Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы по вопросу изученности карбонатных новообразований в степных почвах 10
1.1. История изучения карбонатов в степных почвах 12
1.2. Морфология карбонатных новообразований 14
1.3. Механизм формирования карбонатного профиля 18
1.4. Эволюция карбонатного профиля степных почв 21
1.5. Карбонатно-кальциевая система почв 23
1.5.1. История изучения карбонатно-кальциевой системы почв 23
1.5.2. Динамика и распределение С02 в почве 33
1.5.3. Динамика состава почвенных растворов черноземов 36
Глава 2. Объекты и методы исследования 38
2.1. Объекты исследования 38
2.2. Методы исследования 43
2.2.1. Химические методы анализа 43
2.2.2. Изотопный анализ углерода и кислорода карбонатов 45
2.2.3. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ 47
2.2.4. Морфологический анализ карбонатных новообразований. Растровая. электронная микроскопия 47
2.2.5. Расчетные методы 48
Глава 3 Характеристика условий почвообразования 50
3.1. Геоморфологическое положение и рельеф 50
3.2. Климат 52
3.3. Гидрогеологические условия 53
3.4. Почвообразующие и подстилающие породы 54
3.5. Растительность 56
Глава 4 Преобразование черноземов при изменении экологических условий 60
4.1. Преобразование черноземов под влиянием лесной растительности 60
4.1.1. Влияние лесных полос на грунтовые воды 60
4.1.2. Изменение свойств черноземов под лесными насаждениями 61
4.1.3. Особенности газового режима черноземов под лесными полосами 63
4.1.4. Особенности водного режима черноземов под лесными полосами 64
4.2. Влияние распашки на водный режим черноземов 65
Глава 5 Результаты исследования 67
5.1. Общая характеристика исследуемых почв 67
5.1.1. Морфологические признаки исследуемых черноземов 67
5.1.2. Химические и физико-химические свойства исследуемых черноземов 68
5.1.3. Состав почвенно-грунтовых вод 79
5.1.4. Состав водной вытяжки и почвенных растворов 81
5.1.5. Содержание и распределение карбонатов 88
5.1.6. Запас карбоната кальция в почвах 96
5.1.7. Запас кальция (СаО) в растениях 99
5.1.8. Оценка длительности гидроморфной стадии развития черноземов 101
5.1.9. Оценка запасов углерода карбонатов и органического вещества 104
5.2. Состояние карбонатно-кальциевой системы 105
5.3. Морфология карбонатных новообразований 112
5.4. Изотопный состав карбонатных новообразований 123
5.4.1. Изотопы углерода и кислорода в почвах 125
5.4.2. Результаты изотопного анализа углерода и кислорода карбонатов 127
Заключение 134
Выводы 136
Список литературы 139
Приложение 146
- Механизм формирования карбонатного профиля
- Морфологический анализ карбонатных новообразований. Растровая. электронная микроскопия
- Почвообразующие и подстилающие породы
- Особенности водного режима черноземов под лесными полосами
Введение к работе
Актуальность. Изучение эволюции почв является одной из основных задач теоретического почвоведения. От глубины ее решения зависит понимание закономерностей географического распространения почв, процессов развития почвенного покрова и природной среды в целом.
Информативным объектом для изучения истории развития почв являются почвенные новообразования. Новообразования являются историческими «маркерами», по которым можно судить о типе почв, их происхождении, истории и этапах развития, давать временные оценки развития почвенных свойств.
В литературе последних десятилетий активно обсуждаются механизмы формирования карбонатных новообразований, соотношения педогенных и литогенных карбонатов, возможности использования карбонатных новообразований для оценки возраста и условий формирования почв (Овечкин, 1976, 1984; Бутова, Щеглов, 1997; Ковда, 2004; Ковда, Сычева, 2007).
