Влияние многолетней динамики уровня грунтовых вод на зимнее перераспределение влаги в пахотных почвах Ишимской степи

Аннотация

 Цель исследования. Установить влияние многолетней динамики уровня грунтовых вод на зимнее перераспределение влаги в пахотных почвах Ишимской степи.  

Место и время проведения. Ишим-Иртышское степное междуречье (Ишимская степь), 1986–1989 и 2002–2024 гг.

Методы. Исходный материал отобран в процессе почвенно-гидрологических наблюдений на опорных разрезах пахотных почв. Влажность почв и подпочвенных пород измерли термостатно-весовым методом в предзимний период (вторая – третья декады октября) и в завершении зимнего сезона (третья декада марта). Глубину залегания грунтовых вод измеряли в скважинах ручного бурения параллельно с отбором образцов почв на влажность. Слой криогенной аккумуляции и объем намерзания влаги определяли методом сравнения профилей влажности в середине октября и в третьей декаде марта. Снегосъемку проводили в третьей декаде марта. Глубину проникновения температуры 0°С выявляли с помощью вытяжных термометров.

Основные результаты. В пределах плакорных участков водоносный горизонт в течение второй половины ХХ века поднялся с различных глубин до уровня, превышающего критический. Основной причиной подъема явилась хозяйственная деятельность. В первые десятилетия нового столетия, при положении грунтовых вод выше критической глубины, уровень их залегания в летне-осеннее время начал определяться суммами атмосферных осадков предыдущего холодного сезона года.

Особенности зимнего перераспределения влаги в пахотных почвах во многом обусловлены глубиной залегания грунтовых вод в осенний сезон. Если в почвах плакорных участков грунтовые воды отмечаются осенью на глубине более 4 м, что было характерно для 1980-х гг., слой криогенной аккумуляции влаги формируется ниже горизонтов интенсивного и полного десуктивного иссушения по посевам яровых зерновых, с глубины 0,8 м. Объем намерзания влаги не превышает 30 мм. Мигрировавшая влага практически не участвует в восполнении послевегетационного дефицита влажности в верхнем метровом слое почв. Если грунтовые воды во второй – третьей декадах октября выявляются на глубине менее 4 м, что типично для плакорных участков в 2000-е – 2020-е гг., слой криогенной аккумуляции прослеживается с глубины 0,4–0,8 м, объем намерзающей влаги может достигать 50 мм, в том числе, в верхнем метровом слое – 25 мм. Намерзшая в верхнем метровом слое влага способствует снижению послевегетационного дефицита, однако создает условия для анаэробиозиса во втором полуметровом слое почв и выступает «островом холода», задерживая весеннее прогревание почв до активных температур.

В почвах отрицательных форм рельефа уровень грунтовых вод в течение периода полевых наблюдений отмечается на уровне, превышающем критический. Поэтому черты зимнего перераспределения влаги в их профиле аналогичны установленным характеристикам этого явления в плакорных почвах в 2002–2024 гг.

Заключение. Уровень грунтовых вод в почвенно-грунтовых толщах плакорных участков Ишимской степи подвержен многолетней динамике под влиянием антропогенных и природных факторов в течение последних двадцати лет. Осенней глубиной залегания грунтовых вод определяются параметры зимнего перераспределения влаги в пахотных почвах плакоров – чем выше уровень, тем больший объем намерзания влаги фиксируется, тем ближе к дневной поверхности расположен слой криогенной аккумуляции.