ВОДНЫЙ РЕЖИМ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ЛИЗИМЕТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ГРУНТОВЫЙ СТОК

УДК 631.432.4 DOI: 10.34736/FNC.2020.109.2.002.13-18

ВОДНЫЙ РЕЖИМ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ЛИЗИМЕТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ГРУНТОВЫЙ СТОК

А.К. Кулик, в.н.с., к.с.-х.н., А.С. Хныкин, м.н.с. - ФНЦ агроэкологии РАН,

Волгоград, Россия

В статье приведены результаты завершающей стадии исследований влияния насаждений сосны на водный режим почв на крупногабаритных лизиметрических моделях. В работе представлены данные эксперимента, начавшегося в 2015 году на трех лизиметрах с песчаным наполнением и засаженных сеянцами сосны с различной густотой посадок: 10000 шт./га (лизиметр №2), 15000 шт./га (лизиметр №5) и 25000 шт/га (лизиметр №6). Впервые исследовано влияние густоты насаждений сосны на водный режим почв различного гранулометрического состава (песок, супесь, суглинок). В статье подробно освещаются погодные условия 2018/19 гидрологического года, которые позволили проследить процесс частичного возобновления стока на некоторых моделях. Для расчёта водного баланса использовались значения атмосферных осадков, транспирации, физического испарения, оттока влаги в грунто-

вые воды. В результате исследований выяснилось, что во время весеннего снеготаяния, либо продолжительной зимней оттепели, сопровождающейся жидкими атмосферными осадками, грунтовый сток может временно возобновляться под молодыми посадками с высокой долей выпавших растений, либо с низкой густотой посадки. Ранее было установлено, что сток прекращается при влажности почвы 2,22% для почв лёгкого гранулометрического состава и 8,66% для почв тяжёлого гранулометрического состава. В заключение указывается, что посадки сосны уже в 3-хлетнем возрасте в ходе летней транспирации сильно иссушают почвогрунты, что ведёт в отдельные годы к переходу водного режима лёгких почвогрунтов в периодически промывной, а тяжёлых - в непромывной.

Ключевые слова: посадки сосны, лизиметры, гравитационный сток, водный баланс, почвенная влага

В настоящее время в аридной зоне РФ произрастают обширные по площади естественные и искусственные лесные массивы различного породного состава, бонитета, густоты и пр. Соответственно и водный баланс почв будет сильно различаться. Запасы влаги в почве являются важнейшим фактором, лимитирующим рост растений и накопление фитомассы в листьях, хвое и древесине посредством транспирации. Отсюда возникает необходимость изучить динамику процессов формирования запасов почвенной влаги. И получение экспериментальных данных о влиянии густоты насаждений сосны на водный режим почв различного гранулометрического состава является актуальным.

Новизна исследований заключается в получении экспериментальных данных о влиянии густоты насаждений сосны на водный режим почв различного гранулометрического состава (песок, супесь, суглинок). Для калибровки расчётов продолжено моделирование природных процессов движения почвенной влаги на гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН, что позволит уточнить объёмы и скорость гравитационного стока с песчаных земель, определить величину физического испарения и проследить изменения влажности почвогрунта по мере роста растений.

Материал и методы. В начале эксперимента (2015 год) три лизиметра с песчаным наполнением засажены сеянцами сосны с различной густотой посадок: 10000 шт./га (на лизиметре №2 высажены 6 сеянцев сосны с шагом посадки 1x1 м), 15000 шт./га (на лизиметре №5 высажены 9 сеянцев сосны с шагом посадки 0,9x0,75 м) и 25000 шт./ га (на лизиметре №6 высажены 15 сеянцев сосны с

шагом посадки 0,5x0,5 м).

В дополнение к этому сеянцами сосны, густота посадок которых составляет 15000 шт./га, засажены два лизиметра: №3 и №4. Лизиметр №7 покрыт галькой (патент № 2410500 [7]) для исключения появления растительности и, соответственно, транспирации.

