CC BY
3Процессы и машины агроинженерных систем
УДК 631.412 Код ВАК 05.20.01
СТРУКТУРНО-КОМПОЗИЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАКРОСТРУКТУР АГРОНОМИЧЕСКОЙ ПОЧВЫ АККУМУЛИРУЮЩЕЙ ВЛАГУ В ПОНЯТИЯХ ФИЗИКО-
ХИМИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ
П.Н. Шорохов 1, Ю.В. Панков 1*, Л.А. Новопашин 1, А.А. Садов 1, Бердюгина О.В. 1
1 ФГБОУ ВО Уральский ГАУ, Россия, Екатеринбург.
* E-mail: [email protected]
Аннотация. Актуальность работы заключается в изучении влияния влажности, на состояние почвенной структуры и ее продуктивности. Структура рассматривается, как система определенным образом организованных элементарных почвенных частиц и их агрегатов во взаимодействии с жидкой фазой почвы.
Возникает необходимость использования в почвоведении достижений механики дисперсных систем, и это приводит 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. Структурные исследования позволяют вскрыть внутреннюю природу устойчивых свойств почв, получить представление о преобладающих типах структурных связей твердых и жидкостных компонентов, участвующих в образовании агрегатов почвы, и дать интегральную оценку их устойчивости. Различными авторами проводились исследования, направленные на изучение физико-механического поведения почв по генетическим горизонтам при отдельных значениях влажности. Однако остается недостаточно ясной картина поведения влаги аккумулирующей структурными компонентами почв при различном сельскохозяйственном использовании.
Физико-механические исследования в почвоведении неоднозначны из-за сложности объекта - почв и большого разнообразия типов, их поведения под влиянием механической нагрузки. Наиболее близкие исследования проводятся в других областях науки: грунтоведении и коллоидной химии. Использование методов грунтоведения и механики грунтов позволяет рассматривать объекты исследования как гетерогенные тела, не достаточно продуктивно из-за большой значимости процессов, происходящих при взаимодействии всех фаз почвы, в том числе и на микроуровне. С другой стороны, как объект коллоидной химии, почва является слишком сложной и чрезмерно многокомпонентной системой. Данные исследования призваны продолжить поиск
граней соприкосновения этих научных направлений и использовать их для описания сохранения влаги, производительного и деформационного поведения почв.
Ключевые слова: почва, система, модель, структура, твердые компоненты, физические свойства, влага, устойчивость, границы, твердое и вода, объем, исключенный, свободный, анализ.
STRUCTURAL-COMPOSITIONAL MODELING OF MACROSTRUCTURES OF AGRONOMIC SOIL OF ACCUMULATING MOISTURE IN THE CONCEPTS OF PHYSICAL
AND CHEMICAL MECHANICS
Shorokhov P.N.1, Pankov Yu.V.1 *, Novopashin L.A.1, Sadov A.A.1, Berdygina O.V. 1
1 FSBEI HE Ural SAU, Russia, Yekaterinburg. * E-mail: [email protected]
Abstract. The relevance of the work lies in the study of the effect of moisture on the state of the soil structure and its productivity. The structure is considered as a system of elementary soil particles and their aggregates organized in a certain way in interaction with the liquid phase of the soil.
It becomes necessary to use the achievements of the mechanics of dispersed systems in soil science, and this leads to the development of a new direction in the study of soil structure - soil rheology. The rheological properties of soils, being functions of the structure, are among the structural and functional properties of the soil and reflect the interaction of two phases: solid and liquid. Structural studies make it possible to reveal the internal nature of the stable properties of soils, to get an idea of the prevailing types of structural bonds of solid and liquid components involved in the formation of soil aggregates, and to give an integral assessment of their stability. Various authors have carried out studies aimed at studying the physical and mechanical behavior of soils along genetic horizons at individual values of moisture content. However, the picture of the behavior of moisture accumulating structural components of soils under different agricultural uses remains insufficiently clear.
