Статья: Гармонизация результатов химического исследования засоленности почв

Связь между удельной электропроводностью и активностями ионов натрия и хлора, измеряемыми в водной суспензии (1:5), показана на рисунке 2. Между тремя показателями выявлены относительно тесные коррелятивные связи. Наиболее высокий коэффициент корреляции установлен между удельной электропроводностью и активностью иона натрия ИСЭ (r = 0.94, n = 488). Для хлорид-иона ИСЭ он составил: r = 0.90, n = 417. Корреляция показателей активности ионов натрия и хлора довольно высокая (г = 0.87, n = 507), т.к. данные ионы являются определяющими для почв хлоридно-натриевого химизма засоления, к которому относятся изучаемые почвы. По этим ионам можно проводить оценку степени засоления данных почв.

Было проведено сопоставление результатов анализа удельной электропроводности с измерениями натрия в водной вытяжке (1: 5) методом пламенной ААС (рис. 3).

Таблица 1. Данные анализа гранулометрического состава почв.

Примечания к таблице 1. *Гранулометрический состав: ССкп - средний суглинок крупнопылеватый, ЛГи-кп - легкая глина иловато-крупнопылеватая (и > кп), ЛГкп-и - легкая глина крупнопылевато-иловатая (кп > и), ТСкп-и - тяжелый суглинок крупнопылевато-иловатый, ТСкп - тяжелый суглинок крупнопылеватый.

Выявлена достаточно тесная коррелятивная связь между Na+ (ААС) и удельной электропроводностью водной суспензии (г = 0.97; n = 72) и получена следующая функция связи: ЕСі:5 = 0.213Nai:5 + 0.17 (со свободным членом), ЕСі:5 = 0.23Nai:5 (без свободного члена).

В работе Л.П. Копиковой и В.С. Скулкина (1990) при сравнении концентрации иона натрия водной вытяжки и удельной электропроводности экстракта коэффициент корреляции составил 0.94 (при n = 48), а уравнение регрессии получилось следующее: ЕСпаста = 1.34Nai:5 + 1.75 (экстракт). Используя для сопоставления с нашими результатами уравнение пересчета из публикации J.R. Landon (1991) для почв, не содержащих большого количества гипса (ECe = 6.4 ЕСіД, получаем уравнение следующего вида: ЕСі:5 = (0.213 * 6.4)Nai:5 + 0.17 или ЕСі:5 = 1.36Nai:5 + 1.09, что является результатом, близким к уравнению Л.П. Копиковой и В.С. Скулкина (1990).

В исследованиях Н.И. Сотневой (2005) не проводилось такого сопоставления, однако при сравнении активности иона натрия с электропроводностью фильтратов из паст было получено следующее уравнение регрессии (г = 0.99, n = 6): ЕСпаста = 0.2017Na + 0.3473 (aNa паста). Стоит отметить, что число анализируемых проб составило всего 6, а содержание натрия определялось по разности между ионами кальция и магния. Тем не менее, коэффициенты в этой работе оказались близки к нашим.

Таким образом, согласно нашим данным и анализу опубликованных данных, можно предложить следующие уравнения пересчета показателей засоления: ЕСі:5 = 0.213Nai:5 + 0.17 (со свободным членом) и ЕСі:5 = 0.23Nai:5 (без свободного члена).

Сопоставление вычисленной оценки с опубликованными данными. В таблице 4 приведено сопоставление оценки степени засоления почв, вычисленной по нашим данным и по опубликованным источникам. Как видно из таблицы, градации, вычисленные по показателю содержания водорастворимого натрия согласно разработанному нами уравнению пересчета в электропроводность, хорошо сопоставимы с опубликованными данными, в особенности с критериями, полученными в публикации S. Sonmez с соавторами (2008). Таким образом, заключаем, что можно использовать уравнение пересчета между водорастворимым натрием ЕС 1:5 = 0.23Nai:5, ЕСі:5 = 0.213Nai:5 + 0.17 и критериями, предложенными в таблице 4.

Таблица 2. Химические свойства почв ключевого участка.

Пересчетные коэффициенты для легкоглинистых почв хлоридно -натриевого химизма засоления представлены в таблице 5.

Анализ таблиц сопряженности. В ходе анализа проведено сопоставление следующих градаций засоленности почв из таблицы 4: содержание иона натрия в водной вытяжке 1: 5 (смоль(экв.)/кг почвы) и электропроводности в суспензии 1: 5 (дСм/м), рассчитанных согласно разным источникам. Результаты были представлены в виде таблицы сопряженности (табл. 6). На пересечении строки и столбца указана частота совпадений по степени засоления согласно различным градациям.

Проверка по критерию хи-квадрат показала наличие значимых статистических связей между переменными. Во всех случаях значения хи-квадрат получились больше табличных значений (при p = 0.05).

Рис. 2. Связь результатов анализа (Ики-Манлан) электропроводности и ионов хлора и натрия: А - активность ионов натрия (ИСЭ) и электропроводность (1: 5), Б - активность ионов хлора (ИСЭ) и электропроводность (1: 5), В - активности ионов хлора и натрия (ИСЭ; 1: 5). Условные обозначения: r - коэффициент корреляции, n - число проб для уравнений линейных трпндов.

Таблица 3. Описательные (дескриптивные) статистики для иона натрия и удельной электропроводности, измеренных в водной вытяжке (суспензии) 1: 5.

Таблица 4. Оценка степени засоления почв по натрию и удельной электропроводности согласно разным источникам.

Примечания к таблице 4. *Источник: 1 - критерии даны согласно монографии «Засоленные почвы России» (2006) для хлоридного и сульфатно-хлоридного химизма засоления, 2 - критерии даны по «US Salinity Lab» (Richards, 1954), 3 - критерии даны по Л.П. Копиковой и В.С. Скулкину (1990), 4 - пересчет критериев (Richards, 1954) по S. Sonmez с соавторами (2008) для суглинистых почв (EC1:5 = ECe / 7.62), 5 - пересчет критериев (Richards, 1954) по J.R. Landon (1991) для почв, не содержащих большого количества гипса (EC 1:5 = ECe / 6.4), 6 - пересчет критериев из «Засоленные почвы России» (2006) согласно нашим данным для легкоглинистых почв хлоридно -натриевого химизма засоления (ЕС1:5 = 0.23Na1:5), 7 - пересчет критериев из «Засоленные почвы России» (2006) согласно нашим данным для легкоглинистых почв хлоридно -натриевого химизма засоления (ЕС1:5 = 0.213Na1:5 + 0.17).

Рис. 3. Связь результатов анализа содержания ионов натрия (1: 5; ААС) и электропроводности (1: 5) с выделением степеней засоления по Na+ согласно работе «Засоленные почвы России» (2006). Условные обозначения: r - коэффициент корреляции, n - число проб для уравнения линейного тренда.

Согласно таблице 6, высокие значения индекса каппа показывают, что совпадения между рассматриваемыми градациями не случайны. Интерпретация значений индекса каппа следующая: 0.21-0.40 - удовлетворительное совпадение, 0.41-0.60 - хорошее совпадение, 0.61-0.80 - существенное совпадение, 0.80-0.99 - почти полное совпадение.

Таблица 5. Коэффициент детерминации (R2) и регрессионные уравнения, описывающие связи между результатами химического исследования засоленности почв, полученные разными методами, для легкоглинистых почв хлоридно-натриевого типа засоления.

Таблица 6. Таблица сопряженности между градациями по содержанию водорастворимого натрия и электропроводности в суспензии (1: 5).