Спосіб педотрансферного моделювання вологозабезпеченості ґрунту на схилових землях
DOI:
https://doi.org/10.31073/acss92-01Ключові слова:
агроландшафт; вологозабезпеченість; ґрунт; коефіцієнт дефіциту вологи; педотрансферна модель; фізичні властивостіАнотація
Метою статті є оприлюднення способу розробки педотрансферних моделей для прогнозування вологозабезпеченості ґрунту у межах агроландшафту на схилових, еродованих землях (в Луганській області) на різних етапах вегетаційного періоду сільськогосподарських культур. Моделі побудовано на визначення коефіцієнта дефіциту вологи в ґрунті або коефіцієнта зволоженості (для квітня) — предиктанти. Як предиктори у педотрансферних моделях використано такі фактори: кількість опадів за вегетацію; коефіцієнт зволоженості ґрунту в квітні; ГТК; коефіцієнт нормованих атмосферних опадів за холодний період; вміст гумусу в шарі 0–20 см; коефіцієнт змитості ґрунту; щільність будови ґрунту у шарі 0–20 см; висота на профілі; коефіцієнт захисної дії лісосмуг; коефіцієнт агрофону. Вихідною інформацією є систематизований набір даних, з гідрологічної характеристики агроландшафтів та властивостей ґрунтів, частково опублікованих авторами раніше в методичних рекомендаціях. Спосіб педотрансферного моделювання вологозабезпеченості ґрунтів на схилових землях включає послідовний математико-статистичний аналіз (з використанням ГІС-технологій) за такими тематичними етапами: (і) вибір факторів, що впливають на вологозабезпеченість ґрунту, як предикторів педотрансферних моделей; (іі) кластерний аналіз ефективності факторів вологозабезпеченості ґрунту на водозборах агроландшафту; (ііі) розробка педотрансферних моделей вологозабезпеченості ґрунту за фрагментами вегетаційного періоду культур шляхом побудови регресійних рівнянь та оцінювання адекватності моделей за статистичними критеріями. Моделі розроблено з урахуванням фаз (періодів) органогенезу сільськогосподарських культур та послідовності агротехнічних заходів у ґрунтозахисній системі землеробства. Виявлено, що найбільш впливовим, серед досліджуваних факторів, щодо прогнозування вологонасиченості ґрунту у будь який період є фактор агрофону, частка впливу якого становить від 46 до 89 %. Натомість, частка впливу природного фактору зволоження — ГТК обмежується діапазоном 10–17 %. Показано, що за результатами прогнозування дефіциту вологи в ґрунті територію агродандшафту можна умовно розділити на робочі ділянки для розробки диференційованої системи практичних агротехнічних заходів для корегування забезпеченості рослин продуктивною вологою.
Посилання
References
McBratney, A. B., Minasny, B., & Cattle, S. R. Vervoort R.W. From pedotransfer functions to soil inference systems// Geoderma. 2002, 109. P. 41-73.
Shein, E. V., & Arkhangelskaya, T. A. (2006). Pedotransfer functions: state, problems, prospects. Pochvovedenie, 10, 1205-1217.
Bouma, J. (1989). Using soil survey data for quantitative land evaluation. Advances in Soil Science, 9, 177-213.
Abdelbaki, A. M. (2021). Assessing the best performing pedotransfer functions for predicting the soil-water characteristic curve according to soil texture classes and matric potentials. Eur. J. Soil Sci., 72, 154-173. https://doi.org/10.1111/ejss.12959
Mohajerani, H., Teschemacher, S., & Casper, M. C. (2021). A Comparative investigation of various pedotransfer functions and their impact on hydrological simulations. Water, 13, 1401. https://doi.org/10.3390/w13101401.
Espino, A., Mallants, D., Vanclooster, M., & Feyen, J. (1995). Cautionary notes on the use of pedotransfer functions for estimating soil hydraulic properties. Agricultural Water Management, 29(3), 235-253. https://doi.org/10.1016/0378-3774(95)01210-9.
Gebauer, A., Ellinger, M., Gomez, V.M.B., & Leib, M. (2020). Development of pedotransfer functions for water retention in tropical mountain soil landscapes: spotlight on parameter tuning in machine learning. Soil, 6, 215-229. https://doi.org/10.5194/soil-6-215-2020.