Physical and mechanical studies in soil science are ambiguous due to the complexity of the object -soils and a wide variety of types, their behavior under the influence of mechanical stress. The closest research is carried out in other fields of science: soil science and colloidal chemistry. The use of methods of soil science and soil mechanics makes it possible to consider the objects of study as heterogeneous bodies, not productive enough due to the great importance of the processes occurring during the interaction of all phases of the soil, including at the microlevel. On the other hand, as an object of colloidal chemistry, soil is too complex and overly multicomponent system. These studies are intended to continue the search for common ground between these scientific areas and use them to describe the conservation of moisture, productive and deformation behavior of soils.
Keywords: soil, system, model, structure, solid components, physical properties, moisture, stability, boundaries, solid and water, volume, excluded, free, analysis.
Постановка проблемы (Introduction)
В современном земледелии одно из ведущих мест в сохранении и увеличении плодородия почвы занимает рациональная система обработки почвы, создающая условия для накопления влаги. Наиболее спорным моментом является вопрос, как глубина и способы основной обработки почвы влияют на ее плодородие, т. е. на агрофизические, агрохимические свойства, биологическую активность, количественное и качественное изменение гумуса. Агрономическая структура почвы -это многокомпонентная система с множеством минерально-органических сложных структур формирующихся специалистами внешним воздействием при целевом выращивании растений. Наряду с правильным выбором сроков обработки почвы, не менее, а в некоторых случаях даже более существенное значение имеет способ обработки, определяющий характер сложения и структурную организацию обрабатываемого слоя, пищевой и водный режимы почвы. Следовательно, речь идет о создании для растений оптимальных параметров структурно-агрегатного состава и плотности сложения почвы в корнеобитаемом слое, учитывая, что полевые культуры предъявляют не одинаковые требования к агрофизическим свойствам почвы в отдельных ее частях. Структурный состав почвы является важным показателем качества ее обработки, поскольку степень измельчения почвы определяется удельной поверхностью частиц, с которой связан весь комплекс физико-химических процессов, способствующих получению высоких урожаев, при этом желательно, чтобы большая часть структурного состава находилась в виде водопрочных макроагрегатов, образующих структуру почвы.
Рисунок 1 - Моделирование дисперсной реологической системы
Агрономическая почва, при наличии воды на поверхности, формируется из неустойчивой системы твердое-жидкость-газ как дисперсная реологическая жидкость (рисунок 1), которую можно моделировать. Модель - любая совокупность абстрактных объектов, свойства которых и отношения свойств объектов, между собою удовлетворяют данным аксиомам, служащим тем самым совместным (неявным) определением такой совокупности.
Цель физико-химической механики - установление закономерностей образования пространственных структур в дисперсных системах, а также процессов деформации и разрушения
таких структур в зависимости от физических, химических и механических факторов. Имитационное моделирование агрономической почвы типичного чернозема дисперсной системой почвенных частиц (рисунок 3) создает возможность применить соотношения и связи сложных систем в понятиях физико-химической механики. П.А. Ребиндера. В физико-химической механике П.А. Ребиндера под термином «структура» понимается пространственная сетка, которая для твердых тел характеризуется молекулярным сцеплением друг с другом молекул, атомов, ионов или коллоидных частиц. Макроструктура агрономической почвы может представлять собой хаотический каркас из элементов минеральных и органических частиц. Все дисперсные системы, по типу связи, разделяет на 3 типа структур: коагуляционные структуры, конденсационные структуры и кристаллизационные структуры. Первая структура - коагуляционные структуры характерны для глинистых и почвенных суспензий. Вторая структура - конденсационные структуры характеризуются прочным межчастичным сцеплением т.к. их формирование связано с удалением воды из коагуляционных структур почвы путем естественного или искусственного высушивания. При осаждении органического вещества на минеральную часть почвы происходит формирование цементационно-конденсационных структур очень высокой прочности. Третьи структуры -кристаллизационные структуры почвы, которые обладают прочными механическими связями, которые осуществляются главными химическими валентностями (ковалентными). Процесс образования пространственного структурного каркаса почвы в результате сцепления или срастания частиц дисперсной твердой фазы, сопровождающийся увеличением прочности системы, называется структурообразованием. Макроструктуры, то есть внутреннее строение материала почвы, имеющая характер взаимодействия между отдельными ее элементами (частицами), определяются химическим составом, дисперсностью, температурой, агрегативным состоянием, биохимическими показателями и рядом технологических факторов. Каждая структура имеет соответствующие ей степени свободы.
