Агрохимия, 2022, № 11, стр. 13-25

ВВЕДЕНИЕ

В Центрально-Черноземном регионе одним из основных направлений антропогенного воздействия в течение прошлого столетия стало агролесомелиоративное обустройство территории посредством посадки сети лесных полос. Одной из базовых моделей по изменению естественного ландшафта послужила Каменная Степь. На ее примере в течение последних ста лет изучали эволюционные изменения характеристик и свойств почвенного покрова под влиянием широкомасштабного агрогенного воздействия [1–6].

Отмечено, что на состояние почвенного покрова влияет не только антропогенное, но и лесомелиоративное воздействие. Много работ посвящено агроэкологической роли лесных полос в преобразовании ландшафтов [7–13]. Проведенные исследования в Каменной Степи показали положительную роль лесных насаждений на физические и физико-химические свойства черноземов [14–17].

Помимо положительного влияния лесных полос на свойства черноземов, отмечена и их негативная роль, которая проявляется в увеличении площадей гидроморфных и сезонно переувлажненных почв [18–25].

В последнее время в Каменной Степи отмечено увеличение площади участков сезонно переувлажненных почв. Это говорит о серьезном изменении состояния агролесоландшафта по сравнению с его состоянием в конце XIX – начале XX вв. Переувлажнение территории Каменной Степи связанно с повышением уровня грунтовых вод [23, 24].

Гидроморфизм почв является комплексным воздействием не только природного, но и антропогенного факторов. За природный фактор отвечают увеличение атмосферных осадков, особенности рельефа, литология почвогрунтов. Непосредственные мероприятия по накоплению и перераспределению влаги в агроландшафте во многом зависят от человеческого фактора (посадки лесополос, орошения, возведения прудов и водохранилищ, строительства дорог) [26].

Многолетние наблюдения в Каменной Степи указывают на то, что переувлажнению свойственно циклическое изменение. За последние 100 лет в Каменной Степи установлены циклы подъема и спада уровня грунтовых вод, которые напрямую зависели от изменений климатических условий в регионе [18].

На современном этапе активное использование почвенного покрова с осложненной гидроморфизмом структурой приводит во многих случаях к активизации деградационных процессов (засолению, соленакоплению), затрагивающих и глубокие горизонты почв [26–31]. Эта тема актуальна в современном почвоведении, поэтому поставлена задача, выяснить на данном этапе, как влияет вторичный гидроморфизм черноземных почв на накопление солей в агролесокультурных ландшафтах.

Цель работы – оценка процессов соленакопления в сезонно переувлажненных почвах в условиях влияния агролесомелиоративного комплекса.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводили в Воронежском ФАНЦ им. В.В. Докучаева (Каменная Степь). Объектами исследования были почвы водорегулирующей лесной полосы № 131 и комплекс сезонно переувлажненных почв западнее лесополосы № 131 (рис. 1). Комплекс представлен следующими почвами, расположенными на приводораздельной верхней части склона к балке Таловая: 1 – лугово-черноземные почвы на выпуклой части склона, не затапливаемой поверхностными водами весной (Р-2), 2 – черноземно-луговыми солончаковатыми слабозасоленными почвами на равнинном понижении на переходе от выпуклой к вогнутой части склона с коротким периодом поверхностного затопления (Р-1), 3 – черноземно-луговыми солончаковатыми слабозасоленными почвами в ложбинообразном понижении на вогнутой части склона, подвергающемуся длительному сезонному затоплению (Р-3). Рельеф исследованного участка характеризуется уклоном 1–3° в направлении с запада на восток.

Рис. 1.

Схема расположения объектов исследования [23] – местоположение разрезов Т-0074 (Разр-1), Т-0073 (Разр-2) и Т-0072 (Разр-3); 1 – ареалы, затопленные весной 2006 г., 2 – ареалы, переувлажненные весной 2006 г., 3 – лесополосы (указан номер), 4 – трансекта скважин с востока на запад.

Лесополоса № 131 высажена по границе прибалочного склона и водораздела и является водорегулирующей. Чтобы ее воздействие на поверхностный сток было эффективным, ей была определена значительная ширина – 48 м. Лесная полезащитная полоса № 131 расположена в направлении с севера на юг. Автор посадки – Зубович Н.Ф., год посадки – 1949/1950, длина 884 м, ширина 48 м, площадь 4 га, возраст полосы на момент проведения исследования – 71 год. Состав древостоя – 2Д3Б1Кя1Яп+Ко (дуб черешчатый, береза повислая, клен ясенелистный, ясень пушистый и клен остролистный) [7].

