Н. А. Муромцев1, Н. А. Семенов2, Ю. А. Мажайский3, К. Б. Анисимов1
1Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 119017, Москва, Пыжевский пер. 7, стр. 2
2 Всероссийский научно-исследовательский институт кормов им. В.Р. Вильямса, 141055, Московская область, Лобня
3ООО “Мещерский научно-технический центр”, Рязань, ул. Типанова, 7
Экспериментальными исследованиями установлены соотношения инфильтрации и испарения грунтовых вод в дерново-подзолистой почве, которые составляют для среднезасушливых условий атмосферного увлажнения 0.3–0.6, среднемноголетних 2.6–2.9 и средневлажных 2.6–2.9. Потери калия, кальция, магния, цинка и марганца под злаковым травостоем составили соответственно 0.95, 89.0, 37.7, 1.42 и 1.40 кг/га в год. С капиллярным подпитыванием возвращается в корнеобитаемый слой дерново-подзолистой почвы 0.19 кг/га калия или 20% от потерь с инфильтрацией атмосферных осадков, затем следуют марганец (16.4% от потерь), кальций (15.0%), цинк (13.4%) и замыкает ряд магний (9.0%). Показано, что испарение влаги с поверхности почвы при близком стоянии к поверхности грунтовых вод приводит к разрыву капиллярных связей. С увеличением мощности монолита почвы в лизиметре объемы инфильтрации влаги и выноса нитратов уменьшаются под обоими видами травостоя (злакового и бобово-злакового).
Ключевые слова: внутрипочвенный влагообмен, грунтовые воды, капиллярная кайма, лизиметры, химические элементы, инфильтрация, испарение грунтовых вод, потоки влаги.
Regularities in accumulation, loss and return of water and chemical substances during the water exchange in soil
N. A. Muromtsev1, N. A. Semenov2, Yu. A. Mozhaisky3, K. B. Anisimov1
1V. V. Dokuchaev Soil Science Institute of Russian Academy of Agricultural Sciences, 119017, Moscow, Pyzhevskii, 7
2Russian Fodder Institute named after R.V. Wiliams, 141055, Lobnya in the Moscow region
3OOO “Meshcherskii nauchno-tekhnicheskii tsentr”, Ryazan', ul. Tipanova, 7
The experimental studies permitted to determine the ratio between infiltration and transpiration of the ground water in a soddy podzolic soil, that accounts for 0.3-0.6 under dried conditions of atmospheric moistening, 2.6-2.9 as an average value for many years and 2.6-2.9 under moderately wet conditions. The loss of potassium, calcium, magnesium, zinc and manganese under the grass stand was calculated as 0.95, 89.0, 37.7, 1.42 and 1.40 kg/ha/yr respectively. Due to capillarity the root layer of this soil receives 0.19 kg/ha of potassium or 20% from its loss with water infiltration, 16.4% of magnesium, 15.0% of calcium, 13.4% of zinc and 9.0% of manganese. It is shown that the water transpiration in case of the close underground water level leads to rupture of capillary links. With increasing the soil thickness in lysimeter the water infiltration and the nitrate leaching become declined both under grass and bean-grass stands.
Keywords: water exchange in soil, ground water, capillary fringe, lysimeter, chemical elements, infiltration, transpiration, water flow.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. 436 с.
2. Методические рекомендации по проведению лизиметрических исследований водного, солевого и пищевого режимов почв на многолетних травах. М., 1979, 36 с.
3. Муромцев Н.А. Мелиоративная гидрофизика почв. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 272 с.
4. Муромцев Н.А. Формирование и состояние влаги в капиллярной кайме дерново-подзолистой почвы при восходящем потоке грунтовых вод // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2005. Вып. 57. C. 50–56.
5. Муромцев Н.А., Семенов Н.А. Потери и возврат химических веществ в почвах при инфильтрации и подпитывании грунтовыми водами// Почвоведение. 2005. № 2. С. 457–463.
6. Муромцев Н.А., Коваленко П.И., Семенов Н.А., Мажайский Ю.А., Яцык Н.В., Шуравилин А.В., Воропай Г.В., Анисимов К.Б., Коломиец С.С. Внутрипочвенный влагообмен, водопотребление и водообеспеченность многолетних культурных травостоев. Рязань, 2013. 300 с.
7. Панов Г.А. Водный режим чернозема и мелиогенных почв. Челябинск: Изд-во ЧелГУ, 2011. 157 с.
8. Пыленок П.И., Сидоров И.В. Природоохранные мелиоративные режимы и технологии. М., 2004. 323 с.
9. Роде А.А. Избр. тр. Т. 4. М., 2009. 597 с.
10. Семенов Н.А., Муромцев Н.А., Абрамчик А.А. Инфильтрационный сток и потери азота на сеяных травостоях в зависимости от условий их формирования // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева 2002. Вып. 56. С. 39–43.
11. Семенов Н.А., Муромцев Н.А., Сабитов Г.А., Коротков Б.И. Лизиметрические исследования в луговодстве. М., 2005. 498 с.
