Гидротермический режим почвы это

Более 20

От 10 до 20

Менее 1 0

Количество осадков в значительно большей степени изменялось по годам:

Число лег с отклонением, % выше нормы ниже нормы

Следовательно, в разные годы сочетания тепла и влаги в почвах из-за существенных различий в температурах воздуха и количестве выпавших осадков были неодинаковыми.

Гидротермический режим почв складывается под влиянием климатических факторов, определяющих сезонную динамику температуры и влажности почвы, а также зависит от типа почв, наличия и характера растительности, периодичности и интенсивности обработок пахотных почв. Как показало систематическое изучение гидротермического режима целинных и окультуренных торфяных и подзолистых почв, на их гидротермический режим существенно влияет окультуривание (Переверзев, 1962, 1963; Левина, 1969; Семко, Сергеев, 1974; Семко, 1976, 1977, 1980). Об этом можно судить на основании данных, полученных А.П. Семко (1982) при изучении изменения температуры почв на разных угодьях в годовом цикле. Наблюдения проводились на 4 стационарных площадках:

1) в сосняке брусничном на подзолистой песчаной почве; 2) под многолетними травами на такой же почве; 3) на слабоосушенном болоте под естественной растительностью; 4) на хорошо осушенном болоте под многолетними травами. На рис. 21 изоплегами обозначены следующие температуры почвы: -2 °С, О, 5 и 10 °С.

В подзолистой почве под лесом максимальная глубина проникновения отрицательных температур колеблется в разные годы от 40 до 100 см. Интенсивность промерзания почвы зависит от температуры воздуха в холодное время года и от высоты снежного покрова. Максимальная глубина промерзания в марте-апреле. В разные годы в зависимости от суровости зимнего периода глубина промерзания была неодинаковой.

В окультуренной подзолистой почве амплитуда колебания температур в годичном цикле значительно большая, чем в целинной. Это выражается прежде всего в том, что глубины промерзания зимой и проникновения активных температур (более 10 °С) летом в окультуренной почве в течение всех лет большие, чем в целинной. Кроме того, на участке с многолетними травами отмечаются более низкие температуры почвы (ниже -2 °С) в зимнее время, в то время как под лесной рестительностью такая температура в верхней части почвенного профиля бывает не во все годы и распространяется на меньшую глубину. Летом пахотный слой окультуренной почвы сильнее прогревается, чем верхние слои целинной почвы. Так, на глубине 5-10 см в почве под многолетними травами температура может достигать в отдельные годы 20 °С, в то время как в целинной почве такие температуры не отмечаются. Следовательно, окуль-

Рис. 21. Термоизоплеты почв и температуры воздуха.

Почвы: А — подзолистая целинная; Б — та же, окультуренная под многолетними травами; В — торфяная целинная; Г — га же, окультуренная под многолетними травами.

гуренные подзолистые почвы в отличие от целинных характеризуются более контрастным температурным режимом, с большей амплитудой колебания летних и зимних температур в пределах почвенного профиля.

Окультуривание торфяных почв приводит также к заметным изменениям их температурного режима. В целинных почвах глубина промерзания небольшая и колеблется в разные годы от 10 до 20 см. Более глубокому промерзанию целинных торфяных почв препятствует их большая обводненность и высокий снежный покров.

В осушенных почвах отрицательные температуры проникают на значительно большую глубину: в отдельные зимы с наиболее низкими температурами воздуха и сравнительно неглубоким снежным покровом они могут промерзать до 75 см (зима 1971-1972 гг.). Обычная же глубина промерзания окультуренной почвы составляет около 40 см.

Интенсивность прогревания торфяных почв в целинном и окультуренном вариантах в летний период была примерно одинаковой. Можно лишь отметить несколько более глубокое проникновение активных (более 10 °С) температур в первом из них. Как на пашне, гак и на целине в почвенной толще до глубины 160 см в зимнее время температура находится в интервале от О до 5 °С, а в летнее — от 5 до 10 °С. В самых верхних слоях почвы отмечаются более значительные колебания температуры.

Если сравнить температурный режим минеральных и торфяных почв, то можно заметить, что в зимнее время в первых из них отрицательные температуры проникают на большую глубину, а в летнее время они прогреваются более интенсивно. Таким образом, торфяные почвы, особенно окультуренные, характеризуются менее благоприятным температурным режимом в период активной вегетации растений и наиболее интенсивного протекания биохимических процессов.

Водный режим почв складывается под влиянием совокупности факторов, в частности количества осадков, интенсивности испарения, наличия и характера растительности, а в окультуренных почвах еще и под влиянием интенсивности обработок и их периодичности. Для водного режима мелиорированных торфяных почв большое значение имеют норма осушения и эффективность работы осушительной сети.

При окультуривании подзолистых почв происходит значительное изменение режима влажности (Семко, 1982). В результате удаления лесной подстилки, которая играет роль аккумулятора и регулятора влаги в почве, а также под влиянием культурной растительности, особенно многолетних трав, потребляющих много влаги на транспирацию, происходит заметное иссушение корнеобитаемого слоя почвы, наиболее заметное в периоды с недостаточным количеством атмосферных осадков. В целинных почвах значительное снижение влажности в летнее время отмечается только в наиболее засушливые годы.

