Главная Коллекция "Revolution" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Влияние физико-химических свойств и влажности почв на их оптические характеристики

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

Изучение оптических характеристик антропогенно-преобразованных почв методом спектроскопии. Использование спектрального анализа для определения физико-химических свойств почв агрокатены Клинско-Дмитровской гряды, гумусовых почв Меньковской опытной станции.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 30.10.2017
Размер файла 988,2 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Рисунок 10. Спектры отражения образцов гумусовых горизонтов почв полевого севооборота разной степени окультуренности

На вариантах опыта, где не вносились минеральные удобрения степень отражения на хорошо- и высокоокультуренной почве были практически одинаковыми (рисунок 11, 12). На вариантах, где применялась средняя доза минеральных удобрений наблюдалось незначительное увеличение отражения на хорошоокультуренной почве, наиболее выраженное в БИК области спектра. При увеличении дозы минеральных удобрений данная тенденция становится более выражена как в видимой, так и в БИК области спектра. Это можно объяснить тем, что с применением минеральных удобрений на хорошо- и высокоокультуренной почве уменьшается общее количество гуминовых кислот и увеличивается суммарное количество фульвокислот ( на хорошоокультуренной почве с применением средней дозы минеральных удобрений сумма ГК уменьшилась на 4,5%, на высокоокультуренной сумма ГК уменьшилась на 1,3%. С применением высокой дозы минеральных удобрений на хорошо окультуреннй почве сумма ГК уменьшилась на 8,4%, на высокоокультуренной на 0,9% соответственно).

Рисунок 11. Спектры отражения образцов гумусовых горизонтов почв полевого севооборота разной степени окультуренности при применении средних доз минеральных удобрений

Рисунок 12. Спектры отражения образцов гумусовых горизонтов почв полевого севооборота разной степени окультуренности при применении высоких доз минеральных удобрений

4. Обсуждение результатов

В ходе работы показана значимость спектральных и колориметрических методов для оценки основных химических, физико-химических и физических свойств почв.

Оценены основные физико-химические, химические и физические свойства почв агрокатены Клинско-Дмитровской гряды и верхние гумусовые горизонты почв Меньковской опытной станции ФГБНУ АФИ, отличающиеся по степени окультуренности, созданной за счет внесения различных доз органических и минеральных удобрений.

Показано, что существует тесная обратная корреляционная связь между содержанием гумуса и параметром b* в оптической системе CIE-L*a*b*. Выявлено, что отражательная способность почв возрастает при уменьшении содержания гумуса и от дозы минеральных и органических удобрений. Выявлено, что при увеличении дозы минеральных удобрений наблюдается увеличение отражательной способности на хорошокультуренной почве в БИК области спектра. При увеличении дозы органических удобрений, влияние минеральных удобрений на отражательную способность почв становится более выражена.

Данные, полученные на ИК-спектрометре свидетельствуют о том, что с увеличением содержания органического вещества в почве уменьшается диффузное рассеяние.

Полученные в работе данные согласуются с результатами работ, выполненных рядом авторов и подтверждают возможность и перспективность использования оптических, спектральных и колориметрических методов для оценки основных хромофорных свойств почв, таких как цвет, определяемый содержанием и качеством гумуса, а также комплексных характеристик почв, в данном случае степень окультуренности, определяемая рядом параметров: рН, обменные Са2+

Результаты работы свидетельствуют о разной точности и воспроизводимости используемых методов, а также необходимости использовании их в качестве взаимодополняющих.

ВЫВОДЫ

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.

ЛИТЕРАТУРА

1. Агроклиматический справочник по Московской области. Л.: Гидрометеоиздат, 1954. 194 с.

2. Алехин В.В. Растительность и геоботанические районы Московской и сопредельных областей. М.: Изд-во Об-ва испытат. природы, 1947. 70 с.

3. Атлас Московской области. М.: Изд-во ГУГК, 1964. 13 с.

4. Водяницкий Ю.Н. Диагностика переувлажненных минеральных почв. М.: Почв. Ин-т им. Докучаева РАСХН, 2006. 170 с.

5. Водяницкий Ю.Н. Химия, минералогия и цвет оглеенных почв. М.: Почв. Ин-т им. Докучаева РАСХН, 2006. 170 с.

