The contact angle of wetting as an integral indicator of physical-chemical properties of Сhernozems of Kamennaya Steppe

Abstract

Методом сидячей капли измеряли краевой угол смачивания (КУС) чернозема обыкновенного опытных полей агроландшафта Каменная степь ряда вариантов использования, различающихся как интенсивностью механического воздействия (заповедная косимая степь, вспашка с оборотом пласта), применением минеральных удобрений и их последействием, а также изменением свойств почвы под действием орошения. Одновременно для физико-химической характеристики почв определяли общее содержание С_орг, отношение C/N, площадь удельной поверхности и реологические показатели. Результаты исследования показали, что гидрофильно-гидрофобные свойства поверхности твердой фазы почв, во многом определяющие основные структурообразующие свойства почв, могут быть охарактеризованы величиной краевого угла смачивания. Величина КУС исследованных образцов почв варьирует от 32 (наибольшая смачиваемость) до 45 градусов (наименьшая смачиваемость). Наименьшая смачиваемость обусловлена повышенным содержанием гидрофобных соединений в составе органического вещества почв и характеризуется наибольшими величинами КУС и характерна для нативной, не обрабатываемой почвы косимой степи, которая отличается от других исследованных вариантов опыта по всем изученным физико-химическим показателям. Механическая обработка почвы в виде вспашки с оборотом пласта, парование приводят к изменениям физико-химических свойств почв и качественного состава органического вещества в сторону их ухудшения и снижению величины КУС. Применение минеральных удобрений способствует увеличению исследуемого показателя преимущественно за счет изменения продуктивности растений, в частности различия КУС обусловлены воздействием на свойства почвы корневых выделений и растительных остатков. Для изученных почв величина КУС меняется в следующем ряду: Косимая степь > пашня с внесением минеральных удобрений > пашня в условиях последействия удобрений. Корреляционный анализ выявил связь КУС с содержанием органического углерода, площадью удельной поверхности и реологическими характеристиками черноземов. Таким образом, КУС может служить интегральным показателем изменения физико-химических свойств почв, их деградационных изменений в условиях различной агрогенной нагрузки. Используемый метод определения КУС требует меньшего количества образца по сравнению с реологическими методами и в целом более информативен, чем определение содержания органического вещества.