Образцы почв отбирали ручным буром сплошной колонкой с глубины: 0–20, 20–40, 40–60, 60–80, 80–100, 100–120, 120–140, 140–160, 160–180, 180–200, 200–220, 220–240, 240–260, 260–280 и 280–300 см. Общее количество образцов составило 170 шт. В образцах почв производили выделение генетических горизонтов, а также определяли принадлежность к почвенной разности.

Активность ионов натрия определяли ион-селективным методом в пасте при 50%-ной влажности на иономере И-150, общее содержание и качественный состав легкорастворимых солей – в водной вытяжке при соотношении почва : вода = = 1 : 5 [32].

Определение химизма почвенно-грунтовых вод проводиди по ГОСТ 26423-85, катионно-анионного состава водной вытяжки – по ГОСТ 26428-85.

Для пространственного отображения двумерного распределения солей использовали геостатистические возможности пакета Surfer – V. 9.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Складывающиеся метеорологические условия являются мощным фактором, определяющим характер изменения увлажненности отдельных компонентов современных агролесокультурных ландшафтов. Общей закономерностью является довольно существенное изменение отдельных составляющих, характеризующих температурный режим воздуха и атмосферное увлажнение в последние десятилетия. Необходимо отметить существенное варьирование показателей от среднемноголетних показателей в ту или иную сторону.

По количеству выпавших атмосферных осадков в большинстве лет исследования отмечено превышение среднемноголетних показателей. При среднем количестве осадков за год на уровне 438.4 мм (1893–1959 гг.) в настоящее время отмечен их существенных рост. Превышение по отношению к среднемноголетним нормам составляет от 11.5 до 183.8 мм (табл. 1). Наибольшим количеством осадков характеризовались 2013 и 2016 гг. Величина их составила соответственно 601 и 622 мм. Близкими, с незначительным превышением среднемноголетних норм, можно отметить условия 2010, 2014 и 2019 гг. При этом наиболее экстремальными по климатическим параметрам характеризовались условия 2010 и 2020 гг.

В 2010 г. количество атмосферных осадков было близким к среднемноголетним показателям – 454.1 мм, но характер их распределения был совсем иной. Если в зимние месяцы и в начале весны (январь–март) выпало 122 мм осадков, то отличительной особенностью летнего периода 2010 г. был существенный недобор атмосферных осадков.

По годовой сумме атмосферных осадков с минимальным показателем отличались условия 2020 г. В годовом исчислении их выпало всего 382 мм. При этом наиболее острый дефицит влаги отмечен во 2-м полугодии. В целом за 2-е полугодие 2020 г. отмечено существенное снижение атмосферного увлажнения. По сравнению со среднемноголетними показателями недобор осадков составил 124 мм.

К отличительным особенностям температурного режима в последние десятилетия можно отнести его повышенный фон. Например, среднегодовая температура воздуха превышала среднемноголетние показатели на 1.17–3.72°С (табл. 2). Экстремально высокими показателями характеризовался 2010 и 2020 гг. Средняя температура воздуха составила 8.73 и 9.12°С, при норме 5.19°С. В ряду рассмотренных лет минимальная годовая температура воздуха отмечена в 2006 г. – 6.45°С, но она все же превышала среднемноголетнюю норму.

В годовом ходе температур отмечена такая же закономерность – повышенный температурный фон практически во все временные периоды. Особенно необходимо отметить условия последних 2-х лет. При среднемноголетней температуре воздуха в январе –9.82°С, фактически она составила всего –1.2°С в 2020 г. и –4.1°С в 2021 г., в феврале – –1.1 и –7.7°С соответственно при норме –9.73°С. Очень теплые условия с ранним приходом весны были характерны для марта. В летние месяцы температурный режим характеризовался повышенным фоном, что негативно отразилось на росте и формировании продуктивности растений. Для июня при среднемноголетней норме 18.0°С в 2020–2021 гг. температура воздуха составила 21.2–21.3°С, в июле и августе также были превышены среднемноголетние показатели на 2–4°С. Можно констатировать более высокие температуры воздуха в течение летнего сезона 2021 г.