Почвенные карбонаты являются важным звеном в карбонатно-кальциевой системе почв. Процессы растворения-осаждения карбонатов (карбонатно-кальциевая система) контролируют многие химические и физико-химические свойства почв: рН, состав почвенного раствора, катионный обмен и некоторые другие свойства (Минкин, Ендовицкий, 1995).
В литературе практически нет сведений о состоянии карбонатно-кальциевой системы в степных почвах под лесонасаждениями. Недостаточно полно исследованы вопросы трансформации карбонатной части профиля черноземов под влиянием временного переувлажнения.
Трансформация черноземов обыкновенных и карбонатно-кальциевой системы данных почв, происходящая под влиянием естественных и антропогенных факторов и проявляющаяся в локальных и региональных циклических изменениях свойств и особенностей почв и почвенного покрова территории Каменной степи определяют актуальность темы и представленной работы.
Цель и задачи исследования. Целью работы является комплексная оценка состояния карбонатного материала черноземов Каменной степи при различном сочетании экологических условий.
Задачи исследования заключались в:
Количественной оценке форм карбонатных новообразований;
Комплексной оценке некоторых химических и физико-химических свойств обыкновенных черноземов и лугово-черноземных почв и их влияния на состояние карбонатного материала в почвах;
Изучении состояния карбонатно-кальциевой системы по степени пересыщенности почвенных растворов и водных вытяжек;
Определении запасов карбонатов кальция в почвах, оценке возможности использования данного параметра для диагностики почвенных процессов;
Выявлении особенностей процессов миграции и трансформации карбонатов кальция в черноземах под влиянием различных эколого-гидрологических условий;
Количественной оценке содержания кальция в различных компонентах биогеоценоза;
Расчете доли педогенной и литогенной составляющих карбонатного материала почв по результатам изотопного анализа.
Научная новизна. Впервые получена детальная характеристика и проведен сравнительный анализ химического состава почвенных растворов, почвенно-грунтовых вод и показано их влияние на миграционную способность карбонатов кальция в черноземах обследуемой территории.
Исследованы особенности морфологии карбонатных новообразований, установлена взаимосвязь между процессами трансформации карбонатного материала и химическим составом почвенных растворов и почвенно-грунтовых вод.
Показано влияние переувлажнения на процессы трансформации карбонатной части профиля черноземов, оценено состояние карбонатно-кальциевой системы в черноземах обыкновенных в различных сочетаниях экологических факторов. Результаты исследования позволяют определить степень и направление преобразования черноземов на территории НИИ сельского хозяйства Центрально-черноземной полосы имени В.В. Докучаева.
Практическая значимость исследования. Полученные данные могут быть использованы при прогнозе дальнейшей эволюции черноземов обыкновенных, позволяют представить основные этапы и скорость трансформации черноземных почв в условиях повышенного атмосферного и грунтового увлажнения, и в значительной степени оценить изменение агроландшафта в целом. Данные изотопного анализа карбонатов обследованной территории могут быть использованы при балансовых расчетах цикла углерода.
Результаты исследования распределения и миграции карбонатов в почвах, на примере черноземов обыкновенных и лугово-черноземных почвах Каменной степи, могут быть экстраполированы и на другие территории степной зоны Русской равнины, которые характеризуются сходными условиями почвообразования (слабой дренированностью, карбонатностью почвообразущих пород и их тяжелым гранулометрическим составом).
Апробация. Основные положения диссертации представлены на молодежной научной конференции студентов и аспирантов «Ломоносов-2006» (Москва-2006), в материалах всероссийской научной конференции XII Докучаевские молодежные чтения «Почвы и продовольственная безопасность России» (Санкт-Петербург, 2009), в материалах юбилейной всероссийской научной конференции X Докучаевские молодежные чтения «Почвы и техногенез» (Санкт-Петербург, 2006).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 2 статьи и 3 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов, включает 12 страниц графических и текстовых приложений, содержит 13 таблиц, 45 рисунков. Список литературы включает 150 источников из них 17 на иностранном языке.
Благодарность. Автор выражает сердечную благодарность научному руководителю Ю.Н. Зборищуку за ценные замечания и помощь в работе, сотруднику НИИСХ ЦЧП
им. В.В. Докучаева Н.С. Беспаловой за помощь в организации при проведении полевых работ Н.С. , доценту кафедры общего почвоведения МГУ, Т.И. Малышевой за внимание к работе и полезные советы, заведующему кафедрой общего почвоведения МГУ, профессору А.С. Владыченскому и
сотруднику кафедры биологии почв МГУ, профессору [B.C. Гузеву| за помощь в проведении исследований.
Механизм формирования карбонатного профиля
Исследования ряда авторов показали, что важную роль в формировании карбонатного профиля черноземов играют сезонные миграции углекислого кальция, которые, в свою очередь, зависят от водного режима почвы и режима углекислого газа почвенного воздуха (Афанасьева, 1946, 1966, 1974; Байко, 1953; Гончарова, Алексеев, 1986).
Формирование карбонатного профиля черноземов Е.А. Афанасьева объясняет также изменением парциального давления углекислого газа в почвенном воздухе с течением времени. Самые низкие концентрации С02 в почвенном воздухе по всему почвенному профилю бывают ранней весной (0,4 - 0,5% объема). Корни растений от весны к лету начинают отсасывать влагу и интенсивно дышать. Наибольшее количество углекислого газа продуцируется в поверхностных слоях почвы, где сосредоточена главная масса деятельных корней растений, а также почвенной мезофауны и микроорганизмов. Большая часть С02 уходит в атмосферу, в результате чего в течение лета в верхней части гумусового горизонта обычно бывают низкие концентрации углекислого газа в почвенном воздухе. При смачивании поверхностных слоев почвы газообмен между ней и атмосферой снижается; часть почвенных пор заполняется водой, поэтому уменьшается объем почвенного воздуха; и возможно повышается интенсивность дыхания корней (Черноземы СССР, 1974).
Вследствие этого парциальное давление углекислого газа в поверхностных слоях гумусового горизонта на какой-то срок бывает выше, чем в нижележащих карбонатных горизонтах, и средняя часть почвенного профиля может пополняться С02.
В карбонатной части профиля к концу лета наблюдаются наиболее высокие концентрации С02 почвенного воздуха (1,2 - 1,3% объема), что обусловлено интенсивным дыханием корней, находящихся на этих глубинах. Максимальные концентрации углекислого газа совпадают с границей появления карбонатов. Такое распределение концентраций СОг по почвенному профилю при нисходящих токах воды в дождливую погоду способствует выносу СаСОз из верхней части гумусового горизонта в нижнюю. При этом почвенные растворы по мере следования вниз из поверхностных слоев встречают все более высокие концентрации углекислого газа почвенного воздуха и более низкую температуру. Поэтому они могут растворять добавочное количество карбоната кальция из осадка и переносить его к верхней части карбонатного горизонта.
В обыкновенных черноземах с непромывным типом водного режима максимум скопления углекислого кальция расположен в средней части профиля непосредственно под нижней границей гумусового горизонта, т.е. верхняя граница его прижата к средней части корнеобитаемого слоя (Черноземы СССР, 1974).
В лесных полосах нет условий для высокого поднятия водных карбонатных растворов, тогда как водные осенне-весенние нисходящие токи значительны. В осенний период концентрация СО2 в почвенных растворах сильно увеличена, поэтому кальций в виде бикарбоната вымывается из профиля (Никанорова, 1953). Однако, как отмечается в работе Е.А. Афанасьевой, для элювиального процесса в почвах под лесом создаются лучшие условия по сравнению с почвами под травяной растительностью. Глубина вскипания карбонатов в почвах тесно связана с условиями залегания почв по рельефу, а, следовательно, с процессами выщелачивания. Например, согласно данным, приведенным в статье Н.Н. Никаноровой (1953), на выровненных местах граница вскипания обыкновенных черноземов Каменной степи находится на глубине 50-55 см, в понижениях рельефа — на 60-70 см. При наличии сильной перерытости линия вскипания повышается до 15-25 см от поверхности, что также наблюдается на крутых склонах, где почвы значительно смыты (Афанасьева, 1946, 1966, 1974).
