ВЛИЯНИЕ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ОСНОВНУЮ ГИДРОФИЗИЧЕСКУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ ПОЧВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Для объяснения влияния ионной силы почвенных растворов на свойства почв в настоящее время часто используют представления о двойном электрическом слое почвенных коллоидов. Известно, что при повышении ионной силы двойной электрический слой сжимается. Целью работы является изучение влияния повышения ионной силы почвенного раствора на реологические свойства и основную гидрофизическую характеристику почв. В работе исследовали суглинистые почвы: дерново-подзолистую, серую лесную, а также чернозём выщелоченный. Реологические характеристики почвенных паст определяли на вибрационном вискозиметре, основную гидрофизическую характеристику методом равновесного центрифугирования. При помощи лазерного дифрактометра определяли распределение частиц по размерам в суспензиях. В ходе экспериментов установлено, что повышение ионной силы дисперсионной среды в пастах приводит к резкому возрастанию вязкостей паст. С позиций сжатия двойного электрического слоя вязкость должна уменьшаться. Кроме того, установлено, что в почвенных пастах, приготовленных на 1 н хлориде калия, величина реопексии снижается. При этом отсутствует влияние ионной силы растворов на основную гидрофизическую характеристику, хотя с позиций двойного электрического слоя предполагалось смещение кривых основной гидрофизической характеристики влево. Проведенные эксперименты по изучению набухания почвенных паст позволяют предположить, что в почвах существуют периодические коллоидные структуры локального типа. Таким образом, представления о двойном электрическом слое позволяют объяснять изменения не всех почвенных свойств.

Об авторах

Г. Н. Федотов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

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

С. А. Шоба

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com

член-корреспондент РАН

Москва, Россия

И. В. Горепекин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

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

Д. А. Тарасенко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

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

А. И. Сухарев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

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

Т. Г. Калиин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

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

З. С. Султанова

Каракалпакский институт сельского хозяйства и агротехнологий

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Нукус, Республика Узбекистан

А. Ю. Пурханова

Каракалпакский институт сельского хозяйства и агротехнологий

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Нукус, Республика Узбекистан

Ш. П. Сабирова

Каракалпакский институт сельского хозяйства и агротехнологий

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Нукус, Республика Узбекистан

Список литературы

  1. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. Т. 1. Л.: Гидрометиздат, 1965. 663 с.
  2. Судицыш И.И., Смагин А.В., Шваров А.П. Учение Максвелла–Больцмана–Гельмгольца–Гуи о двойном электрическом слое в дисперсных системах и его использование в почвоведении (К 100-летию публикации работы Гуи) // Почвоведение. 2012. № 4. С. 507–512.
  3. Ларионов Г.А., Горобец А.В., Добровольская Н.Г., Кирюхина З.П., Краснов С.Ф., Липвин Л.Ф. Эродируемость модельной почвы в широком диапазоне скоростей водного потока // Почвоведение. 2019. № 10. С. 1278–1282.
  4. Филиппова О.Н., Холодов В.А., Сафронова Н.А., Юдина А.В., Куликова Н.А. Микроагрегатный, гранулометрический и агрегатный состав гумусовых горизонтов зонального ряда почв европейской России // Почвоведение. 2019. № 3. С. 335–347.
  5. Хан К.Ю. Энергетическая характеристика водоустойчивости почвенных агрегатов. Автореф. дисс. доктора биол. наук: 06.01.03. Пущино, 2012. 53 с.
  6. Markgraf W., Horn R., Peth S. An approach to rheometry in soil mechanics — structural changes in bentonite, clayey and silty soils // Soil and Tillage Research. 2006. V. 91. № 1–2. P. 1–14.
  7. Смагин А.В. Физическое качество почв: подходы, модели, показатели, основные проблемы // Экологический вестник Северного Кавказа. 2020. Т. 16. № 3. С. 12–32.
  8. Смагин А.В. К термодинамической теории водоудерживающей способности и дисперсности почв // Почвоведение. 2018. № 7. С. 836–851.
  9. Шоба С.А. Шеин Е.В., Ушкова Д.А., Грачева Т.А., Салимедреева О.А., Федонов Г.Н. Физико-химические аспекты водоустойчивости почв // Доклады Академии Наук. Науки о Земле. 2023. Т. 508. № 1. С. 139–143.
  10. Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв: методическое руководство // Под ред. Е.В. Шенна. М.: Изд-во МГУ, 2001. 200 с.
  11. Умарова А.Б., Бутылкина М.А., Сусленкова М.М., Александрова М.С., Ежелев З.С., Хмелева М.В., Гасина А.И. и др. Агрегатная структура естественных и пахотных почв разного генезиса: морфологические и реологические характеристики // Почвоведение. 2021. Т. 55. № 9. С. 1019–1032.
  12. Шоба С.А. Попалов Д.И., Горепекин И.В., Ушкова Д.А., Грачева Т.А., Федонов Г.Н. Состояние почвенных гелей при разной пробоподготовке к вискозиметрии образцов дерново-подзолистой почвы // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 2022. Т. 504. С. 240–244.
  13. Kawahigashi M., Sumida H., Yamamoto K. Size and shape of soil humic acids estimated by viscosity and molecular weight // Journal of colloid and interface science. 2005. V. 284. № 2. P. 463–469.
  14. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1984. 368 с.
  15. Angelico R., Colombo C., Di Iorio E., Brinický M., Faji J., Conte P. Humic substances: from supramolecular aggregation to fractal conformation — Is there time for a new paradigm? // Applied Sciences. 2023. V. 13. № 4. P. 2236.
  16. Senesi N., Wilkinson K.J. Biophysical chemistry of fractal structures and processes in environmental systems / Eds N. Senesi, K.J. Wilkinson. John Wiley & Sons Ltd., 2008. 342 p.
  17. Милановский Е.Ю. Гумусовые вещества почв как природные гидрофобно-гидрофильные соединения. М.: ГЕОС, 2009. 186 с.
  18. Fedotov G.N., Shoba S.A., Ushkova D.A., Gorepekin I.V., Sukharev A.I., Potapov D.I. Three-phase and gel models of soils in the analysis of experimental results // Doklady Earth Sciences. 2024. V. 515. № 1. P. 453–457.
  19. Потапов Д.И., Шваров А.П., Горепекин И.В., Салимгареева О.А., Федотов Г.Н. Влияние пробоподготовки почвенных образцов на их теплогидрофизические свойства и аллеогоженичество // Почвоведение. 2022. № 3. С. 315–325.
  20. Широян М.М., Умарова А.Б., Федотова А.В., Бутылкина М.А. Удельная поверхность и микроструктура поверхности твердой фазы почвенных субстратов разного генезиса // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2024. № 118. С. 167–187.
  21. Егоров Ю.В., Судницын И.И., Кириченко А.В. Перспективы использования закона Ландау-Дерятна для оценки степени деградации почв в результате их загрязнения хлоридами // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2016. № . 4. С. 33–39.
  22. Ефремов И.Ф. Периодические коллоидные структуры. Л.: Изд-во "Химия", 1971. 192 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).