Сочетание вышеуказанных климатических особенностей способствовали созданию большого разнообразия условий увлажнения почвенной толщи. Особенности накопления, поступления и расхода влаги в почвах различной степени гидроморфизма в комплексе сезонно переувлажненных почв западнее лесополосы № 131 формировали характерный для каждого объекта исследования солевой профиль.

Опытным путем определено, что накопление карбонатов происходит биогенным и гидрогенным направлениями. Количество карбонатов напрямую зависит от интенсивности испарения и минерализации грунтовых вод. В свою очередь содержание карбонатов в почвенных горизонтах находится в обратной зависимости от степени засоления этих горизонтов [31].

От режима и состава грунтовых вод во многом зависит солевой режим черноземных почв. В зоне распространения черноземных почв в настоящее время отмечен резкий подъем уровня грунтовых вод, что может резко изменить условия почвообразования. Это в свою очередь способствует переходу почв из автоморфного ряда в гидроморфный. Происходит процесс формирования черноземно-луговых и лугово-черноземных почв. Из-за этого проявляется усиление признаков осолонцевания и засоления черноземных почв [26].

Нами был определен химизм почвенно-грунтовых вод переувлажненных участков с интервалом 5 лет – в 2015 и в 2020 гг. соответственно. Анализ грунтовых вод показал различия их катионно-анионного состава (табл. 3).

По степени засоления грунтовые воды характеризуются как слабоминерализованные. По динамике изменения количества солей можно отметить увеличение сухого остатка в грунтовых водах черноземно-луговой солончаковатой слабозасоленной почвы ложбинообразного понижения. В данной почве (Р-3) количество анионов и катионов было в 3 раза больше, чем в черноземно-луговой почве равнинного понижении (Р-1) и лугово-черноземной почве равнинного повышения (Р-2). Данная закономерность прослежена и в первый, и во второй срок определения химизма засоления грунтовых вод.

Можно отметить некоторые особенности содержания катионов в грунтовых водах почв лугового ряда. Одна из них – повышенное содержание иона натрия во всех почвах, что характерно для данных переувлажненных участков, но в черноземно-луговой почве ложбинообразного понижения (Р-3) его оказалось в 2–3 раза больше, чем в других почвенных разностях. К тому же его содержание через пять лет на объектах Р-1 и Р-3 увеличилось в 2 раза. На объекте Р-3 увеличилась также общая минерализация – с 3.0 до 4.1 г/л. Это свидетельствовало о варьировании состава солей грунтовых вод во времени. В аналогичной зависимости находились и ионы магния. За 5 лет их содержание также увеличилось, причем во всех вариантах. Для данных почв характерно низкое содержание ионов кальция. Минимальное его количество отмечено в лугово-черноземной почве равнинного повышения (Р-2) – 4.1 ммоль (экв)/100 г в 2015 г. В 2020 г. его содержание увеличилось до 6.2 ммоль (экв)/100 г на объекте Р-2, в то время, как на объектах Р-1 и Р-3, наоборот, уменьшилось.

Среди анионов отмечено отсутствие карбонатов в 2015 г., в 2020 г. – обнаружены их небольшие следы. Но если количественное содержание гидрокарбоната и хлора во всех почвах оказалось близким по величине, то для содержания сульфата отмечено существенное различие. В черноземно-луговой почве в ложбинообразном понижении (Р-3) содержание сульфатов в 2015 г. было в 3–4 раза больше, чем в остальных объектах исследования, в 2020 г. – в 5–6 раз.

Катионно-анионный состав грунтовых вод сезонно переувлажненных почв позволил определить химизм их засоления по величинам содержания катионов и анионов: химизм засоления грунтовых вод всех объектов по катионам – натриево-кальциевый, по анионам – сульфатный.

