Изучение пространственной изменчивости свойств почв геостатистическими методами

Мелиховская, Полина Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Изучение пространственной изменчивости свойств почв геостатистическими методами
ВАК РФ 03.02.13, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Изучение пространственной изменчивости свойств почв геостатистическими методами"

На правах рукописи

Мелиховская Полина Владимировна

Изучение пространственной изменчивости свойств почв геостатистическими методами

Специальность 03.02.13 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 2 МАЙ 2011

Москва-2011

4845471

Работа выполнена на кафедре общего земледелия факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова

Научный руководитель:

доктор биологических наук Самсонова В.П.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук Фрид Александр Соломонович кандидат биологических наук Фаустова Екатерина Валерьевна

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА

имени К.А. Тимирязева

Защита диссертации состоится «Г7» мая 2011 года в 15 ч. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании Диссертационного совета Д 501.002.13 при МГУ имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д,1, корп.12, факультет почвоведения. Факс: +7(495)9392947.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан «15» апреля 2011 г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании диссертационного Совета или присылать отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, по адресу 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ им, М.В.Ломоносова, факультет почвоведения, Ученый Совет.

Ученый секретарь диссертационного Совета

д.б.н. Никифорова А.С.

Общая характеристика работы

Актуальность:

Пространственная изменчивость свойств почв обуславливает неодинаковую обеспеченность сельскохозяйственных растений питательными веществами. Если изменчивость свойств находится в рамках интервала толерантности, то влияние этого фактора на урожайность должно быть незначительно. В случае сильных колебаний обеспеченности на угодье диапазон изменчивости урожайности может быть значительным. Поэтому оценка характера и закономерностей пространственной изменчивости отдельных свойств представляет актуальную задачу как для теоретического почвоведения, так и для практических приложений, в частности, для точного земледелия.

В настоящее время имеется достаточно много сведений о закономерностях изменчивости отдельных свойств дерново-подзолистых почв. Агросерые почвы до настоящего времени остаются почти неисследованными в этом отношении.

Цель работы:

Изучить закономерности пространственной изменчивости свойств агросерых почв в масштабах угодья и ее влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.

Задачи:

1) Оценить масштабы изменчивости отдельных свойств в пределах угодья;

2) Определить законы статистических распределений для этих свойств;

3) Выявить структуру изменчивости свойств, ее связь с рельефом угодья и характером антропогенного воздействия;

4) Исследовать устойчивость пространственных структур во времени;

5) Оценить влияние неоднородности почвенных свойств на урожайность на примере овса.

Новизна:

Впервые было проведено подробное исследование основных агрохимических показателей в пределах сельскохозяйственного угодья на агросерых почвах Брянского ополья.

Впервые для условий Брянского ополья и выбранного способа опробования были рассчитаны взаимосвязи почвенных свойств и урожайности между собой и с характеристиками рельефа. Показано влияние способа получения информации и обработки данных на результаты исследования.

Впервые проведено сравнение результатов анализа данных в программах для обеспечения точного земледелия (SMS Advanced) и программах общего пользования (АгсМар9).

Практическая значимость:

Результаты работы могут быть использованы при обосновании внедрения элементов точного земледелия на территории Брянского ополья. Сравнение программ обработки данных позволяет рекомендовать пакет SMS для оценки состояния и мониторинга сельскохозяйственных угодий.

Результаты работы могут быть использованы при проведении почвенных и агрохимических обследований сельскохозяйственных угодий.

Апробация работы:

Промежуточные результаты и отдельные части работы были представлены на V съезде Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Ростов,2008); на Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию кафедры почвоведения имени Л.Н. Александровой (2008 г.); на II Международной научно-практической конференции,

посвященной 75-летию кафедры почвоведения Иркутского государственного университета (2006 г.); на Международной научной конференции «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» (Санкт-Петербург, 2007 г., на Всероссийской конференции «Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова», Москва, 2010 г., на заседаниях кафедры Общего земледелия факультета почвоведения МГУ (2006, 2007, 2010 гг.)

Публикации: По теме диссертации опубликовано 11 работ, 3 из них в изданиях из списка ВАК России.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, списка используемой литературы и приложений и включает 118 стр. машинописного текста, 26 рисунков и 19 таблиц. Список использованной литературы включает 172 наименования, из них 62 на иностранных языках.

Глава 1. Пространственная изменчивость агрохимических свойств почв сельскохозяйственных угодий (литературный обзор)

Длительное время пространственное варьирование почвенных свойств рассматривалось как досадная помеха при агрохимическом обследовании сельскохозяйственных угодий и при проведении режимных наблюдений за отдельными свойствами почв. Лишь во второй половине XX в. накопление сведений о проявлениях пространственной неоднородности отдельных почвенных свойств привело к осознанию того, что необходима систематизация отдельных сведений и создание теории почвенной неоднородности. В России начало этому положено трудами Е.А. Дмитриева, рассмотревшего различные аспекты проявления почвенной вариабельности и их влияния на информацию о почвенных объектах. До недавнего времени изучение пространственной изменчивости почвенных свойств представляло лишь теоретический интерес, однако в последние годы эта проблема перешла в практическую область (Webster R., 1992, Robert P., 1993, McBratney, 1990, Якушев В.П., 2002, и др.). Не в последнюю очередь это связано с развитием концепции «точного земледелия». В главе приводится подробный обзор развития методов оценки пространственной изменчивости почвенных свойств и современного состояния проблемы.

Глава 2. Объекты и методы

Экспериментальный участок находится в 25 км от Брянска, относится к типологической группе ополья. Рельеф пологоволнистый, диапазон разности высот 22,5 м. Понижения замкнутые, округлой или вытянутой формы (рис.1).

Работы проводились на поле Брянской сельскохозяйственной академии площадью 16 гектаров. В 2005 году поле было засеяно овсом, а в 2006 гречихой, горчицей и соей (площади занятые культурами были приблизительно равны). Материнская порода: крупнопылеватый лессовидный суглинок, вскипание с глубины 1,5-2 м.

Почвенный покров изучаемого угодья был мелиорирован в 1979 - 1980 гг., в процессе чего верхний гумусовый слой был сдвинут за пределы угодья. Выравнивание было произведено за счет средней части профиля. После чего смесь верхних гумусовых горизонтов была равномерно распределена по территории. Ее толщина составила около 30 см.

На территории участка было проведено почвенное картирование. Было заложено 4 разреза на основных элементах рельефа и 67 прикопок. Координаты точек опробования фиксировались при помощи приемника GPS.

Современный пахотный горизонт составляет 22-24 см. В результате проведенной мелиорации почвенный покров участка представлен комбинациями нескольких типов и подтипов почв. Согласно классификации 2004 г, в наиболее высоких местах по рельефу находятся агроземы темные, когда агротемногумусовый горизонт залегает непосредственно на горизонте С, представленным карбонатными лессами. Наиболее распространены на участке агроземы глинисто-иллювиальные, у которых сохранился в профиле горизонт В, в котором признаки иллювирования выражены не так сильно из-за легкого механического состава и высокой пылеватости почвообразующей породы. По краям угодья, а также на некоторых участках сохранились агро-серые типичные почвы. В понижениях наблюдались агро-серые со вторым гумусовым горизонтом. Второй гумусовый горизонт является самым темноокрашенным в профиле с зернисго-порошистой структурой, крупные структурные отдельности имеют ярко выраженную тенденцию к плитчатости. Таким образом, почвенный покров изучаемого участка нами был условно разделен на 4 класса по тому, какой горизонт находится под пахотным горизонтом: 1 класс - второй гумусовый горизонт, 2 класс - AUe или АЕ1, 3 класс - горизонт В, 4 класс - горизонт С.

о 62,5 125 250 Meters

Рис. 1. Схемы отбора проб

На территории участка в 2005 и 2006 гг. из слоя 0-20 см буром были отобраны почвенные пробы. Всего было отобрано 167 почвенных образцов в июне 2005 года (далее первый срок), 123 в сентябре 2005 года (второй срок) и по 150 почвенных образцов в июне и сентябре 2006 года (первый и второй срок соответственно). Общее число почвенных проб - 590. В июне 2006 г в непосредственной близости от точек отбора проб оценивался видовой состав и численность сорняков. Учет проводился в рамках размером 50*50 см. Растительные пробы отбиралась методом сплошного укоса растений на площадках 50*50 см на высоте 3 см. Отбор растительных проб проводился в августе 2005 года, число растительных проб - 116.

Схемы отбора различались. В 2005 г пробы отбирались по случайно-стратифицированной схеме, в 2006 г - в узлах почти регулярной сетки (рис. 1) с шагом опробования около 25 м. Дополнительно были проанализированы разрезы, заложенные на типичных агросерых почвах и агросерых со вторым гумусовым горизонтом.

В почвенных пробах определялась величина рНКсь содержание подвижных фосфора и калия (метод Кирсанова), содержание органического углерода (экспресс-анализатор АН-8012).

Для того, чтобы обоснованно судить о степени пространственного варьирования тех или иных свойств, необходимо знать, как велика аналитическая ошибка при их определении. В силу того, что анализы проводились в течение длительного времени, аналитические ошибки могли меняться, поэтому их определение проводилось в каждый год опробования в 10 образцах в двойной повторное™.

Таблица I. Аналитические ошибки определения агрохимических свойств

2005 г 2006 г

с 0,085 0,102

РА 2,806 2,093

К20 0,568 1,626

рН 0,048 0,070

Статистическая обработка результатов проводилась при помощи программы STATISTICA 6, построение карт и пространственный анализ - в программе ArcGis 8, SURFER 8 и SMS Advanced.

Глава 3. Результаты

Статистические показатели

Статистический анализ данных показал (табл.2), что по средним значениям исследованных свойств участок попадает в категорию благополучных. По средним значениям рН его можно отнести к слабокислым, содержание калия и фосфора повышенное. Содержание органического углерода достаточно высокое. Однако разброс значений исследованных показателей достаточно велик. Так, хотя основная масса значений рН сосредоточена в узком диапазоне, есть участки как со значениями, относящимися к среднекислым, так и с величиной рН, превышающей 7 единиц, что может быть обусловлено попаданием избыточных количеств СаС03.

