Способ определения содержания гумуса пахотных почв

 

Изобретение относится к почвоведению и сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение точности и ускорение определения содержания гумуса пахотных почв. Способ заключается в съемке спектров отражения почв, измерении спектральных коэффициентов яркости, установлении формы спектральной кривой, определении точки перегиба спектральной кривой в области длин волн 560-600 нм. О содержании гумуса судят по разности измеренных значений спектральных коэффициентов яркости, соответствующих точке перегиба спектральной кривой и длине волны 400 нм для данной спектральной кривой. Способ дистанционный, ошибка в определении содержания гумуса не превосходит 10% от метода Тюрина. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4317508/31-25 (22) 14.10.87 (46) 15.08.89. Бюл. ¹ 30 (71) Ленинградский государственный университет (72) В.В.Кузнецов и В.А.Бочков (53) 535 ° 36(088.8) (56) Кондратьев К.Я. и др. Аэрокосмические исследования почв и растительности. Л.: Гифрометеоиздат, 1986, с. 67, 100.

Авторское свидетельство СССР № 106253 1, кл . G 01 J 1./14, 1983. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ГУМУСА ПАХОТНЫХ ПОЧВ (57) Изобретение относится к почво-: ведению и сельскому хозяйству. Цель

Изобретение относится к почвоведению и может использоваться в сельском хозяйстве °

Целью изобретения является повышение точности и ускорение определения содержания гумуса в почвах.

На чертеже представлены основные формы кривых спектрального отражения почв — чашеобразная (кривая a ) и ложкообразная (кривая 6).

Сущность изобретения заключается в следующем.

Операция измерения спектральной отражательной способности при длинах волн вблизи Л = 580 нм, а именно в диапазоне 560-600 нм, а также при

400 нм обеспечивает установление формы кривой спектрального отражения почвы, форма которой инвариантна по.80 1500918 A 1 (51)4 G 01 N 21/4? С 01 J 1/14

2 изобретения — повышение точности и ускорение определения содержания гумуса пахотных почв. Способ заключается в съемке спектров отражения почв, измерении спектральных коэффициентов яркости, установлении формы спектральчой кривой, определении точки перегиба спектральной кривой в области длин волн 560-600 нм. О содержании гумуса судят по разности измеренных значений спектральных коэффициентов яркости, соответствующих точке перегиба спектральной кривой и длине волны 400 нм для данной спектральной кривой. Способ дистанционный, ошибка в определении содержания гумуса не превосходит 10Х от метода

Тюрина. 1 ил., 1 табл. отношению к физическим факторам таким, как содержание влаги, плотность, структура и проч. При этом, многогумусовые почвы имеют чашеобразную фор му кривой, а при потере гумуса кривая приобретает "ложкообразную" форму в видимой области спектра (кривые а и

Б соответственно), Точка перегиба кривой спектра отражения любой почвы при изменении содержания гумуса соответствует области длин волн 560600 нм, хотя формы кривой для разных почв могут быть различны. Таким образом, для установления указанных форм кривых необходимо и достаточно проводить измерения в области двух длин волн, например 400 нм (верхняя граница видимого спектра) и в диапазоне 560-600 нм. Отражение почв на

1500918, JIJ! rI е нс111н Я! 400 11М Я 111(Я Рте Я минима1!ьным, имеет 11аимс Hb!IJHH диапазон измене ний ко 1ффициентop IJ 11 JJHJJ (R ) почв и поэтому принимается в качестве начальной точки отсчета.

Способ осушествллют следующим образом.

