Агрохимический анализ плодородия почвы

Проведение агрохимического анализа почвы – особенности, методика +Видео

Проведение агрохимического анализа почвы – особенности, методика

Агрохимическим анализом почвы называют мероприятие, направленное на определение степени количества в почве основных элементов – минералов, а также для определения состава почвы (механического), показателя содержания водорода и степени насыщения органическими веществами, т.е. таких элементов, которые помогут определить ее плодородие и поможет внести большой вклад в получение количественного и качественного урожая.

Говоря об анализах почвы, прежде всего, имеется в виду контроль содержания различных компонентов на земле сельскохозяйственного назначения и землях, которые используются для выращивания культур, а именно садовые наделы, фермерские угодья, дачные участки и прочее. Исследования почвы проводят на заранее взятых образцах. Далее по действующим нормативным актам в области анализа почвы и способов взятия проб, образцы иногда отбирают по методу «конверта» или «сетки».

Общие сведения

В зависимости от того, какова площадь используемой территории и разновидность анализа, будут варьировать размеры закладываемых площадок. Для выполнения контроля земель с/х угодий и их состояния на каждые от ½ до 20 га территории закладывают не меньше одной пробной площадки, размер которой не может быть меньше 10*10 м.

Кроме того:

Однотипный покров на местности подразумевает использование отбора проб на площадках в 1-5 га, чтобы определить содержание химических веществ, свойств земли и ее структуры.
Неоднородный покров на местности подразумевает использование отбора проб на площадках в ½-1 га для того, чтобы определить уровень содержания химических веществ, свойств земли и ее структуры, а также отбор проб на пробной площадке в 0,1 га, чтобы иметь возможность определить патогенные организмы в почве.

Схема сбора образцов выглядит так – с учетом всех описанных выше рекомендаций на территории следует закладывать пробную площадку. После этого вдоль диагонали, которая проходит от одного угла площадки ко второму, следует брать точечные пробы пахотного слоя земли, причем вес пробы должен быть не меньше 0,2 кг. Взятые точечные пробы следует перемешать между собой, и тогда вы получите объединенную пробу. Для создания объединенной пробы следует смешать между собой не меньше 5 точечных проб, которые взяты с одной площадки. Получается, что масса одной общей пробы должна быть не менее 1 кг.

Показатели для определения состояния почвы

Для анализа агрохимических показателей почвы взяты за основу 6 главных показателей:

рН-кислотность почвы – это свойство грунта, которое обусловлено наличием в ней водородных ионов и обменных водородных ионов, а также алюминия в поглощающем комплексе.
Органическое вещество – это комплекс всех веществ органического происхождения, которые находятся в виду гумуса и остатков растений и животных, т.е. наиболее важная часть почвы, которая являет собой сложную химическую совокупность веществ органического и биогенного происхождения, а также характеризующая потенциал плодородия грунта.
Гранулометрический состав – структура почвы механического типа, которая определяет лишь относительное содержание всевозможных частиц в независимости от минерального и химического состава.
Кислотность (гидролитическая) – это показатель кислотности грунта, который проявляется при воздействии гидролитической щелочной соли. Определение данного показателя достаточно важно для решения задач практического характера, которые связаны с использованием удобрений, известкованием, фосфоритованием и остальными приемами агрохимического типа.
Сумма поглощенных оснований – это показатель степени насыщенности почв основаниями, который дает понять, какая доля от всего количества задерживающихся в почве веществ приходится на поглощенные основания.
Нитраты – количество содержания солей азотной кислоты. Такие вещества достаточно опасны для человеческого здоровья и отлично накапливаются в сельскохозяйственных продуктах из-за того, что почва перенасыщена азотными удобрениями.

Самостоятельный анализ на плодородие

Плодородная и здоровая почва на земельном участке – это гарантия хорошего роста и богатого урожая растений. О том, что для земли требуется своевременный и регулярный уход, знают все – и начинающие садоводы, и дачники с большим опытом. Чтобы не допустить ошибок и правильно рассчитать необходимое количество удобрений, следует каждый сезон проводить исследования почвы. Как правило, анализ почвы на плодородие самостоятельно проводят ранней весной, но можно и поздней осенью, чтобы земля могла отдохнуть и набраться сил перед тем, как начнется новый сезон высадки.

