Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние проблемы 6
1.1. Рекультивация нарушенных земель и создание техноземов 6
1.2. Физические свойства и особенности функционирования техноземов 16
1.3. Водный режим техноземов и формирование преимущественных потоков влаги 22
1.4. Почвенная структура: гипотезы формирования и причины деградации 31
Глава 2. Объекты и методы исследования 3 7
2.1. Характеристика объекта исследования 37
2.2. Основные методы исследования 43
2.2.1. Полевые методы 43
2.2.2. Лабораторные методы 46
2.2.3. Метод математического моделирования для оценки гидрологии почв 49
Глава 3. Результаты исследования и обсуждение 55
3.1. Некоторые физические и химические свойства исследованных техноземов 55
3.2. Преимущественные пути движения влаги в техноземах 69
3.3. Особенности водного режима техноземов 81
3.4. Участие микроорганизмов в формировании структуры техноземов КМА 87
3.5. Гипотеза трансформации структуры технозема в районе КМА 93
Выводы 94
Список опубликованных работ 96
Список литературы 98
Приложение 113
- Физические свойства и особенности функционирования техноземов
- Почвенная структура: гипотезы формирования и причины деградации
- Основные методы исследования
- Преимущественные пути движения влаги в техноземах
Введение к работе
При современных темпах отчуждения земель в связи с добычей полезных ископаемых открытым способом и дефиците земельных ресурсов проблема рекультивации почв и создания техногенных культурных ландшафтов является весьма актуальной (Моторина, 1970; Етеревская, 1977, 1989; Бурыкин, 1985, 1989; Андроханов, 2000; Добровольский и др., 2002; Шеин, Карпачевский, 2007; Vepraskas et al, 2006 и др.). Технологии рекультивации предусматривают интенсивные работы по быстрому восстановлению гумусированного почвенного слоя, в частности, нанесение на спланированную поверхность отвала снятые на горнотехническом этапе рекультивации земель гумусово-аккумулятивные горизонты целинных, залежных и пахотных почв. Реабилитация техногенных ландшафтов носит «разовый» характер в виде проведения различных мелиоративных мероприятий и внесения удобрений. В дальнейшем работы по их экологическому мониторингу практически не проводятся (Абакумов, Гагарина, 2003). Однако при создании различных почвенных конструкций часто не учитываются возможные отдаленные последствия, которые могут возникнуть в связи с особенностями климата, литологии, гидрологии и пр. В результате функционирования конструкций происходят существенные изменения физических свойств и процессов, протекающих в рекультивационном корнеобитаемом слое, и возникает ряд проблем, связанных с дальнейшей эволюцией таких конструкций. В связи с этим возникает актуальная необходимость изучения свойств и процессов в рекультивационных почвенных конструкциях, анализа их современного состояния и прогноза их эволюции с учетом целевого назначения почвенной конструкции и особенностей конкретных условий.
В связи с этим целью исследования стало изучение физических свойств и процессов в рекультивационных почвенных конструкциях с дифференцированными по гранулометрическому составу слоями.
Для этого были поставлены следующие задачи:
Изучить физические свойства слоистых рекультивационных почвенных конструкций по профилю и в масштабе почвенных педов.
Выявить основные почвенные процессы, протекающие в слоистых рекультивационных почвенных конструкциях при рекультивации техногенных ландшафтов.
Изучить особенности гидрологического режима слоистых почвенных конструкций.
Выявить возможные причины изменений структурного состояния черноземов, используемых в почвенных конструкциях в качестве почвенного плодородного слоя.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые экспериментально выявлены особенности современного водного режима почвенной конструкции с дифференцированными по гранулометрическому составу слоями и показана роль и гидрологическое значение почвенно-гранулометрической границы между слоями конструкции. Показано значение преимущественных потоков в формировании водного режима конструкции и особенности трансформации свойств чернозема, используемого в конструкции в качестве плодородного слоя. Предложена гипотетическая комплексная биогидрофизическая схема трансформации структуры и функционирования технозема в районе КМА (Курской магнитной аномалии).
Практическая значимость заключается в том, что экспериментально была показана возможность и направление трансформации физических свойств черноземного слоя почвенной конструкции. Указана практическая значимость предсказания особенностей водного режима почвенных конструкций, который является основой для быстрого и необратимого изменения физических свойств почвенной конструкции. Научно обоснована необходимость изучения, методы оценки и предсказания существования преимущественных потоков влаги, наличия локальных временных периодов
анаэробиоза на границах слоев, являющихся причиной трансформации структуры черноземов при функционировании почвенной конструкции.
Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова в течение 2005-2008 гг. под руководством профессора, д.б.н. Е.В. Шеина и профессора, д.б.н. Д.И.Щеглова.
Автор выражает глубокую благодарность д.б.н. А.Б. Умаровой, д.б.н. Е.Ю. Милановскому, всем сотрудникам кафедры физики и мелиорации почв, а также профессору кафедры агрохимии ф-та почвоведения МГУ д.б.н. Н.В. Верховцевой и профессору кафедры биологии почв ф-та почвоведения МГУ д.б.н. Л.М. Полянской за оказание помощи в проведении экспериментов, ценные советы, консультации и внимание, проявленное к данной работе.
Физические свойства и особенности функционирования техноземов
Несмотря на наличие ряда публикаций по почвам, сформированным технологиями рекультивации сельскохозяйственной направленности (Масюк, 1975; Етеревская, 1977, 1989; Бекаревич, 1984; и др.), их свойства, режимы и экологические функции остаются малоизученными, особенно если учесть, что все эти параметры почв имеют четко выраженную региональную и индивидуальную специфику. В частности, отсутствуют сведения о характере трансформации свойств и режимов плодородного слоя почвы ПСП и органических веществ иной природы, используемых для формирования техноземов, на различных этапах технологической цепочки и их изменениях по мере прохождения этапов биологической рекультивации. Отсюда экологическая эффективность такой технологии рекультивации остается неоцененной и, тем более, не прогнозируемой. Вместе с тем известны случаи возникновения неблагоприятных экологических и хозяйственных последствий, проявившихся после формирования техноземов. Поэтому изучение свойств, режимов и экологических функций техноземов приобретает особую актуальность, обостряющуюся, помимо прочего, и очень значительными финансовыми расходами, необходимыми для реализации технологий рекультивации. В связи с этим исследование процессов, протекающих в техноземах в течение всех циклов их создания и развития, представляет собой весьма важную, технологически и экологически оправданную задачу. В ряду работ, посвященных проблемам функционирования техноземов, выделяются исследования В.А. Андроханова (2003), рассматривающие свойства и режимы техноземов комплексно.
Нарушенные при горных работах земли подлежат рекультивации, при этом предусмотрено снятие и хранение плодородного слоя почвы-донора в буртах или гумусовых складах. В процессе снятия, хранения и отсыпки состав и свойства гумусового слоя почвы-донора подвергаются существенным изменениям: наблюдается ухудшение структурного состояния плодородного слоя, формирование специфической техногенной структуры, снижение пористости и увеличение плотности почвенных агрегатов. Плотность материала ПСП, являясь очень динамичной величиной, адекватно реагирует на все механические, климатические и биологические факторы воздействия в процессе формирования техноземов. В то же время вместе с общим уплотнением материала ПСП происходит сильное уплотнение почвенных агрегатов. Переуплотненное состояние агрегатов остается постоянным на всех этапах технологической цепочки, т.е. вся динамика изменения плотности.
Применяемая технология рекультивации с использованием материала ПСП, сопровождается постоянной динамикой и, в конечном счете, ухудшением структурного состояния ПСП и формированием техногенной структуры, характеризующейся большим содержанием глыбистых структурных отдельностей, высокой плотностью агрегатов и специфическим морфологическим строением с ярко выраженными гранями структурных отдельностей.
В процессе хранения наблюдается также минерализация органического вещества, в результате чего теряются элементы питания, и содержание гумуса падает на 1 -2%. Уровень биологической активности снижается, поскольку доля активной мобильной части гумуса также резко уменьшается (до 0,2-0,5%) (Андроханов, 2000).
Особенностью техноземов является то, что насыпные слои в них, в отличие от природных почв, генетически не связаны друг с другом (Герасимова и др., 2003). Техноземы не имеют системы генетических горизонтов, но обладают определенными почвенными экологическим функциями (Добровольский, Никитин, 1990), как-то: продукционными, сорбционными, водно-миграционными.
Физические и водно-физические свойства гумусового горизонта почвы-донора и насыпных слоев техноземов характеризуются большой вариабельностью. Недавно сконструированный профиль технозема часто оказывается многочленным по гранулометрическому составу. Техногенно созданные различия гранулометрического состава препятствуют биологическому освоению пород отвала, не благоприятствуют проникновению в его толщу воды и корневых систем. В конечном счете, это не способствует процессу объединения ПСП и подстилающей породы в одно естественно-историческое образование — почвенный профиль.
