ИСТИНА

Цель работы:Проведение теоретических, методических и экспериментальных фундаментальных исследований для управления и оптимизации физических свойств и процессов в почвах и почвенном покрове. Предполагаемые методы исследования и способы решения задачи. Используемые методы: - классические методы почвоведения, физики почв, агрофизики; - методы физического и математического моделирования; - термодинамические методы почвенной гидрологии; - статистические и геостатистические методы анализа; - методы нанотехнологий, коллоидной химии и др. классические и современные методы естествознания. Способы решения задач: - способы математического прогноза, анализа, оптимизации решений в почвоведении, экологии, агрофизики; - способы физического моделирования природных процессов (лизиметрический метод, метод полевых модельных экспериментов и др.) - способы лабораторных анализов, способы восстановления искомых свойств на основе баз данных (педотрансферные функции и др.).

Почва в биосфере выполняет депозитарные и проводящие функции, в том числе и для всей биосферной воды. Коллективом исполнителей проведена количественная сравнительная оценка экспериментальных и расчетных динамических данных по влаго удержанию и влагопроводности почв в условиях безнапорной и слабонапорной инфильтрации и анализ наиболее подходящих методов получения экспериментального обеспечения при использовании современных физически обоснованных моделей. Впервые установлено, что кривые распределений пор по размерам, полученные томографическими методами и методом расчета из экспериментальных основных гидрофизических характеристик имеют общие и схожие закономерности, показывающие, что в области от 30 до 5000 мкм, наибольший объем пор занимают тонкие макропоры, а общие закономерности распределения объемов пор почвы по размерам, совпадения экстремумов этого распределения указывают на справедливость классических подходов, рассматривающих гидрологию порового пространства почвы в виде физической модели цилиндрических капилляров разного размера с капиллярно-сорбционной влагой. В последующих экспериментах планируется использовать томографические данные о строении порового пространства для оценки гидрологических функций почв в биосфере. В мае 2012 года на Почвенном стационаре МГУ имени М.В.Ломоносова был заложен специальный полевой вегетационный опыт по развитию почвенных конструкций. Опыт включал различные почвенные конструкции, имеющие в своем профиле торфяные слои. Обнаружено, что за счет создания переслаивающейся конструкции изменилась гидрология исследуемого почвенного объекта, приведшее к изменению состава и свойств почвенной биоты. Последнее привело к развитию актиномицетов на поверхности почвенных педов, способствовавшее появлению и развитию почвенных педов. Важность изучения метанового цикла и получения точных количественных оценок его составляющих является одной из важнейших фундаментальных задач исследования парникового эффекта. В летне-осенний сезоны отчетного года, эмиссии метана из типичных болотных ландшафтов Западной Сибири были изучены с помощью статического метода камеры. Доказано, что самый низкий удельный поток метана характерен для рямов (сосна - кустарничково - сфагновые ассоциации ) и хребтов, а также из озер в пределах болот в северной и средней тайги ( медианы составляют в пределах 0,1-0,5 мг C-CH4/m2 ч). Значения, которые в 10 раз выше характерны для олиготрофных бассейнов, эвтрофных болот и мезотрофных болот в различных подзонах ( медианы от 2 до 7 мг С -CH4/m2 ч ). Максимальными значениями удельного потока метана из озер южной тайги являются 17,98 мг С -CH4/m2 ч . На основе полученных данных были рассчитаны потоки от таежных болот : 2,22 Mт C-CH4/m2 в год, или около 80 % от общего метана. Эти оценки являются уникальными, представляют собой платформу для дальнейших исследований в этой области. Проведено научное обоснование фундаментальных теоретических основ структурообразования. Теоретически и рядом экспериментов обоснована гипотезы водоустойчивости почвенного агрегата, которая связана со свойствами поверхности (гидрофильная –гидрофобная) органических и минеральных компонентов твердой фазы агрегата. Устойчивое функционирование почвенной структуры связано с увеличением агрегирующей роли амфифильного органического вещества (ОВ) почв. Конкретная задача проекта, - научно обосновать соотношение гидрофильной и гидрофобной (амфифильных) частей почвенного ОВ, которое способно наиболее активно осуществлять агрегатообразующую функцию за счет физико-химических и биологических механизмов трансформации поверхности твердой фазы почвенного агрегата. Экспериментально показано, что для устойчивого функционирования и образования водоустойчивых агрегатов необходимо определенное соотношение в ОВ гидрофильных и гидрофобных компонентов. Экспериментальные исследования направлены на изучение ОВ черноземных почв в связи с повсеместной их деградацией и необходимостью восстановления агрегатной структуры черноземных почв, так и с увеличением использования природных органических веществ в почвенном структурообразовании, закреплением и сохранением их в почвах, тем самым снижением вклада ОВ почв в планетарный «парниковый эффект». На почвах бугров Бэра установлена функциональная роль гранулометрического состава в формировании химических и физических свойств почв ландшафтов бугров Бэра. Показана возможность реализациив аридных засоленных почвах при достаточно высоких содержаниях глинистого вещества особого типа структурообразования – глинисто-солевой агрегации почвенной массы. Получен патент № 2012121269/13 под названием «Способ создания почвенной конструкции для выращивания растений» (раздел С09К 17/00). Авторы: Шеин Е.В., Ищенко А.П., Умарова А.Б., Кокорева А.А., Бутылкина М.А., Милановский Е.Ю. Применение метода амплитудной развертки в осцилляционном режиме с измерительной системой параллельных плато на модульном реометре MCR-302 (Anton-Paar, Австрия) для исследования вязкоупругих свойств черноземов под различным использованием показали достоверное влияние содержания и свойств органического вещества на вязкоупругие свойства почв различного антропогенного использования. В исследованиях использовано научное оборудование, закупленное по Программе развития МГУ (многофункциональный модульный прибор DSA100, реометр MCR-302, реометр серии Physica MCR, лазерный дифрактометр).