ИСТИНА

В условиях интенсификации сельского хозяйства, а также все возрастающем уровне антропогенного изменения агроландшафтов, встает вопрос о необходимости диагностики особенностей этого влияния на свойства почв. Антропогенные факторы приводят к изменению физических, физико-химических и химических свойств агропочв, определяющих условия жизни растений и почвенной биоты, устойчивость к деградационным изменениям. В настоящее время исследователи уделяют большое внимание нахождению новых маркеров состояния системы, определение которых позволило бы при минимальных затратах дать оценку и прогноз устойчивого функционирования почв. Одним из таких диагностических маркеров является смачиваемость поверхности твердой фазы почв (ТФП). Именно смачиваемость поверхности ТФП определяет поведение воды в почве, что влияет на доступность элементов питания для растений, получающих питательные вещества в растворенном виде. Поведение воды, формирование и водоустойчивость агрегатной структуры напрямую связаны с характеристиками поверхности ТФП. Смачиваемость (либо обратное свойство – водоотталкивание) ТФП, ее гидрофобно-гидрофильные свойства играют значимую роль в плодородии и устойчивости почвенной структуры [von Lützow. et al., 2006]. Показателем смачиваемости ТФП является краевой угол смачивания (КУС). КУС поверхности твердой фазы определяют не природа и расположение атомов внутри (под внешней поверхностью) твердой фазы [Zisman, 1964], а генезис и пространственное распределение органических соединений, сорбированных на внешней поверхности ТФП, формирование которых происходило в условиях разной агрогенной нагрузки. В настоящее время большое количество исследований смачиваемости почвы направлено на изучение влияния конкретных сельскохозяйственных культур на гидрофобно-гидрофильные свойства почв, рассматривается влияние пожаров и различные виды механической обработки земель (вспашка с оборотом пласта, no-till) [Dekker, Oostindie, Ritsema, 2005; Roper et al, 2013; Jordán et al., 2013; Bughici and Wallach, 2016; Mao et al., 2019; Chen, Rhoades, Chow, 2020]. Показано, что отсутствие обработки почвы приводит к увеличению водоотталкивания за счет накопления гидрофобных органический соединений в верхних горизонтах. При этом наблюдается одновременное увеличение инфильтрации по преимущественным потокам [Beatty, Smith, 2010; Roper et al., 2013]. Таким образом, водоотталкивающая способность почв определяет скорость поверхностного и внутрипочвенного стока, что влияет на эрозионные процессы [Doerr, Shakesby, Walsh, 2000; Shakesby, Doerr, Walsh, 2000; Bughici and Wallach, 2016]. В работе [Kraemer et al., 2019] водоотталкивающая способность почв считается главным фактором, обуславливающим устойчивость почвенной структуры. Прогнозирование и регулирование водоотталкивания почв является важной задачей современного почвоведения и сельского хозяйства. Исследователи рассматривают множество способов решения этой проблемы: применение поверхностно-активных веществ, диспергированных глин, модифицированных гуминовых кислот из бурого угля, удобрений, использование дождевых червей, адаптивной растительности, орошения, аэрации/уплотнения почвы [Müller and Deurer, 2011; Cihlář et al., 2014; Daniel et al., 2019; Ogunmokun, Liu, Wallach, 2020]. Однако, несмотря на разработку и применение большого количества веществ, регулирующих водоотталкивающую способность почв, естественная регуляция этого явления остается актуальной фундаментальной задачей [Oostindie et al., 2010; Tadayonnejad et al.,2017; Fidanza, Kostka, Bigelow, 2020]. Прежде всего, это связано с поддержанием почвами своих экологических функций, а также с избирательным воздействием увлажнителей на конкретные сельскохозяйственные культуры или рекреационные земли [Hallett,2008; Song et al.,2014]. Способность почвы смачиваться водой можно оценить несколькими методами, которые выбираются на основе их пригодности для полевых или лабораторных работ, а также времени и ресурсов [Cosentino et al., 2010; Papierowska et al., 2018]. По времени впитывания капли воды (water drop penetration time, WDPT) смачиваемость почв определяют в поле и лаборатории [Bahrani, Mansell, Hammond, 1973; Doerr, 1998; Letey, Carrillo, Pang, 2000]. Методом подъема капиллярной каймы (capillary rise method, CRM) [Liu, Yu, Wan, 2016], методом пластин Вильгельми (Wilhelmy plate method,WPM) [Adamson, 1990], методом сидячей капли (sessile drop method, SDM) [Ryley, Khoshaim, 1977] КУС определяют в лаборатории. Все перечисленные методы имеют как достоинства, так и недостатки. При этом, количественные показатели, полученные разными методами, нельзя сравнивать между собой, однако характер изменения смачиваемости почв будет одинаковый [Shang et al., 2008; Cosentino et al., 2010]. Измерение КУС является распространенным методом измерения смачиваемости [Burghardt, 1985; Bachmann, 2001; Woche, et all., 2005; Yang, et all., 2015; Шеин и др., 2014; Kholodov et al., 2015], однако универсальных методик, подходящих для всех видов почв, нет [Bachmann, 2001]. Прежде всего, это связано с особенностями микроагрегатного и гранулометрического состава почв разного генезиса, исключающих возможность получения ровной поверхности полидисперсного образца для определения КУС.