Тема: Влияние физико-химических свойств и влажности почв на их оптические характеристики

Оптимизация сельскохозяйственного производства и адаптация сельскохозяйственных культур к неблагоприятным погодным условиям требует применения современных методов дистанционного исследования для состояния почв и посевов. В связи с этим перспективными приемами мониторинга посевов являются методы, основанные на выявлении зависимости цвета почв от их физико-химических показателей, выявление закономерностей с последующей корректировкой внесения удобрений в системе точного земледелия.
Почвы, как природное естественно-историческое тело обладают рядом свойств, обусловленных как компонентами, входящими в них в качестве основных источников происхождения (материнская порода), так и специфических образований, в том чисте подверженных динамической трансформации (гумус, закисные и окисные формы железа, марганца, легко трансформируемые минералы). В силу этого почвы имеют способность избирательно поглощать, отражать и рассеивать световое излучение определенных длин волн. Одной из фундаментальных характеристик почв является способность избирательно поглощать, отражать и рассеивать световое излучение определенной длины волны, зависящее от химического состава и строения, агрегатного состояния объектов.
Одним из инструментальных методов изучения свойств почв являются оптические или спектральные. В настоящее время существует множество таких методов изучения оптических характеристик природных объектов (полевые, лабораторные, дистанционно-аэрокосмические средства). Данные характеристики могут быть применены для оценки плодородия почв, их диагностики, выявления корреляционных связей между качественными и количественными характеристиками и оптическими свойствами.
Почвы, как и другие объекты способны избирательно поглощать, отражать и рассеивать световое излучение в видимом и БИК и ИК диапазонах. Важное значение имеет выявление связей между составом и свойствами почв и их спектральной отражательной способностью (спектральный состав отражаемых ими излучений). Нахождение этих связей является одним из количественных методов характеристики почв, интерпретации процессов трансформации, в том числе деградации их..
Актуальность данной работы в изучении возможностей спектрального анализа почв для оперативной оценки их свойств, создании автоматизированной базы данных спектров, коррелирующих с физическими, химическими, физико-химическими характеристиками или качественными характеристиками почв впоследствии позволит использовать их для дешифрирования данных, получаемых с использованием геоинформационных систем, выделения неоднородности почвенного покрова и пространственно-дифференцированного применения удобрений, проведения агротехнических мероприятий, наполнения геоинформационных систем, выделения пестроты структуры почвенного покрова. Актуальным является совершенствование существующих методов дистанционных исследований почв, интерпретации и использования данных.
Цель работы:
изучение взаимосвязи основных физических, физико-химических и химических свойств почв с их оптическими характеристиками.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
1. Изучение физических, химических и физико-химических свойств антропогенно- преобразованных почв, определяющих их оптические свойства.
2. Изучение оптических свойств исследованных почв различными спектральными методами и для установления их зависимости от основных физико-химических свойств.
3. Выявление связи оптических характеристик почв, полученными различными спектральными методами с их физическими, химическими и физико-химическими свойствами и влажностью.

Купить

1. Изучены физические, химические и физико-химические характеристики образцов почв агрокатены Клинско-Дмитровской гряды и гумусовых горизонтов почв с опытных полей Меньковского филиала ФГБНУ АФИ. В качестве характеристик, используемых для выявлений взаимосвязей оптических свойств почв с физико-химическими свойствами выбраны:
- содержание гумуса;
Содержание гумуса в гумусовых горизонтов агрокатены Клинско-Дмитровской гряды в диапазоне от 0,6% до 3,7%, в гумусовых горизонтах почв стационарного опыта на Меньковской опытной станции в диапазоне от 2,1 % до 5,6 % .
- комплексная характеристика - степень окультуренности, определяемая по ряду показателей (рН, обменные формы кальция и магния, гранулометрический состав, емкость катионного обмена, гидролитическая кислотность) -среднеокультуренная, хорошоокультуренная и высокоокультуренная
- система удобрений - три фона.
2. Изучены оптические и спектральные свойства следующими методами:
1. Определение окраски почвы в системе CIE-L*a*b*.
2. Определение диффузного рассеяния в БИК диапазоне на ИК-спектрометре СПЕКТРАН 119М при длинах волн от 1400 нм до 2400 нм
3. Определение оптических характеристик почв с помощью прибора Ocean Optics в диапазонах 400 нм- 1100 нм
3. При изучении показана тесная обратная корреляционная связь между содержанием гумуса и параметром b* в оптической системе CIE-L*a*b*. Выявлена зависимость между диффузным рассеянием в БИК области спектра с содержанием гумуса и степенью окультуренности почвы. Выявлена взаимосвязь в диапазоне длин волн от 400 нм до 1100 нм между отражательной способностью почв с содержанием органического вещества, а также с дозами применяемых органических и минеральных удобрений.

Купить