Nature.comను సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్‌లో CSSకు పరిమిత మద్దతు ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు అప్‌డేట్ చేయబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాలని (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో కంపాటిబిలిటీ మోడ్‌ను ఆఫ్ చేయాలని) మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము. ఈలోగా, మద్దతు కొనసాగేలా చూసేందుకు, మేము ఈ సైట్‌ను స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా ప్రదర్శిస్తాము.
సుయ్-చోంగ్‌కింగ్ రైల్వే వాలును పరిశోధనా వస్తువుగా తీసుకుని, వివిధ వాలుల కింద, నేల నిరోధకత, నేల విద్యుత్ రసాయన శాస్త్రం (క్షయ సంభావ్యత, రెడాక్స్ సంభావ్యత, సంభావ్య ప్రవణత మరియు pH), నేల అయాన్లు (మొత్తం కరిగే లవణాలు, Cl-, SO42- మరియు) మరియు నేల పోషకాలు (తేమ శాతం, సేంద్రీయ పదార్థం, మొత్తం నత్రజని, క్షార-జలవిశ్లేషణ నత్రజని, అందుబాటులో ఉన్న భాస్వరం, అందుబాటులో ఉన్న పొటాషియం) వంటి అంశాల ఆధారంగా కృత్రిమ నేల యొక్క వ్యక్తిగత మరియు సమగ్ర సూచికల ప్రకారం క్షయ స్థాయిని అంచనా వేశారు. ఇతర కారకాలతో పోలిస్తే, వాలు రక్షణ వల యొక్క క్షయంపై నీటికి అత్యధిక ప్రభావం ఉంది, ఆ తర్వాత అయాన్ల శాతం ప్రభావం ఉంది. మొత్తం కరిగే లవణాలకు వాలు రక్షణ వల యొక్క క్షయంపై మధ్యస్థ ప్రభావం ఉంది, మరియు విచ్చలవిడి విద్యుత్‌కు కూడా మధ్యస్థ ప్రభావం ఉంది. నేల నమూనాల క్షయ స్థాయిని సమగ్రంగా అంచనా వేయగా, పై వాలుపై క్షయం మధ్యస్థంగాను, మధ్య మరియు దిగువ వాలులపై తీవ్రంగాను ఉంది. నేలలోని సేంద్రీయ పదార్థానికి సంభావ్య ప్రవణతతో గణనీయమైన సంబంధం ఉంది. అందుబాటులో ఉన్న నత్రజని, అందుబాటులో ఉన్న పొటాషియం మరియు అందుబాటులో ఉన్న భాస్వరం కూడా గణనీయంగా సంబంధం కలిగి ఉన్నాయి. అనయాన్లు. నేల పోషకాల పంపిణీ పరోక్షంగా వాలు రకానికి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.
రైల్వేలు, రహదారులు మరియు నీటిపారుదల సౌకర్యాలను నిర్మించేటప్పుడు, కొండలను తవ్వడం తరచుగా అనివార్యం. నైరుతిలో పర్వతాలు ఉండటం వల్ల, చైనా రైల్వే నిర్మాణానికి కొండను ఎక్కువగా తవ్వవలసి వస్తుంది. ఇది సహజమైన మట్టిని, వృక్షసంపదను నాశనం చేసి, రాతి వాలులను బహిర్గతం చేస్తుంది. ఈ పరిస్థితి కొండచరియలు విరిగిపడటానికి మరియు నేల కోతకు దారితీస్తుంది, తద్వారా రైల్వే రవాణా భద్రతకు ముప్పు వాటిల్లుతుంది. కొండచరియలు విరిగిపడటం రహదారి ట్రాఫిక్‌కు చాలా ప్రమాదకరం, ముఖ్యంగా మే 12, 2008 నాటి వెన్‌చువాన్ భూకంపం తర్వాత. కొండచరియలు విరిగిపడటం అనేది విస్తృతంగా వ్యాపించిన మరియు తీవ్రమైన భూకంప విపత్తుగా మారింది¹. 2008లో సిచువాన్ ప్రావిన్స్‌లోని 4,243 కిలోమీటర్ల కీలకమైన ప్రధాన రహదారుల మూల్యాంకనంలో, రోడ్డు పడకలు మరియు వాలు నిలుపు గోడలలో 1,736 తీవ్రమైన భూకంప విపత్తులు సంభవించాయి, ఇది మూల్యాంకనం యొక్క మొత్తం పొడవులో 39.76%గా ఉంది. రోడ్డు నష్టం వల్ల కలిగిన ప్రత్యక్ష ఆర్థిక నష్టాలు 58 బిలియన్ యువాన్లను మించిపోయాయి 2,3. ప్రపంచవ్యాప్త ఉదాహరణలు చూపిస్తున్నదేమిటంటే, భూకంపం తర్వాత ఏర్పడే భూభౌతిక ప్రమాదాలు కనీసం 10 సంవత్సరాల పాటు (తైవాన్ భూకంపం) మరియు 40-50 సంవత్సరాల వరకు కూడా (జపాన్‌లోని కాంటో భూకంపం) కొనసాగగలవు4,5. భూకంప ప్రమాదాన్ని ప్రభావితం చేసే ప్రధాన కారకం వాలు6,7. అందువల్ల, రోడ్డు వాలును నిర్వహించడం మరియు దాని స్థిరత్వాన్ని బలోపేతం చేయడం అవసరం. వాలు రక్షణ మరియు పర్యావరణ ప్రకృతి దృశ్య పునరుద్ధరణలో మొక్కలు ప్రత్యామ్నాయం లేని పాత్రను పోషిస్తాయి8. సాధారణ మట్టి వాలులతో పోలిస్తే, రాతి వాలులలో సేంద్రీయ పదార్థం, నత్రజని, భాస్వరం మరియు పొటాషియం వంటి పోషక కారకాలు పేరుకుపోవు మరియు వృక్షసంపద పెరుగుదలకు అవసరమైన నేల వాతావరణం ఉండదు. పెద్ద వాలు మరియు వర్షం వంటి కారకాల కారణంగా కోత కారణంగా, వాలు నేల సులభంగా కొట్టుకుపోతుంది. వాలు వాతావరణం కఠినంగా ఉంటుంది, మొక్కల పెరుగుదలకు అవసరమైన పరిస్థితులు ఉండవు, మరియు వాలు నేలకు ఆధార స్థిరత్వం లోపిస్తుంది9. వాలును రక్షించడానికి నేలను కప్పి ఉంచేందుకు ఆధార పదార్థంతో వాలుపై పిచికారీ చేయడం అనేది మన దేశంలో సాధారణంగా ఉపయోగించే వాలు పర్యావరణ పునరుద్ధరణ సాంకేతికత. పిచికారీ కోసం ఉపయోగించే కృత్రిమ మట్టిలో కంకర రాయి, వ్యవసాయ భూమి మట్టి, గడ్డి, మిశ్రమ ఎరువు, నీటిని నిలుపుకునే పదార్థం మరియు జిగురు (సాధారణంగా ఉపయోగించే జిగురులలో పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్, సేంద్రీయ జిగురు మరియు తారు ఎమల్సిఫైయర్ ఉన్నాయి) ఒక నిర్దిష్ట నిష్పత్తిలో ఉంటాయి. సాంకేతిక ప్రక్రియ ఇలా ఉంటుంది: మొదట బండరాయిపై ముళ్ల తీగను పరుస్తారు, తరువాత రివెట్లు మరియు యాంకర్ బోల్ట్‌లతో ముళ్ల తీగను బిగిస్తారు, చివరగా ఒక ప్రత్యేక స్ప్రేయర్‌తో విత్తనాలు కలిపిన కృత్రిమ మట్టిని వాలుపై పిచికారీ చేస్తారు. పూర్తిగా గాల్వనైజ్ చేయబడిన 14# వజ్రాకారపు లోహపు జాలీని ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తారు, దీని జాలీ ప్రమాణం 5cm×5cm మరియు వ్యాసం 2mm ఉంటుంది. ఈ లోహపు జాలీ, మట్టి మాతృక బండరాయి ఉపరితలంపై మన్నికైన ఏకశిలా పలకగా ఏర్పడటానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ లోహపు జాలీ మట్టిలో క్షయం చెందుతుంది, ఎందుకంటే నేల స్వతహాగా ఒక ఎలక్ట్రోలైట్, మరియు తుప్పు పట్టే తీవ్రత నేల లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. నేల ప్రేరిత మెటల్ మెష్ కోతను అంచనా వేయడానికి మరియు కొండచరియల ప్రమాదాలను తొలగించడానికి నేల తుప్పు కారకాల మూల్యాంకనం చాలా ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంది.