1. Система структуры I типа - это система твердые частицы + газ.
2. Система структуры II типа - это твердые частицы + жидкость.
3. Система структуры III типа - это твердые частицы + жидкость + газ.
Между твердыми частицами имеется порозность (пустотность), которая заполняется жидкостью и газом.
Рисунок 2 - Моделирование каркаса почвы из твердых частиц, жидкости и газа.
Формирование структуры связано с изменением механических свойств системы - вязкости, пластичности, упругости, прочности, в силу чего эти свойства называют структурно-механическими или реологическими. С утяжелением механического состава, с увеличением содержания в почве мелких частиц влажность устойчивого завядания растений растет пропорционально содержанию этих частиц. Большая потребность растений в почвенной влаге заставляет поставить вопрос о том, вся ли влага, содержащаяся в почве, является одинаково доступной для растений? Ответ на этот вопрос должен быть безусловно отрицательный. Различные категории и формы воды обладают различной доступностью для растений. Урожай сельскохозяйственных культур, прежде всего, зависит от содержания в почве доступной для растений влаги. Для определения границ объема влаги при нарушении устойчивости каркаса агрономической почвы проведем эксперимент. Для проведения эксперимента используем зернистый материал органического растительного происхождения. Используем горох, ячмень и пшено. Зерна отличаются формой, размерами и способностью набухания от воды. Зерна заполняют стеклянную емкость известного объема, без уплотнения, при этом получается система I типа: твердые частицы + воздух (газ). Вытесним газ из емкости с зернами заполнением водой до верхней границы зерен. Не дожидаясь набухания растительного зерна, выливаем воду в мерную емкость и взвешиваем воду с высокой точностью, что позволяет определить объем пустотности (порозности между частицами), т.к. плотность воды 1г/см3. Сравнивая полученный объем воды из сосуда с зерном и емкость известного объема можно определить границы предельного объема воды при наступлении неустойчивости каркаса почвы (рис. ).
Вода занимает 36 - 38% от полного объема системы: твердое (белое) + вода (черное). Рисунок 3 - Определение граничных значений влаги при потере устойчивости каркаса из дисперсных частиц правильной шаровидной зернистой формы. Нарушение устойчивости
почвы при движении колеса.
По найденным соотношениям объемов, полученных экспериментом (полного объема и объема пустотности) определяются коэффициент порозности и порозность. Повторим алгоритм заполнения емкости с зернами и наблюдаем набухание зерен, с забором воды и освобождением свободного объема для воздуха, т.е. количество свободной воды уменьшается. При набухании вода
появляется в исключенном объеме растительного зерна. Количество механической воды переходит в физическо-химическое состояние дипольной связи. Поэтому особое внимание всегда уделялось исследованию водного режима почвы. Влагосодержание почвы формируется на основе ее водного баланса. Баланс влаги - это приходная часть влаги и расходуемая влага. Приходная часть баланса влаги - атмосферные осадки, расходная - это потери воды культурными и сорными растениями, а также физическое испарение.
МВО - макс. водоотдача; МАВ - мин. доступная влага; ВЗ - влага завядания; ВРК - влажность разрыва капилляров;
НВ - наименьшая влагоемкость; ПВ - полная влагоемкость. КВ; - капиллярная влага 1 слоя.
слоев аграрной почвы
Под действием температурных градиентов влага передвигается в направлении меньших температур, в связи, с чем приемами обработки почвы необходимо формирование такого теплового режима, при котором создается наибольшая разность температур между пограничным с атмосферой и нижележащим слоем почвы. Увеличение доли воздушной фазы (воздухоемкости) уменьшает теплоемкость обрабатываемого слоя, т. е. ускоряет его прогревание и одновременно уменьшает теплопроводность, препятствуя прогреванию нижележащих слоев почвы. Категории почвенной влаги (рисунок 4):
Таблица 1 -Интервалы влажности
Влага Интервал влажности
Недоступная От нуля до МАВ
Весьма трудно доступная От МАВ до ВЗ
Трудно доступная От ВЗ до ВРК
Средне доступная От ВРК
Легко доступная вода, переходящая в избыточную От НВ до ПВ
Рисунок 4 - Распределение влаги по уровням с
В начале 20-х годов XX века наряду с плужной пахотой земледельцы применяли различные способы обработки почвы для сохранения влаги.
