1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Доклады Российской академии наук. Науки о Земле
  4. T. 513, № 2, 2023

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2023, T. 513, № 2, стр. 284-288

Природа связей в формировании водоустойчивости почвенных агрегатов

Г. Н. Федотов 1, *, член-корреспондент РАН С. А. Шоба 1, Д. А. Ушкова 1, И. В. Горепекин 1, А. П. Шваров 1

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Москва, Россия

* E-mail: gennadiy.fedotov@gmail.com

Поступила в редакцию 21.06.2023
После доработки 01.08.2023
Принята к публикации 04.08.2023

Аннотация

Существует мнение, что водоустойчивость обусловлена гидрофобными связями между органическими почвенными частицами, однако есть работы, в которых основная роль в возникновении этого свойства отводится наличию в почвах гидрофильных органических веществ. Целью исследования являлось выяснение природы связей (гидрофильные или гидрофобные), обеспечивающих водоустойчивость почв. В работе использовали образцы агродерново-подзолистой и серой лесной почвы, а также чернозема выщелоченного. Эксперименты по оценке водоустойчивости проводили методом “лезвий”. Он основан на рассечении линейно расположенных агрегатов, которые предварительно увлажняли в вакууме до значений, близких к насыщению. Энергия гидрофобных связей зависит от температуры, поэтому было изучено влияние температуры на величину определяемой водоустойчивости. Эксперименты показали, что при повышении температуры водоустойчивость агрегатов, сохраненных во влажном состоянии с момента отбора, возрастала, а при уменьшении – убывала. Это говорит о ведущей роли гидрофобных связей в формировании водоустойчивости. Для образцов, высушенных до воздушно-сухого состояния, снова увлажненных и выдержанных во влажном состоянии больше 2 нед, температурной зависимости водоустойчивости обнаружено не было. Принимая во внимание, что прочность гидрофобных связей при повышении температуры растет, а гидрофильных связей снижается, полученные данные о неизменности величин водоустойчивости можно объяснить, если предположить совместное участие в водоустойчивости образцов почв, прошедших через стадию высушивания до воздушно-сухого состояния, как гидрофобных, так и гидрофильных связей. Фактически эти результаты свидетельствуют о сильном изменении структурной организации почв при высушивании.

Ключевые слова: водоустойчивость и органическое вещество почв, гидрофильные и гидрофобные связи, влияние температуры на водоустойчивость

Список литературы

  1. Lamichhane J.R., Debaeke P., Steinberg C., You M.P., Barbetti M.J., Aubertot, J.N. Abiotic and biotic factors affecting crop seed germination and seedling emergence: a conceptual framework // Plant and soil. 2018. V. 432. P. 1–28.

  2. Haydu-Houdeshella C-A., Grahamb R.C., Hendrixc P.F., Petersonc A.C. Soil aggregate stability under chaparral species in southern California // Geoderma. 2018. V. 320. P. 201–208.

  3. Mao J., Nierop K.G.J., Dekker S.C., Dekker L.W., Chen B. Understanding the mechanisms of soil water repellency from nanoscale to ecosystem scale: a review // Journal of Soils and Sediments. 2019. V. 19. P. 171–185.

  4. Николаева Е.И. Устойчивость почвенных агрегатов к водным и механическим воздействиям. Дисс. канд. биол. наук. М.: МГУ, 2016. 104 с.

  5. Verchot L.V., Dutaur L., Shepherd K.D., Albrecht A. Organic matter stabilization in soil aggregates: Understanding the biogeochemical mechanisms that determine the fate of carbon inputs in soils // Geoderma. 2011. V. 161 (3–4). P. 182–193.

  6. Vogelmann E.S., Reichert J.M., Prevedello J., Awe G.O., Mataix-Solera J. Can occurrence of soil hydrophobicity promote the increase of aggregates stability? // Catena. 2013. V. 110. P. 24–31.

  7. Милановский Е.Ю. Гумусовые вещества почв как природные гидрофобно-гидрофильные соединения // ГЕОС. 2009. 186 с.

  8. Шеин Е.В., Милановский Е.Ю. Роль и значение органического вещества в образовании и устойчивости почвенных агрегатов // Почвоведение. 2003. № 1. С. 53–61.

  9. Шинкарев А.А., Мельников Л.В., Зайнуллин Т.Е. Природа водопрочности агрегатов гумусовых горизонтов темно-серой лесной почвы // Почвоведение. 1999. № 3. С. 348–353.

  10. Шинкарев А.А., Перепелкина Е.Б. Содержание и состав гумусовых веществ в водопрочных агрегатах темно-серой лесной почвы // Почвоведение. 1997. № 2. С. 165–172.

  11. Rowley M.C., Grand S., Verrecchia É.P. Calcium-mediated stabilisation of soil organic carbon // Biogeochemistry. 2018. V. 137. № 1–2. P. 27–49.

  12. Ушкова Д.А., Конкина У.А., Горепекин И.В., Потапов Д.И., Шеин Е.В., Федотов Г.Н. Устойчивость агрегатов пахотных почв: экспериментальное определение и нормативная характеристика // Почвоведение. 2023. № 2. С. 203–210.

  13. Когут Б.М. Трансформация гумусового состояния черноземов при их сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. 1998. № 7. С. 794–802.

  14. Когут Б.М. Принципы и методы оценки содержания трансформируемого органического вещества в пахотных почвах // Почвоведение. 2003. № 3. С. 308–316.

  15. Шоба С.А., Шеин Е.В., Ушкова Д.А, Грачева Т.А., Салимгареева О.А., Федотов Г.Н. Физико-химические аспекты водоустойчивости почв // Доклады Академии Наук. Науки о Земле. 2023. Т. 508. № 1. С. 139–143.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал