Агрегаты (микроагрегаты <0.25 мм и макроагрегаты >0.25 мм). это группа элементарных почвенных частиц или микроагрегатов, которые соединяются друг с другом прочнее, чем с другими соседними почвенными частицами.

Агрофизика (агрономическая физика) [agrophysics]. наука, изучающая физические, физико–химические и биофизические процессы в системе «почва. растение. деятельный слой атмосферы», разрабатывающая научные основы, методы, технические, математические средства и агроприемы рационального использования природных ресурсов, повышения эффективности и устойчивости агроэкосистем, земледелия и растениеводства в полевых и регулируемых условиях.

Адсорбция (лат. ad. на, у, при; sorbere. поглощать, всасывать) [adsorption]. явление поглощения (концентрирования) вещества из объема газовой смеси или жидкости на поверхности раздела фаз, происходящее под влиянием сил межмолекулярного взаимодействия или электростатических. В результате А. свободная поверхностная энергия системы уменьшается. А. включает процесс перемещения веществ в различной форме (атомов, ионов, молекул) из жидкой или газовой фаз на поверхность раздела раствор/твердая фаза, газ/твердая фаза, газ/жидкая фаза и образование связей этих веществ химической или физической природы на поверхности раздела фаз. А. описывается с помощью изотермы А., то есть зависимости между концентрацией (или парциальным давлением) адсорбируемого вещества и его концентрацией на поверхности адсорбента (см.) при постоянной температуре. Явлению А. в почвах свойствен гистерезис (см.). В почве А. связана с поверхностью почвенных коллоидов, органическим веществом. В почве сорбируются вода, обменные катионы, газы, реже анионы. Экологическая роль А. состоит в переводе подвижных ионов в малоподвижные и в сохранении веществ от вымывания нисходящим током воды. Анионы обменные. анионы, закрепленные в почве и эквивалентно обменивающиеся на другие анионы. К ним относят NО₃^–, PО₄^3–, НСО₃^– и др. Сорбируются на сколах глинистых минералов и на оксидах железа и алюминия.

Влажность завядания растений (ВЗ). влажность почвы, при которой растения не могут брать воду из почвы и, теряя тургор, необратимо (даже при помещении в насыщенную парами воды атмосферу) завядают.

Влажность разрыва капиллярной связи (ВРК). влажность почвы, при которой подвижность влаги в процессе снижения влажности резко уменьшается. Находится в интервале влажностей между наименьшей влагоемкостью и влажностью устойчивого завядания растений.

Влажность свободного набухания (wsw). это конечная влажность образца, полностью набухшего без возможности бокового расширения и какого–либо внешнего ограничения (без давления на образец); измеряется в %. При набухании грунта под внешним давлением определяется конечная влажность набухшего образца, соответствующая определенному давлению.

Водопрочность агрегатов (уст. см. водоустойчивость агрегатов) Водоустойчивость агрегатов [aggregate stability in water]. способность агрегатов почвы противостоять разрушающему действию воды в виде падающих капель (метод Виленского), капиллярной подпитки (метод Андрианова), взбалтывания различной интенсивности при ситовом анализе (метод Вершинина и Ревута, метод Саввинова). В методе Виленского разрушающее воздействие оказывает кинетическая энергия капель и расклинивающее давление водных пленок, в методе Андрианова. расклинивающее давление, а в ситовом анализе. механическое встряхивание и расклинивающее давление. Во всех методах разрушает агрегат и защемленный воздух. Поэтому большое значение имеют скорость подпитывания влаги и предварительные процедуры подготовки образцов к анализу.

Водные свойства почв [soil hydraulic properties]. содержание, форма воды в почве, ее передвижение и доступность растениям.

Водопроницаемость. процесс поступления воды в почву при определенном напоре, который включает стадию впитывания (инфильтрации). проникновения воды в не насыщенную влагой почву и последующую стадию фильтрации. движение воды в насыщенной влагой почве.

Впитывание воды [см/сут, м/сут, мм/час]. это начальная стадия водопроницаемости (инфильтрации) почвы. Поступление влаги в не насыщенную водой почву под влиянием градиентов сорбционных и капиллярных сил и гидравлического напора. Как правило, рассматривают впитывание воды с поверхности почвы. Характеризуют коэффициентом впитывания К_впит. аналогом коэффициента фильтрации К_ф.

Гигроскопическая влажность (ГВ). влажность почвы, соответствующая относительному давлению паров воды в лабораторных условиях. Соответствует влажности воздушно–сухой почвы.

