WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 18 |

«ПОЧВЫ РОССИИ: 1 современное состояние, перспективы изучения и использования КНИГА 1 ОБЩЕСТВО ПОЧВОВЕДОВ ИМ. В.В. ...»

-- [ Страница 7 ] --
Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, kravcova_n@mail.ru Почва рассматривается как биокосная четырехфазная полидисперс ная гетерогенная саморегулирующаяся система открытого типа, кото рая в своем развитии стремится к состоянию устойчивого динамическо го равновесия. Последнее предполагает наличие в ПСП механизма об ратной связи – протекание равновесных взаимно противоположных процессов агрегирования и диспергирования почвенной массы. Это от крывает путь к математическому моделированию отношений между элементами системы. Первоначально было формализовано отношение масс физической глины (z) к физическому песку (), через коэффициент k1 = 100 / z = 1 + / z и, далее, ила (ф) к пыли (ф) в физической глине через k2 = z / ф = 1 + ф /ф.Здесь введен показатель – степень насы щенности физглины илом (V, %) – V = 100ф/z.

Отношение коэффициентов (k1 / k2 = К) принимает в почвах три зна чения: K 1;

K 1 и K = 1. Состояние равновесия при K = 1 характеризу ется как «идеальное» динамическое равновесие ПСП. В этом случае эле менты системы (z,,ф,ф) находятся в детерминированных (dt) отноше ниях. Это означает, что для любого значения физической глины можно рассчитать количество в ней ила (dt = 0,01 z2) и пыли (dt = 0,01 z), от вечающих условию «если бы ПСП данного почвенного образца находи лась в идеальном равновесии». Полученные таким образом значения ила именуются базовыми, как наиболее вероятные. Базовые значения ила иг рают важную роль в анализе ПСП. Они выполняют функцию эталонов сравнения. По отношению к эталонам, всякий раз, соотносятся фактиче ские значения ила (ф) того или иного почвенного образца – K = ф / dt.

В том случае, если в физглине преобладает пылеватая составляющая, то K = ф / dt. Так рассчитываются константы динамического равновесия любого почвенного образца, если известно для него значение z и ф.

Название «константы динамического равновесия ПСП» оправдано тем, что они рассчитываются всегда по отношению к эталонному значе нию ила, отвечающему условию при K = 1. Сопоставление гранулометри ческих составов почв объективизируется, так как все они приводятся к общему знаменателю. Всё это позволяет стандартизировать и унифици ровать анализ ПСП. По значениям K можно идентифицировать любой почвенный образец и проводить мониторинг его динамики во времени.

Предлагаемая математическая модель проверялась экспериментально на педотрансферную функцию и ограничения ее действия. Оказалось, что значения K обладают двуединым свойством. С одной стороны, они уни кальны: любой почвенный образец имеет свои значения этой величины;

с другой, – значения K выступают как универсальный коэффициент про порциональности между двумя показателями – содержанием гумуса поч вы в целом (y) и концентрацией гумуса в физической глине (x):

x = Ky при K 1 и x = y/K при K 1. Такова педотрансферная функ ция K.

Модель имеет ограничения. Уравнение выполняется в интервале со держания физической глины от 70–75 до 25–30 %. Степень насыщенно сти физглины илом или пылью варьирует от 50 до 70–75 %. Константы равновесия в глинистых, тяжело- и среднесуглинистых разновидностях изменяются от 2 до 1 при K 1 и от 1 до 0,5 при K 1.

В легких почвах (z = 25 % и менее) алгоритм вычисления констант равно весия иной: К = k2 = z / ф. Здесь требуются дополнительные исследования.

УДК 631.

МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ПОЧВ

В ПРИСУТСТВИИ ХИТОЗАНА

Лазарева Е.В.1, Парфенова А.М.1, Габриэлян Г.А.2, Азовцева Н.А. МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, elasareva@ya.ru;

Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, Москва;

Почвенный институт им. В.В. Докучаева, Москва, azovtseva@mail.ru В современных условиях почвы подвержены значительной деградации, что выражается в нарушении их структуры и увеличении доли мелкодис персной фракции. Актуальной задачей является поиск мероприятий, на правленных на восстановление структуры почв. В качестве реагентов, спо

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

собствующих улучшению структуры почвы, предлагается использовать во дорастворимые производные хитозана. Хитозан – природный полисахарид, обладает элиситорными свойствами, нетоксичен. Являясь в растворенном состоянии поликатионом, он способен вступать во взаимодействие с отри цательно заряженными группами почвенных минералов, кроме того, обра зовывать координационные связи с катионами металлов. Целью работы явилось изучение реологического поведения модельных паст бентонитовой глины в присутствии хитозана (и его модифицированных производных) различной молекулярной массы. В качестве модельной системы использо ван бентонит месторождения ст. Джембел (Туркменистан), более 50 % ко торого составляет фракция менее 0,001 мм. Исследовались пасты с содер жанием глины 14,5 %, представляющие собой тиксотропные вязкопласти ческие системы с выраженным пределом текучести. В работе использован хитозан различных молекулярных весов (300 кД, 240кД и 83 кД), а также модифицированные (гидрофилизованные и гидрофобизованные) его про изводные. Модифицирование хитозана осуществлялось оксиэтиленкарба матом в присутствии молочной кислоты, а также с помощью цетилолиго эфира моносукцината. Измерения реологических характеристик бентони товых паст проводили на реометре «Реотест-2» по методу сдвига в зазоре между коаксиальными цилиндрами. Было показано, что введение раствора хитозана в количестве 0,6 г/кг глины практически не оказывает влияния на реологические параметры, тогда как внесение 12 г/кг значительно повыша ет вязкость и сдвиговую прочность системы для всех исследованных доба вок. Изучение влияния молекулярной массы хитозана на реологическое по ведение паст бентонита показало, что уменьшение молекулярной массы хитозана приводит к увеличению напряжения сдвига при одинаковой ско рости деформации. Можно предположить, что чем меньше молекулярная масса, тем подвижнее молекулы хитозана и образующиеся комплексы с глинистыми частицами лучше упрочняют структуру глины. Показано, что исследованные модификации хитозана не оказывает значительного влия ния на реологические параметры системы. Реологические характеристики были определены как непосредственно после добавления хитозана, так и через определенные временные интервалы. Выдержка паст при комнатных условиях во времени (до 60 суток) приводит к дополнительному упрочне нию систем. Возможно, что кроме электростатического взаимодействия молекул хитозана с глинистыми частицами за счет аминогрупп, следует рассматривать вклад гидрофобных взаимодействий. Полученные результа ты позволяют предполагать упрочнение контактов между частицами и об разование между ними новых связей в присутствии хитозана.

УДК: 631.

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ

ПОЧВЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ МЕТАНА

Лисовицкая О.В., Можарова Н.В., Кулачкова С.А.

МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, lisovitskaya@yndex.ru, nvm47@list.ru, Непрерывное увеличение содержания метана в атмосфере делает ак туальной задачу поиска путей его утилизации. Одной из наиболее пер спективных технологий, активно использующихся за рубежом, является биофильтрация метана – совокупность процессов его биологической трансформации, осуществляемой сообществом метанотрофных микроор ганизмов, и абиотического поглощения минеральной матрицей субстра тов. На процессах биотического и абиотического поглощения основано функционирование биофильтров – слоистых покрывающих конструкций, состоящих из природных либо синтетических органических, минераль ных или органо-минеральных веществ. Особенно актуально создание биофильтров на городских территориях, где эмиссия метана достигает значимых величин в связи с его повышенной генерацией в переувлажнен ных либо запечатанных грунтах в условиях наличия органического веще ства и недостатка кислорода. Целью данной работы является формулиро вание ключевых принципов создания устойчиво функционирующих био фильтров в климатических условиях города Москвы и их конструирова ние. Известно, что метанотрофные организмы выделяются из разнообраз ных природных сред, почв и седиментов. Ранее показано, что почвы над территориями подземных хранилищ газа способны депонировать, преоб разовывать и регулировать потоки метана. Поэтому прототипом создания искусственных биофильтров мы выбрали именно почвы как стабильные естественные природные образования. Физическая устойчивость био фильтров обеспечивается минеральной матрицей, комплексом песка и глины. Для конструирования использовалась матрица легкосуглинистого гранулометрического состава, характерная для дерново-подзолистых почв Московского региона. Такая основа позволит своевременно отво дить влагу и предотвратить ее застой, а также обеспечить хорошую воз духоемкость, что является важным в условиях промывного типа водного режима. Помимо физической основополагающей является биологическая устойчивость конструкции, которая определяется степенью благоприят ности условий для метанотрофных микроорганизмов и возможностью выполнения ими своих функций. Известно, что на жизнедеятельность ме

