Влияние наводнений на почвы

Исследование в Среднем Западе США изучило влияние экстремально влажных условий на пахотные и целинные почвы, значительно углубив понимание воздействия воды на агрегацию. Агрегация — ключевой показатель физико-химического состояния и качества почвы. В сезон дождей эти почвы часто находятся под водой неделями, что вызывает дефицит кислорода (восстановительные условия). Это влияет на химию системы почва-вода и, как следствие, на агрегацию. Потеря агрегации снижает качество почвы и урожайность.

Учёные исследовали, как изменения окислительно-восстановительного (редокс) статуса почвы влияют на агрегацию при кратковременном затоплении. В группу вошли Альфредо Де-Кампос (университет Пердью), Амрах Мамедов и Чи-хуа Хуанг (Служба сельскохозяйственных исследований USDA, Национальная лаборатория исследования эрозии почв). Результаты опубликованы в мартовско-апрельском выпуске Soil Science Society of America Journal за 2009 год.

Шесть образцов почв с разным содержанием органического углерода, но схожей минералогией инкубировали до 14 дней в анаэробном биогеохимическом реакторе. После каждого этапа анализировали раствор на металлы и растворённый органический углерод. Стабильность агрегатов определяли с помощью лабораторной процедуры, измеряющей степень разрушения при смачивании.

Исследование показало, что стабильность агрегатов снижалась в восстановительных условиях при кратковременном затоплении. За 14 дней снижение достигало примерно 20%, что существенно для дезагрегации. На это влияли изменения редокс-чувствительных элементов, щелочных металлов и растворённого органического углерода.

Стабильность агрегатов пахотных почв сильнее подвержена влиянию восстановительных условий, чем у целинных, что указывает на важную роль системы землепользования.

Использование естественных почв без добавления химикатов моделировало реальные полевые условия, когда аэробные почвы насыщены водой несколько дней, а уровень кислорода минимален. Авторы полагают, что после возникновения восстановительных реакций и дезагрегации в поле процесс необратим: естественный дренаж уносит высвободившиеся химические вещества, а химия системы почва-вода не возвращается в исходное состояние. Разрушенные агрегаты могут закупоривать поры и ухудшать структуру почвы.

Однако в условиях возвышенностей восстановительные условия кратковременны, тогда как процессы агрегации длятся месяцы, вызывая повторное образование агрегатов. Долгосрочная необратимость дезагрегации из-за кратковременных восстановительных условий остаётся открытым вопросом.