Коллективом ученых выявлены современные особенности режима влажности почв южных районов Западной Сибири (Ишимской степи, Барабинской лесостепи, Буготакского мелкосопочника). Оказалось, что эти особенности типичны для последних десятилетий, которые характеризуются преобладанием снежных и многоснежных зим с относительно высокими средними температурами воздуха и близким к земной поверхности залеганием грунтовых вод.
- За время работы по проекту установлены основные параметры аккумуляции влаги в почвах южной части Сибири в результате их сезонного промерзания: ее объем, положение зоны сезонного накопления влаги в профиле почв и подпочвенных пород, основные факторы этого процесса. В частности, важными факторами зимнего вертикального перераспределения почвенно-грунтовой влаги и ее скопления в сезонно промерзающем слое выступают глубина проникновения отрицательных температур вглубь почвенно-грунтовой толщи, положение почв в рельефе, исходная влажность почв и подпочвенных пород. Так, например, в пределах одного и того же района в зависимости от положения почвы в рельефе объем намерзания влаги различается. В тяжелосуглинистых почвах плакорных (выровненных участков местности с глубоким залеганием грунтовых вод) местоположений за зимний сезон может скопиться до 30 мм влаги. В отрицательных формах рельефа (то есть в микро- и мезопонижениях) объем намерзания влаги в таких же тяжелосуглинистых почвах в связи с более близким к земной поверхности положением грунтовых вод составляет 35-40 мм. Основная масса влаги скапливается в промежутке глубин от 0,8 до 1,5 м. Поэтому для восполнения запасов доступной растениям влаги в почвах плакорных участков этот процесс существенного значения не имеет. В почвах с близким к земной поверхности залеганием грунтовых вод послевегетационный дефицит влаги в верхнем метровом слое может восполняться на 30 (в тяжелосуглинистых почвах) и даже на 80 мм (в песчаных почвах). Однако, весной эта намерзшая влага, оттаивая, способствует задержке прогревания верхнего метрового слоя почвы, т.е. основного корнеобитаемого слоя на посевах зерновых культур, на 7-10 дней, предопределяя сокращение и без того непродолжительного периода активной вегетации растений на юге Сибири. Кроме того, намерзание влаги приводит к снижению общего объема пор в почвах, а в порах содержится воздух, необходимый для функционирования корневых систем культурных растений. Экспериментальным путем уточнено, что влага зимой поднимается из подпочвенных осадочных отложений в нижние влажные горизонты почв в основном в жидком виде, перенося с собой растворенные вещества. В теплый промежуток года часть этой намерзшей влаги испаряется, а легкорастворимые вещества, содержавшиеся в испарившейся влаге, остаются на месте – в слое ее зимнего скопления. Таким образом, в результате циклических процессов промерзания и прогревания, сопровождающихся криогенной аккумуляцией влаги и ее частичным испарением при оттаивании, концентрация растворимых соединений в местах намерзания влаги может увеличиваться. Но этот вопрос требует дальнейших исследований, - рассказал Юрий Васильевич.
- Экспериментальным путем в лабораторных условиях было установлено, чем выше исходная влажность почвенно-грунтовой толщи, тем больше влаги скапливается в слое сезонного промерзания. Другой фактор, влияющий на объём намерзания влаги – гранулометрический состав почв и грунтов. Например, в тяжелых почвенно-грунтовых толщах (в тяжелосуглинистых и легкоглинистых) в зависимости от исходного увлажнения объем намерзания составляет 10 - 40 мм, в легких, например, в песчаных почвах и грунтах – от 5 до 80 и даже до 100 мм.
Полученные данные разумно учитывать при проведении сельскохозяйственных работ на юге Западной Сибири.
- Сезон активной ветегации в Западной Сибири характеризуется ограниченной продолжительностью (100-110 суток). Этого достаточно для выращивания яровых зерновых, но для более теплолюбивых культур тепла не хватает. Поэтому для растениеводства было бы выигрышнее, если бы объем намерзания влаги в почвах с близким к земной поверхности залеганием грунтовых вод уменьшился – на ее прогревание тратится часть и без того ограниченного тепла. Первопричина этого феномена – повышенная влажность нижних горизонтов почв и подпочвенных толщ пород, обусловленная высоким положением грунтовых вод. Следовательно, уровень этих вод важно понизить, - считает Юрий Васильевич Кравцов.
Для снижения уровня грунтовых вод, по мнению Юрия Васильевича, эффективным может быть увеличение в структуре севооборота доли многолетних трав, что не требует больших финансовых вложений. Многолетние травы полнее используют ресурсы почвенно-грунтовой влаги и иссушают почвенный профиль на глубину 2,5 метра (в то время как яровые зерновые культуры – до 1 метра), способствуя тем самым понижению грунтовых вод.
Помимо затронутых вопросов, в процессе работы над проектом составлены числовые и физические модели термоградиентного передвижения почвенной влаги с учетом особенностей гранулометрического состава, исходной влажности и температуры почв, величин температурного градиента.
Виталий Соловов
30 октября эксперты НГПУ выступили на научно-образовательной сессии «Наука педагогического университета для региональной системы образования: опыт НГПУ по взаимодействию с базовыми площадками региона».