По данным Андроханова возделывание многолетних трав способствует улучшению плотности сложения и стабилизации порозности по всему профилю техноземов. Однако, это действие проявляется через длительный промежуток времени. Особенно это касается нижней части профиля. На начальных этапах мелиоративного освоения только единичные корни проникают в материал отвала по трещинам, основная же их масса распределяется в насыпном слое. В дальнейшем распределение корневой массы, хотя и сохраняет эту особенность, но доля корней, проникающих в породу, возрастает. Для ускорения этого процесса необходимо проведение в начальный период освоения глубокого безотвального рыхления, способствующего снижению плотности как насыпного слоя, так и подстилающей породы. Этот прием не только облегчит проникновение корней в толщу породы, но и улучшит ее аэрацию и водоснабжение, создаст более благоприятные условия для развития профилеобразующих почвенных процессов. В итоге он в определенной степени снизит неблагоприятные экологические последствия, приобретенные в техногенный период формирования техноземов.
Почвенная структура: гипотезы формирования и причины деградации
Чтобы понять причины деградации почвенной структуры, необходимо знать, за счет чего она может сохранять свою стабильность. Почвенный агрегат имеет пространственную организацию: элементарные минеральные почвенные частицы (частицы кварца, полевых шпатов и пр.), представляющие собой минеральный каркас, соединены друг с другом «клеящими веществами» различной природы, где главную роль отводят гумусовым веществам, илу и таким структурообразующим катионам как Са, А1, Fe. Этому находится подтверждение в огромном количестве микроморфологических наблюдений, данных по гранулометрическому составу, минералогическому анализу гранулометрических и микроагрегатных фракций («Теории и методы...», 2007).
Почвенный агрегат обладает неоднородностью свойств от поверхности к центральной части. Так, химические анализы показывают, что поровый раствор из отдельных агрегатов содержит меньшее количество Н и большее ионов щелочных и щелочноземельных металлов, чем межагрегатный поровый раствор; ионами Н и А1 обогащена поверхность агрегата, а в центре выше насыщенность основаниями. Имеются и другие доказательства того, что внутри агрегата идут иные процессы, чем на его поверхности. С этими фактами связаны и разнообразные теории, обосновывающие механизмы структурообразования (Шеин, 2005)
В соответствии со строением почвенного агрегата появлялись и гипотезы формирования почвенной структуры. Было предложено несколько схем для теоретического обоснования механизмов формирования почвенных агрегатов.
Первоначально основой была коагуляционная теория структурообразования. Согласно учениям Гедройца (1933), Качинского (1963), а также Антипова-Каратаева и Келлермана (1948, 1961) структурность почвы обуславливается величиной и состоянием коллоидальной фракции почвы или почвенного поглощающего комплекса (ППК). Почвенный агрегат образуется в две стадии. При увлажнении элементарных почвенных частичек вокруг каждой из них создается гидратная оболочка, на этом этапе взаимодействие между частицами имеет коагуляционную природу. При старении системы почвенные частички, взаимодействуя между собой, образуют проагрегат. Такое взаимодействие осуществляется за счет остаточных химических сил электростатической природы (Горбунов, Орлов, 1977). Наиболее прочными связями являются первичные связи двух элементарных почвенных частиц с противоположными зарядами (Качинский, 1963). Агрегаты второго порядка могут вступать в контактные взаимодействия с себе подобными, образуя структуры более высокого порядка. Чем выше порядок связи, тем она слабее. Первичные связи, упрочняясь со временем, переходят в ковалентные, при этом создается основа для формирования конденсационно-кристаллизационных структур. Проагрегат, состоящий из нескольких ЭПЧ, соединенных между собой связями различного порядка, представляет собой промежуточное состояние системы между коагуляционными и конденсационными структурами. При дальнейшей дегидратации системы при высушивании происходит окончательное формирование почвенных агрегатов, причем их ядра имеют вполне оформленные конденсационные связи. Это представление вытекает из структурно-энергетической концепции, предложенной Ворониным для объяснения реологических свойств (Воронин, 1980).
