Анализ представлений о повышении водоустойчивости почв

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Одним из приемов повышения водоустойчивости и эрозионной стойкости почв является использование полимеров-структоров. Считается, что механизм их действия основан на укреплении связей между частицами глинистых минералов. Такой подход игнорирует существование на поверхности минеральных частиц органоминеральных гелей, которые могут оказывать влияние на эффективность действия полимеров. Цель работы состояла в исследовании взаимодействия ряда веществ-структоров, используемых для повышения водоустойчивости и эрозионной стойкости, с компонентами почв. В модельных опытах по взаимодействию полимеров с компонентами почв использовали суспензии гумата и бентонита. Верификацию результатов проводили на выщелоченном черноземе. Эффективность полимеров оценивали методом лезвий, используемым для определения водоустойчивости почв, а взаимодействие частиц в суспензиях в модельных опытах оценивали методом лазерной дифрактометрии. Установлено, что в растворах гуматов с полимерами размер образующихся в растворах частиц возрастает с повышением гидрофобности полимеров. В суспензиях бентонита с полимерами такой однозначной связи обнаружено не было. Верификация результатов модельных опытов на черноземе показала, что водоустойчивость агрегатов возрастает с увеличением гидрофобности используемого для обработки полимера. Для дополнительной проверки роли органического вещества в обеспечении водоустойчивости почв была проведена оценка возможности использования разноименно заряженных гуминовых веществ и золя железа для повышения водоустойчивости почв. Проведенные эксперименты показали, что использование золя железа увеличивает водоустойчивость чернозема. Причем с повышением рН раствора золя железа с 1.7 до 6.1 величина эффекта возрастает с 11 до 59%. Результаты исследования позволяют заключить, что смещение акцента с усиления сцепления между минеральными частицами на укрепление органических и органоминеральных взаимодействий следует рассматривать как резерв повышения эффективности составов для поддержания структуры почв.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. Н. Федотов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: gennadiy.fedotov@gmail.com

факультет почвоведения

Россия, Москва

С. А. Шоба

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com

член-корреспондент РАН, факультет почвоведения

Россия, Москва

И. В. Горепекин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com

факультет почвоведения

Россия, Москва

Д. А. Тарасенко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Кузнецов М. С., Глазунов Г. П. Эрозия и охрана почв: учебник для вузов. 3-изд., испр. и доп. М.: Юрайт, 2019. 387 с.
  2. Федотов Г. Н., Ушкова Д. А., Демидов В. В., Горепекин И. В., Егорова М. Н., Сухарев А. И. Эрозионная стойкость и водоустойчивость почв // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2024. № 3.
  3. Кульман А. Искусственные структурообразователи почвы. М.: Колос, 1982. 158 с.
  4. Ревут И. Б., Масленникова Г. Л., Романов И. А. Химические способы воздействия на испарение и эрозию почв. Л.: Гидрометиоиздат, 1973. 152 с.
  5. Huang J., Kogbara R. B., Hariharan N., Masad E. A., Little D. N. A state-of-the-art review of polymers used in soil stabilization // Construction and Building Materials. 2021. V. 305. P. 124685.
  6. Тюлин А. Ф. Органно-минеральные коллоиды в почве, их генезис и значение для корневого питания высших растений. М.: АН СССР, 1958. 52 с.
  7. Ушкова Д. А., Конкина У. А., Горепекин И. В., Потапов Д. И., Шеин Е. В., Федотов Г. Н. Устойчивость агрегатов пахотных почв: экспериментальное определение и нормативная характеристика // Почвоведение. 2023. № 2. С. 203–210.
  8. Федотов Г. Н., Шоба С. А., Ушкова Д. А., Горепекин И. В., Шваров А. П. Природа связей в формировании водоустойчивости почвенных агрегатов // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2023. Т. 513. № 2. С. 284–288.
  9. Шеин Е. В., Милановский Е. Ю. Органическое вещество и структура почвы: учение В. Р. Вильямса и современность // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2014. № 1. С. 42–51.
  10. Kam S.K., Gregory J. The interaction of humic substances with cationic polyelectrolytes // Water Research. 2001. V. 35. № 15. P. 3557–3566.
  11. Александрова Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 288 с.
  12. Оsterberg R., Mortensen K. Fractal dimension of humic acids. A small angle neutron scattering study // European Biophysics J. 1992. V. 21(3). P. 163–167.
  13. Wilkinson K. J., Senesi N. Biophysical Chemistry of Fractal Structures and Processes in Environmental Systems. 2008. John Wiley & Sons. 323 p.
  14. Angelico R., Colombo C., Di Iorio E., Brtnický M., Fojt J., Conte P. Humic substances: from supramolecular aggregation to fractal conformation – Is there time for a new paradigm? // Applied Sciences. 2023. V. 13. № 4. P. 2236.
  15. Милановский Е. Ю. Гумусовые вещества почв как природные гидрофобно-гидрофильные соединения. М.: ГЕОС, 2009. 186 с.
  16. Фрадес Л. А. Радиохимическое исследование сорбционных свойств оксигидрата железа в условиях переработки латеритов Кубы / Дис. ... канд. хим. наук. М., 1981. 151 с.
  17. Жаркынбаева Р. А., Худайбергенова Э. М., Жорбекова Ш. Ж. Гидролиз железа и образование смешаннолигандных гумат-гидроксокомплексов в вод // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2022. № 7. С. 78–82.
  18. Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1982. 400 с.
  19. Гончаренко Е. Е., Ксенофонтов Б. С., Голубев А. М. Исследование устойчивости и коагуляции лиофобных золей с применением компьютерной технологии // Вестник Московского государственного технического университета им. НЭ Баумана. Серия “Естественные науки”. 2014. № 1 (52). С. 54–65.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Влияние добавления полимеров к растворам гуматов на распределение частиц по размеру.

Скачать (83KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние добавления полимеров к суспензии бентонита на распределение частиц по размеру.

Скачать (88KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние рН золя железа на водоустойчивость чернозема.

Скачать (58KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние концентрации золя железа на водоустойчивость чернозема.

Скачать (72KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».