Судя по величинам нижних и верхних квантилей, аналогичным образом обстоит дело и с содержанием подвижных форм фосфора и калия. Основная часть значений этих показателей лежит в области высокой и очень высокой обеспеченности, но есть значения, попадающие в области низкой обеспеченности, а также превышающие оптимальные значения в несколько раз. Это так же можно связать с неоднородным внесением удобрений. Основная часть значений органического углерода также лежит в небольшом диапазоне, и в целом на угодье оптимальное содержание органического вещества, но есть единичные низкие и высокие значения.

Таким образом, все исследованные показатели перекрывают несколько градаций обеспеченности. И при общем, казалось бы благополучном состоянии угодья, есть зоны с низким содержанием питательных веществ и значений рН, а также с очень высоким содержанием некоторых показателей (например, подвижного фосфора и

Таблица 2. Статистические характеристики свойств пахотного горизонта

Характеристики рН Сорг Р205 К20

2005 2006 2005 2006 2005 2006 2005 2006

1 срок 2 срок 1 срок 2 срок 1 срок 2 срок 1 срок 2 срок 1 срок 2 срок 1 срок 2 срок 1 срок 2 срок 1 срок 2 срок

Объем выборки 124 114 152 152 144 109 140 143 136 113 138 145 136 141 137

Среднее 5,37 5,24 5,43 5,36 1,99 2,05 2,19 1,97 40,63 34,82 45,58 46,30 37,65 39,81 33,69

Медиана 5,20 5,11 5,31 5,26 1,95 1,97 2,20 2,01 39,70 32,36 43,69 43,47 35,68 37,54 24,86

Минимум 4,74 4,58 4,58 4,23 0,97 0,96 0,78 0,69 19,12 11,30 21,85 4,18 12,65 16,15 6,68

Максимум 7,18 6,80 7,40 7,07 3,06 3,04 3,10 2,86 166,12 71,44 126,20 128,69 79,49 89,32 136,81

Нижний квартиль 5,02 4,96 5,11 5,09 1,61 1,70 1,94 1,75 32,35 22,58 37,80 35,88 28,45 29,66 16,84

Верхний квартиль 5,60 5,37 5,63 5,51 2,33 2,38 2,44 2,16 45,58 43,39 51,55 54,68 47,42 47,67 41,09

Дисперсия 0,29 0,23 0,24 0,19 0,22 0,20 0,15 0,12 220,63 197,27 190,37 333,40 172,77 210,14 596,61

Стандартное отклонение 0,53 0,48 0,48 0,44 0,47 0,45 0,38 0,34 14,85 14,05 13,80 18,26 13,14 14,50 24,43

Стандартная ошибка 0,05 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 1,27 1,32 1,17 1,52 1,13 1,22 2,09

Асимметрия 1,51 1,71 1,58 1,48 0,24 0,08 -0,33 -0,31 4,65 0,55 1,96 1,41 0,62 0,93 1,56

Ошибка асимметрии 0,22 0,23 0,20 0,20 0,20 0,23 0,20 0,20 0,21 0,23 0,21 0,20 0,21 0,20 0,21

Эксцесс 1,95 2,70 3,08 3,07 -0,67 -0,48 0,58 0,96 37,06 -0,30 8,47 4,56 0,17 1,06 2,27

Ошибка эксцесса 0,43 0,45 0,39 0,39 0,40 0,46 0,41 0,40 0,41 0,45 0,41 0,40 0,41 0,41 0,41

V, % 9,95 9,07 8,93 8,21 23,87 21,88 17,59 17,47 36,56 40,34 30,27 39,44 34,92 36,41 72,50

калия). Причем для подвижного фосфора есть настолько высокие значение, что возможно негативное влияние на растения избытка этого вещества.

По величине коэффициента вариации участок можно отнести к выровненному по значению рН (У<10%), умеренно изменчивому по содержанию органического вещества (V 17,5-24 %), и неоднородному по содержанию подвижных калия и фосфора (V 30-40 и 35-72 % соответственно).

По величинам коэффициентов вариации свойства располагаются в ряд:

рН<Сорг<Р205 <К20

Статистические распределения свойств

Наиболее полной характеристикой случайной величины является закон ее распределения. Однако для надежного определения точного вида закона требуется достаточно много данных (не менее 40-50 значений). Такие данные для почвоведения до сих пор редкость (Самсонова, 2008). Между тем, знание законов статистических распределений свойств необходимо не только для обоснованного применения статистических методов, но и для более глубокого познания законов почвообразования. Проверки гипотез о нормальном (Ы) и логарифмически нормальном (Ь) распределениях проводились с использованием критериев Колмогорова-Смирнова и Гипотеза о нормальности распределения не отвергалась, если расчетный уровень значимости а был равен либо меньше 0,05.

Таблица 3. Проверка гипотез о типе статистических распределений почвенных свойств

рН, ас о. рН, рн4 С, с2 с, с4 р. р> р, Ро К, к, ю,

N - - - + + + - - + - - + -

L - - - - + + + + + + + - + + -

Здесь и далее:

С—содержание органического углерода

Р — содержание подвижного фосфора

К—содержание подвижного калия

Нижний индекс около знаков почвенных свойств обозначает срок опробования: 1 - первый срок 2005 г., 2 - второй срок 2005 г., 3- первый срок 2006г., 4 - второй срок 2006 г.

Содержание органического углерода хорошо аппроксимируются как нормальным, так и логнормальным распределениями (табл.3). Отличие распределений от нормального и возможность их аппроксимаций логарифмически нормальным законом установлена для таких свойств как содержание подвижных фосфора и калия, причем в двух случаях распределения этих показателей были близки к нормальному, и в двух не соответствовали ни одному из упомянутых распределений. Значение рН ни нормальным, ни логнормальным распределениями не аппроксимируются.

Корреляции между свойствами

Поскольку статистические распределения свойств в ряде случаев отличались от нормального, нами рассчитывались ранговые коэффициенты корреляции Спирмена. Взаимосвязь между одноименными свойствами в разные сроки опробования высокая (табл.4). Наиболее сильными оказались связи между значениями рН и содержанием органического углерода, менее выраженная связь между содержанием подвижного фосфора. Для подвижного калия коэффициент корреляции незначим.

Таблица 4. Корреляции между одноименными свойствами в разные сроки опробования

2005 г. 2006 г.

р2 рНг с2 Ра рН4 с4 1Q

Р, 0,48 Рз 0,30

РН, 0,91 рН3 0,83

С, 0,90 С, 0,67

Кз 0,13

Связи между разными свойствами практически не выражены (табл.5). Так, для

2005 года значимые коэффициенты корреляции оказались для связи фосфор-калий в 1-й срок опробования и для связи фосфор-значение рН во 2-й срок опробования. Для

2006 года значимые, но также невысокие коэффициенты корреляции были получены для фосфора и значения рН, фосфора и калия, фосфора и органического вещества, калия и органического вещества. Величины значимых коэффициентов корреляции редко превышают 0,3, что в терминах взаимообусловленности свойств составляет менее 10%. Такое независимое варьирование свойств можно интерпретировать как результат отсутствия процессов, дифференцирующих почвенную массу в диапазоне размеров, сравнимых с размером пробы. Наиболее высокие показатели получены для взаимосвязи между подвижным фосфором и калием. Возможно, это объясняется совместным внесением калийно-фосфорных удобрений. Появление остальных значимых коэффициентов обусловлено, скорее всего, случайными причинами.

Таблица 5. Корреляции между почвенными свойствами

2005 г

2005 г., первый срок 2005 г., второй срок

К Р рН С Р рн с

К 1,00 0,36 0,04 -0,01 Р 1,00 0,21 0,04

Р 1,00 0,10 0,04 рН 1,00 -0,07

рН 1,00 -0,15 С 1,00

с 1,00

2006 г

2006 г., первый срок 2006 г., второй срок

Р к с рН р 1 к с рН

Р 1,00 0,03 0,17 0,25 Р 1,00 0,33 0,28 0,13

К 1,00 0,06 -0,04 К 1,00 0,21 -0,09

с 1,00 0,00 С 1,00 -0,09

рН 1,00 рН 1,00

Влияние схемы опробования

Для значения рН и содержания подвижного фосфора средние значения можно считать одинаковыми при площадном и линейном опробовании (табл.6). Для содержания же органического углерода и подвижного калия средние отличаются с а<0,05.

Сравнение дисперсий данных, полученных по случайной схеме и трансекте, показывает большую степень изменчивости свойств в случае отбора образцов по случайной схеме. По-видимому, при отборе образцов по трансекте в выборку не попадают максимальные и минимальные значения, которые присутствуют на поле. Это демонстрирует относительность степени варьирования свойств и ее зависимость от способа опробования. Поэтому любые утверждения о том, что «данное свойство обладает такой-то степенью вариабельности...» должны сопровождаться указаниями на характеристики способа опробования.

Таблица 6. Статистические характеристики агрохимических свойств, случайная схема взятия образцов и трансекта

РН С К20 Р205

Случай ная схема Трансекта Случайна я схема Трансекта Случайна я схема Трансекта Случайна я схема Трансекта

Объем выборки 87 44 100 39 93 43 95 43

Среднее 5,44 5,26 2,05 1,80 41,67 53,04 38,99 43,77

Медиана 5,25 5,06 2,02 1,73 38,81 54,73 36,76 41,17

Минимум 4,84 4,74 0,97 1,07 13,81 24,04 19,12 25,00

Максимум 7,18 6,35 3,06 2,65 97,92 89,96 166,12 70,57

Нижний квартиль 5,06 4,92 1,70 1,48 29,72 38,81 29,41 35,29

Верхний квартиль 5,72 5,42 2,38 2,14 52,45 64,96 44,11 52,93

Дисперсия 0,31 0,23 0,23 0,17 235,21 273,82 255,90 126,14

Стандартное отклонение 0,56 0,48 0,48 0,42 15,34 16,55 16,00 11,23

Стандартная ошибка 0,06 0,07 0,05 0,07 1,59 2,52 1,64 1,71

сУ, % 10,31 9,11 23,38 23,06 36,80 31,20 41,03 25,66

Ггостатистические методы

Анализ характера пространственного распределения свойств проводился при помощи геостатистических методов. Для всех данных были рассчитаны вариограммы, которые затем были аппроксимированы сферической моделью. Для всех свойств, за исключением содержания подвижного калия во второй срок 2006 года, вариограммы имеют транзитивный вид (рис.2а), т.е. начиная с некоторого конечного расстояния между точками опробования не происходит увеличения дисперсии признака.

