agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2020.21.5.589-596agronauka-623Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, МЕЛИОРАЦИЯОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES: AGRICULTURE, AGROCHEMISTRY, LAND IMPROVEMENTК вопросу о долговечности закрытого дренажа в природно-климатических условиях Новгородской областиOn the problem of durability of underground drainage in the natural and climatic conditions of the Novgorod regionhttps://orcid.org/0000-0001-8476-0792БалунО. В.BalunO. V.

Балун Ольга Васильевна, кандидат техн. наук, доцент, заведующая отделом мелиорации, Новгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (Новгородский НИИСХ – филиал СПб ФИЦ РАН)

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

Olga V. Balun, PhD in Engineering, associate professor, Head of the Department of Land Reclamation, Novgorod Scientific Research Institute of Agriculture

2, Parkovaya Str., the village of Borki, Novgorod Region, 173516

info@spcras.ruФГБУН «Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук»РоссияSt. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202022102020215589596Copyright © Балун О.В., 20202020Балун О.В.Balun O.V.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/623

В статье рассматривается вопрос стабильной работы различных конструкций осушительных систем на тяжелых почвах в природно-климатических условиях Новгородской области в первые годы после строительства и через 30 лет эксплуатации. В опыте исследуется эффективность осушения с помощью конструкций мелкого дренажа глубиной заложения 70 см и двух вариантов среднезаглубленного дренажа (110 см) с засыпкой дренажной траншеи песчано-гравийной смесью (ПГС) и щепой до пахотного горизонта. Анализ динамики грунтовых вод показал, что скорость снижения грунтовых вод в ранневесенний период в первые годы эксплуатации во всех опытных вариантах была примерно одинаковой: 2,0-2,4 см/сут, а в последние годы в варианте мелкого дренажа снижение уровней грунтовых вод происходило более медленно (2,3 см/сут) по сравнению с вариантами стандартного дренажа (3,8-3,9 см/сут). Влажность корнеобитаемого слоя почвы в среднем за вегетационный период на опытных системах закрытого дренажа через 30 лет не возросла. Средние запасы влаги за вегетационный период на опытных системах составили: в варианте мелкого дренажа в 1991 году 177 мм, в 2018 году – 168 мм; на стандартном дренаже с засыпкой дренажной щепой – 165 и 154 мм соответственно; в варианте с засыпкой ПГС – 164 и 123 мм соответственно. Наибольшей надежностью и долговечностью обладали собиратели с засыпкой дренажной траншеи ПГС, сохранившие в течение тридцатилетнего периода стабильно высокую эффективность работы; в период засухи системы мелкого дренажа обеспечили более благоприятные условия по степени увлажнения в корнеобитаемом слое: в 2018 году самый короткий период недостатка влаги в корнеобитаемом слое почвы (10 суток) наблюдался на системах мелкого дренажа, наиболее длительный (1 месяц) – на системах с засыпкой дренажной траншеи ПГС.

The article deals with the problem of stable operation of various structures of drainage systems on heavy soils in the natural and climatic conditions of the Novgorod region during the first years after construction and after 30 years of operation. The experiment examines the effectiveness of drainage using shallow drainage structures with the depth of 70 cm and two variants of medium-deep drainage (110 cm) with filling the drainage trench with sand-gravel mixture (PGS) and wood chips to the arable horizon. Analysis of groundwater dynamics showed that the rate of groundwater decline in the early spring period in the first years of operation on all experimental variants was approximately the same: 2.0-2.4 cm/day. In recent years in the shallow drainage variant, the decrease in ground water levels occurred more slowly (2.3 cm/day) compared to the standard drainage variants (3.8-3.9 cm/day). The average humidity of the root layer of the soil during the growing season in experimental closed drainage systems has not increased for 30 years. The average moisture reserves for the growing season in the experimental systems were: 177 mm in the shallow drainage variant in 1991, 168 mm in 2018; 165 and 154 mm for the standard drainage with drainage chips backfill, respectively; 164 and 123 mm in the PGS backfill variant, respectively. The highest reliability and durability were shown by collectors with PGS backfill of the drainage trench, which have maintained a consistently high efficiency over a thirty-year period. During the drought period, shallow drainage systems provided more favorable conditions according to the degree of moisture in the root layer: in 2018, the shortest period of moisture lack in the root layer of the soil (10 days) was observed in shallow drainage systems, and the longest (1 month) - in systems with backfill of the drainage trench with PGS.

