Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СВЯЗЬ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ СО СТРУКТУРНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "СВЯЗЬ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ СО СТРУКТУРНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ"

А - 29-/2(5

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКСЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВШЯЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.ВДСЫОНОСОВА

ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДШИЯ

*

На правах рукопис« АЕРУКОВА ВЕРА ВИДЙШРОВНА

ШС 631.42

связь ршюеических свойств появ со стржгуршю

ХАРАКТЕШСМШИ Специальность 06.01.03 - Почвоведение

Автореферат диссертации на соиакаяие ученой степени кандидата бжалогэтескю: наук

Москва 1988

/ Г *

Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ.

Научный руководитель - кандидат биологических наук,доцент

Л.СЛЛанучаров,

Официальные оппоненты - доктор биологических наук профессор

Л.В.Колоскова, - кандидат биологических наук А.П.Шваров.

Ведущее учреждение - Институт биологик Коми научного центра Уральского отделения АН СССР.

Защита состоится

" 198/г. в

в ауд.М-5 на заседании специализированного совета*К.053.05,16 в 1.117 им.М.В.Ломоносова : 119 8Э9.МоскваДенйнские горы,ЮТ, ф-т почвоведения.

С диссертацией модно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения М1У.

Автореферат "

Учёный секретарь специализированного совета Г.В.Мотузова

Акту альность темы. Изучение структуры почва как системы организованных взаимодействующих элементарных почвенных-частиц, создало необходимость использования в почвоведении достижений физи-ко-пмической механика, дисперсных систем. Эта система методов и теоретических наложений ухе зарекомендовала ceda с положительной стороны пра решении ряда специфических почвенных проблей» Практическое использование реологии в почвоведении требует определения взаимосвязи и взаимозависимости между значениями получаемых реологических параметров с другими, общепринятыми характеристиками -структуры почвы*

Педь исстгаутяижа. Выявление взаимосвязи мезду, реологическими it другими характеристиками почвенной структуры.

Задачи исследования. Изучение г£«ща физических свойств почв (липкость, набухание, удельная поверхность, теплота смачивания), получение основной гидрофизической .'характеристики почв (ОГК), . вискозиметрия почв. ;

ратчная новизна» Показана и теоретически обоснована связь реологических параметров'о другими структурными характеристиками почв, дана етассяфикэдия почвенных "реологических кривых,' дан 'статистический 'паспорт пределов текучести и прочности, предложено определять конечную эффективную вязкость и вычислять отношение конечной эффективной вязкости. к начальной для количественного сопоставления почв по'тиксотропности. .

. Практическая 'ценность. Определено место реологических характеристик в системе физических представлений 'о структуре 'почвы, предложенная класси^шкапдя почвенных реологических кривых позволяет -дяя и'споль'зуашх *'в "сельском хозяйстве 'почв ' определять интервалы влажности,'неблагоприятные;для обработки.

'1 ' работы. Предлагаемый1 материал частично ' докладывался

наг УШ Всесоюзной конференщипо коллоидной химии и-физико-химической механике (Ташкент, 1983), 1У Всесоюзной'конференции по проблемам почвенного криогенеэа (Воркута, 1985), работа рассмотрена и рекше1иована к защите на заседании кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ (1985).

Публирартги. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ;

■ Стрткттра-и объем-диссертации. Работа состоит'из введения, четырех глав и выводов. Содержит 128 страниц машинописного текста, из них ЗГ'таблица, 31 рисунок* Список литературы включает 121-ра-