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

танотрофов влияет комплекс факторов (влажность, величина рН, досту пость питательных элементов, наличие кислорода и др.), определяемых во многом типом органического субстрата. Поэтому были проведены ис следования активности биологического поглощения метана двумя типа ми органических субстратов – низинным торфом и компостом. Было ус тановлено, что компост характеризуется в 1.5–2 раза более высокими ско ростями поглощения метана по сравнению с торфом, что мы связываем с более оптимальным соотношением C:N в данном виде субстрата. Поэто му в модельной конструкции был использован именно компост, содержа ние которого составило аналогичные почвам значения. Была проведена апробация созданной конструкции в естественных условиях. В течение осенне-летнего сезона регулярно вводили метан в концентрации 2,5 %, осуществляли мониторинг концентрации газа внутри конструкции, а так же оценивали величину эмиссии метана в атмосферу. Было установлено, что биофильтр стабильно справлялся с утилизацией метана на протяже нии исследуемого периода, что подтверждает корректность выбранных принципов конструирования.

УДК 631.

УСЛОВИЯ СОЗДАНИЯ МОДЕЛИ ПОЛОДОРОДИЯ

ЧАЕПРИГОДНЫХ ПОЧВ ЛЕНКОРАНСКОЙ ОБЛАСТИ

АЗЕРБАЙДЖАНА

Институт Почвоведения и Агрохимии НАН Азербайджана, Чаеводство всегда играло важную роль в сельскохозяйственном ком плексе Азербайджана. Разведение чая в Азербайджане практиковалось издавна и составляло одну из важнейших и насущных отраслей хозяйст ва. Вопрос разведения чая в Азербайджане долго оставался дискуссион ным, хотя отдельные успешные примеры культивирования чайного рас тения относятся еще к 80–90-м годам XIX века. Однако, началом массо вого внедрения в производство чайной культуры считается 1929 год, ко гда впервые завезенные из Западной Грузии семена чая были высеяны на участке Гиркан в Ленкорани. Роль и значение чаеводства в Азербайджане нельзя недооценивать, и необходимы дальнейшие разработки по изуче нию чаепригодных почв и выявлению дополнительных площадей, при годных для возделывания чая. С этой точки зрения, наиболее актуальны ми задачами в этом плане являются почвенные обследования Ленкорано Астаринской зоны с целью уточнения площадей чаепригодных земель, разработка комплекса мероприятий по повышению плодородия почв с максимальным удовлетворением требований чайного растения. В первую очередь для этого необходима разработка и составление современных, а также перспективных моделей плодородия чаепригодных почв Ленкоран ской области Азербайджана. Нашей целью явилось обоснование возмож ности расширенного воспроизводства плодородия почв под чайные план тации в условиях Ленкоранской области и использованием моделей пло дородия почв. В процессе исследваония мы стремились на основе оценки агроэкономической значимости параметров горно-лесных-желтоземных, желтоземно-псевдоподзолистых, желтоземно-псевдоподзоолисто-глее вых почв разработать соответствующие модели плодородия. В итоге про веденных многолетних исследований нами впервые для Ленкоранской области была разработана модель плодородия почв чайных плантаций, причем построению моделей плодородия почв предшествовало детальное изучение пищевого, водного, теплового режимов почв и процессов, про исходящих в них в результате сельскохозяйственного использования. В результате исследований на территории выделяются горно-лесные-бу рые, горно-лесные-желтоземные, горно-лесные-коричневые, горно-ко ричневые, желтоземно-подзолистые, коричневые, лугово-коричневые, се ро-коричневые, луговые, лугово-болотные, болотные, солончаковые поч вы. В настоящее время, горно-лесные почвы покрыты лесами, остальные в той или иной мере освоены под сельское хозяйство.

Особые условия создания моделей плодородия чаепригодных почв Ленкоранской области следующие: 1) для достижения нормальной плотности исследуемых почв необходима борьба с верховодкой – главной причиной ухудшения их водно-физических свойств;

2) луч шие показатели плотности почвы получены при траншейном способе посадки чая с созданием дренажа из песчано-галечниковой смеси мощность 30–40 см при комбинированной посадке;

3) Там, где разви ваются поверхностно-оглеенные почвы, устройство даже не глубоких сбросных каналов ведет к ослаблению процесса оглеения, а следова тельно, и к улучшению водно-физическтх свойств почвы;

4) глубокая дренажная сеть, которая должна понизить уровень грунтовых вод на столько, чтобы кайма капиллярной смоченности находилась ниже см от поверхности;

5) хороший полив – 2–3 полива в течении июня– августа. Запас влаги в 0–100 см слое 4000–4500ма;

м3 /га недостато чен для чайной культуры;

6) участки чайных плантаций должны быть

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

точно спланированы и обеспечены при поверхностном заболачивании водоотводными канавами, а при глубинном – дренажом;

7) чайное растение – кальциефоб, поэтому необходима кислая или слабокислая реакция до глубины 80–100 см. Необходимо соблюдение этих, а также ряда других условий.

Разработанные нами модели плодородия почв чайных плантаций мо гут быть использованы для желтоземных почв не только Азербайджана, но и Грузии для эффективного управления почвенными процессами и ре жимами и получения гарантированных урожаев чайной культуры.

УДК 631.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В ПОЧВЕ И ЕГО

ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ НАХОЖДЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ

МГУ им.М.В. Ломоносова, Москва, evgeny.shein@gmail.com;

Сельскохозяйственный факультет университета «Сельчук», Конья, Турция, Основными теплофизическими параметрами почв являются коэф фициенты теплопроводности, температуропроводности, теплоемко сти, знание которых необходимо для прогноза теплового режима почв. От температуры существенно зависят скорости химических ре акций, протекающих в почве и корнях, передвижение влаги в почве и в растении, газообмен в почве, растворимость минеральных солей и ряд других факторов.

Сущность метода анализа динамики температуры в зоне аэрации ос нована на том, что изменение температуры на дневной поверхности при водит к перераспределению температур и внутри почвы, причем на это оказывает влияние фильтрационный поток. Анализы наблюдений за тем пературой в зоне аэрации показывают, что в целом суточные послойные изменения температуры подчиняются синусоидальному закону. Однако при распространении температурной волны в глубинные слои участвуют и кондуктивная, и конвективная компоненты, роль и соотношение кото рых до сих пор подробно не исследованы.

В связи с этим, цель исследований – установление зависимостей температуры зоны аэрации от режимообразующих факторов и времени наблюдения при изменении температуры на поверхности почвы по си нусоидальному закону, и обоснование экспериментальных методов на основе этих решений, позволяющих определить коэффициент темпера туропроводности почвы.

В настоящей работе рассматривается процесс изменения температуры в зоне аэрации почвы, который происходит под влиянием градиента тем пературы поверхности почвы и при инфильтрации. Дифференциальное уравнение теплопереноса представим в виде:

где m / cv коэффициент температуропроводности почвы;

q c f f q / cm m эффективная скорость фильтрации.

Предложено решение уравнения теплопереноса в почве с учетом си нусоидальной динамики на верхней границе в условиях инфильтрации, позволяющее по нескольким значением температуры в течение суток оп ределить температуропроводность почвы.

