Химико-аналитический центр


 

О лаборатории

Анализ воды

Анализ почвы

Экспресс-анализ

Отбор проб

Статьи

Вопросы

Контакты

Статьи

 

АНАЛИЗ ВОДЫ АНАЛИЗ ПОЧВЫ

____________________________________________________
* Неоднородность почвенных свойств
* Проблема выбора методов и параметров химического анализа почвы.
* Группировка почв по обеспеченности питательными веществами
* Гумус

 

 

 


__________________________________________________________________

Неоднородность почвенных свойств



Химическая характеристика почв является неотъемлемой частью исследования почв, выполняемых как для решения естественно научных задач, так и для эффективного использования земель фермерских хозяйств.
Для Нечерноземной зоны характерна значительная пестрота почвенного покрова, смена почв сопровождается резким качественным изменением их химических свойств, причем происходить это может на протяжении десятков метров, а часто и на более коротких расстояниях. Пестроте почвенного покрова способствует изрезанность рельефа, большое количество водотоков местный подъем и выход на поверхность почвенно-грунтовых вод. На небольшом протяжении при смене породы или в случае выклинивания жестких грунтовых вод наблюдается смена типов почвенного гумуса (фульватный гумус сменяется гуматным), качественно меняется состав гумуса, окислительный режим сменяется восстановительным и т.д. Большое количество осадков и промывной водный режим влекут за собой резко выраженную динамичность химического состава почвы и свойств почвенного раствора. Именно в почвах подзолистого ряда выявляется наиболее сложный по составу и наиболее изменчивый характер обменных катионов; в подзолистых и глеевых почвах обычно чередование окислительных и восстановительных процессов. В этих почвах наблюдаются наибольшие уровни накопления подвижных органических соединений, а также соединений кремния, алюминия и железа.
На почвы же сельскохозяйственного использования большое влияние оказывают также эрозионные процессы, выпас скота и использование сельскохозяйственной техники. К этому следует добавить ту неоднородность свойств, которая вызвана неравномерным внесением органических и минеральных удобрений, а также известковых материалов.

В нашей стране действует ряд ГОСТов и правил по отбору почвенных проб для химического анализа почв (ГОСТ 17.4.4.02-84, ГОСТ 28168-89), где также указаны площади участков с которых необходимо брать один смешанный образец на агрохимический анализ почвы. Как правило, один смешанный образец берется с площади не менее 3 га, что, на наш взгляд, не может удовлетворять потребности фермера при ведении точного и рационального землепользования...

Озеленение, ландшафтный дизайн.

Строительство бассейнов

   

Проблема выбора методов и параметров химического анализа почвы

Проблема химической характеристики почв не имеет пока универсального решения с методической точки зрения. Это означает, что набор показателей, определяемых при химическом анализе почв, зависит от поставленной научной или производственной задачи. Точно также целью исследований обусловлен набор методов анализа и допустимая погрешность определения.
Не требует больших пояснений факт различий в наборе показателей, которые применяются при решении генетико-классификационных задач, при агрохимическом обследовании или подготовке мелиоративных проектов. При генетико-классификационных работах обычно используется широкий круг показателей, объем и содержание которых регламентировать практически невозможно и которые во многом зависят от исследователя. Другое дело - агрохимические и мелиоративные исследования. Так, сравнительно стабилен перечень анализов для агрохимических целей, который может быть весьма узким, если он ограничивается ближайшими задачами оценки обеспеченности полей азотом, фосфором, калием и гумусом. В экспериментальной агрохимической практике перечень анализов часто расширяют, включая в него групповой состав соединений элементов питания растений, групповой состав гумуса и т.д. Обычно агрохимические обследования ограничиваются только верхним (пахотным) горизонтом почв.
При разработке мелиоративных проектов используется иной набор показателей химического состояния почв. Кроме широкого использования обычных агрохимических показателей качества почвы для мелиоративных целей необходимо знание состава обменных катионов, емкости катионного обмена, буферности почв, особенностей окислительно-восстановительного режима, различных форм почвенной кислотности (pH), фракционного и группового состава гумуса, минералогического состава почв и т.д.
В очень широких пределах может изменяться допустимая погрешность результатов химического анализа почв. Наивысшая точность требуется при разработке теоретических основ химии почв. Менее строгие методы могут быть использованы при решении генетических и классификационных задач почвоведения. Наконец, при агрохимических и различного рода проектно-изыскательных работах могут быть при достаточном обосновании приняты еще более значительные допуски. Последнее связано с тем, что принятые градации обеспечения почв калием, фосфором, азотом и другими элементами питания растений охватывают широкие диапазоны концентраций тех или иных элементов и для определения нуждаемости почв в удобрениях достаточно бывает установить, к какой группе по обеспеченности элементами питания относится исследуемая почва.
Таким образом, мы приходим к выводу, что в практике химического анализа почв нерационально использование только традиционного, зачастую случайного, набора показателей химического состава почв. Перечень параметров химического анализа, составляемый до начала работ, должен точно и строго отражать поставленную задачу, учитывать особенности изучаемых почв, а также методические требования и возможности; только в этом случае будет достигнута наибольшая эффективность и практическая отдача от полученных результатом химического анализа почв. Наши специалистами совместно с научными сотрудниками факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова были разработаны оптимальные наборы показателей для проведения агрохимического анализа почвы, на основе классических и современных методов химического анализа.


