КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-76-00039
НазваниеРоль механических свойств структуры в эрозионной устойчивости пахотных почв лесостепной зоны России: мультимасштабные исследования
Руководитель Клюева Валерия Валерьевна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный исследовательский центр "Почвенный институт имени В.В. Докучаева" , г Москва
Конкурс №110 - Конкурс 2025 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка молодых ученых»
Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-102 - Агрономия
Ключевые слова Механическая устойчивость почв, структура почвы, водная эрозия почв, эродированность, реометрия, прочностные и деформационные показатели, осцилляционный амплитудный тест, лесостепная зона, функции почв
Код ГРНТИ68.29.03
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на изучение деформационных и прочностных свойств микроструктуры пахотных горизонтов почв лесостепной природной зоны для комплексного описания и оценки проявления механической устойчивости почв на разных масштабных уровнях: устойчивости микроструктуры и эрозионной устойчивости почв в ландшафтах.
Механическая устойчивость почвы, или параметры, характеризующие её механические свойства, относятся к одной из важных почвенных функций – опорной. Характеристика механической устойчивости почв необходима при решении широкого ряда научных и практических вопросов: почвенного мониторинга, оценках противоэрозионной устойчивости, риска развития необратимых деформаций в почве, деградации почвенных свойств, определении оптимальных условий обработки почвы, прогнозе развития корневых систем растений и т.д.
Явлению устойчивости структуры почвы присуща эмерджентность: при переходе от более низкого к более высокому уровню структурной организации почвенная система усложняется, приобретая новые свойства. То есть устойчивость почвы можно описать и как устойчивость ее микроструктуры (на масштабе микрометров-миллиметров), так и как противоэрозионную устойчивость, в частности водную (к смывающему воздействию потока воды).
Водная эрозия почв – огромная по масштабам проблема для пахотных земель Российской Федерации: общая площадь агрогенно-эродированных почв составляла 280 685 км2 в 2019 г. Для лесостепной и степной зон эта проблема особенно остра: для них характерны самые плодородные почвы и максимальная освоенность территории, а также самая большая плотность населения.
Если проблеме и изучению противоэрозионной устойчивости почв посвящено огромное количество экспериментальных и теоретических работ, нормативных документов, то на настоящий момент исследования устойчивости почвенной микроструктуры, являющейся фундаментом проявления прочности почвы на более высоких масштабных уровнях, продолжают быть мало распространенными, так как для них необходимы специализированные методические подходы, появившиеся только в последние 25 лет.
Актуальность проекта определяется практической значимостью механической устойчивости почв при ее оценке на разных масштабах как индикатора опорной функции почв в экологическом мониторинге и мониторинге плодородия почв сельскохозяйственного значения, системах принятия рациональных решений по видам и количеству обработки пахотных почв, защите почв от эрозионных процессов в разных климатических условиях и системах землепользования.
В проекте будут количественно определены параметры механической устойчивости микроструктуры пахотных горизонтов серых лесных почв, черноземов выщелоченных, черноземов типичных, лугово-черноземных почв лесостепной природной зоны, отличающихся по степени эродированности (смытости в 5-ти градациях), на примере Тульской, Орловской, Тамбовской, Курской и Белгородской областей. Региональный уровень (местоположение объектов исследования в административных областях в пределах одной природной зоны) будет совмещен с ландшафтным уровнем (объекты в рамках почвенного покрова одного ландшафта с определенной площадью и рельефом). При этом лабораторный эксперимент будет проведен с учетом двух факторов: влажности почвенных образцов и их сложения (нарушенное и ненарушенное).
Предложенный для реализации проекта реометрический метод прочно зарекомендовал себя в отечественном и зарубежном научном сообществе, является наиболее современным и оперативным методом изучения механической устойчивости почвенной микроструктуры.
Успешное выполнение проекта позволит впервые оценить региональную и ландшафтную вариабельность параметров устойчивости микроструктуры указанных пахотных почв и совместить изучение уровней проявления механической устойчивости почв: устойчивости микроструктуры и эродированности горизонтов. Результаты исследования смогут быть использованы при комплексной оценке почвенных ресурсов и прогнозах устойчивости почвы при их обработке в сельском хозяйстве.
Ожидаемые результаты
На данный момент доля исследований механической устойчивости микроструктуры почв в общей группе почвенных исследований в России и за рубежом очень мала и составляет примерно 0.5 %. В частности, число работ (и изученных почвенных объектов), в которых предпринимались комплексные и многосторонние попытки включения результатов исследований микроструктуры почвы в оценку противоэрозионной устойчивости почв, единично.
В проекте будут количественно определены параметры механической устойчивости (прочностные и деформационные показатели) микроструктуры пахотных горизонтов основных типов почв (серых лесных, черноземов выщелоченных, черноземов типичных, лугово-черноземных) лесостепной природной зоны, отличающихся по степени эродированности (смытости в 5-ти градациях), на примере Тульской, Орловской, Тамбовской, Курской и Белгородской областей. Региональный уровень (местоположение объектов исследования в административных областях в пределах одной природной зоны) будет совмещен с ландшафтным уровнем (объекты в рамках почвенного покрова одного ландшафта с определенной площадью и рельефом). При этом лабораторный эксперимент будет проведен с учетом двух факторов: влажности почвенных образцов и их сложения (нарушенное и ненарушенное).
Предложенный для реализации экспериментов проекта реометрический метод прочно зарекомендовал себя в отечественном и зарубежном научном сообществе, является наиболее современным и оперативным методом изучения устойчивости почвенной микроструктуры.
Успешное выполнение проекта позволит впервые оценить региональную и ландшафтную вариабельность параметров устойчивости микроструктуры (диапазонов упругих и пластических деформаций, характера разрушения структуры, максимальной прочности) указанных пахотных почв и совместить изучение уровней проявления механической устойчивости почв: устойчивости микроструктуры и эродированности горизонтов - для более полного количественного описания аспектов данного явления.
Результаты исследования смогут быть использованы при комплексной оценке почвенных ресурсов и прогнозах устойчивости почвы при их обработке в сельском хозяйстве.