(б)

Рис. 2. Вариограммы содержания органического углерода (а) и подвижного калия

а)

б)

С,

Со

г- ю

3,15

2,52"

1,891.26 -0,63?'

- • -ме,.

/ '!

0 0,29 0,59 0,88 1.17 1,47 1,76 2,05

□¡йапсе, Ь -10

Як -радиус корреляции С0 - наггет С0+С, - порог

□¡йапсе, И-10

Для подвижного калия в 2006 году пространственной зависимости найти не удалась (рис.2б), что свидетельствует о большом вкладе случайных причин в его пространственное варьирование (например, очень неравномерное внесение удобрений).

Таблица 7. Параметры вариограмм агрохимических свойств

со С1+С0 Як шах Як тш Угол Наггет дисперсия (в % от обшей)

К, 163,23 284,26 33 14 72 57,42

р2 124,14 229,03 73 34 279 54,20

Р| 90,77 302,33 73 39 306 30,02

рН, 0,10 0,42 72 47 324 22,87

рН2 0,07 0,32 73 46 324 23,02

С, 0,06 0,23 8 6 81 27,54

с, 0,18 0,22 73 37 279 82,04

р3 135,33 213,72 71 31 90 63,32

р4 236,33 257,60 73 13 315 91,74

К, 40,48 55,77 33 9 54 72,59

Кд 150,26 150,26 - . . 100,00

Сз 0,12 0,15 34 17 315 79,56

С4 0,09 0,12 39 11 342 72,22

рНз 0,15 0,27 66 33 279 57,01

рН, 0,13 0,22 73 38 297 58,94

Оценки наггет-дисперсии почти для всех показателей агрохимических свойств почвы составляют более половины от общей дисперсии свойства. Для некоторых свойств они практически равны общей дисперсии. В этом случае значения свойства в двух соседних точках могут считаться независимыми, а пространственная изменчивость может считаться случайной.

В целом доля наггет-дисперсии для свойств в 2005 году меньше, чем в 2006. Это может быть объяснено изменением схемы опробования. Так, доля наггет-дисперсии от общей для значения pH в 2005 году составляет 23%, тогда как для того же показателя в 2006 она увеличивается до 58% (табл.7).

Для всех показателей аналитическая дисперсия составляет незначительную часть от всей наггет-дисперсии (рис.3).

В данных присутствует сильная зависимость пространственной изменчивости от направления - анизотропия. В зависимости от направления, радиус корреляции изменяется в 2, а в ряде случаев в 4 раза.

Наггет-дисперсия для органического углерода составляет от 27 до 82% от общей дисперсии, причем основную долю наггет-дисперсии занимают аналитические ошибки. Оценки расстояний, на которых варьирование можно считать независимым, различаются почти в 10 раз для 2005 года. Таким образом, разовое определение параметров вариограмм даже при большом объеме выборки, может давать лишь ориентировочные результаты. Лишь при сопоставлении многих вариограмм может быть получена достоверная информация о структурах пространственной вариации свойств.

Рис.3. Соотношение компонент дисперсий

п ~ 1 1 Г i |

L [_ - т -

Ш Остаточная О Наггет

□ Аналитическая

Карты свойств

На исследованном участке почти 100% площади могут быть отнесены к хорошо обеспеченным по содержанию гумуса и подвижного фосфора.

По содержанию подвижного калия от 9,6% (1,4 га) до 20,2% (3,0 га) в зависимости от сезона обследования, участка относятся к средне обеспеченным, остальные площади к высоко и очень высоко обеспеченным. По результатам обследований, проведенных в июне 2005 года 72,9 % (10,9 га) площади участка относятся к относятся к слабокислым, а в июле того же года 21% площади относиться к среднекислым и 64,3% к слабокислым. Таким образом, на 85% площади участка необходимо известкование. Причем эти площади составляют единый контур, на котором может быть проведена дифференцированная обработка. По результатам обследований, проведенных в 2006 году, от 68,7 до 87%% площади относятся к слабокислым и так же составляют единый выдел (рис.4).

Можно видеть, что пространственные конфигурации участков с разными уровнями обеспеченности питательными веществами, оказываются весьма сложными и не совпадают между собой. Это наглядно демонстрирует проблему оценки качества

в) содержание подвижного калия

угодья. При хороших средних показателях на участке есть площади, по обеспеченности отдельными питательными веществами попадающие в области от неудовлетворительных до избыточных. Размеры их контуров также могут быть самыми разными.

Рис.4. Картограммы почвенных свойств а) содержание органического углерода

Корреляции между картами свойств

Корреляции между картами свойств невысокие. Наибольшие коэффициенты корреляции между подвижными фосфором и калием (г до 0,57). Так же обнаружена хорошая положительная корреляция между содержанием органического углерода и подвижным калием. Между содержанием органического углерода и значениями рН связь отрицательная. Отрицательная связь также выявлена для значений рН и содержанием подвижных фосфора и калия (табл.8).

б) содержание подвижного ¿--г

Таблица 8

Корреляции между картами свойств

С, с2 С3 С4 Р| Р2 Рз Р4 к. К3 рН, рн2 рН3 рН,

С, 1 0,82 0,25 0,44 0,04 0,15 0 0,05 0,13 0,31 0,17 -0,09 -0,12 -0,28 -0,21

с, 1 0,34 0,47 0,15 0,14 0,05 0,14 0,25 0,24 0,06 -0,24 -0,2 -0,36 -0,28

Сз 1 0,68 0,13 •0,12 0,27 0,08 0,34 0,12 0,11 -0,07 0,01 -0,18 -0,19

С4 1 -0,03 -0,07 0,12 0,12 0,11 0,05 0,08 -0,12 -0,07 -0,15 -0,11

Р, 1 0,46 0,45 0,33 0,57 0,41 0,06 -0,1 -0,1 -0,28 -0,33

Р2 1 0,37 0,33 0,22 0,17 -0,02 0,14 0,18 0,06 0,04

Рз 1 0,42 0,33 0,23 0,18 0,17 0,25 0,07 0,01

Р4 1 0,35 0,3 0,09 0,11 0,2 0,07 0,08

к. 1 0,46 0,14 -0,04 -0,1 -0,22 -0,24

к3 1 0,29 0,11 0 -0,12 -0,16

К4 1 0,04 -0,05 -0,09 -0,08

рН, 1 0,83 0,7 0,68

рН, 1 0,66 0,6

рНз 1 0,94

рН„ 1

Сравнение карт, построенных разными способами

Карты свойств построенные методом кригинга и методом обратных расстояний (ArcGIS 9 Geostatistical Analyst Руководство пользователя) визуально весьма похожи. Наиболее совпадающими оказались карты значения рН (рис.5), наименее - карты содержания органического подвижного калия (рис.6).

Рис.5 Картограммы значения рН, построенные разными способами а) метод обратных расстояний б) метод кригинга

(программа SMS Advanced) (программа ArcGIS 9).

Ctdmry gig ntdiciuu Пар

Рис.6. Картограммы содержания подвижного калия, построенные разными способами

а) метод обратных расстояний (программа SMS Advanced)

К в почве

(mg/10Qg)

Ш 30.00 80.00 С 0.000 ha)

20.00 30.00 ( 1,885 ha)

IS.00 20,00 (10,039 ha)

10.00 15.00 ( 3,020 ha)

s.oo 10,00 ( 0,015 ha)

S 0.00 5,00 ( 0,000 ha)

) метод кригинга (программа ArcGIS 9).

Ordna-y№igng Redl си*л I.Vlf

Сравнение карт в разные сроки опробования

Несмотря на то, что визуально карты свойств отличаются в разные сроки опробования, для них обнаружена хорошая устойчивость во времени (рис.7). Наибольшие коэффициенты корреляции обнаружены для значения рН и содержания подвижного калия. По степени временной коррелированное™ свойства располагаются в ряд рН>Сорг> Р205>К20.

Рис. 7. Картограммы значения рН в разные сроки опробования (программа АгсСТБ

9).

а)рН, б)рН2

СгапагуИпдпд Р|»<11сИл1 Ияр

^сЗпагу Й*11Св011 Мэр

Ж"<

Чю

в)рН3

0гс1пагу №дгд Й6<11 сноп Н«|> (•Н1-05

г)РН4

Щ/

Связь почвенных свойств с рельефом

Связь свойств пахотного горизонта с рельефом слабая. Обнаружены корреляции содержания подвижного фосфора с крутизной склона и экспозицией, а также содержания подвижного калия с крутизной склона и значений рН с экспозицией склона. Не обнаружено связи содержания органического углерода в пахотном слое с рельефом. Слабая связь исследуемых почвенных свойств с рельефом, вероятно, объясняется постоянным антропогенным воздействием на пахотный слой, вследствие чего все различия стираются (табл.9).

Таблица 9. Связь почвенных свойств с характеристиками рельефа

TS ТА РгС Р1С LO

С, 0,05 -0,03 0,06 0,08 0,10

С¡ 0,03 -0,08 0,01 0,05 0,06

Сз 0,05 -0,08 0,02 0,02 0,01

с4 0,06 -0,11 0,03 0,05 0,04

Р. -0,32 -0,26 -0,01 0,01 0,01

Р2 -0,27 -0,02 -0,02 -0,04 -0,02

Рз -0,11 -0,11 0,00 0,02 0,02

Р< -0,29 -0,03 -0,09 -0,04 -0,07

к, -0,03 -0,14 -0,02 -0,02 0,00

Кз -0,21 -0,05 0,11 0,13 0,12

1С, -0,02 0,00 0,12 0,13 0,13

рН, -0,04 0,15 0,05 0,06 0,04

рН, -0,08 0,15 0,03 0,05 0,02

рН3 0,05 0,26 -0,02 0,00 -0,04

рН„ 0,05 0,21 -0,03 -0,02 -0,05

Здесь и далее:

TS - terrain slope, крутизна склона; ТА - terrain aspect, экспозиция; PrC - profil curvature профильная кривизны; PIC - plan curvature, горизонтальная кривизна; LO -laplacian operator, лапласиан.

