II Симпозиум  "Структура почв, пород и грунтов: актуальные исследования, теория и практика"

Количественная характеристика структуры порового пространства серых лесных почв и ортштейнов
29.05.2025 , Стенд-холл (коридор 3 этажа)

Серые лесные почвы, характерные для Московской области, играют важную роль в сельском хозяйстве. Однако проблема сокращения сельскохозяйственных угодий требует тщательного изучения состояния этих почв, включая оценку уровня заболачивания. Ортштейны серых лесных почв являются индикаторами гидрологического режима и реагируют на колебания влажности. Исследования геометрии порового пространства методом томографии в агросерых оглеенных почвах позволяют дать количественную оценку структуре пор. Ортштейны образуются в результате сезонного изменения уровня влажности и трансформации железистых минералов, что влияет на водно-воздушный режим почвы и содержание макро- и микроэлементов. Они связаны с изменениями уровня грунтовых вод и окислительных условий, что делает важным правильное соотношение кислорода и влаги. Основные результаты исследований показывают, что ортштейны содержат минералы железа и марганца, а также биофильные элементы. Процессы ортштейнообразования сопровождаются высокой микробиальной активностью, высокой механической прочностью и твёрдостью при низком коэффициенте пористости. Дренаж играет ключевую роль в трансформации водно-воздушного режима почв, что отражается на структуре почвы и порового пространства, а также на состоянии ортштейнов. Дренаж снижает уровень грунтовых вод и улучшает условия окислительно-восстановительных процессов, способствует развитию окислительной обстановки. Однако дренаж может также повлиять на интенсивность процесса ортштейнообразования, стабилизируя водный режим почвы. Под влиянием действия разных типов дренажа изменяется содержание крупных фракций ортштейнов (3-5 мм) (по данным Ковалева И.В.), а также показатели, рассчитанные по томографическим изображениям ортштейнов – кривизна, удельная поверхность, пористость, а также удельная поверхность ортштейнов, полученная методом десорбции водяных паров над насыщенными растворами солей в растертом и нерастертом состоянии. Расчеты математических характеристик ортштейнов проводились методами вычислительной топологии при помощи оцифровки томографических изображений, применения бинаризации и расчету числа граней ребер и вершин во всех точках изучаемой структуры. Проведены анализы структуры почв различной степени увлажнения, под влиянием дренажа и с течением времени. Применение дренажных систем также отражается на таких параметрах почв, как проводимость почвенных паст, рН, полевая влажность, гранулометрический и микроагрегатный состав почв. Таким образом, данные по составу и свойствам агрегатов разного размера и в целом оптимизации структурного состояния почв востребованы для разработки агромелиоративных мероприятий по повышению плодородия агросерых почв Подмосковья в зависимости от особенностей почвообразования и гранулометрического состава, степени гидроморфизма, влияния осушения, гидрофизических свойств.


томография, агросерые почвы, ортштейны, структура

МГУ имени М.В. Ломоносова