Качественный состав солей исследованных переувлажненных почв оценивали по составу водной вытяжки 1 : 5 (рис. 2). Характер формирования солевого профиля различался и зависел от степени проявления гидроморфизма, элементов ландшафта, а также складывающихся гидротермических условий года. В лугово-черноземной почве на выпуклой части склона, не затапливаемой поверхностными водами весной (Р-2), гумусовая толща характеризовалась отсутствием легкорастворимых солей. До глубины 100 см общая сумма солей варьировала в интервале от 0.05 до 0.09%. Эти показатели характерны для фоновых почв Каменной Степи – черноземов типичных. Далее с глубины 100 до 300 см концентрация солей незначительно увеличивалась до 0.16%. Содержание токсичных солей в почвенной толще лугово-черноземной почвы равнинного понижения (Р-2) изменялось вниз по профилю от 0.02 до 0.14%, что при сульфатно-гидрокарбонатном типе засоления соответствует незасоленной почве. Лугово-черноземная почва (Р-2) содержала минимальное количество солей из всех вариантов по всему профилю почвы.

Рис. 2.

Солевые профили объектов исследования (2020 г.): (а) – Р-1, (б) – Р-2, (в) – Р-3, (г) – западная опушка лесополосы № 131, (д) – центр лесополосы № 131, (е) – восточная опушка лесополосы № 131.

Рис. 2.

Окончание.

По степени усиления проявления гидроморфизма далее следует черноземно-луговая почва на равнинном понижении с коротким периодом поверхностного затопления (Р-1). Водный режим сложился таким образом, что солевой профиль данной почвы равномерно растянулся по всей исследованной глубине (300 см). Общая сумма солей вниз по профилю варьировала в очень узком интервале – 0.13–0.15%. Сумма токсичных солей также мало изменялась с глубиной и составляла 0.11–0.13%. В данном случае тип засоления почвенного профиля также относится к сульфатно-гидрокарбонатному типу, поэтому величины суммы токсичных солей соответствуют незасоленной почве.

Самой переувлажненной исследованной почвой из всех вариантов была черноземно-луговая почва ложбинообразного понижения (Р-3), подвергавшаяся длительному сезонному затоплению. Верхний гумусовый горизонт в данном варианте был практически не засоленный. Концентрация солей была на уровне 0.07%. С глубиной отмечено существенное увеличение засоленности почв. Например, на глубине 40–80 см концентрация солей увеличилась в 2 раза до 0.13%. В нижележащих почвенных горизонтах, с глубины 80 см, в отличие от первых 2-х вариантов Р-1 и Р-2, сформировался глубокозасоленный почвенный горизонт мощностью 60 см с высокой концентрацией солей – 0.33–0.34%. Сумма токсичных солей в данном горизонте была максимальной среди всех исследованных пахотных почв – 0.31–0.32%. При сульфатно-гидрокарбонатном типе засоления почвенного горизонта данные показатели соответствуют градации среднего засоления.

Существенный интерес представляет анализ изменения степени засоления пахотных переувлажненых черноземов непосредственно в почвах под водорегулирующей лесной полосой. Отмечено, что посадка лесных полос в степных условиях изменяет характер распределения осадков в агроландшафте [7].

В лесной полосе были отобраны образцы почв из 3-х точек опробования: по центру лесной полосы, на западной и восточной опушках. Отметим, что во всех 3-х точках опробования верхний гумусовый горизонт оставался незасоленным. Далее на глубине с 40 до 80 см (рис. 2) начиналось резкое возрастание концентрации легкорастворимых солей: на западной опушке – с 0.05 до 0.20, по центру – с 0.06 до 0.14, на восточной – с 0.07 до 0.13%.

По центру лесной полосы и на западной опушке с глубины 80 см начинался засоленный почвенный горизонт с максимальной концентрацией солей по профилю. Наиболее вытянутый солевой горизонт был характерен для центра лесной полосы, где он растянулся на 180 см, глубиной с 80 до 260 см. Концентрация солей в этом случае составила 0.68–0.73%. Сумма токсичных солей находилась в интервале 0.59–0.64%. При сульфатно-гидрокарбонатном типе засоления данный горизонт считается сильнозасоленным. С глубиной под лесной полосой возрастало количество ионов натрия, достигая максимума на глубине 180 см. По катионам засоление в этом случае шло по магниево-натриевому типу. На опушке к западу мощность засоленного горизонта была меньше, чем в центре полосы на 80 см, но концентрация солей была больше и составила 0.75–0.85%. Сумма токсичных солей также была больше, чем в центральной части лесной полосы, и составила 0.67–0.75%. В этом случае также горизонт считается сильнозасоленным.