В черноземах обыкновенных и лугово-черноземных почвах распределение солей по почвенному профилю различно: лугово-черноземные почвы не потеряли связи с грунтовыми водами, в настоящее время находятся в полугидроморфного стадии развития — почвенный профиль «не оторван» от уровня грунтовых вод и переживает периоды поднятия и опускания солей.
По мере нарастания увлажнения от южных к северным подтипам в карбонатном профиле черноземов увеличивается мощность горизонта выщелачивания, уменьшается мощность зоны пульсационно миграционных процессов. Контрастность перехода зоны пульсационно-миграционных процессов в собственно карбонатную толщу возрастает (Щеглов, 1999). Черноземы обыкновенные имеют небольшую мощность элювиальной карбонатной толщи, относительно растянутый переходный горизонт интенсивного иллювиирования карбонатов, охватывающий слой 60-100 см, и собственно карбонатную, слабодифференцированную толщу (до 3 м) (Щеглов, 1999).
В черноземах Каменной степи, вследствие особого на данном участке степи микроклимата, распределения карбонатов в профиле почв несколько отличается от их распределения в черноземах обыкновенных более южных районов. Мощность горизонта выщелачивания увеличивается до 70 см, переходный слой интенсивного иллювиирования сужается до 20 - 25 см. Переход элювиальной толщи в собственно карбонатную резкий. В карбонатной толще появляются зоны элювиирования карбонатов, которые прослеживается по всей 3-метровой толще. То есть, в вертикальном профиле почвы появляются зоны с явными признаками корродированности (размытости), что и отличает данную почву от переходных к южным подтипам обыкновенных черноземов (Щеглов, 1999).
Морфологический анализ карбонатных новообразований. Растровая. электронная микроскопия
Оценка обилия в почве различных форм карбонатных новообразований проводилась с помощью номограмм для определения степени пятнистости окраски (Розанов, 2004). Микроморфологические методы исследования почв позволяют улавливать начальные стадии в изменении состава и строения почв, а, следовательно, прогнозировать дальнейшие изменения почв, перераспределение некоторых компонентов микростроения, формирование новообразований и другие признаки (Парфенова, Ярилова, 1977; Добровольский, Шоба, 1978; Методическое руководство по микроморфологии почв, 1983; Герасимова, Губин, 1992). Фотографии выделенных форм карбонатов были получены при помощи растрового электронного микроскопа «Tescan». Предварительная подготовка образцов карбонатов заключалась в выделении из почвенной массы, высушивании до воздушно-сухого состояния и их механической очистке от пылеватых частиц. Для анализа были отобраны все формы, встречающиеся в черноземах обыкновенных, карбонатных новообразований. Степени насыщенности почвенных растворов и водных вытяжек карбонатом кальция (Q) определялась по формуле (9): где ас2 и с0 2 активности ионов кальция и карбонат-ионов в растворе, a KsP - произведение растворимости карбоната кальция при равновесии в системе осадок-раствор. Активность СОз " - ионов (аСОз ") определялась расчетным методом (формула (10)): как произведение равновесной концентрации С02 в жидкой фазе (Ср) и коэффициента активности (ґсоз)3 определенного по уравнению Дебая-Хюккеля в модификации Девиса с учетом ионной силы (I) раствора и величины заряда частиц, образующихся при диссоциации угольной кислоты z (формула (11)).
