Информированность агрария о пригодности, имеющихся в его наличии полей — залог создания оптимальных условий для роста культур. Агрохимический анализ почвы — одно из важнейших средств оценки сельскохозяйственного потенциала почвы.
Какие показатели определяет химический анализ? Фазы химического анализа
В зависимости от поставленных задач проведение химического анализа отличается периодичностью и сроками. Показатели кислотности и засоленности почвы, содержание важнейших химических элементов рекомендуется измерять не реже раза в год, расширенный анализ с определением концентрации широкого перечня микроэлементов и соединений — раз в несколько лет.
Оптимальное время проведения — предпосевной период, в свободном от культур поле. Анализ почвы может проводиться при аренде земли, а также экспресс-анализ в период вегетации растений.
Определяется использование потенциала почвы, комплекс мелиоративных мероприятий для её оздоровления, состав и нормы внесения удобрений, разработки карт дифференцированного внесения удобрений.
Подробнее об анализе почвы — в гиде по точному земледелию.
Химический анализ позволяет установить биологические свойства почв, их химический состав, получить информацию о протекающих в почве процессах. Эти сведения используются для определения состояния истощённости почвы, уровня загрязнения. Эта информация позволяет определить комплекс мероприятий по улучшению полезных свойств почвы.
Химический анализ почвы включает в себя:
- элементарный анализ (содержание в почве химических элементов);
- анализ водной вытяжки (наличие в почве водорастворимых веществ);
- определение поглотительной способности почвы (потенциал усвоения почвой полезных веществ).
Также устанавливается наличие в почве полезных питательных веществ, токсичность грунта и другие характеристики. Полный перечень тестов уточняется в зависимости от потребностей агрария.
Важность контроля содержания минеральных элементов почвы
Недостаток в почве определённых химических элементов снижает болезнестойкость растений, ведёт к нарушениям вегетационного развития.
Важнейшие для развития растений минеральные элементы почвы — калий, фосфор и азот.
Важно точно определить содержание азота. Негативным фактором развития растения является как его недостаток в почве, так и избыточное содержание (опасно образованием вредных веществ, нитратов, нитритов).
Фосфор входит в состав соединений, необходимых для здорового развития культур. Даже избыточное содержание фосфора в почве не вредит растениям. Входя в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, белков, сахаров, витаминов, фосфор способствует развитию корневой системы, появлению всходов, дозреванию растений. У озимых культур повышает холодостойкость.
Калий улучшает ход обмена веществ, повышает устойчивость растений к заболеваниям, засухе (способствует лучшему удержанию воды растением).
Недостаток этих веществ внешне характеризуется сменой окраски листа, уменьшением его размера, ухудшением развития стебля и корневой системы, и как следствие торможением роста и дозревания урожая.
Внешнее проявление дефицита калия — бурые пятна на листьях, нарушение вегетационных циклов развития (цветения, плодоношения). У растений с высокой чувствительностью к калию его дефицит проявляется в высоком содержании аммиачного азота (овощи, корнеплоды и др.).
При дефиците азота уменьшается число плодов, и снижается урожайность.
В случае недостатка минеральных элементов, необходимо вносить удобрения, восполняющие дефицит. Если же почвы обеспечены этими элементами, аграрий может избежать лишних затрат.
Засоленность и кислотность почв, как фактор плодородия
Одна из основных задач химического анализа в оценке плодородия — определение кислотности и засоленности почвы.
Подвижность тяжёлых металлов и других загрязнителей, угнетающих развитие растений и оказывающих на них токсическое воздействие, напрямую зависит от кислотности почв.
Почвы рН которых ниже 6,5 считаются кислыми, выше 7 — щелочными. В кислой среде растения подвержены грибковым заболеваниям, ухудшаются их поглотительные свойства. Особенно неблагоприятно воздействие кислых почв на ранних стадиях роста растений. За счёт ухудшения развития корневой системы и её способности к поглощению воды и питательных веществ — угнетается рост растения, снижается эффективность удобрений.
.png)
Использование кислых и щелочных почв не эффективно и без мероприятий по установлению нейтральной кислотности (рН 6,5-7,0) экономически не выгодно. При избыточной кислотности применяется известкование, при защелачивании – гипсование почв.
Химический принцип известкования — нейтрализация свободной органической и минеральной кислоты, почва насыщается основаниями. В результате улучшаются полезные свойства почвы — аэрация, водопроницаемость и др., что ведёт к улучшению плодородности.
Гипсование основано на удалении из почвы избыточного натрия, который замещается кальцием. При гипсовании улучшается структурный состав почвы, её физико-химические и биологические свойства.
Эффективность химической мелиорации повышается при сочетании с агротехническими мероприятиями (вспашка, полив). При сочетании гипсования с внесением удобрений эффект суммируется.
Без проведения мелиоративных мероприятий не рекомендуется также использование засоленных почв. Сильнозасоленные почвы непригодны для сельскохозяйственной деятельности, их использование приводит к гибели растений. При своевременном выявлении проблемы содержание соли в почве снижается путём промывки и дренирования влаги. Для определения степени и типа засоленности применяется метод водной вытяжки.
Опасность использования токсичных почв
Тяжёлые металлы, попадающие в почву с грунтовыми водами, осадками, внесёнными удобрениями со временем накапливаются в почве, что приводит к повышению их концентрации и в произрастающих на таких почвах растениях. Металлы с большим атомным весом (тяжёлые металлы – медь, железо, ртуть, цинк, свинец и др.) ухудшают сельскохозяйственную ценность почвы, растения на таких почвах сохнут, чаще болеют, неустойчивы к вредителям.
