Физических свойств почвы

Картирование электропроводности почвы. В настоящее время комплексный подход может применяться не только для агрохимического обследования полей, но и для измерения электро- и теплопроводности почвы.

Показатель электропроводности почвы показывает изменение основных ее свойств в пределах поля, таких как гранулометрический состав, наличие органического вещества, влажность, концентрация солей в почвенном растворе, показатель рН и т. д. После этого количество почвенных образцов может быть сокращено в несколько раз. Для изучения электропроводности почвы используют контактный (измерение электрической проводимости) и бесконтактный (определение показаний магнитной индукции и георадаров) методы измерения.

Контактный метод основан на измерении электропроводности почвы с помощью электродов, которые представляют собой изолированные стальные диски, находящиеся в постоянном контакте с почвой. Для этого применяют внедорожник, оснащенный бортовым компьютером с технологией параллельного вождения, GPS-приемником, прибором, определяющим электропроводность, и прицепным агрегатом с дисками (с размещенными в них электродами) (рисунок 6.14). При проведении измерений агрегат движется по полю согласно технологии параллельного вождения с погруженными в грунт дисками. При этом на одну пару изолированных электродов подается напряжение, а другая служит для измерения снижения напряжения между ними. Замеры электропроводности совмещают с данными GPS и наглядно отображают в виде карты.

Рисунок 6.14 – Картирование электропроводности почвы с помощью прицепной машины Veris 3100 (компания Veris Technologies, США)

Машина Veris 3100 формирует два вида карт – поверхностного слоя (30,5 см) и корневой зоны (91,5 см). Карта верхнего слоя часто используется для выбора участков забора проб, а более глубокого слоя – определения нормы внесения удобрений (особенно азотных).

Бесконтактное определение электропроводности почвы проводят с помощью приборов для измерения электромагнитной индукции и георадаров. В большинстве случаев аппаратура для измерения электромагнитной индукции может быть объединена с приемниками GPS для обеспечения позиционирования проводимых измерений.

Представляет особый интерес датчик электропроводности ЕМ38-МК2 (компания Geonics Limited, Канада), позволяющий выделить почвенные контуры и оценить неоднородность почвенных свойств без разрушения ее структуры и отбора образцов. Он обеспечивает одновременное измерение электропроводности почвы и магнитной восприимчивости в интервалах почвенных глубин 0,75 и 1,5 м. При помощи карт вариаций электромагнитных свойств почвы можно наглядно разделить поля на участки определенных классов и осуществлять, например, отбор проб почвы только внутри одного класса без перемешивания с другими.

Отечественным прибором, подходящим для использования в сельском хозяйстве при исследовании состояния почв, является многоцелевой электромагнитный сканер «Немфис», разработанный Институтом нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН г. Новосибирска (рисунок 6.15). Он позволяет реализовать метод электромагнитного индукционного частотного зондирования и представляет собой трехкатушечный зонд.

Рисунок 6.15 – Электромагнитный сканер «Немфис» (ИНГГ СО РАН)

Прибор предназначен для сканирования больших площадей, прикрепленных к GPS, визуализации карт в реальном времени. Сканер управляется с помощью беспроводного модуля на базе карманного ПК по технологии BlueTooth, эксплуатируется одним оператором, обладает высокой помехозащищенностью. Одной из составляющих технологии «точного земледелия» является мониторинг плотности почвы на поле. В России появились механические и ультразвуковые пенетрометры – приборы для измерения плотности почвы.

Электронный пенетрометр SC 900 (компания «Spec-trum Technologies», США) измеряет индекс пирометрического конуса, сохраняет полученные данные и позволяет пользователю проводить их анализ. Запоминающее устройство и порт RS-232, расположенные на нижней стороне прибора, позволяют измерять уплотнения почвы относительно координат местности. При обнаружении GPS-сигнала широта и долгота местоположения будут включены в результаты измерения. Память устройства хранит до 772 профилей (или 579, если используется функция GPS). Для подключения GPS-приемника требуются GPS/DGPS-кабель и последовательный интерфейсный кабель. Прибор совместим с картографическим онлайн-приложением SpecMaps.

6.3 Современные способы планирования агрохимических обследований