ИСТИНА

Целью НИР является разработка теоретических и методологических основ количественного анализа и моделирования физических свойств и процессов в почвах, обеспечивающих выполнение жизненно-необходимых экологических функций и сервисов в природных и антропогенных условиях. Современные инструментальные методы исследования физических свойств почв позволяют получить качественно новую, недоступную (или неизвестную) ранее информацию о структуре порового пространства и причинах водоудерживающей способности, распределения элементарных почвенных частиц по размерам, смачиваемости поверхности твердой фазы, механизмах взаимодействия частиц, водоустойчивости агрегатов.

The aim of this work is the development of theoretical and methodological bases of quantitative analysis and modeling of physical properties and processes in soils, ensuring the vital environmental functions and services in natural and anthropogenic conditions. Modern instrumental methods of soils physical properties’ studying allow us to obtain qualitatively new, previously inaccessible (or unknown) information about the structure of soil pore space and causes of water retention ability, the particle size distribution, wettability of soils solid phase, mechanisms of particle interaction, aggregates water stability.

1. Для почв разного генезиса и землепользования будут разработаны и количественно оценены показатели физического состояния почв 2. Будут получены базовые и режимные показатели почвенно-физического обеспечения технологий оценки и управления гидрологическими, теплофизическими и газовыми функциями почвенного покрова. 3. Будут разработаны принципы почвенно-физического обеспечения и компьютерного моделирования экологически-безопасных агротехнологий устойчивого интенсивного земледелия. 4. На основе инструментальных методов анализа оценены физические характеристики почв для технологий оптимизации экологической функции почв и экономии водных ресурсов с использованием различных материалов и наноструктур. 5. Будут получены физически-обоснованные рекомендации для конструирования почв с целевым устойчивым функционированием, в том числе в форме искусственно гетерогенных почвенных структур и физических барьеров 6. Будут оценены потоковые характеристики углеродного газообмена почв и атмосферы для мониторинга экологической газовой функции почв и возможностью ее регуляции при антропогенных воздействиях на глобальном и региональном уровнях исследования 7. На основе использования баз данных будут получены и генерализованы количественные характеристики почвенно-физических факторов для информационного обеспечения кадастровой оценки сельскохозяйственных земель.

Отработаны методические аспекты работы на современном инструментальном оборудовании и внедрены в практику исследований гранулометрического состава, реологических параметров, смачиваемости поверхности твердой фазы, водоудерживающей способности и порового пространства. Установлено, что сорбция бактериальных метаболитов на поверхности глины приводит к уменьшению удельной поверхности, гидрофобизации и формированию устойчивых микроагрегатов диаметром 30 мкм. Экспериментально установлено, что бездефицитный баланс гумуса в Апах обеспечивает аккумуляция ВОВ на поверхности твердой фазы плотностью 1.8 – 2.2 г/см3. Показано, что способность вступать в межчастичные взаимодействия и устойчивость межчастичных связей к нагрузкам являются диагностическими показателями изменения в структуре почв, которые невозможно идентифицировать классическими методами. Установлено, что гидрофобизация поверхности твердой фазы почв после их обработки по Тамму и Mehra-Jackson, происходит одновременно с потерей гидрофильных органических соединений, что указывает на определяющую роль ОВ в смачиваемости поверхности. Предложена концепция, в рамках которой продукты гумификации органического материала рассматриваются как система природных гидрофобно-гидрофильных соединений, обладающих пространственной и структурно-функциональной организацией, формирующих морфологические, химические и физические свойства поверхности твердой фазы почв.

На основе результатов исследования состава, свойств и механизмов функционирования компонентов твердой фазы почв, порового пространства, гидрологического, теплового и воздушного режимов будут разработаны технологии мониторинга, прогноза и управления физическими свойствами и процессами в почвах в условиях меняющегося климата.