Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

АНАЛИЗ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЧВЫ (П.М. Мазуркин, С.П. Семенова, магистрант (ЗОС-51))

Рассмотрим 11 уравнений факторных связей при коэффициенте корреляции не менее 0,5. Общая двухчленная формула имеет вид

2,                (1)

где y - зависимый фактор (показатель), x - влияющий фактор, y0 - начальное значение зависимого показателя от нулевого значения влияющего фактора, 2 - параметры статистической модели (1).

В таблице 1 приведены параметры модели (1). В итоге образуется компактная запись статистических моделей.

Первая составляющая формулы (1) является естественной закономерностью и, как правило, показывает природное снижение активности одного химического вещества при увеличении концентрации другого химического элемента или соединения различных элементов. Вторая составляющая характеризует стрессовое возбуждение зависимого фактора (химического вещества) от нарастающего содержания в почве влияющего фактора (химического вещества).

Если знак перед вторым членом уравнения (1) станет отрицательным, то это покажет кризисный характер изменения зависимого фактора от влияющего фактора. Положительный знак внутри экспоненты у первой составляющей модели (1) покажет стимулирующее влияние переменной x на показатель y.

Таблица 1

Параметры модели (1) бинарных связей выше среднего между свойствами почвы

Рей-

тинг

Факторы

Параметры статистической модели (1)

Коэф.

корр.

x

y

y0

a1

a2

a3

a4

a5

a6

1

OH

pHг

4.70238

-0.017510

1

-1.04643e-26

16.86194

0.14553

1

0,9471

2

pHг

OH

99.44220

0.026641

1.08352

0

0

0

0

0,8990

3

pH

pHг

6,53617е7

9,23242

0,30998

0

0

0

0

0,8229

4

OH

pH

5.30718

-0.00067483

1

3.23642e-15

7.44067

0

0

0,8196

5

pH

OH

0

0

0

1,78918е7

13.15967

19.81048

0.33185

0,8063

6

pHг

OH

8.46446

0.11247

0.52406

0

0

0

0

0,7970

7

Ca+Mg

OH

43.75356

-0.011876

1.02509

1.91127e-6

6.75502

0.18422

1.05275

0,687

8

pHг

гумус

0

0

0

2.11642e8

14.30098

22.65144

0.36097

0,649

9

OH

Ca+Mg

0

0

0

1.05610e-9

7.07199

0.14776

0.87723

0,573

10

P2O5

pH

6.09844

-0.0059393

1

7030.3631

15.00229

19.84675

0.34266

0,536

11

pH

P2O5

0

0

0

1.77480e-15

37.63466

5.70059

0.95400

0,504

На рисунках 1-5 показаны графики по уравнениям из таблицы 1. При этом образовались три триады влияния степени насыщенности почвы основаниями OH, гидролитической кислотности pHг и водной кислотности pH луговой почвы. Обособленно выглядят влияния Ca+Mg и оксида фосфора P2O5.

Из графиков на рисунке 1 видно, что гидролитическая кислотность приобретает максимальное значение от степени насыщенности почвы основаниями в интервале 55-65 %. С дальнейшим ростом переменной гидроксильной группы показатель pHг  резко снижается.

Водная кислотность растет по экспоненциальному закону, а концентрация суммы кальция и магния достигает максимума при 93-95 %.

На рисунке 2 приведены графики влияния гидролитической кислотности pHг на другие параметры почвы.

Из графиков и параметров модели (1) из таблицы 1 видно, что с ростом гидролитической кислотности луговой почвы степень насыщенности её основаниям и водная кислотность уменьшаются по закону экспоненциальной гибели, а оптимальное содержании гумуса (статистически в среднем) находится в интервале гидролитической кислотности 4,5-5,0.

2

Влияние гидроксильной группы на гидролитическую кислотность, 2

2

Влияние оснований в почве на водную кислотность, 3

6

Влияние гидроксильной группы на концентрацию кальция и магния, 6

Рис. 1. Изменение химических веществ от степени насыщенности почвы основаниями

2

Влияние гидролитической кислотности на основания в почве, 2

2

Влияние гидролитической кислотности на водную кислотность, 2

2

Влияние гидролитической кислотности на содержание гумуса в почве, 2

Рис. 2. Изменения химических веществ от роста гидролитической кислотности почвы

На рисунке 3 приведены графики влияния водной кислотности pH луговой почвы на три химических соединения.

2

Влияние водной кислотности на гидролитическую кислотность,2

2

Влияние водной кислотности на основания в почве, 2

2

Влияние водной кислотности на концентрацию фосфора в почве, 2

Рис. 3. Изменения химических веществ от роста водной кислотности почвы

Здесь максимум появился у показателя OH около 95 % в интервале водной кислотности 9,0-9,3. А также четко проявился среднестатистический максимум 17-18 мг/100г содержания оксида фосфора в интервале водной кислотности 7,5-8,0. Таким образом, взаимные связи между химическими веществами почвы не только сложные (явно не линейные), но еще имеют множество максимумов и минимумов. Поэтому для каждого конкретного земельного участка с почвой будут и разные бинарные соотношения между химическими соединениями.

На рисунке 4 приведен график влияния суммы кальция и магния на степень насыщенности почвы основаниями.

2

Рис. 4. Влияние суммы кальция и магния на основания в почве

Здесь и на последующем рисунке четко заметны два процесса, происходящих на пробной площади с девятью пробными площадками с различной растительностью: во-первых, экспоненциальный рост влияния переменой; во-вторых, стрессовое возбуждение значений показателя в некотором интервале изменения влияющей переменной. При сложении двух процессов возникает максимум, который на рисунке 4 есть среднестатистическое значение в основной группе наблюдений.

На рисунке 5 показан график влияния концентрации оксида фосфора на водную кислотность почвы.

6

Рис. 5. Влияние фосфора в почве на водную кислотность

Оксид фосфора с возрастанием в интервале 3-23 мг/100г приводит водную кислотность почвы к стрессовому возбуждению.

По готовым статистическим моделям с параметрами из данных таблицы 1 вполне можно рассчитать активность взаимного влияния химических веществ почвы с разной растительностью, а также их коэффициенты приспособляемости к окружающей растительной среде.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074