В год закладки опыта в лизиметрах №4 и №5 для имитации отсутствия агротехнического ухода за саженцами сосны была высеяна озимая пшеница. В результате полностью погибли посадки на лизиметре №5 и частично погибли на лизиметре №4. Текущее состояние опыта представлено на рисунке 1.

Лабораторный корпус

№1, тростник №6, песок

♦ * • ♦ ♦

№3, супесь №7, песок, гравий

4 *

« ♦ ♦

№4. суглинок №2, песок

• « • * » • « # * ♦

№5, песок

Рисунок 1 - Схема размещения сеянцев сосны на лизиметрическом комплексе

Водный баланс рассчитывался на основании следующих показателей: атмосферные осадки, транспирация, испарение физическое, отток влаги в грунтовые воды. В основу исследования положен опыт отечественных [1-5] и зарубежных [8-15] исследователей, изучающих отдельные элементы водного баланса (физическое испарение, транспирация) на лизиметрических моделях как открытых почв, так и различных культур.

Для периода октябрь-март определение суммарного испарения (ИсС), включающего транспи-рацию и физическое испарение, проводилось по формуле:

ИсС = Ос - ДВ - ГрС

где: Ос - осадки за период октябрь-март, мм;

ДВ - изменение запасов воды в 2-метровой верхней толще почвогрунта в лизиметрах, мм;

ГрС - гравитационный сток жидкой влаги из лизиметров, мм.

Для тёплого периода года транспирационный расход определяется по формуле:

Тр = Ос - ИсФ - ГрС + ДВ

где: ИсФ - испарение физическое, находится по формулам Н.Ф. Кулика [6], мм.

Результат и обсуждение. Зимняя оттепель 2019 года (положительные температуры периодически отмечались с 11 по 22 января) с осадками в виде дождя привела к раннему таянию снега и, как следствие, к преждевременному повышению стока в некоторых лизиметрах. За холодный период 2018/2019 гидрологического года выпало 137,7 мм осадков (табл. 1).

Значения физического испарения в большинстве случаев колеблются незначительно: от 10,8 до 15,15 мм и равняются в среднем 10% от осадков.

На лизиметре №2 гравитационный сток начался 15.03 (до этого момента он полностью отсутствовал) и к началу тёплого сезона составил 26 мм. При этом за прошедший холодный период зона аэрации восполнила свой влагозапас на 96,6 мм. Таблица 1 - Водный баланс различных моделей насаждений на гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН за холодный период (31.10.2018-1.04.2019) 2018/2019 гг.

Лизиметр Осадки, мм Сток, мм Изменение влажности, мм Физическое испарение, мм

2 (сосна) 137,7 25,95 96,6 15,15

3 (сосна) 174,7 0 160,16 14,54

4 (сосна) 137,7 75,52 47,6 14,58

5 137,7 130,98 -7,8 14,52

6 (сосна) 137,7 0 126,9 10,8

7 137,7 91,42 18,9 27,38

Вследствие проведенной в зимний период влагозарядки (имитация климата более северных районов Волгоградской области) почвенная толща на лизиметре №3 получила значительное дополнительное водопитание в размере 37 мм. В совокупности с осадками влагозарядка составила 174,7 мм. Однако этого оказалось недостаточно для возобновления стока в холодный период. Физическое испарение - 14,54 мм.

Тип водного режима лизиметра №4 в 2017/18 гидрологическом году снова стал промывным вследствие гибели более 50% молодых деревцев сосны и того факта, что оставшиеся сильно уступают в росте растениям в других лизиметрах. Сток резко увеличился 11.03.2019, и его пик пришёлся на последующие двое суток (рис. 2). Всего в грунтовые воды ушло 75,52 мм.