боту. . :,.!'';•■

Согласно теории структурной организация почв (Розанов,.1983, Воронин,.: 1984) структура почв формируется при взаимодействии эле-ч ментаршх почвенных частиц. С позиций физико-химической механики (Ребиндер, 1968) образование почвенных структур происходит в две стадии; образование проагрегатов на основе первичного сцепления (Денисов, 1951) в. их упрочение ври исключении из их состава частиц среда в циклах десорбции. Структуры,, образованное при.участии . дисперсионной среды, являются коагулядаонными, .'при .старении они могут переходить в фаэово^-контактные структуры:, конденсационные : и кристаллизационные.. Дисперсные структуры разделены на типы по восстановлению сопротивлению деформации при ыеханическом; воздействии (Фукс, 1951): тнксотропные систшы, полное-восстановление которых происходит, после снятия деформирующей нагрузки в течением времени; тиксостабилыше,системы,. скорость разрушения структурных связей в которых равна скорости их восстановления;, тиксолабилыше ■ системы, характеризующиеся резко пониженной скоростью восстановления структурных связей;, реопектическиесистемы,. деформация.ко-торнх приводит к развитию структурных связейгв системе, сопровождающемуся общим повышением связности. Выделены таксе дилатантные системы (Фрейндлих, 1939) о жестким каркасом грубодисперсных частиц,. имитирующим при нагрукении поведение твердого тела. Опреде- -пение преобладающего типа связей, фосашруидах почвенную. структуру, дает возможность прогнозировать изменение почвенной структуры." при воздействии почвообрабатывающей и другой техники.^

Определение деформационного поведения обычно проводится ДЛЯ. : почв вязко-пластичной' консистенции. Физическое состояние,, как функция влажности почвы, определяется зависимостью капидлярно-сорб-.

вязкоупруг^я " ' '. " ■

Ч'км____ _ __. , .

упругамдадя

4>«еа .....' "' ' ' ' -ч* у " ..".

ПвТт^ишо *> ' .

(И а» ' »5 • " •у/» У« •' ' - '

Рис. I. Основнаягидрофиздческая'характеристика (ОГХ) 'почвы■ Я'ев'консистенция. V' ' V- ■*

пиэнного потенциала почвенной влаги (Ч' ) от влажности ( V/ ) почвы.-Согласно теории структурной $ункцвональностк гидрофизических свойств почв.(Воронин,-1984} изменение влажности почвы, приводя-щеак переходу через критическое значение капиллярно-сорбциояно-го потенциала: (рис. I), приводит к изменению реологического поведения, почв, в состояние текучести почва переходит при влажности, соответствуодей потендаалу -14,7 Д*/кг.

Теоретические представления о природе связей между частггуаги микроскопических размеров основаны на изучении деформационного (реологического) поведения дисперсных систем. Одним из максимально лавалышх свойств дисперсной системы относительно деформации является ее вязкость ели внутреннее трение жидкости — Ц. , определяемая из реологического уравнения £ = я » ^Д® Р - напряжение сдвига, равное отношению нормальной составлявшей деформирующей силы к площади слоев дисперсной систаш, дин/см2; » - скорость дефохыацци иди изменение скорости с расстояние*! в направлении, перпендикулярном направленно течения, ;

Специальные приборы, ротационные васкозиыетрн, позволяют получить дефохыационну» характеристику исследуемой почвы ввяде реологических кривых - основной и дополнительной. Осяовяая реологическая кривая задает, зависимость.скорости двфохыации от напряжения сдвига - Э (Р), дополнительная - зависимость от напряжения сдвига структурной вязкости - £ (Р) (Рис. 2а,й).

Рис. 2. Реологические крище: а — основная, б - дополнительная (Щукин.н др., 1982).

С реологических кривых снимаются значения показателей, коли-

чественяо характеризующих деформационное поведение почвы: ■ первое критическое напряжение-сдвига, или условный предел текучести, соответствующий началу течения (деформации) почвы - Р^; второе критическое напряжение сдвига, или динамический предел текучести, отвечает началу интенсивного разрушения структура, характеристика сдвиговой прочности системы — Р^; напряжение сдвига, соответствующее максимальному разрушению структурных связей - предел прочности - Рщ; вязкость начала течения - '¿р^; наименьшая структурная вязкость - ; бингамовская (пластическая) вязкость-Тип восстановления сопротивления деформации определяется.по положенні) обратной ветви реологической кривой (пунктир), рис. 3.-

Рис. 3, а - тике о тропность, <5 - тиксостабильность, в — тик- , салайильноств, г - реопексия.