Равновесная концентрация СОз -ионов в почвенном растворе определялась (формула (12)) по величине эффективной растворимости СОг в почвенном растворе (а ) при различном содержании СОг в почвенном воздухе (Cg). Значения эффективной растворимости рассчитывались по формуле (13), в которой учитываются фазовые равновесия в системе почвенный воздух - почвенный раствор в зависимости от величины рН почвенного раствора (Смагин, 2005): где КІ = 4,45 10"7, К2 = 4,69 10"п термодинамические константы диссоциации угольной кислоты по первой и второй ступеням соответственно при 20С. Для расчета активности СОз " — иона в почвенных растворах были приняты следующие концентрации С02 в почвенном воздухе: на глубине 0-50 см - 0,4% (по объему), 50-75 см - 0,7%, 75-100 см - 1%, 100-150 см 1,5%, 150 - 200 см - 2% и 300 см - 3%. Такие концентрации углекислого газа в почвенном воздухе характерны для исследуемых черноземов под лесными полосами и под степной растительностью. Расчет запасов карбонатов кальция в кг/м" в почвенной толще проводился по формуле (14): где р - плотность почвы, г/см (или 1000кг/м ); h - мощность слоя (50 см), ССаак - содержание карбонатов, %. Расчет доли педогенных карбонатов кальция проводился по формуле, приведенной в работе W. Salomons, W.G. Mook (1976) (15): где 5 С1ЮЧВ. - содержание изотопа углерода в образце, 5 Спор. - содержание 13С в материнской породе (как среднее значение интервала колебаний изотопного состава морских известняков принят равным 0%о), S СПочв.карб. - содержание С в почвенных карбонатах (принято значение - 11,8%о, что соответствует наиболее «легким» значениям карбонатов кальция в виде налета).
В некоторых статьях, при расчете доли педогеных карбонатов в качестве 5 СП0Чв.карб. педогенных карбонатов принимают значение изотопного состава углерода органического вещества почвы (Рысков, Борисов, 1999). Более ста лет назад на территории Каменной степи были частые засухи и суховеи, являющиеся, по мнению В.В.Докучаева, результатом иссушения степей в течение последних нескольких тысяч лет. Иссушение степных территорий происходило вследствие расчленения территории оврагами и балками и понижения уровня грунтовых вод. Для борьбы с засухой была разработана программа по упорядочиванию ведения сельского хозяйства, которая начала реализовываться с 1889 года. В течение XX столетия положения этой программы послужили основой для проведения мероприятий по лесомелиорации, орошению, снегозадержанию в начале на территории Каменной степи, а затем на всей территории Центрально-Черноземной полосы. В 1956 году на территории пос. Каменная степь был организован Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева, с 1970 года при институте начал функционировать Центрально - Черноземный селекционный центр. Экспериментальной базой института являются два крупных опытно-производственных хозяйства - Докучаевское и Таловское. Земельная площадь хозяйств 12895 га, из них пашня 9275 га, 550 га заняты лесными полосами (Рымарь, Покудин, 1997; Рымарь, Щеглов, 2006).
Почвообразующие и подстилающие породы
На территории заказника выделяют следующие толщи подстилающих пород: песчаные и глинистые породы палеогенового возраста и толщу карбонатной днепровской морены (мощностью 20-30 м). При близком залегании глин палеогена могут формироваться линзы аллохтонных грунтовых вод (верховодка), обогащенных легкорастворимыми солями (Никанорова, 1953).
Почвообразующие породы представлены карбонатными лессовидными суглинками и глинами. Мощность этих отложений на водоразделах составляет 2-3 м. Считается, что образование толщ лессовидных суглинков связано с отложением взвешенных частиц из вод тающего ледника. Возраст данных отложений соответствует среднему плейстоцену и составляет 250 -300 тыс. лет (Ковда, Самойлова, 1966; Русаков, Керзум, 2000). Распространенность лессовидных суглинков по территории Русской равнины, в целом тесно связано со степенью естественного дренирования территории и развития рельефа в позднем плейстоцене и голоцене (Русаков, Керзум, 2000). Карбонатные лессовидные суглинки имеют ряд особенностей, определяющих свойства образующихся на них черноземов: преобладание пылеватой фракции (0,01 -0,05 мм), вертикальная делимость породы, присутствие карбонатов. Благодаря вертикальной делимости, водопроницаемость породы различна: в вертикальном направлении породы промачиваются на глубину около 1 м/сут, в латеральном - на 0,02 м/сут. (Кригер, 1965; Самойлова, 1983; Лессовые породы, 1986).
