Moisture content and thermophysical regime of ordinary chernozems under birch-tree plantations and on clearings in arboretum | Влажность и теплофизический режим черноземов обыкновенных под березовыми насаждениями и на полянах дендрария

Английский. In the upland part of the City of Barnaul, Altai Region, there is an arboretum which is of great importance for nature protection. It contains a variety of tree and shrub plantations, ornamental and flower crops. Plant growth and the development of plant root system are determined by the hydrothermal state that is formed in the soil profile. In addition, heat flows and moisture movement in the genetic horizons of chernozem determine a set of thermophysical coefficients as volumetric thermal capacity, thermal conductivity, and thermal diffusivity. We found that in the profile of ordinary chernozems, the moistening of humus horizons and parent rock in 2014 provided the need of plants for water. From the end of June to early August, it gradually decreased along the entire soil profile. In the second ten-days of August and the first ten-days of September, the rains increased the moisture content in the humus horizon. At the same time, the amount of moisture in the soil in the clearing was higher than that under woody vegetation. In accordance with the moisture conditions, the thermophysical profile of chernozems was formed. The volumetric thermal capacity and thermal conductivity in horizon A reached their maximum values at the beginning and end of the growing season and were minimal under conditions of reduced moisture. The highest values of thermal diffusivity of chernozem took place at discontinuous capillary moisture. Intensive rains in the summer of 2016 took place in the middle of summer, so the nature of soil moisture in the humus horizon of the chernozem changed as compared to the previous year. So, under birch-tree plantations and in the clearing, soil moisture turned out to be higher than in 2014. As a result, the maxima of the volumetric thermal capacity and thermal conductivity were observed in July in the upper soil layer in the clearing. The highest value of the thermal diffusivity was observed in horizon A under birch-tree plantations at the moisture content close to discontinuous capillary moisture. In general, it varied in a small range, especially in the parent rock.

Русский. В нагорной части г. Барнаула Алтайского края расположен дендрарий, который имеет важное природоохранное значение. В нем содержатся разнообразные древесные и кустарниковые насаждения, декоративные и цветочные культуры. Рост растений и развитие их корневой системы при этом определяются гидротермическим состоянием, формирующимся в почвенном профиле. Кроме того, теплопотоки и движение влаги в генетических горизонтах чернозема определяют комплекс теплофизических коэффициентов, таких как объемная теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность. Установлено, что в профиле черноземов обыкновенных увлажнение гумусовых горизонтов и почвообразующей породы в 2014 г. обеспечивало потребности растений в воде. С конца июня и до начала августа оно постепенно снижалось по всему профилю. Во второй декаде августа и первой декаде сентября прошедшие дожди увеличили содержание влаги в гумусовом горизонте. При этом количество влаги в почве на поляне было выше, чем под древесной растительностью. В соответствии с условиями увлажнения формировался теплофизический профиль черноземов. Объемная теплоемкость и теплопроводность в горизонте А достигали максимальных значений в начале и конце вегетации и были минимальны в условиях пониженной увлажненности. Наибольшие значения температуропроводности чернозема имели место при влажности разрыва капилляров. Интенсивные дожди летом 2016 г. прошли в середине лета, поэтому характер почвенного увлажнения в гумусовом горизонте чернозема изменился по сравнению с предыдущим годом. Так, под березовыми насаждениями и на поляне влажность почвы оказалась выше, чем в 2014 г. В результате максимумы объемной теплоемкости и теплопроводности были отмечены в июле в верхнем слое почвы на поляне. Наибольшее значение коэффициента температуропроводности наблюдалось в горизонте А под березовыми насаждениями при влажности, близкой к влажности разрыва капилляров. В целом он менялся в малом диапазоне, особенно в почвообразующей породе.