Глина [clay]. пластичные породы, в которых содержание частиц диаметром менее 0,001 мм превышает 50% от массы. Могут быть агрегированы (оструктурены) и неагрегированы, поэтому плотность их колеблется в пределах около 1 и до 2. В почвоведении употребляется термин физическая Г., к которой относят частицы с диаметром менее 0,01 мм. По составу глинистых минералов Г. могут быть монтмориллонитовыми, каолинитовыми и пр.

Глина физическая. совокупность частиц почвенных элементарных (см.) с диаметром менее 0,01 мм (в российской школе физики почв).

Гравитационная вода представлена просачивающейся водой и водой почвенно–грунтового потока. Просачивающаяся вода стекает в почве до тех пор, пока вся не рассосется по мелким капиллярам или не дойдет до водоупора, где она накапливается и начинает двигаться по уклону водоупора, превратившись в почвенно–грунтовый поток.

Гранулометрический состав почв [soil texture]. содержание в почве фракций частиц почвенных элементарных (см.) независимо от их минералогического и химического состава. Выражается в виде массовых процентов фракций разного размера. Выделяют фракции: <0.001. ил, 0.001–0.005. пыль мелкая, 0.005–0.01. пыль средняя, 0.01–0.05. пыль крупная, 0.05–0.25. песок мелкий, 0.25–0.5. песок средний, 0.5–1.0. песок крупный, >1 мм. гравий. Частицы <0.01 мм объединены в более крупную фракцию физической глины, а >0.01 мм. во фракцию физического песка. На основании содержания физической глины (или песка) дается название почвы по Г.с.

Давление набухания (psw). это то давление, которое грунт оказывает на внешнее ограничение в процессе своего набухания. Численно оно равно противодавлению, при котором εsw= 0; измеряется в МПа.

Диспергирование [dispergation]. процесс измельчения почвы с применением всех возможных приемов, вызывающих разрушение не только почвенных агрегатов, но и элементарных почвенных частиц.

Константы пластичности почвы (верхний предел, нижний предел, число) (син. константы Аттерберга) [Atterberg limits]. общее название 7 характеристических величин, отражающих консистенцию почвы (см.), предложенных Альбертом Аттербергом, 1911–1912. В настоящее время используются 3:

верхний предел пластичности, или предел текучести [liquid limit]. весовая влажность почвы, при которой стандартный конус весом 76 г под действием собственного веса погружается в почвенный образец на глубину 10 см;
нижний предел пластичности, или предел раскатывания [plastic limit]. весовая влажность, при которой образец почвы можно раскатать в жгут диаметром 3 мм без образования в нем разрывов;
число пластичности [plasticity number (or index)]. разность между числовыми выражениями верхнего и нижнего пределов пластичности. В зависимости от Ч.п. почвы по классификации Аттерберга разделяются на супеси, пески и глины

Десорбция — это процесс, обратный адсорбции, т. е. удаление.

Деформация (от лат. deformativ. искажение, ε) обозначает изменение относительного положения частиц тела, связанное с перемещением, не нарушающее сплошности тела.

Закон Дарси: поток влаги (qw) в насыщенной почве пропорционален коэффициенту фильтрации (К_ф) и градиенту гидравлического напора (∆h/l): qw=К_ф ∆h/l, где гидравлический напор (∆h) и длина колонки (l) имеют одинаковые размерности длины; размерности К_ф и qw также одинаковы. например м/сут, см/сут.

Закон Навье–Стокса [Navier–Stokes equation] – уравнение, описывающее течение вязкой несжимаемой жидкости, характеризующееся искривленными линиями тока, наличием внутренних циркуляций, которое приложимо и для турбулентного движения:

где . полная гидродинамическая производная, V_x. скорость в направлении х, . кинематическая вязкость,– компонента внешней силы, воздействующей на единицу массы жидкости, Р. давление.

Инфильтрация – синоним термина «впитывание».

Инфильтрация [см/сут, м/сут, мм/ч] (син. впитывание) [infiltration]. процесс проникновения воды в почве, оцениваемый как количество воды, проникающее через единицу площади в единицу времени. Включает 2 этапа: (1) начальная инфильтрация (впитывание) воды в почву при естественной влажности и (2) фильтрация. движение воды в насыщенной влагой почве.

Капиллярная влагоемкость (КВ). количество влаги в почве, удерживаемое капиллярными силами в зоне капиллярной каймы грунтовых вод («капиллярно–подпертая влага»).