На восточной опушке водорегулирующей лесной полосы оказалась самая низкая мощность солевого горизонта (20 см). Отличительной особенностью данного горизонта оказалась максимальная концентрация солей из всех объектов исследования – 0.98%. Максимальной была и сумма токсичных солей – 0.82%, что по градации является сильнозасоленным горизонтом при сульфатно-гидрокарбонатном типе засоления по анионам. Данное обстоятельство можно связать с тем, что на восточной опушке в связи с определенной розой ветров в зимние месяцы накапливалось максимальное количество снега по сравнению с остальной частью лесной полосы. Накопление солей именно на данной глубине происходило за счет иссушения грунтовых вод, которые в весенние месяцы располагаются на уровне 1.5–2.0 м.

Таким образом, величины содержания токсичных солей в глубокосолевых горизонтах всех точек опробования в лесной полосе при сульфатно-гидрокарбонатном типе засоления соответствовали градации сильного почвенного засоления. Высокие показатели водопроницаемости лесной полосы способствовали хорошему поглощению зимних твердых осадков и многолетнему накоплению солей [28]. Отметим также, что с глубиной ниже залегания засоленного горизонта степень засоления уменьшалась. К глубине 300 см величины содержания токсичных солей опускались до градации слабого засоления на всех точках обследования в лесной полосе (рис. 2).

Дополнительно для оценки изменения засоленности черноземов под влиянием лесной полосы была заложена трансекта перпендикулярно к лесной полосе с закладкой скважин глубиной до 200 см. Буровые скважины заложены на удалении 0, 25, 50, 75, 100, 125 м от лесной полосы, под лесной полосой в центральной части, на западной и восточной опушках. Определяющим фактором при изменении активности иона натрия под лесной полосой послужило место отбора почвенных проб (центр полосы, западная или восточная опушка). Для комплекса переувлажненных почв определяющим фактором послужила степень переувлажнения данных участков и их ландшафтная принадлежность. Уровень грунтовых вод для данных почв в последний год обследования, когда он повсеместно опустился, находился на глубине 2.0–2.2 м. Ранее грунтовые воды поднимались значительно выше, до глубины 1.2 м.

В лугово-черноземной почве на выпуклой части склона, не затапливаемой поверхностными водами весной (Р-2), гумусовая толща характеризовалась наличием незначительного количества ионов натрия – 0.71–0.74 ммоль/л, т.е. формально гумусовый горизонт не был засоленным. С глубины 40–60 см активность ионов натрия возросла уже в 2 раза, на глубине 60–80 – еще в 2 раза. Далее ниже 80 см вплоть до глубины 300 см шло постепенное нарастание активности ионов натрия до максимума с 5.14 до 7.94 ммоль/л (табл. 4).

По степени проявления сезонного переувлажнения далее шла черноземно-луговая почва на равнинном понижении с коротким периодом поверхностного затопления (Р-1). В гумусовом горизонте в этом случае в отличие от лугово-черноземной почвы активность ионов натрия была больше в 13 раз, достигая 9.84–10.6 ммоль/л. Это было максимальным показателем в гумусовом горизонте среди всех исследованных почв. На глубине 40–80 см активность ионов натрия достигла максимума для данной скважины – 14.3–16.1 ммоль/л. Промывной режим сложился таким образом, что ниже глубины 80 см вниз по профилю данной почвы содержание ионов натрия равномерно распределилось по всей исследованной глубине, находясь в интервале 11–14 ммоль/л.

Похожая закономерность распределения ионов натрия вниз по глубине отмечена для черноземно-луговой почвы ложбинообразного понижения (Р-3), подвергавшаяся длительному сезонному затоплению. В верхнем гумусовом горизонте так же, как и на Р-1, отмечена высокая активность ионов натрия. В слое почвы 0–40 см интервал изменения активности натрия составил 8.41–15.92 ммоль/л, что в 1.5 раза больше, чем для такой же почвы равнинного понижения (Р-1). Это обстоятельство, по нашему мнению, напрямую связано с наибольшим повышенным переувлажнением данного участка из всех исследованных вариантов. Далее вниз по профилю до глубины 120 см происходило максимальное нарастание активности ионов натрия до величины 46.34 ммоль/л. После этой глубины вплоть до 300 см происходило планомерное уменьшение данного показателя до 27.80 ммоль/л.