Нами определение реологических свойств было выполнено на ротационном вискозиметре Рестест-2, методика исследования Почв на этом приборе создана на основе методики ДЛ.Абруяовой (1977) для ротационного вискозиметра РВ-б и инструкции н aj®öopy Рео-тест-£.

Для общей характеристики почв были' выполнены гранулометричес- -кий и микроагрегатннЗ анализы по методу Н.А.Качикского,'- определение плотности твердой фазы пшшоыетрически (Вадюшна, Корчагина, 1066), содержание гумуса методой И.В.Тврина, поглощенных оснований в аммоклЁно-адетатной вытяжке» величины pH солевой вытяжки■ (Аринушкина, I97Q). , ' •

Специальная характеристика почв включала определение удельной поверхности методом БЭТ, .теплоты смачивания в калориметре

Андрианова, набухания в приборе Васильева ПНГ-2,. липкости на приборе Качинского (Вадшияа, Корчагина, 1966), вискозиметрию почвенных образцов.на приборе Реотест-2, получение основной гидрофизической характеристики (ОГХ) почв (Воронин, 1984). -

' В качестве объектов исследования были выбраны почвы, различавшиеся по структурной организации и гранулометрическому составу: хорошо агрегированный глинистый краснозем (Анасеули, ГССР), среднеагрегированные — тяжелосуглинистый выщелоченный чернозем ' (Мичуринск, Тамбовская обл.) и среднесуглинистая дерново-подзолис— тая почва (Чашниково, Московская обл.), слитые ала бесструктурные глинистый слитой чернозем (Ьелоречеыся, Краснодарский край) н среднесуглинистая тундровая поверхностно-глеевая почва (Воркута, Коми АОСР).

Экспериментальные данные в сокращенном виде представлены в таблицах I й2, а также изображены графически на рисунках 4-9.

Краснозем-легкогликистый. Пахотный горизонт содержит много органического 'вещества, явной дифференциации по физический свойствам по продшш почвы нет (табл. I). В реологическом отношении в состоянии максимального набухания генетические горизонты краснозема характеризуются кривыми анормального вида, образующими бо-льщую■ петлю гистерезиса (рис. 4). Согласно ОГХ гумусовый горизонт лучше ¿структурен (кривая имеет более правильную форму), хотя яв-' ной дифференциации по физическим свойствам нет ■ (ряо. 9д).

Выщелоченный чернозем тяжелосуглинистый. Генетические ГОРИЗОНТЕ слабодафференцарованы по составу и свойствам, вниз по про/ филл набдвдается уменьшение содержания органического-вещества (табл. I) и увеличение плотности твердой Фазы (от 2,51 г/см3 до 2,67 ^см3), они одинаковы по деформационному поведению: дилатан-' тно^ню^^п^в^состоянии максимального набухания (рис. 5а), при более высоких или низких вяалсностях дилатантность может быть не выражена (рис, 56). Материнская порода отличается резко меньшим содержанием гумуса и тонких частиц, при этом реопектична: от7 ношение конечной вязкости к начальной в гор.С равно 30, а в гор.А, например, -0,18 (табл. 2). ОГХ выщелоченного чернозема показывает, что уменьшение содержания органического вещества по профилю почвы приводит к уменьшении содержания шея очно-капиллярной и капиллярной воды. Материнская порода в цел см характеризуется меньшей во-доудерживающей способностью (рис. 9г).

3' г_

Таблица I

Общая характеристика почв.

Почва ; Горизонт, .'глубина, : • см ! ; ш/я : а, : кал/г ; Содержа-;лие ила, :к н <0,00]

