agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2022.23.3.360-368agronauka-1048Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, МЕЛИОРАЦИЯОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES: AGRICULTURE, AGROCHEMISTRY, LAND IMPROVEMENTЭкологические режимы почв Новгородской области, осушаемых открытым дренажемEcological regimes of soils of the Novgorod region drained by open drainagehttps://orcid.org/0000-0001-8476-0792БалунО. В.BalunO. V.

Балун Ольга Васильевна, кандидат техн. наук, доцент, старший научный сотрудник

д. 2, ул. Парковая, п/о Борки, Новгородский район, Новгородской обл., 173516

Olga V. Balun, PhD in Engineering, associate professor, senior researcher

2, str. Parkovaya, etc. Borkey, Novgorod district, Novgorod region, 73516

bov0001@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4057-9910ШкодинаЕ. П.ShkodinaE. P.

Шкодина Елена Петровна, старший научный сотрудник

д. 2, ул. Парковая, п/о Борки, Новгородский район, Новгородской обл., 173516

Elena P. Shkodina, senior researcher

2, str. Parkovaya, etc. Borkey, Novgorod district, Novgorod region, 173516

info@spcras.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0349-8185ЯковлеваВ. А.YakovlevaV. A.

Яковлева Валентина Александровна, старший научный сотрудник

д. 2, ул. Парковая, п/о Борки, Новгородский район, Новгородской обл., 173516

Valentina A. Yakovleva, senior researcher

2, str. Parkovaya, etc. Borkey, Novgorod district, Novgorod region, 173516

info@spcras.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8034-2489ЖуковаС. Ю.ZhukovaS. Yu.

Жукова Светлана Юрьевна, старший научный сотрудник

д. 2, ул. Парковая, п/о Борки, Новгородский район, Новгородской обл., 173516

Svetlana Yu. Zhukova, senior researcher

2, str. Parkovaya, etc. Borkey, Novgorod district, Novgorod region, 173516

info@spcras.ruНовгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства − филиал ФГБУН «Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук»РоссияNovgorod Research Agriculture Institute − Branch of St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202224062022233360368Copyright © Балун О.В., Шкодина Е.П., Яковлева В.А., Жукова С.Ю., 20222022Балун О.В., Шкодина Е.П., Яковлева В.А., Жукова С.Ю.Balun O.V., Shkodina E.P., Yakovleva V.A., Zhukova S.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/1048

В природно-климатических условиях Новгородской области были исследованы экологические режимы земель, осушаемых различными конструкциями открытого дренажа: каналы через 70 м (контроль), ложбины стока в сочетании с полосами возделывания, рекультивации, закрытым дренажем. В процессе эксплуатации (1992-2021 гг.) конструкций открытого дренажа произошли изменения агрохимического состояния почв: обменная кислотность снизилась; содержание гумуса увеличилось на 2-3 %, за исключением варианта сочетания ложбин с полосой рекультивации (уменьшение на 1,5 %); содержание подвижного фосфора и калия уменьшилось. Формирование режимов грунтовых вод и запасов влаги на осушительных системах зависит от метеорологических условий, которые в последние 5 лет отличались большим разнообразием: от слабо засушливых (2020 г., ГТК = 1,1) до избыточно увлажненных (2017 г., ГТК = 2,65). Системы ложбин стока в сочетании с полосой рекультивации обеспечили самый низкий уровень грунтовых вод, при этом в экстремально влажный год они не поднимались в пахотный горизонт. Наиболее благоприятный режим влажности корнеобитаемого слоя почвы в избыточно влажном 2017 г. и последующие годы отмечен на системах ложбин стока с закрытым дренажем в сочетании с полосами рекультивации. В засушливые периоды, которыми обычно являются июнь-июль, на опытных системах ложбин стока в сочетании с полосами возделывания и рекультивации наблюдали недостаток влаги в корнеобитаемом слое почвы. Наиболее острый дефицит влаги в эти периоды (0,45ПВ) отмечали на системах сочетания ложбин стока с полосами возделывания. Наиболее благоприятный режим влажности почвы (0,65-0,85ПВ) был в варианте сочетания ложбин с закрытым дренажем и полосой рекультивации. Сформировавшиеся новые экологические режимы осушаемых ложбиннополосовым способом почв оказали существенное влияние на урожайность сена многолетних злаковых трав (тимофеевка луговая, овсяница луговая). Прибавка урожая по сравнению с контролем в среднем за 5 лет составила 0,3-0,6 т/га.