Рассматривая активность ионов натрия в лесной полосе, отметим, что в верхнем гумусовом горизонте она была меньше, чем в черноземно-луговых вариантах Р-1 и Р-3 прилегающей пашни. Минимум отмечен для восточной опушки лесной полосы. Для слоя почвы 0–40 см интервал изменения активности натрия составил 1.68–2.61 ммоль/л. На западной опушке и в центре лесной полосы эти показатели были в 2–3 раза больше и составили 3.25–9.02 ммоль/л. С глубиной во всех вариантах в лесной полосе происходило резкое нарастание активности ионов натрия. Отметим, что на опушках происходило равномерное увеличение этого показателя, который достигал максимума на глубине 120–140 см. Для западной и восточной опушек эти показатели составили 108 и 104 ммоль/л соответственно. Эти данные хорошо согласуются с визуальным отображением солевых профилей, где на данной глубине отмечено максимальное засоление (рис. 2). Ниже данной глубины происходило уменьшение активности натрия, причем на восточной опушке уменьшение шло более быстрыми темпами, достигая 33 ммоль/л на глубине 300 см. Для данной глубины это минимум из всех 3-х исследованных вариантов в лесной полосе.

Центр лесной полосы отмечен максимальными показателями содержания натрия, начиная с глубины 60–80 см (46.34 ммоль/л). Далее, с глубины 100 см отмечено резкое увеличение концентрации ионов натрия, которая превысила 100 ммоль/л. Максимум (139 ммоль/л) достигнут в горизонте 140–160 см. Отметим, что это наивысшая активность ионов натрия среди всех исследованных вариантов. В целом горизонт с максимальным засолением (концентрация натрия >100 ммоль/л) растянулся до глубины 280 см. Эти данные совпадали с визуальным отображением солевого профиля в центре лесной полосы (рис. 2). На последней исследованной глубине 280–300 см произошло небольшое уменьшение активности ионов натрия до 75 ммоль/л, что также было максимумом для данной глубины среди всех исследованных объектов.

В лесостепных и степных условиях посадка лесных полос изменяет характер распределения снега в агроландшафте. Под лесными насаждениями почва отличается бóльшими поступлениями влаги на питание грунтовых вод и десукцию [7]. В степной зоне за счет более высокого температурного фона увеличивается испаряемость, следовательно и концентрация легко растворимых солей в зоне аэрации почвенной толщи [33]. Проанализируем изменение активности ионов натрия в центре лесной полосы, на западной и восточной опушках, а также на переувлажненной пашне на различном удалении от лесной полосы. Нами были пробурены скважины до глубины 200 см в центре полосы и на опушках. Далее по этой же линии скважины были пробурены на расстоянии 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 и 200 м от лесной полосы в западном направлении (рис. 1). Данный ряд скважин проходит точно в варианте Р-2 – лугово-черноземной почвы, и последние 2 скважины заходят на типичный чернозем смежно расположенного поля. Чтобы наглядно продемонстрировать пространственное распределение активности ионов натрия вниз по профилю почвы как в лесной полосе, так и на различном удалении от нее, была построена двумерная картограмма распределения данного показателя в пространстве (рис. 3).

Рис. 3.

Картограмма двумерного распределения активности ионов натрия в координатах “расстояние-глубина” (2020 г.), ммоль/л: 1 – пашня, подверженная сезонному переувлажнению, 2 – пашня, не подверженная сезонному переувлажнению.

Обнаружена следующая закономерность изменчивости активности ионов натрия в пространстве. Максимальное содержание ионов натрия обнаружено по центру лесной полосы, немного снижаясь к опушкам. Вблизи от лесной полосы, вплоть до удаления от нее на 25 м, отмечен четко выраженный незасоленный гумусовый горизонт. Далее вниз по профилю происходило постепенное нарастание засоленности с образованием глубокозасоленного горизонта с глубины 100–120 см, т.е. данные были аналогичными с опушечной частью лесной полосы, где, по-видимому, происходил похожий процесс накопления солей с глубиной под действием проникающих осадков и засоленных грунтовых вод.