Краснозем Ал(0~20) 9,4^' 122,9 4,3 ) 25,3 .- 7,0

£1(25-35) 2,4 . - 81,9 ■2,3 ' 32,4 40,5

£2(45-55) 1.1 119,3 4,6 63,4 127,0

0(130-140) . 0,3 90,4 3,1 31,3 156,0

Выщело- Ал(0-30) 5,8 86,7 4,2 22,3 . 6,0,

ченный ' АВ(30-40) .4,1 86,3 4,1 25,5 9,4

чернозем Ы (40-60)' 3,9- 81,3 3,8 25,5 " 13,4

ЕЕ(50-70) , 3,4 66,7 2,7 28,1 4.8,0

ВС(70-90) 3,1 '81,9 3,6 ■ 27,1 6,9

0(90-100) Я.4 50^6 1,5 18,1, ; - 6,9

Дерново- Ап(О-ЗО) 3,1 54,2 1,5- 13,0. 1.8

Н0Д30ДИ- Д2В(30-54) о,е 39,6 0,8 14,0 2,2'

стая • В (54-60) 0,5 ' 32 ,5 0,8 ' 17,2 - ■

.ВС(80-140) 0,3 75,9 '2,8- - 19,2' 8,3''

СлитоВ А(0-55) 4,9 138,7 . 7,6 46,5 13,7

чернозем В1 (55-120) ' 2,0 .153,8 5,0 53,8 31,6

В2(120-150) 1,5 151,5 6,6 54,3 .4,2,

Туняровая Ап(О-Ю) 3,1 , 59,0 1,9 . 15,3 - . ■ 6,5 ■

луг 6*(№15> ■ 1,2 . 46,3 1,3 ■ ' 14,9 1 7,0

Вй( (15-35) 0,9 44,8 1,5 ; 12,6 " I»8'. .

Тундровая Ал(0-15) 5,0 55,0 2,0 '8,4 ' . 8,4

пашня (15-25) 1,3 . - .54,3 2,0 6,3 " ' .1,6-

25-35) 0,7 60,2 ' -. 1.в * '21,6; 6,5 '

Тундровая Лд(О-Ю) * 6,7 84,5 ; 16,7 . 5,6

целина ¿-¿(10-20) 0,7 42,6 1,1 15,2 5.2 '

* каг$>. ~ отношение ила "гранулометрического" (в %) к алу - "шкроагрегагному" (в %). ■ "' ;

-¿Г-

' . Таблица 2

Реологическая характеристика почв (при влажности , максимального набухания)

Почва ;Горизонт, ! :глубина; : * ЛИ ■ напряжение сдвига, лин/см2 ; вязкость, П : (у

* см ... : т 4 1 * ; рк2 : Р : г лп , ^ *1т : ь * : «г» ; Лгл.

Краснозем Ая(0-20). 7000 3200 4665 96 30 0*26 ,

Ы(25-35) 18000 ( 9200 5700 40 24 0,20

0(130-140) 2200 ■ 340 . 700 12 8 0,04

Выщело- Ал(0-30) 960 320 1900 24 20- 0,18 ,

ченный АВ(30-40) 900 400 1800 30 5 0,53

чернозем ВТ(40-50) 1260 300 500 20 14 0,38

В2(50-70) 1260 800 1000 20 5 1,13

> ВС(70-90) 900 300 ДХОО 23 19 0,63

с(ад-юо) 84 300 560 20 10 30,00

Дерново- Ал (0-30) 900 750 1200 15 ' 6 0,33

под золи- А2В( 30-54) ' 250 480 1300 68 5 О.П

стая В (54-80) 140 140 360 12 9 0,11 '

ВС(80-140) 140 ХОО ' 250 28 15 2,14

Слитой А(0-55) 900 1000 2000 40 23 1,79

чернозем БХ (55-120) 1150 500 1000 100 57 3,33

В2(120-150) 730 3000 6200. 76 40 1,25

Тундровая Ад(0-10) 1500 730 1300 16 6 0,13

луг • £¿(10-15) 170 250 1200 24 19 0,50. .

ВС* (15-35) 56 , 500 1300 26 23 1,00"

Тундровая Ал(0-15) 590 470 .1300 17 10 0,24

пашня (15-25) 140 .. 270 1000 21 15 . 0,80

В (25-35): 520 300 770 48 29 0,98

Тундровая Ад(О-Ю) 850 820 1300 17 V 7 0.19

целина £¿(10-20) 360 150 1600: 20 ■ 18 . 0,64

\ - ■

"i С

го ІО

l

. /

iS-iO* А Ъ* Рис. 4, Реологическая кривая, краснозем.

f-itr> 10 ЛОПІЧ

гор.ВГ (25-35), W = 44,5%.