В анализ почвы входит тест на плодородие, механический и минеральный состав, кислотность. Это очень важно, чтобы вы смогли правильно подобрать растения, которые предпочитают разные почвенные составы, а также чтобы определять количество и качество используемых удобрений, которые используются для улучшения почвенных характеристик. Да, как мы уже упоминали, самым точным и расширенным будет анализ проб с участка в агрохимических лаборатории. Но сейчас вы узнаете, как именно обогащать и улучшать структурный состав почвы самостоятельно.

Так как подобные услуги далеко не бесплатные, большинство дачников выбирают самостоятельное определение плодородности почвы на собственном дачном участке. Проще всего определить механический состав почвы и его тип. Для этого следует взять пробу с верхнего слоя грунта (5 ст. ложек), а после поместить в банку из стела и залить водичкой. Далее тщательно перемешайте смесь и можете приступать к исследованию:

Если в осадок быстро выпал песок, значит, у вас песчаная почва.
Чуть позже выпадает в осадок глинистый грунт, причем он остается в воду в виде извести.
Разведенная с водой гумусная земля придаст воде темновато-коричневый оттенок и будет плавать в толще воды, а также не будет оседать.

Не менее важный критерий – уровень кислотности почвы. Перед тем, как начать вносить в почву различные удобрения для получения хорошего урожая, следует определить рН-фактор, так как необдуманные действия иногда приводят к непредсказуемым результатам.

В специальных магазинах есть особые наборы, которые помогают определять кислотность почвы в домашних условиях, что конечно не заменит агрохимический анализ почвы, но обще представление у вас будет. В колбочке с химическим реагентом есть место для образца грунта, который туда следует поместить. Далее встряхните его, и по цвету раствора, который у вас получится, определите кислотно-щелочной состав (определять следует с предлагаемой таблицей, которая идет в комплекте).

Читайте также: Физика почв что это

Так как химический состав не является постоянным показателем для разных мест участка дач, и может меняться из сезона в сезон (многое будет зависеть от выращиваемых культур и способа удобрения), то целесообразнее будет использовать несколько образцов. О хорошем биологическом составе и плодородности грунта будет говорить наличие в нем достаточного количества червей. Чем больше в почве природных индикаторов, тем выше ее плодородность.

Наблюдательный хозяин может судить о состоянии почвы даже по самим растениям, которые растут на даче:

К примеру, если на вашем участке появилась маргаритка, белый клевер и непахучая ромашка, то у вас скудная почва, которой срочно требуется внесение комплекса удобрений. Для улучшения показателей истощенной почвы будет полезно выращивание на них сидератных культур, а после заделывать их в почву.
Хвощ, ползучий лютик и мать-и-мачеха предпочитают произрастать на мокром грунте, поэтому если вы обнаружите данные растения у вас, следует хорошенько взрыхлить землю, а после смешать ее с песком, торфом и внести компост.
Если на вашей почве переизбыток азота, то обязательно обнаружите на участке заросли крапивы, а также горчицы полевой, минуарции ли корицы. Для устранения избытка азота из земли используйте подсолнечник, который обожает большое количество органики и полезных веществ.

Как недостаток, так и переизбыток удобрений в почве одинаково вредны для растений, который растут на вашем дачном участке. При проведении исследования почвы и ее химического состава хотя бы раз в год вы сможете облегчить себе задачу и дать земле лишь все необходимое.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Агрохимия » Агрохимические показатели плодородия почв

Агрохимические показатели плодородия почв

Агрохимические показатели плодородия почв — комплекс свойств, характеризующих способность почвы обеспечивать растения элементами питания и оптимальный питательный режим.

Питательный режим почв

Поступление питательных веществ происходит из почвенного раствора, который находится в постоянном равновесии с твердой фазой почвы. Скорость протекания этого процесса очень высокая и зависит от концентрации веществ. Вследствие чего, состав почвенного раствора высокодинамичен.

На содержание доступных форм питательных элементов влияет их валовый запас в почве. Почвенная микрофлора, особенно обитающая в прикорневой зоне (ризосфере) оказывает существенное влияние на перевод валовых запасов в доступные формы.

Состав почвы

Состав почвы во многом определяет агрохимические свойства почвы. Состав принято делить на три фазы:

газовую, или газообразную, фазу;
жидкую фазу, или почвенный раствор;
твердую фазу, подразделяющуюся на минеральную часть и органическую часть (органическое вещество почвы).

Содержание в почве и доступность азота

Источники поступления азота и его трансформация в почве

Естественными источниками поступления азота являются: деятельность азотфиксирующих свободноживущих и клубеньковых бактерий и поступление с атмосферными осадками.

