Влажность разрыва капилляров почв и её определение

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Влажность разрыва капилляров характеризует нижнюю границу области наиболее продуктивной для растений влаги. Анализ экспериментальных методов определения влажности разрыва капилляров свидетельствует об их трудоёмкости и низкой производительности. Целью исследования являлась разработка высокопроизводительного и точного метода определения влажности разрыва капилляров. В работе использованы 18 образцов различных почв. Для определения влажности разрыва капилляров предложен метод, в ходе которого образцы почв помещали в воронку Шотта, увлажняли избытком воды, после чего откачивали воду при помощи водоструйного насоса. По мере удаления воды из образца увеличивался интервал между каплями, падающими с воронки. Индикатором конца эксперимента считали скачок в интервалах между падением капель. Эксперименты показали, что влажность разрыва капилляров почв по методу вакуумирования коррелирует с рассчитанными по наименьшей влагоёмкости почв (по Долгову) значениями на 87%. Значения влажности разрыва капилляров, полученные методом секущих (по Воронину) для некоторых из почвенных образцов, не выпадают из полученной зависимости. При помощи метода было показано, что высушивание почв приводит к уменьшению величины измеряемой влажности разрыва капилляров. Предложено объяснение результатов с позиции наличия в почвах органоминеральных гелей.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. Н. Федотов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Россия, Москва

С. А. Шоба

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com

член-корреспондент РАН

Россия, Москва

И. В. Горепекин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Россия, Москва

А. И. Сухарев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Россия, Москва

Д. А. Тарасенко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Россия, Москва

А. П. Шваров

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Россия, Москва

З. Тюгай

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Еремин Д. И., Шахова О. А. Динамика влажности чернозема, выщелоченного при различных системах обработки под яровую пшеницу в условиях Северного Зауралья // Аграрный вестник Урала. 2010. № 1 (67). С. 38–40.
  2. Шеин Е. В. Курс физики почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 2005. 430 с.
  3. Novák V., Hlaváčiková H. Applied soil hydrology. Cham, Switzerland: Springer, 2019. 342 p.
  4. Вадюнина А. Ф., Корчагина З. А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. 2-е изд. М., 1973, 1969. 399 с.
  5. Воронин А. Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1984. 204 с.
  6. Честнова В. В. Реологические свойства черноземов типичных курской области: взаимосвязь с физическими свойствами и основной гидрофизической характеристикой / Дис. … канд. биол наук: 06.01.03. М., 2017. 116 с.
  7. Методическое руководство по изучению почвенной структуры / Под ред. И. Б. Ревута, А. А. Роде. Л.: Колос, 1969. 528 с.
  8. Шеин Е. В., Архангельская Т. А., Гончаров В. М., Губер А. К., Початкова Т. Н., Сидорова М. А., Смагин А. В., Умарова А. Б. Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв: методическое руководство. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 2001. 200 с.
  9. Федотов Г. Н., Шеин Е. В., Ушкова Д. А., Салимгареева О. А., Горепекин И. В., Потапов Д. И. Надмолекулярные образования из молекул гуминовых веществ и их фрактальная организация // Почвоведение. 2023. № 8. С. 903–910.
  10. Тюлин А. Ф. Органно-минеральные коллоиды в почве, их генезис и значение для корневого питания высших растений. М.: Изд-во АН СССР, 1958. 52 с.
  11. Angelico R., Colombo C., Di Iorio E., Brtnický M., Fojt J., Conte P. Humic substances: from supramolecular aggregation to fractal conformation – Is there time for a new paradigm? // Appl. Sci. 2023. V. 13. № 4. P. 2236.
  12. Оsterberg R., Mortensen K. Fractal dimension of humic acids. A small angle neutron scattering study // Eur. Biophys. J. 1992. V. 21. № 3. P. 163–167.
  13. Senesi N., Rizzi F. R., Dellino P., Acquafredda P. Fractal humic acids in aqueous suspensions at various concentrations, ionic strengths, and pH values. Colloids and Surfaces A // Physicochemical and Engineering Aspects. 1997. V. 127. Iss. 1–3. P. 57–68.
  14. Senesi N., Rizzi F. R., Dellino P., Acquafredda P. Fractal dimension of humic acids in aqueous suspension as a function of pH and time // Soil Science Society of Am. J. 1996. V. 60. № 6. P. 1613–1678.
  15. Милановский Е. Ю. Гумусовые вещества почв как природные гидрофобно-гидрофильные соединения. М.: ГЕОС, 2009. 186 с.
  16. Старцев В. В., Дымов А. А. Амфифильные свойства и водорастворимые компоненты органического вещества почв приполярного Урала // Почвоведение. 2021. № 12. С. 1492–1505.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Зависимость интервала времени между падением капель с воронки Шотта от порядкового номера капли

Скачать (47KB)
3. Рис. 2. Изменение влажности почвенного образца (ВРК) от интервала времени между падающими с воронки Шотта каплями при прохождении через образец дерново-подзолистой почвы влажного (2) и сухого (1) воздуха

Скачать (64KB)
4. Рис. 3. Зависимость между экспериментальными значениями влажности разрыва капилляров методом вакуумирования и расчётными значениями. Красным цветом выделены точки, полученные методом секущих

Скачать (62KB)
5. Рис. 4. Влияние влажности образцов серой лесной почвы на определяемые значения влажности разрыва капилляров (ВРК)

Скачать (73KB)

© Российская академия наук, 2025