От влаги в почве к урожаям

В 2024 году РНФ выдал грант на два года на выполнение проекта «Передвижение влаги под влиянием температурного градиента в пахотных почвах Сибири», над которым работает доктор биологических наук, профессор кафедры географии, регионоведения и туризма ИЕСЭН НГПУ Юрий Васильевич Кравцов.

В работе над проектом задействованы также научные сотрудники Института почвоведения и агрохимии СО РАН, Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН.

Изучение поведения влаги в почвах юга Сибири, по мнению Юрия Васильевича, поможет более эффективно использовать земли этого региона для нужд сельского хозяйства. Исследования передвижения влаги в почве выглядят особенно актуальными в свете наблюдаемых последние десятилетия изменения климата Южной Сибири.

– В результате антропогенного «давления» на окружающую природную среду в ней происходят многочисленные изменения. Во многих аграрных районах высажены и в течение многих лет функционируют полезащитные лесополосы, заметно повлиявшие на микроклимат территории и структуру ее водного баланса. На старой пашне, независимо от влияния мелиоративных лесонасаждений, изменился влагооборот, по сравнению с целинными участками. Поднимается и уже местами поднялся выше критической глубины уровень грунтовых вод, часто минерализованных. Фиксируется дифференциация свойств почв и направлений их современного развития в зависимости от их хозяйственного использования. В верхнем 20-сантиметровом слое пахотных почв снижается содержание мельчайших твердых фракций (так называемых илистых частиц). Как и насколько эти и другие современные изменения отражаются на процессах передвижения почвенной влаги под влиянием разницы температур – тоже вопрос, – отмечает Юрий Васильевич Кравцов.

По словам Юрия Васильевича, из-за большой материало- и трудоёмкости до сих пор наблюдениями за сезонным перераспределением почвенной влаги охвачены не все южные районы Сибири. К настоящему моменту создана сводка данных по сезонному термоградиентному передвижению почвенной и грунтовой влаги на ключевых участках; заложен эксперимент по установлению объемов перераспределения влаги в почвенных монолитах разного гранулометрического состава и в 3D-моделях; установлены количественные пропорциональности между глубиной залегания грунтовых вод и параметрами намерзания влаги в почвах различного гранулометрического состава в естественных условиях. Разрабатывается метаматематическая модель движения вещества и детализируются элементы водного баланса пахотных почв Сибири в динамичных природно-климатических условиях.

Среди рекомендаций, которые Юрий Васильевич предлагает сибирским аграриям – увеличение в структуре севооборота на юге региона доли многолетних трав, которые способствуют понижению уровня грунтовых вод. Это необходимо, чтобы снизить объём намерзающей в почве влаги.

– В связи с сезонным перераспределением влаги в почвах юга Сибири возникает неприятный, с позиции практиков, момент: в результате зимней аккумуляции влаги почвы начинают медленнее прогреваться до активных температур; в почвах тяжелого гранулометрического состава заметно снижается пористость аэрации, т.е. затрудняются условия для дыхания корневых систем культурных растений. Для снижения объема намерзающей влаги полезно понизить уровень высоко стоящих ныне грунтовых вод, а для этого надо высаживать травы, которые интенсивно иссушают почву, – говорит Юрий Васильевич Кравцов.

Виталий Соловов