Spatial variability of the granulometric composition within arable fi eld on soddy-podzolic soil

Abstract

The spatial variability of the content of granulometric fraction d > 0,25 mm in the arable layer of soddy-podzolic cultivated soil on an area of 18 hectares was studied. The soil formed in the loess-like loam, underlain by moraine deposits. Samples were taken from the upper (0–10 cm) and lower parts of the arable layer (10–20 cm) following a random-stratified sampling scheme. The total number of samples was 350 cores. The average fraction content was about 22%, the coefficient of variation was 39–41%, the distributions were approximated by a logarithmically normal distribution. The Spearman correlation coefficient between values at different depths equaled to 0,87. The spatial distribution cartograms were constructed by the ordinary kriging method using a spherical variogram model. It is shown that preliminary censoring of high sample values (quantile 0,95) gives better results when constructing a cartogram than removing a linear spatial trend and logarithm of the original data. Spatial structures with reduced and increased values were found on the site, the average linear sizes of which was about 100 m.  Presumably, they were associated with the heterogeneity of soil-forming material.

References

1.Артемьева З. С. Органическое вещество и гранулометрическая система почвы М., 2010.
2.Болдырева В.Э., Безуглова О.С., Меженков А.А. и др. Сравнительный анализ методов определения гранулометрического состава почв Северного Приазовья // АгроЭкоИнфо. 2022. № 1 (49). https://doi.org/10.51419/202121126
3.Болдырева В.Э., Безуглова О.С., Морозов И.В. Значение систематизации результатов гранулометрического состава по данным регионального почвенного дата-центра в изучении особенностей черноземов обыкновенных Северного Приазовья // Агроэкоинфо. 2022. № 2. http://www.agroecoinfo.ru.STATYI/2022/2/st_231.pdf
4.Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М., 1986.
5.ГОСТ 12536-2014. Межгосударственный стандарт. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава.
6.Дыдышко С.В., Азаренок Т.Н., Шульгина С.В. Взаимосвязь гумуса и гранулометрического состава дерново-палево-подзолистых легкосуглинистых почв разной степени агрогенной трансформации // Почвоведение и агрохимия. 2018. №2 (61).
7.Дядькина С.Е., Кондрашкина М.И., Кротов Д.Н. Пространственное варьирование гранулометрического состава почв и почвообразующих пород трёх районов Брянской области Фундаментальные концепции физики почв: развитие, современные приложения и перспективы. М., 2019.
8.Еремин Д.И., Груздева Н.А. Гранулометрия серых лесных почв Северного Зауралья // Известия Оренбургского государственного агарного университета. 2016. №1 (69).
9.Зубкова Т.А., Карпачевский Л.О. Матричная организация почв. М., 2001.
10.Качинский Н.А. Физика почвы. М., 1965.
11.Козловский Ф.И. О принципах стационарного исследования почв. Принципы организации и методы стационарного изучения почв. М.Ж., 1976.
12.Красильников П.В. (ред.) Геостатистика и география почв. М., 2007.
13.Крыщенко В.С., Рыбянец Т.В., Бирюкова О.А. и др. Матричные черты гумус-гранулометрических отношений в полидисперсной системе почв. Ч.2. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: естественные науки. 2003. №4 (124).
14.Крыщенко B. C., Самохин А. П. Матричная закономерность в топографии почв. Р-на-Д., 2008.
15.Крыщенко В. С., Рыбянец Т.В., Замулина И.В. и др. Моделирование отношений элементов полидисперсной системы почв с использованием эталона сравнения //Живые и биокосные системы. 2013. №2.
16.Мешалкина Ю.Л., Васенев И.И. Кузякова И.Ф. и др. Геостатистика в почвоведении и экологии. М., 2010.
17.Почвенно-агрохимическая характеристика АБС Чашниково. М., 1986. Ч.1 и Ч.2.
18.Самсонова В.П., Железова С.В., Березовский Е.В. Картограммы почвенных свойств для целей точного земледелия // Проблемы агрохимии и экологии. 2010. № 4.
19.Шеин Е.В. Курс физики почв. М., 2005.
20.Якушев В.П., Якушев В.В., Блохина С.Ю. и др. Информационное обеспечение современных систем земледелия в России // Вестн. РАН. 2021. Т. 91. № 8.
21.Hengl T.A. Practical Guide to Geostatistical Mapping of Environmental Variables http://spatial-analyst.net/book/system/files/Hengl_2009_GEOSTATe2c1w.pdf
22.Cambardella C. A., Moorman T. B., Novak J. M. [and all] Field-scale variability of soil properties in central Iowa soils /Soil Sci. Soc. Am. J. 1994. Vol. 58.
23.Oliver M. Geostatistical Applications for Precision Agriculture. Springer, 2014.