Взаимосвязь некоторых свойств почв легкого гранулометрического состава гумидной зоны с электрофизическими параметрами

• Автор: Елисеев, Павел Иванович
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Электрофизические исследования в почвоведении 1Л. Роль электрофизических исследований в почвоведении

1.2. Электрические свойств почв: основные методы измерения

1.3. Электрогеофизика в почвоведении

1.4. Электрофизические методы в почвоведении

1.5. Теория электрических полей и почвообразовательных процессов

1.6. Электрические поля и свойства почв

1.7. Основные измерительные приборы электрофизики почв

1.8. Теоретические основы использования методов электрофизики в точном земледелии

Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Характеристика объектов исследования
2.2. Методы исследования Глава 3. Результаты и обсуждение
3.1 Физико-химическая характеристика объектов исследования
3.2 Связь электрического сопротивления с базовыми свойствами почв
3.3 Характеристика зависимостей электропроводности от базовых свойств почв
3.4. Проверка возможности практического использования полученных зависимостей
3.5. Системы уравнений
Глава 4. Практическое применение результатов исследований
4.1. Обоснование практического применения
4.2. Применение полученных зависимостей в практике прикладного почвоведения и земледелия
4.3 Оценка некоторых свойств почв определяющих степень окультуренности почв по электрическому сопротивлению Заключение
Список литературы Приложение
ВВЕДЕНИЕ
В почвоведении и смежных науках, на протяжении более полувека активно применяются полевые методы электрофизики. При этом широко изучаются закономерности изменения электрических свойств, в том числе и электрического сопротивления, для самых разных природных сред: горных пород, грунтов, различных водных растворов и почв (Corwin et al., 2003; Halvorson, Reule, 1976; Краев, 1965; Матвеев, 1982; Павлова, Хмелевской, 1976; Поздняков, Позднякова, 2004).
Однако стоит отметить, что перечень свойств, от которых зависит сопротивление почв, обычно указывается весьма широким. Например, утверждается, что электрическое сопротивление зависит от минералогического и гранулометрического составов, пористости, насыщенности растворами, сложения и плотности среды, ее температуры и т.д. (Corwin et al., 2003; Fedotov et al., 2002; Johnson et al., 2005; Halvorson, Reule, 1976; Боровинская и др., 1981).
Но, как известно, эти свойства для определенных почв, имеют вполне определенные диапазоны значений, поэтому мы вправе ожидать и для электрического сопротивления почв вполне четких зависимостей от конкретных свойств почв. Круг этих свойств, для определенных групп почв будет, на наш взгляд, хотя и различен, но не широк и вполне конкретен.
Казалось бы, эти зависимости настолько уникальны для каждого конкретного случая, что выявить какие-либо конкретные зависимости невозможно или не представляется целесообразным, исходя из возможных затраченных усилий. Однако это не совсем верно. Как известно, каждый тип почв имеет определенные диапазоны значений каждых свойств. Следовательно, раз свойства почвы имеют определенные диапазоны значений, то и электрическое сопротивление, связанное с этими свойствами будет иметь вполне характерные диапазоны значений. При этом, действуя в определенных диапазонах свойств, можно получить четкие зависимости электрического

сопротивления от данных свойств в выбранных диапазонах (Поздняков, Елисеев, 2012; Сопут, ЬевсЬ, 2003, 2005).
Если посмотреть на данную ситуацию с обратно стороны, то имеется набор зависимостей электрического сопротивления от свойств почв в определенном диапазоне значений. Таким образом, разделяя почвы по данным диапазонам значений свойств, можно составить вполне конкретную картину характеристики почвы по электрическому сопротивлению. Иначе говоря, измеряя электрическое сопротивление, можно говорить о принадлежности данной почве определенного диапазона значений определенных свойств. Круг этих свойств, для определенных групп почв будет, на наш взгляд, хотя и различен, но не широк и вполне конкретен (Поздняков, Елисеев, 2012).
К настоящему времени уже были предприняты попытки по установлению зависимостей удельного электрического сопротивления от различных свойств почв, в том числе и на факультете почвоведения Московского государственного университета (Поздняков, 2005, 2009; Поздняков и др., 2002). В одних случаях были получены довольно тесные зависимости электрического сопротивления от ряда свойств почв, например, влажности (Поздняков, 2005). При этом при выявлении подобных зависимостей с элементами питания - фосфором и калием, а также некоторыми другими, успехов получено не было (Поздняков и др., 2002).
Таким образом, для успешного внедрения использования электрофизических методов в почвоведение и в физику почв, в частности, необходимо выявить зависимости от таких свойств почв, которые являются основополагающими, определяющими самую почву и являются ее точной характеристикой.
Наиболее важными в этом отношении могут быть гранулометрический состав, а конкретнее физическая глина (ФГ) (Шейн, 2005). ФГ является показателем дисперсного состояния почвы, что является неотъемлемой характеристикой каждой почвы (Опяяо е! а1, 2009; 1о1ш80П е! а1., 2005). Несомненным весом обладает и такой показатель, как содержание общего

Он представляет собой хорошо знакомый, четырех электродный прибор, измерения которого основаны на действии постоянного тока. Принцип работы данного прибора будет описан в методике измерений в главе 2. Плюсом данного прибора наравне с достоинствами контактного метода измерения является его экономическая доступность, что в реалиях современного сельского хозяйства достаточно актуально.
В Соединенных Штатах эти приборы широко используются в земледелии. В этой стране серьезное отношение к данным электрических измерений, так как на них основывается такое важное направление в агрономии, как точное земледелие, к которому постепенно переходит современная агрономия.
1.8. Теоретические основы использования методов электрофизики в точном
земледелии
В настоящее время, с учетом высоких темпов прироста населения стоит огромная проблема нехватки продовольствия. Однако перспектива решения данной продовольственной проблемы дополнительно для трех миллиардов человек, которые дополнительно появятся в результате демографического роста в ближайшие тридцать-сорок лет весьма оптимистичная (Corwin et al., 1999; Lowenberg-DeBoer, 1999).
И если не произойдет неожиданных технологических прорывов и открытий, устойчивое сельское хозяйство, как одно из агрономических средств решения этой задачи может не справиться. Концепция устойчивого сельского хозяйства основывается на тонком балансе максимизации урожайности и поддержании экономической выгоды, при минимизации использования иссекаемых природных ресурсов и экологического ущерба в результате воздействия (Corwin et al., 1999). Одна из ключевых технологий для достижения устойчивого развития сельского хозяйства эго использование в растениеводстве метода точного земледелия (Lowenberg-DeBoer, Erickson, 2000).