УДК 631.413
DOI: https://doi.org/10.52540/2074-9457.2022.3.23
Г. Н. Бузук
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРОФНОСТИ ПОЧВ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИМ МЕТОДОМ. СООБЩЕНИЕ 6. КВАДРАТНАЯ УСТАНОВКА, КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОДОВ И СПОСОБ РАСЧЕТА ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА
г. Витебск, Республика Беларусь
Целью настоящей работы является изучение возможности использования квадратной установки G. M. Habberjam для оценки трофности почвы по измерению ее удельного сопротивления. Установлены существенное влияние глубины погружения неизолированных электродов в исследуемый субстрат на величину удельного электрического сопротивления (УЭС) почвы и нелинейный характер зависимости, который хорошо аппроксимировался степенной функцией, независимо от способа расчета геометрического коэффициента установки. Использование точечных электродов позволяет скорректировать влияние глубины погружения электродов в исследуемый объект на результаты измерения удельного электрического сопротивления. Данный факт следует учитывать при проведении измерений удельного электрического сопротивления почвы в природных условиях. Методика может использоваться для оценки трофности почв в местах произрастания лекарственных растений.
Ключевые слова: трофность почвы, установка Habberjam, удельное электрическое сопротивление, измерительные электроды, геометрический коэффициент.
SUMMARY
G. N. Buzuk
DETERMINATION OF SOIL TROPHICITY BY ELECTROPHYSICAL METHOD. MESSAGE 6. SQUARE DEVICE, ELECTRODE DESIGN AND GEOMETRIC COEFFICIENT CALCULATION METHOD
The aim of this work is to study the possibility of using a square device of G. M. Habberjam to assess soil trophicity by measuring its resistivity. Significant influence of immersion depth of uninsulated electrodes in the substrate studied on the amount of specific electrical resistivity (SER) of the soil and nonlinear nature of dependence which was well approximated by the power function regardless of the method of calculating geometric coefficient of the device were established. The use of point electrodes makes it possible to adjust the influence of electrodes immersion depth in the object studied on the results of measuring electrical resistivity. This fact should be taken into account when measuring specific electrical resistivity of the soil in natural conditions. The technique can be used to assess soil trophicity in places where medicinal plants grow.
Keywords: soil trophicity, Habberjam device, electrical resistivity, measuring electrodes, geometric coefficient.
ЛИТЕРАТУРА
1. Погоцкая, А. А. Морфометрия Chelidonium majus L.: взаимосвязь размеров, формы листа и содержания алкалоидов и фенольных соединений / А. А. Погоцкая, Г. Н. Бузук, О. В. Созинов // Вестн. фармации. – 2010. – № 3. – С. 26–39.
2. Аветов, Н. А. Понятие трофности в связи с антропогенной эвтрофикацией верховых болот Ханты-Мансийского Приобья / Н. А. Аветов, Е. А. Шишконакова // Бюл. Почвенного ин-та им. В. В. Докучаева. – 2013. – № 71. – С. 36–51.
3. Поздняков, А. И. Электрофизика почв / А. И. Поздняков, А. Д. Позднякова. – Москва–Дмитров: Москов. гос. ун-т им. М. В. Ломоносова. – 2004. – 48 c.
4. Electrical resistivity survey in soil science: a review / A. Samouëlian [et al.] // Soil and tillage research. – 2005. – Vol. 83, N 2. – P. 173–193.
5. Friedman, S. P. Soil properties influencing apparent electrical conductivity: a review / S. P. Friedman // Computers and electronics in agriculture. – 2005. – Vol. 46, N 1/3. – P. 45–70.
6. Corwin, D. L. Past, present and future trends in soil electrical conductivity measurement using geophysical methods / D. L. Corwin // Handbook of Agricultural Geophysics / ed.: B. J. Allred, J. J. Daniels, M. R. Ehsani. – New York: CRC Press, 2008. – P. 17–44.
7. Reynolds, J. M. An introduction to applied and environmental geophysics / J. M. Reynolds. – 2nd ed. – Chichester: John Wiley & Sons, 2011. – 796 p.
8. Бузук, Г. Н. Определение трофности почв электрофизическим методом. Сообщение 1. Устройство и лабораторная методика / Г. Н. Бузук // Вестн. фармации. – 2021. – № 3. – С. 32–40.
9. Бузук, Г. Н. Определение трофности почв электрофизическим методом. Сообщение 2. Конструкция электродов и способ расче-та геометрического коэффициента / Г. Н. Бузук // Вестн. фармации. – 2021. – № 4. – С. 46–52.
10. Бузук, Г. Н. Определение трофности почв электрофизическим методом. Сообще-ние 5. Полевые испытания / Г. Н. Бузук // Вестн. фармации. – 2022. – № 2. – С. 65–76.
11. Habberjam, G. M. The use of a square configuration in resistivity prospecting / G. M. Habberjam, G. E. Watkins // Geophysical prospecting. – 1967. – Vol. 15, N 3. – P. 445–467.
12. Habberjam, G. M. The effects of anisotropy on square array resistivity measurements / G. M. Habberjam // Geophysical prospecting. – 1972. – Vol. 20, N 2. – P. 249–266.
13. Lane, Jr. J. W. Use of a square array direct current resistivity method to detect fractures in crystalline bedrock in New Hampshire / Jr. J. W. Lane, F. P. Haeni, W. M. Watson // Groundwater. – 1995. – Vol. 33, N 3. – P. 476–485.
14. Application of cross-square array and resistivity anisotropy for fracture detection in crystalline bedrock / O. O. Bayewu [et al.] //Arab. J. of Geosciences. – 2016. – Vol. 9, N 4. – P. 1–16.
15. Moreira, S. S. A comparative evaluation of vertical fractures using different azimuthal electrical resistivity survey arrays / S. S. Moreira, L. A. P. Bacellar, P. R. A. Aranha // Near Surface Geophysics. – 2019. – Vol. 17, N 4. – P. 345–357.
16. Wenner, F. A method of measuring earth resistivity / F. Wenner // Bulletin of the Bureau of Standards. – Washington: Government Printing Office, 1916. – Vol. 12. – P. 469–478.
17. Kaufhold, S. Comparison of three small-scale devices for the investigation of the electrical conductivity/resistivity of swelling and other clays / S. Kaufhold [et al.] // Clays and clay minerals. – 2014. – Vol. 62, N 1. – P. 1–12.
18. Edwards, L. S. A modified pseudosection for resistivity and IP / L. S. Edwards // Geophysics. – 1977. – Vol. 42, N 5. – P. 1020–1036.
19. Szalai, S. Depth of investigation and vertical resolution of surface geoelectric arrays / S. Szalai, A. Novák, L. Szarka // J. of Environmental and Eng. Geophysics. – 2009. – Vol. 14, N 1. – P. 15–23.
20. Udosen N. I. Characterization of electrical anisotropy in North Yorkshire, England using square arrays and electrical resistivity tomography N. I. Udosen, N. J. George // Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources. – 2018. – Vol. 4, N 3. – P. 215–233.
REFERENCES
1. Pogotskaia AA, Buzuk GN, Sozinov OV. Morphometry of Chelidonium majus L.: relationship between size, leaf shape and content of alkaloids and phenolic compounds. Vestn farmatsii. 2010;(3):26–39. (In Russ.)
2. Avetov NA, Shishkonakova EA. The concept of trophicity in connection with anthropogenic eutrophication of raised bogs of the Khanty-Mansiysk Ob region. Biul Pochvennogo in-ta im VV Dokuchaeva. 2013;(71):36 – 51. (In Russ.)
3. Pozdniakov AI, Pozdniakova AD. Electrophysics of soils. Moskva–Dmitrov, RF: Moskov gos un-t im MV Lomonosova; 2004. 48 s. (In Russ.)
