УДК 631.42
DOI: https://doi.org/10.52540/2074-9457.2022.4.46
Г. Н. Бузук
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЧВЕННЫХ ИНДЕКСОВ В КАЧЕСТВЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРОФНОСТИ ПОЧВ В ФИТОЦЕНОЗАХ
г. Витебск, Республика Беларусь
Целью настоящей работы является разработка почвенных индексов, характеризующих трофность почвы. С использованием модифицированных пипеток определены набухание и цветовые координаты в CIE Lab пространстве образцов почвы различных типов и массы до и после удаления органического вещества с помощью водорода пероксида. Установлена линейная зависимость между массой образца и величиной его набухания. Коэффициент наклона линии регрессии хорошо согласуется с трофностью почвы. Плотность почвы после набухания в воде нелинейно связана с массой образца, хорошо аппроксимируется экспоненциальной функцией и отрицательно связана с трофностью почвы. Удаление органического вещества повышает плотность почвы. Определена оптимальная масса образца почвы для анализа. Для удаления органического вещества предложена 2–3 кратная обработка почвы в чашках Петри 30% водорода пероксидом при комнатной температуре и промежуточным высушиванием досуха. Для определения роли органического вещества в трофности почвы предложен индекс dE – Евклидово расстояние между координатами цвета в CIE Lab пространстве до и после удаления органического вещества. Предложенные почвенные индексы могут быть использованы для оценки трофности почв при выращивании лекарственных растений.
Ключевые слова: почвенные индексы, набухание, трофность, глина, органическое вещество, линейная и нелинейная регрессия, цвет и цветовое расстояние.
SUMMARY
G. N. Busuk
DETERMINATION OF SOIL INDICES AS INDICATORS OF SOIL TROPHICITY IN PHYTOCENOSES
The purpose of this work is to develop soil indices characterizing soil trophicity. Using modified pipettes swelling and color coordinates are determined in the CIE Lab space of soil samples of different types and mass before and after organic matter removal using hydrogen peroxide. Linear dependence between the sample mass and the amount of its swelling has been established. The slope coefficient of the regression line agrees well with the soil trophicity. Soil density after swelling in water is nonlinearly related to sample mass, x is approximated by exponential function and is negatively related to soil trophicity. Removal of organic matter increases soil density. Optimal mass of the soil sample for analysis has been determined. To remove organic matter a 2–3 fold treatment of soil in Petri dishes with 30% hydrogen peroxide at room temperature and intermediate drying till full drying is proposed. To determine the role of organic matter in the soil trophicity the dE index – Euclidean distance between the coordinates of color in the CIE Lab space before and after organic matter removal is proposed. The proposed soil indices can be used to assess the soil trophicity assessment when growing medicinal plants.
Keywords: soil indices, swelling, trophicity, clay, organic matter, linear and nonlinear regression, color and color distance.
ЛИТЕРАТУРА
1. Полуденный, Л. В. Эфиромасличные и лекарственные растения / Л. В. Полуденный, В. Ф. Сотник, Е. Е. Хлапцев. – Москва: Колос, 1979. – 286 с.
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. Лапа, В. В. Особенности трансформации свойств почв пахотных земель Беларуси / В. В. Лапа, Т. Н. Азаренок // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2021. – Т. 65, № 2. – С. 247–256.
4. Оценка плодородия почв Беларуси, выполненная разными методами / Г. С. Цытрон [и др.] // Сельское хозяйство – проблемы и перспективы: сб. науч. тр. / отв. ред. В. К. Пестис. – Гродно: Гродненский гос. аграр. ун-т, 2015. – Т. 29 : Агрономия. – С. 172–178.
5. Солодовников, А. Н. Показатели плодородия почв под лиственными и хвойными лесами в среднетаежной подзоне Северо-Запада России / А. Н. Солодовников // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 6. – С. 602.
6. Смирнов, А. П. Продуктивность хвойных древостоев и естественное лесовозобновление на вырубках в связи с плодородием лесной почвы / А. П. Смирнов, А. А. Смирнов, Б. А. Д. Монгуш // Изв. С.-Петерб. лесотехнич. акад. – 2018. – № 223. – С. 28–46.
7. Лукина, Н. В. Плодородие лесных почв как основа взаимосвязи почва-растительность / Н. В. Лукина, М. А. Орлова, Л. Г. Исаева // Лесоведение. – 2010. – № 5. – С. 45–56.
8. Соколова, Т. А. Роль почвенной биоты в процессах выветривания минералов (обзор литературы) / Т. А. Соколова // Почвоведение. – 2011. – № 1. – С. 64–81.
9. Kariuki, P. C. A unified swelling potential index for expansive soils / P. C. Kariuki, F. Van Der Meer // Engineering geology. – 2004. – Vol. 72, N 1/2. – P. 1–8.
10. Илмаз, И. Связь предела текучести, емкости катионного обмена и набухания глинистых почв Турции / И. Илмаз // Почвоведение. – 2004. – № 5. – С. 588–595.
11. Yukselen, Y. A. Prediction of cation exchange capacity from soil index properties / Y. Yukselen, A. Kaya // Clay Minerals. – 2006. – Vol. 41, N 4. – P. 827–837.
12. Erguler, Z. A. A simple test and predictive models for assessing swell potential of Ankara (Turkey) Clay / Z. A. Erguler, R. Ulusay // Engineering geology. – 2003. – Vol. 67, N 3/4. – P. 331–352.
13. Parker, J. C. An evaluation of several methods of estimating soil volume change / J. C. Parker, D. F. Amos, D. L. Kaster // Soil Science Soc. of America J. – 1977. – Vol. 41, N 6. – P. 1059–1064.
14. Jayasekera, S. Some relationships between shrink-swell index, liquid limit, plasticity index, activity and free swell index / S. Jayasekera, A. Mohajerani // Austral. Geomechanics. – 2003. – Vol. 38, N 2. – P. 53–58.
15. Юдина, А. В. Микроагрегатный анализ почв методом лазерной дифракции: особенности пробоподготовки и интерпретации результатов / А. В. Юдина, Е. Ю. Милановский // Бюл. Почвенного ин-та им. В. В. Докучаева. – 2017. – № 89. – С. 3–20.
16. Физико-химические основы различий седиментометрического и лазерно-дифракционного методов определения гранулометрического состава почв / Г. Н. Федотов [и др.] // Почвоведение. – 2007. – № 3. – С. 310–317.
17. Современные приборные методы исследования гранулометрического состава, реологических характеристик и свойств поверхности твердой фазы почв / Е. В. Шеин [и др.] // Вестн. Оренбургского гос. ун-та. – 2015. – № 6. – С. 151–156.
18. Березин, Л. В. Лесное почвоведение / Л. В. Березин, Л. О. Карпачевский. – Омск: Омский гос. аграрный ун-т, 2009. – 360 c.
19. Карпачевский, Л. О. Курс лесного почвоведения / Л. О. Карпачевский, Ю. Н. Ашинов, Л. В. Березин. – Майкоп: Аякс, 2009. – 345 с.
20. Ремезов, Н. П. Лесное почвоведение / Н. П. Ремезов, П. С. Погребняк. – Москва: Лесная пром-сть, 1965. – 324 с.
21. Погребняк, П. С. Основы лесной типологии / П. С. Погребняк. – Киев: Изд-во Акад. наук УкрССР, 1953. – 455 с.
22. Верификация балловых оценок местообитания по некоторым параметрам среды / Л. Б. Заугольнова [и др.] // Лесоведение. – 1998. – № 5. – С. 48–58.
23. Evaluation on expansive performance of the expansive soil using electrical responses / Y. Chu [et al. // J. of Appl. Geophysics. – 2018. – Vol. 148. – С. 265–271.
24. Бузук, Г. Н. Определение трофности почв электрофизическим методом. Сообщение 5. Полевые испытания / Г. Н. Бузук // Вестн. фармации. – 2022. – № 2. – С. 65–76.
25. 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.
REFERENCES
1. Poludennyi LV, Sotnik VF, Khlaptsev EE. Essential oil and medicinal plants. Moskva, RF: Kolos; 1979. 286 s. (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. Lapa VV, Azarenok TN. Features of the transformation of soil properties of arable land in Belarus. Dokl Nats akad nauk Belarusi. 2021;65(2):247–56. doi: 10.29235/1561-8323-2021-65-2-247-256. (In Russ.)
4. Tsytron GS, Shibut LI, Shul'gina SV, Kaliuk VA. Assessment of soil fertility in Belarus, performed by different methods. V: Pestis VK, redaktor. Sel'skoe khoziaistvo – problemy i perspektivy: sb nauch tr. Grodno, RB: Grodnenskii gos agrar un-t; 2015. T. 29 : Agronomiia. s. 172–8. (In Russ.)