Связь почвенных свойств с урожайностью

Связи между показателями урожайности, биомассой сорняков и агрохимическими свойствами почвы практически не обнаружено, за исключением слабой связи между содержанием подвижного калия и некоторых показателей урожайности (табл.10). По-видимому, это объясняется тем, что эти показатели в данных условиях не являются лимитирующими.

Таблица 10. Корреляции между биомассой и почвенными свойствами

Биомасса культуры Вес сорняка Вес метелок овса Вес соломы Отношение метелки\солома К20 РА рН С

Биомасса культуры 1,00 0,20 0,74 0,81 0,07 0,06 0,07 -0,11 0,05

Вес сорняка 1,00 -0,09 0,34 -0,26 0,18 -0,04 -0,09 -0,05

Вес метелок овса 1,00 0,45 0,61 -0,02 0,02 -0,11 -0,02

Вес соломы 1,00 -0,35 0,15 0,13 -0,09 0,00

Отношение метел кИ'Солома 1,00 -0,15 -0,11 -0,01 0,02

Но при этом выявлена значимая корреляция между картами показателей урожайности и исследуемыми почвенными свойствами. Так, обнаружена положительная корреляция веса биомассы и соломы с содержанием подвижного фосфора в первый срок обследования, а для веса сорняков и веса метелок овса и подвижного фосфора обнаружена слабая отрицательная связь. Слабая положительная связь с содержанием подвижного калия выявлена для веса сорняков и веса соломы. Наибольшая

корреляция обнаружена между показателями урожайности и значением рН, связь отрицательная, коэффициенты корреляции до -0,36 (табл.11).

Таблица 11. Корреляции между картами урожайности и почвенными свойствами

Биомасса Вес сорняков Вес метелок овса Вес соломы

С, -0,14 -0,02 -0,14 -0,12

с2 0,09 0,06 0,03 0,12

С3 0,13 0,11 0,10 0,14

С4 -0,04 0,05 -0,09 0,00

Р, 0,27 0,01 0,14 0,34

Р, -0,03 -0,05 -0,17 0,09

Рз 0,04 -0,15 -0,02 0,08

Р4 0,05 0,13 -0,03 0,10

Kl 0,09 0,19 -0,02 0,16

Кз -0,03 0,07 -0,03 -0,04

К, -0,13 0,14 -0,13 -0,13

рН, -0,19 -0,36 -0,08 -0,25

рН2 -0,12 -0,31 -0,07 -0,13

рН3 -0,08 -0,24 0,01 -0,15

рК, -0,11 -0,20 -0,01 -0,18

Связь урожайности с рельефом

Несмотря на то, что уклоны на исследуемой территории не большие (до 3°), выявлена слабая отрицательная связь показателей биомассы с крутизной склона. С другими характеристиками рельефа связи не обнаружено (табл.12).

Таблица 12. Связь урожайности с характеристиками рельефа.

Биомасса Вес сорняков Вес_метелок овса Вес соломы

TS -0,24 -0,06 -0,16 -0,26

ТА 0,12 0,00 0,10 0,10

РгС 0,05 0,04 0,05 0,04

Р1С -0,02 0,01 -0,01 -0,03

LO -0,01 0,06 0,00 -0,01

Биомасса 1,00 0,00 0,88 0,95

Вес сорняков 1,00 -0,11 0,08

Вес_метелок овса 1,00 0,70

Вес соломы 1,00

Проблемы картирования дискретных объектов (на примере численности сорняков)

В производственных условиях наиболее целесообразно картировать не численность сорняков отдельных видов, а уровни засоренности, соответствующие некоторым порогам, например, порогу экономической вредоносности. На исследованной территории было обнаружено 28 видов сорняков, среди них такие вредоносные, как щетинники и осот полевой.

Рис.8. Картограммы вероятности превышения экономических порогов вредоносности щетинника (а) и осота (б)

Вероятности превышения экономического порога вредоносности

0-0,2 0,2-0,4 0,4-0,6 Ш 0,6-0,3 ■ 0,8 - 1

Как показывает проведенное исследование, карты засоренности, построенные при помощи различных современных методов, зачастую создают иллюзию знания засоренности. Небольшое смещение, удаление отдельных точек приводит к изменению вида карты и, соответственно, может приводить к изменению предполагаемых обработок. Поэтому необходима проверка устойчивости карт.

Карты вероятности превышения порога вредоносности для наиболее вредоносных сорняков позволяют оценить возможную выгоду при обработке гербицидами. Так, для обследованного участка лишь на 1/3 площади численность осота действительно превышает порог вредоносности (рис.8), так что вполне можно рассчитывать на экономию 2/3 требуемого количества препарата. Однако, поскольку на угодье наблюдается несколько вредоносных видов, возникает проблема наложения карт и оптимизации применения гербицидов.

Выводы:

1. Обнаружено, что в пределах типичного угодья степень изменчивости почвенных свойств пахотного слоя высокая. Коэффициенты вариации для величины рН составляют 8-10 %, для содержания органического углерода 17,5-24 %, для содержания подвижных фосфора и калия 30-40 и 35-72 % соответственно. По степени неоднородности агрохимических свойств участок можно отнести к выровненному по значению рН, умеренно изменчивому по содержанию органического вещества и неоднородному по содержанию подвижных калия и фосфора.

2. Среди агрохимических свойств выделяются условно нейтральные показатели, значения которых находятся в пределах оптимума - это содержание органического углерода и подвижного калия. По значению рН около 69 % площади угодья относятся к средне и слабокислым и нуждаются в известковании. По содержанию подвижного фосфора от 76 до 90 % (в зависимости от срока опробования) участка попадает в категорию высоко и очень высоко обеспеченных, 10-24% площади можно отнести к «зафосфаченным», где содержание этого элемента столько высоко, что может негативно влиять на рост растений.

3. Установлено, что распределения содержания органического углерода хорошо аппроксимируются как нормальным, так и логнормальным

а)

б)

распределениями. Отличие распределений от нормального и возможность их аппроксимаций логарифмически нормальным законом установлена для таких свойств как содержание подвижных фосфора и калия, причем в двух случаях распределения этих показателей были близки к нормальному, и в двух не соответствовали ни одному из упомянутых распределений. Значение рН ни нормальным, ни логнормальным распределениями не аппроксимируются.

4. Геостатистический анализ позволил выявить соотношение между аналитическими дисперсиями свойств, варьированием на расстояниях, меньших шага опробования и варьированием в пределах угодья. Оказалось, что вклад аналитической дисперсии в общую для всех свойств пренебрежимо мал, а варьирование на расстояниях до 10 м может составлять более половины варьирования, обнаруживаемого на площади в несколько гектаров.

5. Способ построения влияет на получаемые карты. При увеличении размера ячейки от 10 до 50 м детализация карты уменьшается, контуры укрупняются, корреляции между полученными картами одноименных свойств составляют от 0,6 до 0,86.

6. Для карт свойств обнаружена хорошая устойчивость во времени. По степени временной коррелированное™ свойства располагаются в ряд pH<Corg< Р205<К20.

7. Связь свойств пахотного горизонта с рельефом значимая, но слабая. Обнаружены корреляции содержания подвижного фосфора с крутизной склона и экспозицией склонов (г=0,3-0,26 соответственно), а также содержания подвижного калия с крутизной склона (г= 0,2) и значений рН с экспозицией склонов (i=0,21-0,26). Связи содержания органического углерода с рельефом не обнаружено. Это может быть объяснено как нелинейностью связей, так и антропогенным воздействием, разрушившим в отдельных местах исходные зависимости.

8. Связи между почвенными свойствами и параметрами урожайности овса статистически значимые, но слабые. Наибольшая корреляция обнаружена между показателями урожайности и значением рН, связь отрицательная (г=-0,19 -0,36). Возможно, это связано с тем, что значения свойств находятся в диапазоне оптимума

9. При картировании дискретных величин, таких, как баллы засоренности угодья отдельными видами сорняков, можно пользоваться индикаторным кригингом, оценивающим вероятность превышения порогового значения засорения.

Список опубликованных работ

1. Самсонова В.П.; Мешалкина Ю.Л.; Мелиховская П.В.; Кондрашкина М.И.; Дядькина С.Е.; Кондрашкин Б.Е.; Кошкин Р.В.; Кротов Д.Г. Пространственная изменчивость агрохимических свойств в пределах сельскохозяйственного угодья (агросерые почвы) //Arpo XXI, 2010; N 7-9. - С. 47.

2. Самсонова В.П.; Кондрашкина М.И.; Мелиховская П.В. Методические подходы к изучению структуры пространственной изменчивости засоренности единичного сельскохозяйственного угодья [На примере посевов овса] // Агрохимия, 2010; N 2. - С. 74-81.

3. Мелиховская П.В. Соотношение дисперсий, обусловленных разными источниками варьирования почвенных свойств в пределах сельскохозяйственного угодья// Проблемы агрохимии и экологии, 2011; № 1.-С. 54-58.

4. Мелиховская П.В., Кротов Д.Г. , Сухих Е.А. Пространственная изменчивость удельной поверхности и содержания органического вещества в агросерых почвах в пределах угодья. Тезисы докладов V съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева. Ростов, 2008.

5. Кондрашкина М.И.; Мелиховская П.В. Использование данных о пространственной изменчивости засоренности в качестве вторичной информации при картографировании почвенных свойств // Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты / Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 2007. - С. 250.

6. Самсонова В.П.; Кротов ДА.; Мелиховская П.В. Простраственная изменчивость содержания гумуса агротёмносерых почв Брянского Ополья //Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты / Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 2007. - С. 328.

7. Самсонова В.П., Кондрашкина М.И, Мелиховская П.В. Пространственная структура засоренности и ее связь со свойствами почвы Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию кафедры почвоведения имени Л.Н. Александровой. 2006. С. 102.

8. Самсонова В.П.; Ю.Л. Мешалкина М.И. Кондрашкина; П.В. Мелиховская; Пространственная изменчивость свойств агросерых почв в предалах сельскохозяйственного угодья // В сб.: Почва как связывающее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем. Материалы II Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию кафедры почвоведения Иркутского государственного университета, 4-7 сентября 2006. С. 414-415.

9. Кондрашкина М.И., Мелиховская П.В. Использование данных о пространственной изменчивости засоренности в качестве вторичной информации при картографировании почвенных свойств // Материалы Международной научной конференции «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» 1-3 марта 2007 года Санкт-Петербург. С. 250-251.

