Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение структуры почвы, как системы определенным образом организованных элементарных почвенных частиц и их агрегатов во взаимодействии с жидкой фазой почвы, создало необходимость использования в почвоведении достижений механики дисперсных систем и привело к развитию нового направления изучения структуры почвы – почвенной реологии. Реологические свойства почв, являясь функциями структуры, относятся к числу структурно-функциональных свойств почвы и отражают взаимодействие двух фаз: твердой и жидкой. Реологические исследования позволяют вскрыть внутреннюю природу прочностных свойств почв, получить представление о преобладающих типах структурных связей и дать интегральную оценку прочности связей, участвующих в образовании агрегатов почвы. Различными авторами проводились исследования, направленные на изучение реологического поведения почв по генетическим горизонтам при отдельных значениях влажности (Абрукова, 1970; Харитонова 1995; Манучаров, Абрукова, 1985). Однако остается недостаточно ясной картина изменения реологического поведения почв при различном сельскохозяйственном использовании и на разных стадиях набухания.
Цель работы: с помощью реологических исследований установить особенности структурного состояния дерново-подзолистых почв и черноземов при различном сельскохозяйственном использовании.
Задачи:
-
обосновать и отработать методику получения специфических оценочных параметров (пределов прочности, характеристик деформационного поведения) и реологических кривых (основной и дополнительной) на модельных образцах основных почвенных минералов (каолинит, монтмориллонит, мусковит);
-
определить преобладающий тип связи и изучить влияние азотных удобрений и извести на структурное состояние дерново-подзолистых почв;
-
определить преобладающий тип связи и изучить влияние удобрений (минеральных, органических) и севооборотов на структурное состояние черноземов;
-
определить размеры фракций агрегатов исследуемых почв наиболее подверженных разрушению при сдвигающих напряжениях.
Новизна работы заключается в использовании модельных образцов основных почвенных минералов для отработки и обоснования методики получения специфических оценочных параметров структурного состояния. Впервые с помощью лазерной дифрактометрии были определены размеры фракций микроагрегатов почв, наиболее подверженных разрушению при сдвигающих напряжениях. Изучено влияние многократных и длительных деформаций на структурное состояние почв. Выявлены различия в реологическом поведении образцов, находящихся в одинаковом физическом состоянии, но на разных стадиях набухания.
Практическая значимость. Сельскохозяйственное использование находит отражение, прежде всего, в изменении структурного состояния почв. Исследование реологических свойств позволяет вскрыть внутреннюю природу прочности структурных связей и дает возможность прогнозировать поведение почв при обработке. Реологические исследования являются существенным дополнением к общепринятым методам изучения структуры почвы.
Апробация работы. Материалы исследования по теме диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Основные положения диссертационной работы были доложены на XI и XIII Международных научных конференциях студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов – 2005» (Москва, 2005) и «Ломоносов – 2007» (Москва, 2007).
Публикации. Материалы проведенных исследований изложены в 7 печатных работах, в том числе в 2 статьях в реферируемых журналах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов, результатов и их обсуждения, выводов, списка используемых литературных источников и приложения. Работа изложена на ____ страницах текста, иллюстрирована ____ рисунками, включает ____ таблиц. Список литературы состоит из _____ источников, в том числе 10 на иностранных языках.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю к.б.н., доценту А.С. Манучарову за неотъемлемую помощь в проведении экспериментов и подготовке работы. Автор выражает свою признательность зав. каф. физики и мелиорации почв д.б.н., проф. Е.В. Шеину за внимание к работе и ценные консультации. Автор благодарит сотрудника кафедры физики и мелиорации почв к.б.н. Т.Н. Початкову за повседневное внимание к работе, ценные советы и консультации.
