ВТОРИЧНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ И ИХ ЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ДРЕНАЖА

Принятые в настоящее время методы расчета осушительных систем час­то не учитывают вторичные изменения водно-физических свойств (порис­тости, водоотдачи, фильтрации идр.) заболоченных и болотных почв после осушения.

Вместе с тем К.П. Лундин (1964) установил, что низинные болотные почвы Белоруссии, имевшие до осушения Кф = 2—7 м/сут, после мелиора­ции и освоения быстро снижают фильтрацию до 1—0,3 м/сут в толще торфа выше дрен. Аналогичные данные получены и другими исследователями. Та­ким образом, после осушения фильтрация в торфяных почвах уменьшается на порядок или более. Поэтому междренные расстояния, принятые по ис­ходным фильтрационным свойствам торфяных почвогрунтов, нередко ока­зывались завышенными.

Вторичные изменения фильтрации и других физических свойств мине­ральных оглеенных почв изучены менее полно, чем торфяных. Однако и в этом случае после осушения значительно изменяются их водно-физические свойства, влияющие на работу дренажа.

Эти изменения связаны с различными причинами. Прежде всего непос­редственно после осушения интенсивно растрескиваются суглинистые и гли­нистые почвы. Вероятно, наиболее отчетливо это явление выражено в кар­бонатных почвах или в почвах, формирующихся на карбонатных, а также на сильно набухающих породах, обогащенных минералами монтмориллонито- вой группы.

Из осушенных почв с дренажным стоком выносятся тонкие фракции мелкозема (ил и мелкая пыль, частицы < 0,001—0,005 мм). Это явление было описано еще в 1931 г. Л.П. Розовым при изучении вторичных изменений тяжелых оглеенных дерново-подзолистых почв в результате дренажа.

В результате окисления оглеенных горизонтов происходит агрегирова­ние почвенного мелкозема. Интенсивность последнего определяется содер­жанием в почвах железа, алюминия, кальция, органического вещества. По­этому очевидна тесная связь этого процесса с генезисом почв. Однако в почвах одного и того же генезиса с элювиально-иллювиальным профилем степень агрегированности и водопроницаемость тесно связаны с уровнем агротехники.

Интересные сведения о вторичном изменении физических свойств почв приводят Л. Лейтон и А. Джейдав [Leyton, Jadav, 1960]. Эти исследователи изучали в районе Оксфорда на небольших монолитах гранулометрический и агрегатный состав, пористость, вертикальную и боковую фильтрацию гли­нистых почв, осушенных гончарным дренажем, и сопоставляли их свойства со свойствами недренированных почв. Было установлено, что в результате осушения в 2-3 раза увеличиваются объем влагопроводящих пор и водопро­ницаемость почв. И.Ф. Лутц [Lutz, 1960] в США на одном и том же участке

Таблица 4.9

Изменение содержания водопрочных агрегатов (> 1 мм) и водопроницаемости пахотного горизонта дерново-подзолистой глееватой суглинистой почвы под влиянием дренажа и окультуривания

[Миляускас, 1974]

с большой повторностью экспериментально показал, что в глинистых по­чвах через 2-3 года после осушения повышается в 2—3 раза число влагопро­водящих пор.

П. Лейтон и А. Джейдав, И.Ф. Лутц, В. Шоненберг и П. Лоренц иссле­довали преимущественно верхнюю 50—60-сантиметровую толщу тяжелых почв и описали происходящие в них изменения после осушения на основании лабораторного изучения небольших монолитных образцов. Основные выво­ды, сделанные этими авторами, совпадают с результатами полевых исследо­ваний всей осушаемой толщи в целом, предпринятых Л.П. Розовым (1931), И.М. Кривоносовым (1952), П.Б. Свиклисом (1958), Е. Андрияускайте (1961), В.В. Миляускасом (1963) идр. Установлено, что влияние осушения в этом случае оказывается, во-первых, не столь однозначным, как для торфяных почв, и, во-вторых, обнаруживается тесная связь происходящих изменений с генезисом и составом минеральных почв.

Данные Е. Андрияускайте и В.В. Миляускаса об изменении фильтрации некоторых минеральных почв после осушения приведены в табл. 4.10.

При этом наблюдается определенная связь происходящих изменений с генезисом почв. Так, коэффициент фильтрации суглинистых дерновых вы­щелоченных и дерново-подзолистых глееватых почв с поверхности был ра­вен соответственно до осушения 1,99 и 0,10 м/сутки, после осушения — 2,65 и 0,71 м/сутки. В подпахотном слое эти значения составляли до осушения 1,15 и 0,09 м/сутки, после дренажа — 2,56 и 0,14 м/сутки. Таким образом, иллювиальные горизонты суглинистых подзолистых почв после осушения сохраняют свои водоупорные свойства, тогда как водопроницаемость дерно­вых выщелоченных почв после осушения, напротив, значительно возрастает во всех горизонтах профиля.

В глинистых дерново-подзолистых почвах в отличие от почв подзолис­того типа более легкого гранулометрического состава изменения водопро­ницаемости несущественны (0,015 до осушения и 0,04—0,06 м/сутки после осушения).

Следует отметить, что эти изменения получены в середине междренных полос. Вместе с тем удаленность от дрен оказывает большое влияние на абсолютные значения этих изменений (табл. 4.11).

В дерново-подзолистых тяжелых и песчаных почвах, как показал И.М. Кри­воносое, удаленность от дрен не оказывает какого-либо отчетливого влияния Таблица 4.10

* Значения коэффициента фильтрации даны для середины междренных полос.

Изменение коэффициента фильтрации заболоченных почв под влиянием осушения (по данным исследований в Литве)

Таблица 4.11

Водопроницаемость (м/сут) горизонта А осушенных минеральных почв на различном расстоянии от дрен*

[Андрияускайте, 1961]

на фильтрацию пахотного и подпахотного слоев.

Можно предполагать далее, что в элювиальных горизонтах легких почв после осушения в результате быстрого разложения органического вещества, выноса коллоидов с дренажными водами, обезвоживания и других причин могут ухудшиться физические свойства: увеличатся плотность и твердость, уменьшится пористость и, как следствие, снизится водопроницаемость (табл. 4.12).

Таблица 4.12

Плотность, пористость и твердость неосушенных и осушенных легких почв. Западная часть Украинского полесья

[Олейник, 1974]