Внутрипольное зонирование почвенного покрова по данным геофизических методов

Евгений Вячеславович Балков; Павел Анатольевич Барсуков; Александр Евгеньевич Шалагинов; Юрий Григорьевич Карин; Александр Валерьевич Прокопьев; Ольга Александровна Русалимова

doi:10.31251/pos.v8i3.338

Авторы

Евгений Вячеславович Балков ФГБУН Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, Новосибирск, Россия https://orcid.org/0000-0002-3712-6585
Павел Анатольевич Барсуков ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, г. Новосибирск, Россия https://orcid.org/0000-0001-6554-9721
Александр Евгеньевич Шалагинов ФГБУН Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, г. Новосибирск, 630090, Россия https://orcid.org/0000-0002-3556-731X
Юрий Григорьевич Карин ФГБУН Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, г. Новосибирск, Россия https://orcid.org/0000-0003-1469-5336
Александр Валерьевич Прокопьев ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет», г. Новосибирск, Россия https://orcid.org/0009-0009-2572-0067
Ольга Александровна Русалимова ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, г. Новосибирск, Россия https://orcid.org/0000-0002-9802-2595

DOI:

https://doi.org/10.31251/pos.v8i3.338

Ключевые слова:

почвенный покров; внутрипольное зонирование; электромагнитое профилирование; георадиолокация; электротомография; аэрофотосъемка; вегетационные индексы; ASF-индекс; гранулометрический состав; влажность почвы.

Аннотация

Цель исследования. Апробация применения методов малоглубинной электроразведки для решения задач внутрипольного зонирования почвенного покрова сельскохозяйственных угодий.

Место и время проведения. Исследования выполнены на полях ООО «Рубин» в Краснозерском районе Новосибирской области (53,81° с.ш., 79,29° в.д.) в мае 2025 года.

Методы. Методы исследования включали аэрофотосъемку с применением квадрокоптера Dji Mavic Air, электромагнитное профилирование аппаратурой ЭМС, электротомографию аппаратурой Скала, георадиолокацию аппаратурой Око, анализ гранулометрического состава и влажности почвы.

Основные результаты. Получена карта распределения удельного электрического сопротивления (УЭС) путем трансформации сигнала аппаратуры ЭМС, на которой выделены зоны высокого и низкого сопротивления. Зонам более высокого сопротивления соответствуют повышенные элементы рельефа, а также «красные» зоны на карте среднемноголетнего вегетационного ASF-индекса, то есть участки с относительно низкими плодородием почвы и урожайностью. Зоны низкого сопротивления приурочены к пониженным элементам рельефа с повышенной влажностью почв. Данный эффект обусловлен перераспределением влаги после весеннего снеготаяния и интенсивных осадков по поверхности почвы из областей с повышенными высотными отметками в сторону понижения рельефа, а также водоудерживающей способностбю почв, связанной с их различным гранулометрическим составом в «красной» и «зеленой» зонах по ASF-индексу. Обнаружена сильная прямая корреляционная связь между УЭС и содержанием песчаной фракции и обратная зависимость с содержанием тонкодисперсных фракций. По данным методов электротомографии и георадиолокации на профиле, проходящем из «зеленой» в «красную» зону по ASF-индексу, выявлено постепенное увеличение значений УЭС и появление слоистой структуры отложений, подстилающих гумусово-аккумулятивный (A) и переходный (AB) почвенные горизонты. Это наиболее вероятно свидетельствует о резком снижении содержания почвенного органического вещества и увеличении песчаной фракции в гранулометрическом составе почв, подстилающих A+AB горизонты.

Заключение. Применение малоглубинных методов электроразведки и аэрофотосъемки позволяет проводить зонирование исследуемых почв по УЭС в горизонтальном и вертикальном направлениях. Геофизические методы могут уточнить внутрипольное зонирование почвенного покрова, полученного на основе вегетационных индексов, а также сократить объем полевых и лабораторных (химико-аналитических) исследований свойств почв, от которых, тем не менее, невозможно полностью отказаться для выявления истинных причин снижения плодородия почв и, соответственно, урожайности сельскохозяйственных культур в «красных» зонах по ASF-индексу.