Диэлектрическая модель основных типов степных и лесостепных почв Омской области

Многообразие гидрофизических и диэлектрических свойств почв не позволяет пока создать универсальную модель комплексной диэлектрической проницаемости (КДП), справедливую для любых почв в широком диапазоне частот. Прямые измерения КДП большого числа почв трудоемки и не могут быть проведены за короткое время. Задача моделирования КДП упрощается, если ограничится масштабами почвенно-климатической зоны, где свойства почв варьируются не очень сильно. Такой зоной может быть юг Омской области, представленный в основном суглинистыми черноземными и лугово-черноземными почвами с разной степенью засоления.
Основными гидрофизическими параметрами, по которым можно построить диэлектрическую модель почв, является гранулометрический состав, содержание гумуса. Повысить точность модели можно, если знать влажность устойчивого завядания и максимальную гигроскопичность. К сожалению, эта информация имеется далеко не для всех почв, а имеющаяся могла устареть, так как исследования почв в России не проводятся последние четверть века.
Нами в качестве входных параметров модели предлагается использовать наименьший предел пластичности и максимальную молекулярную влагоемкость. Измерение первого из этих параметров не требует сложного оборудования и производится методом раскатывания в шнур, Для измерения второго требуется пресс с давлением до 100 МПа. Исследования показали, что эти параметры хорошо коррелируют в содержанием в почве физической глины и гумуса и могут быть использованы в диэлектрической модели. Степень засоления оценивалась в полевых условиях с помощью 5TE Soil Moisture Sensor производства фирмы Decagon Devices.
Проверка предложенного способа моделирования КДП проводилась для почв, не вошедшей в выборку, для которой определялись статистические связи между гидрофизическими характеристиками и параметрами модели. Показано, что для влажностей, меньших 0,25 м3/м3, расчет по модели удовлетворительно совпадает с результатами экспериментальных измерений в диапазоне частот 0,25–8,5 ГГц, проводимых с помощью векторного анализатора цепей ZNB8.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 12-05-98082-р_сибирь_а.