Проагрегат при упрочнении клеящих веществ, входящих в его состав, переходит в агрегат. Под клеящими веществами в литературе подразумевается вещества органического и минерального происхождения, состав которых зависит от факторов почвообразования (Орлов и др., 1973; Горбунов, Орлов, 1977). Прочность связей в почвенном агрегате не будет одинаковой во всех его частях. При увлажнении такого агрегата по-разному будет проявляться его гидратация. Наличие водных пленок на разных участках зависит в первую очередь от количества и качества поглощенных оснований. При деформации гидратированного агрегата в первую очередь будут разрушаться менее прочные связи, т.е. агрегат будет разрушаться там, где толщина гидратной оболочки будет наибольшая.
В последствии эта гипотеза не раз критиковалась. Выдвигались следующие справедливые аргументы: коагуляция весьма затруднена в почвенной массе, где подвижность коллоидов по сравнению с суспензией, сильно ограничена; агрегаты крупнее 0,05мм в процессе коагуляции образоваться не могут, а значит, теория коагуляции не может объяснить формирование макроагрегатов; катион кальция далеко не всегда способствует улучшению или поддержанию водоустойчивой структуры (Хан, 1969; Антипов-Каратаев и др., 1961). Однако эта гипотеза с последующими ее дополнениями в виде образования цементационных связей по мере «старения» безусловно сыграла свою плодотворную роль как в развитии теории структурообразования, так и в практике (Хан, 1969). В настоящее время она лежит в основе рассмотрения формирования природных коагуляционных структур. Нельзя забывать еще одни не маловажный факт: большинство материнских пород уже имеют определенную структуру.
Схема структурообразования, предложенная Н.А.Качинским (1963) дает представление о механизме формирования агрегатов не только из первичных частиц, но и из микроагрегатов. Н.А. Качинский вслед за К.К. Гедройцем считает, что водопрочность высокоценной структуры сочетается с высокой механической прочностью и базируется на свойстве необратимой коагуляции коллоидов благодаря силам Ван-дер-Ваальса и остаточных валентностей. Под влиянием этих сил механические элементы, обладающие большой удельной поверхностью (поверхностной энергией) и имеющие диаметр не более 0,001мм, могут непосредственно слипаться (процесс адгезии). Для более крупных частиц (от 0,005мм) такое слипание исключено или выражено слабо, но они могут склеиваться за счет прилипших к ним коллоидных фракций.
Основные методы исследования
Результаты полевых исследований были получены общепринятыми методами: плотность почвы буровым методом, влажность — термовесовым (Вадюнина, Корчагина, 1986), сопротивление пенетрации (твердость почвы) определяли с помощью микропенетрометра МВ-2, предназначенного для полевого и лабораторного измерения сопротивления пенетрации — расклиниванию песчаных и глинистых пород и почв («Учебное руководство...», 1988).
Определение коэффициента впитывания проводили методом трубок с переменным напором («Учебное руководство...», 1988), при этом определение проводилось до тех пор, пока скорость инфильтрации воды в почву не станет выровненной (7-9 точек зависимости скорости инфильтрации от времени). Для расчета начальной скорости инфильтрации (q0), конечной скорости (qf), которую принимают равной коэффициенту фильтрации при приближении градиента к 1, используют уравнение Хортона: qw=qf+(qo-qf) e"kt, где qw - скорость инфильтрации, изменяющаяся в течение эксперимента, t -время, к - коэффициент (к 0), составляющий в почвах величину до 50 час"1. По экспериментальным точкам зависимости qw от времени (t) рассчитывают с помощью традиционных процедур аппроксимации величины qf, qo и к. («Теории и методы...», 2007). Аналогичные процедуры проводятся для каждого исследуемого слоя.
Метод трубок по сравнению с методом заливаемых площадей менее трудоемок и не требует большого количества воды, поэтому удобен для изучения водопроницаемости по отдельным генетическим горизонтам или слоям с необходимым числом повторностей. Изучение водопроницаемости глубинных слоев позволяет выявить их различие и дает возможность предсказать глубины образования временных верховодок. Дальнейшая аппроксимация данных позволяет получить величины скорости водопроницаемости, близкие к коэффициентам фильтрации, послойные значения которых необходимы в качестве экспериментального обеспечения математических моделей движения влаги в почве. Схема опыта с применением крахмальной метки. Для выявления преимущественных путей фильтрации влаги в почве в полевых условиях был применен метод крахмальной метки (Дмитриев, 1971; Умарова, Шеин, 2001). На поверхность почвы устанавливали рамы диаметром 16 см, в которые подавался 2% раствора крахмала (рис. 4). Эксперименты были проведены в двух вариантах. В первом случае для выявления основных путей передвижения влаги в почве сначала в раму подавалась вода (около 5 л на раму), а затем раствор крахмала. Во втором варианте крахмал подавался без предварительной фильтрации воды, что позволило выявить картину начального этапа формирования водных потоков в исследуемом техноземе.