На подвижность тяжёлых металлов влияет кислотность среды. Наблюдается повышенное содержание тяжёлых металлов в растениях, выращенных на кислых почвах.
Тяжёлые металлы оказывают токсичное, а порой и канцерогенное (кадмий, ртуть и др.) воздействие, могут влиять на психическое здоровье (свинец), работу внутренних органов (кадмий) и т.д.
Без специально разработанного комплекса оздоровительных мероприятий использование таких почв противопоказано. Для очищения почвы можно использовать биологические особенности некоторых культур, так вытяжку свинца можно произвести посадкой гороха, концентрацию многих металлов снизит посадка клевера. Можно провести промывку почвы весной в предпосевной период, но этот метод эффективен лишь при наличии на поле качественного дренажа. Среди эффективных способов увеличение гумуса в почве – поверхностное рыхление почвы с внесением торфа, компоста, органических удобрений и др.
Методы и фазы агрохимического анализа почвы
Классические методы химического анализа почвы — хроматографический, титриметрический, гравиметрический, фотометрический и т.д. Для определения компонентов почвы также применяются инструментальные методы анализа – электрохимические, спектроскопические и др.
Стандартный анализ включает в себя измерение концентрации в почвах тяжёлых металлов, определение наличия и концентрации химических элементов, определение степени кислотности, засоленности, загрязнённости почвы, тесты на содержание бензапирена и нефтепродуктов. В зависимости от потребности хозяйства могут проводиться тесты на содержание в почве конкретных микроэлементов и загрязнителей. Зачастую заказчику предлагается на выбор несколько пакетов тестов, от базового до максимального (для проблемных участков требующих детального анализа).
Фазы химического анализа почвы:
- Отбор пробы.
- Формирование единой пробы.
- Анализ пробы (проводится сертифицированной лабораторией).
- Обработка и интерпретация результатов.
Оптимальный период для забора пробы предпосевной (чтобы проведению оздоровительных мелиоративных мероприятий не мешала занятость поля), либо период перед внесением удобрений (чтобы подбор комплекса удобрений учитывал результаты анализа). В таком случае растение будет расти и развиваться в благоприятной биохимической среде не испытывая негативных воздействий в важный период ранней вегетации.
Отбор пробы для анализа чаще всего производится методом конверта, после чего проба помещается в ёмкость из химически нейтрального материала и доставляется в лабораторию. Точка забора должна быть типичной для поля, на характерном участке рельефа, и располагаться более чем в 3-5 метрах от края поля.
Для отбора может использоваться специальная техника (автоматические пробоотборники фирм Nietfeld, Wintex и др. осуществляют отбор с координатной привязкой к электронным картам), или производиться вручную. Для разных видов почв используются спиралевидные, поршневые буры, буры Эльдмана, цилиндрические для сохранения структуры образца и др.
Проба земли отбирается из корнеобитаемого слоя. Глубина забора зависит от вида культуры, глубины пропашки и других факторов. Для большинства полевых культур отбирается образец почвы на глубину от 20 до 60 см без учёта верхнего слоя дерна толщиной 2-3 см.
Для отбора нельзя использовать ржавые инструменты. Для хранения и доставки в лабораторию образцов необходимо использовать химически нейтральные материалы – пластик, полиэтилен.
В лаборатории для тестирования составляется единая проба. Она формируется путём измельчения и перемешивания точечных проб со всей площади поля, но если рельеф поля неоднороден, для каждого вида рельефа формируется своя проба.
Каждый химический элемент для разных видов почв имеет нормативные рекомендации по предельно допустимой концентрации, если данный показатель не превышен, мероприятия по очистке почвы не требуются. Выращивание некоторых культур может требовать более точных сведений о наличии тех или иных загрязнителей. В этих случаях подбираются тесты с более низким пределом обнаружения.
С результатами измерений заказчик получает интерпретацию полученных данных, могут составляться карты распределения питательных элементов в виде изолиний. На основании полученных рекомендаций разрабатываются карты дифференцированного внесения удобрений.
Оборудование для экспресс-анализа
Комплексный подход к производству агропродукции включает в себя новейшие методы наблюдения и анализа, вооружившись которыми аграрий сможет оперативно осуществлять мониторинг показателей агрохимического состояния почвы.
Измерение кислотности производится рН-метром. Анализаторы Horiba позволят определить концентрацию калия, натрия, нитратов, уровня засоленности почвы. Концентрация металлов в почве измеряется с помощью портативного анализатора. Это рентгенофлуоресцентный спектрометр для исследования количественного и качественного микроэлементарного состава почвы. Украинский стартап Soil Lines представил анализатор почвы на базе микролазера.
Оперативный химический анализ проводится с помощью мобильных лабораторий. С их помощью можно определить уровень азота, фосфора, калия и других полезных микроэлементов (всего свыше 200 различных тестов). Основной элемент лаборатории – компактный спектрофотометр.
До 25% расходов на выращивание сельскохозяйственных культур приходится на удобрения. Экономическая выгода от использования результатов агрохимического анализа повысит рентабельность производства, а также положительно скажется на итоговом урожае.
Читайте также: "Сканеры почвы — точные системы повышения эффективности земледелия".