Patil, N. G. & Singh, S. K. (2016). Pedotransfer functions for estimating soil hydraulic properties: a review. Pedosphere, 26, 417-430. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(15)60054-6.
Botula, Y. D., Cornelis, W. M., Baert, G., & Van Ranst, E. (2012). Evaluation of pedotransfer functions for predicting water retention of soils in Lower Congo (D. R. Congo). Agr. Water Manag., 111, 1-10. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2012.04.006.
Moreira, L. F. F., Righetto, A. M., & Medeiros, V. M. D. A. (2004). Soil hydraulics properties estimation by using pedotransfer functions in a Northeastern Semiarid Zone Catchment, Brazil. in: International congress on environmental modelling and software. Osnabrück, 1529.
Morris, P. J., Baird, A. J., Eades, P. A., & Surridge, B. W. J. (2019). Controls on near-surface hydraulic conductivity in a raised bog, water resour. Res., 1531-1543. https://doi.org/10.1029/2018WR024566.
Cai, Y., Zheng, W., Zhang, X., Zhangzhong, L., & Xue, X. (2019). Research on soil moisture prediction model based on deep learning. PLoS ONE, 14(4), e0214508. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214508.
Medvedev, V. V., Laktionova, T. M. & Dontsova, L. V. (2011). Water properties of soils of Ukraine and moisture supply of agricultural crops. Kharkiv. [in Russian].
Laktionova, T. M., & Nakisko, S. G. (2014). Particle size distribution as a basic characteristic for pedotransfer prediction of permanent wilting point. Agricultural Science and Practice,1(1), 13-19. https://doi.org/10.15407/agrisp1.01.013.
Medvedev, V. V., Plisko, I. V., & Bigun, O. M. (2015). Dosvid of pedotransfer model in the preliminaries of physics. Bulletin of Agrarian Science, 1, 17-24. [in Ukrainian].
Laktionova, T. M., Medvedev, V. V., Savchenko, K. V., Bigun, O. M., Nakisko, S. G., & Sheiko, S. M. (2012). Soil properties database (structure & operating procedure). 2nd edition. Kharkiv. [in Russian].
Medvedev, V.V., & Plisko, I.V. (2006). Valuation and quality assessment of arable land in Ukraine. Kharkiv. [in Russian].
Cherenkov, A. V. (2011). Productivity. When drought is no longer an accident. Grain, 11, 38-45. [in Russian].
Sokolov, I. D., Dolgikh, E. D. & Sokolova, E. I. (2010). Climate change in the east of Ukraine and its forecasting. Optimistic leadership. Lugansk. [in Russian].
Selyaninov, G. T. (1937). Methodology for agricultural characterization of climate. World Agroclimatic Directory. (pp. 5-7). Moscow, Gidrometeoizdat. [in Russian].
Belolipsky, V. A. & Bulygin, S. Yu. (2009). Ecological and hydrological analysis of soil protection agricultural landscapes of Ukraine. Pochvovedenie, 6, 733-743. [in Russian].
Belolipsky, V. O. & Polulyakh, M. M. (2016). System of protection against water erosion of soils of sloping territories of steppe agrolandscapes (scientific and methodical manual). Editors: V. Belolipsky. & T. Laktionova. Kharkiv. [in Ukrainian].
Belolipskiy, V. O. & Polulyakh, M. M. (2015). Assessment of agricultural landscape function according to indicators of water safety and parameters of its optimization (methodical recommendations). Ed. V. Belolipsky. Kharkiv. [in Ukrainian].
Belolipsky, V. A. & Shelyakin, N. M. (1990). Methodological guidelines for determining the potential runoff from elementary catchments and the design of soil-water conservation measures in contour-reclamation agriculture. Lugansk. [in Russian].
Belolipsky, V. A., Shelyakin, N. M. & Kolesnikov, Yu. I. (1990). Basic principles of the system of soil protection measures. Zemledelie, 9, 22-25. [in Russian].
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Поширення статті здійснюється на умовах ліцензії відкритого доступу Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