Б качестве эталонов кривых для определения содержа11ня гумуса исполь- 1О эуются основные формы кривых отражения (чашеобразные и ложкообраэные), Для каждого типа кривой расчитывается зависимость между значениями dR где Л R — разность значений спектраль- 1$ ных коэффициентов яркости (СКЯ) в точке, соответствующей точке перегиба кривой в диапазоне 560-600 нм и на длине волны 400 нм и содержанием гумуса. В качестве эталонного можно ис- 20 пользовать химический метод определения гумуса по Тюрину. Оценки содержания гумуса можно получать, например, методом регрессии для каждого типа кривой. 25

В ходе дистанционного зондироваиия почвы заданного района составляют карту отражательной способности почвы на двух длинах волн путем определения СКЯ отдельных участков почвы ЗО с заданной дискретностью (или сканированием). Определяют разность dR в каждой точке измерений и, решая регрессионное уравнение вида у = Ь +

+ Ь; В., определяют содержание гумуса (у) в каждой точке измерений (в мас.X).

При этом коэффициенты регрессионного .уравнения зависят от характера (вида) почвы и должны быть определеныщ предварительно независимым методом, например по Тюрину.

Пример. Способ осуществлялся

Iia стандартной аппаратуре (лабораторные и полевые спектрофотометры), результаты получали путем снятия значений СКЯ в диапазоне двух длин волн (Л.= 400 нм, h = 580 нм), вычисляли разность их значений. Содержание гумуса определяли на основе статистических расчетов по таблице, формулам или на основе графиков. На основе линейного регрессивного уравнения определяли

y = bI+ b x, 55 где у — оценка содержания гумуса в почве; х †. характеристика формы кривой спектрального отражения, Ь, — коэффициент регрессии (Ь, — -0,2, из предварительного определения по Тюрину);

b0 — свободный член уравнения (bo = 6,5, иэ предварительного определения по Тюрину). !

Величина х определяется по разности измеренных значений R -и равна

5Ва R4оо °

Таким образом, у = 6,5-0,2 dR.

В таблице приведены результаты измерений.

Из результатов следует, что максимальная относительная ошибка в определении содержания гумуса составляет менее 107. согласно предлагаемому способу по отношению к величинам, опре— деленным химическим анализом. Способ более точен, так как учитывает характерный признак кривой СКЯ почвы— точку перегиба, которая связана именно с характеристиками отражательной способности почв с гумусом, Кроме того, предлагаемыи способ обеспечивает непрерывное определение искомой величины. формулаизобретения

Способ определения содержания гумуса пахотных почв, заключающийся в том, что регистрируют поток отраженного оптического излучения от исследуемой области пахотного горизонта на различных длинах волн, определяют величину спектральных коэффициентов яркости (СКЯ), по которым судят о содержании гумуса, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и ускорения определения, регистрацию потока отраженного оптического излучения проводят на длине волны

Л = 400 нм и в диапазоне Л = 560600 нм, по измеренным значениям СКЯ устанавливают форму кривой распределения СКЯ по спектру и положение точки перегиба кривой в области 560600 нм, а о содержании гумуса судят по разности измеренных значений СКЯ, соответствующих точке перегиба и длине волны 400 нм.

1500918

Гумус по ТюОценка

ТОЧНОСТИ»

Коэффициент

perpecсии, Ь, Оценка содержания гумуса, Ж

Свободный член, Ьр

400

Рину»

7 я%

Л7

Составитель В. Калечиц

Техред Л.Олийнык Корректор Т. Колб

Редактор Т.Парфенова

Заказ 4858/38 Тираж 789 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óêãoðîä, ул. Гагарина,101

19,0

18,0

17,0

17,5

17,0

15,5

14,0

13,5

17,0

15,0

35,5

32,5

31,0

32,0

31,0

30,5

29,0

25,0

34,0

30,0

16,5

14,5

14,0

14,5, 14,0

15,0 .15,0

11,5

17 0

15,0

-0,2

-0,2

-0,2

-0,2

-0,2

-0,2

-0,2

-0,2

-0,2

-0,2

6,5

6,5

6,5

6»5

6 5

6,5

6,5

6,5

6 5

3,2

3,6

3,7

3,6

3,7

3,5

3,5

4,2

3»1

3,5

3,4

3,7

3,8

3 5

3,5

3,8

3,6

4,2

3,2

3,5

-0,2

-0,1

-О, 1

0,1

0,2

-0,3

-0,1

0,0

-0,1

0,0