Для решения основного уравнения теплопереноса были использованы следующие начальные и граничные условия:

Здесь 0 среднесуточная температура деятельной поверхности j амплитуды колебаний температуры деятельной поверхно почвы;

сти почвы;

m число гармоники;

2 / 0 круговая суточная (или годовая) частота;

период (длина) волны, выраженной в сутках или в годах;

Решение задачи (1)–(2) в безразмерных переменных имеет вид:

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

Указанное решение позволяет разработать методики определения важнейшего теплофизического параметра, – коэффициента темпера туропроводности почвы при определенной влажности. Если темпера тура поверхности почвы в течение суток (года) может выражаться одной гармоникой, то температуропроводность можно найти из ве личины уменьшения суточной амплитуды температуры с глубиной или по запаздыванию фазы температурной волны на разных глуби нах. Для этого необходимо знать распределение температуры в рас сматриваемом почвенном слое для восьми моментов времен на рас четном интервале времени, например, за сутки. Однако, такое опре деление нередко дает ощутимые погрешности из-за того, что темпе ратура почвы не всегда изменяется по синусоидальному закону вследствие изменчивости метеоусловий. Введение же второй гармо ники в аппроксимацию суточного хода температуры приближает ход температуры деятельной поверхности почвы к реальной картине и значительно улучшает точность и воспроизводимость расчета коэф фициента температуропроводности. Приводятся экспериментальные данные по послойной суточной динамике температуры в дерново подзолистой супесчаной почве на двучленных отложениях, получен ные с помощью программируемых датчиков температуры, примеры расчетов температуропроводности и сравнение различных (метод Кондратьева, численные методы) методов определения зависимости температуропроводности от влажности почв.

УДК 631.

ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ПОЧВЕННЫХ СВОЙСТВ И ПРОЦЕССОВ: РЕЗУЛЬТАТЫ

И ПЕРСПЕКТИВЫ

Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирскmikheeva@issa.nsc.ru

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

Современное развитие почвоведения приводит к необходимости матема тического моделирования состояния почв, их свойств, взаимосвязей и про цессов. Многочисленные исследования показали, что свойства почвы прояв ляются в виде вариабельности, а их зависимость от факторов и процессов не жестко детерминирована, а носит вероятностно-статистический характер.

Почвенная вариабельность является фундаментальным природным явлени ем, открытой сложной системой, имеющей иерархическую организацию.

Мы применяем термин «вероятностный детерминизм» к развиваемому на ми подходу к вероятностно-статистическим моделям (ВСМ) почвенных свойств и процессов. В нем логично использованы вероятностные распределе ния (ВР) свойств почв, отражающие два структурных уровня – внутреннего строения из элементов с разной выраженностью свойств и детерминации сис темы. Теоретическая идея использования ВР для оценки состояния и транс формаций почв заключается в предположении, что коллективное состояние (изменение) системы складывается из набора индивидуальных хаотических и совместимых состояний (изменений). Целостность определяется наличием специфических внешних условий, в которых элементы системы существуют.

Применение математически априорного, сугубо теоретического под хода, опираясь лишь на общепринятые физические представления, вызы вает большие затруднения. В условиях априорной неопределенности бо лее естественным является апостероиорный, или статистический способ введения моделей, который основан на подборе и подгонке по экспери ментальным данным как вида модели из заданного класса моделей, так и параметров, наилучшим образом по статистическим критериям соответ ствующих результатам статистической обработки экспериментальных данных. Такой подход дает наглядную и компактную форму описания свойств почв с учетом их вариабельности, что позволяет делать содержа тельную ее интерполяцию и интерпретацию.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В нашей работе на основе многолетних исследований динамики со стояния почвенного покрова большой части Кулундинской степи, пред

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

ложена концепция целостной оценки состояния почв и их изменений с учетом почвенной вариабельности, при этом ВР, информационная дивер генция и статистическая энтропия почвенных свойств используются, как вероятностные индикаторы.

На многочисленных фактических данных, применяя предложенный подход, показано, что ВР являются надежными интегральными показа телями влияния факторов почвообразования на свойства почвы, следо вательно, они подходят для сравнения прошедших, настоящих и буду щих антропогенных и естественных изменений почв. Величина инфор мационной дивергенции ВР почвенных свойств позволяет выделять наиболее уязвимые и измененные почвенные разности, а также ранжи ровать естественные и антропогенные воздействия соответственно сте пени их влияния на почвенные свойства. Кроме того она может служить мерой фактических межклассовых расстояний, что полезно для оценки качества почвенных классификаций. Статистическая энтропия, вычис ляемая через ВР почвенных свойств, является более надежным показа телем вариабельности почв, чем другие статистические характеристики.

Результаты показали сложное поведение энтропии почвенных систем, тем не менее, критерием их устойчивости является малое изменение статистической энтропии свойств.

ПЕРСПЕКТИВЫ

1. Прикладная. ВСМ могут быть использованы для оценки почв и их изменений в ходе естественных и антропогенных процессов, а так же для расчетов, связанных с проектированием, например, строи тельных объектов, мелиоративных систем, для оценки последствий хозяйственной деятельности и экологических рисков, с точностью, которая иными способами недостижима.

2. Научно-прикладная. ВСМ дают возможность использовать вероят ностные подходы (метод Монте-Карло и др.) для имитационного компьютерного моделирования почвенных и ландшафтных про цессов, а также проводить численные эксперименты для решения проблем верификации, как параметров этих моделей, так и резуль татов моделирования.

3. Теоретическая. ВСМ могут служить базой для построения более общей вероятностной модели почвенного покрова, как математи ческого пространства функций ВР почвенных свойств, в котором мерой является, например, информационная дивергенция. Совме щение почвенных и вероятностно-статистических понятий помога ет развивать математический «язык» почвоведения.

УДК 631.4 (504.53)

К СОЗДАНИЮ МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА РОССИИ

Почвенный институт им. В.В. Докучаева, Москва, enmol@bk.ru Почва образует континуум или почвенный покров, который обладает пространственной неоднородностью и временной изменчивостью. Дис кретность почвенного покрова обеспечивается принятием морфогенети ческих моделей организации почвенного покрова, которые выделяют комбинации свойств почв, позволяющие решать научные задачи, либо утилитарные цели. Очевидно, что потребности общества меняются во времени и приводят к изменению научно-практических задач и, соответ ственно, требований, предъявляемых к почвенной информации. Такая ди намика приводит к тому, что морфогенетические модели разрабатывают ся на определенные отрезки времени и меняются вслед за изменением этапов социально-экономического развития.

Унифицированная географическая информационная система морфогене тических моделей пространственно-временной организации почвенного по крова России может рассматриваться как научно-техническая основа, обес печивающая рациональное использование почвенных ресурсов страны, на пример, производить более точную оценку качественного состояния почвен ного покрова, определять продуктивность земедь, их экологическое функ ционирование, развитие различных деградационных почвенных процессов (водной эрозии, дефляции, дегумификации, переуплотнения, переувлажне ния, заболачивания, засолении, осолонцевания и др.) и др. Также важно, что бы принятые морфогенетические модели гарантировали выполнение подпи санных Россией глобальных конвенций по изменению климата, сохранению биоразнообразия, борьбе с опустыниванием земель.

Действующие на сегодняшний день морфогенетические модели про странственно-временной организации почвенного покрова России пред ставлены традиционными почвенными картами, таблицами свойств почв, что требует их адаптации к использованию средствами современных ин формационных технологий. Такая модернизация даст возможность фор мализовать сложную картину почвенного покрова России, в то же время, сохраняя традиционные для страны взгляды на законы генезиса и геогра фии почв. Рассматриваемые морфогенетические модели также преду сматривают связь морфогенетических данных по почвам России с соот

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

ветствующей информацией, хранящейся в базах почвенных данных стран Евросоюза, Почвенной службы США и Организации Объединенных На ций по Продовольствию и Сельскому Хозяйству (UN FAO).

Для разрабатываемых нами морфогенетических моделей пространствен но-временной организации почвенного покрова осуществляется сбор, систе матизация, анализ, обобщение и обработка информации из атрибутивной (профильной) почвенной базы данных России, а также из фондовых и архив ных (включая диссертационный архив ВАК) материалов, отечественных и иностранных литературных источников и др. Обработка информации ведет ся с использованием современных статистических и геоинформационных методов, факторно-генетического и сравнительно-географического анализов, экспертной оценки и опыта зарубежных стран по рассматриваемой пробле ме. Получаемая информация содержит сведения о региональных особенно стях мезо-, макро- и мегаструктур почвенного покрова, свойствах и вещест венном составе всего многообразия почв, характере растительности, релье фа, почвообразующих пород, климатических параметрах.