Наблюдения за режимом влажности целинных и осушенных торфяных почв показали (Переверзев, 1962, 1963; Семко, 1976), что при освоении торфяных почв происходит коренное изменение их водного режима и водно-физических свойств. Только после осушения и окультуривания в почве создаются условия аэрации, необходимые для развития растений. Окультуренные торфяные почвы Кольского полуострова отличаются незначительной сезонной изменчивостью влажности почвы, которая поддерживается на уровне объем, доли 50-70% благодаря довольно высокому уровню грунтовых вод, большому количеству осадков и слабому испарению. Только в экстремально сухие годы динамика влажности проявляется отчетливо как в окультуренных, так и в целинных почвах.

Систематические наблюдения за режимом влажности в разные по метеорологическим условиям годы позволяют выявить особенности водного режима почв в зависимости от гидротермических условий вегетационных периодов. Влажность подзолистой песчаной почвы под многолетними травами (рис. 22) изменяется в течение вегетационного периода под влиянием метеорологических условий и интенсивного потребления влаги растениями. Общей чертой водного режима подзолистой окультуренной почвы под многолетними травами является отсутствие ее сквозного промачивания в летнее время. Однако длительность периода, когда гравитационная влага не проходит сквозь толщу почвы, в разные годы неодинакова. В относительно сухие годы (1972 и 1973) даже весной в верхней части профиля (с глубины 20-30 см) влажность была ниже наименьшей влагоемкости (НВ). С середины июля (а в 1973 г. — с конца июня) почвенная толща имела влажность меньше НВ. В 1972 г. сквозное промачивание вновь наступило в конце сентября после выпадания обильных осадков, а в 1973 г. и до конца наблюдений в этом году влажность почвы была ниже НВ. Отсутствие сквозного промачивания в осеннее время может наблюдаться и в годы не с экстремальными метеорологическими условиями. Так, в 1976 и 1979 гг. влажность почвы в сентябре была также ниже НВ, кроме самого верхнего слоя, где наблюдалось обратное. В более увлажненные годы (1974, 1975 и 1977) осенью, гак же как и весной, наблюдалось сквозное промачивание, г.е. влажность в это время превышала НВ.

В годы с недостаточным количеством осадков в течение вегетационного периода в пахотном слое может наблюдаться дефицит влаги. Этому способствует также большой расход ее на транспирацию, что характерно для посевов многолетних трав при их хорошем развитии. В засушливом 1973 г. был отмечен период (в конце июля-начале августа), когда влажность почвы в верхнем слое была ниже влажности завядания (ВЗ). В другие годы такого явления не наблюдалось, но благодаря интенсивной транспирации влаги растениями в отдельные периоды с недостаточным количеством осадков почва характеризовалась низкой влагообеспеченностью и растения страдали от недостатка влаги.

В годы с влажным вегетационным периодом возможно наступление кратковременного переувлажнения верхнего горизонта почвы, когда влажность превышает НВ. Такое явление наблюдалось в 1974 г. после выпадения большого количества осадков в конце июля-начале августа. В середине вегетационного периода (июль- август) влажность почвы находилась в интервале НВ-ВЗ.

О характере водного режима в течение вегетационного периода можно судить также по данным лизиметрических наблюдений, проведенных нами в 1974 и 1975 гг. Насыпные лизиметры имели площадь 1 м^ и глубину 0.5 м. Лизиметрические воды учитывались по мере их поступления в приемники. Количество лизиметрических вод, проходящих через полуметровую толщу почвы, зависело от метеорологических условий и характера растительности (табл. 30).

Весной, сразу после оттаивания почвы, происходит ее интенсивное промывание талыми водами. В мае и июне наблюдается сквозное промачивание как занятой растительностью почвы, так и находящейся под паром. В июле во всех вариантах лизиметрические воды не поступали, только в 1974 г. в варианте без растений они были обнаружены в незначительном количестве (3 мм). В августе 1974 г. в связи с интенсивным выпадением осадков, как уже отмечалось, почва была достаточно увлажнена, и в варианте без растений началось сквозное промачивание ее полуметровой толщи.

В вариантах с растениями интенсивное поступление лизиметрических вод началось в сентябре 1974 г. и в октябре 1975 г.

Суммарное количество лизиметрических вод, прошедшее через почвенную толщу за год, составляет 150-200 мм в вариантах без растений и 4 0-90 мм в вариантах с растениями. Если сопоставить эти данные с годовым количеством выпавших осадков (с ноября 1974 по октябрь 1975 г.), то окажется, что через почву с растениями проходит в среднем до 12% осадков, а через почву, которая в течение вегетационного периода остается без растений — до 20-30%. Следовательно, растения вдвое снижают объем вод, фильтрующихся через почвенную толщу.

Динамика влажности торфяной почвы в обычные по метеорологическим условиям годы выражена сравнительно слабо (рис. 23).

Так, в 1974, 1977 и 1978 гг. колебания влажности верхней части профиля (до 40 см) находились в пределах объем, доли 5 0- 70% и лишь в отдельные непродолжительные периоды были ниже 50%. В засушливые годы, особенно в 1973, влажность верхнего слоя в течение длительного периода была ниже 50%, а в конце июля-начале августа даже ниже 3 0%. Такая влажность, по расчетам А.П. Семко (1977), соответствует примерно 35% от полной влагоемкости (ПВ), что значительно ниже оптимального для многолетних трав уровня (Лебедевич, 1954). Следовательно, недостаточно благоприятные условия увлажнения складываются в торфяной почве только в годы с экстремальными метеорологическими условиями, когда в течение длительного периода незначительное количество или полное отсутствие осадков сочетается с высокими тем-

Источник