I

t

Р і

if i«

ÍJS г-й* ' #v s-'jtip^

Рис, 5, Реологические кривые, шаалочеяішіГ чернозем, гор.АВ(ЗСМО) a) U/= 66, Ö) W = 95,

г

/

■ S-'o*

m

-і

î-ЙЇ1 é-tf*

Рис, б. Реологические кривые, дерново-подзолистая почва, а) гор,Лл(СЬ30), W а 57,6$, Ó) гор. А2М 30-54), W = 46,2Í, в) го]>.В(54-60), W» 43,ЇЙ, г) rop,BC(SQ-I4U), .V/-37.2*.' -

О

і.

Дерново-подзолистая .среднесуглинистая почва. Эиговиально-ил- ■ лювиальиый профиль слабо выражен: .элювиальные процессы имеют место в гор. А2В и В (табл. 2). При максимальном набухшии образцы гор. Ал и А2В тиксотропно-дилатантны, гор.Б - тиксоетабилыщ, гор. ВС - реопектичны (рис. 6).

Слитой чернозем легкоглиниствй. Почва не дифференцирована по гранулометрическому составу и слабо дифференцирована по агреги-рованности, характерны высокие величины набухания, удельной поверхности, теплоты смачивания (табл. I), все горизонта реопектичны (табл. 2, рис, 7). Однородность профиля слитого чернозема подчеркивает ОГХ насыпных'образцов, различия в водоудерживании носят случайный характер (рис. Эе).

. Рис. 7. Реологическая кривая, слитой чернозем; гор.А(0-55), \Л/= 67,555.

Тундровая поверхностно-глеевая среднесуглинистая почва. Описаны три почвенных профиля: разрезы бшш..залозеш на целинной территории , сод лугом и под пашней (20-ти летнее освоение). £ деформационном отношении большинство образцов из генетических горизонтов дидатантяы (динамически!! предел текучести Р^ ниже условного Рд^, табл. 2). Дополнительное изучение глеевых тиксотропных горизонтов при влажности нижней границы текучести по Аттербергу на ротационном вискозиметре РВ-8 позволило выявить'влияние освоения на их структурно-механические свойства (рис. 8): петля гистерезиса имеет ■ максимальную площадь для целинного глеевого горизонта, в значительной степени она'сократилась для образца почвы под пашней. Образец почвы с участка под лугом занимает промежуточное положение. ХУмусовые и иллювиально-глеевые горизонта различаются по

содержанию капиллярной вода;, а гдеевых тиксотропных горизонтах окультуренных почв содержащаяся вода распределена по связности одинаково, целинный глеевый горизонт может содержать несколько большее, относительно них, количество пленочно-кашллярной и капиллярной воды (рис. 9, . '

дровой новерхностно-глеевой почвы, РВ-6. а) целина, = 33;5£, б) дуг.и^ а 28,32, в) пашня, 31,

Обработка дошученных нами на Реотесте-2 почвенных реологических 1фившс позволила выделать четыре 'вида деформационного поведения почв (табл. 3).

Деформация 1-го вида присуща почвам с хорошо развитой коагу-дяционвой структурой и, соответственно, требует для своего осущес-' ТБлевжа' особыхусловий увлажнения к однородности агрегирования. Кривые этого вида были получены для образцов слитого и выщелоченного черноземов, тундровой тиксотропной почвы (всех вариантов освоения и всех горизонтов). Практически все образцы при деформации имели влажность'равную иди выше максимального набухания.