Обязательным условием отбора почвенных профилей является нали чие точной географической привязки или координаты местоположения почвенного разреза в контуре Почвенной карты России масштаба 1:2 500 000 и полного набора показателей морфо-аналитических характе ристик почвы. Важной частью работы является уточнение генетической принадлежности почв.

УДК 631.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВ В УСЛОВИЯХ

МАЛОНАПОРНОЙ И БЕЗНАПОРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, SofiyaPanina@gmail.com, Основные трудности в применении математических физически обос нованных моделей связаны не только и не столько с их математическим построением, сколько с получением адекватного экспериментального ма териала по свойствам почв. Именно поэтому в настоящее время наиболее актуальны вопросы, связанные с получением и применением эксперимен тального обеспечения такого рода моделей.

Целью данной работы был анализ различий при экспериментальном и расчетном (модельном) изучении процессов передвижения влаги в усло виях малонапорной и безнапорной инфильтрации. Задачами работы явля лись: (1) экспериментальное исследование динамики влажности почвы при малонапорной и безнапорной инфильтрации и последующем испаре нии в полевых условиях;

(2) возможности описания процесса влагопере носа с помощью физически обоснованной модели HYDRUS и (3) оценка экспериментального обеспечения для адекватного воспроизведения моде лью процессов влагопереноса в почве.

Объекты и методы. Объектом исследования являлась агросерая сред несуглинистая почва на карбонатных лессовидных суглинках Владимир ского ополья (г.Суздаль).

В полевых условиях изучалось движение влаги по специальной мето дике на почвенных монолитах (диаметр 42 см) при малонапорном (полив с поддержанием 5 см водного слоя на поверхности) и безнапорном (полив дождеванием без образования луж) впитывании. Боковые стенки монолитов были изолированы, моно литы закопаны, что предотвращало боковое рассасывание влаги.

В лабораторных условиях определяли гранулометрический состав (на лазерном дифракционном анализаторе размера частиц ANALYSETTE Comfort) и основную гидрофизическую характеристику (методом десорб ции паров воды над солями и с помощью капилляриметров в зондовом варианте). Для расчета движение влаги использовалась физически обос нованная модель HYDRUS.

Результаты и обсуждения. Пространственное распределение влажности показало, что при малонапорной инфильтрации статистики варьирования влажности более значительные (на глубинах 50 и 60 см квартиль и размах составляли около 2–3 и 6–12 %), так как проявляются преимущественные потоки влаги. При безнапорной инфильтрации наблюдается меньшее варь ирование влажности (на глубинах 50 и 60 см квартиль и размах составляли около 2 и 5 %), так как вода медленнее движется по толще почвы и прома чивает весь профиль равномерно. При безнапорной инфильтрации наблю дается меньшее варьирование влажности (на глубинах 50 и 60 см квартиль и размах составляли около 2 и 5 %), так как вода медленнее движется по толще почвы и промачивает весь профиль равномерно.

При безнапорной фильтрации модель с использованием педотранс ферных функций (ПТФ) из гранулометрического состава лучше вос производит процесс передвижения влаги по профилю почвы, а при на личии напора – использованием ПТФ из гранулометрического состава и плотности почвы. Самые большие ошибки давала модель с исполь зованием экспериментальной ОГХ. Вероятно, это связано с тем, что

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

при определении ОГХ возникает большая экспериментальная погреш ность, связанная с использованием нарушенных образцов и с недоста точно четким заданием начальных условий эксперимента (предвари тельным насыщением образца водой). Стабильный и точный метод оп ределения гранулометрического состава дает более достоверные ре зультаты. Из этого следует, что для достоверного воспроизводства ка кого-либо процесса в программе необходима точность и обоснован ность физического метода для использования определенного набора параметров (предикторов).

Статистический анализ ошибок моделирования по критерию Вильям са-Клюта показал, что модели лучше описывают безнапорную фильтра цию. Это, вероятно, связано с тем, что программа не учитывает преиму щественные потоки. Можно предположить, что для описания различных процессов переноса веществ нужны разные физически связанные с моде лируемым процессом предикторы.

УДК 631.417.

ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ УГЛЕРОДНЫМ

РЕЖИМОМ ПАХОТНЫХ ПОЧВ С ПОМОЩЬЮ

РОТАМСТЕДСКОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ УГЛЕРОДНОЙ МОДЕЛИ

Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова, Москва, viua@online.ru Данные по динамике органического углерода, полученные в 5 дли тельных опытах, проводимых на дерново-подзолистых почвах (Влади мирская область, 1968–1997;

Пермская область, 1981–2000, 1971–2001;

Тверская область, 1961–1987) и черноземе обыкновенном (1974–1998), сопоставлялись с результатами моделирования динамической углеродной моделью RothC (версия 26.3). Модель исследует круговорот органическо го вещества в пахотном слое автоморфных минеральных почв с месяч ным шагом, учитывая влияние типа почвы, температуры, влажности поч вы и растительного покрова. Для анализа использовались варианты абсо лютного контроля, внесения минеральных, органических и органо-мине ральных удобрений в эквивалентных дозах. Для всех 16 тестируемых ва риантов опыта получено удовлетворительное соответствие эксперимен тальных и расчётных данных, на основе проверки по 5 стандартным ста тистическим показателям. При преобладании ежегодной и сезонной ди намики С над многолетним трендом модель RothC оказалась менее чувст вительной к описанию реально наблюдаемой изменчивости.

Расчёт возможности длительного поддержания исходных запасов ор ганического углерода показывает, что для этого необходимо ежегодное поступление 1400–2100 кг С/га на дерново-подзолистых почвах и 2800– 2900 кг С/га на черноземе. Показано, что если потери при минерализации превысят поступление свежего органического вещества, общее содержа ние углерода снижается главным образом за счет уменьшения запасов ак тивной части органического вещества. Снижение запасов активного угле рода может наблюдаться как при стабилизации, так и уменьшении пула углерода микробной биомассы, оба показателя могут являться индикато рами устойчивого функционирования исследуемой системы удобрения.

Динамика запасов специфического ОВ почвы и активной фракции С мо жет быть разнонаправленной и при достижении равновесного состояния общего С запас активной фракции может оставаться неравновесным.

Потеря запасов специфического органического вещества и лишь крат косрочное накопление запасов С делает почву зависимой от уровня про дуктивности севооборота.

После идентификации модели на данных 30 лет исследований в опыте, проводимом во Владимирской области, сделаны прогнозные расчёты на период 2001–2050 гг. с применением имитационного моделирования. В ка честве входной климатической информации использовали ежемесячные данные ГКМ HadCM3, сценарий A1FI. Показано, что эффективность обес печения длительного накопления С в составе гумуса выше при увеличении доли трав в севообороте по сравнению с увеличением дозы применяемых органических удобрений. В последнем случае рост запасов С происходит главным образом за счёт накопления легкотрансформируемой фракции С, устойчивость которой во времени определяется погодными условиями и может возрастать при увеличении аридности климата.

Введение изменений в севообороте и внесение заданной дозы навоза под две вместо одной культуры севооборота оказали благоприятное влияние на накопление активной части органического углерода, обеспечив её увеличе ние и последующую стабилизацию на уровне, вдвое превышающим исход ный. На черноземе диапазон варьирования общих запасов углерода почвы, близкой к состоянию равновесия по общим запасам С, в процессе прохожде ния ротации составлял 0,18–0,2 % (7–8 % от исходного содержания).

После прохождения двух-трех ротаций севооборота влияние вноси мых удобрений и севооборота на длительную динамику С почвы превы шает влияние погодных условий. Все исследованные контрольные вари

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

анты опытов при условии отсутствия отчуждения наземной биологиче ской продукции способны поддерживать исходные запасы С. Из этого следует, что при переходе исследованных пахотных почв в режим залежи и сохранения продуктивности ценоза на уровне контрольного варианта запасы С пахотных почв будут сохраняться или прирастать.

