Закономерности накопления, потерь и возврата влаги и химических веществ при внутрипочвенном влагообмене | Regularities in accumulation, loss and return of water and chemical substances during the water exchange in soil

English. The exchange of moisture and chemical substances in the soil profile conditioned by descending (infiltration) and ascending (groundwater transpiration) flows is the most important hydrophysical and hydrochemical process. The water regime type, peculiarities and intensity of the formation of moisture and chemical substances in soils as well as the soil fertility are dependent on the ratio between the above flows. The loss of chemical elements together with water infiltration from soil is significant; this problem has been thoroughly studied as compared to compensation of such losses at the expense of chemical substances from the ground water. Under consideration are the experimental data obtained by using lysimeters in different years. The soddy-podzolic loamy deeply gleyed soil on mantle loam in the Moscow region was taken as an example to carry out an experiment with the view of determining the ratio between the water infiltration and transpiration, that accounted for 0.3-0.6 under average dried conditions of atmospheric moistening, 2.6-2.9 as averaged for many years and 2.6-2.9 under average moistened conditions. The loss of P, Ca, Mg, Zn and Mn in soils under grass cover made up 0.95, 89.0, 37.7, 1.42 and 1.40 kg/ha/yr respectively. Due to capillarity the root layer of the studied soil receives 0.19 kg/ha of potassium or 20% from its loss with infiltration of atmospheric precipitation, 16.4% of manganese, 15.0% of calcium, 13.4% of zinc and 9.0% of magnesium. It is shown the moisture transpiration from the soil surface in case of the close groundwater level leads to rupture of capillary links. In proportion to increasing the thickness of soil mass in lysimeter the moisture infiltration and nitrates removal become decreased under two kinds of the plant cover including the grass and leguminous-grass ones.

Russian. Внутрипочвенный обмен влагой и химическими веществами, обусловленный нисходящим (инфильтрацией) и восходящим (испарение грунтовых вод) потоками, является важнейшим гидрофизическим и гидрохимическим процессом. От соотношения двух разнонаправленных потоков влаги и химических веществ зависят тип водного режима, особенности и интенсивность формирования влаги и химических веществ в почвах и их плодородие. Потери химических веществ с инфильтрационными потоками влаги из почв очень велики и значительно лучше изучены, чем компенсация этих потерь за счет химических веществ из грунтовых вод. Материалы экспериментальных исследований получены в разные годы с использованием лизиметров. На примере дерново-подзолистой суглинистой глубокооглеенной почвы на покровном суглинке (Московская область) экспериментально определено подпитывание почв грунтовыми водами. Установлены соотношения инфильтрации и испарения грунтовых вод в дерново-подзолистой почве, которые составляют для среднезасушливых условий атмосферного увлажнения 0.3-0.6, среднемноголетних 2.6-2.9 и средневлажных 2.6-2.9. Потери калия, кальция, магния, цинка и марганца под злаковым травостоем составили соответственно 0.95, 89.0, 37.7, 1.42 и 1.40 кг/га в год. С капиллярным подпитыванием возвращается в корнеобитаемый слой дерново-подзолистой почвы 0.19 кг/га калия или 20% от потерь с инфильтрацией атмосферных осадков, затем следуют марганец (16.4% от потерь), кальций (15.0%), цинк (13.4%) и замыкает ряд магний (9.0%). Показано, что испарение влаги с поверхности почвы при близком стоянии к поверхности грунтовых вод приводит к разрыву капиллярных связей. С увеличением мощности монолита почвы в лизиметре объемы инфильтрации влаги и выноса нитратов уменьшаются под обоими видами травостоя (злакового и бобово-злакового).