Почвоведы визуализировали в 3D влияние увлажнения на структуру почвы
Ученые факультета почвоведения совместно с коллегами с физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова смогли получить 3D-изображения структуры и порового пространства почвенных образцов, подвергшихся увлажнению. Опубликованные данные будут использованы для моделирования процессов в грунтах и определения их водоудерживающих способностей.
Структура почвы, объем и конфигурация ее порового пространства имеют огромное значение при определении ее агропроизводственных характеристик. Кроме того, с их помощью можно выяснить, как почвы образовались и какова динамика их деградации под действием внешних факторов. Большой вклад в подобные исследования внесен почвоведами Московского университета в XX веке.
Традиционно структуру и поровое пространство оценивали количественно на основании того, как агрегаты частиц грунта распределены по размерам. Развитие приборной базы позволило применять для изучения образцов современный метод компьютерной рентгенотомографии. Он помогает визуализировать поры, выделять твердую фазу почвы, определять особенности ее формы и пространственной организации. В отличие от других методов, такая 3D-томография позволяет изучать поровое пространство в ненарушенном виде при любой влажности. В настоящий момент ее использование — мировой тренд среди специалистов по почвоведению.
Ученые кафедры физики почв факультета почвоведения МГУ совместно с сотрудниками физического факультета исследовали образцы агросерой почвы в воздушно-сухом состоянии и получили трехмерные изображения. Все снимки сделаны с помощью компьютерного рентгеновского микротомографа Skyscan-1172 . Также были исследованы образцы в увлажненном состоянии, и полученные изображения помогли понять, как в таком случае меняется структура почв.
«Данные, которые были получены нашей рабочей группой, обеспечивают ценную и уникальную информацию для качественного и количественного анализа почвенных свойств. Представленные нами результаты позволяют оценить взаимосвязь между свойствами почвы и ее структурой. Также мы смогли установить размер так называемой минимальной поры для почв и грунтов», — рассказал один из авторов исследования Тимофей Калнин.
Полученные данные лягут в основу моделей почвенных процессов и будут использованы для прогнозирования водоудерживающей способности почвы и процессов переносов водных растворов внутри почвенных горизонтов. Для грунтов антропогенного использования будет уточнен генезис, а главное — динамика деградации и развития почвенного пространства.