వాలు స్థిరీకరణ మరియు కోత నియంత్రణలో మొక్కల వేర్లు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయని నమ్ముతారు10,11,12,13,14. నిస్సారమైన కొండచరియల నుండి వాలులను స్థిరీకరించడానికి, వృక్షసంపదను ఉపయోగించవచ్చు ఎందుకంటే మొక్కల వేర్లు కొండచరియలను నివారించడానికి నేలను స్థిరపరచగలవు15,16,17. కలప వృక్షసంపద, ముఖ్యంగా చెట్లు, నిస్సారమైన కొండచరియలను నివారించడంలో సహాయపడతాయి18. మొక్కల నిలువు మరియు పార్శ్వ వేరు వ్యవస్థల ద్వారా ఏర్పడిన దృఢమైన రక్షణ నిర్మాణం నేలలో బలపరిచే స్తంభాలుగా పనిచేస్తుంది. వేరు నిర్మాణ నమూనాల అభివృద్ధి జన్యువులచే నడపబడుతుంది మరియు ఈ ప్రక్రియలలో నేల పర్యావరణం నిర్ణయాత్మక పాత్ర పోషిస్తుంది. లోహాలకు తుప్పు పట్టడం నేల పర్యావరణాన్ని బట్టి మారుతుంది20. నేలలో లోహాల తుప్పు పట్టే స్థాయి చాలా వేగంగా కరిగిపోవడం నుండి అతి తక్కువ ప్రభావం వరకు ఉంటుంది21. కృత్రిమ నేల నిజమైన "నేల" కంటే చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది. సహజ నేలల నిర్మాణం అనేది పది మిలియన్ల సంవత్సరాలుగా బాహ్య పర్యావరణం మరియు వివిధ జీవుల మధ్య పరస్పర చర్యల ఫలితం22,23,24. కలప వృక్షసంపద స్థిరమైన వేరు వ్యవస్థ మరియు పర్యావరణ వ్యవస్థను ఏర్పరచడానికి ముందు, లోహపు జాలితో కలిపి రాతి వాలు మరియు కృత్రిమ నేల సురక్షితంగా పనిచేయగలగడం అనేది సహజ ఆర్థిక వ్యవస్థ అభివృద్ధికి, ప్రాణ భద్రతకు మరియు పర్యావరణ మెరుగుదలకు నేరుగా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.
అయితే, లోహాల తుప్పు పట్టడం వల్ల భారీ నష్టాలు సంభవించవచ్చు. 1980ల ప్రారంభంలో చైనాలో రసాయన యంత్రాలు మరియు ఇతర పరిశ్రమలపై నిర్వహించిన ఒక సర్వే ప్రకారం, లోహ తుప్పు వలన కలిగే నష్టాలు మొత్తం ఉత్పత్తి విలువలో 4%గా ఉన్నాయి. అందువల్ల, తుప్పు పట్టే విధానాన్ని అధ్యయనం చేయడం మరియు ఆర్థిక నిర్మాణం కోసం రక్షణ చర్యలు తీసుకోవడం చాలా ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంది. నేల అనేది వాయువులు, ద్రవాలు, ఘనపదార్థాలు మరియు సూక్ష్మజీవులతో కూడిన ఒక సంక్లిష్ట వ్యవస్థ. సూక్ష్మజీవుల జీవక్రియ ఉత్పన్నాలు పదార్థాలను తుప్పు పట్టించగలవు, మరియు అదనపు విద్యుత్ ప్రవాహాలు కూడా తుప్పుకు కారణమవుతాయి. అందువల్ల, నేలలో పాతిపెట్టిన లోహాల తుప్పును నివారించడం ముఖ్యం. ప్రస్తుతం, పాతిపెట్టిన లోహాల తుప్పుపై పరిశోధన ప్రధానంగా (1) పాతిపెట్టిన లోహాల తుప్పును ప్రభావితం చేసే కారకాలు25; (2) లోహ రక్షణ పద్ధతులు26,27; (3) లోహ తుప్పు స్థాయిని నిర్ధారించే పద్ధతులు28; వివిధ మాధ్యమాలలో తుప్పు పట్టడం వంటి అంశాలపై దృష్టి సారిస్తుంది. అయితే, అధ్యయనంలోని నేలలన్నీ సహజమైనవి మరియు తగినంత నేల ఏర్పడే ప్రక్రియలకు లోనైనవి. అయినప్పటికీ, రైల్వే రాతి వాలుల కృత్రిమ నేల కోతపై ఎటువంటి నివేదిక లేదు.
ఇతర క్షయకారక మాధ్యమాలతో పోలిస్తే, కృత్రిమ మట్టి ద్రవత్వం లేకపోవడం, భిన్నత్వం, కాలానుగుణత మరియు ప్రాంతీయత వంటి లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. కృత్రిమ మట్టిలో లోహ క్షయం అనేది లోహాలు మరియు కృత్రిమ మట్టి మధ్య జరిగే విద్యుత్ రసాయన పరస్పర చర్యల వల్ల సంభవిస్తుంది. సహజ కారకాలతో పాటు, లోహ క్షయం రేటు పరిసర వాతావరణంపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. తేమ శాతం, ఆక్సిజన్ శాతం, మొత్తం కరిగే లవణాల శాతం, ఆనయాన్ మరియు లోహ అయాన్ల శాతం, pH, మట్టి సూక్ష్మజీవులు30,31,32 వంటి అనేక కారకాలు విడివిడిగా లేదా కలిపి లోహ క్షయాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి.
30 సంవత్సరాల ఆచరణలో, రాతి వాలులపై కృత్రిమ నేలలను శాశ్వతంగా ఎలా సంరక్షించాలనే ప్రశ్న ఒక సమస్యగా ఉంది. నేల కోత కారణంగా, 10 సంవత్సరాల మానవ సంరక్షణ తర్వాత కూడా కొన్ని వాలులపై పొదలు లేదా చెట్లు పెరగలేవు. కొన్ని చోట్ల మెటల్ మెష్ ఉపరితలంపై ఉన్న మురికి కొట్టుకుపోయింది. తుప్పు పట్టడం వల్ల, కొన్ని మెటల్ మెష్‌లు పగిలిపోయి, వాటి పైన మరియు కింద ఉన్న మట్టి మొత్తాన్ని కోల్పోయాయి (మూర్తి 1). ప్రస్తుతం, రైల్వే వాలు తుప్పుపై పరిశోధన ప్రధానంగా రైల్వే సబ్‌స్టేషన్ గ్రౌండింగ్ గ్రిడ్ తుప్పు, లైట్ రైలు ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే స్ట్రే కరెంట్ తుప్పు, మరియు రైల్వే వంతెనలు, ట్రాక్‌లు మరియు ఇతర వాహన పరికరాల తుప్పుపై దృష్టి సారిస్తుంది. రైల్వే వాలు రక్షణ మెటల్ మెష్ తుప్పు పట్టడంపై ఎటువంటి నివేదికలు లేవు. ఈ పత్రం సుయు రైల్వే యొక్క నైరుతి రాతి వాలుపై ఉన్న కృత్రిమ నేలల భౌతిక, రసాయన మరియు విద్యుత్ రసాయన లక్షణాలను అధ్యయనం చేస్తుంది, నేల లక్షణాలను అంచనా వేయడం ద్వారా లోహ తుప్పును అంచనా వేయడం మరియు నేల పర్యావరణ వ్యవస్థ పునరుద్ధరణ మరియు కృత్రిమ పునరుద్ధరణకు సైద్ధాంతిక మరియు ఆచరణాత్మక ఆధారాన్ని అందించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది.
