Корреляционные связи и варьирование свойств агрочерноземов юга Среднерусской возвышенности

Поиск связей между различными почвенными свойствами и оценка уровня их варьирования имеет важное фундаментальное значение для понимания сущности функционирования почв, а с практической точки зрения позволяет оптимизировать планирование полевых и лабораторных исследований, создает основу для проектирования систем дифференцированного внесения удобрений и точного земледелия. Работа основана на данных о содержании органического углерода, актуальной кислотности, плотности почв, содержания гранулометрических фракций, обменного кальция, магния и углекислоты карбонатов. В качестве объектов исследования выбраны 12 пахотных черноземов на юге Среднерусской возвышенности (Белгородская обл.). Образцы почв отбирались послойно, каждые 20 см до глубины 3 м. Для пахотных черноземов выявлена слабая степень скоррелированности исследованных свойств между собой. Наименее скоррелированными с другими почвенными свойствами являются плотность почвы, содержание органического углерода, содержание гранулометрических фракций 0,25–0,05 мм, 0,01–0,005 мм. Корреляция между содержанием углекислоты карбонатов и рН наблюдается только для аккумулятивно-карбонатного и переходного к нему горизонтов. Наибольшим числом корреляций между различными почвенными свойствами характеризуется подпахотная часть гумусового горизонта и верхняя часть переходного к аккумулятивно-карбонатному горизонту. Наименьшее количество корреляций между почвенными свойствами отмечено для глубин 80–100 см. Сравнение коэффициентов вариации одних и тех же свойств, но рассчитанных для одного и того же разреза (т. e. вариация внутри профиля) и для одних и тех же глубин, но из разных разрезов (т. е. латеральная вариация), показало, что большая внутрипрофильная вариация, чем латеральная, наблюдается для содержания органического углерода, кальция и магния.

1. Безуглова О.С., Юдина Н.В. Взаимосвязь физических свойств и гумусированности в черноземах юга Европейской России // Почвоведение. 2006. № 2. С. 211–219.

2. Геннадиев А.Н., Пиковский Ю.И. Карты устойчивости почв к загрязнению нефтепродуктами и полициклическими ароматическими углеводородами: метод и опыт составления // Почвоведение. 2007. № 1. С. 80–92.

3. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Почва в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). М.: Наука, 1990. 261 с.

4. Жидкин А.П., Геннадиев А.Н., Кошовский Т.С., Чендев Ю.Г. Пространственно-временные параметры латеральной миграциитвердофазноговеществапочв (Белгородская область) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2016. № 3. С. 9–17.

5. Княжнева Е.В., Надежкин С.М., Фрид А.С. Пространственная неоднородность уровня плодородия выщелоченного чернозема в пределах поля // Почвоведение. 2006. № 9. С. 1120–1129. DOI: 10.1134/S1064229306090110.

6. Красильников П.В., Таргульян В.О. На пути к «новой географии почв»: вызовы и решения (обзор) // Почвоведение. 2019. № 2. С. 131–139.

7. Сидорова В.А., Красильников П.В. Почвенно-географическая интерпретация пространственной вариабельности химических и физических свойств поверхностных горизонтов почв степной зоны // Почвоведение. 2007. № 10. С. 1168–1178. DOI: 10.1134/S106422930710002X.

8. Тишкина Э.В., Иванова Н.Н. Почвенный покров распаханных и целинных прибалочных склонов (Курская область) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2010. № 6. С. 73–79.

9. Чинилин А.В., Савин И.Ю. Крупномасштабное цифровое картографирование содержания органического углерода почв с помощью методов машинного обучения // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2018. № 91. С. 46–62.

10. Шеин Е.В. Гранулометрический состав почв: проблемы методов исследования, интерпретации результатов и классификаций // Почвоведение. 2009. № 3. С. 309–317.

11. Alexander E.B. Bulk densities of California soils in relation to other soil properties, Soil Science Society of America Journal, 1980, vol. 44, no. 4, p. 689–692.

12. Amundson R., Berhe A.A., Hopmans J.W. et al. Soil and human security in the 21st century, Science, 2015, vol. 348, no. 6235, p. 1261071. DOI: 10.1126/science.1261071.

13. Bünemann E.K., Bongiorno G., Bai Z. et al. Soil quality – A critical review, Soil Biology and Biochemistry, 2018, vol. 120, p. 105–125, DOI: 10.1016/j.soilbio.2018.01.030.

14. Fukumasu J., Jarvis N., Koestel J. et al. Relations between soil organic carbon content and the pore size distribution for an arable topsoil with large variations in soil properties, European Journal of Soil Science, 2022, vol. 73, no. 1, p. e13212, DOI: 10.1111/ejss.13212.

15. He L.L., Huang D.Y., Zhang Q. et al. Meta-analysis of the effects of liming on soil pH and cadmium accumulation in crops, Ecotoxicology and Environmental Safety, 2021, vol. 223, p. 112621, DOI: 10.1016/j.ecoenv.2021.112621.

16. Kunhikrishnan A., Thangarajan R., Bolan N.S. et al. Functional relationships of soil acidification, liming, and greenhouse gas flux, Advances in agronomy, 2016, vol. 139, p. 1–71, DOI: 10.1016/bs.agron.2016.05.001.

17. Ladoni M., Bahrami H.A., Alavipanah S.K., Norouzi A.A. Estimating soil organic carbon from soil reflectance: a review, Precision Agriculture, 2010, vol. 11, p. 82–99, DOI: 10.1007/s11119-009-9123-3.

18. Minasny B., McBratney A.B., Hartemink A.E. Global pedodiversity, taxonomic distance, and the World Refe rence Base, Geoderma, 2010, vol. 155, p. 132–139, DOI: 10.1016/j.geoderma.2009.04.024.

19. Murphy B.W. Impact of soil organic matter on soil properties – a review with emphasis on Australian soils, Soil Research, 2015, vol. 53, no. 6, p. 605–635, DOI: 10.1071/SR14246.

20. Rasmussen C., Heckman K., Wieder W.R. et al. Beyond clay: towards an improved set of variables for predicting soil organic matter content, Biogeochemistry, 2018, vol. 137, p. 297–306, DOI: 10.1007/s10533-018-0424-3.

21. Schimel D.S., Braswell B.H., Holland E.A. et al. Climatic, edaphic, and biotic controls over storage and turnover of carbon in soils, Global Biogeochemiacal Cycles, 1994, vol. 8(3), p. 279–293, DOI: 10.1029/94GB00993.

22. Wagner S., Cattle S.R., Scholten T. Soil-aggregate formation as influenced by clay content and organic-matter amendment, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 2007, vol. 170(1), p. 173–180, DOI: 10.1002/jpln.200521732.

23. Wilkinson M.T., Richards P.J., Humphreys G.S. Breaking ground: Pedological, geological, and ecological implications of soil bioturbation, Earth-Science Reviews, 2009, vol. 97, p. 254–269, DOI: 10.1016/j.earscirev.2009.09.005.

24. Zhang H., Wang C., Chen Z. et al. Performance Comparison of Different Particle Size Distribution Models in the Prediction of Soil Particle Size Characteristics, Land, 2022, vol. 11, no. 11, p. 2068, DOI: 10.3390/land11112068.