Через некоторое время после окончания впитывания почва снималась послойно (с шагом 5-10 см), на горизонтальных площадках отмечались пути фильтрации воды по появлению синих пятен окрашивания при увлажнении поверхности йодной водой. Морфология срезов и расположение зон обнаружения крахмальной метки фиксировались с помощью цифрового фотоаппарата и для контроля зарисовывались на полиэтиленовую пленку. В дальнейшем фотографии обрабатывались в графическом редакторе Photoshop.
Также в полевых условиях был проведен заливочный эксперимент. Монолит диаметром 60 см изолировали со всех сторон полиэтиленовой пленкой до глубины 1 м для предотвращения бокового растекания воды. На глубине 10, 20, 30, 40, 60 и 70 см устанавливали тензиометры, по которым отслеживали динамику давления почвенной влаги в процессе заливочного эксперимента. Кроме того, с целью исследования неравномерности движения фронта гравитационной воды, выявления преимущественных потоков влаги и фиксирования скоростей переноса влаги использовалась «температурная» метка (Умарова, 2008). Для этого на глубинах 2, 10, 20, 30, 40, 50, 55, 60 и 70 см в тех же монолитах устанавливались программируемые термодатчики, и по ним в процессе заливочного эксперимента, когда на поверхность почвы подавалась теплая вода, отслеживали послойно динамику температуры почвы, а вместе с ней скорость и характер проникновения влаги в профиль. Подача воды проводилась небольшими порциями, создавая слой воды около 1 см. Суммарный объем влаги, поступившей на поверхность монолита, составил 13.76 см водн.ст. для разреза Г1 и 11.64 см водн.ст. для разреза Г2. В начале эксперимента до заливки и в конце, через сутки после заливки, послойно через 10 см определяли влажность почвы. В дальнейшем данные по влажности и динамике давления почвенной влаги использовали при настройке математической модели для прогноза водного режима исследуемых техноземов.
Преимущественные пути движения влаги в техноземах
Для проверки гипотезы о трансформации структуры в исследуемой рекультивационнои конструкции вследствие застоя влаги на границе слоев, в полевых условиях был поставлен опыт по выявлению преимущественных путей фильтрации влаги с помощью крахмальной метки. Полученные в результате эксперимента контуры крахмального окрашивания представлены на рис. 11 и 13.
В варианте конструкции на песке рамы устанавливались на поверхности и на глубине 45 см. При переходе от слоя с комковато-порошистой структурой в слой с ореховатой структурой происходит сильное расчленение потока. Особенно ярко это выражено при подаче крахмала с 45 см. Это связано с тем, что фильтрация осуществляется по граням структурных отдельностей (крахмальные пятна практически не были заметны, обнаруживаясь лишь на вертикальных поверхностях почвенных педов). Визуально это ярче отмечается при подаче крахмала без предварительной фильтрации воды, т.к. в случае установившейся фильтрации влаги и последующей подачи раствора происходит «проскок» основной части крахмала по трещинам, и зафиксировать контур четкого окрашивания не удается. Лишь последующая обработка фотографий в Photoshop e позволила выявить контуры слабого голубого окрашивания от крахмала, возникшие, вероятно, в результате капиллярного рассасывания влаги.
На границе с песчаным слоем было отмечено резкое растекание крахмала в стороны с образованием обширных зон сплошного окрашивания. Следует отметить, что в процессе создания технозема намыв песчано-меловой смеси привел к формированию слоистости песчаного слоя, которая не видна при визуальной оценке, но хорошо выявляется при использовании крахмальной метки.
Основные пути фильтрации воды по крахмальному окрашиванию в разрезе Г1 (на песке) Рис. 12. Крахмальное окрашивание в песчаном слое технозема (разрез Г1, слой 60-70 см): а) горизонтальная площадка на глубине 70 см до и после обработки йодной водой, б) вертикальная стенка разреза до и после обработки йодной водой.