పరీక్షా స్థలం సుయినింగ్ రైల్వే స్టేషన్ సమీపంలో సిచువాన్‌లోని కొండ ప్రాంతంలో (30°32′N, 105°32′E) ఉంది. ఈ ప్రాంతం సిచువాన్ బేసిన్ మధ్యలో, తక్కువ ఎత్తు గల పర్వతాలు మరియు కొండలతో, సరళమైన భౌగోళిక నిర్మాణం మరియు చదునైన భూభాగంతో ఉంది. క్రమక్షయం, కోత మరియు నీటి నిల్వ వలన క్రమక్షయమైన కొండ ప్రాంతాలు ఏర్పడ్డాయి. భూగర్భ శిల ప్రధానంగా సున్నపురాయి, మరియు దానిపై ఉన్న పొర ప్రధానంగా ఊదా రంగు ఇసుక మరియు మడ్‌స్టోన్‌తో కూడి ఉంది. దీని సమగ్రత బలహీనంగా ఉంది, మరియు శిలలు గడ్డలుగా ఉన్నాయి. ఈ అధ్యయన ప్రాంతంలో ఉప-ఉష్ణమండల తేమతో కూడిన రుతుపవన శీతోష్ణస్థితి ఉంది, దీని కాలానుగుణ లక్షణాలు ముందుగా వచ్చే వసంతం, వేడి వేసవి, చిన్న శరదృతువు మరియు ఆలస్య శీతాకాలం. వర్షపాతం సమృద్ధిగా ఉంటుంది, కాంతి మరియు ఉష్ణ వనరులు పుష్కలంగా ఉన్నాయి, మంచు లేని కాలం సుదీర్ఘంగా ఉంటుంది (సగటున 285 రోజులు), శీతోష్ణస్థితి సౌమ్యంగా ఉంటుంది, వార్షిక సగటు ఉష్ణోగ్రత 17.4°C, అత్యంత వేడి నెల (ఆగస్టు) సగటు ఉష్ణోగ్రత 27.2°C, మరియు అత్యధిక గరిష్ట ఉష్ణోగ్రత 39.3°C. అత్యంత శీతలమైన నెల జనవరి (సగటు ఉష్ణోగ్రత 6.5°C), అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత -3.8°C, మరియు వార్షిక సగటు వర్షపాతం 920 మి.మీ., ఇది ప్రధానంగా జూలై మరియు ఆగస్టు నెలల్లో కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది. వసంత, వేసవి, శరదృతువు మరియు శీతాకాలాల్లో వర్షపాతం గణనీయంగా మారుతూ ఉంటుంది. సంవత్సరంలోని ప్రతి రుతువులో వర్షపాతం నిష్పత్తి వరుసగా 19-21%, 51-54%, 22-24% మరియు 4-5%గా ఉంటుంది.
ఈ పరిశోధనా స్థలం, 2003లో నిర్మించిన యు-సుయ్ రైల్వే మార్గంలోని వాలుపై ఉన్న సుమారు 45° ఏటవాలు ప్రదేశం. ఏప్రిల్ 2012లో, ఇది సుయినింగ్ రైల్వే స్టేషన్‌కు 1 కిలోమీటరు దూరంలో దక్షిణ దిశగా ఉండేది. సహజ వాలును నియంత్రణగా ఉపయోగించారు. వాలు యొక్క పర్యావరణ పునరుద్ధరణ కోసం, విదేశీ టాప్‌డ్రెస్సింగ్ మట్టి స్ప్రేయింగ్ సాంకేతికతను అవలంబించారు. రైల్వే పక్క వాలు యొక్క ఎత్తు ప్రకారం, వాలును ఎగువ వాలు, మధ్య వాలు మరియు దిగువ వాలుగా విభజించవచ్చు (పటం 2). కత్తిరించిన వాలు కృత్రిమ మట్టి మందం సుమారు 10 సెం.మీ. ఉన్నందున, మట్టి మెటల్ మెష్ యొక్క తుప్పు ఉత్పత్తుల కాలుష్యాన్ని నివారించడానికి, మేము స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ పారను ఉపయోగించి మట్టి ఉపరితలం నుండి 0-8 సెం.మీ. మాత్రమే తీస్తాము. ప్రతి వాలు స్థానానికి నాలుగు ప్రతిరూపాలు ఏర్పాటు చేయబడ్డాయి, ప్రతి ప్రతిరూపంలో 15-20 యాదృచ్ఛిక నమూనా పాయింట్లు ఉన్నాయి. ప్రతి ప్రతిరూపం S-ఆకారపు లైన్ నమూనా పాయింట్ల నుండి యాదృచ్ఛికంగా నిర్ణయించబడిన 15-20 పాయింట్ల మిశ్రమం. దీని తాజా బరువు సుమారు 500 గ్రాములు. నమూనాలను ప్రాసెసింగ్ కోసం పాలిథిలిన్ జిప్‌లాక్ సంచులలో ప్రయోగశాలకు తీసుకువచ్చారు. మట్టిని సహజంగా గాలిలో ఆరబెట్టి, కంకర మరియు జంతు, మొక్కల అవశేషాలను ఏరివేసి, అగేట్ కర్రతో నలిపి, 20-మెష్ జల్లెడతో జల్లించారు. ముతక రేణువులు మినహా 100-మెష్ నైలాన్ జల్లెడ.
షెంగ్లీ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్ కంపెనీ తయారు చేసిన విక్టర్4106 గ్రౌండింగ్ రెసిస్టెన్స్ టెస్టర్ ద్వారా నేల నిరోధకతను క్షేత్రంలో కొలిచారు; నేల తేమను ఎండబెట్టే పద్ధతి ద్వారా కొలిచారు. DMP-2 పోర్టబుల్ డిజిటల్ mv/pH పరికరం నేల కోత సంభావ్యతను కొలవడానికి అధిక ఇన్‌పుట్ ఇంపిడెన్స్‌ను కలిగి ఉంటుంది. పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ మరియు రెడాక్స్ పొటెన్షియల్‌ను DMP-2 పోర్టబుల్ డిజిటల్ mv/pH ద్వారా, నేలలోని మొత్తం కరిగే లవణాన్ని అవశేషాలను ఎండబెట్టే పద్ధతి ద్వారా, నేలలోని క్లోరైడ్ అయాన్ పరిమాణాన్ని AgNO3 టైట్రేషన్ పద్ధతి (మోర్ పద్ధతి) ద్వారా, నేల సల్ఫేట్ పరిమాణాన్ని పరోక్ష EDTA టైట్రేషన్ పద్ధతి ద్వారా, నేల కార్బోనేట్ మరియు బైకార్బోనేట్‌లను నిర్ధారించడానికి డబుల్ ఇండికేటర్ టైట్రేషన్ పద్ధతి ద్వారా, నేల సేంద్రీయ పదార్థాన్ని నిర్ధారించడానికి పొటాషియం డైక్రోమేట్ ఆక్సీకరణ తాపన పద్ధతి ద్వారా, నేల క్షార జలవిశ్లేషణ నత్రజనిని నిర్ధారించడానికి క్షార ద్రావణ వ్యాపన పద్ధతి ద్వారా, మరియు H2SO4-HClO4 డైజెషన్ Mo-Sb కలరిమెట్రిక్ పద్ధతి ద్వారా నిర్ధారించారు. నేలలోని మొత్తం భాస్వరం మరియు నేలలో లభ్యమయ్యే భాస్వరం పరిమాణాన్ని ఓల్సెన్ పద్ధతి (0.05 mol/L NaHCO3 ద్రావణాన్ని వెలికితీతగా ఉపయోగించి) ద్వారా, మరియు నేలలోని మొత్తం పొటాషియం పరిమాణాన్ని సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ఫ్యూజన్-ఫ్లేమ్ ఫోటోమెట్రీ ద్వారా నిర్ధారించారు.
ప్రయోగాత్మక డేటా మొదట క్రమబద్ధీకరించబడింది. సగటు, ప్రామాణిక విచలనం, వన్-వే ANOVA మరియు మానవ సహసంబంధ విశ్లేషణను నిర్వహించడానికి SPSS స్టాటిస్టిక్స్ 20 ఉపయోగించబడింది.
పట్టిక 1 వివిధ వాలులు గల నేలల యొక్క విద్యుత్ యాంత్రిక లక్షణాలు, అయాన్లు మరియు పోషకాలను అందిస్తుంది. వివిధ వాలుల యొక్క తుప్పు సంభావ్యత, నేల నిరోధకత మరియు తూర్పు-పడమర పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ అన్నీ గణనీయమైనవి (P < 0.05). దిగువ వాలు, మధ్య వాలు మరియు సహజ వాలు యొక్క రెడాక్స్ పొటెన్షియల్స్ గణనీయమైనవి (P < 0.05). రైలుకు లంబంగా ఉండే పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్, అంటే ఉత్తర-దక్షిణ పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్, ఎగువ వాలు>దిగువ వాలు>మధ్య వాలు క్రమంలో ఉంది. నేల pH విలువ దిగువ వాలు>ఎగువ వాలు>మధ్య వాలు>సహజ వాలు క్రమంలో ఉంది. మొత్తం కరిగే లవణం విషయంలో, రైల్వే వాలు కంటే సహజ వాలులో గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంది (P < 0.05). మూడవ గ్రేడ్ రైల్వే వాలు నేలలో మొత్తం కరిగే లవణం పరిమాణం 500 mg/kg కంటే ఎక్కువగా ఉంది, మరియు ఈ మొత్తం కరిగే లవణం లోహ తుప్పుపై మితమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. నేలలోని సేంద్రీయ పదార్థం పరిమాణం సహజ వాలులో అత్యధికంగా మరియు దిగువ వాలులో అత్యల్పంగా ఉంది (P < 0.05). మొత్తం నత్రజని పరిమాణం మధ్య వాలులో అత్యధికంగా మరియు ఎగువ వాలులో అత్యల్పంగా ఉంది. ఎగువ వాలు; దిగువ మరియు మధ్య వాలులో లభ్యమయ్యే నత్రజని పరిమాణం అత్యధికంగా ఉండగా, సహజ వాలులో అత్యల్పంగా ఉంది; రైల్వే ఎగువ మరియు దిగువ వాలులో మొత్తం నత్రజని పరిమాణం తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, లభ్యమయ్యే నత్రజని పరిమాణం ఎక్కువగా ఉంది. ఇది ఎగువ మరియు దిగువ ప్రాంతాలలో సేంద్రీయ నత్రజని ఖనిజీకరణ రేటు వేగంగా ఉందని సూచిస్తుంది. లభ్యమయ్యే పొటాషియం పరిమాణం, లభ్యమయ్యే భాస్వరం పరిమాణంతో సమానంగా ఉంది.