6. Водяницкий Ю.Н., Васильев А.А., Кожева А.В., Сатаев Э.Ф. Цвет почв на аллювиальных отложениях Средне - Камчатской низменной равнины. Почвоведение. 2007. №3. С. 318-330.

7. Геология СССР. Центр Европейской части СССР. М.: Недра, 1971. 742 с.

8. Дик Н.Е., Соловьев А.И., Спиридонов А.И. Из истории развития представлений о рельефе Подмосковья. Общий характер поверхности // Рельеф Москвы и Подмосковья. М.: Изд-во географ. лит-ры, 1949. С. 8-23.

9. Добровольский Г.В. и др. Почвенное районирование и сельскохозяйственное использование территории Центрального экономического района / Вест. МГУ. 1970. Серия 6 - почвоведение.

10. Докучаев В.В. Русский чернозем. Изд. 2-е, 1952

11. Карманов И.И. Спектральная отражающая способность и цвет почв, как показатели их свойств (почвенный институт имени В.В. Докучаева). 1974

12. Керзум П.П., Русаков А.В., Матинян Н.Н. Палеогеографические предпосылки развития почвенного покрова центра Русской равнины / / Проблемы эволюции почв: Мат. IV Всерос. конф. Пущино: ИФХиБПП РАН, 2003. С. 116-121.

13. Классификация и диагностика почв России. Смоленск, 2004. 342 с

14. Крищенко В.П. Ближняя инфракрасная спектроскопия. Москва - 1997.

15. Норрис К.Х. Приборы для ближней инфракрасной спектроскопии/ Применение спектроскопии в ближней инфракрасной области для контроля качества продукции (4-й сборник научных трудов по ИКС). - М.: Интерагротех, 1989. -С. 5-10.

16. Почвы Московской области и их использование / Коллектив авторов. В 2-х томах. Т.1. М.: Почвенный институт им. В. В. Докучаева, 2002. 500с.

17. Южная тайга Русской равнины. Почвы Клинско-Дмитровской гряды // Докл. К Х Междунар. конгрессу почвоведов. М., 1974. С. 4-62.

18. Barron V., Torrent J. Evidence for simple pathway to maghemite in Earth and Mars soil // Geochim. Cosmochim. Acra. 2002. V. 66. P. 499-510

19. Barron V., Torrent J. Use of the Kubelka-Munk theory to study the influence of iron oxides on soil color // J. Soil Sci. 1986. V. 37. P. 499-510

20. Bowers S.A. and Hanks R.J. Reflection of radiant energy from soils / / Soil Sci. - 1965. - Vol. 100, № 2. - P. 130-138.

21. Krishnan P., Alexander J., Butler B., and Hummel J. Reflectance techniques for predicting soil organic matter / Soil Sci. Soc. Am. J. - 1980. - Vol.44. - P. 1982.

22. Sanchez-Maranon M., Delgado G., Melgosa M., Hita E., Delgado R. CIELAB color parametrs and their relationship to soil characteristics in Mediterranean red soil // Soil Science. 1997. V. 162. P. 833-842

23. Sanchez-Maranon M., Soriano M., Melgosa M., Delgado G., Delgado R. Quantifying the effects of aggregation, particle size and components on the color of Mediterranean soil // European J. Soil Science. 2004. V. 55. P. 551-565

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Плотность твердой фазы почвы опорных разрезов агрокатены Клинско-Дмитровской гряды

Разрез 7М-06

Гор., см

Р1 (0-20)

Р1 (20-35)

Р2 (35-45)

C1 (45-54)

C2 (60-80)

C2 (80-105))

C3 (105-120)

Dg (120-140)

Dg (140-150)

с, г/см3

2,30

2,33

2,41

2,44

2,56

2,58

2,60

2,56

2,49

Разрез 5М-05

Гор., см

Р1 (0-35)

Р2 (35-40)

C1 (40-50)

C1 (50-60)

C2 (64-75)

прослой (64-73)

C3 (75-86)

D1 (90-107)

D2 (107-120)

D2 (120-135)

D3 (136-150)

мат-л трещ.

с, г/см3

2,23

2,37

2,46

2,56

2,46

2,60

2,48

2,30

2,32

2,33

2,22

2,60

Разрез 8М-06

Гор., см

Р (0-25)

RY (30-40)

[AY] (43-55)

[Е] (60-65)

[BF] (70-80)

[BF] (80-95)

[BC] (95-110)

[BC] (115-125)

D1 (140-150)

D2 (150-160)

с, г/см3

2,22

2,28

2,57

2,23

2,33

2,37

2,43

2,40

2,40

2,52

Разрез 3М-04

Гор., см

РB rh (0-25)

РC (30-38)

C (45-54)

CD (55-65)

D1t (70-79)

D2t (80-95)

D3tg (100-120)

D3tg (120-130)

D4tg (140-150)

с, г/см3

2,53

2,52

2.61

2,54

2,39

2,43

2,35

2,38

2,39

Разрез 6М-06

Гор., см

Р (0-15)

Р (15-29)

ВЕL (29-45)

ВЕL (45-58)

ВТ (58-78)

ВCt (78-105)

Сt (105-120)

с, г/см3

2,39

2,44

2,43

2,38

2,41

2,45

2,29

Разрез 2М-04

Гор., см

Р (0-20)

Р (20-35)

ЕL (35-48)

BEL (50-60)

ВT1 (65-85)

ВT2 (85-95)

ВTe (100-115)

ВC1g (120-135)

ВС2g (136-150)

ВС3g (150-160)

с, г/см3

2,35

2,51

2,45

2,41

2,29

2,29

2,44

2,31

2,38

2,40

Разрез 4М-05

Гор., см

Р (0-25)

ВЕL (25-35)

ВT1 (35-50)

ВT1 (52-74)

ВT2 (75-91)

ВT3 (96-120)

ВС (122-135)

с, г/см3

2,37

2,42

2,50

2,52

2,30

2,44

2,37

Разрез 10М-07

Гор., см

Р (0-10)

Р (10-25)

Р (25-32)

Рдрев (37-44)

ВТе (32-55)

ВТ (55-70)

ВТ (70-90)

ВC (90-120)

ВС (120-140)

Сg (140-160)

с, г/см3

2,37

2,56

2,66

2,67

2,54

2,51

2,45

2,47

2,41

2,48

Таблица 2

Гранулометрический состав и плотность твердой фазы верхних гумусовых горизонтов, отобранных на Меньковской опытной станции

№ п/п

С.о.

Окульт.

Вар.У.

d, г/см3

Содержание фракций (%) различного размера (мм.)

1-0,25 мм

0,25-0,05 мм

0,05-0,01 мм

0,01-0,005 мм

0,005-0,001 мм

<0,001 мм

<0,01

1

Пол.

Ср.

1

2,62

18

42

19

4

6

11

21

2

2

2,56

19

39

20

6

5

11

22

3

3

2,52

19

38

22

7

3

11

21

4

Хор.

1

2,60

18

40

20

3

7

12

22

5

2

2,56

18

42

14

9

5

12

26

6

3

2,69

18

41

22

4

5

10

19

7

Выс.

1

2,55

17

44

20

6

5

8

19

8

2

2,57

19

35

24

8

2

12

22

9

3

2,65

18

36

24

7

3

12

22

10

Ов

Ср.

1

2,58

14

37

26

6

5

12

23

11

2

2,55

16

38

25

3

5

13

21

12

3

2,60

14

38

26

5

5

12

22

13

Хор.

1

2,59

17

37

23

8

3

12

23

14

2

2,58

17

37

21

5

7

13

25

15

3

2,58

17

42

18

6

5

12

23

16

Выс.

1

2,62

16

37

26

6

3

11

21

17

2

2,53

16

40

21

7

4

12

23

18

3

2,64

15

40

23

4

7

11

22

Таблица 3

Гранулометрический состав почв опорных разрезов агрокатены Клинско-Дмитровской гряды

Горизонт глубина, см

d, г/см3

Содержание фракций (%) различного размера (мм)

1-0,25

0,25-0,05

0,05-0,01

0,01-0,005

0,005-0,001

<0,001

<0,01

Грануло-метрический состав

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

7М-06

Р1(0-20)

2,30

4

57

23

4

7

5

16

супесь

Р1(20-35)

2,33

5

57

23

3

7

5

15

супесь

Р2(35-45)

2,41

5

62

18

4

7

4

15

супесь

С1(45-54)

2,44

4

67

19

1

7

2

10

супесь

С2(60-80)

2,56

2

67

18

0

7

6

13

супесь

С2(80-105)

2,58

4

68

16

0

7

5

12

супесь

С3(105-120)

2,60

7

57

15

7

1

13

21

легкий суглинок

Dg (120-140)

2,56

3

20

20

7

16

34

57

легкая глина

Dg (140-150)

2,49

6

26

19

6

14

29

49

тяжелый суглинок

5М-05

Р1(0-35)

2,23

4

9

73

1

8

5

14

супесь

Р2(35-40)

2,37

4

62

21

2

8

3

13

супесь

C1(40-50)

2,46

2

75

14

1

7

1

9

песок связный

C1(50-60)

2,56

2

71

18

1

6

2

9

песок связный

C2(64-75)

2,46

4

58

27

1

6

4

11

супесь

прослой (64-73)

2,60

1

55

24

0

8

12

20

супесь

C3(75-86)

2,48

4

56

18

0

8

14

22

легкий суглинок

D1(90-107)

2,30

0

12

33

6

17

32

55

легкая глина

D2(107-120)

2,32

0

25

15

8

19

33

60

легкая глина

D2(120-135)

2,33

1

13

25

8

20

33

61

средняя глина

D3(136-150)

2,22

2

8

28

6

22

34

62

средняя глина

материал трещины

2,60

9

66

6

1

10

8

19

супесь

8М-06

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Р(0-25)

2,22

4

58

23

0

10

5

15

супесь

RY(30-40)

2,28

4

59

22

4

8

3

15

супесь

[AY](43-55)

2,57

3

57

26

3

6

5

14

супесь

[E](60-65)

2,23

4

60

24

0

11

1

12

супесь

[BF](70-80)

2,33

4

65

18

2

9

2

13

супесь

[BF] (80-95)

2,37

7

58

24

1

9

1

11

супесь

[BC] (95-110)

2,43

6

70

11

0

9

4

13

супесь

[BC] (115-125)

2,40

5

59

22

0

8

6

14

супесь

D1 (140-150)

2,40

3

49

26

0

9

13

22

легкий суглинок

D2 (150-160)

2,52

1

7

41

2

16

33

51

легкая глина

3М-04

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

РBrh(0-25)

2,53

3

52

31

3

10

1

14

супесь

РC(30-38)

2,52

2

56

29

3

10

0

13

супесь

C(45-54)

2,61

3

57

30

2

7

1

10

супесь

CD(55-65)

2,54

3

48

30

3

9

7

19

супесь

D1t(70-79)

2,39

3

1

52

6

16

22

44

тяжелый суглинок

D2t(80-95)

2,43

1

6

49

9

11

24

44

тяжелый суглинок

D1tg(100-120)

2,35

0

3

50

9

13

25

47

тяжелый суглинок

D1tg(120-130)

2,38

0

2

51

9

12

26

47

тяжелый суглинок

D2tg(140-150)

2,39

0

2

49

9

10

30

49

тяжелый суглинок

6М-06

Р(0-15)

2,39

2

41

33

8

11

5

24

легкий суглинок

Р(15-29)

2,44

2

39

39

4

12

4

20

легкий суглинок

ВЕL(29-45)

2,43

1

24

41

3

8

23

34

средний суглинок

ВЕL(45-58)

2,38

0

30

34

0

10

26

36

средний суглинок

ВT(58-78)

2,41

0

9

50

0

13

28

41

тяжелый суглинок

ВCt(78-105)

2,45

0

2

57

3

12

26

41

тяжелый суглинок

Сt (105-120)

2,29

0

2

54

1

14

29

44

тяжелый суглинок

2М-04

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Р(0-20)

2,35

2

40

40

5

7

6

18

супесь

Р(20-35)

2,51

1

42

38

4

9

6

19

супесь

ЕL(35-48)

2,45

1

39

41

5

12

2

19

супесь

BEL(50-60)

2,41

1

27

40

1

11

20

32

средний суглинок

ВT1(65-85)

2,29

0

15

47

3

13

22

38

средний суглинок

ВT2(85-95)

2,29

0

17

47

4

11

21

36

средний суглинок

ВTe (100-115)

2,44

0

16

49

3

14

18

35

средний суглинок

ВC1g (120-135)

2,31

0

9

53

4

12

22

38

средний суглинок

ВС2g (136-150)

2,38

0

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены