Пластичность почвы или её способность деформироваться без разрыва своей сплошности и сохранять приобретенную форму после удаления внешней нагрузки является одной из главных составляющих физико-механического поведения почв. Почвы проявляют данное свойство в определенном диапазоне влажности: между пределами пластичности и текучести (пределами Аттерберга). Данные характеристики почв используются в широком круге научных и практических задач почвоведения, агрофизики, земледелия, строительства. В работе проведено большое комплексное исследование пластичности почв разных текстурных классов косвенными (определение пределов пластичности и текучести почв, индексов консистенции) и прямыми методами (изучение почвенной микроструктуры и упругих и пластичных деформаций реометрическим методом осцилляционной амплитудной развертки).
Для эксперимента из почвенной коллекции проекта SoilText (https://soiltext.co/) были отобраны почвенные образцы, относящиеся к классам легких, средних и тяжелых суглинков, глин, согласно полевому определению гранулометрического состава: легкие суглинки (дерново-подзолистая (AY) и серая почвы (AY2), дерново-солодь (AYh)); средние суглинки (агросерая (P) и серая (AEL) почвы, агрочернозем миграционно-мицеллярный (АU)); тяжелые суглинки (серая (BT), каштановая (AJ), каштановая (BMK) почвы), глины (подзолистая (BT2) и агрослитая темная (AUb,sn,v) почвы и солонец (ASN1)). Стандартным методом раскатывания шнура (по Качинскому) определены пределы пластичности почв и их текстурный класс, балансирным конусом Васильева – пределы текучести почв. Для реометрических испытаний просеянные и растертые через 1-мм сито образцы увлажнялись дистиллированной водой до массовых влажностей 27, 35 и 40%, перемешивались до однородной пасты и насыщались 24 часа. Реологические параметры почв были изучены осцилляционным колебательным тестом с параллельными измерительными плато с насечками на реометре HAAKE MARS 40 (Thermo Scientific) в Почвенном институте имени В.В. Докучаева. В эксперименте определены показатели вязкоупругого поведения: модули накопления и потерь Gи G``, диапазон линейной вязкоупругости, точка пересечения модулей G и G`` как количественные элементы упругого и вязкого поведения) и сдвиговой устойчивости (параметры кривой напряжения сдвига t, tmax как максимальная прочность микроструктуры почвы. Изученные текстурные группы почв показывают контрастность значений реологических параметров при различной влажности: в группе глин отличия наблюдаются при всех трех значениях влажности, тогда как в легких суглинках – только при минимальной влажности. В большинстве случаев почвы разных текстурных групп при влажности 27% показывали хрупкое разрушение (с четким максимумом на кривой напряжения сдвига), тогда как при увеличении влажности до 35 и 40% наблюдалось пластичное течение образца. С увеличением влажности от 27 до 40% происходило снижение значений реологических параметров, что может быть связано с уменьшением площади контактов между почвенными частицами. Однако в группах почв более тяжелого гранулометрического состава (тяжелые суглинки и глины) в некоторых случаях наблюдалось увеличение показателей напряжения сдвига при увеличении влажности до 35%. С увеличением показателя консистенции (уменьшением влажности) происходит увеличение значений реологических параметров: жесткости контактов между почвенными частицами и параметров максимальной сдвиговой устойчивости почв.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № FGUR-2022-0013 "Изучить устойчивость структуры, порового пространства, гидрологических свойств и комплекса минералогических и микроморфологических показателей почв к изменению природных и антропогенных факторов").