УДК 631.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ МОДЕЛЕЙ

ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА В КРУПНОМ

МАСШТАБЕ

Факультет почвоведения МГУ им.М.В. Ломоносова, Москва, vkbun@mail.ru, Использование стандартных статистических методов в почвоведении пред полагает независимость наблюдений, составляющих выборку, и их представи тельность. На практике это означает, что опробование, при котором точки не далеко отстоят друг от друга, и опробование с бльшим расстоянием между точками, должны одинаково характеризовать изучаемую территорию. Однако почва – непрерывное тело, свойства которого на сравнительно близких рас стояниях относительно мало меняются, так что их наблюдаемые значения нельзя считать независимыми. Поэтому основная предпосылка применения статистических методов анализа повторных выборок не выполняется, её мож но в некоторой степени использовать лишь тогда, когда точки опробования от стоят друг от дуга на достаточно больших расстояниях.

Геостатистика – ветвь прикладной статистики случайных полей, которая учитывает пространственную взаимосвязь почвенных свойств, используя в ка честве меры пространственной изменчивости признака вариограмму – аналог дисперсии, функцию, описывающую характер изменения дисперсии свойства с ростом расстояния, разделяющего точки опробования. В отличие от методов классической статистики, вариограмма позволяет структурировать вариабель ность в соответствии с ее источниками, например, оценить вклад аналитиче ских ошибок и варьирования на малых расстояниях в общую изменчивость свойств. Она также может выявить объективное наличие разномасштабных уровней пространственной организации почвенного покрова.

Однако использование вариограмм для анализа пространственной измен чивости показателей наталкивается на определенные технические и интер претационные трудности. К техническим трудностям относятся проблемы выбора модели для аппроксимации вариограмм среди большого числа суще ствующих в настоящее время, обнаружение и учет влияния «отскакиваю щих» точек, влияние числа точек опробования на результаты и т.п. Интер претационные трудности зачастую связаны с непониманием смысла варио граммы, например, одинаковые вариограммы разных свойств не означают причинно-следственной связи между ними, поскольку близкие пространст венные структуры могут быть обусловлены разными причинами.

Анализ вариограмм свойств контрастного почвенного покрова Брянского ополья (территория БГСХА, 2005–2011 гг.) показывает, что на уровне сель скохозяйственного угодья выделяются неоднородности нескольких разме ров, разные для разных свойств и пространственно не совпадающие друг с другом. Отчасти это можно интерпретировать как наложение естественных и антропогенных неоднородностей. Обнаружены атипичные вариограммы, в которых максимальная дисперсия обнаруживается на расстояниях 20–30 м, а на больших расстояниях происходит ее снижение. Показано, что именно та кая ситуация наблюдается в изменчивости содержания органического веще ства и подвижных фосфора и калия. Предложен способ учета этого явления при интерполяции – многоступенчатое усреднение.

На использовании вариограмм основан один из методов пространст венных интерполяций и, тем самым, картирования – кригинг. Построен ные картограммы рельефа, отдельных свойств и почв позволили выявить отдельные участки территории, различающиеся характером взаимосвя зей. Это позволяет выдвинуть концепцию локального времени для от дельных территориальных участков, присущего именно этим участкам, с их разновременным развитием.

УДК 631.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРВИЧНОГО

ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В РЕГУЛИРУЕМОЙ АГРОЭКОСИСТЕМЕ

Синявина Н.Г., Аникина Л.М., Мирская Г.В.

ГНУ АФИ Россельхозакадемии, Санкт-Петербург, sinad@inbox.ru Изучение закономерностей преобразования материнской породы в корнеобитаемый слой почвы под действием биогенных факторов имеет большое теоретическое и практическое значение как для сохранения ны не существующих почвенных угодий, так и для восстановления расти тельного покрова и почвенного плодородия на антропогенно деградиро ванных территориях. Проведение такого рода исследований в природе

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

требует значительных временных и материальных затрат;

в то же время круглогодичное интенсивное выращивание растений в регулируемых ус ловиях предоставляет нам уникальную возможность для изучения транс формации корнеобитаемых сред и связанных с ней первичных почвооб разовательных процессов в значительно более короткие сроки.

Нами были выполнены комплексные исследования закономерностей биогенной трансформации корнеобитаемой среды (КС) на основе исход но абиогенной материнской породы – кембрийской глины при длитель ном выращивании на ней растений яровой мягкой пшеницы и фасоли в вариантах монокультур, смешанного посева и севооборота. Исследования проводились в условиях регулируемой агроэкосистемы (РАЭС) на базе Отдела светофизиологии растений и биопродуктивности агроэкосистем ГНУ АФИ Россельхозакадемии. Было показано, что при интенсивном круглогодичном выращивании растений кембрийская глина за довольно короткий промежуток времени претерпевала значительные изменения, связанные с накоплением органического вещества, формированием мик робиотического комплекса, изменением физико-химических свойств. Ин тенсивность процессов трансформации КС зависела от вида растений и способа культивирования (монокультура, смешанный посев, севооборот).

Изменение свойств кембрийской глины в РАЭС под воздействием био генных факторов происходило сходным образом с процессами первичного почвообразования, описанными в литературных источниках, посвященных эволюции почв на отвалах горных пород в природных условиях. Данное обстоятельство служит подтверждением тому, что биогенная трансформа ция КС в естественных и регулируемых условиях осуществляется сходным образом, и позволяет использовать РАЭС для дальнейшего исследования почвообразовательных процессов и приемов управления ими.

УДК 630*22:630*

ДИКРИМИНАНТНЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД

НА ПОЧВЫ В СРЕДНЕТАЕЖНОЙ ПОДЗОНЕ РЕСПУБЛИКИ

КАРЕЛИЯ

Институт леса КарНЦ РАН, Петрозаводск, a_sol@krc.karelia.ru Объектами исследования служили 6 пробных площадей, которые де лились на 3 группы по преобладающей древесной породе: ельники, бе резняки и осинники. Представители каждой породы произрастают на двух группах почв, первые из которых сформированы на тяжелых лен точных глинах, тогда как остальные подстилались мореной.

Для анализа использовались величины 19 почвенных параметров, ха рактеризующие 4 верхних горизонта каждой почвы включая лесную под стилку. Из них семь – физико-химические показатели почв, десять явля ются показателями валового химического анализа, а также содержание частиц 0,01мм и 0,001 мм. Предварительный кластерный и факторный анализы показали наличие влияния преобладающей древесной породы на 4 верхних горизонта почвы. Целью дискриминантного анализа являлось выявление показателей, вносящих наибольший вклад в разделение гори зонтов почв под древостоями различного породного состава. В качестве группирующего параметра при проведении анализа применяли название породы. Использовалось пошаговое включение переменных при условии критерия F=3. Результатом стал набор из 4 признаков (pH(H2O), валовое содержание). Дискриминантная функция представлена двумя значащими корнями. Первый корень дискриминантной функции вносит вклад в раз деление почв еловых и лиственных древостоев, тогда как второй указыва ет на разделение почв березовых и осиновых древостоев. Наибольшие расстояния Махалонобиса обнаружены между почвами хвойных и лист венных древостоев. Анализ показал достоверность модели 83,3 %. Четкое разделение групп почв под ельниками и лиственными древостоями под тверждает выводы, сделанные при кластерном и фракционном анализах.

Второй этап анализа проводился аналогичным образом, но включал только минеральные горизонты почв. Полученная дискриминантная функция содержит 3 признака (валовое содержание Al2O3, Na2O и содер жание общего азота). Достоверность модели составляла 83,3 %, причем, как и в первой модели ошибки приходились на разделение почв листвен ных древостоев.

Создание базы данных «Почвы Карелии» позволило привлечь к ана лизу дополнительные данные. На третьем этапе были добавлены данные по минеральным горизонтам полугидроморфных почв различных регио нов Карелии, в том числе, по почвам под сосновыми древостоями. Полу ченный набор из 5 почвенных признаков вносящих наибольший вклад в разделение почв (валовое содержание K2O, Al2O3, Na2O, CaO и MnO).