По мере удаления от лесной полосы с 25 до 100 м влияние ее ослабевало. В данном интервале весь профиль был слабозасоленным. На удалении 75 м от лесной полосы расположена скважина Р-2. В этом случае с глубины 80 см происходило постепенное незначительное нарастание активности ионов натрия. Данные показатели близки к фоновым почвам Каменной Степи (черноземам типичным), на смежное поле которых попали максимально удаленные от лесной полосы две скважины (рис. 3).

На удалении 125–150 м решающим фактором усиления активности ионов натрия становилась степень переувлажнения участка. На черноземно-луговой почве выявлено наличие засоленного горизонта на глубине 60–100 см, но с гораздо меньшей концентрацией солей, чем под лесной полосой (рис. 3). Для демонстрации изменения концентрации натрия представлен график (рис. 4), где показано снижение содержания натрия на глубине 180–200 см при переходе от лесной полосы к прилегающей пашне.

Рис. 4.

Содержание натрия на глубине 180–200 см на объектах исследования, ммоль/л.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Особенности накопления, поступления и расхода влаги в почвах различной степени гидроморфизма в комплексе сезонно переувлажненных почв западнее лесополосы № 131 формировали характерный для каждого объекта исследований солевой профиль.

Характер формирования солевого профиля различался и зависел от степени проявления гидроморфизма, а также складывавшихся гидротермических условий года. В черноземно-луговой почве ложбинообразного понижения (Р-3) сформировался засоленный почвенный горизонт с глубины 80 до 140 см. Лугово-черноземная почва равнинного повышения (Р-2) содержала минимальное содержание солей из всех вариантов вдоль всего профиля почвы. Наиболее вытянутый солевой горизонт был характерен для центра лесной полосы, где он растянулся на 180 см глубиной с 80 до 260 см. На опушке к западу мощность глубокозасоленного горизонта была меньше, чем в центре полосы на 80 см, но концентрация солей была больше. Самой низкой по мощности солевого горизонта (20 см) отмечена восточная опушка водорегулирующей лесной полосы, но с максимальной концентрацией солей 0.98%.

В лесной полосе содержание токсичных солей в глубокосолевых горизонтах всех точек опробования соответствовало градации сильного почвенного засоления. Отметим также, что с глубиной ниже залегания засоленного горизонта степень засоления уменьшалась. К глубине 300 см содержание токсичных солей уменьшилось до градации слабого засоления на всех точках обследования в лесной полосе.

Определяющим фактором при изменении активности иона натрия для лесной полосы послужило место отбора почвенных проб (центр полосы, западная или восточная опушка). Для комплекса переувлажненных почв определяющим фактором послужила степень переувлажнения данных участков и их ландшафтная принадлежность.

Изменение активности ионов натрия в почве переувлажненной пашни в зависимости от удаления от лесной полосы подчинено некоторой зависимости. Вблизи от лесной полосы, вплоть до удаления от нее на 50 м, обнаружен глубокозасоленный горизонт с глубины 120 см, т.е. данные были аналогичными с опушечной частью лесной полосы. По мере удаления от лесной полосы с 50 до 100 м влияние ее ослабевало. Далее решающим фактором усиления активности ионов натрия становилась степень переувлажнения участка с образованием сильнозасоленного горизонта.

Рассмотрев катионно-анионный состав грунтовых вод сезонно переувлажненных почв с интервалом 5 лет (в 2015 и в 2020 гг.), определили, что химизм их засоления по катионам и анионам за данный период не претерпел серьезных изменений. Анализ грунтовых вод объектов исследования показал различия по катионно-анионному составу среди вариантов, различавшихся по степени переувлажнения. Химизм засоления грунтовых вод всех объектов по катионам оказался натриево-кальциевый, по анионам – сульфатный.

Изучение изменения солевого профиля под лесными полосами и в прилегающих к ним пашнях в условиях постоянной смены погодных условий и уровня грунтовых вод – тема, недостаточно изученная для Центрально-Черноземного региона. По нашему мнению, накоплено еще недостаточное количество материала для определения наиболее вероятного прогноза изменения солевого профиля исследуемых почв на дальнюю перспективу. К этому вопросу следует подходить аккуратно. Возможно, потребуется провести ряд исследований в данном направлении. Единственно, можно предположить, что в ближайшем будущем накопление солей под старовозрастными лесными полосами будет продолжаться.