уровень грунтовых водвлажность почвыдолговечностьмелкий дренажсреднезаглубленный дренажgroundwater levelsoil moisturedurabilityshallow drainagemedium-depth drainageработа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБУН «Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук», Новгородский научноисследовательский институт сельского хозяйства (тема № 0681-2019-0001, рег. № НИОКТР АААА-А19-119082290041-7).the work was carried out under the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the state assignment of the Federal State Budgetary Institution St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Science, Novgorod Scientific Research Institute of Agriculture (theme No. 0681-2019-0001, reg. No. NIOKTR AAAA-A19-119082290041-7).ReferencesValipour M., Krasilnikof J., Yannopoulos S., Kumar R., Deng J., Roccaro P., Mays L., Grismer M. E., Angelakis A. N. The Evolution of Agrucultural Drainage from the Earliest Times to the Present. Sustainability. 2020;12(1):416. DOI: https://doi.org/10.3390/su12010416Valipour M., Krasilnikof J., Yannopoulos S., Kumar R., Deng J., Roccaro P., Mays L., Grismer M. E., Angelakis A. N. The Evolution of Agrucultural Drainage from the Earliest Times to the Present. Sustainability. 2020;12(1):416. DOI: https://doi.org/10.3390/su12010416Авдеев Э. А., Балун О. В. Из истории первого российского гончарного дренажа, заложенного на территории Новгородской области. Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2011;(25):266-269.Avdeev E. A., Balun O. V. Iz istorii pervogo rossiyskogo goncharnogo drenazha, zalozhennogo na territorii Novgorodskoy oblasti. [From the history of the first Russian tile drainage laid on the territory of the Novgorod region]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Izvestiya Saint-Petersburg State Agrarian University. 2011;(25):266-269. (In Russ.).Толстой М. П. К истории дренажных работ в России. Гидротехника и мелиорация. 1987;(7):73-77.Tolstoy M. P. K istorii drenazhnykh rabot v Rossii. [On the history of drainage work in Russia]. Gidrotekhnika i melioratsiya. 1987;(7):73-77. (In Russ.).Ухов Н. В., Самохвалов В. Л. Мелиорации земель Магаданской области: основные этапы развития и научного обеспечения. Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2018;1(29):170-187. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=32433013Ukhov N. V., Samokhvalov V. L. Melioratsii zemel' Magadanskoy oblasti: osnovnye etapy razvitiya i nauchnogo obespecheniya. [Land reclamation in Magadan region: main stages of development and scientific support]. Nauchnyy zhurnal Rossiyskogo NII problem melioratsii = Scientific Journal of Russian Scientific Research Institute of Land Improvement Problems. 2018;1(29):170-187. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32433013Tlapakova L. Agricultural drainage systems in the czech landscape − identification and functionality assessment by means of remote sensing. European countryside. 2017;9(1):77-98. DOI: https://doi.org/10.1515/euco-2017-0005Tlapakova L. Agricultural drainage systems in the czech landscape ‒ identification and functionality assessment by means of remote sensing. European countryside. 2017;9(1):77-98. DOI: https://doi.org/10.1515/euco-2017-0005Povilaitis A., Lamsodis R., Bastienė N., Rudzianskaitė A., Misevicienė S., Miseckaitė O. Agricultural drainage in Lithuania: a review of practices and environmental effects. Acta agriculturae scandinavica section b-soil and plant science. 2015;65 (sup 1):14-29. DOI: https://doi.org/10.1080/09064710.2014.971050Povilaitis A., Lamsodis R., Bastienė N., Rudzianskaitė A., Misevicienė S., Miseckaitė O. Agricultural drainage in Lithuania: a review of practices and environmental effects. Acta agriculturae scandinavica section b-soil and plant science. 2015;65 (sup 1):14-29. DOI: https://doi.org/10.1080/09064710.2014.971050Kovalenko P., Rokochinskiy A., Mazhayskiy Y., Volk Р., Volk L., Chernikova O. Construction and agricultural drainage parameter optimization considering economic and environmental requirements. Engineering for Rural Development. 