; Почвы, деформационное поведение которых описывается кривой. П-го вида, являются наиболее неблагоприятными в технологическом отношении вследствие резкого Падения прочности-ври достижении определенной величины напряжения сдвига. Диапазон (по влажности) проявления данного свойства для конкретной почвы может быть либо узким, либо широким и обуславливается сочетанием ближней и дальней ; агрегации'почвенных частиц. Из описанных в автореферате,почв кривые этого вида были получены для подпахотного горизонта выщелоченного чернозема. '

Кривые Ш и 1У видов характеризуют дашатаятаое поведение почвы. В первой случае (Ш вид) долатансия вызвана опесчаяенносгью

-¿О-

Ввды.почвенных реологических кривых

Таблица 3

Вид кривой

Описание кривой

Реологическая кривая по форме близка к идеал ной; четко определяются значения критических напряжений сдвига -

Реологическая кривая имеет клювообразный изгиб в области перехода от течения с.ненарушенной структурой к разрушенной, цдастичнс-кое течение разрушенной структуры осуществляется при меньших напряжениях, сдвига, чем само разрушение структуры.

Реологическая кривая начинается с уступа или ступеньки, Ря2 может, быть значительно ниже ■

Р

К1*

А«

(V-

Реологическая кривая также начинается пенько£",,но Р^ больше, чем Рд^*'

*сту-

рл ол &з о.1 аз

0,1 а* о.« о.г »6

Рис. 9. ОГХ. Тундровая поьерхностно-глеевая почва: а - дерновый

горизонт; 6 — глеевый; в - иллювиально-гдеевый (----

луг; - пашня; - • - • - целина); г - чернозем выщелоченный ( -гор.Ал;---гор.В!; -*.-*- гор.С); д -

краснозем С-гор.Ап;---гор.В!; ----- гор.С);

е - слитой чернозем С-гор.А; - — - гор.В!; - . - . -

гор. В2).

ш; высоким содержанием водопрочных шкроагрегатов к сочетается о ' тиксотропщм или тиксолабильным поведением почвы; во втором (1У вид) - ее водопрочными или менее водопрочными микроагрегатами и сочетается с реопектическш восстановлением структуры почвы. Кривые ИГ вида получены для тундровой почвы .(креме тиксотропннх горизонтов), дерново-подзолистой почвы,, краснозема,:выщелоченного чернозема. Кривые 17 вида - для выщелоченного и слитого черноземов, дерново-подзолистой почвы, глеевиг тшссотрошых горизонтов гущро-воа поверлсностко-глеевой почвы.

Тип преобладающих в сопротивлении деформации структурных связей ыы считаем возможным определять по отношении конечной структурной ' вязко ста к начальной (^г^/^р^); оно больше единицы,: если реологическая кривая,. пройденная в црямом и обратном направлениях, имеет форыу петли реопексии, что наблвдается при разрешении фаэо-во-контактных структур. Если реологическая кривая имеет фодог петли гистерезиса, характерную для разрушения коагуляционных структур, величина этого отношения меньше единицы. При ^к/Ър^ = I почва тиксостабильва. В табл. 4 почвы расположены по уменьшению роли коа^ляиионаого структурообразования, наиболее оно развито в пахотном горизонте тундровой поверхкостко-глеевой почва. •

. • Тайлица 4

Вязкошас гичные свойства разных почв при влажности максимального набухания

' Почва, горизонт

т

: • Вязкость. П к «к.

• г ■ ■ : ч І : Ьт : 6 іе

58,1 9000 16 6 1200 0,13

58,2 5500 15 6 1800 0,33

53,3 5700 240 20 10000 •1.70.

66,9 ЭЗОО 1100 970 34200 3,67

Тундровая, Ап

Дерново-подэо-листая,: Ап

Выщелоченный чернозем. Ал

Слитой чернозем, А

Для определения степени связанности реологических и других, характеристик почв нами был использован коэффициент корреляции Отделена (Благовещенский и др., 1985).. Так же как.и обычный коэф-- фицаент корреляции,. он рассчитывается для двух рядов признаков и принимает значения от -I до +1, но для него не обязательно норма-

льнов распределение признака в проще процедура вычисления. Использование в нашей работе коэффициента корреляции'Спирыена, оцени-"ванцего, по сути, сопряженность тенденций нарастания ила убывания свойства вли характеристик!, представляется допустимым ввиду некоторой условности определения физических характеристик вследствие развития гистерезисшх явлений. „

Определение влажности образцов, подготовленных,к вискозиметрии, проведал ось с аналитической ошибкой { £ ) 5, . Наименьшая значимая разность ) по влажности для образцов составляет. 12,4%. С учетом этих величин бшш определены аналогичные - статистические характеристики для реологичеетях пределов текучести и прочности (табл. 5), уровень значимости 0,05. Оказалось, что наиболее достоверно определяется динамический предел текучести (Рр^) наименее - реолотаческий предел прочности (Р т).

