ИСТИНА

Для выполнения гранта № 23-24-00155 ”Оценка эффективности осушения минеральных гидроморфных тяжелосуглинистых почв Средней полосы России разными видами дренажа” объектом исследования послужили автоморфные и светло-серые (агросерые) глееватые почвы (Greyic Phaozems Albiс – по классификации WRB; Gleyic Greyzem – по классификации FAO) Коломенского ополья, приуроченные к мощной толще покровных бескарбонатных лессовидных суглинков в Ступинском районе Московской области. В исследования включены и светло-серые глееватые почвы, осушенные пластмассовым и гончарным дренажом экспериментально-мелиоративного полигона (55°3’34” с.ш., 38°10’51”в.д.). Их избыточное увлажнение обусловлено поверхностными водами. Показано, что гидрологический режим серых (агросерых) глубокооглеенных почв характеризуется наличием нижнего яруса верховодки после снеготаяния. Особенностью глееватых почв является наличие двухъярусной верховодки, которая сохраняется до начала- середины мая. Именно в это время в серых (агросерых) глееватых почвах с естественным водным режимом наблюдается снижение окислительно- восстановительного потенциала (ОВП) до 280–300 мВ и возникают анаэробные условия. Под влиянием пластмассового и гончарного дренажа не только устраняется двухъярусная верховодка, но и исчезает гравитационная влага из нижних горизонтов и на 30-й год последействия (2023 г.). Влажность почвы при этом на протяжении вегетационного периода оказывается в оптимальном диапазоне – НВ-ВРК. ОВП возрастает до 420–470 мВ, обеспечивая господство окислительной обстановки на протяжении вегетационного периода (Ковалев, 2023). На 30-й год последействия дренажа (2023 г.) показано, что с помощью гончарного и пластмассового дренажа может быть достигнут близкий или тождественный эколого-гидрологический эффект. Это позволяет признать, что бестраншейный пластмассовый без применения траншейных фильтров на серых глееватых почвах с Кф 0,1– 0,3 м/сут оказывает такое же или более интенсивное гидрологическое действие, что и гончарный траншейный дренаж. Это создает благоприятные условия для своевременной обработки почв, возделывания широкого набора культур в севооборотах. Показано, что и на 30-й год (2023 г.) последействия дренажа урожайность сельскохозяйственных культур на глееватых почвах всегда существенно меньше, чем на осушенной серой (агросерой) глееватой почве. Более того, урожайность на осушенных вариантах оказывалась близкой к урожайности культур на автоморфной (глубокооглеенной) почве. Оценка разности средних по урожайности культур на почвах, осушенных этими двумя видами дренажа, показывает, что различия не достоверны при 5 % и, как правило, при 1 % уровне значимости (Ковалев, Ковалева, 2023; https://geo.bsu.by/index.php/nauka/konferentsii.html?start=6). В умеренно-влажном 2023 году содержание корней осушенных вариантов превышало на 60-70 % продуктивность ризомассы недренированных глееватых почв. Дренаж способствует проникновению корней глубоко в иллювиальные горизонты. Осушение и подземная биомасса растений способствует увеличению количества агрономически ценных агрегатов не только в верхних горизонтах профиля, но и в нижних независимо от вида дренажа. Увеличение водопрочности агрегатов и коэффициента структурности (основан на количестве агрономически ценных агрегатов) способствует увеличению агрегатного и межагрегатного порового пространства (Ковалев, Ковалева, 2023). Показано статистически достоверное отличие физических свойств вторичных вертикальных литологических структур (дренажных и щелевых засыпок), возникающих при строительстве дренажа, по сравнению с почвами. Засыпки гончарного и щели пластмассового дренажа при строительстве обогащаются гумусированным мелкоземом пахотного горизонта и подвергаются интенсивной переработке, что способствует длительному сохранению их рыхлого сложения, формированию средних или высоких значений вертикальной фильтрации, повышению водопрочности агрегатов, и в итоге, эффективной работе дренажных систем (N.O. Kovaleva, and I.V. Kovalev SOIL Engineering: Modern Challenges and Development Prospects // Moscow University Soil Science Bulletin, 2023, Vol. 78, No. 4, pp. 410–424. DOI: 10.3103/S01476874230 40014). Замеры в ранневесенний период 2023 г. показали, что максимальные модули дренажного стока (q, л сек-1•га (л/сек-га)) с полигонов, осушенных пластмассовым дренажом сопоставимы с их значениями при осушении гончарным дренажом. Наиболее полно на построенных системах оказалось возможным проследить формирование гидрографа стока в осенний период влажного осеннего периода 2023 г. при постепенном увлажнении иссушенных летом светло-серых (агросерых) глееватых почв. Существенно то, что дренажный сток на всех трех полигонах, осушенных гончарным дренажом, оказался несколько выше, чем сток на полигонах, осушенных пластмассовым дренажом, что обусловлено более интенсивным иссушением глееватых почв летом (Ковалев, 2023, https://conf.bsu.by/calendar/2023/5). Данные по водному режиму в период с апреля по ноябрь за умеренно-влажный 2023 г. подтверждают сказанное. Существенное значение для оценки скорости и направленности современного почвообразования, а также влияния дренажных вод на загрязнение водоприемников и на ландшафт в целом имеет химический состав дренажных вод (Ковалев, 2023, https://conf.bsu.by/calendar/2023/5). Дренажные воды исследованных вариантов с пластмассовым и гончарным дренажом по составу основных катионов и анионов оказались тождественными или близкими. Вода дренажного стока имеет величину рН от 7 до 8. Показано, что содержание окисного железа на всех осушенных полигонах преобладает над содержанием закисного в 2 раза в ранневесенний и в 1,5 раза в поздневесенний период, что, по-видимому, обусловлено обогащенностью воды кислородом после снеготаяния. Установлена зависимость количества анионов и катионов, за исключением Na-, К-, от времени и интенсивности дренажного стока в весенний период. Снижение значений модулей дренажного стока сопровождается уменьшением абсолютного количества катионов и анионов в дренажном стоке в несколько раз и плотного остатка в 2–2,5 раза. Необходимо отметить, что концентрация нитрат-иона превышала предельно допустимые концентрации в 1.5–10 раз, Mg2+ – 0,5–3 раза (Ковалев, ИСТИНА 42023, https://conf.bsu.by/calendar/2023/5). Дренаж, вызывая трансформацию водного режима (как было показано выше), на протяжении всего вегетационного периода усиливает промывной водный режим, вынос химических соединений и лессиваж из вышележащих горизонтов в нижние. За 30-летний период действия дренажной системы (2023 г.), вероятно, можно говорить лишь о тенденции миграции илистой фракции в почвенном профиле, сравнивая содержание илистой фракции, показатель К (отношение грубодисперсных и тонкодисперсных частиц в составе глинных компонентов) в середине междренья и в 1 м от дрены под влиянием длительного действия пластмассового и гончарного дренажа по сравнению с неосушенными аналогами. Таким образом, исследования на 30-й год последействия дренажа позволяют сделать вывод: осушенные серые (агросерые) тяжелосуглинистые почвы при значениях Кф (0,1-0,3 м/сут) могут быть использованы в сельском хозяйстве без применения дополнительных агромелиоративных мероприятий. Исследования по гранту дали импульс к изучению свойств почв и их гидрологических режимов на на покровных лессовидных суглинках и в лесостепной зоне. Известно, что проблемой сельскохозяйственных ландшафтов на покровных лессовидных суглинках в лесостепной зоне является развитие водной и ветровой эрозии почв. Установлено, что дренажные системы способствуют как осушению ландшафтов, так и защите почв от эрозии, так как переводят влагу поверхностного стока во внутрипочвенный сток. Показано, что строительство мелиоративных каналов в сочетании в лесополосами способствуют сохранению и повышению плодородия не только агросерых почв, но выщелоченных и оподзоленных черноземов сельскохозяйственных угодий в лесостепной зоне (Ковалева Н.О., Решетникова Р.А., Ковалев И.В. Влияние агролесомелиоративных мероприятий на свойства черноземов лесостепи // Достижения науки и техники АПК. 2023. Т. 37, № 8. С. 24–30. DOI: 10.53859/02352451_2023_37_8_0).