12. Семенов Н.А., Муромцев Н.А. Влияние запаханной дернины на продуктивность трав и инфильтрационные потери химических элементов // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2006. Вып. 58. С.39–44.
13. Шишов Л.Л., Муромцев Н.А., Большаков В.А., Орлова Л.П. Исследование режима влаги и химических веществ в агроландшафтах южной тайги. М.: Изд-во РАСХН, 2001. 229 с.
14. Шуравилин А.В., Панов Г.А., Муромцев Н.А.. Вводно-солевой баланс ирригационно-гидроморфных почв Южного Урала в зависимости от уровня грунтовых вод и водообеспеченности осадками // Теоретические и прикладные проблемы агропромышленного комплекса. 2011. № 3. С. 57–62.
15. Meissner R., Rupp H., Seeger J., Ollesch G., Gee G.W. A comparison of Water flux measurements: passive Wick-samplers versus drainage lysimeters // European J. Soil Science. 2010. Vol. 61. P. 609–621.
16. Weihermüller L., Siemens J., Deurer M., Knoblauch S., Rupp H., Göttlein A., Pütz T. In situ soil Water extraction: a review // J. of Environmental Quality. 2007. Vol. 36. P. 1735–1748.
REFERENCES
1. Arinushkina E.V. Rukovodstvo po khimicheskomu analizu pochv, Moscow, 1970, 436 p.
2. Meissner R., Rupp H., Seeger J., Ollesch G., Gee G.W. A comparison of Water flux measurements: passive Wick-samplers versus drainage lysimeters, European J. Soil Science, 2010, Vol. 61, pp. 609–621.
3. Metodicheskie rekomendatsii po provedeniyu lizimetricheskikh issledovanii vodnogo, solevogo i pishchevogo rezhimov pochv na mnogoletnikh travakh. Moscow, 1979, 36 p.
4. Muromtsev N.A. Formirovanie i sostoyanie vlagi v kapillyarnoi kaime dernovo-podzolistoi pochvy pri voskhodyashchem potoke gruntovykh vod, Byulleten' Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2005, Vol. 57, pp. 50–56.
5. Muromtsev N.A. Meliorativnaya gidrofizika pochv. Leningrad, 1991, 272 p.
6. Muromtsev N.A., Kovalenko P.I., Semenov N.A., Mazhaiskii Yu.A., Yatsyk N.V.,Shuravilin A.V., Voropai G.V. Anisimov K.B., Kolomiets S.S. Vnutripochvennyi vlagoobmen, vodopotreblenie i vodoobespechennost' mnogoletnikh kul'turnykh travostoev, Ryazan', 2013, 300 p.
7. Muromtsev N.A., Semenov N.A. Poteri i vozvrat khimicheskikh veshchestv v pochvakh pri infil'tratsii i podpityvanii gruntovymi vodami, Eurasian Soil Science, 2005, No. 2, pp. 457–463.
8. Panov G.A. Vodnyi rezhim chernozema i meliogennykh pochv, Chelyabinsk, 2011, 157 p.
9. Pylenok P.I., Sidorov I.V. Prirodookhrannye meliorativnye rezhimy i tekhnologii, Moscow, 2004, 323 p.
10. Rode A.A. Izbrannye trud, T. 4, Moscow, 2009. 597 p.
11. Semenov N.A., Muromtsev N.A. Vliyanie zapakhannoi derniny na produktivnost' trav i infil'tratsionnye poteri khimicheskikh elementov, Byulleten' Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2006, Vol. 58, pp. 39–44.
12. Semenov N.A., Muromtsev N.A., Abramchik A.A. Infil'tratsionnyi stok i poteri azota na seyanykh travostoyakh v zavisimosti ot uslovii ikh formirovaniya, Byulleten' Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2002, Vol. 56, pp. 39–43.
13. Semenov N.A., Muromtsev N.A., Sabitov G.A., Korotkov B.I. Lizimetricheskie issledovaniya v lugovodstve, Moscow, 2005, 498 p.
14. Shishov L.L., Muromtsev N.A., Bol'shakov V.A., Orlova L.P. Issledovanie rezhima vlagi i khimicheskikh veshchestv v agrolandshaftakh yuzhnoi taiga, Moscow, 2001, 229 p.
15. Shuravilin A.V., Panov G.A., Muromtsev N.A.. Vvodno-solevoi balans irrigatsionno-gidromorfnykh pochv Yuzhnogo Urala v zavisimosti ot urovnya gruntovykh vod i vodoobespechennosti osadkami, Teoreticheskie i prikladnye problemy agropromyshlennogo kompleksa, 2011, No. 3, pp. 57–62.
16. Weihermüller L., Siemens J., Deurer M., Knoblauch p., Rupp H., Göttlein A., and Pütz T. In situ soil Water extraction: a review, J. of Environmental Quality, 2007, Vol. 36, pp. 1735–1748.