4. Samouëlian A, Cousin I, Tabbagh A, Bruand A, Richard G. Electrical resistivity survey in soil science: a review. Soil Tillage Res. 2005;83(2):173–93. doi: 10.1016/j.still.2004.10.004
5. Friedman SP. Soil properties influencing apparent electrical conductivity: a review. Comput Electron Agric. 2005;46(1-3):45–70. doi: 10.1016/j.compag.2004.11.001
6. Corwin DL. Past, present, and future trends of soil electrical conductivity measurement using geophysical methods. In: Allred BJ, Daniels JJ, Ehsani MR, editors. Handbook of Agricultural Geophysics. New York, USA: CRC Press; 2008. p. 17–44
7. Reynolds JM. An introduction to applied and environmental geophysics. 2nd ed. Chichester, Great Britain: John Wiley & Sons; 2011. 796 p
8. Buzuk GN. Determination of soil trophicity by electrophysical method. Message 1. Device and laboratory technique. Vestn farmatsii. 2021;(3):32–40. doi: 10.52540/2074-9457.2021.3.32. (In Russ.)
9. Buzuk GN. Determination of soil trophicity by electrophysical method. Message 2. The design of the electrodes and the method of calculating the geometric coefficient. Vestn farmatsii. 2021;(4):46–52. doi: 10.52540/2074-9457.2021.4.46. (In Russ.)
10. Buzuk GN. Determination of trophicity and soils by the electrophysical method. Message 5. Field trials. Vestn farmatsii. 2022;(2):65–76. doi: 10.52540/2074-9457.2022.2.65. (In Russ.)
11. Habberjam GM, Watkins GE. The use of a square configuration in resistivity prospecting. Geophys Prospect. 1967;15(3):445–67. doi: 10.1111/j.1365-2478.1967.tb01798.x
12. Habberjam GM. The effects of anisotropy on square array resistivity measurements. Geophys Prospect. 1972;20(2):249–66. doi: 10.1111/j.1365-2478.1972.tb00631.x
13. Lane JrJW, Haeni FP, Watson WM. Use of a square array direct current resistivity method to detect fractures in crystalline bedrock in New Hampshire. Groundwater. 1995;33(3):476–85. doi: 10.1111/j.1745-6584.1995.tb00304.x
14. Bayewu OO, Oloruntola MO, Mosuro GO, Laniyan TA, Fatoba JO, Folorunso IO et al. Application of cross-square array and resistivity anisotropy for fracture detection in crystalline bedrock. Arab J of Geosciences. 2016;9(4):1–16. doi: 10.1007/s12517-016-2305-1
15. Moreira SS, Bacellar LAP, Aranha PRA. A comparative evaluation of vertical fractures using different azimuthal electrical resistivity survey arrays. Near Surf Geophys. 2019;17(4):345–57. doi: 10.1002/nsg.12047
16. Wenner F. A method of measuring earth resistivity. In: Bulletin of the Bureau of Standards. Washington, USA: Government Printing Office; 1916. vol. 12. p. 469–78
17. Kaufhold S, Grissemann C, Dohrmann R, Klinkenberg M, Decher A. Comparison of three small-scale devices for the investigation of the electrical conductivity/resistivity of swelling and other clays. Clays Clay Miner. 2014;62(1):1–12. doi: 10.1346/CCMN.2014.0620101
18. Edwards LS. A modified pseudosection for resistivity and IP. Geophysics. 1977;42(5):1020–36. doi: 10.1190/1.1440762
19. Szalai S, Novák A, Szarka L. Depth of investigation and vertical resolution of surface geoelectric arrays. J Environ Eng Geophys. 2009;14(1):15–23. doi: 10.2113/JEEG14.1.15
20. Udosen NI, George NJ. Characterization of electrical anisotropy in North Yorkshire, England using square arrays and electrical resistivity tomography. Geomech Geophys Geo Energy Ge Resour. 2018;4(3):215–33. doi: 10.1007/s40948-018-0087-5
Адрес для корреспонденции:
г. Витебск, Республика Беларусь,
тел. +375-29-715-08-38,
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.,
профессор, доктор фармацевтических наук,
Бузук Г.Н.
Поступила 21.09.2022 г.