In the natural and climatic conditions of the Novgorod region, the ecological regimes of lands drained by various open drainage structures were studied: channels through 70 m (control), runoff hollows in combination with the strips of cultivation, reclamation, and closed drainage. During the operation (1992-2021) of open drainage structures, the agrochemical state of soils changed: the exchange acidity decreased; the humus content increased by 2-3 %, with the exception of a combination of hollows with a reclamation strip (a decrease of 1.5 %); the content of mobile phosphorus and potassium decreased. The formation of groundwater regimes and moisture reserves on drainage systems depends on meteorological conditions, which in the last 5 years have been very diverse: from slightly arid (2020, HTC = 1.1) to excessively moist (2017, HTC = 2.65). The systems of runoff hollows in combination with the reclamation strip provided the lowest groundwater level, while in an extremely wet year they did not rise into the arable horizon. The most favorable moisture regime of the root-inhabited soil layer in excessively humid 2017 and subsequent years was noted on systems of runoff hollows with closed drainage in combination with reclamation strips. During dry periods, which are usually June-July, a lack of moisture in the root layer of the soil was observed on experimental systems of runoff hollows in combination with cultivation and reclamation strips. The most acute moisture deficiency in these periods (0.45 full capacity) was noted on systems combining runoff hollows with cultivation strips. The most favorable soil moisture regime (0.65-0.85 full capacity) was in the combination of hollows with closed drainage and a reclamation strip. The formed new ecological regimes of the soils drained by the hollow-strip method had a significant impact on the hay yield of perennial grasses (Phleum pratense, Festuca pratensis). The increase in yield compared to the control averaged 0.3-0.6 t/ha over 5 years.