Таблица 2 - Хронологический порядок исследований, связанных с сохранением влажностьи
почвы.
Авторы (год публикаций) Выводы исследований
И.Е. Овсинский (1909) - установил, что неглубоко взрыхленный верхний слой почвы служит проводником воздуха, атмосферной влаги и воздушно-питательной пыли и в нем накапливаются питательные вещества, в частности азот.
П.А. Некрасов (1924) - анализируя данные опытных станций по водному режиму почв, неоднократно приходит к выводу, что глубокая вспашка черноземных и каштановых почв не ведет к лучшему накоплению и сохранению почвенной влаги.
Л.Н. Барсуков(1937) - экспериментально доказал, что именно верхний слой почвы характеризуется самой высокой биологической активностью.
С 60-х годов ХХв в Америке, а позднее в Европе и России - начала практиковаться «нулевая» обработка почв и так называемый «прямой» посев, исключающий всяческие механические рыхлящие приемы и предполагающий в борьбе с сорняками использование гербицидов.
Н И. Федотова (1972) - пришла к выводу, что в засушливых условиях безотвальная обработка по сравнению с отвальной способствует лучшей аккумуляции выпавших осадков.
В. Е. Казаков, Б. К. Тютюнник, И. Л. Молдавский (1984) - в условиях засушливой степи Украины, на карбонатных черноземах Молдавии пришли к выводу, что увеличение глубины обработки способствует большему накоплению влаги в почве и более экономному ее расходованию.
М.Д. Васильев (1989) - установил, что увеличение глубины обработки способствует увеличению влажности и снижает плотность сложения карбонатных почв.
Н.В. Краснощековым в работах (2006) - прогнозируется, что в ближайшие 10-15 лет в сельском хозяйстве России будут использоваться три типа технологий - нормальные, интенсивные и высокие, для сохранения влаги.
Г.Н. Высоцкий (1962) установил, что в динамике влаги черноземов можно выделить два периода. Первый период, заключающийся в иссушении почвы, охватывает лето и первую половину осени, когда влага интенсивно расходуется растениями и испаряется. Второй период -промачивание, начинающееся со второй половины осени, прерывается морозами и продолжается весной благодаря талым водам и весенним осадкам. Согласно теории дифференциальной влажности, при высыхании ниже величины влажности структурной устойчивости (коэффициент ВРК) преобладающее значение имеет конвекционно-диффузный механизм передвижения влаги в почве - требуется уплотнение почвы. При увлажнении выше влажности структурной устойчивости почвы ВРК и разрыва капилляров преобладает капиллярный механизм передвижения влаги к испаряющей поверхности - требуется рыхление.
Методология и методы исследования (Methods)
Задачи исследования:
1) установление существа образования и разрушения структур в дисперсных системах в зависимости от совокупности физико-химических, биохимических, механических и других факторов;
2) исследование, обоснование и оптимизация путей получения структур с заранее заданными реологическими (в самом широком смысле этого слова) свойствами.
3) разработка способов приложения установленных закономерностей для расчёта работы машин и оперативного контроля основных показателей качества технологических операций по значениям величин структурно-механических характеристик агрономической почвы.
При проведении исследований использовались теоретические методы, основанные на анализе научно-технической литературыи проведенных экспериментальных исследований, применении основных положений физико-химической и земледельческой механики, методов измерений, регламентируемых нормативной документацией.
Результаты (Results)
По агрономическим требованиям ценными фракциями почвы являются все фракции, входящие в диапазон объемов размерами от 10 мм до 0.25 мм. Почва - это дисперсное капиллярно пористое твердое тело, находящееся при различных состояниях окружающей среды. Для всех технологически созданных структур почва должна обладать свойством доступности влаги растениями. Причины различной доступности почвенной влаги для растений определяются структурными композициями макроструктуры почвы. Эта влага так прочно удерживается сорбционными силами на поверхности минеральных частиц, что осмотические силы, при помощи которых влага всасывается корнями растений, оказываются недостаточными для того, чтобы отнять, оторвать молекулы прочносвязанной воды от поверхности минеральных почвенных частиц.