Капиллярная вода заполняет уголки пор, поднимается по капиллярам от грунтовых вод, заполняет капилляры после поступления воды сверху на поверхность почв. В последнем случае ее называют подвешенной водой. Наибольшее количество подвешенной воды геологи называют наименьшей влагоемкостью, что в принципе справедливо, так как этот термин ввел П.С. Коссович как характеристику влажности после стока избытка воды.

Капиллярная вода, поднимающаяся от грунтовых вод, по мере подъема заполняет все более тонкие капилляры и замедляет скорость подъема с высотой. Установлено, что высота капиллярного подъема в среднезернистых песках равна 15–30 см, мелкозернистых. 35–100 см, в супесях. 100–150 см, в суглинках. 3–4 м. В глинах вода может подниматься на 8 м, а в лессах на 4 м (за два года). При этом во влажной почве капиллярный подъем в 3, 4 раза быстрее, чем в сухой, где мешают поры, заполненные воздухом. Вода в капиллярах глинистых и суглинистых почв замерзает при температуре. 12 ^оС. По данным В.В. Охотина (по Е.М. Сергееву, 1988), капиллярный подъем в песках с размерами зерен крупнее 0.25 мм зависит от минералогического состава субстрата. Высота подъема уменьшается в ряду: слюда > окатанный кварц > полевой шпат > остроугольный шпат. В этом же ряду возрастает гидрофобность (увеличивается угол смачивания от 13 до 58^о).

Коэффициент пористости (син. пористость приведенная, е). отношение общего объема пор в почве или грунте к объему твердой фазы почвы. Коэффициент пористости соотносится с пористостью почвы (ε), или с плотностями почвы () и твердой фазы почвы (). пуравнению .

Коэффициент фильтрации (К_ф). это способность почвы проводить насыщенный поток влаги под действием градиента гидравлического давления. Обычно при градиенте давления, близком к единице. Мы рассмотрели форму записи уравнения Дарси на основе тех экспериментов, которые проводил сам автор этого закона. В самом общем виде закон Дарси имеет следующую запись:

Константы пластичности почвы (верхний предел, нижний предел, число) (син. константы Аттерберга) [Atterberg limits]. общее название 7 характеристических величин, отражающих консистенцию почвы. В настоящее время используются 3:

верхний предел пластичности, или предел текучести [liquid limit],. весовая влажность почвы, при которой стандартный конус весом 76 г под действием собственного веса погружается в почвенный образец на глубину 10 см;
нижний предел пластичности, или предел раскатывания [plastic limit],. весовая влажность, при которой образец почвы можно раскатать в жгут диаметром 3 мм без образования в нем разрывов;
число пластичности [plasticity number (or index)]. разность между числовыми выражениями верхнего и нижнего пределов пластичности. В зависимости от Ч.п. почвы по классификации Аттерберга разделяются на супеси, пески и глины

Кристаллизационная и химически связанная вода. удаляется из почвы практически при 170 ^оС.

Липкость [stickiness]. свойство влажной почвы прилипать к другим телам. Л.почвы количественно характеризуется нагрузкой в г/см², требующейся для отрыва металлической пластинки от влажной почвы. Величина Л. зависит также от влажности почвы.

Макроагрегаты [macroaggregates]. агрегаты крупнее 0,25 мм (см. агрегат почвенный).

Максимальная гигроскопическая влажность (МГ) – влажность почвы, устанавливающаяся при помещении почвы в атмосферу с относительной влажностью воздуха 98%.

Микроагрегат [microagregate]. почвенное трехмерное образование, состоящее из первичных (элементарных) почвенных частиц. По предложению К.К. Гедройца (1926) к М. относят агрегаты диаметром <0.25 мм, а >0.25 мм,. к макроагрегатам, или просто агрегатам (см.). Для определения распределения содержания фракций М. (фракции имеют те же размеры, что и в гранулометрическом составе) почву подвергают физико-химическому и механическому воздействию, разрушающему макроагрегаты, но сохраняющему М. Это должно быть воздействие более слабое, чем используется при гранулометрическом анализе. Поэтому при микроагрегатном анализе применяют:

а) интенсивное механическое взбалтывание в дистиллированной воде (метод Н.А. Качинского),

б) на порядок более низкую концентрацию (0.4%-ная) пирофосфата натрия, чем при гранулометрическом анализе, и очень слабое механическое воздействие. Эти физико-химические диспергации позволяют разрушить макроагрегаты, но сохранить М. Определение содержания фракций М. производят пипет-методом или другими методами, используемыми для гранулометрического анализа (см. Методы гранулометрического анализа).