Гранулометрический состав карбонатных лессовидных суглинков изменчив, но доминирующей фракцией является илистая (частицы менее 0,001 мм) на долю которой приходится, в среднем 37 - 42%, пылеватая фракция (0,01 - 0,001мм) - 31 - 18%; фракция крупной пыли (0,01 - 0,05мм) - 27 - 18%. Химический состав карбонатных лессовидных суглинков следующий: содержание кремнезема - 62 - 73%; Fe203 - 6 - 8%; АЬОз - 15%; СаО карбонатов - 5 - 9%, силикатов - 1-5%; MgO - 3,6-1,9%) (Никанорова, 1953).
В минералогическом составе илистой фракции преобладают гидрослюда, присутствуют смешаннослоистые и лабильные минералы монтмориллонитового типа, каолинит, хлориты, гидроксиды железа. Преобладающая ассоциация среди глинистых минералов монтмориллонит -гидрослюда (Протасова, 2004).
По поводу характера растительного покрова Каменной степи существует несколько точек зрения: Б.А. Келлер считал, что на этой территории когда-то преобладали крупнодерновинные ковыльные степи (Келлер, 1921). В.В. Алехин (1934) утверждал, что это была территория переходная к типичным южно-русским степям с преобладанием в степных сообществах ковыля Лессинга (Stipa Lessingiana) и тырсы (S.capillata L.). Ф.Н. Мильков (1992) относил Каменную степь к полосе разнотравно-типчаково-ковыльных степей, Н.С. Камышев (1956) считал, что на плакорах данного региона ранее были не настоящие ковыльные, а ковыльно-типчаково-разнотравные луговые степи.
В растительном покрове залежей по обилию преобладали ковыли (Stipa pennata, Stipa Lessingiana, S.capillata), типчак (Festuca ovina) и тонконог (Koeleria cristata), разнотравье. Среди других растений наибольшие отметки обилия имеют бобовые - узколистная вика, клевер горный, желтая люцерна, а из разнотравия - горицвет волжский, лапчатка (Potentilla opaciformis), шалфей поникший, подорожник (Plantago d Urvilleana), австрийский полынок (Artemisia austrica). Косимые залежи, подвергающиеся ежегодному скашиванию травостоя, в настоящее время больше напоминают настоящие степи.
Проведенное геоботаниками. сравнение современного растительного покрова залежей и предыдущих описаний показали заметное, особенно по флористическому составу, усугубление процесса олуговения травостоя залежей. Предполагается, - что олуговение связано с общим потеплением климата, поднятием уровня грунтовых вод на плакорах Каменной степи; влиянием лесных полос, вплотную окружающих микрозаповедники; антропогенным влиянием и другими причинами (Мильков, 1992; Рымарь, Покудин, 1997).
Как отмечалось выше, участок 1 расположен на территории ботанических микрозаповедников, организованных более 100 лет назад. Изначально на этой территории были пахотные земли, поэтому исконно степной растительный покров был нарушен. Как отмечалось в работе Н.С.Камышева (1956) степные залежи (участок 1) находящиеся среди лесных полос, изменяют свою структуру: травостой становится более влаголюбивый, место травяных растений занимают древесно-кустарниковые сообщества (Камышев, 1956). Структура растительного покрова лесонасаждений, как правило, двухярусная: первый ярус образован дубом черешчатым, ясенем пушистым, кленом остролистным, второй ярус представлен кустарниками — жимолость, орешник, смородина черная, акация желтая (Павловский, 1954).