Достоверность модели составила 87,8 %. Модель показала хорошее раз деление почв под хвойными и лиственными древостоями. Также просле живалось различие между почвами сосновых и еловых древостоев. Наи большее количество ошибок модели опять пришлось на различие почв под березовыми и осиновыми древостоями.

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

Все этапы анализа показали существенные различия во влиянии, оказываемом на почву хвойными и лиственными породами, причем влияние сосны и ели также значительно отличается. Во всех состав ленных моделях были выделены валовое содержание Al2O3 и Na2O, как почвенные параметры индицирующие влияние преобладающей древесной породы на почву.

УДК 631.

ДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССОВ ПЕРВИЧНОГО

ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В РЕГУЛИРУЕМЫХ УСЛОВИЯХ

Удалова О.Р., Синявина Н.Г., Аникина Л.М., Мирская Г.В.

ГНУ АФИ Россельхозакадемии, Санкт-Петербург, sinad@inbox.ru Исследования проводились на базе регулируемой агроэкосистемы (РАЭС). Модельным объектом служила исходно абиогенная материн ская порода – кембрийская глина, на которой методом малообъемной агрегатопоники в течение 12 вегетаций выращивали растения яровой мягкой пшеницы и фасоли. Было показано, что формирование почвен но-растительной системы на начальных этапах (до 6–7 вегетации рас тений) сопровождалось интенсивным накоплением валового углерода в корнеобитаемой среде (КС), увеличением интенсивности дыхания и продуцирования N2O, значительным ростом численности микроорга низмов различных физиологических групп. На более поздних этапах (8–12 вегетация) отмечалось снижение содержания легкодоступного органического вещества и перевод его в менее доступные формы, следствием чего явилось уменьшение доли микроорганизмов R-эколо гической стратегии наряду с ростом численности актиномицетов, цел люлозоразлагающих микроорганизмов, спорообразующих бактерий и бактерий, способных трансформировать гумусовые соединения. Также наблюдалось снижение интенсивности дыхания и денитрификации на ряду с увеличением эмиссионного соотношения С:N в органическом веществе почвы. Полученные результаты свидетельствуют о наличии в корнеобитаемой среде процессов эволюционной трансформации, по добных тем, которые происходят в молодых формирующихся почвах в условиях техногенных экосистем.

УДК 631.

АРХИТЕКТУРА ПОЧВ КАК ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЧВЫ*

МГУ им.М.В. Ломоносова, Москва, a.umarova@gmail.com В настоящее время не существует четкого определения понятия «архи тектура почв». Предлагается следующее определение: «Архитектура почв (почвенного покрова) – это пространственная организация твердофазных компонентов почв, образующих структуру порового пространства, обладаю щая иерархичностью, дифференцированностью, устойчивостью, изменчиво стью, сложностью и формирующаяся под воздействием биотических и абио тических факторов окружающей среды». Отражением архитектуры почвы отчасти является структура порового пространства почв, но она не показыва ет специфику твердой фазы (ее состава, свойств поверхности). Нельзя поста вить знак равенства и между структурой почвы и ее архитектурой, т.к. эти понятия относятся к различным уровням организации. Понятия почвенный горизонт и почвенный профиль не отражают в полной мере пространствен ную организацию почвенной системы. Термин «архитектура почв», исполь зуемый в последние несколько лет в западной литературе, возник в связи с исследованием преимущественных потоков влаги, специфика формирования которых не отвечала образу классической иерархичности почв. Однако, на наш взгляд, эта модель почвы имеет более глубокие корни и опирается на классические положения и методы физики почв, в том числе российской.

Перспективность введения термина «архитектура почвы» обусловлена комплексностью такого образа почвы: он объединяет и связывает сразу мно жество фундаментальных направлений почвоведения: структурно-функцио нальную гидрофизику почв, системный подход в почвоведении, развитие и эволюцию почв, исследования пространственной неоднородности почв и преимущественных потоков влаги. Данный термин включает в себя рассмот рение всех компонентов почвы (твердое, жидкое, газообразное и живое), дифференцируя почву в пространственной и функциональной взаимосвязи.

Этот образ не требует значительных разграничений при переходе от одного масштаба исследования в другой, как концепция иерархии структурной орга низации почв.

Своевременность данной модели почвы связана и с новыми возмож ностями, появившимися в последние два десятилетия, что определяет перспективы использования этого подхода: (1) цифровые технологии по лучения и обработки информации, в том числе и ее визуализации, (2) со временная методическая база, включающая в себя исследования малых

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

образцов, измерения с высокой точностью и частотой, неразрушающие методы исследования свойств почв;

(3) статистические, геостатические методы, ГИС-технологии обработки и анализа данных;

(4) методы мате матического моделирования, в том числе и как метода познания. Этот подход может быть продуктивным как при исследовании фундаменталь ных вопросов почвоведения, так и при решении прикладных задач поч венной геотехнологии;

как при изучении естественных почв, так и антро погенно-преобразованных и антропогенно-созданных почв.

В докладе будут рассмотрены свойства и режимы почв, определяющие их архитектуру, на примере дерново-подзолистых Московской области, се рых лесных почв Владимирского ополья, а также почвенных конструкций (рекультивационных конструкций Курской магнитной аномалии, почв ли зиметров МГУ, целевых почвенных конструкций). Будет рассмотрена роль преимущественных потоков влаги в формировании архитектуры почв, ее значение в функционировании, развитии и эволюции почв.

*Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 09-04-01297, 10-04- УДК 502.51;

504.5;

632.95.

ФИЗИЧЕСКИ ОБОСНОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОДНОГО

РЕЖИМА ПОЧВЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ *

Кокорева А.А., Умарова А.Б., Вайгель А.Э., Бутылкина М.А.

МГУ им.М.В.Ломоносова, факультет почвоведения, Москва kokoreva.a@gmail.com, a.umarova@gmail.com, n.vaigel@gmail.com, Математические физически обоснованные модели, построенные на универсальных, всеобщих законах, дают уникальную возможность без существенных финансовых и временных затрат учитывать обширный ряд климатических, почвенных, гидрологических, агротехнических и других условий свойств объекта, а также показать вероятность его изменения при том или ином внешнем воздействии, что зачастую недостижимо в ус ловиях натурного эксперимента.

В условиях мегаполиса после проведения строительных работ зачас тую встает вопрос использования изымаемого грунта. Как правило, его окультуривают путем внесения органических веществ и минеральных удобрений для повышения плодородия, песка для улучшения водно-фи зических свойств. Однако методические вопросы количественных про порций различных по текстуре слоев, их взаиморасположения мало раз работаны. Хотя именно эти параметры могут оказать решающее влияние на режимы функционирования подобных почвенных конструкций.

В нашей работе мы использовали лабораторные физические модели почвенных конструкций для получения параметров массопереноса и ис пользования их для дальнейшего математического моделирования водно го режима для различных вариантов почвенных конструкций.

Были использованы насыпные почвенные колонки диаметром 12 см и вы сотой 18 см. Три колонки представляли отдельные субстраты: горизонт В дер ново-подзолистой почвы тяжелосуглинистого гранулометрического состава, торф низинный, песок крупнозернистый. Четвертая колонка моделировала слоистую конструкцию, состоящую из вышеперечисленных слоев в следую щей последовательности их расположения, и последняя – это почвенная ко лонка со смешанным образцом в пропорции горизонтов В:торф:песок – 4:1:1.