Набухание почвы [swelling]. увеличение объема почвы в целом или отдельных структурных элементов при увлажнении. Вызывается поглощением влаги минеральными и органическими коллоидами. Различают 2 типа Н. по внутреннней природе: внутрикристаллическое и междоменное. Внутрикристаллическое Н. вода входит в межпакетное пространство кристаллической решетки минералов и зависит от поглощенного катиона. Этот тип Н. не регистрируется макроскопически. Междоменное, получило свое название на основе доменной теории строения дисперсных тел. Наиболее распространена осмотическая теория Н., в которой основное значение имеет количество и состав поглощенных катионов. Эта теория является составной частью теории двойного электрического слоя, теории ДЛФО.

Наименьшая влагоемкость (НВ). это установившаяся после стекания избытка воды влажность предварительно насыщенной почвы; достигается, как правило, через 2–3 дня после интенсивного дождя или полива хорошо дренируемой гомогенной почвы; НВ. это наибольшее количество влаги, которое почва в природном залегании может удержать в неподвижном или практически неподвижном состоянии после обильного или искусственного увлажнения и стекания влаги при глубоком залегании грунтовых вод («капиллярно–подвешенная влага»).

Набухание – увеличение объема почвы и грунта в процессе увеличения влажности. В результате гидратации почвенных частиц на их поверхности образуются оболочки рыхло-связанной воды, уменьшаются силы сцепления между ними, происходит отдаление их друг от друга, что приводит к увеличению общего объема почвы.

Объем пор почвы (Ф, [см³/г]). отношение объема пор почвы к массе ее твердой фазы:

Периодом набухания (tsw) называется время, в течение которого завершается процесс набухания образца грунта и скорость становится равной нулю; измеряется в единицах времени.

Пикно́метр (от др.–греч. πυκνός — «плотный» и μετρέω — «измеряю») — физико-химический прибор, стеклянный сосуд специальной формы и определённой вместимости, применяемый для измерения плотности веществ в газообразном, жидком и твёрдом состояниях. Пикнометр был изобретён Дмитрием Ивановичем Менделеевым в 1859 г.

Плотность почвы (). масса абсолютно сухой почвы в единице объема почвы со всеми свойственными естественной почве пустотами.

Плотность (почвы, агрегата, твердой фазы) [density]:

~ почвы (ρ_b) [bulk density]. масса абсолютно–сухой почвы в единице объема почвы со всеми свойственными естественной почве пустотами. Обычно плотность почвы в почвенном профиле увеличивается вниз по профилю. Плотность верхнего горизонта почв под травяными ценозами в одних и тех же условиях выше плотности пахотных угодий. Наименее плотная почва в горизонте А₁ под лесом. Плотность у суглинистых почв заметно растет с уменьшением влажности почв. Разрушение почвенных агрегатов сопровождается увеличением плотности почв. Наибольшая плотность у песчаных почв (1,7 г/см³) и неагрегированной глины (слитой почвы) (2,0 г/см³). При земляных работах учитывают плотность сырой почвы. Плотность почвы преимущественно определяют буровым методом: определяют массу абсолютно–сухой почвы, отобранной из естественной почвы с помощью кольца строго определенного объема (в варианте Н.А. Качинского высота и диаметр кольца 4 и 5.8 см соответственно).

~ агрегата (ρ_а). масса твердофазных компонентов агрегата, отнесенная к объему агрегата. Одна из наиболее важных почвенно–физических характеристик, так как большинство микробиологических процессов, запасание веществ происходит именно в агрегатном пространстве. Зависит не только от генезиса и использования почв, но и от размеров агрегатов: чем меньше агрегат, тем больше его плотность. Определяют, измеряя массу абсолютно–сухого агрегата, а затем его объем, обычно покрывая агрегат тонкими непроницаемыми пленками и взвешивая его в жидкости. Наиболее распространенные методы. парафиновый (покрытие поверхности жидким парафином и взвешивание в спирте) и керосиновый (насыщение агрегата керосином и взвешивание в керосине).

~ твердой фазы почв (ρ_s). масса твердых компонентов почвы в единице объема без учета пор. Определяют пикнометрически (в водных и воздушных пикнометрах). Обычно близка к плотности доминирующих минералов, составляющих твердую фазу почв (2,6–2,8 г/см³). П.т.ф.п. средневзвешенная плотность всех составляющих твердую фазу почвы (минералы, органические вещества и др.).

Плотность твердой фазы почв (). масса твердых компонентов почвы в единице объема без учета пор.