Особенности водного режима черноземов под лесными полосами
В работе Т.П. Коковиной (1974) при исследовании черноземов Центрально-Черноземного заповедника выявлена следующая закономерная связь водного режима черноземов и погодных условий: при коэффициенте увлажнения (КУ) ниже средних многолетних величин целинная растительность полностью расходует весенний запас влаги до глубины 1 м и все летние осадки. Но «когда в течение теплого периода КУ превышает среднюю многолетнюю величину, расход влаги степной растительностью обеспечивается преимущественно летними осадками». Наибольшая интенсивность эвапотранспирации наблюдается в начале вегетации - начало июня. Минимальные запасы влаги в целинном черноземе наблюдаются в сентябре. Наибольшие запасы продуктивной влаги наблюдается в верхних 50 см и этот слой является основным в водоснабжении растений степи (Коковина, 1974).
В работе В.В. Герцык (1978) приведен анализ элементов водного режима целинных черноземов и черноземов в дубовом лесу более чем за 30-летний период времени. Автором установлено, что степень усвоения талой воды почвой в степи составляет 35%, тогда как под лесом зимние осадки пропитывают почвенный профиль и задерживаются в нем на 74%.
Расходы запасов влаги в летний период в лесу выше, чем в степи. Амплитуда изменений запасов влаги в лесу от весны к осени выше (повышенные запасы влаги весной и зимой и увеличенные величины расхода в летний период), то есть в почвах под лесом влагооборот происходит интенсивнее, чем под степной растительностью. Под степной растительностью сквозное промачивание верхней 3-х метровой толщи почвогрунта происходит чаще, чем в лесу (Герцык, Роде, 1978).
В пахотных черноземах формируется своеобразный водный режим по отношению к целинным почвам. Черноземы пашни более интенсивно поглощают влагу осенне-зимне-весенних осадков. В летний период в относительно засушливые годы влажность пашни несколько ниже, чем на целине, что обусловлено более интенсивным испарением и десукцией культурной растительностью. Во влажные сезоны влажность пахотных черноземов выше, чем почв целинных участков. К осени после уборки урожая культур почвы пашни значительно сокращают расход влаги, в то время как на залежи многие растения еще вегетируют и используют имеющиеся к этому времени запасы почвенной влаги. Поэтому осенью содержание воды в почвах пашни выше, чем в черноземах под естественной растительностью (Быстрицкая, 1981).
По данным Т.П. Коковиной (1974) расход запасов влаги из трехметровой толщи на целине в два раза выше, чем на пашне. Не полное использование почвенной влаги культурной растительностью в конце вегетации, а также несколько меньшее расходование влаги в процессе вегетации, обуславливают меньший осенний дефицит почвенной влаги на пашне по сравнению с залежью. Остаточное количество влаги будет способствовать быстрой влагозарядке почвы весной, следовательно, более глубокому, по сравнению с целиной, весеннему промачиванию и компенсации дефицита влаги в глубоких горизонтах. Последующий приток влаги может способствовать образованию подвижных форм воды в определенных слоях почвенного профиля, что приведет к еще более глубокому проникновению атмосферных осадков вглубь почвенной толщи. По данным Т.Н. Коковиной в степных черноземах сдвиги в сторону гумидизации водного режима отчетливо выражены. В результате в черноземах обыкновенных непромывной тип водного режима меняется на спорадически промывной и глубина весеннего промачивания увеличивается (Коковина, 1974).
Как отмечается в работах Д.И. Щеглова (1999) и В.Т. Рымаря (2006) гумидизация водного режима пахотных черноземов является одной из причин распространения олуговения почв и формирования переувлажненных разновидностей черноземов. Распашка целинных черноземов сопровождается существенным изменением их водного режима. Прогрессирующая со временем остаточная аккумуляция недоиспользованной культурной растительностью почвенной влаги приводит к сдвигу подтиповых особенностей водного режима черноземов примерно на градацию в сторону повышения гумидности (Щеглов, 1999; Рымарь, Щеглов, 2006).