మట్టి నిరోధకత అనేది విద్యుత్ వాహకతను సూచించే ఒక సూచిక మరియు మట్టి కోతను అంచనా వేయడానికి ఒక ప్రాథమిక పరామితి. మట్టి నిరోధకతను ప్రభావితం చేసే కారకాలలో తేమ శాతం, మొత్తం కరిగే లవణాల శాతం, pH, మట్టి ఆకృతి, ఉష్ణోగ్రత, సేంద్రీయ పదార్థం శాతం, మట్టి ఉష్ణోగ్రత మరియు గట్టిదనం ఉన్నాయి. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, తక్కువ నిరోధకత ఉన్న మట్టి ఎక్కువ కోతకు గురవుతుంది, మరియు దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది. మట్టి కోతను అంచనా వేయడానికి నిరోధకతను ఉపయోగించడం అనేది వివిధ దేశాలలో సాధారణంగా ఉపయోగించే ఒక పద్ధతి. పట్టిక 1 ప్రతి ఒక్క సూచికకు సంబంధించిన కోత గ్రేడ్ మూల్యాంకన ప్రమాణాలను చూపుతుంది37,38.
నా దేశంలోని పరీక్షా ఫలితాలు మరియు ప్రమాణాల ప్రకారం (పట్టిక 1), నేల తుప్పు పట్టే స్వభావాన్ని కేవలం నేల నిరోధకత ద్వారా మాత్రమే అంచనా వేస్తే, ఎగువ వాలులోని నేల అధికంగా తుప్పు పడుతుంది; దిగువ వాలులోని నేల మధ్యస్తంగా తుప్పు పడుతుంది; మధ్య వాలు మరియు సహజ వాలుపై నేల తుప్పు పట్టే స్వభావం సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది.
వాగు పైభాగంలోని నేల నిరోధకత, వాలులోని ఇతర భాగాల కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది, దీనికి వర్షపు కోత కారణం కావచ్చు. వాగు పైభాగంలోని పైమట్టి నీటితో పాటు మధ్య వాలులోకి ప్రవహిస్తుంది, అందువల్ల వాగు పైభాగంలోని లోహపు వాలు రక్షణ వల పైమట్టికి దగ్గరగా ఉంటుంది. కొన్ని లోహపు జాలీలు బయటకు కనిపించి, గాలిలో వేలాడుతూ కూడా ఉన్నాయి (పటం 1). నేల నిరోధకతను క్షేత్రస్థాయిలో కొలిచారు; పైల్స్ మధ్య దూరం 3 మీటర్లు; పైల్స్ దించే లోతు 15 సెం.మీ. కంటే తక్కువ. బయటకు కనిపించే లోహపు జాలీ మరియు ఊడిపోతున్న తుప్పు కొలత ఫలితాలకు ఆటంకం కలిగించవచ్చు. అందువల్ల, కేవలం నేల నిరోధకత సూచిక ద్వారా నేల తుప్పు పట్టే స్వభావాన్ని అంచనా వేయడం విశ్వసనీయం కాదు. తుప్పు యొక్క సమగ్ర మూల్యాంకనంలో, వాగు పైభాగం యొక్క నేల నిరోధకతను పరిగణనలోకి తీసుకోరు.
సిచువాన్ ప్రాంతంలో అధిక సాపేక్ష ఆర్ద్రత కారణంగా, నిరంతరం తేమతో కూడిన గాలి ఉండటం వల్ల, నేలలో పాతిపెట్టిన లోహపు జాలీ కంటే గాలికి బహిర్గతమైన లోహపు జాలీ మరింత తీవ్రంగా తుప్పు పడుతుంది.39. తీగ జాలీ గాలికి బహిర్గతం కావడం వల్ల దాని సేవా జీవితం తగ్గిపోతుంది, ఇది ఎగువ నేలలను అస్థిరపరుస్తుంది. నేల కోత మొక్కలు, ముఖ్యంగా కలప మొక్కలు పెరగడాన్ని కష్టతరం చేస్తుంది. కలప మొక్కలు లేకపోవడం వల్ల, నేలను గట్టిపరచడానికి ఎగువన వేరు వ్యవస్థను ఏర్పరచుకోవడం కష్టమవుతుంది. అదే సమయంలో, మొక్కల పెరుగుదల నేల నాణ్యతను మెరుగుపరుస్తుంది మరియు నేలలో హ్యూమస్ పరిమాణాన్ని పెంచుతుంది, ఇది నీటిని నిలుపుకోవడమే కాకుండా, జంతువులు మరియు మొక్కల పెరుగుదల మరియు పునరుత్పత్తికి మంచి వాతావరణాన్ని అందిస్తుంది, తద్వారా నేల కోతను తగ్గిస్తుంది. అందువల్ల, నిర్మాణం యొక్క ప్రారంభ దశలో, ఎగువ వాలులో ఎక్కువ కలప విత్తనాలను విత్తాలి, మరియు వర్షపు నీటి ద్వారా ఎగువ నేల కోతను తగ్గించడానికి, నీటిని నిలుపుకునే ఏజెంట్‌ను నిరంతరం జోడించి, రక్షణ కోసం ఫిల్మ్‌తో కప్పాలి.
మూడు-స్థాయిల వాలుపై వాలు రక్షణ వల యొక్క తుప్పును ప్రభావితం చేసే ముఖ్యమైన కారకం తుప్పు సంభావ్యత, మరియు ఇది ఎగువ వాలుపై అత్యధిక ప్రభావాన్ని చూపుతుంది (పట్టిక 2). సాధారణ పరిస్థితులలో, ఒక నిర్దిష్ట వాతావరణంలో తుప్పు సంభావ్యత పెద్దగా మారదు. అదనపు ప్రవాహాల (స్ట్రే కరెంట్స్) వల్ల గుర్తించదగిన మార్పు సంభవించవచ్చు. ప్రజా రవాణా వ్యవస్థను వాహనాలు ఉపయోగించినప్పుడు రోడ్డు అడుగుభాగంలోకి మరియు నేల మాధ్యమంలోకి లీక్ అయ్యే ప్రవాహాలను అదనపు ప్రవాహాలు అంటారు 40, 41, 42. రవాణా వ్యవస్థ అభివృద్ధి చెందడంతో, మన దేశ రైల్వే రవాణా వ్యవస్థ పెద్ద ఎత్తున విద్యుదీకరణను సాధించింది, మరియు విద్యుదీకరించబడిన రైల్వేల నుండి ప్రత్యక్ష విద్యుత్ లీకేజీ వలన భూగర్భంలోని లోహాలు తుప్పు పట్టడాన్ని విస్మరించలేము. ప్రస్తుతం, నేలలో అదనపు ప్రవాహ అవాంతరాలు ఉన్నాయో లేదో నిర్ధారించడానికి నేల పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. ఉపరితల నేల యొక్క పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ 0.5 mv/m కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అదనపు ప్రవాహం తక్కువగా ఉంటుంది; పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ 0.5 mv/m నుండి 5.0 mv/m పరిధిలో ఉన్నప్పుడు, అదనపు ప్రవాహం మధ్యస్థంగా ఉంటుంది; పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ 5.0 mv/m కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, స్ట్రే కరెంట్ స్థాయి అధికంగా ఉంటుంది. మధ్య-వాలు, ఎగువ-వాలు మరియు దిగువ-వాలు యొక్క పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ (EW) యొక్క చలించే పరిధిని పటం 3లో చూపించారు. చలించే పరిధి పరంగా చూస్తే, మధ్య-వాలులో తూర్పు-పడమర మరియు ఉత్తర-దక్షిణ దిశలలో మధ్యస్థ స్ట్రే కరెంట్లు ఉన్నాయి. అందువల్ల, స్ట్రే కరెంట్ అనేది మధ్య-వాలు మరియు దిగువ-వాలులో, ముఖ్యంగా మధ్య-వాలులో మెటల్ మెష్‌ల తుప్పును ప్రభావితం చేసే ఒక ముఖ్యమైన అంశం.