Почвы в колонках предварительно капиллярно насыщали на песчаной подложке, затем влажность была доведена до полной влагоемкости и прове дена фильтрация влаги. После окончания фильтрационного эксперимента колонки были опять помещены на песчаную подложку. В течении 10 дней на нижней границе поддерживались условия капиллярной каймы и проводился послойный отбор почвенных образцов. На основе полученных эксперимен тальных данных было физически обоснованное моделирование данного экс перимента с помощью модели HYDRUS. Использование этой модели дает возможность понять различия в полученных данных по динамике влажности в колонках, поскольку детально описывает процессы, связанные с архитекту рой порового пространства почвы и свойствами ее поверхности. А именно, модель дает возможность проверить предположения, какие изменения агро физических свойств субстратов явились причиной тех или иных изменений в фильтрующих свойствах итоговых конструкций. Также моделирование дан ного лабораторного эксперимента дает возможность настроить модель и вы явить некоторые систематические ошибки в определение ее входных гидро физических параметров. Однако, настройка модели по реальным данным позволяет учесть этот эффект за счет отмеченного изменения параметров.

Следующий этапом работы явился поливариантный прогноз по модели для различных случаев устройства конструкции (варьирования мощности и чере дования слоев), а также изменения начальных и граничных условий (осадки, использование при создании конструкции увлажненного или сухого торфа, подложка из хорошо фильтрующего грунта или поверхность с водоупорными свойствами). Для подобного прогноза математические модели незаменимы, т.к. могут спрогнозировать любой случай, даже трудновоспроизводимый на практике (возможность загрязнения, различные климатические режимы).

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

*Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 09-04-01297, 10-04- и при поддержке благотворительного фонда Потанина УДК 581.111.132+632.

К ВОПРОСУ О ЗНАЧЕНИИ РАСТИТЕЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ

В СИСТЕМЕ «ПОЧВА-РАСТЕНИЕ-АТМОСФЕРА»

Институт генетики и физиологии растений АН Молдовы, Кишинев, НИИ сельского хозяйства, Тирасполь, zinalik@rambler.ru Растение является существенным компонентом моделей системы «почва растение-атмосфера». В общем случае математическая модель водного ре жима растения как системы «корень-стебель-лист» включает в себя, помимо гидравлических сопротивлений стебля и листа, гидравлическое сопротивле ние корня (причем сопротивление корня состоит из двух компонент).

Нами на примере богарного ценоза сои (сорт Букурия), выращенного на опытном поле ИГФР АНМ показано, что в процессе вегетационного сезона максимальный дефицит влаги, до 4,5 % сухой массы почвы, относительно уча стка без растений («черный пар») к середине лета (13 июля – 70 дней после се ва) наблюдается в горизонте 10–30 см (максимум на глубине 20 см), в соответ ствии с максимумом плотности поглощающих корней. В глубоких, 40–100 см, почвенных горизонтах снижение влажности почвы в фитоценозе относительно участка без растений меньше, ~ 2 %, однако суммарный объем дефицита влаги в глубоких горизонтах выше из-за большей толщины почвенного слоя.

На примере рассадной культуры томатов нами показано, что водный баланс в корнеобитаемом слое почвы агрофитоценоза может быть изме нен использованием привитых растений. В качестве контроля использо вали корнесобственный индетерминантный сорт Дикая Роза (крупно плодный розовоплодный томат), этот же сорт использовали в качестве привоя в прививках на подвои относительно мелкоплодных детерминант ных сортов (Волгоградский 5/95, Меридиан и др.). К концу вегетационно го сезона (середина сентября) влажность почвы под привитыми растения ми в горизонтах 10–30 см превышала таковую под корнесобственным сортом Дикая Роза с положительным балансом в этих горизонтах ~ 50 м воды на 1 га. Таким образом, прививка растений, в определенных сорто подвойных комбинациях, может применяться как метод уменьшения де фицита влаги в корнеобитаемом слое почвы фитоценоза томатов.

Симпозиум 5. Почвообразовательные и почвенно-экологические процессы

ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ

И ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ СРЕДЫ

Руководители: д.г.н. С.В.Горячкин, к.г.н. Д.Е.Конюшков _ УДК 576.80:631.411.

СОСТОЯНИЕ МИКРОБНОГО СООБЩЕСТВА ЧЕРНОЗЕМА

ВЫЩЕЛОЧЕННОГО В ЭКСТРЕМАЛЬНО ЗАСУШЛИВЫХ

УСЛОВИЯХ

Воронежский государственный университет, Воронеж, bezler@list.ru;

Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы им. А. Л. Мазлумова, Воронежская область, ВНИИСС, vniiss@mail.ru В последнее десятилетие на территории Центрального Черноземного региона наблюдается значительное повышение суммы эффективных тем ператур и снижение количества выпадающих в летний период осадков, которые, в основном, носят ливневый характер. Эта тенденция в 2010 го ду достигла экстремальных значений. Если в 2002–2003 годах сумма эф фективных температур составляла 2936°–3424°, то в 2008–2009 – 3080– 3171°, а в 2010–3752° С. При этом, количество выпавших осадков сокра тилосьсоответственно с 308–359 до 191 и 223 мм. Гидротермический ко эффициент при этом снизился с 1,24, 1,14 и 1,19 до 0,7 и 0,6. В июне и июле 2010 года его показатель опустился до 0,4.

Влажность почвы в слое 0–25 см составляла в 2002–2003 гг 25–30, в 2008–2009 – 18–22, а в 2010 – 12–18 %.

Во Всероссийском научно-исследовательском институте сахарной свеклы на черноземе выщелоченном среднегумусном среднемощном тяжелосуглинистом на лессовидных карбонатных суглинках в 2001г был заложен многолетний опыт по изучению динамики микробного сообщества почвы.

Все крупные таксономические, физиологические и эколого-трофи ческие группы, составляющие микробное сообщество чернозема вы щелоченного, при повышении суммы эффективных температур и сни

VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА

жении влажности почвы сократили свою численность. Количество микроскопических грибов в 2002–2003 гг достигало 80–90, в после дующие годы оно понизилось до 40–50, а в 2010 г составило всего 25– 30 тыс. КОЕ в 1 г а. с. п. (абсолютно сухой почвы). Иссушение верх ней части пахотного горизонта, до влажности почвы 8–10 %, привело к еще большему снижению численности почвенных микромицетов – до 9 тыс. КОЕ в 1 г а. с. п.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 18 |
 




Похожие материалы:

«1 Нурушев М.Ж., Байгенжин А.К., Нурушева А.M. НИЗКОУГЛЕРОДНОЕ РАЗВИТИЕ - КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ: Казахстан, Россия, ЕС и позиция США (1992-2013 гг.) Астана, 2013 2 Н-92 Низкоуглеродное развитие и Киотский протокол: Казахстан, Россия, ЕС и позиция США (1992-2013 гг.): монография – М.Ж. Нурушев, А.К. Байгенжин, А. Нурушева – Астана: Издательство ТОО Жаркын Ко, 2013 – 460 с. ил. УДК [661.66:504]:339.922 ББК 28.080.1 (0)я431 Н-92 ISBN 978-9452-453-25-5 Рекомендовано к печати ученым Советом РГП на ПХВ ...»

«Цветы дома и в саду Т. М. Клевенская СУККУЛЕНТЫ: НЕПРИХОТЛИВЫЕ КОМНАТНЫЕ РАСТЕНИЯ Москва ОЛМА-ПРЕСС 2001 _ Содержание ОТ АВТОРА: К А К БЫЛА НАПИСАНА ЭТА КНИГА 3 ЧТО ТАКОЕ СУККУЛЕНТЫ? 5 Где они растут? 8 Как они приспособились? 9 Как вас теперь называть? 13 КАК ВЫРАЩИВАТЬ СУККУЛЕНТЫ? 17 Размножение 24 Генеративное размножение ОТ АГАВЫ ДО ЯТРОФЫ Основные суккуленты от А до Я Редкие неожиданные суккуленты В КОМНАТЕ, НА БАЛКОНЕ, В САДУ ЧТО ЕЩЕ ПРОЧИТАТЬ ББК К Клевенская Т. М. 8 Суккуленты: ...»

«О. А. Киселёва МЕТЕОРОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ КЛИМАТОЛОГИИ Министерство образования и науки, молодёжи и спорта Украины Государственное учреждение Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко О. А. Киселёва МЕТЕОРОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ КЛИМАТОЛОГИИ Учебное пособие для иностранных студентов высших учебных заведений Луганск ГУ ЛНУ имени Тараса Шевченко 2013 УДК [551.5 + 551.58] (075.8) ББК 26.23я73 + 26.234. 7я73 К44 Рецензенты: доктор педагогических наук, профессор Трегубенко Е. Н. – кафедры ...»

