The contact angle of wetting as an integral indicator of physical-chemical properties of Сhernozems of Kamennaya Steppe | Краевой угол смачивания как интегральный показатель физико-химических свойств черноземов Каменной степи

The sessile drop method was used to measure the contact wetting angle (CWA) of ordinary Chernozem of the Kamennaya Steppe agrolandscape (the Voronezh region). 9 variants of using the studied soils differed in the intensity of mechanical impact (protected mowed steppe, arable land after moldboard plowing), the use of mineral fertilizers and their aftereffect, changes in soil properties under the influence of irrigation. The total organic carbon content (Corg), C/N ratio, specific surface area, and rheological parameters were determined The hydrophilic-hydrophobic properties of the surface of the solid phase of soils, which determine the structure of soil, are characterized by the CWA value which in the studied soil samples varies from 32 degrees (highest wettability) to 45 degrees (lowest wettability). The lowest wettability is due to the increased content of hydrophobic compounds in the organic matter of soils and is characterized by the highest CWA and is typical for native, untreated soil of the mowed steppe, which differs from other studied variants of the experiment in all explored physical and chemical parameters. Moldboard plowing and fallowing lead to deterioration and decrease in the CWA value. The use of mineral fertilizers increases the studied indicator due to changes in plant productivity. For the studied soils, the CWA changes in the following series: mowed steppe, arable land with the mineral fertilizers application, arable land undergone the aftereffect of fertilizers. There has been revealed a relationship of CWA with organic carbon content, specific surface area, and rheological characteristics of Chernozems. The CWA can serve as an integral indicator of changes in the physical and chemical properties of soils, their degradation changes under the conditions of different agricultural load. The method for determining CWA requires a smaller amount of sample compared to rheological methods and is more informative than determining the content of organic matter. / Методом сидячей капли измеряли краевой угол смачивания (КУС) чернозема обыкновенного агроландшафта Каменная степь (Воронежская область). Девять вариантов использования исследуемых почв различались интенсивностью механического воздействия (заповедная косимая степь, вспашка с оборотом пласта), применением минеральных удобрений и их последействием, изменением свойств почвы под действием орошения. Определяли общее содержание С(орг), отношение C/N, площадь удельной поверхности и реологические показатели. Гидрофильно-гидрофобные свойства поверхности твердой фазы почв, определяющие структуру почвы, характеризуются величиной КУС, которая у 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. Вспашки почвы с оборотом пласта, парование приводят к ухудшению физико-химических свойств почв и качественного состава органического вещества, и снижению величины КУС. Применение минеральных удобрений увеличивает исследуемый показатель за счет изменения продуктивности растений. Для изученных почв величина КУС меняется в следующем ряду: Косимая степь, пашня с внесением минеральных удобрений, пашня в условиях последействия удобрений. Выявлена связь КУС с содержанием органического углерода, площадью удельной поверхности и реологическими характеристиками черноземов. КУС может служить интегральным показателем изменения физико-химических свойств почв, их деградационных изменений в условиях различной агрогенной нагрузки. Метод определения КУС требует меньшего количества образца по сравнению с реологическими методами и более информативен, чем определение содержания органического вещества.