СВЯЗЬ ПЛОТНОСТИ ПОЧВЫ С ЕЁ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬЮ И ВОЗМОЖНОСТИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
Ключевые слова:
плотность почвы, электропроводность, экологическая диагностика, уплотнение, пористость, деградация почвы, мониторинг, агроэкосистемыАннотация
Рассматривается взаимосвязь плотности почвы и ее электропроводности как инструмента экологической диагностики структурных изменений. Почва является ключевым компонентом экосистем, а ее функциональность во многом определяется структурой, плотностью и влажностью. Интенсивное использование тяжелой сельскохозяйственной техники приводит к уплотнению, снижению пористости и деградации структуры, что отражается на инфильтрации воды, газообмене и биологической активности. Экспериментальные исследования проведены на трех типах почв Кура-Араксинской низменности: лугово-серых, серо-луговых и аллювиально-луговых. Измерения электропроводности выполнялись в диапазоне частот 0,4–10 МГц при различных уровнях влажности (10–24 %) и плотности (1,1–1,4 г/см³). Результаты показали сильную линейную зависимость электропроводности от плотности, усиливающуюся при увеличении влажности. Наибольшие значения электропроводности зарегистрированы у аллювиально-луговых почв, а наибольшая чувствительность к уплотнению – у серо-луговых. Корреляционный анализ выявил сильные положительные связи (r = 0,95–0,99), а регрессионные модели имели коэффициент детерминации R² > 0,90. Таким образом, удельная электропроводность может рассматриваться как интегральный индикатор состояния почвы, отражающий совокупное влияние физических и гидротермических параметров. Использование этого показателя открывает возможности для ранней диагностики деградации, оптимизации агротехнических приемов и построения систем экологического мониторинга. Методика может быть интегрирована в цифровое земледелие и применена в межрегиональных исследованиях, обеспечивая надежную базу для разработки стратегий устойчивого использования земельных ресурсов.
Библиографические ссылки
- Brady NC, & Weil RR. The nature and properties of soils (15th edition). Pearson Education [Internet, cited 2016 August 15]. 2016, 912 p. Available from: https://www.pearson.com/en-us/subject-catalog/p/the-nature-and-properties-of-soils/P200000006281/
- Keesstra SD, Bouma J, Wallinga J, Tittonell P, Smith P, Cerdà A, Montanarella L. The significance of soils and soil science towards realization of the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs). Soil. 2016;2(2);111–128.https://doi.org/10.5194/soil-2-111-2016
- Lal R. Soil Science Beyond Soil. Soil Science Society of America Journal. 2020;84(3):656–672. https://doi.org/10.1002/saj2.20020
- Corwin DL, Lesch SM. Apparent soil electrical conductivity measurements in agriculture. Computers and Electronics in Agriculture.2005;46(1–3):11–43. DOI: 10.1016/j.compag.2004.10.005.
- Friedman SP. Soil properties influencing apparent electrical conductivity: a review. Computers and Electronics in Agriculture. 2005;46(1–3):45–70. DOI: 10.1016/j.compag.2004.11.001.
- Jacobsen OH, Schjønning P. Electrical conductivity of soils as influenced by soil texture and water content. European Journal of Soil Science. 1993;44(4):593–603. DOI: 10.1111/j.1365-2389.1993.tb00476.x.
- Nadler A, Frenkel H. Determination of soil solution electrical conductivity from bulk soil electrical conductivity measurements by the four-electrode method. Soil Science Society of America Journal. 1980;44(6):1216–1221. DOI: 10.2136/sssaj1980.03615995004400060015x.
- Naderi-Boldaji M, Keller T. Degree of soil compactness is highly correlated with soil physical functions. Soil and Tillage Research. 2016;159:41–46. DOI: 10.1016/j.still.2016.01.010.
- Pozdnyakov AI, Gyulaliyev CG. Elektrofizicheskie svoistva nekotorykh pochv [Electrophysical properties of some soils]. Moscow, Baku: Adilogly; 2004. 240 p. Russian.
- Rhoades JD, Raats PAC, Prather RJ. Effects of liquid-phase electrical conductivity, water content, and surface conductivity on bulk soil electrical conductivity. Soil Science Society of America Journal. 1976;40(5):651–655. DOI: 10.2136/sssaj1976.03615995004000050017x.
- Robinson DA, Jones SB, Wraith JM, Or D, Friedman SP. A review of advances in dielectric and electrical conductivity measurement in soils using time domain reflectometry. Vadose Zone Journal. 2003;2(4):444–475. DOI: 10.2136/vzj2003.4440.
- Zhang X, Hartemink AE. Soil density and electrical conductivity relationships under intensive agriculture. Geoderma.2020;370:114366. DOI: 10.1016/j.geoderma.2020.114366.
- Vashukevich NV, Gyulaliyev CG, Kuklina SL. Diagnostika pochv zony ekologicheskogo monitoringa ozera Baikal s ispol’zovaniem elektrofizicheskogo metoda [Diagnosis of soils in the environmental monitoring zone of Lake Baikal using an electrophysical method]. Agrarny vestnik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals]. 2017;2:14–19. Russian.