సాధారణంగా, 400 mV కంటే ఎక్కువ ఉన్న నేల రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ (Eh) ఆక్సీకరణ సామర్థ్యాన్ని, 0-200 mV కంటే ఎక్కువ ఉంటే మధ్యస్థ క్షయకరణ సామర్థ్యాన్ని, మరియు 0 mV కంటే తక్కువ ఉంటే అధిక క్షయకరణ సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది. నేల రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ ఎంత తక్కువగా ఉంటే, లోహాలను క్షయం చేసే నేల సూక్ష్మజీవుల సామర్థ్యం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది44. రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ నుండి నేల సూక్ష్మజీవుల క్షయం యొక్క ధోరణిని అంచనా వేయడం సాధ్యమవుతుంది. ఈ అధ్యయనంలో మూడు వాలు ప్రాంతాల నేల రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ 500 mV కంటే ఎక్కువగా ఉందని, మరియు క్షయం స్థాయి చాలా తక్కువగా ఉందని కనుగొనబడింది. ఇది వాలు భూమిలో నేల గాలి ప్రసరణ పరిస్థితి బాగుందని, ఇది నేలలోని వాయురహిత సూక్ష్మజీవుల క్షయానికి అనుకూలంగా లేదని చూపిస్తుంది.
నేల కోతపై నేల pH ప్రభావం స్పష్టంగా ఉంటుందని మునుపటి అధ్యయనాలు కనుగొన్నాయి. pH విలువలో హెచ్చుతగ్గుల వల్ల, లోహ పదార్థాల తుప్పు రేటు గణనీయంగా ప్రభావితమవుతుంది. నేల pH అనేది ఆ ప్రాంతం మరియు నేలలోని సూక్ష్మజీవులతో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది45,46,47. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, కొద్దిగా క్షార స్వభావం గల నేలల్లో లోహ పదార్థాల తుప్పుపై నేల pH ప్రభావం స్పష్టంగా ఉండదు. మూడు రైల్వే వాలుల నేలలన్నీ క్షార స్వభావం కలిగి ఉన్నాయి, కాబట్టి మెటల్ మెష్ తుప్పుపై pH ప్రభావం బలహీనంగా ఉంటుంది.
పట్టిక 3 నుండి చూడగలిగినట్లుగా, సహసంబంధ విశ్లేషణ ప్రకారం రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ మరియు వాలు స్థానం గణనీయంగా సానుకూల సహసంబంధం కలిగి ఉన్నాయి (R2 = 0.858), తుప్పు పొటెన్షియల్ మరియు పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ (SN) గణనీయంగా సానుకూల సహసంబంధం కలిగి ఉన్నాయి (R2 = 0.755), మరియు రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ మరియు పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ (SN) గణనీయంగా సానుకూల సహసంబంధం కలిగి ఉన్నాయి (R2 = 0.755). పొటెన్షియల్ మరియు pH మధ్య గణనీయమైన ప్రతికూల సహసంబంధం ఉంది (R2 = -0.724). వాలు స్థానం రెడాక్స్ పొటెన్షియల్‌తో గణనీయంగా సానుకూల సహసంబంధం కలిగి ఉంది. ఇది వివిధ వాలు స్థానాల సూక్ష్మ పర్యావరణంలో తేడాలు ఉన్నాయని మరియు నేల సూక్ష్మజీవులు రెడాక్స్ పొటెన్షియల్‌తో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉన్నాయని చూపిస్తుంది48, 49, 50. రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ pHతో గణనీయంగా ప్రతికూల సహసంబంధం కలిగి ఉంది51,52. ఈ సంబంధం నేల రెడాక్స్ ప్రక్రియ సమయంలో pH మరియు Eh విలువలు ఎల్లప్పుడూ ఏకకాలంలో మారవని, కానీ ప్రతికూల సరళ సంబంధాన్ని కలిగి ఉన్నాయని సూచించింది. లోహ క్షయకరణ పొటెన్షియల్ ఎలక్ట్రాన్‌లను పొందే మరియు కోల్పోయే సాపేక్ష సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది. క్షయకరణ పొటెన్షియల్ పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ (SN)తో గణనీయంగా సానుకూల సహసంబంధం కలిగి ఉన్నప్పటికీ, లోహం ద్వారా ఎలక్ట్రాన్‌లను సులభంగా కోల్పోవడం వల్ల పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ ఏర్పడవచ్చు.
నేలలోని మొత్తం కరిగే లవణాల పరిమాణానికి, నేల తుప్పు పట్టే స్వభావానికి దగ్గరి సంబంధం ఉంది. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, నేలలో లవణీయత ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, నేల నిరోధకత అంత తక్కువగా ఉంటుంది, తద్వారా నేల నిరోధకత పెరుగుతుంది. నేల ఎలక్ట్రోలైట్లలో, ఆనయాన్లు మరియు వాటి విభిన్న శ్రేణులు మాత్రమే కాకుండా, తుప్పును ప్రభావితం చేసే ప్రధాన కారకాలు కార్బోనేట్లు, క్లోరైడ్లు మరియు సల్ఫేట్లు కూడా. దీనికి అదనంగా, నేలలోని మొత్తం కరిగే లవణాల పరిమాణం, లోహాలలో ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ ప్రభావం మరియు నేలలో ఆక్సిజన్ ద్రావణీయత వంటి ఇతర కారకాల ప్రభావం ద్వారా పరోక్షంగా తుప్పును ప్రభావితం చేస్తుంది53.
నేలలో కరిగే లవణ విఘటన అయాన్లలో చాలా వరకు విద్యుత్ రసాయన చర్యలలో నేరుగా పాల్గొనవు, కానీ నేల నిరోధకత ద్వారా లోహ క్షయాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి. నేల లవణీయత ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, నేల వాహకత అంత బలంగా ఉంటుంది మరియు నేల కోత కూడా అంత బలంగా ఉంటుంది. రైల్వే వాలులతో పోలిస్తే సహజ వాలులలో నేల లవణీయత గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీనికి కారణం, సహజ వాలులలో వృక్షసంపద సమృద్ధిగా ఉండటం, ఇది నేల మరియు నీటి సంరక్షణకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. మరొక కారణం ఏమిటంటే, సహజ వాలులో పరిపక్వమైన నేల నిర్మాణం (శిలల శిధిలీకరణం ద్వారా ఏర్పడిన నేల మాతృ పదార్థం) జరిగి ఉండవచ్చు, కానీ రైల్వే వాలులోని నేల "కృత్రిమ నేల" యొక్క మాత్రికగా నలిగిన రాతి శకలాలతో కూడి ఉంటుంది మరియు తగినంత నేల నిర్మాణ ప్రక్రియకు లోనవలేదు. ఖనిజాలు విడుదల కాలేదు. దీనికి అదనంగా, సహజ వాలుల లోతైన నేలలోని లవణ అయాన్లు ఉపరితల బాష్పీభవనం సమయంలో కేశనాళిక చర్య ద్వారా పైకి వచ్చి ఉపరితల నేలలో పేరుకుపోయాయి, దీని ఫలితంగా ఉపరితల నేలలో లవణ అయాన్ల పరిమాణం పెరిగింది. రైల్వే వాలు యొక్క నేల మందం 20 సెం.మీ కంటే తక్కువగా ఉండటం వలన, లోతైన నేల నుండి లవణాన్ని భర్తీ చేసుకునే సామర్థ్యం పై నేలకు ఉండదు.
ధన అయాన్లు (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, మొదలైనవి) నేల కోతపై తక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి, అయితే ఆనయాన్లు కోత యొక్క విద్యుత్ రసాయన ప్రక్రియలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి మరియు లోహ కోతపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. Cl− యానోడ్ యొక్క కోతను వేగవంతం చేయగలదు మరియు ఇది అత్యంత కోత కారక ఆనయాన్; Cl− పరిమాణం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, నేల కోత అంత బలంగా ఉంటుంది. SO42− ఉక్కు కోతను ప్రోత్సహించడమే కాకుండా, కొన్ని కాంక్రీట్ పదార్థాలలో కూడా కోతకు కారణమవుతుంది54. ఇనుమును కూడా కోతకు గురిచేస్తుంది. ఆమ్ల నేల ప్రయోగాల శ్రేణిలో, కోత రేటు నేల ఆమ్లత్వానికి అనుపాతంలో ఉందని కనుగొనబడింది55. క్లోరైడ్ మరియు సల్ఫేట్ కరిగే లవణాల యొక్క ప్రధాన భాగాలు, ఇవి లోహాల కావిటేషన్‌ను నేరుగా వేగవంతం చేయగలవు. క్షార నేలల్లో కార్బన్ స్టీల్ యొక్క కోత బరువు నష్టం క్లోరైడ్ మరియు సల్ఫేట్ అయాన్ల చేరికకు దాదాపు అనుపాతంలో ఉందని అధ్యయనాలు చూపించాయి56,57. లీ మరియు ఇతరులు. SO42- తుప్పు పట్టడాన్ని నిరోధించవచ్చని, కానీ ఇప్పటికే ఏర్పడిన తుప్పు గుంటల అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తుందని కనుగొన్నారు58.
నేల క్షయత మూల్యాంకన ప్రమాణం మరియు పరీక్ష ఫలితాల ప్రకారం, ప్రతి వాలు నేల నమూనాలో క్లోరైడ్ అయాన్ పరిమాణం 100 mg/kg కంటే ఎక్కువగా ఉంది, ఇది నేల యొక్క బలమైన క్షయతను సూచిస్తుంది. ఎగువ మరియు దిగువ వాలులలో సల్ఫేట్ అయాన్ పరిమాణం 200 mg/kg కంటే ఎక్కువగా మరియు 500 mg/kg కంటే తక్కువగా ఉంది, మరియు నేల మధ్యస్తంగా క్షయం చెందింది. మధ్య వాలులో సల్ఫేట్ అయాన్ పరిమాణం 200mg/kg కంటే తక్కువగా ఉంది, మరియు నేల క్షయం బలహీనంగా ఉంది. నేల మాధ్యమంలో అధిక సాంద్రత ఉన్నప్పుడు, అది చర్యలో పాల్గొని లోహ ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలంపై క్షయ పొరను ఏర్పరుస్తుంది, తద్వారా క్షయ చర్యను నెమ్మదిస్తుంది. సాంద్రత పెరిగేకొద్దీ, పొర అకస్మాత్తుగా విరిగిపోవచ్చు, తద్వారా క్షయ రేటును బాగా వేగవంతం చేస్తుంది; సాంద్రత పెరుగుతూనే ఉన్నప్పుడు, క్షయ పొర లోహ ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలాన్ని కప్పివేస్తుంది, మరియు క్షయ రేటు మళ్లీ నెమ్మదించే ధోరణిని చూపుతుంది59. నేలలో దాని పరిమాణం తక్కువగా ఉందని మరియు అందువల్ల క్షయంపై తక్కువ ప్రభావం చూపుతుందని అధ్యయనం కనుగొంది.
పట్టిక 4 ప్రకారం, వాలు మరియు నేల ఆనయాన్‌ల మధ్య సహసంబంధం, వాలు మరియు క్లోరైడ్ అయాన్‌ల మధ్య గణనీయమైన సానుకూల సహసంబంధం (R2=0.836) మరియు వాలు మరియు మొత్తం కరిగే లవణాల మధ్య గణనీయమైన సానుకూల సహసంబంధం (R2=0.742) ఉన్నట్లు చూపించింది.
నేలలోని మొత్తం కరిగే లవణాలలో మార్పులకు ఉపరితల ప్రవాహం మరియు నేల కోత కారణం కావచ్చని ఇది సూచిస్తుంది. మొత్తం కరిగే లవణాలకు మరియు క్లోరైడ్ అయాన్‌లకు మధ్య గణనీయమైన సానుకూల సహసంబంధం ఉంది, దీనికి కారణం మొత్తం కరిగే లవణాలు క్లోరైడ్ అయాన్‌ల సముదాయం కావడం మరియు నేల ద్రావణాలలో క్లోరైడ్ అయాన్‌ల పరిమాణాన్ని మొత్తం కరిగే లవణాల పరిమాణమే నిర్ణయించడం కావచ్చు. అందువల్ల, వాలులోని వ్యత్యాసం మెటల్ మెష్ భాగం తీవ్రంగా తుప్పు పట్టడానికి కారణం కావచ్చని మనం తెలుసుకోవచ్చు.
సేంద్రియ పదార్థం, మొత్తం నత్రజని, లభ్యమయ్యే నత్రజని, లభ్యమయ్యే భాస్వరం మరియు లభ్యమయ్యే పొటాషియం అనేవి నేలలోని ప్రాథమిక పోషకాలు. ఇవి నేల నాణ్యతను మరియు వేరు వ్యవస్థ ద్వారా పోషకాల శోషణను ప్రభావితం చేస్తాయి. నేలలోని సూక్ష్మజీవులను ప్రభావితం చేసే ముఖ్యమైన కారకాల్లో నేల పోషకాలు కూడా ఒకటి. అందువల్ల, నేల పోషకాలకు మరియు లోహ క్షయానికి మధ్య సంబంధం ఉందో లేదో అధ్యయనం చేయడం ముఖ్యం. సుయు రైల్వే 2003లో పూర్తయింది, అంటే ఈ కృత్రిమ నేలలో కేవలం 9 సంవత్సరాల సేంద్రియ పదార్థం మాత్రమే పేరుకుపోయింది. కృత్రిమ నేల యొక్క ప్రత్యేకత కారణంగా, దానిలోని పోషకాల గురించి క్షుణ్ణంగా అర్థం చేసుకోవడం అవసరం.
మొత్తం నేల ఏర్పడే ప్రక్రియ తర్వాత సహజ వాలు నేలలో సేంద్రియ పదార్థం అత్యధికంగా ఉంటుందని పరిశోధనలో తేలింది. తక్కువ వాలు నేలలో సేంద్రియ పదార్థం అత్యల్పంగా ఉంది. వాతావరణ ప్రభావం మరియు ఉపరితల ప్రవాహం కారణంగా, నేల పోషకాలు మధ్య-వాలు మరియు దిగువ-వాలు ప్రాంతాలలో పేరుకుపోయి, హ్యూమస్ యొక్క మందపాటి పొరను ఏర్పరుస్తాయి. అయితే, తక్కువ వాలు నేలలోని చిన్న కణాలు మరియు బలహీనమైన స్థిరత్వం కారణంగా, సేంద్రియ పదార్థం సూక్ష్మజీవుల ద్వారా సులభంగా కుళ్ళిపోతుంది. మధ్య-వాలు మరియు దిగువ-వాలు ప్రాంతాలలో వృక్షసంపద విస్తరణ మరియు వైవిధ్యం ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, ఏకరూపత తక్కువగా ఉందని సర్వేలో తేలింది, ఇది ఉపరితల పోషకాల అసమాన పంపిణీకి దారితీయవచ్చు. హ్యూమస్ యొక్క మందపాటి పొర నీటిని నిలుపుకుంటుంది మరియు నేల జీవులు చురుకుగా ఉంటాయి. ఇవన్నీ నేలలోని సేంద్రియ పదార్థం కుళ్ళిపోవడాన్ని వేగవంతం చేస్తాయి.
రైల్వే వాలు యొక్క ఎగువ, మధ్య మరియు దిగువ భాగాలలో క్షార-జలవిశ్లేషణ చెందిన నత్రజని పరిమాణం సహజ వాలు కంటే ఎక్కువగా ఉంది. ఇది రైల్వే వాలులో సేంద్రీయ నత్రజని ఖనిజీకరణ రేటు సహజ వాలు కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉందని సూచిస్తుంది. కణాలు ఎంత చిన్నవిగా ఉంటే, నేల నిర్మాణం అంత అస్థిరంగా ఉంటుంది, కణ సముదాయాలలోని సేంద్రీయ పదార్థాన్ని సూక్ష్మజీవులు విచ్ఛిన్నం చేయడం అంత సులభం, మరియు ఖనిజీకరించబడిన సేంద్రీయ నత్రజని నిల్వ అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది60,61. 62 అధ్యయనం యొక్క ఫలితాలకు అనుగుణంగా, రైల్వే వాలుల నేలలోని చిన్న కణ సముదాయాల పరిమాణం సహజ వాలుల కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంది. అందువల్ల, రైల్వే వాలు నేలలో ఎరువులు, సేంద్రీయ పదార్థం మరియు నత్రజని పరిమాణాన్ని పెంచడానికి, మరియు నేల యొక్క సుస్థిర వినియోగాన్ని మెరుగుపరచడానికి తగిన చర్యలు తీసుకోవాలి. ఉపరితల ప్రవాహం వలన లభ్యమయ్యే భాస్వరం మరియు లభ్యమయ్యే పొటాషియం వృధా కావడం రైల్వే వాలు మొత్తం నష్టంలో 77.27% నుండి 99.79% వరకు ఉంది. లభ్యమయ్యే పోషకాల నష్టానికి ఉపరితల ప్రవాహమే ప్రధాన కారణం కావచ్చు. వాలు నేలలు63,64,65.
పట్టిక 4లో చూపిన విధంగా, వాలు స్థానానికి మరియు లభ్యమయ్యే భాస్వరానికి మధ్య గణనీయమైన అనుకూల సహసంబంధం (R2=0.948) ఉంది, మరియు వాలు స్థానానికి మరియు లభ్యమయ్యే పొటాషియంకు మధ్య కూడా సహసంబంధం అదే విధంగా ఉంది (R2=0.898). ఇది నేలలో లభ్యమయ్యే భాస్వరం మరియు లభ్యమయ్యే పొటాషియం పరిమాణాన్ని వాలు స్థానం ప్రభావితం చేస్తుందని చూపిస్తుంది.
నేలలోని సేంద్రియ పదార్థం మరియు నత్రజని సమృద్ధిని ప్రభావితం చేసే ముఖ్యమైన కారకం వాలు. వాలు ఎంత తక్కువగా ఉంటే, సమృద్ధి రేటు అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. నేలలో పోషకాల సమృద్ధి విషయంలో, పోషకాల నష్టం బలహీనపడింది మరియు నేలలోని సేంద్రియ పదార్థం మరియు మొత్తం నత్రజని సమృద్ధిపై వాలు స్థానం యొక్క ప్రభావం స్పష్టంగా లేదు. వేర్వేరు వాలులపై ఉన్న వివిధ రకాల మరియు సంఖ్యలలోని మొక్కల వేర్ల ద్వారా వేర్వేరు సేంద్రియ ఆమ్లాలు స్రవిస్తాయి. సేంద్రియ ఆమ్లాలు నేలలో లభ్యమయ్యే భాస్వరం మరియు లభ్యమయ్యే పొటాషియం స్థిరీకరణకు ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, వాలు స్థానానికి మరియు లభ్యమయ్యే భాస్వరానికి మధ్య, అలాగే వాలు స్థానానికి మరియు లభ్యమయ్యే పొటాషియంకు మధ్య గణనీయమైన సంబంధం ఉంది.
నేల పోషకాలకు మరియు నేల కోతకు మధ్య ఉన్న సంబంధాన్ని స్పష్టం చేయడానికి, సహసంబంధాన్ని విశ్లేషించడం అవసరం. పట్టిక 5లో చూపిన విధంగా, రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ అందుబాటులో ఉన్న నత్రజనితో గణనీయంగా ప్రతికూల సహసంబంధాన్ని (R2 = -0.845) మరియు అందుబాటులో ఉన్న భాస్వరం (R2 = 0.842) మరియు అందుబాటులో ఉన్న పొటాషియం (R2 = 0.980)తో గణనీయంగా అనుకూల సహసంబంధాన్ని కలిగి ఉంది. రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ రెడాక్స్ నాణ్యతను ప్రతిబింబిస్తుంది, ఇది సాధారణంగా నేల యొక్క కొన్ని భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలచే ప్రభావితమవుతుంది, ఆపై నేల యొక్క అనేక లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. అందువల్ల, నేల పోషకాల పరివర్తన దిశను నిర్ణయించడంలో ఇది ఒక ముఖ్యమైన అంశం⁶⁷. విభిన్న రెడాక్స్ నాణ్యతలు పోషక కారకాల యొక్క విభిన్న స్థితులకు మరియు లభ్యతకు దారితీయవచ్చు. అందువల్ల, రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ అందుబాటులో ఉన్న నత్రజని, అందుబాటులో ఉన్న భాస్వరం మరియు అందుబాటులో ఉన్న పొటాషియంతో గణనీయమైన సహసంబంధాన్ని కలిగి ఉంది.
లోహ లక్షణాలతో పాటు, తుప్పు పట్టే సామర్థ్యం నేల లక్షణాలకు కూడా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. తుప్పు పట్టే సామర్థ్యం సేంద్రియ పదార్థంతో గణనీయంగా ప్రతికూల సహసంబంధాన్ని కలిగి ఉంది, ఇది తుప్పు పట్టే సామర్థ్యంపై సేంద్రియ పదార్థం గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుందని సూచిస్తుంది. అదనంగా, సేంద్రియ పదార్థం పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ (SN) (R2=-0.713) మరియు సల్ఫేట్ అయాన్ (R2=-0.671) లతో కూడా గణనీయంగా ప్రతికూల సహసంబంధాన్ని కలిగి ఉంది, ఇది సేంద్రియ పదార్థం యొక్క పరిమాణం పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్ (SN) మరియు సల్ఫేట్ అయాన్‌ను కూడా ప్రభావితం చేస్తుందని సూచిస్తుంది. నేల pH మరియు అందుబాటులో ఉన్న పొటాషియం (R2 = -0.728) మధ్య గణనీయమైన ప్రతికూల సహసంబంధం ఉంది.
లభ్యమయ్యే నత్రజని, మొత్తం కరిగే లవణాలు మరియు క్లోరైడ్ అయాన్‌లతో గణనీయంగా ప్రతికూల సహసంబంధాన్ని కలిగి ఉంది. అలాగే, లభ్యమయ్యే భాస్వరం మరియు లభ్యమయ్యే పొటాషియం, మొత్తం కరిగే లవణాలు మరియు క్లోరైడ్ అయాన్‌లతో గణనీయంగా అనుకూల సహసంబంధాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. ఇది, నేలలోని మొత్తం కరిగే లవణాలు మరియు క్లోరైడ్ అయాన్‌ల పరిమాణంపై లభ్యమయ్యే పోషకాల పరిమాణం గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుందని, మరియు నేలలోని ఆనయాన్లు లభ్యమయ్యే పోషకాల సంచయానికి మరియు సరఫరాకు అనుకూలంగా లేవని సూచించింది. మొత్తం నత్రజని, సల్ఫేట్ అయాన్‌తో గణనీయంగా ప్రతికూల సహసంబంధాన్ని మరియు బైకార్బోనేట్‌తో గణనీయంగా అనుకూల సహసంబంధాన్ని కలిగి ఉంది. ఇది, మొత్తం నత్రజని సల్ఫేట్ మరియు బైకార్బోనేట్ పరిమాణంపై ప్రభావం చూపుతుందని సూచిస్తుంది. మొక్కలకు సల్ఫేట్ అయాన్లు మరియు బైకార్బోనేట్ అయాన్ల అవసరం తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి వాటిలో చాలా వరకు నేలలో స్వేచ్ఛగా ఉంటాయి లేదా నేల కొల్లాయిడ్లచే శోషించబడతాయి. బైకార్బోనేట్ అయాన్లు నేలలో నత్రజని సంచయానికి అనుకూలంగా ఉంటాయి, మరియు సల్ఫేట్ అయాన్లు నేలలో నత్రజని లభ్యతను తగ్గిస్తాయి. అందువల్ల, నేలలో లభ్యమయ్యే నత్రజని మరియు హ్యూమస్ పరిమాణాన్ని తగిన విధంగా పెంచడం నేల కోతను తగ్గించడానికి ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.
నేల అనేది సంక్లిష్టమైన కూర్పు మరియు లక్షణాలతో కూడిన ఒక వ్యవస్థ. నేల క్షయం అనేది అనేక కారకాల సినర్జిస్టిక్ చర్య ఫలితంగా ఏర్పడుతుంది. అందువల్ల, నేల క్షయాన్ని అంచనా వేయడానికి సాధారణంగా ఒక సమగ్ర మూల్యాంకన పద్ధతిని ఉపయోగిస్తారు. "జియోటెక్నికల్ ఇంజనీరింగ్ ఇన్వెస్టిగేషన్ కోడ్" (GB50021-94) మరియు చైనా సాయిల్ కరోషన్ టెస్ట్ నెట్‌వర్క్ యొక్క పరీక్షా పద్ధతులను అనుసరించి, ఈ క్రింది ప్రమాణాల ప్రకారం నేల క్షయం గ్రేడ్‌ను సమగ్రంగా మూల్యాంకనం చేయవచ్చు: (1) ఒకవేళ బలహీనమైన క్షయం మాత్రమే ఉండి, మధ్యస్థ లేదా తీవ్రమైన క్షయం లేకపోతే, దానిని బలహీనమైన క్షయంగా మూల్యాంకనం చేస్తారు; (2) ఒకవేళ తీవ్రమైన క్షయం లేకపోతే, దానిని మధ్యస్థ క్షయంగా మూల్యాంకనం చేస్తారు; (3) ఒకటి లేదా రెండు చోట్ల తీవ్రమైన క్షయం ఉంటే, దానిని తీవ్రమైన క్షయంగా మూల్యాంకనం చేస్తారు; (4) 3 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ చోట్ల తీవ్రమైన క్షయం ఉంటే, దానిని తీవ్రమైన క్షయం లేదా అతి తీవ్రమైన క్షయంగా మూల్యాంకనం చేస్తారు.