Процесс азотфиксации осуществляется свободноживущими в почве анаэробными бактериями Clostridium pasterianum, аэробными Azotobacter croococcum и клубеньковыми, живущими в симбиозе на корневой системе бобовых растений, Rhizobium. На их жизнедеятельность и эффективность азотфиксации влияют обеспеченность углеводами, фосфором, кальцием и другими элементами, реакция почвенной среды, температура, влага. Накапливают 5-15 кг азота на 1 га в течение года. Способностью азотфиксации обладают также некоторые водоросли и грибы, находящиеся в симбиозе с растениями.

Бактерии группы Azotobacter хорошо развиваются на аэрируемых окультуренных, хорошо прогретых, нейтральных почвах, содержащих фосфор и кальций. При благоприятных условиях накапливает до 30 кг азота на 1 га.

Штаммы и расы бактерий группы Rhizobium характерны для каждого вида бобовых растений. Эффективность азотфиксации зависит от вида растения, агротехники, почвы и ряда других условий. При оптимальных условиях эти бактерии могут накапливать в симбиозе с: люцерной — 250-300 (до 500) кг азота на 1 га, люпином — 160-170 (до 400), клевером — 150-160 (до 250), соей — 100, викой, горохом, фасолью — 70-80 кг азота на 1 га. На их активность положительно влияет внесение органических и фосфорных удобрений и известкование почвы.

Введение в севооборот бобовых культур способствует увеличению запасов азота в почве.

С атмосферными осадками ежегодно в виде аммиака и нитратов, образующихся под действием грозовых разрядов, поступает 2-11 кг азота на 1 га.

Естественные источники азота представляют практический интерес, но их количество значительно меньше выносимого с урожаем количества азота. Поэтому для воспроизводства почвенных запасов азота требуется внесение органических и минеральных удобрений.

Важную роль в обеспечении растений азотом играют запасы гумуса, в которых содержится около 5% азота. На долю минеральных форм азота приходится около 1-3%. По данным И.В. Тюрина, запасы гумуса в метровом слое почвы на 1 га, составляют: сероземы — 50 т, светло-каштановые — 100, темно-каштановые и южные черноземы — 200-250, обыкновенные черноземы — 400-500, мощные черноземы — 800, выщелоченные черноземы — 500-600, серые лесостепные — 150-300, дерново-подзолистые — 80-120 т. На пахотный слой приходится наибольшая доля гумуса, который обогащен микрофлорой и из которой поступает основная часть минерализованного азота для питания растений.

Аммонификация — микробиологический процесс трансформации азота органического вещества в аммонийные соединения. Аммонийные соли окисляются в результате жизнедеятельности нитрифицирующих бактерий (Nitrosomonas и Nitrobacter) в нитраты и нитриты. Для нормальной жизнедеятельности этих групп бактерий требуется обеспечение оптимальных условий: температуры 25-32 °С, достаточного количества кислорода и воды, кислотности почвы, близкой к нейтральной. Это достигается путем рыхления почвы, применения органических удобрений и известкования кислых почв. Проведение этих приемов позволяет активизировать процессы трансформации азота из органического вещества и сократить его потери. Нарушение этих требований приводит к противоположному эффекту — переходу азотных соединений в газообразные аммиак и азот, то есть активизирует процессы денитрификации.

Другим приемом регулирования баланса азота в почве является применение бактериальных препаратов (ризоторфин).

Потери азота

Содержание азота в минеральной форме очень динамично и зависит от активности микрофлоры почвы, влажности, фазы развития растений.

Потери азота складываются из:

иммобилизации, то есть поглощение азота микрофлорой почвы;
выщелачивания — вымывание азота, преимущественно нитратных форм в грунтовые воды;
улетучивание в виде аммиака в атмосферу;
фиксация аммонийных форм почвой или необменной поглощение.

Процесс иммобилизации протекает особенно интенсивно при внесении органических удобрений с широким соотношением углерода и азота — 20-25:1. Плазма микробов содержит значительно большее количество азота (10:1), вследствие чего потребление азота микрофлорой происходит за счет органического вещества и минеральных запасов почвы. Что ухудшает азотное питание культурных растений.

В целях компенсации влияния иммобилизации азота микроорганизмами, при запашке соломы или других растительных остатков богатых целлюлозой перед посевом последующих культур добавляют дополнительно около 1 % минерального азота.

Иммобилизация азота может иметь положительное значение на легких почвах с достаточным увлажнением, благодаря закреплению подвижных форм азота в условиях сильной их вымываемости. В дальнейшем, при разложение остатков микроорганизмов, часть закрепленного азота связывается гумусовыми соединениями, другая часть переходит в минеральные формы.