Полная влагоемкость (водовместимость, ПВ). наибольшее количество воды, содержащееся в почве при полном заполнении всех пор и пустот, за исключением занятых «защемленным» и адсорбированным воздухом.

Порозность (синоним. пористость) почвы (ε). объем почвенных пор в почвенном образце по отношению к объему всего образца [см³/см³, %]. Рассчитывается по данным о плотности почвы () и твердой фазы почвы(): [см³/см³].

Порозность аэрации (синоним – воздухосодержание). разница между общей порозностью и объемной влажностью почвы: .

Почвенный комок, фрагмент. термин, аналогичный почвенному агрегату, но применяемый, как правило, к агрегатам размером >10 мм.

Почвенный пед. термин, во многом аналогичный агрегату. Однако термин «почвенный агрегат» чаще всего применяют для зернистой, комковатой структуры гумусово–аккумулятивного и пахотного горизонтов, а «пед». для разнообразных структурированных природных почвенных образований в различных горизонтах почвы.

Прочность структуры механическая. сопротивление структурных отдельностей почвы раздавливанию.

Скорость набухания (vsw) определяется как отношение Δεsw/∆t; она является переменной величиной в процессе набухания. При оценке Δεsw в долях единицы скорость набухания измеряется в с–1 или мин–1.

Стабильность (устойчивость) агрегатов. способность сохранять пространственное распределение твердой фазы почвы и порового пространства при действии внешних сил. Это свойство показывает, насколько соединяющие внутриагрегатные силы способны противостоять внешним разрушающим силам.

Степень набухания (εsw) равна отношению абсолютной деформации образца, свободно набухшего в условиях невозможности бокового расширения (Δh), к первоначальной высоте образца с исходной влажностью (h0); измеряется в % или долях единицы: εsw=∆h/h0.

Сопротивление сдвигу [shear test] – это давление, оказываемое почвой при действии касательных (тангенциальных) напряжений.

Удельная поверхность почвы [soil specific surface]. площадь поверхности 1 г твердофазных почвенных частиц [м²/г]. Удельная поверхность характеризует дисперсность почвы и состояние поверхности почвенных частиц. Различают полную У.П.П. (S_пол), внутреннюю (Si) и внешнюю (Se): Si = S_пол–Se. Внутренняя поверхность. это поверхность микротрещин, микроковерн, микровпадин в почвенных частицах. Внешняя. образуется после заполнения внутренней поверхности частиц. Полная удельная поверхность (S_пол)), внутренняя (Si) и внешняя (Se) отражают сорбционную способность почвы, форму частиц, состояние их поверхности. Определяют различные виды У.П.П. по кривой сорбции (или десорбции) паров воды и рассчитывают по уравнению БЭТ.

Упругость [elasticity]. свойство материальных тел восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил.

Усадка – уменьшение объема при высыхании. Предел усадки соответствует полному удалению воды из почвы и переходу из полутвердой в твердую консистенцию.

Физический Песок [sand]: 1) частицы почвенные элементарные (см.) размером 0,05–1,00 мм. Подразделяется на мелкий (0,05–0,25 мм), средний (0,25–0,50 мм) и крупный (0,50–1,00 мм) (по Н.А. Качинскому); 2) почва, содержащая менее 10% глины физической (см.). Подразделяется на песок рыхлый (менее 5% Г.ф.) и связный (5–10% Г.ф.) (по Н.А. Качинскому).

Фильтрация – движение жидкости в насыщенной этой жидкостью почве (двухфазной системе: твердая и жидкая фазы). В отсутствие специальных указаний фильтрация. это движение воды в насыщенной влагой почве.

Фракция гранулометрическая [textural range]. частицы почвы, условный, эффективный диаметр которых соответствует диаметру шаровидных частиц, падающих в воде с определенной по Стоксу скоростью. Выделяют фракции: 1–0,25 мм (крупный песок), 0,25–0,05 мм (мелкий песок), 0,05–0,01 мм (лессовидная крупная пыль), 0,01–0.005 мм (средняя пыль), 0,005–0,001 мм (мелкая пыль) и меньше 0,001 мм (ил). По содержанию Ф.г. определяют гранулометрический состав почв (см.).

Фильтрация [filtration]. движение воды в насыщенной водой (двухфазной: твердая и жидкая фазы) почве. Описывается законом Дарси (см. уравнение Дарси). В структурированных почвах и при наличии напора наблюдается явление преимущественных путей переноса влаги (см.).