Структура порового пространства дерново-подзолистых и серых лесных почв

• Автор: Смирнова, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 107 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРУКТУРЕ

ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА

ЕЕ Физическая деградация и поровое пространство

Е2. Методы анализа порового пространства

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

2.1. Природные условия района исследований

2.2. Характеристика объектов исследований

2.3. Методы исследований

ГЛАВА 3. СТРУКТУРА ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА

ИССЛЕДОВАННЫХ ПОЧВ

3.Е Фотографический метод определения текстурной пористости

3.2. Применение метода анализа мезоизображения для 50 характеристики почвенной трещиноватости.
3.3. Диаграммы структуры порового пространства
3.4. Параметры порового пространства и характеристики 66 поверхности твёрдой фазы исследованных почв.
3.5. Профильные распределения различных категорий пористости 71 при полевой влажности.
3.6. Физическое состояние и степень деградированности пахотных 74 горизонтов исследованных почв
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

В условиях многообразного варьирования природных и антропогенных факторов внешнего воздействия, функции почвы в значительной мере определяются её физическими свойствами, и особое значение имеют характеристики порового пространства. Изучение порового пространства способствовало накоплению данных о взаимосвязи различных категорий пористости с почвенными свойствами, о геометрическом строении почвенных пор, о структуре порового пространства различных типов почв. Но современное состояние большинства пахотных почв территории России, актуальные проявления и потенциальная опасность деградационных явлений, делают необходимыми количественную оценку взаимосвязи параметров порового пространства и физического состояния почвы, динамический подход к оценке структуры порового пространства. Особенно остро проблема ухудшения физического состояния стоит для почв, наиболее распространённых на территории подзон южной тайги и лесостепи, на которых сосредоточена основная масса сельскохозяйственного производства России - дерново-подзолистых и серых лесных.
В связи с этим целью настоящей работы явилось изучение структуры порового пространства дерново-подзолистых и серых лесных почв.
На первом этапе работ была поставлена задача определения основных параметров и характеристик порового пространства.
Поровое пространства почвы неоднородно по размерам и функциям, в нём можно выделить несколько категорий, имеющих свои размеры и функциональные особенности, поэтому определение параметров, характеризующих эти категории, может быть связано с методическими трудностями. Поэтому задачей следующего этапа работы являлся выбор алгоритма и апробация методики проведения анализа мезоизображения для получения количественных характеристик двух таких категорий: текстурной (агрегатной) пористости и трещиноватости.
Наличие информации о различных категориях порового пространства и их зависимости от внешних воздействий, в частности от изменения влажности, позволяет охарактеризовать структуру порового пространства во всей её полноте. Следующей задачей стала детальная характеристика структуры порового пространства с помощью диаграмм структуры порового пространства.
Необходимость получения информации о профильном изменении порового пространства при изменении влажности определила ещё одну задачу: изучение динамики изменения порового пространства по профилю в зависимости от влажности.
Изменение структуры порового пространства под влиянием негативных факторов антропогенного воздействия на почву отрицательно сказывается не только на урожаях, но и на способности почвы обеспечивать необходимые условия для существования и развития почвенной биоты. Это, в свою очередь, является одним из признаков ухудшения физического состояния и деградации почв. Оценка физического состояния, актуальной и потенциальной физической деградированности исследованных почв стала заключительным этапом данной работы.
Проведённые исследования позволили детально изучить структуру порового пространства дерново-подзолистых и серых лесных почв. Были выявлены специфические особенности распределения различных категорий пористости по профилю и их динамика в зависимости от влажности. Разработаны и опробованы методики анализа фотоизображения для получения характеристик текстурной пористости и трещиноватости, а также программа расчёта структуры порового пространства.
Объектами исследования были выбраны дерново-подзолистые и серые лесные почвы, наиболее типичные для подзоны южной тайги. Малая изученность порового пространства этих почв, наряду с наличием обширной информации об их генезисе, химических и физических свойствах, позволила использовать их в качестве объектов исследования.
систематическую ошибку к минимуму. После введения поправки средняя величина ошибки не превышала +- 4% от величины агрегатного объёма, ошибка была распределена нормально.
Выбранные статистические критерии подтверждают применимость данного метода для определения пористости агрегатов почв, различных по своим свойствам (рис.6).
Фотографический метод может быть использован как для определения зависимости пористости агрегатов от влажности и снятия кривой усадки (рис.7), так и для исследования поведения единичного агрегата в
повторяющихся циклах набухания и усадки. Обосновано применение метода при исследованиях, связаных с оценкой качества почвы. Данный метод может быть применён также для оценки усадки крупных почвенных фрагментов.
Определения изменения текстурной пористости при иссушении, необходимые для расчёта диаграмм структуры порового пространства в данной работе были проведены как «керосиновым», так и фотографическим методом для всех объектов исследования.
• 3.2. Применение метода анализа мезоизображения для
характеристики почвенной трещиноватости.
В алгоритм расчёта диаграммы структуры порового пространства включен расчёт удельного объёма трещин. В задачи исследования входило
количественное описание параметров образования и развития трещин. Для решения этой задачи предложено определение основных параметров трещиноватости методом анализа фотографических изображений растрескивающихся площадок. Это прямой метод, позволяющий анализировать объект непосредственно.
Изучение трещин происходило на площадках, заложенных в различных горизонтах дерново-подзолистой почвы под многолетними травами.
Площадки размером 1мх1м были заложены в горизонтах Апах (на глубинах 3 и 10см), Е (25см), В (60см). Они были зачищены и залиты водой (на момент начала наблюдений трещин на площадках небыло). После этого с интервалом