Рисунок 5 - Адсорбционное удержание воды 8-10% на поверхности минерального зерна почвенных частиц за счет поверхностной энергии; исключенный объем органической частицы, удерживающей воду внутри клубка 40.. .50 % объема
Иначе дело обстоит с доступностью влаги, содержащейся в почве сверх 8% максимальной адсорбционной влагоемкости. Ее доступность почти всецело определяется ее подвижностью между частицами по капиллярам и порам почвы. Поры располагаются свободными объемами между зерен почвы, где может накапливаться влага в форме капельной воды (рис.5). Большой объем воды при набухании органической частицы полимерного клубка содержится в исключенном объеме (рис.5). Дело в том, что корневые волоски растений, впитывающие влагу, имеют диаметр около 0,01 мм. Непосредственно всасывать влагу волоски могут только из тех микроскоплений воды свободного объема в почве, с которыми они соприкасаются. Какими же величинами может быть охарактеризована способность почвы максимально содержать в себе влагу, достаточно доступную для растений? Очевидно, что это интервал равный разности структурной устойчивости почвы до 36%...38% влаги, как максимально водоудерживающей способностью свободного объема почвы и адсорбционной влажностью около 10% у почвы, приводящей к завяданию растений.
а - томограмма типичного чернозема б - имитационная модель почвенного агрегата дисперсной структуры почвенных минеральных частиц имеющих адсорбированную влагу и свободный объем (пустотность) для воды и воздуха.
Рисунок 6 - Изображение почвенного агрегата
Влажность почвы на верхнем пределе 37% исключает присутствия воздуха в системе, что создает условия гибели растений, при этом нарушается устойчивость каркаса почвенной структуры. Создаются современные гипотезы образования агрегатной структуры почвы, формирования свойства ее водоустойчивости. Вода поверхностно активное вещество, стремящееся разделить или снизить все контактные связи твердых частиц. Важнейшее значение в формировании физических свойств водоустойчивости имеет почвенное органическое вещество.
Величина влажности разрыва капилляров (ВРК) зависит от структуры почвы и может колебаться в широких пределах. Нижний предел ВРК характерен для бесструктурных почв, равный 0,60-0,70 долей от наименьшей полевой влагоемкости (НИВ), какими являются каштановые почвы и их разновидности, верхний предел ВРК- 0,90-0,95 НПВ - характерен для структурных черноземов.
а- твердая; б - рыхлая с адсорбированной влагой; в - неустойчивая с предельным насыщением влаги
Рисунок 7 - Удельное сопротивление плуга в зависимости от влажности почвы. Характер изменения удельного сопротивления плуга в зависимости от типа структурного содержания почвенных частиц и от влажности почвы.
В зонах неустойчивого и достаточно устойчивого увлажнения на черноземных почвах эти показатели составляют соответственно 0,63-0,67 НПВ и 0,80-0,81НПВ. Почва реальное природное тело, может существовать в твердом, пластичном и текучем состоянии. К ней приложимы законы физико-химической механики как реологическому телу (рео - течение). Если на почву воздействовать какой-либо силой, то в ней возникнет напряжение, которое может привести к изменению физического состояния почвы. Внутренние силы (складываются из сил сцепления и отталкивания, действующих между агрегатами, коллоидными и микроскопическими частицами) создают сопротивление действию внешних сил. Если внешние силы превысят внутренние, то в почве произойдет деформация, которая может быть обратимой и необратимой в зависимости от величины и способа деформации. Характер развиваемых деформаций в почве будет зависеть от многих факторов, в числе которых структурное строение почвы занимает первостепенное значение. По рейтинговой оценке, наибольшее влияние на деформационные свойства будет оказывать влагосодержание почвы. Хорошо влагу держит органическое вещество, у которого влага
удерживается в исключенных объемах межмолекулярного пространства дипольными силами, при этом структурный каркас сохраняет устойчивость. Органические вещества служат основным устойчивым структурным образователем аграрной почвы. Гумусовый слой имеет название, войлок. Название войлок показывает, что этот органогенный слой состоит из переплетенных остатков травянистых растений, в основном тонких и длинных листьев и соломин злаков, образующий достаточно рыхлый слой с удержанием большого количества влаги. Агрономическая почва -многофазная дисперсная среда, состоящая из твердых частиц, воды, воздуха, живых организмов и перегноем органики, перемешанных между собой в различных соотношениях. Например, индекс нестабильности для почв высокогумусных, насыщенных кальцием, он составляет около 0.1, а для солонцовых горизонтов, структурно нестабильных - увеличивается до 100. Имитационное моделирование агрономической почвы типичного чернозема дисперсной системой почвенных частиц (рис.7) создает возможность применить соотношения и связи сложных систем в понятиях физико-химической механики. П.А. Ребиндера. В физико-химической механике П.А. Ребиндера под термином «структура» понимается пространственная сетка, которая для твердых тел характеризуется молекулярным сцеплением друг с другом молекул, атомов, ионов или коллоидных частиц. Макроструктура агрономической почвы может представлять собой хаотический каркас из элементов минеральных и органических частиц. Все дисперсные системы, по типу связи, разделяет на 3 типа структур: коагуляционные структуры, конденсационные структуры и кристаллизационные структуры.
