Введение к работе
Актуальность работы. В последние десятилетия гидрофизика почв характеризуется ускоренным развитием количественных методов исследования свойств почвенной влаги. Эти методы основываются на термодинамическом подходе к оценке состояния воды в почве (Глобус, 1969; Судницын, 1966, 1979; Воронин, 1981; Муромцев, 1983 и др.). Большое теоретическое и практическое значение имеет зависимость капиллярно-сорбционного потенциала воды от влажности почвы или основная гидрофизическая характеристика почвы (ОГХ). ОГХ позволяет не только установить направление и скорость передвижения воды в ненасыщенной водой почве, но и определить важнейшие гидрологические константы и реологические свойства почв, которые широко используются при расчетах в мелиоративной практике (Воронин, 1981).
Однако в реальных природных условиях свойства почвенной влаги носят гистерезисный характер. В зависимости от предшествующих циклов иссушения - увлажнения почвы потенциал воды будет неоднозначен при одном и том же значении влажности.
Гистерезис ОГХ необходимо учитывать при прогнозировании водного режима, а также энерго-массопереноса в почвах и ландшафтах с использованием современного математического аппарата.
Явление гистерезиса в свойствах почвенной влаги до настоящего времени остается малоизученным. В особенности отсутствует его оценка для почв засоленного ряда. Засоленные почвы широко представлены в степной, сухостепной и полупустынной климатических зонах на территориях c интенсивным сельскохозяйственным производством с широким применением мелиоративных мероприятий.
Наиболее актуальным и необходимым является исследование гистерезиса ОГХ для оценки почв галофитных территорий, приуроченных к дельте р. Волги. Почвенный покров здесь имеет преимущественно хлоридно-сульфатное засоление, и раз в год подвержен полным циклам увлажнения почвы до полной влагоемкости во время затопления дельты и значительного иссушения до влажности завядания растений в летний период. Во время кратковременных дождей процесс иссушения почвы сменяется увлажнением.
Учет гистерезиса ОГХ засоленных почв позволит расширить перспективы математического моделирования их водного режима, а также применение современных тензиометров для контроля влажности почвы на орошаемых массивах.
Цель работы: Исследование гистерезиса основной гидрофизической характеристики в засоленных почвах во всем диапазоне влажностей.
Задачи:
-
Установить степень проявления гистерезиса ОГХ в зависимости от типа и степени засоления почв
-
Оценить роль влияния гранулометрического состава на гистерезис ОГХ
-
Определить изменение величины гистерезиса ОГХ при совместном влиянии гранулометрического состава, типа и степени засоления
-
Изучить влияние катионов солей на степень проявления гистерезиса ОГХ
-
Установить влияние растворимости солей на величину гистерезиса ОГХ
Научная новизна работы. Исследован гистерезис ОГХ в засоленных почвах во всем диапазоне влажностей. Получена количественная характеристика влияния гранулометрического состава, вида и степени засоления. Впервые дана оценка степени выраженности гистерезиса ОГХ в засоленных почвах – в зональных бурых полупустынных и солончаках сульфатно-хлоридного засоления.
Практическая значимость. Оценка и учет гистерезиса ОГХ засоленных почв позволит уточнить прогноз водного режима почв, доступности влаги для растений в реальных условиях изменения водно-солевого режима в результате природного и антропогенного факторов.
Апробация работы. Материалы исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Основные положения диссертационной работы были представлены на V съезде Докучаевского общества почвоведов (Ростов-на-Дону, 2008), Конференции молодых ученых им. В.В. Докучаева, (Санкт-Петербург, 2009, 2011).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка используемой литературы, включающего ___ источников, из них ___иностранных, и приложений. Работа изложена на ___страницах, содержит ___ таблиц, ___ рисунков.
Благодарности. Автор искренне благодарен академику РАЕН, д.б.н. И.И. Судницыну за ценные советы и консультации по работе; д.б.н. А.В. Смагину за помощь в исследованиях; д.б.н. А.И. Позднякову, сотрудникам кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, сотрудникам кафедры почвоведения Астраханского Государственного Университета за помощь в работе; Н.А. Шныреву за обеспечение технической базой и компьютерными технологиями.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 2 статьи в реферируемых журналах ВАК.