Группировка почв по обеспеченности питательными веществами


Обеспеченность растений различными формами почвенного азота


Обеспеченность растений азотом

N-NO3 (0-20 см), мг/кг

N-NO3 + N-NH4 (0-20 см), мг/кг

Очень низкая

< 10

< 10

Низкая

10-15

10-20

Средняя

15-20

20-40

Высокая

> 20

> 40

Тип почвы

дерново-подзолистая

чернозем

Группировка почв по обеспеченности элементами питания растений: фосфором, калием азотом (мг/100 г)


Класс почвы

P2O5 / K2O

N

pH

методы определения

по Кирсанову

по Чирикову

по Мачигину

по Тюрину и Кононовой

pH < 5

pH 5-6

pH >6

I (бедная)

<2,5 / <4

<2 / <2

<1 / <10

<4

<3

<3

< 4

II

2,5-5 / 4-8

2-5 / 2-4

1-1,5 / 10-20

5

4

4

4-4,5

III

5-10 / 8-12

5-10 / 5-8

1,5-3 / 20-30

5-7

4-6

4-5

4,6-5

IV

10-15 / 12-17

10-15 / 9-12

3-4,5 / 30-40

7-10

6-8

5-7

5-5,5

V

15-25 / 17-25

15-20 / 13-18

4,5-6 / 40-60

10-14

8-12

7-10

5,6-6

VI(богатая)

>25 / >25

>20 / >19

>6 / >60

>14

>12

>10

>6

Гумус


Роль гумуса как фактора плодородия почв многообразна. Прежде всего, он служит одним из источников питания растений. В составе органического вещества почв сосредоточено до 95-99% всех запасов азота, значительная часть фосфора и серы. Кроме того, в его состав входят такие важные элементы, как калий, кальций, магний, железо и многие микроэлементы. В результате минерализации органического вещества важнейшие элементы питания растений переходят в доступные растениям формы. От уровня содержания и состава гумуса зависят важнейшие физико-химические свойства почв. Благодаря наличию кислых функциональных групп гумусовые вещества резко повышают емкость катионного обмена почв, что в свою очередь обуславливает высокую кислотно-основную буферность богатых гумусом почв. Установлено, что гумусовые вещества могут снимать отрицательное влияние высоких доз минеральных удобрений на культурные растения. Одна из важнейших функций гумуса состоит в том, что он способствует формирование оптимальных свойств почвы даже при неблагоприятном химическом, минералогическом, механическом составах. Отсюда вытекает задача рационального использования гумуса и разработки приемов и способов направленного регулирования гумусного состояния почв. Вот почему необходимо обязательно определять содержание гумуса при агрохимическом анализе почвы.
Главными приемами регулирования гумусного состояния почв подзолистого типа являются своевременное и систематическое внесение органических и минеральных удобрений при обязательном известковании и введение правильных севооборотов. Интенсивное окультуривание дерново-подзолистых почв влечет за собой изменение типа гумусового профиля, увеличение содержания и запасов гумуса. Внесение в дерново-подзолистую почву одних лишь органических удобрений не будет полностью эффективным без следующего комплекса мероприятий: известкование, запахивание навоза и пожнивных остатков, регулирование водного режима, усиление прогревания почвы и т.д.
Обменные катионы
Поглотительная способность и состав обменных катионов почвы зависит от многих факторов: от строения и состава почвенного поглощающего комплекса (ППК), минерализованности и состава почвенного раствора, от химической природы катионов, участвующих в реакциях обмена на поверхности частиц ППК. Одной из определяющих величин при оценке ППК считают плотность заряда, которая представляет собой частное от деления величины валентности катиона на радиус иона, катионы здесь располагаются в следующем ряду: Al3+(алюминий), Fe3+(железо (III)), Mg2+(магний), Fe2+(железо(II)), Ca2+(кальций). , что объясняет их поведения при оценке состава обменных катионов в почвах Нечерноземной зоны. Снижение минерализованности почвенного раствора во влажные периоды ведет к активизации процессов гидролиза труднорастворимых соединений, слагающих ППК, к появлению в растворе ионов алюминия. Поскольку закономерности изменения состава обменных катионов в почвах обусловлены как составом растворенных катионов в почвенном растворе, так и степенью его минерализованности, то для почв Нечерноземья, характеризующихся промывным водным режимом и кислыми слабоминерализованными растворами, свойственно преобладание в ППК катионов алюминия (Al3+) и водорода (H+), т.е. обеднение почвы обменными кальцием (Ca2+) и магнием (Mg2+) и, как следствие этого процесса, малая степень насыщенности почвы основаниями. Подкисление почвенного раствора может вызвать также внесение минеральных удобрений без сопутствующего известкования почвы. При окультуривание же почв внесение органических и минеральных удобрений на фоне изветскования приводит к большей концентрации солей в почвенном растворе, к снижению обменной и гидролитической кислотности, снижению содержания обменного алюминия., что приводит к увеличению в составе обменных катионов доли кальция (Ca2+) за счет вытеснения из ППК ионов алюминия (Al3+) и водорода (H+).Изменение состава обменных катионов положительно влияет на химические свойства и плодородие почв Нечерноземной зоны. В процессе окультуривания почв Нечерноземной зоны происходит изменение химических свойств почв: возрастает степень насыщенности почв основаниями, содержание гумуса, увеличивается запас подвижных соединений фосфора, калия ,азота и, как следствие, возрастает урожай сельскохозяйственных культур. Определение обменных катионов при агрохимическом анализе почв рекомендуется проводить перед планирование мероприятий по улучшению свойств почвы.