уровень грунтовых водвлажность почвыканалыложбины стокаполосованиеgroundwater levelsoil moisturechannelsrunoff hollowscultivation striprecultivation stripРабота выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБНУ «Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук» (тема FFZF-2022-0010, рег. №НИОКР 122041100104-6). Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.The research was carried out under the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the state assignment of the St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences (theme No. FFZF-2022-0010). The authors thank the reviewers for their contribution to the expert evaluation of this work.ReferencesBalun O. V. Effectiveness of drainage of agricultural land by closed drainage in climatic conditions of the Novgorod Region. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Scientific and Practical Conference Biotechnology in the Agro-Industrial Complex and Sustainable Environmental Management. 2020;613:012011. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/613/1/012011Balun O. V. Effectiveness of drainage of agricultural land by closed drainage in climatic conditions of the Novgorod Region. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Scientific and Practical Conference Biotechnology in the Agro-Industrial Complex and Sustainable Environmental Management. 2020;613:012011. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/613/1/012011Балун О. В., Бойцов А. С. Состояние мелиорации в Новгородской области. Агрофизика. 2013;(2):28-33.Balun O. N., Boytsov A. S. The state of land reclamation in the Novgorod region. Agrofizika = Agrophysica. 2013;(2):28-33. (In Russ.).Митрахович А. И., Казьмирук И. Ч., Кондратьев В. Н., Авраменко Н. М. Повышение эффективности работы дренажа на базе новых конструктивных элементов. Мелиорация. 2018;(2):5-12. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36332265Mitrakhovich A. I., Kazmiruk I. Ch., Kondratyev V. N., Avramenko N. M. Enhancing the efficiency of drainage using new construction elements. Melioratsiya = Land reclamation. 2018;(2):5-12. (In Belarus). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36332265Sofia G., Ragazzi F., Giandon P., Dalla Fontana G., Tarolli P. On the linkage between runoff generation, land drainage, soil properties, and temporal patterns of precipitation in agricultural floodplains. Advances in Water Resources. 2019;124:120-138. DOI: https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2018.12.003Sofia G., Ragazzi F., Giandon P., Dalla Fontana G., Tarolli P. On the linkage between runoff generation, land drainage, soil properties, and temporal patterns of precipitation in agricultural floodplains. Advances in Water Resources. 2019;124:120-138. DOI: https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2018.12.003Иванов А. И., Гулюк Г. Г., Янко Ю. Г. Актуальные вопросы развития мелиорации в Нечерноземье. Мелиорация и водное хозяйство. 2020;(3):5-12.Ivanov A. I., Gulyuk G. G., Yanko Yu. G. Relevant issues of land reclamation development in Non-black earth area. Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo = Melioration and Water Management. 2020;(3):5-12. (In Russ.).Устинов М. Т., Глистин М. В. Критический уровень грунтовых вод как критерий эколого-мелиоративного состояния почв. Мелиорация и водное хозяйство. 2018;(3):14-16. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35357556Ustinov M. T., Glistin M. V. Critical level of groundwater as a criterioncritical level of groundwater as a criterion ecological-meliorative state of soils. Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo = Melioration and Water Management. 2018;(3):14-16. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35357556Bou Lahdou G., Bowling L., Frankenberger J., Kladivko E. Hydrologic controls of controlled and free draining subsurface drainage systems. Agricultural Water Management. 2019;213:605-615. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.10.038Bou Lahdou G., Bowling L., Frankenberger J., Kladivko E. Hydrologic controls of controlled and free draining subsurface drainage systems. Agricultural Water Management. 2019;213:605-615. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.10.038Зинковская Т. С., Ковалёв Н. Г., Зинковский В. И. Оптимизация водного режима почвы при возделывании картофеля на осушаемых землях. Мелиорация и водное хозяйство. 2016;(1):40-44. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26460455Zinkovskaya T. S., Kovalev N. G., Zinkovskiy V. I. Optimization of soil water regime in potato growing on drained lands. Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo = Melioration and Water Management. 2016;(1):40-44. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26460455Booman G. C., Latera P. Channelizing streams for agricultural drainage impairs their nutrient removal capacity. Journal of Environmental Quality. 2019;48(2):459-468. DOI: https://doi.org/10.2134/jeq2018.07.0264Booman G. C., Latera P. Channelizing streams for agricultural drainage impairs their nutrient removal capacity. Journal of Environmental Quality. 2019;48(2):459-468. DOI: https://doi.org/10.2134/jeq2018.07.0264Povilaitis A., Lamsodis R., Bastienė N., Rudzianskaitė A., Misevičienė S., Miseckaitė O., Gužys S., Baigys G., Grybauskiene V., Balevičius G. Agricultural drainage in Lithuania: a review of practices and environmental effects. Acta Agriculturae Scandinavica Section B: Soil and Plant Science. 2015;65:14-29. DOI: https://doi.org/10.1080/09064710.2014.971050Povilaitis A., Lamsodis R., Bastienė N., Rudzianskaitė A., Misevičienė S., Miseckaitė O., Gužys S., Baigys G., Grybauskiene V., Balevičius G. Agricultural drainage in Lithuania: a review of practices and environmental effects. Acta Agriculturae Scandinavica Section B: Soil and Plant Science. 2015;65:14-29. DOI: https://doi.org/10.1080/09064710.2014.971050Hu Q., Yang Y., Han S., Wang J. Deterioration of the quantity and quality of drainage water in agriculture as a result of the expansion of agricultural land and water-saving operations in arid basins. Agricultural Water Management. 2019;213:185-192. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.10.019Hu Q., Yang Y., Han S., Wang J. Deterioration of the quantity and quality of drainage water in agriculture as a result of the expansion of agricultural land and water-saving operations in arid basins. Agricultural Water Management. 2019;213:185-192. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.10.019Моторин А. С. Плодородие торфяных почв Западной Сибири. Мелиорация и водное хозяйство. 2020;(1):16-22.Motorin A. S. Fertility of peat soils in Western Siberia. Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo = Melioration and Water Management. 2020;(1):16-22. (In Russ.).Xie X. F., Pu L. J., Zhu M., Wu T., Xu Y., Wang X. H. Effect of long-term reclamation on soil quality in agricultural reclaimed coastal saline soil, Eastern China. Journal of Soils and Sediments. 2020;20:3909-3920. DOI: https://doi.org/10.1007/s11368-020-02698-wXie X. F., Pu L. J., Zhu M., Wu T., Xu Y., Wang X. H. Effect of long-term reclamation on soil quality in agricultural reclaimed coastal saline soil, Eastern China. Journal of Soils and Sediments. 2020;20:3909-3920. DOI: https://doi.org/10.1007/s11368-020-02698-wQi L,. Zhou P, Yang L. H., Gao M. Effects of land reclamation on the physical, chemical, and microbial quantity and enzyme activity properties of degraded agricultural soils. Journal of Soils and Sediments. 2020;20:973-981. DOI: https://doi.org/10.1007/s11368-019-02432-1Qi L,. Zhou P, Yang L. H., Gao M. Effects of land reclamation on the physical, chemical, and microbial quantity and enzyme activity properties of degraded agricultural soils. Journal of Soils and Sediments. 2020;20:973-981. DOI: https://doi.org/10.1007/s11368-019-02432-1Тиво П. Ф., Саскевич Л. А., Постникова Д. А. Приемы повышения продуктивности осушенных земель Поозерья. Мелиорация. 2020;(3(93):55-64. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44666547Tivo P. F., Saskevich L. A., Postnikova D. A. The methods of increasing the productivity of drained lands of Poozerye region. Melioratsiya = Land reclamation. 2020;(3(93):55-64. (In Belarus). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44666547

The authors declare that there are no conflicts of interest present.