Сток", мм/сутки 12,000

10,000

3,000 6,000 4,000 2,000 0,000

.1.1

V "Ы

il

L

Осадки, им 60

50

40

30

20

10

СО СО СО ОО СО СО СО СП СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СП СП СП СП СП СП СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СП СП СП СП СП СП СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СП СП СП СП СП СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СП сл сл сл сл сл сл сл

ооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооо

,-^х-т-т-т-т-ОООООООООООООО

С^С^СПШ^^^^НокПт—LnCNCOkOCNLn СО

Дата

I Осадки Лизиметр №5

-ГЧГЧГЧООт

-CNCNnOv

Лизиметр №2 Лизиметр №6

Лизиметр №3  Лизиметр N"7

-Лизиметр №4

Рисунок 2 - График выпадения осадков и величины стока на лизиметрах, 2018/2019 гидрологический год

Как можно видеть, лизиметры №2 и №4 увеличили сброс воды значительно позже случившейся оттепели практически в одно и то же время. Однако это произошло по разным причинам. Лизиметр №4 заполнен суглинистым субстратом, насыщение которого влагой происходит дольше песчаного почвогрунта, которым, в частности, заполнен лизиметр №2. Однако последний занят молодыми деревьями сосны, которые за период вегетации существенно осушили зону аэрации, что сходным образом повлияло на её насыщение. Сток в лизиметре №4 начался вследствие гибели более 50% саженцев сосны и угнетённого состояния оставшихся. За это время запасы почвенной влаги увеличились на 47,6 мм.

Лизиметр №5 преждевременно увеличил скорость стока с 0,073 мм/сутки до 0,272 мм/сутки с двадцать первого января. Одиннадцатого марта начался весенний сток, пик которого (4,526 мм/ сутки) пришёлся на эту дату, и до отбора проб на

влажность в грунтовые воды ушло 103,3 мм из 131мм суммарного стока за холодный период. При столь интенсивном стоке зона аэрации осушилась на 7,8 мм.

Субстрат лизиметра №6 увлажнился на 127 мм, но, как и в случае с лизиметром №3, к началу стока это не привело.

Январская оттепель практически не повлияла на интенсивность стока в лизиметре №7. Он начал усиливаться 11.03 и достиг своего максимума в 7,7 мм/ сутки 18.03. К моменту бурения зона аэрации сбросила 91 мм почвенной влаги. За холодный период по-чвогрунт пополнил свой влагозапас на 18,9 мм.

Как можно видеть, 5-летние посадки сосны в ходе летней транспирации сильно осушают по-чвогрунты. В результате даже при осенне-зимней влагозарядке сток либо мал (до 26 мм), либо отсутствует.

Первая половина тёплого периода была влажной - за это время выпало 199 мм осадков (табл. 2).

Таблица 2 - Водный баланс различных моделей насаждений на гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН за тёплый период (1.04.19-31.10.19) 2018/19 гг.

Лизиметр Осадки, мм Сток, мм Изменение влажности, мм Физическое испарение, мм Транспирация, мм

Тёплый период, 1.04.19-23.07.19

2 (сосна) 198,9 11,53 -111,6 76,6 222,37

3 (сосна) 198,9 0,11 -173,88 115,9 256,77

4 (сосна) 198,9 40,76 -57,12 115,9 99,36

5 198,9 75,87 20,7 102,33 0

6 (сосна) 198,9 0 -148,8 76,6 271,1

7 198,9 97 -0,9 102,8 0

Тёплый период, 23.07.19-31.10.19

2 (сосна) 109,8 0 28,5 39,3 42

3 (сосна) 109,8 0 12,04 46,9 50,86

4 (сосна) 109,8 7,582 39,76 46,9 15,558

5 109,8 38,148 -1,2 72,9 0

6 (сосна) 109,8 0 8,7 39,3 61,8

7 109,8 55,695 -1,5 55,6 0

Тёплый период, 1.04.19-31.10.19

2 (сосна) 308,7 11,53 -83,1 115,9 264,37

3 (сосна) 308,7 0,11 -161,84 162,8 307,63

4 (сосна) 308,7 48,34 -17,36 162,8 114,92

5 308,7 114,01 19,5 175,2 0

6 (сосна) 308,7 0 -140,1 115,9 332,9

7 308,7 152,7 -2,4 158,4 0

Физическое испарение колебалось в пределах 76,6^115,9 мм. Сток на лизиметре №2 составил 11,5 мм, физическое испарение - 76,6 мм, и 222,4 мм ушло на транспирацию сосной. В совокупности эти процессы иссушили зону аэрации на 111,6 мм. Дополнительная влагозарядка, проведённая в лизиметре №3, в совокупности с осадками привела лишь к кратковременному возобновлению стока (с 22.04 по 26.04) и переходу типа водного режима этого лизиметра в периодически промывной. Гравитационный сток был крайне низким и составил 0,11 мм. На транспирацию ушло 257 мм, а зона аэрации потеряла 174 мм влаги.

