Молодая вода пополняет водоносные горизонты, а старая питает урожай, выяснили ученые

Пополнение подземных вод под сельскохозяйственными полями в умеренном поясе может происходить за счет совсем недавних осадков возрастом всего одну-две недели, в то время как растения поглощают воду из гораздо более старых источников. Этот вывод, опубликованный в журнале Water Resources Research, ставит под сомнение традиционные модели движения воды в недрах и указывает на необходимость пересмотра представлений о перемещении удобрений, питательных веществ и влаги в почве.

Исследователи во главе с Джошуа Снарски из Университета Коннектикута изучили возраст воды, пополняющей водоносный горизонт под сельскохозяйственным водосбором Horsebarn Hill в вегетационный период. Анализ изотопного состава показал, что осадки могут просачиваться через вадозную зону (ненасыщенный слой почвы и пород над уровнем грунтовых вод) и достигать водоносного горизонта всего за несколько дней или недель. Этот быстрый путь пополнения, вероятно, связан с преференциальным потоком — движением воды по трещинам, макропорам или корневым каналам. При этом вода, которую поглощают сельскохозяйственные культуры через корни, оказалась значительно старше и содержала питательные вещества, дольше находившиеся в почве.

Это открытие важно для сельского хозяйства и управления водными ресурсами. Оно указывает на то, что модели, предполагающие медленное и равномерное движение воды и питательных веществ в почве, могут недооценивать риск быстрого вымывания удобрений или загрязнителей в грунтовые воды, особенно при интенсивных осадках. Одновременно зависимость растений от более старой почвенной влаги подчеркивает, что доступность воды для корней не всегда совпадает с недавними дождями. Понимание раздельных путей молодой и старой воды может помочь оптимизировать полив, внесение удобрений и повысить устойчивость сельского хозяйства к изменению режима осадков.