«Г. Федоров, Й. фон Браун, В. Корнеевец ОПЫТ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ Калининград 1997 Министерство общего Кильский и профессионального образования университет Российской Федерации Калининградский государственный университет Г. Федоров, Й. фон Браун, В. Корнеевец ОПЫТ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ Калининград 1997 УДК 338.436. Федоров ...»

«УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МОНИТОРИНГА КЛИМАТИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ СО РАН ДЕПАРТАМЕНТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ ТРОО ЦЕНТР ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ИНФОРМАЦИИ И.А. Бех, С.А. Кривец, Э.М. Бисирова КЕДР - ЖЕМЧУЖИНА СИБИРИ Томск - 2009 УДК 582.475:630*8(571.1) ББК П42.357.7(253) Б550 Бех И.А., Кривец СЛ., Бисирова Э.М. Кедр - жемчужина Сибири. Томск: Изд-во Печатная мануфактура, 2009. - 50 с. Б550 ISBN 978-5-94476-164-4 В книге ...»

«Российская академия сельскохозяйственных наук Всероссийский научно–исследовательский институт картофельного хозяйства имени А. Г. Лорха Всероссийский научно–исследовательский институт фитопатологии Биологический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова СОРТА КАРТОФЕЛЯ, ВОЗДЕЛЫВАЕМЫЕ В РОССИИ 2013 Ежегодное справочное издание Агроспас 2013 УДК 635.21:631.526.32(470) ББК 42.15 С37 Авторы: Б. В. Анисимов, С. Н. Еланский, В. Н. Зейрук, М. А. Кузнецова, Е. А. ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УФИМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ КАРСТ БАШКОРТОСТАНА Уфа — 2002 УДК 551.44 (470.57) Р.Ф. Абдрахманов, В.И. Мартин, В.Г. Попов, А.П. Рождественский, А.И. Смирнов, А.И. Травкин КАРСТ БАШКОРТОСТАНА Монография представляет собой первое наиболее полное обобщение по карсту платформен ной и горно складчатой областей Республики Башкортостан. Тематически оно состоит из двух частей. В первой освещены основные факторы развития карстового процесса (физико географические, ...»

«Белорусский государственный университет Географический факультет Клебанович Н.В. ЗЕМЕЛЬНЫЙ КАДАСТР Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов специальности G 31 02 01-02 географические информационные системы Минск – 2006 1 УДК 347 ББК К 48 Рецензенты: Кафедра кадастра и земельного права учреждения образования Бело русская сельскохозяйственная академия (зав. кафедрой, канд. экон. наук, доц. Е. А. Нестеровский); ст. научный сотрудник УП ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 2-Я ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО- ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНТЕРНЕТ-КОНФЕРЕНЦИЯ КАДАСТР НЕДВИЖИМОСТИ И МОНИТОРИНГ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ Под общей редакцией доктора технических наук, проф. И.А.Басовой Тула 2012 УДК 332.3/5+504. 4/6+528.44+551.1+622.2/8+004.4/9 Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов: 2-я Всероссийская научно ...»

«1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ БАРАНОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Учреждение образования Барановичский государственный университет Эколого-краеведческое общественное объединение Неруш Барановичская городская и районная инспекция природных ресурсов и охраны окружающей среды Отдел по физической культуре, спорту и туризму Барановичского городского исполнительного комитета Отдел по физической культуре, спорту и туризму Барановичского районного ...»

«Александр Слоневский Судебные процессы и преступность в Каменском-Днепродзержинске Очерки и документы Книга Александра Слоневского Судебные процессы и преступность в Каменском- Днепродзержинске в определённом смысле является продолжением книги Дух ушедшей эпохи (2007), написанной в союзе с безвременной ушедшей из жизни историком Людмилой Яценко. Судебные процессы и преступность охватывают период с 1761 года, когда в Каменском произошёл крестьянский бунт, по 1972 год, вошедший в историю ...»

«АГРОНОМИЯ И ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ УДК 633.174:581.192.7 ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН И ПОСЕВОВ СТИМУЛЯТОРАМИ РОСТА НА УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНОВОГО СОРГО Васин Алексей Васильевич, д-р с.-х. наук, проф. кафедры Растениеводство и селекция ФГБОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия. 446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2. E-mail: vasin_av@ssaa.ru Казутина Надежда Александровна, соискатель кафедры Растениеводство и селекция ФГБОУ ВПО Самарская ...»

«СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА УДК 631.331.022 РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ СЕМЯН ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ВЫСЕВА Крючин Николай Павлович, д-р техн. наук, проф. кафедры Механика и инженерная графика ФГБОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия. 446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2. Тел.: 8(84663) 46-3-46. Андреев Александр Николаевич, канд. техн. наук, доцент кафедры Механика и ...»

«ЭКОНОМИКА, ОРГАНИЗАЦИЯ, СТАТИСТИКА И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УДК 333 ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАДАСТРОВОЙ ОЦЕНКИ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Жичкин Кирилл Александрович, канд. экон. наук, проф. кафедры Экономическая теория и экономика АПК ФГБОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия. 446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2. Тел.: 8(84663) 46-1-30. Пенкин Анатолий Алексеевич, канд. экон. наук, проф., зав.кафедрой Экономическая теория и ...»

«Памяти друзей и коллег, любивших природу Сергей Ижевский Свистящие бабочки Рассказы о таинственном мире насекомых Москва Лазурь 2009 ББК 28.691.89 И14 Книга издана при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям. В рамках Федеральной целевой программы Культура России Ижевский С.С. И14 СВИСТЯЩИЕ БАБОЧКИ: рассказы о таинственном мире насекомых. – М.: Лазурь, 2009 г. — 176 с., ил. ISBN 5-85606-054-4 С насекомыми человек встречается повсюду: в лесу и в поле, в ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК СИБИРСКОЕ РЕГИОНАЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫЕ ИТОГИ РАБОТЫ СИБИРСКОГО РЕГИОНАЛЬНОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ за 2012 год НОВОСИБИРСК 2013 УДК 63:001.89:001.32(062.551)(571.1/.5) ББК 4.е(253)л1+65.32е(253)л1 0-75 Редакционная коллегия: А.С. Донченко (председатель), В.К. Каличкин, Н.И. Кашеваров, П.М. Першукевич, В.В. Альт, И.М. Горобей Составители: Л.Ф. Ашмарина, Н.Е. Галкина, О.Н. Жителева, В.А. Иливеров, С.А. Козлова, Т.Н. Мельникова, М.В. ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный педагогический университет имени И. Н. Ульянова Е. Ю. Истомина, Т. Б. Силаева КОНСПЕКТ ФЛОРЫ БАССЕЙНА РЕКИ ИНЗЫ Учебное пособие Ульяновск, 2013 Печатается по решению редакционно 581.9 (471.41/42) ББК 28.592 (235.54) издательского совета ФГБОУ ВПО П91 УлГПУ им. И.Н. Ульянова Рецензенты: Благовещенский И.В., доктор биологических ...»

«АДМИНИСТРАЦИЯ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ ДЕПАРТАМЕНТ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЕДИНАЯ ДИРЕКЦИЯ ОСОБО ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ И ОБЪЕКТЫ Владимирской области и сопредельных регионов Материалы I Межрегиональной научно-практической конференции Мониторинг и сохранение особо ценных природных территорий и объектов Владимирской области и сопредельных регионов: проблемы, опыт и ...»

«АДМИНИСТРАЦИЯ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ ДЕПАРТАМЕНТ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЕДИНАЯ ДИРЕКЦИЯ ОСОБО ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ И ОБЪЕКТЫ Владимирской области и сопредельных регионов Выпуск 2 Материалы II Межрегиональной научно-практической конференции Мониторинг и сохранение особо ценных природных территорий и объектов Владимирской области и сопредельных регионов: проблемы, опыт и ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.