На лизиметре №4 сток составил 40,8 мм, а произрастающие здесь деревца израсходовали на транспирацию 99,4 мм. Как можно видеть из представленной модели угнетённых травянистой растительностью посадок, несмотря на удаление источника стресса здесь на транспирацию израсходовано минимальное количество влаги, а гравитационный сток является максимальным среди всех занятых сосной лизиметров.

Сток на лизиметре №5 - 75,87 мм, на лизиметре №7 - 97 мм. Вследствие отсутствия растительности здесь транспирация не отмечается. Физическое испарение в обоих лизиметрах было 102 мм.

Соответственно зона аэрации за первую часть тёплого периода на лизиметре №5 насытилась на 20,7 мм влаги, а на лизиметре №7 потеряла 0,9 мм.

Лизиметр №6 перешёл на непромывной тип водного режима (сток не наблюдался). На транспирацию израсходовано 271,1 мм, а на физическое испарение - 76,6 мм. При этом зона аэрации потеряла 148,8 мм.

Вторая половина тёплого периода характеризовалась более засушливыми погодными условиями. С июля по октябрь выпало 109,8 мм осадков (табл. 2). Из-за сильной иссушенности зоны аэрации гравитационный сток резко снизился либо прекратился. Вследствие слабой влагообеспеченности сократился и транспирационный расход сосновыми насаждениями.

На лизиметре №2 на транспирацию израсходовалось 42 мм почвенной влаги, физическое испарение составило 39,3 мм. Сток прекратился. В сумме это позволило почвогрунту накопить 28,5 мм.

В лизиметре №3 все осадки также ушли на транспирацию (50,9 мм), физическое испарение (46,9 мм) и увлажнение зоны аэрации (12 мм).

На лизиметре №4 сток сократился до 7,6 мм. На испарение и транспирацию в сумме ушло 62,4 мм, а почвогрунт увлажнился на 39,8 мм.

На лизиметрах №5 и №7 вследствие отсутствия растительности транспирация не наблюдалась. Физическое испарение составило 72,9 и 55,6 мм соответственно. Сток был 38,1 и 55,7 мм соответственно. За указанный период зона аэрации потеряла 1,2 мм в первом случае и 1,5 мм во втором.

Тип водного режима лизиметра №6 оставался непромывным. Физическое испарение было 39,3 мм, а на транспирацию сосной израсходовано 61,8

мм. Почвогрунт увлажнился на 8,7 мм.

В целом за тёплый период выпало 308,7 мм осадков. Основная часть гравитационного стока пришлась на первую его половину. Во второй половине сток резко снизился, и зона аэрации в занятых сосной лизиметрах накопила некоторое количество влаги (табл. 2).

На лизиметре №2 выпавшие осадки в количестве 264,4 мм ушли на транспирацию, 115,9 мм -на испарение и 11,5 мм ушли на сток. Почвогрунт суммарно потерял 83,1 мм.

Ситуация на лизиметре №3 выглядит следующим образом: расходы на транспирацию практически равны сумме выпавших осадков (308,7 и 307,63 соответственно), а физическое испарение количеству потерянной почвой влаги (162,8 и 161,84 соответственно). Однако эти цифры связаны друг с другом опосредованно. На физическое испарение расходуется часть выпавших осадков, а на транспирацию часть корнедоступной почвенной влаги. Гравитационный сток составил 0,11 мм.

На лизиметре №4 на транспирацию ушло 114,9 мм почвенной влаги, на гравитационный сток 48,3 мм и на физическое испарение 162,8 мм. Зона аэрации потеряла 17,36 мм.