2020;19:1009-1017. DOI: https://doi.org/10.22616/erdev.2020.19.tf237Kovalenko P., Rokochinskiy A., Mazhayskiy Y., Volk Р., Volk L., Chernikova O. Construction and agricultural drainage parameter optimization considering economic and environmental requirements. Engineering for Rural Development. 2020;19:1009-1017. DOI: https://doi.org/10.22616/erdev.2020.19.tf237Häggblom O., Salo H., Turunen M., Alakukku N., Mylly M., Koiv H. Impacts of supplementary drainage on the water balance of a poorly drained agricultural field. Agricultural water management. 2019;223(20):105568. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2019.03.039Häggblom O., Salo H., Turunen M., Alakukku N., Mylly M., Koiv H. Impacts of supplementary drainage on the water balance of a poorly drained agricultural field. Agricultural water management. 2019;223(20):105568. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2019.03.039Castellano M. J., Archontoulis S. V., Helmers M. J., Poffenbargen H. J., Six J. Sustainable intensification of agricultural drainage. Nature sustainability. 2019;2:914-921. DOI: https://doi.org/10.1038/s41893-019-0393-0Castellano M. J., Archontoulis S. V., Helmers M. J., Poffenbargen H. J., Six J. Sustainable intensification of agricultural drainage. Nature sustainability. 2019;2:914-921. DOI: https://doi.org/10.1038/s41893-019-0393-0Янко Ю. Г., Петрушин А. Ф. О некоторых причинах переувлажнения и повторного заболачивания сельскохозяйственных земель в Ленинградской области. Мелиорация и водное хозяйство. 2018;(4):36-38. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=35572521Yanko Yu. G., Petrushin A. F. O nekotorykh prichinakh pereuvlazhneniya i povtornogo zabolachivaniya sel'skokhozyaystvennykh zemel' v Leningradskoy oblasti. [Some causes of waterlogged reclaimed land in the Leningrad region and measures to reduce them]. Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo = Melioration and Water Management. 2018;(4):36-38. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=35572521Чесноков Ю. В., Янко Ю. Г. Проблемы мелиорации земель Ленинградской области. Мелиорация и водное хозяйство. 2019;(3):18-21. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=39172657Chesnokov Yu. V., Yanko Yu. G. Problemy melioratsii zemel' Leningradskoy oblasti. [Problems of land reclamation of the Leningrad region]. Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo = Melioration and Water Management. 2019;(3):18-21. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=39172657Иванов А. И., Янко Ю. Г. Мелиорация как необходимое средство развития сельского хозяйства Нечерноземной зоны России. Агрофизика. 2019;(1):67-78. Режим доступа: https://www.agrophys.ru/Agrophysika-1-2019Ivanov A. I., Yanko Yu. G. Melioratsiya kak neobkhodimoe sredstvo razvitiya sel'skogo khozyaystva Nechernozemnoy zony Rossii. [Melioration as an essential means for agriculture development in Non-chernozem zone of Russia]. Agrofizika = Agrophysica. 2019;(1):67-78. (In Russ.). URL: https://www.agrophys.ru/Agrophysika-1-2019Балун О. В., Бойцов А. С. Состояние мелиорации в Новгородской области. Агрофизика. 2013;(2):28-33. Режим доступа: http://agrophys.ru/N10-comtentBalun O. V., Boytsov A. S. Sostoyanie melioratsii v Novgorodskoy oblasti. [The state of land reclamation in the Novgorod region]. Agrofizika = Agrophysica. 2013;(2):28-33. (In Russ.). URL: http://agrophys.ru/N10-comtentУстинов М. Т., Глистин М. В. Критический уровень грунтовых вод как критерий экологомелиоративного состояния почв. Вестник мелиоративной науки. 2018;(1):4-9. Режим доступа: https://yadi.sk/i/gGBG6i3p3WcmjLUstinov M. T., Glistin M. V. Kriticheskiy uroven' gruntovykh vod kak kriteriy ekologo-meliorativnogo sostoyaniya pochv. [Critical ground water level as a criterion of ecological and meliorative state of soils]. Vestnik meliorativnoy nauki. 2018;(1):4-9. (In Russ.). URL: https://yadi.sk/i/gGBG6i3p3WcmjLGiulia Sofia, Francesca Ragazzi, Paolo Giandon, Giancarlo Dalla Fontana, Paolo Tarolli. 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.2018.12.003Giulia Sofia, Francesca Ragazzi, Paolo Giandon, Giancarlo Dalla Fontana, Paolo Tarolli. 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.2018.12.003

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