Лекція №6. Неоднорідність та її характеристики

Незважаючи на значну увагу дослідників до неоднорідності ґрунтів, наявність різних концепцій і формулювань, сьогодні єдиної точки зору про це поняття немає. М.В. Рац, 1973 розглядає неоднорідність як наслідок різної просторової  організації об’єкту. Якщо хоча б одна з ознак змінюється залежно від координат, такий об’єкт можливо вважати неоднорідним. Такий підхід відомий у геології, але у рівному ступеню придатний коли мова йде про неоднорідні фіто- або біогеоценози. Так як ґрунт як багатовекторна система, як правило, неоднорідна у всіх направленнях, то поняття неоднорідності ускладнено. У вертикальному— це завжди система послідовних генетичних горизонтів. У горизонтальному — неоднорідність проявляється в наслідок впливу факторів ґрунтоутворення але її ідентифікація складна.

А.С. Керженцев (1 9 9 3 ) розглядає неоднорідність як синонім варіабельності в межах невеликих просторів — одного елементарного грунтового ареалу. Іноді цю неоднорідність називають просторовою неоднорідністю ґрунту в межах якого-небудь одного ґрунтового контуру — педона. Це дозволяє відокремити неоднорідність ґрунтового контуру від неоднорідності ґрунтового покриву. При цьому має значення масштаб природних явищ, які запропоновано Є.В. Шеїним і ін. (2 0 0 1 ) — табл. 1.1.

Таблиця 1.1. Масштаби розгляду природних явищ за  Є.В. Шеїним і ін. (2 0 0 1 )

До нашого об'єкту відноситься неоднорідність на рівні поліпедона і педона, тобто ґрунтового покриву й окремого грунтового контуру, а, саме поля сівозміни, земельної ділянки. Б.Г. Розанов (1 9 7 5 ) фактично урівнює поняття неоднорідності й анізотропності, тобто відмінності у властивостях ґрунтів по вертикалі й горизонталі. І далі називає різні явища і процеси, які  підсилюють неоднорідність. Це варіювання за генетичними горизонтами, засоленню, зволоженню та ін. Якщо в межах досліджуваного об'єкта (наприклад, елементарного ґрунтового ареалу) параметри властивостей ґрунтів варіюють, виходить, він неоднорідний, однаковий — однорідний. Неоднорідність ґрунтів фактично встановлюється по статистичним параметрах властивостей і процесів.

Ф.І. Козловский (2 0 0 3 ) і Е.А. Корнблюм (1 9 7 0 ) зв'язували неоднорідність ґрунтів зі статистикою розподілу. Теорія випадкових функцій дозволяє аналізувати як випадкові, так і закономірні варіювання шляхом розрахунків автокореляційної функції й кривої спектральної щільності дисперсії. В.М. Фридланд (1972) оцінював неоднорідність простіше: відхилення розподілу від нормального вважається проявом неоднорідності. Адже неоднорідність інша за варіабельність і не свідчить про її наявність. Не вірно неоднорідність ототожнювати з анізотропністю. Адже остання являє собою універсальну властивість будь-який грунтів, у той час як неоднорідність — специфічна властивість різної просторової організації, імовірно, не обов’язкове для будь-якого ґрунтового покриву. Е.А. Дмитрієв для розуміння суті неоднорідності ґрунтів розглянути кілька вступних понять, а саме: неоднорідність властивості (наприклад, вмісту гумусу) і предмета (явища).

Неоднорідність  потрібно знайти не між двома-трьома об'єктами, а виділити з багатьох предметів і бути встановлена між двома властивостями (предметами) - між предметом і еталоном. Неоднорідність можна представити як ієрархічно супідрядне явище. Неоднорідність має розмір, форму, визначену часом складну конфігурацію, внутрішню структуру. Для її ідентифікації прибігають до розрахунків дисперсії, коефіцієнта варіації, часткової участі компонентів, топографії місцевості. Залежно від числа аналізу кількості відібраних зразків і подальших процедур з ними — індивідуального аналізування або змішування), неоднорідність об’єкта може проявлятися або не проявлятися.

Наступне питання — про шкали вимірів. Звичайно, неоднорідність порівняно просто виділяється, коли порівнювані об'єкти вимірюються кількісно й при цьому використовуються кількісні критерії.

Наприклад, якщо різниця у вмісті гумусу між грунтами становить 0,4%, те це, звичайно, неоднорідні об’єкти, навіть за невеликої кількості аналізів. У той же час, якщо на легенді до карти відмінності між класами визначено в 0,5%, те ці два ґрунти виявляться в одному контурі й, тому, ці об'єкти вже не можуть уважатися неоднорідними. Тому будь-яка ґрунтова границя, як справедливо  відмічав Ф. Фрідланд (1 9 7 2 ), — це межа класифікаційних ґрунтових груп. Саме так установлюють границі на будь-яких картах —ґрунтових, агрокліматичних, природного районування та ін. Отже, спочатку пропонуються класифікація ознак, проводять границі між об'єктами.

Е.А. Дмитрієв (2 001) пропонує наступну типологію ґрунтових границь: диз'юнктивних, екстремальних.

Перший тип - це поверхні (лінії, крапки) розриву суцільності. Часто проявляється в умовах водної і вітрової ерозії (змиті або намиті ґрунти) або за різкої зміни гранулометричного складу, коли формуються різні фізико-механічні властивості та різні технологічні особливості.

Екстремальні межі — поверхні (лінії, крапки), які відповідають максимумам або мінімумам значень властивостей. При переході через такі межі змінюється знак градієнту властивості.

Градієнтні границі — поверхні (лінії, крапки), при переході через які градієнт властивості, відходить від нульового значення. Наприклад, схил різного гранулометричного складу. Цей вид границь важливий при виділенні робочих ділянок при проведенні комплексного обстеження.

Ізоплетні границі — поверхні(линії, крапки), у яких ознака отримує деяку умовно обрану постійну величину. Такими границями можуть бути вологість й інші властивості.

Класифікаційні границі — поверхні, при переході через які суміжні частини ґрунтового покриву діляться на різні класи тієї або іншої класифікації. Ще стосується горизонтального направлення розподілу на генетичні горизонти.

Конфігураційні границі — поверхні, які закривають незамкнутий простір інших меж.

Штучні границі - поверхні, які мають адміністративне, господарський або технічний зміст. Наприклад, в умовах контурно-меліоративного землеробства, отримують переваги екологічні.

Але важливим питанням є врахування неоднорідності для практичної цінності виробництва.

Точне землеробство —цікавий об'єкт для оптимальних економічних та екологічних рішень за виправданих додаткових вкладень. І.В. Михєєва (2 0 0 5 ), а ще раніше Б.Г. Розанов (1 9 7 5 ) запропонували ідентифікувати неоднорідність за коефіцієнтом варіації. Якщо він більше 25%, неоднорідність гарантована, 25-15 % –  може бути або відсутня, 15-5 % — сумнівна, менш 5 — відсутня. Це метод простий і їм можливо скористатися при поділі поля за неоднорідностями і впровадженням точного землеробства.