Сток на лизиметрах №5 и №7, лишённых растительности, был максимальным (114,0 и 152,7 мм соответственно), а изменения количества почвенной влаги минимальными (19,5 мм и -2,4 мм соответственно). Физическое испарение - 175,2 и

158.4 мм.

Суммарный годовой сток с лизиметра №2 составил 37,48 мм, на физическое испарение потрачено

131.05 мм. В процессе вегетации сосна израсходовала 277,4 мм. На данный момент биомассы сосны было недостаточно для перехода этого лизиметра в непромывной режим из-за заложенной в начале эксперимента густоты посадки.

Внесённые в лизиметр №3 ранней весной дополнительные 37 мм осадков практически полностью были израсходованы сосной. Это нарушило непромывной водный режим лизиметра. Несмотря на эту прибавку сток здесь составил лишь 0,11 мм. То есть водный режим супесчаных почв под 5-летней сосной с густотой посадки 15000 саженцев на га будет периодически промывным только в северных районах Волгоградской области, условия которых имитировались в ходе данного эксперимента. Без дополнительного увлажнения водный режим в сухостепной зоне на супесчаных почвах, занятых сосновыми посадками, - непромывной. На транспирацию здесь ушло 309,2 мм, а на физическое испарение - 177,3 мм. В приходной части годового водного баланса (табл. 3) имеется 446,4 мм осадков (кроме лизиметра №3, куда весной было внесено дополнительно 37 мм). Стоит также отметить, что влажность зоны аэрации за этот период изменилась незначительно на всех лизиметрах (от +1,08 до -0,44 мм) независимо от наличия на них посадок сосны.

Таблица 3 - Годовой водный баланс различных моделей насаждений на гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН

Лизиметр Осадки, мм Сток, мм Изменение влажности, мм Физическое испарение, мм Транспирация

2 (сосна) 446,4 37,48 0,45 131,05 277,42

3 (сосна) 484,9 0,11 -0,06 177,34 309,22

4 (сосна) 446,4 123,86 1,08 177,38 144,08

5 446,4 244,99 0,39 201,02 0

6 (сосна) 446,4 0 -0,44 126,70 332,9

7 446,4 244,12 0,55 201,73 0

То есть осадки практически полностью израсходовались на гравитационный сток, физическое испарение и транспирацию (в тех лизиметрах, где она имела место). Весенний пик длился в среднем с пятого марта по двадцать четвёртое апреля (рис. 2). Ему предшествовало некоторое увеличение стока в январе как следствие тёплой погоды и выпавших жидких осадков.

Ослабленные предыдущим экспериментом сосновые посадки в лизиметре №4 израсходовали 144,1 мм влаги; физическое испарение составило 177,4 мм. Следствием этого явилось увеличение гравитационного стока до 124 мм, что значительно выше, чем на всех занятых посадками лизиметрах (несмотря на самое высокое значение наименьшей влагоёмкости).

Физическое испарение и гравитационный сток лизиметров №5 и №7 практически идентичны (Иф 201,0 и 201,7, ГрС 245,0 и 244,1 соответственно). Это свидетельствует о том, что галечное покрытие в полной мере заменяет регулярное уничтожение сорной растительности на поверхности лизиметра.

Водный режим лизиметра №6 остался непромывным в течение текущего гидрологического года (сток здесь не отмечался). Сосновые посадки израсходовали 333 мм осадков, физическое испарение составило 126,7 мм.

Выводы.

1. Посадки сосны уже в 3-хлетнем возрасте в ходе летней транспирации сильно иссушают по-чвогрунты. В результате на лёгких почвогрунтах водный режим в отдельные годы - периодически промывной, а на тяжёлых - непромывной.

2. В первые годы жизни за посадками сосны нужен интенсивный уход, особенно в плане удаления сорной растительности. В противном случае наблюдается гибель от 50% до 100% сеянцев в зависимости от гранулометрического состава почвы.