నేల నిరోధకత, రెడాక్స్ పొటెన్షియల్, నీటి శాతం, లవణాల శాతం, pH విలువ, మరియు Cl- మరియు SO42- శాతం ఆధారంగా, వివిధ వాలులలోని నేల నమూనాల తుప్పు పట్టే స్థాయిలను సమగ్రంగా మూల్యాంకనం చేశారు. పరిశోధన ఫలితాల ప్రకారం అన్ని వాలులలోని నేలలు అధికంగా తుప్పు పట్టే స్వభావాన్ని కలిగి ఉన్నాయని తేలింది.
వాలు రక్షణ వల యొక్క తుప్పు పట్టడాన్ని ప్రభావితం చేసే ఒక ముఖ్యమైన అంశం తుప్పు సంభావ్యత. మూడు వాలుల తుప్పు సంభావ్యతలు అన్నీ -200 mv కంటే తక్కువగా ఉన్నాయి, ఇది ఎగువన ఉన్న లోహపు జాలీ తుప్పుపై అత్యధిక ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. నేలలోని విక్షేప విద్యుత్ పరిమాణాన్ని అంచనా వేయడానికి పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. మధ్య వాలులు మరియు ఎగువ వాలులలో, ముఖ్యంగా మధ్య వాలులలో, లోహపు జాలీ తుప్పు పట్టడాన్ని ప్రభావితం చేసే ఒక ముఖ్యమైన అంశం విక్షేప విద్యుత్. ఎగువ, మధ్య మరియు దిగువ వాలుల నేలల్లో మొత్తం కరిగే లవణాల పరిమాణం 500 mg/kg కంటే ఎక్కువగా ఉంది, మరియు వాలు రక్షణ వలపై తుప్పు ప్రభావం మధ్యస్థంగా ఉంది. నేలలోని నీటి శాతం మధ్య-వాలు మరియు దిగువ-వాలులలో లోహపు జాలీల తుప్పును ప్రభావితం చేసే ఒక ముఖ్యమైన అంశం, మరియు ఇది వాలు రక్షణ జాలీల తుప్పుపై అధిక ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. మధ్య-వాలు నేలలో పోషకాలు అత్యధికంగా ఉంటాయి, ఇది అక్కడ తరచుగా సూక్ష్మజీవుల కార్యకలాపాలు మరియు వేగవంతమైన మొక్కల పెరుగుదల ఉన్నాయని సూచిస్తుంది.
పరిశోధన ప్రకారం, మూడు వాలులపై నేల కోతను ప్రభావితం చేసే ప్రధాన కారకాలు కోత సంభావ్యత, పొటెన్షియల్ గ్రేడియంట్, మొత్తం కరిగే లవణాల పరిమాణం మరియు నీటి పరిమాణం అని తేలింది, మరియు నేల కోత స్వభావం బలంగా ఉన్నట్లు అంచనా వేయబడింది. మధ్య వాలు వద్ద వాలు రక్షణ నెట్‌వర్క్ కోత అత్యంత తీవ్రంగా ఉంది, ఇది రైల్వే వాలు రక్షణ నెట్‌వర్క్ యొక్క కోత నిరోధక రూపకల్పనకు ఒక సూచనను అందిస్తుంది. అందుబాటులో ఉన్న నత్రజని మరియు సేంద్రియ ఎరువులను తగిన విధంగా కలపడం వల్ల నేల కోతను తగ్గించడం, మొక్కల పెరుగుదలను సులభతరం చేయడం మరియు చివరికి వాలును స్థిరీకరించడం వంటి ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి.
ఈ వ్యాసాన్ని ఎలా ఉదహరించాలి: చెన్, జె. మరియు ఇతరులు. చైనా రైల్వే లైన్ వెంబడి రాతి వాలు నెట్‌వర్క్ యొక్క తుప్పుపై నేల కూర్పు మరియు విద్యుత్ రసాయన శాస్త్ర ప్రభావాలు. సైన్స్. రెప్. 5, 14939; doi: 10.1038/srep14939 (2015).
లిన్, YL & యాంగ్, GL భూకంప ప్రేరణ కింద రైల్వే సబ్‌గ్రేడ్ వాలుల డైనమిక్ లక్షణాలు. సహజ విపత్తు. 69, 219–235 (2013).
సుయ్ వాంగ్, జె. మరియు ఇతరులు. సిచువాన్ ప్రావిన్స్‌లోని వెన్‌చువాన్ భూకంప ప్రభావిత ప్రాంతంలో రహదారులకు జరిగిన సాధారణ భూకంప నష్టం యొక్క విశ్లేషణ [జె]. చైనీస్ జర్నల్ ఆఫ్ రాక్ మెకానిక్స్ అండ్ ఇంజనీరింగ్. 28, 1250–1260 (2009).
వెయిలిన్, జెడ్., జెన్యు, ఎల్. & జిన్సాంగ్, జె. వెన్‌చువాన్ భూకంపంలో హైవే వంతెనల భూకంప నష్టం విశ్లేషణ మరియు నివారణ చర్యలు. చైనీస్ జర్నల్ ఆఫ్ రాక్ మెకానిక్స్ అండ్ ఇంజనీరింగ్. 28, 1377–1387 (2009).
లిన్, సిడబ్ల్యు, లియు, ఎస్‌హెచ్, లీ, ఎస్‌వై & లియు, సిసి మధ్య తైవాన్‌లో తదనంతర వర్షపాతం వల్ల ప్రేరేపించబడిన కొండచరియలపై చిచి భూకంపం యొక్క ప్రభావం. ఇంజనీరింగ్ జియాలజీ. 86, 87–101 (2006).
కోయి, టి. మరియు ఇతరులు. జపాన్‌లోని టాంజావా ప్రాంతంలోని పర్వత పరీవాహక ప్రాంతంలో అవక్షేప ఉత్పత్తిపై భూకంప ప్రేరిత కొండచరియల దీర్ఘకాలిక ప్రభావాలు. జియోమార్ఫాలజీ. 101, 692–702 (2008).
హాంగ్‌షువాయ్, ఎల్., జింగ్‌షాన్, బి. & డెడాంగ్, ఎల్. జియోటెక్నికల్ వాలుల భూకంప స్థిరత్వ విశ్లేషణపై పరిశోధన సమీక్ష. ఎర్త్‌క్వేక్ ఇంజనీరింగ్ అండ్ ఇంజనీరింగ్ వైబ్రేషన్. 25, 164–171 (2005).
యూ పింగ్, సిచువాన్‌లోని వెన్‌చువాన్ భూకంపం వల్ల కలిగే భూగర్భ ప్రమాదాలపై పరిశోధన. జర్నల్ ఆఫ్ ఇంజనీరింగ్ జియాలజీ 4, 7–12 (2008).
అలీ, ఎఫ్. వృక్షసంపదతో వాలు రక్షణ: కొన్ని ఉష్ణమండల మొక్కల వేరు యాంత్రిక శాస్త్రం. ఇంటర్నేషనల్ జర్నల్ ఆఫ్ ఫిజికల్ సైన్సెస్. 5, 496–506 (2010).
తక్యు, ఎం., ఐబా, ఎస్ఐ & కిటయామా, కె. బోర్నియోలోని కినాబాలు పర్వతంలో వివిధ భౌగోళిక పరిస్థితులలో ఉష్ణమండల తక్కువ పర్వత అడవులపై స్థలాకృతి ప్రభావాలు. ప్లాంట్ ఎకాలజీ. 159, 35–49 (2002).
స్టోక్స్, ఎ. మరియు ఇతరులు. సహజ మరియు ఇంజనీరింగ్ వాలులను కొండచరియల నుండి రక్షించడానికి ఆదర్శవంతమైన మొక్కల వేరు లక్షణాలు. ప్లాంట్స్ అండ్ సాయిల్స్, 324, 1-30 (2009).
డి బేట్స్, ఎస్., పోసెన్, జె., గైసెల్స్, జి. & నాపెన్, ఎ. సాంద్రీకృత ప్రవాహం సమయంలో పైమట్టి కోతపై గడ్డి వేర్ల ప్రభావాలు. జియోమార్ఫాలజీ 76, 54–67 (2006).