10. Самсонова В.П., Кротов Д. А., Мелиховская П.В. Пространственная изменчивость содержания гумуса агротемно-серых почв Брянского ополья // Материалы Международной научной конференции «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» 1-3 марта 2007 года Санкт-Петербург. С. 328-329.

11. Самсонова В.П. Мешалкина Ю.Л., Кондрашкина М.И., Кондрашкин Б.Е., Кошкин Р.В., Мелиховская П.В. Влияние разных типов неопределенности на результаты локального мониторинга почвенных свойств. Всероссийской научной конференции. // Материалы Всероссийской научной конференции «Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова». 28-29 сентября 2010 года. Москва. Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии. С 85-86.

Подписано в печать 13.04.2011 Формат 60x88 1/16. Объем 1.0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 1098 Отпечатано в ООО «Соцветие красок» 119991 г.Москва, Ленинские горы, д.1 Главное здание МГУ, к. А-102

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Мелиховская, Полина Владимировна

Введение

Глава 1. Пространственная изменчивость свойств почв сельскохозяйственных угодий (литературный обзор)

1.1. Диапазоны изменчивости отдельных свойств

1.2. Статистические распределения свойств

1.3.Структурные функции (вариограммы) как инструмент исследования закономерностей пространственной изменчивости

1.4.Пространственная неоднородность свойств и урожайность

1.5.Влияние рельефа на изменчивость почвенных свойств 34 1.6.3асоренность угодья и почвенные свойства 35 1.7.3аключение

Глава 2. Объекты и методы изучения

2.1 Характеристика природных условий и почв Брянской области

2.2 Объект исследования

2.3 Лабораторные исследования

2.4 Обработка результатов

Глава 3. Результаты

З.1.Диапазоны изменчивости отдельных свойств

3.2. Статистические распределения свойств

3.3. Корреляции между свойствами

3.4. Влияние схемы опробования

3.5. Геостатистические методы

3.6. Картограммы свойств

3.7 Корреляции между картами свойств

3.8 Сравнение карт, построенных разными способами

3.9. Влияние способа обработки данных на результаты исследования

3.10. Связь почвенных свойств с рельефом

3.11. Связь почвенных свойств с урожайностью

3.12. Связь урожайности с рельефом

3.13. Проблемы картирования дискретных объектов на примере численности сорняков)

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изучение пространственной изменчивости свойств почв геостатистическими методами"

Длительное время пространственное варьирование почвенных свойств рассматривалось как досадная помеха при обследовании угодий и при проведении режимных наблюдений за отдельными свойствами почв. Лишь во второй половине XX в. накопление сведений о проявлениях пространственной неоднородности отдельных почвенных свойств привело к осознанию того, что необходима систематизация отдельных сведений и создание теории почвенной неоднородности. В России начало этому положено трудами Е.А. Дмитриева, рассмотревшего различные аспекты проявления почвенной вариабельности и их влияния на информацию о почвенных объектах. До недавнего времени изучение пространственной изменчивости почвенных свойств представляло лишь теоретический интерес, однако в последние годы эта проблема перешла в практическую область (Webster, 1992, Robert, 1993, McBratney, 1990, Якушев, 2002, и др. ). Не в последнюю очередь это связано с развитием концепции «точного земледелия» (Личман, 2004).

Пространственная изменчивость агрохимических свойств обуславливает неодинаковую обеспеченность сельскохозяйственных растений питательными веществами. Если изменчивость свойств находится в рамках интервала толерантности, то влияние этого фактора на урожайность должно быть незначительно. В случае сильных колебаний обеспеченности на угодье диапазон изменчивости урожайности может быть значительным. Поэтому оценка характера и закономерностей пространственной изменчивости отдельных свойств представляет актуальную задачу как для теоретического почвоведения, так и для практических приложений, в частности, для точного земледелия (Иванов, 2007, Лыткин, 2007, Рябов, 2007, Фрид, 2002, Шпаар, 2001, Alfen, 2000, Kurtner, 2000, Rogasik, 2000).

В настоящее время имеется достаточно много сведений о закономерностях изменчивости отдельных свойств дерново-подзолистых почв (Готра, 2005, Иванов, 2000, Позднякова, 2004 и др.) и черноземов (Казьмин, 2001, Княжаева, 2002, 2006, Брехова, 1997 и др.). Агросерые почвы до настоящего времени остаются почти неисследованными в этом отношении.

Целью данной работы было изучение закономерности пространственной изменчивости агрохимических свойств агросерых почв в масштабах угодья и ее влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.

Были выполнены следующие задачи:

1) Оценен масштаб изменчивости отдельных свойств в пределах угодья;

2) Определены законы статистических распределений для этих свойств;

3) Выявлена структура изменчивости свойств, ее связь с рельефом угодья и характером антропогенного воздействия;

4) Исследована устойчивость пространственных структур во времени;

5) Оценено влияние неоднородности почвенных свойств на урожайность сельскохозяйственных культур на примере овса.

Было проведено подробное исследование основных агрохимических показателей в пределах сельскохозяйственного угодья на агросерых почвах Брянского ополья. Рассчитаны взаимосвязи почвенных свойств и урожайности между собой и с характеристиками рельефа. Определена степень временной скоррелированности агрохимических показателей. Рассмотрено влияние способа обработки данных на результаты исследования.

Исследование пространственного варьирования агрохимических показателей определяет применение экономически и экологически обоснованных агротехнических мероприятий. Результаты работы могут быть использованы при проведении обследований сельскохозяйственных угодий. Проведено сравнение результатов анализа данных в программах для обеспечения точного земледелия (SMS Advanced) и программах общего пользования АгсМар9).

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Мелиховская, Полина Владимировна

Выводы

2. Среди агрохимических свойств выделяются условно нейтральные показатели, значения которых находятся в пределах оптимума — это содержание органического углерода и подвижного калия. По значению рН около 69 % площади угодья относятся к средне и слабокислым и нуждаются в известковании. По содержанию подвижного фосфора от 76 до 90 % (в зависимости от срока опробования) участка попадает в категорию высоко и очень высоко обеспеченных, 10-24% площади можно отнести к «зафосфаченным», где содержание этого элемента столько высоко, что может негативно влиять на рост растений.

3. Установлено, что распределения содержания органического углерода хорошо аппроксимируются как нормальным, так и логнормальным распределениями. Отличие распределений от нормального и возможность их аппроксимаций логарифмически нормальным законом установлена для таких свойств как содержание подвижных фосфора и калия, причем в двух случаях распределения этих показателей были близки к нормальному, и в двух не соответствовали ни одному из упомянутых распределений. Значение рН ни нормальным, ни логнормальным распределениями не аппроксимируются.

4. Геостатистический анализ позволил выявить соотношение' между аналитическими дисперсиями свойств, варьированием на расстояниях, меньших шага опробования и варьированием в пределах угодья. Оказалось, что вклад аналитической дисперсии в общую для всех свойств пренебрежимо мал, а варьирование на расстояниях до 10 м может составлять более половины варьирования, обнаруживаемого на площади в несколько гектаров.

6. Для карт свойств обнаружена хорошая устойчивость во времени. По степени временной коррелированности свойства располагаются в ряд рН>С0Гё> Р205Ж20.

7. Связь свойств пахотного горизонта с рельефом значимая, но слабая. Обнаружены корреляции содержания подвижного фосфора с крутизной склона и экспозицией склонов (г= 0,3-0,26 соответственно), а также содержания подвижного калия с крутизной склона (г= 0,2) и значений рН с экспозицией склонов (г=0,21-0,26). Связи содержания органического углерода с рельефом не обнаружено. Это может быть объяснено как нелинейностью связей, так и антропогенным воздействием, разрушившим в отдельных местах исходные зависимости.

Заключение

Проведенное исследование показывает сложность организации почвенного покрова на сравнительно небольшой площади. Контуры, выделяемые по разным свойствам, не совпадают, образуя причудливую картину условий роста для сельскохозяйственных растений. При среднем благополучном уровне содержания основных питательных веществ на угодье имеются участки, часто небольшие, но разбросанные по всему полю, на которых отмечается нехватка того или иного питательного элемента. Скорее всего, это обычная картина для сельскохозяйственных угодий на почвах, естественный уровень плодородия которых ниже потребностей сельскохозяйственных растений, а требуемое количество питательных веществ восполняется удобрениями. Даже при самом тщательном внесении химикатов всегда присутствуют зоны избыточного внесения за счет перекрытия действия агрегатов, и зоны недостаточного внесения, за счет неточностей вождения и т.п.

Мелиорации и сельскохозяйственные обработки почвенного покрова могут модифицировать закономерности, присущие естественным почвам. Так, при явно выраженной зависимости содержания гумуса от рельефа угодья, обнаруживаемой при анализе почвенных разрезов, в пахотном горизонте такая зависимость сильно ослаблена. Это может быть обусловлено большим охватом угодья при площадном опробовании, когда в выборку попадают почвы разной степени нарушенности.

Как показывает проведенное исследование, аналитические ошибки составляют небольшую часть от общей изменчивости признака на данной территории. По-видимому, такая картина должна наблюдать на многих обрабатываемых территориях. Более того, в большинстве случаев, изменчивость, обнаруживаемая в пределах первых десятков метров, вносит основной вклад в общую изменчивость, что подчеркивает необходимость проведения дальнейших исследований в этом направлении.

Возможность аппроксимаций эмпирических распределений свойств, полученных на сравнительно небольшой территории, разными статистическими законами еще раз подчеркивает, что вид теоретического статистическое распределения свойства не может использоваться как единственный индикатор воздействия на почву. Изменение способа опробования может в некоторых случаях так же приводить к изменению вида распределения, как и воздействие на почву.

Цифровые карты почвенных свойств, построенные при помощи разных компьютерных программ, могут различаться в силу различной реализации алгоритмов, использованных при их построении. Более заметно различаются карты, построенные с использованием разных алгоритмов, в нашем случае методом ординарного кригинга и методом обратных расстояний. При использовании в качестве меры сходства коэффициента корреляции оказывается, что лишь для некоторых одноименных почвенных свойств, медленно изменяющихся во времени ( в нашем случае содержание гумуса и рН) карты обнаруживают неплохое сходство (коэффициенты корреляции около 0,8-0,9). Пестрота других агрохимических свойств, обусловленная внесением удобрений, обуславливает неустойчивость этих карт во времени, хотя в среднем уровень обеспеченности может оставаться неизменным.