Литература:

1. Астапов, С.В. Методы изучения водно-физических свойств почв и грунтов / С.В. Астапов, С.И. Долгов // Почвенная съемка. - М.: Академия наук СССР, 1959 - С. 299

2. Гаель, А.Г. Пески и песчаные почвы / А.Г. Гаель, Л.Ф. Смирнова. - М.: ГЕОС, 1999 - 252 с.

3. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. - М.: Колос, 1985. - 352 с.

4. Кулик, А.К. Стационарные исследования на гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН / А.К. Кулик, М.В. Власенко // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия, 2016. - №4(64). - С. 6-12.

5. Кулик, А.К. Водно-балансовые исследования на лизиметрическом комплексе ВНИАЛМИ / А.К. Кулик, А.С. Хныкин // Защитное лесоразведение, мелиорация земель, проблемы агроэкологии и земледелия в Российской Федерации: матер. Междунар. науч.-практ. конференции, посвященной 85-летию создания ВНИАЛМИ. Волгоград, 19-23 сент. 2016. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2016. - С. 147-151.

6. Кулик, Н.Ф. Водный режим песков аридной зоны / Н.Ф. Кулик - Л: Гидрометеоиз-дат, 1979. - 280 с.

7. Устройство для аккумуляции атмосферных осадков и накопления пресных грунтовых вод: патент РФ № 2410500. RU 2 410 500 C2 / Кулик Н. Ф., Кулик А. К.; заявитель и патентообладатель Гос. науч. учреждение Все-рос. НИИагролесомелиорации, Волгоград (RU); заявлено 2009.04.08; опубликовано 2011.01.27. - 3 с.

8. Babaee, M. Comparison of different methods with lysimeter measurements in estimation of rice evapotranspiration in Sari Region / Babaee, M., Shokat-Naghadeh, A., Ahmadpari,H., Nabi-Jalali, M. // Ingenieria UC, 2019 Т. 26 Вып. 2. - С. 175-184

9. Dabrowska, D. Application of hydrogeological and biological research for the lysimeter experiment performance under simulated municipal landfill condition. / Dabrowska, D., Soltysiak, M., Biniecka, P. et al. // Journal of Material Cycles and Waste Management, 2019. Т. 21, Вып.

6. - С.1477-1487

10. DelVecchio, T. Exploration of Volume Reduction via Infiltration and Evapotranspiration for Different Soil Types in Rain Garden Lysimeters / DelVecchio, T., Welker, A., Wadzuk, BM // Journal of Sustainable Water in the Built Environment, 2020. Т. 6, Вып. 1.

11. Gutierrez-Gines, MJ. Risks and benefits of pasture irrigation using treated municipal ef-fluent: a lysimeter case study, Canterbury, New Zealand / Gutierrez-Gines, MJ., Mishra, M., McIn-tyre, C. et al. // Environmental Science and Pollution Research, 2020.

12. Haselow, L. Evaluation of precipitation measurements methods under field conditions during a summer season: A comparison of the standard rain gauge with a weighable lysimeter and a piezoelectric precipitation sensor / Haselow, L., Meissner, R., Rupp, H., Miegel, K // Journal of Hydrology,

2019.Т. 575 - С.537-543

13. Lehmann, P. Surface Evaporation in Arid Regions: Insights FromLysimeter Decadal Record and Global Application of a Surface Evaporation Capacitor (SEC) Model / Lehmann, P., Berli, M., Koonce, JE., Or, D. // Geophysical Research Letters, 2019. Т 46, Вып. 16. - С.9648-9657

14. Sanchez, JM. Lysimeter assessment of the Simplified Two-Source Energy Balance model and eddy covariance system to estimate vineyard evapotranspiration. / Sanchez, JM., Lopez-Urrea, R., Caselies, V., Galve, JM. // Agricultural and Forest Meteorology, 2020. Т. 274. -С.172-183

15. Sawadogo, A. Comparative analysis of the PySEBAL model and lysimeter for estimat-ing actual evapotranspiration of soybean crop in Adana, Turkey. / Sawadogo, A., Tim, H., Gundog-du, KS,. et al. // International Journal of Engineering and Geosciences, 2020. - Т. 5 Вып. 2. - С 60-65