Таким образом, массоперенос в нижнюю часть профиля оказался весьма значительным, о чем свидетельствуют мощное растекание крахмала в песчаном слое и его дальнейшее продвижение в глубь песчаной подложки. Перенос влаги осуществлялся без увлажнения почвенных агрегатов, по преимущественным транспортным путям, которые в данном случае представляли собой межпедное трещинное пространство.
Для варианта почвенной конструкции на лессовидном суглинке картина миграции раствора складывается немного иная (рис.13). При установке рам с поверхности четкие следы крахмала удалось обнаружить в нижележащих слоях лишь на глубине 15 см в варианте без предварительной фильтрации воды. Глубже и в варианте с предварительной подачей воды наблюдалось лишь капиллярное рассасывание крахмала с образованием очень слабо окрашенных зон, что вызвано более низкой водопроницаемостью данной почвенной конструкции, по сравнению с аналогичной на песчаном слое, и отличающимися начальными условиями эксперимента (более высокая влажность).
При установке рам на глубине 25 см в случае подачи крахмала после фильтрации воды наблюдается аналогичная ситуация: крахмальная метка четко прослеживается лишь первые 10 см, далее имеет место слабое капиллярное окрашивание. При выявлении начальных путей движения влаги было отмечено разделение потока по граням структурных отдельностей в слое 35-55см аналогичное разрезу П. На границе с лессовидным суглинком растекания крахмала не обнаружено, т.к. трещины по граням столбчатой структуры переходят в аналогичные, хотя и не столь ярко выраженные, в суглинке (рис.14). Крахмальная метка «проскакивает» в них и задерживается там, окрашивая стенки трещин.
Вероятно, в первые годы функционирования почвенной конструкции вода, поступающая в почву, достаточно быстро проникала вниз по насыпному слою с черноземной структурой и задерживалась на границе с суглинком. Возникали условия временного переувлажнения нижней части черноземного слоя, в результате чего происходило разрушение зернистой структуры и улучшение гидравлической связи между слоями. В дальнейшем, вероятно, чередование циклов увлажнения-иссушения привело к формированию сходной трещиноватости в нижней части насыпного и верхней части подстилающего слоя.
Для количественной оценки качественных представлений о преимущественных путях фильтрации воды был использован показатель, характеризующий пространственное распределение путей миграции влаги -показатель «вертикальности» движения влаги (S pr) (Марченко, 2004).
В разрезе Г2 наблюдается похожая картина распределения показателя по глубине, однако в целом, в силу отличных условий по влажности и отсутствия растекания на границе слоев, значения показателя ниже, чем в разрезе П.
Для характеристики структуры порового пространства насыпного слоя почвенных конструкций и доказательства обнаруженного в полевых условиях факта быстрого переноса раствора по преимущественным путям миграции были получены послойные выходные кривые ионов С1 и К на насыпных образцах (рис.15, 16, прил. 4-6) и монолитах (рис. 19).
С увеличением глубины происходит смещение кривых влево: наблюдается более быстрое выравнивание концентрации, однако в дальнейшем требуется значительное время для достижения значений концентрации подаваемого раствора. Это связано с тем, что с глубиной по мере изменения структуры на ореховато-столбчатую в нижней части насыпного слоя возрастает доля макропор, становится более выражена трещиноватость, в то время как участие тонких пор минимально, и они подключаются при водопроницаемости достаточно медленно. По этим межпедным путям происходит основной массоперенос. Из графиков видно, что из-за такого «сокращения» порового пространства, а также увеличения скорости фильтрации снижается и сорбция ионов калия - выходные кривые этого иона также смещаются влево с увеличением глубины, увеличивается угол наклона кривых.
В итоге, с глубины 40 см выход ионов калия и хлора происходит почти одновременно, что свидетельствует о значительном вкладе именно преимущественных путей миграции влаги, что и наблюдалось в полевых условиях, когда раствор двигался без фронтального увлажнения почвенной толщи.
Послойный и секторный разбор колонок помог выявить зоны преимущественного движения воды и области менее значительного массопереноса (рис. 17, 18, прил.4-6). Определения влажности почвы после колоночного эксперимента показали, что верхняя часть насыпного слоя (0-20 см) обладает более высокой водоудерживающей способностью, в нижней части количество пор, способных удерживать влагу, сокращается, и увеличивается процент макропор, по которым вода беспрепятственно стекает вниз к границе насыпного и подстилающего слоя.