Вымывание подвижных форм азота, преимущественно нитратов, особенно актуально на легких по гранулометрическому составу почвах с низким уровнем органического вещества в условиях достаточного, избыточного увлажнения и орошения. Культуры сплошного посева снижают этот эффект благодаря интенсивному поглощению азота, тогда как в паровых полях эффект вымывания усиливается.

Потери азота в виде газообразных веществ происходят вследствие денитрификации, то есть восстановления нитратного азота до аммиака и газообразного азота в результате деятельности денитрифицирующих микроорганизмов. Деятельность денитрификатор активизируется анаэробными условиями, когда микробы вынуждены использовать для дыхания кислород, находящийся в нитратной форме, восстанавливая азот до свободной формы. Процесс денитрификации стимулируется создание анаэробных условий, щелочной реакцией среды, избыточным содержанием органического вещества с высоким содержанием глюкозы и клетчатки, высокой влажностью почвы.

Другим путем потери азота в виде газообразных форм (диоксида и монооксида азота) является разложение азотистой кислоты при кислотности почвы 6 и ниже.

Суммарные потери азота могут достигать 50%. При разложении 1 т гумуса образуется 50 кг/га азота, однако часть его теряется в атмосферу в виде газообразного аммиака, улетучивающегося в атмосферу. Особенно это актуально при несоблюдении технологии хранения и применения навоза, навозной жижи и других органических удобрений, при этом потери достигают 30-40%.

Существенную часть азота потребляют сорные растения, причем это количество может превосходить потребление культурными.

Фиксация азота почвой

Часть азота может поглощаться некоторыми минералами из группы гидрослюд. В увлажненном состоянии кристаллическая решетка этих минералов обменно поглощает аммонийный азот, но при подсыхании связывает его, делая малодоступным для растений и микрофлоры.

По данным А.В. Петербургского и В.Н. Кудеярова, в пахотном слое содержится от 130 до 350 кг/га фиксированного азота в зависимости от типа и разновидности почвы. Верхний слой содержит 2-7% фиксированного аммония от общего количества, в подпочве его доля повышается до 30-35%. Объясняется это снижением содержания гумуса в глубоких слоях, а следовательно, и азота в органическом веществе.

На способность почв необменно связывать аммоний влияет вид глинистых минералов, температуры среды, содержание гумуса, реакции почвенного раствора, микробиологическая активность, влажность. Фиксация аммония возрастает с увеличением температуры, рН (максимально на солонцах), содержания гумуса (химическое связывание). На связывание азота влияет содержание глинистых минералов с трехслойной кристаллической решеткой, прежде всего вермикулита.

Фиксированный аммоний может вытесняться обратно в почву при определенных условиях, например, введении в кристаллическую решетку катионов кальция, магния, натрия, становясь доступным для растений.

Содержание в почве и доступность фосфора

Cодержание фосфора (Р₂О₅) в почвах составляет от 0,01% для бедных песчаных почв до 0,20% для мощных высокогумусных. В верхних слоя почвы сосредоточено большее количество Р₂О₅, что связано с его накоплением в зоне отмирания основной массы корней. С глубиной почвы количество Р₂О₅ уменьшается. Фосфор присутствует в органической и минеральной формах.

Органические фосфаты входят в состав гумуса, при разложении которого он становится доступным растениям.

Некоторые растения усваивают простые фосфорорганические соединения, благодаря их разложению ферментом фосфатазой, выделяющемуся корневой системой. К таким растениям относятся горох, бобы, кукуруза и другие культуры.

Минеральные формы представлены солями кальция, преобладающие в нейтральных и щелочных почвах, фосфатами оксидов железа и алюминия — в кислых. Кальциевые фосфаты более растворимы, а следовательно, более доступны растениям, чем соли алюминия и железа.

Основным источником фосфор для питания растений являются соли ортофосфорной (Н₃РО₄) и метафосфорной (НРО₃) кислот. Фосфаты одновалентных металлов, в силу их наибольшей растворимости, наиболее доступны. Однозамещенные (дигидроортофосфаты) кальция и магния менее растворимы, но также хорошо доступными для поглощения. Метафосфаты малорастворимы в воде.

Двухзамещенные соли кальция и магния (гидроортофосфаты) малорастворимы в воде, но хорошо растворимы в растворах слабых кислот, что делает их также доступными для растений, за счет создания корневой системой в ризосфере слабокислой реакции.

Ортофосфаты двух- и трехвалентных металлов нерастворимы в воде, поэтому для большинства растений недоступны. Наиболее приспособленными к усваиванию труднодоступных форм фосфора относятся люпин, гречиха, горчица, люцерна и клевер. В меньшей степени это свойство проявляют горох, донник, эспарцет, конопля, рожь и кукуруза (Э. Рюбензам и К.Рауэ, 1960).

В отличие от азота, из-за слабой подвижности, отсутствуют естественные пути потерь фосфора, равно, как и естественные источники пополнения.

Оптимальным уровнем обеспеченности фосфором в подвижных формах для большинства культур принято считать: для серых лесных и дерново-подзолистых почв (по Кирсанову) — 150-250 мг/кг почвы, для черноземов (по Мачигину) — 45-60 мг/га.

Регулирование содержания фосфора в почве осуществляют главным образом внесением органических и фосфорных удобрений. Для увеличения содержания фосфора в почве на 1 мг требуется в зависимости от гранулометрического состава и типа почвы от 40 до 120 кг P₂O₅/га.

Содержание в почве и доступность калия

Валовое содержание калия часто превышает содержание азота и фосфора, и определяется гранулометрическим составом. Особенно богаты калием глинистые и суглинистые почвы, где содержание достигает 2-3%. Песчаные, супесчаные и торфяные почвы бедны калием — до 0,1%.

Однако, валовое содержания калия в виду особенностей обменных реакций, не означает достаточного обеспечения им растений, так как только около 1% его валового содержания доступно для растений. Поэтому характеристикой обеспеченности калием является его количество в подвижных формах.

По доступности для растений все соединения калия в почве разделяют на пять групп:

Калий, входящий в состав почвенных минералов алюмосиликатов. Труднодоступная форма калия. Однако некоторое минералы (мусковит, биотит и нефелин) способны трансформировать в доступные форму некоторую часть калия под действием углекислого газа и некоторых органических кислот, выделяющихся корнями растений. Скорость переход калия из необменных в обменные формы зависит от типа почв. Для дерново-подзолистых почв она составляет 15-30 кг/га в год, для выщелоченных черноземов — около 60 кг/га.
Поглощенный, или адсорбционно-связанный почвенными коллоидами, калий является основным источником питания растений. Содержание в почве может быть от 50 до 300 мг на 1 кг почвы. В процессе вегетации растения используют только часть обменного калия, что определяется свойствами почвы, биологическими особенностями растений, погодными условиями и т.д.
Водорастворимые формы калия — наиболее доступная форма. Составляют 10-20% (около 1% по данным Э. Рюбензама и К. Рауэ) обменного калия. По данным МСХА в неудобренной дерново-подзолистой почве в течение весенне-летнего периода содержание водорастворимых форм калия составляло 1,5-5 мг/кг почвы. Он образуется в результате химического и биологического воздействия на минералы. Частично переходит в водорастворимую форму из обменного состояния в результате вытеснения из почвенного поглощающего комплекса, а также от удобрений.
Биогенно связанный калий, то есть входящий в состав биомассы почвенных бактерий, растительных остатков и биоты. Его доля может достигать, например, в дерново-подзолистых почвах 40 кг К₂О на 1 га. В доступную форму переходит только после отмирания и минерализации остатков.
Калий, фиксированный почвой. Калий может закрепляться в минеральной части почвы в необменном состоянии. Процесс протекает наиболее активно в условиях переменного смачивания и подсыхания почвы и преобладает в почвах тяжелого гранулометрического состава, содержащих глинистые минералы монтмориллонит и гидрослюды, которым характерна внутрикристаллическая адсорбция катионов, в отличие от каолинита.

Закрепление калия в необменную форму интенсифицируется в щелочной среде, преобладает в солонцах. Черноземы фиксируют калий в большей степени, чем дерново-подзолистые почвы.

Почвы обладают определенным пределом фиксации калия из удобрений: для дерново-подзолистых он редко превышает 200 кг/га, для черноземов может достигать 300-700 кг К₂О на 1 га. Использование калийных удобрений позволяет достичь полного насыщения емкости фиксации калия.

Оптимальным содержанием обменного калия в почве, при котором наблюдается максимальная урожайность культур, составляет для дерново-подзолистых и серых лесных почв — 170-225 кг/га.

В основных подтипах черноземов оптимальным содержанием подвижного калия в зависимости от почвы, культуры и метода определения составляет по Чирикову от 130 до 200 мг/кг, по Мачигину — до 400 мг/кг.