Water Regime of Pine Plantations in Lysimetric Models and Their Influence on Ground Runoff

A.K. Kulik, K.S.-Kh.N., leading researcher, A.S. Khnyckin, junior researcher -FSC of Agroecology RAS, Volgograd, Russia

The article presents the results of the research final stage of the pine plantations influence on the water regime of soils on large-size lysimetric models. This paper presents data from an experiment that began in 2015 on three lysimeters, filled by sand and planted with pine seedlings with different planting rates: 10000 PCs/ha (lysimeter # 2), 15000 PCs/ ha (lysimeter # 5) and 25000 PCs / ha (lysimeter # 6). The novelty of the research consists in obtaining experimental data on the influence of the pine plantations density on the water regime of various granulometric composition soils (sand, sandy loam, loam). The article details the weather conditions of the 2018/19 hydrological year, which allowed us to trace the process of partial resumption of runoff on some models. The water balance was calculated based on precipitation, transpiration, physical evaporation, and outflow of moisture to ground water. As a result of research, it turned out that during spring snowmelt or a long winter thaw, accompanied by liquid atmospheric precipitation, ground runoff can temporarily resume under young plantings with a high proportion of fallen plants or low planting rates. Previously, it was found that runoff stops when the soil moisture content is 2.22% for soils of light granulometric composition and 8.66% for soils of heavy granulometric composition. In conclusion, it is indicated that pine planting at the age of 3 years during summer transpiration strongly drying up the soil. As a result, the water regime on light soils in some years is periodically washed, and on heavy soils it is non-washed.

Keywords: pine plantings, lysimeters, gravity runoff, water balance, soil moisture

Translation of Russian References:

1. Astapov S.V. Metody izucheniya vodno-fizicheskih svojstv pochv i gruntov [Water-physical properties of soils

and grounds studying methods] / S.V. Astapov, S.I. Dolgov // Pochvennaya s'emka [Soil survey]. - M.: Academy of sciences of USSR, 1959 - P. 299

2. Gael A.G. Peski i peschanye pochvy [Sands and sandy soils] / A. G. Gael, L. F. Smirnova. -M.: GEOS, 1999 - 252 p.

3. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta [Field experience methodology] / B.A. Dospekhov. - M.: Kolos [Wheat ear], 1985. - 352 p.

4. Kulik A.K. Stationary research on the hydrological complex of FSC of Agroecology of RAS / A.K. Kulik, M.V. Vlasenko // Ways of the irrigated agriculture efficiency improvement, 2016. - №4(64). - P. 6-12.

5. Kulik A.K. Vodno-balansovye issledovaniya na lizimetricheskom komplekse VNIALMI [Water balance researches on the lysimetric complex of VNIALMI] / A.K. Kulik, A.S. Khnyckin // Zashchitnoe lesorazvedenie, melioraciya zemel', problemy agroekologii i zemledeliya v Rossijskoj Federacii: mater. Mezhdunar. nauch.-prakt. konferencii, posvyashchennoj 85-letiyu sozdaniya VNIALMI [Protective afforestation, land reclamation, problems of Agroecology and agriculture in the Russian Federation: materials of International scientific-practical conferernce dedicated to the 85th anniversary of VNIALMI creation]. Volgograd, 19-23 sept. 2016. - Volgograd: VNIALMI, 2016. - P. 147-151.

6. Kulik N.F. Vodnyj rezhim peskov aridnoj zony [Arid zone sands water regime] / N. F. Kulik. - L: Hydrometeoizdat, 1979. - 280 p.

7. Ustrojstvo dlya akkumulyacii atmosfernyh osadkov i nakopleniya presnyh gruntovyh vod: patent RF 2410500. RU 2 410 500 C2 [Device for atmospheric precipitation concentration and accumulation of fresh ground water: patent of Russian Federation 2410500. RU 2 410 500 C2] / Kulik N. F., Kulik A. K.; applicant and patentee by State scientific institution All-Russian scientific institute of agroforestry reclamation, Volgograd (RU); declared 2009.04.08; published 2011.01.27. - 3 p.