Связность и перколяция структурных поровых сетей в обрабатываемой супесчано-суглинистой почве, количественно оценённые с помощью рентгеновской томографии

Считается, что связность макропоровых сетей оказывает существенное влияние на предпочтительный поток в почве, однако достигнут лишь незначительный прогресс в учёте этих эффектов в ориентированных на управление моделях потока и переноса. В принципе, концепции теории перколяции должны хорошо подходить для количественной оценки связности предпочтительных путей потока, однако до сих пор их применимость к природным почвам в полевых условиях не проверялась. Для изучения этого вопроса с помощью рентгеновской томографии была измерена архитектура порового пространства почвы при разрешении изображений 65 мкм для 64 образцов, отобранных в течение двух последовательных лет из боронованного и вспаханного слоёв супесчано-суглинистой почвы через несколько недель после весенней обработки. Результаты показали, что поровые сети обладали ключевыми характеристиками, предсказываемыми классической теорией перколяции: была выявлена тесная связь между перколирующей долей и пористостью, определённой по изображениям, при пороге перколяции около 0,04–0,06 м3 м−3 в боронованном слое. Порог перколяции был менее чётко выявлен в верхнем слое почвы, который недавно не обрабатывался, хотя, вероятно, это можно объяснить эффектами выборки конечного размера в данном слое, характеризовавшемся более неоднородным и структурированным распределением порового пространства. Несмотря на желательность дальнейших исследований более сильно структурированных почвенных горизонтов, особенно подпочв, предварительно предполагается, что концепции перколяции могут оказаться полезными для оценки проводящей макропористости в управленческих моделях предпочтительного потока и переноса.