For citation:
Iakimovich D. N., Vasyukov S. V., Sirotkin V. V., Vasiliev O. A. Identification of spectral indicators of soil erosion based on field spectrometry data (A case study of the Chuvash Republic). Izvestiya of Saratov University. Earth Sciences, 2026, vol. 26, iss. 2, pp. 94-101. DOI: 10.18500/1819-7663-2026-26-2-94-101, EDN: FJGEWS
Identification of spectral indicators of soil erosion based on field spectrometry data (A case study of the Chuvash Republic)
The aim of the study is to identify relationships between the agrochemical indicators of the arable layer (humus content, mobile phosphorus, exchangeable potassium, and pH values of exchangeable acidity), field moisture, and spectral characteristics of soils in order to assess the degree of erosion under the conditions of the Chuvash Republic. The studies were carried out at five test sites (14 sampling points) on sod-podzolic soils, gray forest soils, leached chernozems, and their eroded varieties. Agrochemical parameters were determined according to GOST 26213-91, mobile phosphorus and potassium according to GOST R 54650-2011, and the pH of exchangeable acidity according to GOST 26483-85; spectrograms were recorded with a portable FieldSpec Hand Held 2 spectroradiometer on an open, ploughed surface. Correlation and regression analyses were used to assess the reliability of the results. It was shown that humus content and pH(KCl) values decrease with increasing degree of soil erosion. Two stable maxima are distinguished in the spectrograms; their ratio R1/R2 is statistically significantly related to humus and exchangeable acidity pH(KCl) and can be considered a rapid indicator of erosional transformations when interpreted jointly with the brightness of R2 and the position in the relief. The obtained relationships need to be verified on an extended sample.
- Wang J., Yang J., Li Z., Ke L., Li Q., Fan J., Wang X. Research on Soil Erosion Based on Remote Sensing Technology: A Review // Agriculture. 2025. Vol. 15, № 1. Art. 18. https://doi.org/10.3390/agriculture15010018, EDN: OCIXXK
- Sirotkin V., Vasyukov S., Usmanov B. Spectrographic characteristics of Chuvash Republic zonal soils with different erosion degrees // 16th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2016: Conference proceedings (Albena, Bulgaria, 30 June – 06 July 2016). Albena, Bulgaria : STEF92 Technology Ltd., 2016. Vol. 2. P. 357–362. https://doi.org/10.5593/SGEM2016/B32/S13.047, EDN: ISVWXF
- Vasyukov S. V., Sirotkin V. V., Usmanov B. M., Toguzov S. A., Iakimovich D. N., Akhmetzyanova L. G. Application of UAV and spectrometric survey results to determine agrochemical parameters of zonal soils used in agriculture (East of European Russia) // Proc. SPIE 11856. Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology XXIII. 12 September 2021. Art. 118560Z. https://doi.org/10.1117/12.2599772, EDN: BAFJAK
- Чекмарев П. А., Коршунов А. П. Агрохимическая характеристика почв Чувашской Республики // Земледелие. 2020. № 8. С. 24–28. https://doi.org/10.24411/0044-3913-2020-10805, EDN: GHRRPH
- Самсонова В. П., Мешалкина Ю. Л. Оценка роли рельефа в пространственной изменчивости агрохимически важных почвенных свойств для интенсивно обрабатываемого сельскохозяйственного угодья // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 2014. № 3. С. 36–44. EDN: SKIYSL
- Кузякова И. Ф., Кузяков Я. В. Влияние микрорельефа на пространственное варьирование содержания гумуса в дерново-подзолистой почве в условиях длительного полевого опыта // Почвоведение. 1997. № 7. С. 25–33.
- Kravchenko A. N., Bullock D. G. Correlation of corn and soybean grain yield with topography and soil properties // Agr. J. 2000. Vol. 92. P. 75–83. https://doi.org/10.2134/AGRONJ2000.92175X, EDN: AVTYCX
- Buivydatie V. V., Mozgeris G. Digital land surface analysis: on possibilities of applications in soil survey // EuroSoil Conference : Proceedings, 2004. P. 9–11.
- Nolan S. C., Goddard T. W., Lohstraeter G., Coen G. M. Assessing management units on rolling topography // Proc. of Fifth Intern. Conf. on Prec. Agricult. (Bloomington, Minnesota, July 16–19, 2000). Madison, 2000. P. 16–20.
- Florinsky I. V., Manning G. R., Eilers R. G., Fuller L.G. Prediction of soil properties by digital terrain modelling // Modelling and Software. 2002. Vol. 17, № 3. P. 295–311. https://doi.org/10.1016/S1364-8152(01)00067-6, EDN: LHNHXD
- Сироткин В. В., Васюков С. В., Усманов Б. М. Изучение почвенных параметров на основе полевых спектрометрических данных // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. 2020. Т. 30, № 1. С. 71–82. https://doi.org/10.35634/2412-9518-2020-30-1-71-82, EDN: IWSIOP
- Нечаева Т. В., Смирнова Н. В., Гопп Н. В., Савенков О. А. Изменение агрохимических параметров плодородия пахотных почв склона на юге Западной Сибири // Плодородие. 2017. № 2 (95). С. 2–5. EDN: YKUZTB
- Соболев С. С. Защита почв от эрозии и повышение их плодородия. М. : Сельхозиздат, 1961. 231 с.
- Заславский М. Н. Некоторые вопросы эрозионной терминологии и классификации эрозионных процессов // Вопросы методики почвенно-эрозионного картирования : сб. М. : Изд-во ГИЗР, 1972. 457 с.
- Когут Б. М. Оценка уровней эродированности черноземов по относительной степени их гумусированности // Бюллетень Почвенного института им. В. В. Докучаева. 2015. № 78. С. 59–69. EDN: TRZJYF