, Таблица 5

'Статистический паспорт реологических пределов текучести и прочности .

_ і _Ї_рк2 ': р т

450 200 1800

1400 640 5600

Таблица 6

Коэффициенты коррелящш Спирыена ддя пар реологический . параметр - свойство почвы

:гумус,$ : ил, % І^/.м^/г ;0, кал/г : ЙІ : Мі* %

£іа 0,63^ 0,69*"*" . О.бб-^ 0,34 0,65++

р к2 0.59+* 0,4Х+ • •0,46+ 0,25 0,6Х++

Р « 0,55++ 0,13 0,38 0,43+ 0,21 0,42+

Ь.рХ1 0,04-^ 0.БІ++ 0,70^ 0,59"н" 0,32 0,67**

>гт 0,13 0,50і" 0,46+ 0,50* 0.44+ о. об

Уровень значимости 0,01 Уровень значимости 0,05

Из табл. 6-следует, что значения реологических пределов текучести (Р^ и Р^) и начальная структурная вязкость ( зави-

сет от содержания ода к, органического вещества, а также от величавы удельной поверхности ), теплоты смачивания ( О ) и влажности максимального набухания Реологический предел прочности связан с'содержанием гумуса,.теплотой смачивания в вяажностьп определения. Величина наименьшей структурной вязкости' корре- -лирует с содержанием ила, величинами удельной поверхности и набухания почвы ( £»). •

Сопоставление величин липкости, определенной на приборе Качи-нского, и реологических характеристик почвы (при-одинаковой влажности) дало следующие результаты - коэффициенты корреляции Сшгрма— ' на для пар г липкость-наименьшая пластическая вязкость (Ь*) +0ДЗ, липкость-вязкость начала деформации ( ^^ -0,56* липкость-^>еало--гический предел прочности (Рт ) -0,36, показывает,, что при, лабораторией определении липкости существенного разрушения мехчастич-ньос связей в испытуемом образце не происходит (значения липкости не связаны с ведйчинши пластической вязкости и предела прочности), а ташке, что, чем сильнее взаимодействие почвенных частиц внеде-фоцлированнсм: образце (чем выше тем меньше их прилипание в.

плунжеру. 1 1 ■ ,'■

Возможность. поиска корреляции медду значениями реологических . пределов текучести и прочности и величинами критических кашшляр-но-сорбционвых потенциалов основана на .том, что последние задают меру работы по изменению физического состояния веда в.почве, а реологические пределы отмечают фактическое изменение структуры испытуемого почвенного образца: Определенные нами коэффициенты корреляции Спирыена для пар реологический продел текучести (прочности) - логарифм критического злаченая капиллярно-сорбдионного потенциала представлены, в таблице 7.. Реологические параметры оп- -- ределены дня максимально набухшей почвы. По отсутствии корреляции мещду зыаченаяш пределов текучестн (прочности) с величиной потенциала максимальной адсорбционной влагоемкости (Ч'м»») можно пред- ' положить, что в данном случае при вискозиметрии разрушение фазовых контактов незначительно, приведенные в табл. 2 значения отношения конечной структурной вязкости к начальной в' основном меньше единицы (то есть в деформации участауют преимущественно коагуляциои-'-пые.структуры). *

г .Величинаусловного предела; те^гести (Р^) тесно связана как со значениями, потенциала максимальной капилллрно-сорбционной влагоемкости ( Ч'и«»), так и со значениями потенциала максимальной

молекулярной влагоемкости (Ч'кмб). Теснота связи динамического . . предела текучести (Р^) и предела прочности (Р т) с У»«» меньше, так как, по-видимому, основная перестройка капиллярной системы происходит в начале дефо^ыащи образца*.

