зоны распространения основной массы корней.

Такие косвенные критерии оказались оправданными лишь для почв, которые не имеют местных водоупоров, создающих локальные очаги верхо­водки в корнеобитаемой зоне.

Оценка экологических условий в этих почвах с помощью рассмотренных критериев обычно хорошо совпадала с условиями роста, развития и урожайно­стью сельскохозяйственных растений. В поймах осушение создает особенно благоприятные условия для выращивания овощных культур с глубокой кор­невой системой. Поэтому при исследовании пойменных почв учитывался рост корней наиболее требовательной группы растений — корнеплодов, ко­торые в начале вегетации имеют длину 25—30 см, а в середине и конце — 60—80 см.

Вместе с тем в водораздельных тяжелых почвах, отличающихся низкой пористостью, нередко наблюдалось возникновение двухслойной верховодки в пределах почвенного профиля. Это затрудняло определение зоны, благо­приятной для развития корневых систем растений. Кроме того, когда в по­чвенном профиле не было верховодки, а выпадающие дожди вызывали крат­ковременное уменьшение воздухоносной пористости самых поверхностных слоев ниже 6-8%, подобные, казалось, неблагоприятные условия часто не влияли на урожай растений. Все это позволяет признать, что «критическая» пористость (менее 6—8%) в тяжелых водораздельных почвах далеко не всегда свидетельствует о возникновении неблагоприятных экологических условий. Поэтому в последнем случае предпочтение отдавалось главным образом пря­мым наблюдениям за урожайностью сельскохозяйственных растений и их реакцией на переувлажнение горизонтов почвенного профиля.

Наконец, еще одно принципиальное условие выполнения работ по изу­чению гидрологического режима автоморфных и гидроморфных почв в свя­зи с оценкой их генезиса, агроэкологии, целесообразности осушения, воз­можности сельскохозяйственного и лесохозяйственного использования.

Такие исследования всегда должны быть приурочены к катенам с непре­рывными рядами почв близкого или тождественного генезиса. Например, к подзолистым и подзолисто-болотным почвам, к серым и серым оглеенным, дерново-карбонатным и дерново-глеевым, к пойменным дерновым зернис­тым и дерновым зернистым оглеенным почвам И Т.Д.

Эти почвы должны обладать однородным и сопоставимым грануломет­рическим составом всех горизонтов профиля. Кроме того, они, безусловно, должны быть приурочены к почвообразующим породам одного и того же генезиса и близкого или тождественного гранулометрического состава.

Исходя из этих положений нами [Зайдельман, 1985] на территории Евро­пейской части Нечерноземной зоны была организована сеть эколого-мелиора­тивных почвенно-гидрологических стационаров, на которых выполняли мно­голетние исследования водного режима почв разной степени заболоченности, их продуктивности в годы разной влажности и целесообразности осушения. На основе этих эколого-гидрологических наблюдений были разработаны диагнос­тика и классификация почв по степени их заболоченности. Кроме того, создан­ные стационары использовали и для одновременного изучения эффективности гидротехнических и агромелиоративных мероприятий на почвах разного гене­зиса, гранулометрического состава и степени заболоченности.

Ниже приведен перечень таких стационаров. Эти сведения представляют определенный интерес в тех случаях, когда необходимо обнаружить данные о свойствах и режимах почв разного генезиса и состава, их мелиоративной оценке, эффективности гидротехнических, агромелиоративных и агрономи­ческих мероприятий в конкретных природных условиях определенного аг­роландшафта.

Наиболее интересные данные, полученные при выполнении этих мно­голетних исследований, нашли отражение в настоящем учебнике.

Список эколого-мелиоративных почвенно-гидрологических стационаров

1. Рузский стационар. Московская область. Покровно-моренный ландшафт. Тя­желосуглинистые и глинистые почвы подзолистого и болотно-подзолистого ти­пов на тяжелых лессовидных породах.

2. Волоколамский стационар. Московская область. Покровно-моренный ландшафт. Легко- и среднесуглинистые почвы подзолистого и болотно-подзолистого типов на суглинистых лессовидных породах.

3. Коломенский стационар. Московская область. Покровно-моренный ландшафт. Суглинистые и тяжелосуглинистые серые и серые оглеенные почвы на суглини­стых лессовидных породах.

4. Стационар «Витка». Новгородская область. Озерно-ледниковый ландшафт. Гли­нистые дерново-подзолистые и болотно-подзолистые почвы на тонкослоистых ленточных бескарбонатных глинах.

5. Веригинский стационар. Московская область. Моренно-зандровый ландшафт:

а) песчано-супесчаные почвы подзолистого и болотно-подзолистого типов на маломощном двучлене, подстилаемые суглинистой карбонатной мореной;

б) песчано-супесчаные почвы подзолистого и болотно-подзолистого типов на среднемощном двучлене, подстилаемые суглинистой карбонатной мореной.

6. Мещерский стационар. Московская область. Флювиогляциальный зандровый ландшафт. Супесчано-песчаные бурые оподзоленные почвы и почвы подзолис­того и болотно-подзолистого типов на мощных песчаных флювиогляциальных отложениях.

7. Раменский стационар. Московская область. Пойменный ландшафт южнотаеж­ной подзоны. Тяжелосуглинистые и глинистые пойменные темно-бурые и тем­но-бурые оглеенные почвы южной тайги на глинистом аллювии.

8. Рождественский стационар. Тульская область. Пойменный ландшафт зоны ши­роколиственных лесов. Тяжелосуглинистые и глинистые пойменные дерновые, луговые насыщенные и луговые карбонатные почвы на глинистом аллювии.

9. Стационар «Ивакинские пашни». Кировская область. Цокольный ландшафт. Тяжелосуглинистые дерново-карбонатные выщелоченные, оглеенные и пере­гнойно-глеевые почвы на глинистом элюво-делювии красноцветных пермских карбонатных пород.

10. Порецкий стационар. Московская область. Моренный ландшафт. Тяжелосугли­нистые дерново-сильноподзолистые глеевые почвы на кислой тяжелосуглинис­той морене.

11. Спас-Клепиковский стационар. Рязанская область. Полесский (флювиогляци­альный) ландшафт. Супесчано-песчаные бурые оподзоленные псевдофибровые, дерново-подзолистые, торфяные почвы, пирогенные образования и пирогенно измененные торфяные почвы на мощной толще флювиогляциальных песков.

12. Рязанский стационар. Рязанская область. Вторая терраса р. Оки. Чернозем вы­щелоченный и черноземовидные подзолистые оглеенные почвы на карбонат­ных и бескарбонатных тяжелых лессовидных суглинках.

13. Анадырский стационар. Чукотка. Аласный ландшафт. Торфянисто-глеевые, дер­новые слоистые оглеенные, поверхностно-глеевые мерзлотные почвы.

14. Балахоновский стационар. Ставропольский край. Мочарный ландшафт. Черно­зем обыкновенный, засоленные и слитые почвы на аллювиальных и покровных лессовидных отложениях на элювии майкопских глин.