5. Solodovnikov AN. Indicators of soil fertility under deciduous and coniferous forests in the middle taiga subzone of the North-West of Russia. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniia. 2015;(6):602. (In Russ.)
6. Smirnov AP, Smirnov AA, Mongush BAD. Productivity of coniferous forest stands and natural reforestation in clearcut areas in connection with the fertility of forest soil. Izv S-Peterb lesotekhnich akad. 2018;(223):28–46. (In Russ.)
7. Lukina NV, Orlova MA, Isaeva LG. Fertility of forest soils as the basis of the soil-vegetation relationship. Lesovedenie. 2010;(5):45–56. (In Russ.)
8. Sokolova TA. The Role of Soil Biota in Mineral Weathering (Literature Review). Pochvovedenie. 2011;(1):64–81. (In Russ.)
9. Kariuki PC, Van Der Meer F. A unified swelling potential index for expansive soils. Eng Geol. 2004;72(1-2):1–8. doi: 10.1016/S0013-7952(03)00159-5
10. Ilmaz I. Relationship between Yield Strength, Cation Exchange Capacity, and Swelling of Clay Soils in Turkey. Pochvovedenie. 2004;(5):588–95. (In Russ.)
11. Yukselen Y, Kaya A. Prediction of cation exchange capacity from soil index properties. Clay Miner. 2006;41(4):827–37. doi: 10.1180/0009855064140222
12. Erguler ZA, Ulusay R. A simple test and predictive models for assessing swell potential of Ankara (Turkey) Clay. Eng Geol. 2003;67(3-4):331–52. doi: 10.1016/S0013-7952(02)00205-3
13. Parker JC, Amos DF, Kaster DL. An evaluation of several methods of estimating soil volume change. Soil Sci Soc Am J. 1977;41(6):1059–64. doi: 10.2136/sssaj1977.03615995004100060008x
14. Jayasekera S, Mohajerani A. Some relationships between shrink-swell index, liquid limit, plasticity index, activity and free swell index. Austral Geomechanics. 2003;38(2):53–8
15. Iudina AV, Milanovskii EIu. Microaggregate Analysis of Soils by Laser Diffraction: Features of Sample Preparation and Interpretation of Results. Biul Pochvennogo in-ta im VV Dokuchaeva. 2017;(89):3–20. doi: 10.19047/0136-1694-2017-89-3-20. (In Russ.)
16. Fedotov GN, Shein EV, Putliaev VI, Arkhangel'skaia TA, Eliseev AV, Milanovskii EIu. Physicochemical Basis for the Differences Between Sedimentometric and Laser Diffraction Methods for Determining the Particle Size Composition of Soils. Pochvovedenie. 2007;(3):310–7. (In Russ.)
17. Shein EV, Milanovskii EIu, Khaidapova DD, Bykova GS, Iudina AA, Chestnova VV i dr. Modern instrumental methods for studying the granulometric composition, rheological characteristics and properties of the surface of the solid phase of soils. Vestn Orenburgskogo gos un-ta. 2015;(6):151–6. (In Russ.)
18. Berezin LV, Karpachevskii LO. Forest soil science. Omsk, RF: Omskii gos agrarnyi un-t; 2009. 360 s. (In Russ.)
19. Karpachevskii LO, Ashinov IuN, Berezin LV. Forest Soil Science Course. Maikop, RF: Aiaks; 2009. 345 s. (In Russ.)
20. Remezov NP, Pogrebniak PS. Forest soil science. Moskva, RF: Lesnaia prom-st'; 1965. 324 s. (In Russ.)
21. Pogrebniak PS. Fundamentals of forest typology. Kiev, Ukraine: Izd-vo Akad nauk UkrSSR; 1953. 455 s. (In Russ.)
22. Zaugol'nova LB, Bykhovets SS, Barinov OG, Barinova MA. Verification of habitat scores for some environmental parameters. Lesovedenie. 1998;(5):48–58. (In Russ.)
23. Chu Y, Liu S, Bate B, Xu L. Evaluation on expansive performance of the expansive soil using electrical responses. J Appl Geophy. 2018;148:265–71. doi: 10.1016/j.jappgeo.2017.12.001
24. Buzuk GN. Determination of soil trophicity by electrophysical method. Message 5. Field trials. Vestn farmatsii. 2022;(2):65–76. doi: 10.52540/2074-9457.2022.2.65. (In Russ.)
25. 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.)
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 19.12.2022 г.