Таблица 7 -

Коэффициенты корреляции Спирмена для параметров ОГХ и реологических пределов,текучести:и прочности

■■ ■■ Рк1 0,34 Рк2. 0,15 0,27 0,75++ 0,67й" 0,72++ 0,65++ 0,51+ 0,52+

+) Уровень значимости 0,01 Уровень значимости 0,05 -

в И В о и ы .

1. При изучении почв разной агрегированное™ и гранулоыетри-ческого состава выявлено четыре типа деформационного поведения почв: I — для слитых и бесструктурных почв, 2 — для неоднородно агрегированных почв, 3 - для далатантяых (опесчаненных) почв,

4 - для хорошо агрегированных почв. Для каждого вида деформационного поведения характерна особая форма прямой ветви реологической кривой, "получаемой на приборе Реотест-2.

2. Корреляция между ОГХ и реологическими пределами те!дгчео-ти и прочности показывает, что при вискозиметрии образцов в состоянии максимального набухания в деформации участвуют преимущественно коагуляционные структуры, при"этом почти для всех'почвенных образцов величина отношения конечной эффективной Ьязкости к начальной меньше единицы, что также указывает на тиксотропный характер восстановления структурных связей. ' '

3* Пря васкозшлетрическом исследовании почв о помощью прибора Реотест-2 более достоверно определяются динамический (Р^) И условный (Р^ц) пределы текучести, менее — реологический предел 'прочности (Рго).

" 4.. Значения реологических пределов текучести теснее связаны с содержанием ила и органического вещества, величинами удельной

поверхности и тедлош смачивания,чем реологический предел прочности.

5. Характер корреляции между липкостью и реологическими параметрами показал,что при лабораторном определении липкости существенного разрушения внутриточвешшх межчастичншс связей не происходит,при этом чем сильней взаимодействие почвенных частиц,тем меньше их прилипание к плунжеру.

6. Реологические исследования позволяют диагностировать изменений »происходящие в почвах при изменения режимов использования; нами выявлен факт уменьшения тшссотрошости глеевого горизонта тундровой поверхностно-глеевой почвы при освоении.

Материалы диссертации опубликованы в работах!

1. Применение в почвекво-реологвческих исследованиях автоматического прибора Реотест-2,Почвоведение,ИХ, 1962 г.,с.92-100,о соав,

2. Структурночлехадаческие свойства дерново-подзолистой почвы. Почвоведение, 1983,№ 4,с.64-73,с соавт.

3. Некоторые особенности деформации почв при реологических исследованиях. Почвоведение, 1985,й 6,с.89-96,с соавт,

4. Реологическая характеристика тундровой поверхностно-глеевой почвы.Почвоведение, 19869,с,44-52,с соавт.

5. Влияние сельскохозяйственного освоения на изменение тиксо-тропных свойств тундровых лочв.Вестник М17, с ер Л7,Почвоведение, 1987,* 3,0.42-47,с соавт.

6.Зависимость реологических свойств почв от их генезиса.Тезисы докладов УШ Всесоюзной конференции по коллоидной химии и физико-химической механике.-Ташкент ,1983.-Т.У1.-с.84.,с соавт.

7. Изменение фвзико-механических свойств тундровой тиксотропной почвы при освоении.Проблемы почвенного криогенеза.Сыктывкар,1985, с.61,с соавт.

1 ¿одпясйно х 1н±чвтк

4405.88.

Jl.iWVS Формат 60*в0/16.

Усл. пич. я. 4,0 УЧ.-МЭЛ. п, iß Гирик-f 00 ш. Зыеад ,М>

Ордене 'Знак Почвтв'яздагеньети) Мгнэижско™ университета. 10Э009, Косина, ул. Г«рвена, S/7, Типография орпен» "Знаж Почета" издательства МГУ. 119099. Москва, Левине*«« горы.