Первая структура - коагуляционные структуры характерны для глинистых и почвенных суспензий. Наличие тонких прослоек жидкой среды в участках коагуляционного сцепления, препятствующих дальнейшему сближению частиц (из-за возникновения двойного электрического слоя), придает коагуляционному структурообразованию характерные механические свойства -невысокую прочность, ползучесть, структурную вязкость, а в более концентрированных дисперсных системах (пастах) пластичность. Коагуляционные структуры обладают тиксотропными свойствами, т.е. способностью после механического разрушения полностью в течение времени восстанавливать свою первоначальную прочность.
Вторая структура - конденсационные структуры характеризуются прочным межчастичным сцеплением т.к. их формирование связано с удалением воды из коагуляционных структур почвы путем естественного или искусственного высушивания. При осаждении органического вещества на минеральную часть почвы происходит формирование цементационно-конденсационных структур очень высокой прочности. Конденсационные структуры теряют тиксотропные свойства и пластичность, приобретают прочность и хрупкость. Конденсационная структура при увлажнении может быть обратно переведена в коагуляционную при условии полного механического разрушения всех контактных связей между частицами.
Третьи структуры - кристаллизационные структуры почвы, которые обладают прочными механическими связями, которые осуществляются главными химическими валентностями (ковалентными). В отличие от коагуляционных и конденсационных структур кристаллизационные структуры всегда связаны с возникновением новой кристаллической фазы с очень прочными контактами частиц новообразований (например, кристаллизация гипса, карбонатов, гидрогелей кремнекислоты, возникновение органо-минеральных комплексов в почвах, полимеризующихся высокомолекулярные органические соединения). Кристаллизационные структуры отличаются значительно большей прочностью и хрупкостью по сравнению с конденсационными структурами обнаруживают необратимое разрушение структур при механическом воздействии. Физические свойства макроструктур (почвенную - агрономическую структуру) имеют решающее значение для качественных и энергетических показателей работы почвообрабатывающих машин.
Проблема удерживания большого объема влаги в почве без нарушения её устойчивости может быть решена наличием структурного компонента с большим исключенным объемом, строения подобного гидрогели AQUASOR. Зерно гидрогеля создает накопление влаги 300...400 раз больше объема исходного зерна, при набухании.
Препарат ГИДРОГЕЛЬ представляет собой гранулы полимера - сополимеры акриламида/акриловой кислоты на основе соли калия.
Рисунок 8 - Структурные компоненты почвы: минеральное зерно с адсорбированной влагой на поверхности, свободный объем между зернами системы и зерно с исключенным объемом (гидрогель) с большим внутренним исключенным объемом
Такую роль удержания влаги в свободном объеме почвы 30% (максимально 37%) плюс влага исключенного объема почвы при наличии органического перегноя гумусового слоя создающего функцию аккумулирования влаги, можно довести до 50% внутри объема почвы. Так как влага исключенного объема растительного компонента удерживается диполь-дипольными силами, а гравитационные силы снижают содержание влаги в верхних слоях агрономической почвы. Когда влага уходит в нижние слои, исключенные объемы длительно сохраняют влагу в объеме 30. 50% в соответствующих концентрациях таких частиц, увеличивая влажность почвы. Создаются условия устойчивости почвы, с аккумулированной влагой питающей растения водой.
Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)
Структурному строению агрономической почвы необходимо иметь композиционный компонент с исключенным объемом, аккумулирующим большое количество влаги с большим временем сохранения. Влага должна находиться в физически связанном состоянии исключенного объема. Исключенный объем формируется в материалах органического происхождения в клубковых формах высокомолекулярного строения. Большое количество влаги в свободном объеме определяет структуру неустойчивости системы и подчиняется законам гравитации и испарения. Количество влаги больше 37% разрушает устойчивость почвы.
Библиографический список
I. Шеин Е.В., Милановский Е.Ю., Хайдапова Д.Д. Органическое вещество и структура почвы. Тезисы Между нар. конф. «Роль почвы в формирии естест. и антропоген. ландшафтов». Казань, 2003, с. 1012. Амелина Е.А. Контактные взаимодействия в дисперсных структурах // Физико-
химическая механика природных дисперсных систем / Под ред. Е.Д.Щукина и др. М.: Изд-во МГУ, 1985, с.6-19.
3. Возможности современных и будущих фундаментальных исследований в почвоведении / под ред. Спозито. М.: ГЕОС, 2000, 138с.
4. Горбунов Н.И., Орлов Д.С. Природа и прочность связи органических веществ с минералами почвы. Почвоведение, 1977, №7, с.89-100.
5. Горькова И.М. Влияние воды на агрегацию почвенных и грунтовых систем. Почвоведение, 1984, №4, с. 260-267.
6. Кузнецова И.В. Роль органического вещества в образовании водопрочной структуры дерново-подзолистых почв. Почвоведение, 1994, №11, с. 34-41.
7. Манучаров А.С., Степанов П.Ю. Основы реологии: Учеб. Пособие. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 2004, 116 с.
8. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. -М., «Наука», 1966, 400 с.
9. Трофимов В.Т. и др. Грунтоведение. М.: Изд-во Моск. ун-та, Изд-во «Наука», 2005,
1024 с.
10. Хан К.Ю. Поздняков А.И., Сон Б.К. Строение и устойчивость почвенных агрегатов. Почвоведение, 2007, №4, с. 450-456.
II. Ходаков Г.С. Реология суспензий. Теория фазового течения и ее экспериментальное обоснование. Рос. хим. ж., 2003, т. XLVII, №2, с. 33-44.
References
I. Shein E.V., Milanovsky E.Yu., Haydapova D.D. Organic matter and soil structure. Abstracts Between bunk beds. conf. "The role of soil in the formation of natural. and anthropogen. landscapes ". Kazan, 2003, p. 1012. Amelina E.A. Contact interactions in dispersed structures // Physicochemical mechanics of
natural dispersed systems / Ed. ED Shchukina and others. M .: Publishing house of Moscow State University, 1985, p. 6-19.
3. Opportunities of modern and future fundamental research in soil science / ed. Sposito. M .: GEOS, 2000, 138p.
4. Gorbunov N.I., Orlov D.S. The nature and strength of the bond of organic matter with soil minerals. Soil Science, 1977, No. 7, pp. 89-100.
5. Gorkova I.M. Influence of water on the aggregation of soil and ground systems. Soil Science, 1984, No. 4, p. 260-267.
6. Kuznetsova I.V. The role of organic matter in the formation of the water-resistant structure of sod-podzolic soils. Soil Science, 1994, No. 11, p. 34-41.
7. Manucharov A.S., Stepanov P.Yu. Fundamentals of Rheology: Textbook. Benefit. -M .: Publishing house Mosk. University, 2004, 116 p.
8. Rebinder P.A. Physicochemical mechanics of dispersed structures. -M., "Science", 1966,
400 p.
9. Trofimov V.T. and others. Soil science. M .: Publishing house Mosk. University, Publishing house "Science", 2005, 1024 p.
10. Khan K.Yu. Pozdnyakov A.I., Son B.K. The structure and stability of soil aggregates. Soil Science, 2007, No. 4, p. 450-456.
II. Khodakov G.S. Suspension rheology. Phase flow theory and its experimental substantiation. Grew up. chem. Zh., 2003, vol. XLVII, No. 2, p. 33-44.