Связи урожайности сельскохозяйственных культур, почвенных свойств и рельефа выражены слабо. Не вполне понятно, в какой степени это связано с действительным отсутствием связи, а что обусловлено особенностями объекта и способа опробования (размер учетных рамок, расстояние между точками опробования и т.п.). Возможно, в других условиях эти связи будут более ощутимыми.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Мелиховская, Полина Владимировна, Москва

1. Авдеева Т.Н., Фрид A.C., Неоднородность плодородия почвенного покрова и ее учет при проведении полевых опытов, Соврем.пробл.почвоведения, М., 2000, стр.337-346.

2. Андреева З.В., Цильке P.A., Изменчивость урожайности зерна мягкой ярововой пшеницы на государственных сортоучастках Томской области, Сиб.вестн.с.-х.науки, 2006, № 2, стр. 14-21.

3. Андреева З.В., Цильке P.A., Изменчивость урожайности зерна мягкой яровой пшеницы на сортоучастках Новосибирской области, Сиб.вестн.с.-х.науки, 2006, № 6, стр.20-26.

4. Антыков А.Я. Почвы брянской области, Брянск, 1958, 165 с.

5. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. МГУ, 1962

6. Артемьев A.A., Биушкин И.Г., Марченко Н.М., Личман Г.И., Афанасьев P.A. Дифференцированное применение минеральных удобрений в системе точного земледелия, Достижения науки и техники АПК, 2005, №5, стр.6-7.

7. Артымук С.Ю. Пространственно-временная изменчивость подвижного фосфора в полевом опыте на серых лесных почвах Северной Лесостепи, Почвы Сибири: генезис, география, экология и рациональное использование, 2007, стр.10-11.

8. Белобров В.П., Варьирование некоторых химических и морфологических свойств в дерново-подзолистых почвах в пределах элементарных почвенных ареалов и классификационных групп, Почвенные комбинации и их генезис, Сб. М., Наука, 1972, стр. 115-122.

9. Благовещенский Ю.Н., Самсонова В.П. Моделирование влияния пространственной изменчивости почвенных свойств на урожайность сельскохозяйственных культур (в масштабе угодья) Агрохимия, 2007, № 8, стр. 76-82.

10. Благовещенский Ю.Н., Самсонова В.П., О проблеме аппроксимаций эмпирических распределений почвенных свойств статистическими законами, Почвоведение, 2005, № 5, стр. 526-532.

11. Брехова Л.И., Щеглов Д.И., Воздействие антопогенного фактора на пространственную изменчивость содержания гумуса в профиле черноземов Центральной России, Тез.докл.мждунар.конф. «Пробл.антропог. почвообразования», М., 1997, т.З, стр.67-70.

12. Величко A.A., Морозова Т.Д., Нечаев В.П., Порожнякова О.М., Палеокриогенез, почвенный покров и земледелие, РАН ИГ, Москва, 1996, 150 с.

13. Войтович Н. В. Модели плодородия почв в зависимости от агрохимических свойств почвы и удобрений. Химия в сельском хозяйстве, №5, 1996, стр. 8-13.

14. Галицкий В.В., Структурный фактор урожая (Структура сообщества, размещение растений по территории в посеве), Изв.АН/РАН, Сер.биол., 1996, №2, стр.206-214.

15. Готра О. Н. Автореферат: Структура пространственной неоднородности содержания гумуса в пахотном слое дерново-подзолистой почвы в пределах одного поля. Москва, 2004.

16. Готра О.Н., Мешалкина Ю.Л., Влияние способа опробования и метода интерполяции на карто-схему распределения гумуса пахотного слоя дерново-подзолистой почвы, Тез.докл.Ш съезда Докучаев.о-ва почвоведов, М., 2000, Кн.З, стр. 265-266.

17. Грибов С.И., Шторм О.Н. Количественная оценка влияния рельефа на формирование почв и структур почвенного покрова агроландшафтов Алтайского Приобья// Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2010; 2010 N 1. С. 31-34.

18. Давлятшин И.Д., Бакиров Н.Б., Вариабельность свойств и признаков почв, стадии интенсификации земледелия, Устойчивость почв к естеств.и антропог.воздействиям, М., 2002, стр.106.

19. Джонгман Р.Г.Г., Тер Брак С.Дж.Ф., Ван Тонгерен О.Ф.Р. Анализ данных в экологии сообществ и ландшафтов. Пер. с англ. Под ред. А.Н. Гельфана, Н.М. Новиковой, М.Б. Шадриной. М.: РАСХН, 1999, 306 с.

20. Дмитриев Е. А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд-во1. МГУ, 1995, 320 с.

21. Дмитриев Е.А., Манучаров A.C., К объяснению причин асимметрии в распределении водопроницаемостей, Почвоведение, 1968, №7, стр.93-102.

22. Егорова О.Н., Пространственная вариабельность величин pH в серых лесных почвах Владимирского ополья, Масштаб.эффекты при исслед.почв, М., 2001, стр.210-214.

23. Жарова Е.В., Железова C.B., Самсонова В.П., Пространственное варьирование свойств агросерой почвы в пределах сельскохозяйственного угодья Владимирского ополья, Почвоведение, 2002, №8, стр.936-944.

24. Захаренко В.А., Захаренко A.B. Борьба с сорняками.; М. 2004 С. 143.

25. Зенько М.И., Пространственное варьирование кислотно-основных свойств в почвах Канской лесостепи (на примере СХОС "Солянская"), Вестн.Ом.гос.аграр.ун-та, 2003, № 2, стр. 18-19.

26. Зимин Д. А., Хомяков Д.М., Методические аспекты исследования пространственной неоднородности основных показателей плодородия почвы в связи с продуктивностью агроценозов, Совершенствование методологии агрохим.исслед., М., 1997, стр. 369-383.

27. Иванов А. И. Некоторые закономерности изменения кислотно-основного состояния дерново-подзолистых легкосуглинистых почв при сельскохозяйственном использовании. Агрохимия, №10, 2000, стр. 28-33.

28. Ивашевская O.A., Распределение и варьирование бора в почвах (на примере южно-таежных почв Предбайкалья), Почвенные процессы: проблемы и методы, Пущино на Оке, М., Изд-во АН СССР, 1973.

29. Ильин В.Б., Функции распределения микроэлементов в почвообразующих породах и почвах юга Западной Сибири, Почвоведение, 1970, №1, стр. 46-53

30. Исаев В.В. Прогноз и картографирование сорняков М. ВО Агропромиздат 1990- С.193.

31. Казьмин В. М. Динамика содержания фосфора и калия в пахотных почвах Орловской области. Агрохимический вестник, №4, 2001, стр. 22-25.

32. Классификация почв России, Шишов JI.J1. и др., М., 2000, 235 с.

33. Княжнева Е.В., Надежкин С.М., Фрид A.C., Пространственная неоднородность уровня плодородия выщелоченного чернозема в пределах поля, Почвоведение, 2006, №9, стр.1120-11.

34. Княжнева Е.В., Изучение неоднородности плодородия почв в лесостепи Среднего Поволжья, Бюл.ВИУА, 2002, №116, стр. 18-20.

35. Княжнева Е.В., Агрохимические аспекты пространственной неоднородности плодородия почв, Пробл.повышения эффективности с.-х. пр-ва в XXI в., Пенза, 2002, стр. 39-41.

36. Ковалева E.JL, Динамика пространственной изменчивости лабильных свойств дерново-подзолистых почв, Автореф. дис. канд. биол. Наук, МГУ им. Ломоносова, ф-т. почвоведения, М. 1990, 24 с.

37. Красильников П.В., Вариография дискретных почвенных свойств, Экология и География почв, Петрозаводск, 2009, стр. 10-29.

38. Крупенников И.А., Махлин Т.Б., О состоянии и перспективах математизации почвоведения, Вопросы исследования и использования почв Молдавии, Кишинев, 1970, Сб., стр. 4-19.

39. Кротов Д.Г. , Самсонова В.П. Пространственная изменчивость гранулометрического состава агросерых почв и агросерых со вторым гумусовым горизонтом// Вестн.Моск.ун-та.Сер.17, 2009; N 1. С. 19-26.

40. Кулаковская Т.Н., Справочник агрохимика, Минск, 1974, 368 с.

41. Липкина Г.С. Корреляционный анализ как способ выявления связи урожая сельскохозяйственных культур с агрохимическими свойствами почв, Бюл. ВИУА, 1988, т.90, стр.38-44.

42. Литвинович A.B., Павлова О.Ю., Дричко В.Ф., Пространственная неоднородность кислотности почв, Агрохимический вестник, 2006, №6, стр. 10

43. Литвинович A.B., Пространственная неоднородность агрохимических показателей пахотных дерново-подзолистых почв, Агрохимия, 2007, №5, стр.89-94.

44. Личман Г. И., Марченко Н. М. Основные принципы и перспективы применения точного земледелия. М.; 2004.

45. Лукин С.М., Симаков Г.В., Личман Г.И., Оценка неоднородности свойств почвенного покрова при дифференцированном использовании удобрений, Машин .технологии дифференцир.применения удобрений и мелиорантов, Рязань, 2001, стр. 209-211.

46. Лыткин И.И., Пространственно-временная изменчивость показателей плодородия дерново-подзолистых почв в агроценозах, Инновации, землеустройство и ресурсосберегающие технологии в земледелии, 2007, стр. 404-405.

47. Макеев А.О., Доклады по экологическому почвоведению, 2007, выпуск 4, N 3, с. 1-468.

48. Марусова Е.А., Чудинова С.М., Худяков О.И. Связь пространственной изменчивости урожайности и некоторых физических свойств серой лесной почвы, Функции почв в биосферно-геосферных системах, М., 2001, стр. 203204.

49. Махлин Т.Б., Аппроксимация кривыми Джонсона распределения элементов вещественного состава, Почвоведение, 1973, №6.

50. Мешалкина Ю.Л., Краткий обзор геостатистических методов, используемых в современном почвоведении, Вестн.Моск.ун-та.Сер.17, 2007, № 2, стр. 39-42

51. Мешалкина Ю.Л., Самсонова В.П., Математическая статистика в почвоведении, Москва, 2008, 84 с.

52. Минеев В.Г., Гомонова Н.Ф.; Зенова Г.М.; Скворцова И.Н. Изменение свойств дерново-подзолистой почвы и ее микробоценоза при интенсивном антропогенном воздействии. Почвоведение, N 4, 1999, стр. 455-460.

53. Михеева И.В., Изменение пространственной вариабельности свойств почвы при антропогенном воздействии, Почвоведение, 1997, №1, стр.102-109.

54. Овчинников А.Б., Клепиков A.A., К вопросу пространственной и временнойизменчивости свойств почв, Вавиловские чтения, 2007, Сарат.гос.аграр.ун-т, 2007, ч. 1, стр.289.

55. Орешкина Н.С., Статистические оценки пространственной изменчивости свойств почв, М., Изд-во МГУ, 1988, 112 с.

56. Орлов Д.С. Химия почв: Учеб.для студентов вузов,обучающихся по спец."Агрохимия и почвоведение". М; Изд-во Моск.ун-та., 1992.

57. Попов В.П., Влияние внутрипольной неоднородности содержания питательных веществ в почве на урожайность озимых зерновых культур, Бюл.ВИУА, 2002, №116, стр.62-63.

58. Пузаченко Ю.Г., Холопова Л.Б., Мезомасштабное варьирование некоторых свойств дерново-подзолистых почв На примере Московской обл., Экология и почвы, Пущино, 1998, Т.2, стр. 207-248.

59. Пуховский A.B., Пуховская Т.Ю., Влияние неоднородности почвенных характеристик на стратегию агрохимического обследования, Плодородие, 2003, №1, стр.6-7.

60. Рабочев И. С., Королева И. Е. Оценка показателей почвенного плодородия. Регулярные модели плодородия почв как основа совершенствования зональныхсистем земледелия. Москва, 1988, стр. 20-27.

61. Рухович О.В., Шарая Л.С., Шарый П.А. Использование характеристик рельефа при анализе пространственной изменчивости урожайности озимой пшеницы в Окском бассейне //Агрохимия, 2010; N 8. С. 49-57.

62. Рыжова И.М., Подвезенная М.А., Пространственная вариабельность запасов органического углерода в почвах лесных и степных биогеоценозов, Почвоведение, 2008, №12, стр. 1429-1437.

63. Рябов Ю.Г., Повышение эффективности сельскохозяйственного производства (Основные этапы реализации технологий точного земледелия), Актуальные проблемы инженерного обеспечения в АПК, Яросл.гос.с.-х.акад., Ярославль, 2007, стнр.52-57.

64. Самсонова В.П., Пространственная вариабельность состава и свойств дерново-подзолистой почвы, Автореф. дис.д-ра биол. наук / МГУ им. М.В.Ломоносова. Фак. почвоведения, М., 2003, 51 с.

65. Самсонова В.П., Пространственная изменчивость почвенных свойств на примере дерново-подзолистых почв, М., 2008, 160 с.

66. Самсонова В.П., Статистические методы в почвоведении, Экспериментальная информация в почвоведении: теория и пути стандартизации / Моск. гос. ун-т. Москва, 2005, стр. 85-95.

67. Самсонова В.П., Мешалкина Ю.Л., Дмитриев Е.А., Структуры пространственной вариабельности агрохимических свойств пахотной дерново-подзолистой почвы, Почвоведение, 1999, №11, стр.1359-1366.

68. Сервышев В.А., Серышева Н.В., Пространственная изменчивость содержания гумуса и значения pH в почвах опытного поля учхоза «Оекское», Тез.докл. III съезда Докучаев.о-ва почвоведов, М., 2000, Кн.З, стр.278.

69. Сидорова В.А., Изменение пространственной вариабельности почвенны свойств в результате антропогенного воздействия, Экология и География почв, Петрозаводск, 2009, стр.30-47.

70. Сизов Ю.М.; Несмеянова Н.И.; Беляев М.А. Эффективность применения удобрений и биостимулятора на озимой пшенице в условиях лесостепи Заволжья. Пробл.повышения продуктивности полевых культур. 1998, стр. 7276

71. Соколов А. В. Агрохимические методы исследования почв, 1975.

72. Сорокина Н.П., Статистический метод оценки смытости на примере мощных типичных черноземов Курской опытной станции, Почвоведение, 1966, №10, стр. 91-96.

73. Спиридонов Ю.Я. Методические основы изучения вредоносности сорных растений/ Агрохимия, 2007, №3, с.68-77.

74. Туликов A.M. Статистическое обоснование величины пробных площадок при учете сорных растений в агрофитоценозах /Изв.Тимирязев.с.-х.акад., 2005; N2.-С. 120-134.

75. Туликов A.M. Оценка объема выборки при учете сорных растений в посевах Корнеотпрысковые многолетники. : Докл. ТСХА / Московская с.-х. акад. им. Тимирязева. Москва, 2005; Вып. 277. С. 69-73.

76. Флоринский И.В. Теория и приложения математико-картографического моделирования рельефа. Автореферат на соискание уч. ст. доктора технических наук. Москва, 2010. 42 стр.

77. Фрид А.С., Надежкин С.М., Княжнева Е.В., Пространственная неоднородность плодородияч почв, Экол.аспекты интенсификации с.-х. пр-ва, Пенза, 2002, т.1, стр.79-80.

78. Хлуденцов Ж.Г., Особенности изменчивости свойств подзолистых почв средней тайги, Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2008, №10, стр.42-46.

79. Чистов C.B., Флоринский И.В., Экологическая картография. М.:РЭФИА. -1997.- 133 с.

80. Шафран С.А. Прогнозирование содержания подвижных фосфора и калия впочвах Нечерноземной зоны. Удобрения и хим.мелиоранты в агроэкосистемах. М., 2000, стр. 260-266.

81. Шафран С.А., Авдреев С.С. Сбалансированное питание растений как фактор повышения экономической эффективности удобрений. Круговорот биоген.веществ и плодородие почв в адаптив.-ландшафт.земледелии России. М.: 2000, стр. 171-174.

82. Шеин Е.В., Иванов А.Л., Бутылкина М.А., Мазиров М.А. Пространственно-временная изменчивость агрофизических свойств комплекса серых лесных почв в условиях интенсивного сельскохозяйственного использования, Почвоведение, 2001, № 5. стр. 578-585.

83. Шильников И. А., Удалова Л. П., Аканов Н. И., Нестеров А. А. Известкование главный экологический фактор сохранения плодородия. Агрохимический вестник, №4, 1997, стр. 26-29.

84. Ширинян М.Х.; Кильдюшкин В.М.; Лесовая Г.М. Влияние рельефа агроландшафта на плодородие почвы и эффективность удобрений //Проблемы агрохимии и экологии, 2009; N 2. С. 14-17.

85. Шлевкова Е.М., Попова А.Р., К вопросу о пространственной изменчивости почв, Экол.-экон.пробл.экол.политики региона., Волгоград, 2002, стр. 14-20.

86. Шпаар Д. Возможности и проблемы дальнейшей экологизации защиты растений в рамках программы «Precision farming» на примере борьбы с сорняками. Вестник защиты растений, №3, 2001, стр. 12-22.

87. Щербаков А.П., Васенев И.И., Задачи и перспективы развития прецизионного земледелия в России, Соврем.пробл.земледелия и экологии, Курск, 2002, стр. 15-21

88. Якушев В. П. На пути к точному земледелию. СПб, 2002.

89. Шпедт А.А. Пурлаур В.К. Оценка влияния рельефа на плодородие почв и урожайность зерновых культур Влияние мезорельефа на гумусное состояние черноземов в Красноярском крае.//Сиб.вестн.с.-х.науки, 2008; N 10. С. 5-11

90. Якушев В. П., Полуэктов Р. А., Смоляр Э. И., Топаж А. Г. Использование ГИС в точном земледелии. Агрохимический вестник, №1, 2001, стр. 34-39

91. Adams M.L., Cook S., Bowden J.W., Using yield maps and intensive soil sampling to improve nitrogen fertiliser recommendations from a deterministic model in the Western Australian wheatbelt, Austral.J.exper.Agr., 2000, Vol.40, N 7, P. 959968.

92. Alphen B.J.van, Stoorvogel J.J., A functional approach to soil characterization in support of precision agriculture, Soil Sc.Soc. America J., 2000, Vol.64, N 5, P. 17061713.

93. ArcGIS, руководство пользователя

94. Bajla J., Application of geostatistics to evaluation of penetrometric measurments, Techn.sciences / Univ. of Warmia and Mazuri. Olsztyn, 2004, N7, P.5-14.

95. Beck A.D., Searcy S.W., Roades J.P., Yield data filtering techniques for improved map accuracy, Appl.Engg in Agr., 2001, Vol.17, N 4, P. 423-431

96. Beckett P. H. N., Webster R., Soil variability. A review, Soil and Fert, 1971, p. 115.

97. Bhatti A.U., Bakhsh A., Afzal M., Gurmani A.H., Spatial variability of soil properties and wheat yields in an irrigated field, Communic.in Soil Sc.Plant Analysis, 1999, Vol.30, N 9/10, P. 1279-1290.

98. Cambardella C.A., Delate K., Agroecosystem Performance during Transition to Certified Organic Grain Production, Agronomy Journal, Madison, 2004, Vol.96, N 5, P. 1288-1298.

99. Casanova E.F., Phosphorus and potassium fertilization and mineral nutrition of soybean in Guarico state, Better Crops intern., 2000, Vol.14, iss.2, P. 6-9

100. Clemens J., Schillinger M.P., Goldbach H., Huwe B., Spatial variability of N20 emissions and soil parameters of an arable silt loam a field study // Biol. Fert. Soil. 1999. V. 28. #4. P. 403-406.

101. Cox M.S.; Gerard P.G., Soil Management Zone Determination by Yield Stability Analysis and Classification, Agronomy Journal, Madison, 2007, Vol.99, N 5, P. 13571365.

102. Darwish K.M.; Abd El-Kader A.A., Use of statistical and spatial analysis for investigating variations in an onion field at El-Saff, Giza, Egypt, Intern.Agrophysics, 2008, Vol.22, № 2, p. 103-110.

103. Debnath N.R.; Rasul M.G.; Islam A.K.M.A.; Mian M.A.K.; Hossain T., Correlation and path analysis in buckwheat, Bangladesh J.agr.Res., 2008, Vol.33, N 2, P. 251-259.

104. Dobermann A., Ping J.L., Creating spatially contiguous yield classes for site-specific management, Agronomy Journal; Madison, 2003, Vol.95, N 5, P. 1121-1131

105. Dobermann A., Ping J.L., Adamchuk V.I., Simbahan G.C., Ferguson R.B., Classification of crop yield variability in irrigated production fields, Agronomy Journal, Madison, 2003, Vol.95, N 5, P. 1105-1120.

106. Farenhorst A.; Muc D.; Monreal C.; Florinski I. Sorption of herbicides in relationto soil variability and landscape position//J.environm.Sc.Health.Pt B, 2001; Vol.B36,N 4. P. 379-387.

107. Florinsky I.V., Eilers R.G., Manning G., Fuller L.G. Prediction of soil properties by digital terrain modelling // Environmental Modelling and Software. -2002. Vol. 17.-№3.- P. 295-311.

108. Goovaerts P. Geostatistical modelling of uncertainty in soil science Geoderma, 2001; Vol. 103,N 1/2. P. 3-26.

109. Groenigen J.W. The influence of variogram parameters on optimal sampling schemes for mapping by kriging, Geoderma, 2000, Vol.97 N3/4, P.223-236

110. Hache K.; Shibysawa H.; Sasao A., Effects of soil variability on wheat yield in a field with three types of management, J.Japan.Soc.Agr.Mach., 2004, Vol.66, № 4, p. 72-80.

111. Hu Kelin; Li Baoguo; Lu Yizhong; Duan Zengqiang; Li Zizhong; Li Guitong; Sun Danfeng, Spatial variation of physico-chemical properties in Shangzhuang experimental station of China Agricultural University, J.China Agr.Univ., 2006, Vol.11, №6, p. 27-33.

112. Inamura T.; Yoshikawa A.; Matsumoto K.; Ikenaga S.; Inoue II.; Yamasue Y., Analysis of the Sources of Variations of Wheat Yield in the Field, and Possibility of the Variable Rate Management, Japan.J.Crop Sc., 2007, Vol.76, N 2, P. 189-197.

113. Irmak A., Jones J.W., Batchelor W.D., Paz J.O., Linking multiple layers of information for diagnosing causes of spatial yield variability in soybean, Trans.ASAE. St.Joseph(Mich.), 2002, Vol.45, N 3, P. 839-849.

114. Kerry R., Oliver M.A., Variograms of ancillary data to aid sampling for soil surveys. Precision Agriculture 4, 2003, 261-278.

115. Kravchenko A.V., Bullock D.G., Correlation of corn and soybean grain yield with topography and soil properties, Agron.J., 2000, Vol.92, N 1, P. 75-83.

116. Kravchenko A.N.; Robertson G.P.; Thelen K.D.; Harwood R.R., Management, Topographical, and Weather Effects on Spatial Variability of Crop Grain Yields,

117. Agronomy Journal, Madison, 2005, Vol.97, N 2, P. 514-523.

118. Kukula S. T. Weed management in dryland cereal production with special reference to the Near East. FAO Plant Protect. Bull, 1986; T. 34. #3, p. 133-138.

119. Kurtener D.A., Badenko V.L., Precision agriculture experimentation on the base of fuzzy models synthesised with GIS, Aspects of appl.biology. Wellesbourne,Warwick, 2000, N 61, P. 139-143.

120. Lark R.M., Some tools for parsimonious modelling and interpretation of within-field variation of soil and crop systems, Soil Tillage Res., 2001, Vol. 58, N %, P. 99111.

121. Lark R.M., Stafford J.V., Classification as a first step in the interpretation of temporal and spatial variation of crop yield, Ann.appl.Biol., 1997, Vol.130, N 1, P. 111-121.

122. Lark R.M., Wheeler H.C., A method to investigate within-field variation of the response of combinable crops to an input, Agronomy Journal, Madison, 2003, Vol.95, N5, 1093-1104.

123. Laslett G.M., McBratney A.B., Pahl P.J., Hutchinson M.F. Comparison of several spatial prediction methods for soil pH // Journal of Soil Science. 1987. V.38. P. 325341.

124. Lee C.K., Yanai J., Kaho T., Iida M., Umeda M., Kosaki T., Matsui T., Mapping of field information in a paddy field, J.Japan.Soc.Agr.Mach., 2001, Vol.63, N 5, P. 45-52.

125. Lookman R., Vandewert N., Merchx R., Vlassak K. Geostatistical assessment of the regional distribution of phosphate sorption capacity parameters (feox and Alox) in northern Belgium // Geoderma. V. 66. #3-4. P. 285-296.

126. Lopez-Granados F., Jurado-Exposito M., Atensiano S., Garcia-Ferrer A., Sanches de la Orden M., Garcia-Torres L., Spatial variability of agricaltural soil parameters in southern Spain // Plant Soil, 2002, vol. 246, p.97-105

127. McBratney A.B., Mendon?a Santos M.L., Minasny B. On digital soil mapping // Geoderma. 2003. V. 117. № 1-2. P. 3-52.

128. Milos B., Geostatisticke analize pedoloskih podataka, Poljoprivr.znan.Smotra, Zagreb, 2000, Vol.65, N4, P.219-228.

129. Nakamoto T., Yamagishi J., Oyaizu H., Funahashi T., Richner W., Spatialvariability patterns of wheat growth and soil properties in a small field as affected by tillage intensity, Plant Product.Sc., 2002, Vol.5, N 2, P. 175-183.

130. Nguyen Tuan Ahn; Jin Chul Shin; Byun-Woo Lee, Of within-field spatial variation of rice growth and yield in relation to soil properties, Korean J.Crop Sc., 2005, Vol.50,№ 4, p. 221-237.

131. Nguyen Tuan Ahn, Jin Chul Shin, Byun-Woo Lee, Managing within-field spatial yield variation of rice by site-specific prescription of panicle nitrogen fertilizer, Korean J.Crop Sc, 2005, Vol.50, N 4, P. 238-246.

132. O'Halloran I.P.; Bertoldi A.P. von; Peterson S, Spatial variability of barley (Hordeum vulgare) and corn (Zea mays L.) yields, yield response to fertilizer N and soil N test levels, Canad.J.Soil Sc., 2004, Vol.84,№ 3, p. 307-316.

133. Panten K, Haneklaus S, Rogasik J., Schnug E, Predicting sugar beet yield variability using yield maps of combinable crops and the 'monitor pedo cell' approach, Landbauforshung Völkenrode, Braunschweig, 2005, S.-H. 286, P. 65-70.

134. Paz-Gonsalez A, Vieira S.R, Taboado Castro M. T, The effect of cultivation on the spatial variability of select properties of an ambric horizon // Geoderma, 2000, vol.97, p. 273-292.

135. Ping J.P.; Green C.J.; Bronson K.F.; Zartman R.E.; Dobermann A, Identification of Relationships between Cotton Yield, Quality, and Soil Properties, Agronomy Journal, Madison, 2004, Vol.96, N 6, P. 1588-1597.

136. Redulla C.A, Davenport J.P, Evans R.G, Hattendorf M.J, Alva A.K, Boydston R.A, Relating potato yield and quality to field scale variability in soil characteristics, Am.J.Potato Res, 2002, Vol.79, N 5, P. 317-323.

137. Roel A, Plant R.E, Spatiotemporal Analysis of Rice Yield Variability in Two California Fields, Agronomy Journal, Madison, 2004, Vol.96, N 1, P. 77-90.

138. Rogasik J, Haneklaus S, Panten K, Funder U, Schung E, Operations for precision agriculture, Mitt.Dt.Bodenkundl.Ges. S.l, 2000, Bd.93, p. 116-119

139. Scharf P.C.; Kitchen N.R.; Sudduth K.A.; Davis J.G.; Hubbard V.C.; Lory J.A,

140. Field-Scale Variability in Optimal Nitrogen Fertilizer Rate for Corn, Agronomy Journal, Madison, 2005, Vol.97, N 2, P. 452-461.

141. Simbahan G.C.; Dobermann A.; Ping J.L., Screening yield monitor data improves grain yield maps, Agronomy Journal, Madison, 2004, Vol.96, N 4, P. 1091-1102.

142. Skerrit J.H., Adams M.L., Cook S.E., Naglis G., Within-field variation in wheat quality: implications for precision agricultural management, Austral.J.agr., 2002, Vol.53, p. 1229-1242.

143. Vintila J., Canarache A., Some general features of frequency distributions used in soil science. Transactions of the 10th International Congress of Soil Science, V. VI(II), 1974.

144. Webster R., Oliver M.A. Sample adequately to estimate variograms of soil properties, Journal of Soil Science. 1992. V. 43. №1. P.177-192.

145. Walter A.M., Christensen & Simmelsgaard S.E. Spatial correlation between weed species densities and soil properties. Weed research, 2002. Vol.42. N1. 26-38

146. Wu J., Norvell W.A., Hopkins D.G., Welch R.M. Spatial variability of grain cadmium and soil characteristics in durum wheat field, Soil Sc.Soc.America J., 2002, Vol.66, N1. P. 268-275.

147. Yang C., Everitt J.H., Murden D., Robinson J.R.C., Spatial variability in yields and profits within ten grain sorghum fields in south Texas, Trans.ASAE. -St.Joseph(Mich.), 2002, Vol.45, N 4, P. 897-906.

148. Zhao Z.; Chow T.L.; Qi Y.; Rees H.W.; Benoy G.; Xing Z.; Meng F.-R.

149. Model prediction of soil drainage classes based on digital elevation model parameters and soil attributes from coarse resolution soil maps Canad.J.Soil Sc., 2008; Vol.88,N 5.-P. 787-799.

150. Zeleke T.B., Si B.C., Scaling properties of topographic indices and crop yield: multifractal and joint multifractal approaches, Agronomy Journal, Madison, 2004, Vol.96, N4, P. 1082-1090

151. Zhang Q., Han S., An information table for yield data analysis and management, Biosystems Engg, 2002, Vol.83, N 3, P. 299-306

Информация о работе

Мелиховская, Полина Владимировна
кандидата биологических наук
Москва, 2011
ВАК 03.02.13

Диссертация

Изучение пространственной изменчивости свойств почв геостатистическими методами - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы