Агрохимический анализ почвы расшифровка

Агрохимический анализ почвы — инструмент для правильного расчета норм и форм удобрений

Во время выращивания сельскохозяйственных культур значительная часть затрат (до 25%) приходится на удобрения. Среди агрономов всегда возникают дискуссии, сколько нужно вносить удобрений под запланированную урожайность, какие формы удобрений использовать, как удобрения влияют на развитие культуры и т.д.

Безусловно, для правильного расчета норм и форм удобрений нужно проводить агрохимический анализ почвы. Впрочем, даже проведя анализ почвы и получив результаты, мы не углубляемся в детали полученных результатов и по-прежнему вносим удобрения по ощущениям. Вместе с тем не знаем, как они влияют на растение и почвенный раствор. Предлагаю немного разобраться с удобрением с/х культур и рассчитать нормы их внесения относительно запланированной урожайности, согласно разработанному мной методу расчета.

Прежде всего, необходимо провести полное агрохимическое обследование каждого поля в хозяйстве с последующей расшифровкой полученных данных и созданием технологической карты под запланированную культуру и урожай.

Прежде чем рассказывать о последовательности проведения агрохимического обследования, хочу провести небольшое введение в курс агрохимии и системы удобрения растений, чтобы можно было представить всю суть вопроса корневого питания.

Поступления минеральных питательных веществ в растение зависит как от внешних условий (состав и концентрации солей в почвенном растворе, его реакции (рН) и др.), так и от биологических особенностей того или иного растения, его химического состава, типа и развития корневой системы, его поглощающей способности в отношении питательных веществ.

Из внешних условий большое значение имеют состав и концентрация солей почвенного раствора. Корни растений способны поглощать питательные вещества при их небольшой концентрации, ориентировочно от 0,03-0,05 до 0,1-0,2%. При концентрации выше 0,2% способность поглощения растением воды и питательных веществ резко замедляется, что приводит к потере тургора (вялости) растений. Этот процесс наблюдается на засоленных почвах.

Почвенный раствор должен быть физиологически сбалансированным, то есть иметь в своем составе все необходимые для растения питательные вещества в правильном соотношении. Корневые клетки поглощают питательные соли, главным образом, в виде катионов и анионов (так называемый «обменный фонд», который возникает в результате дыхания клеток, катионом выступает атом водорода (Н + ), анионом — угольная кислота (Н2СО3 — )). Поэтому между отдельными катионами и анионами должны быть благоприятные взаимосвязи. Между одинаково заряженными ионами проявляется антагонизм, когда один ион ограничивает поступление в растение другого.

В качестве примера можно привести антагонизм между катионами кальция (Са + ) и водорода (Н + ). Так, если в питательном растворе есть избыток катиона водорода (в кислых почвах), то наличие в растворе катиона кальция будет мешать поступлению катиона водорода в растение. Это касается катионов алюминия (Al), марганца (Mn) и аммония (NH4). Антагонизм наблюдается и между другими катионами, например, между кальцием и магнием, кальцием и калием и др. Аналогична ситуация и между анионами, например между нитратным анионом (NO 3- ) и анионом хлора (Cl — ) ). При этом избыточное внесение хлора (при удобрении хлористым калием) будет мешать поступлению нитратного аниона (NO3-). В этом случае необходимо либо увеличить дозу нитратного удобрения, либо уменьшить дозу хлористого калия или вносить хлористый калий с осени, чтобы избыток хлора вымылся из почвы.

Реакция среды (рН). Для большинства сельскохозяйственных растений наиболее благоприятна слабокислая или нейтральная реакция среды. Очень кислая реакция вообще вредна для растений: она задерживает в них синтез белковых веществ. В то же время, при изменении реакции среды в пределах, допустимых для растений, катионы и анионы попадают в растения неодинаково: при слабокислой реакции среды в растение лучше попадают анионы, а при нейтральной и слабощелочной — катионы.

Нужно отметить, что при попадании в растение катионов среда закисляется, поэтому для удобрений с данным типом действующего вещества будет наиболее оптимальной нейтральная или слабощелочная среда. При попадании анионов происходит некоторое подщелачивание среды, поэтому они лучше усваиваются при слабокислой реакции. Так, на примере аммиачной селитры (NH₄NO₃) можно сказать, что в слабокислой среде лучше будет попадать в растение анион NO₃ — , а в нейтральном — катион аммония (NH₄ + ). Именно поэтому при использовании тех или иных удобрений необходимо принимать во внимание влияние этих удобрений на изменение реакции среды и их физиологическую реакцию.

Стоит отметить, что поглощение растением питательных веществ из удобрений проходит не в одинаковых пропорциях, а зависит от того, какого конкретного иона, катиона или аниона, больше всего не хватает растению в соответствии с его потребностями. Если растение усваивает из удобрения больше катионов, то удобрение будет физиологически кислым; если растение будет потреблять в большем количестве анионы, то удобрение будет физиологически щелочным. Рассмотрим несколько примеров с конкретными удобрениями.

• Сульфат аммония ((NH₄ + )₂SO₄ — ) — физиологически кислое удобрение. Растение нуждается в большей степени в азоте, чем сере, поэтому оно будет поглощать катион NH₄ + в большем количестве, чем анион SO₄ — . Катион аммония поглощается в обмен на катион водорода (Н + ) растения, который будет накапливаться в окружающей среде. При этом он образует с анионом SO₄ — , который остается в почвенном растворе и меньше поглощается растением, серную кислоту, подкисляя почвенный раствор. Таким образом, можно сделать вывод, что сульфат аммония ((NH₄ + )₂SO₄ — ) подкисляет почву, поэтому сульфат аммония можно использовать только на щелочных почвах.
• Аммиачная селитра (NH₄NO₃) — как и сульфат аммония, это физиологически кислое удобрение, где катион аммония (NH₄ + ) поглощается растением лучше и в большем количестве, чем анион нитрата (NO₃ — ). Поэтому в результате замещения катиона водорода в почвенном растворе образуется ((NH₄ + )₂SO₄ — ) (HNO₃), которая его подкисляет.

Вот почему необходимо выполнить агрохимическое обследование почвенного покрова, прежде чем использовать удобрение.

Теперь перейдем к методике агрохимического обследования.

Мною была разработана методика, в дальнейшем проверенная временем и результатами. Эта методика является самой быстрой и снижает финансовые затраты на агрохимический анализ. Предлагаемую систему можно назвать универсальной, потому что она подходит для всех типов хозяйств. Я не утверждаю, что она может заменить все существующие методики, однако является наиболее простой, удобной в использовании и дает определенные ориентиры по нормам внесения удобрений.

Суть ее заключается в следующем:

Подготовка к отбору проб почвы

• Отбор проб проводят не реже 1 раза в год (оптимально проводить перед посевом культуры или перед внесением удобрений).
• Учитываем однородность рельефа местности (если рельеф местности неоднороден — отбираем пробы по элементам рельефа).
• Для контроля химического состава почвы достаточно 1 пробы на площади до 20 га (при однородном рельефе местности).

Отбор проб почвы

• Точечные пробы отбирают из одного или нескольких слоев методом конверта с таким расчетом, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для горизонтов данного типа почвы.
• После того, как мы отобрали пробы грунта, формируем объединенную (среднюю) пробу. Объединенную пробу получаем путем смешивания точечных проб, отобранных на одном поле.
• Общая масса объединенной пробы должна быть не более 2 кг.

Анализ почвы

• Проводится в специализированном институте или сертифицированной лаборатории. Например, в Харьковской обл. это ННЦ «Институт почвоведения и агрохимии им. А.Н. Соколовского».
• После анализа проб получаем на руки «Протокол результатов измерений».

Обработка полученных результатов анализа

На примере результата агрохимического обследования поля в одном из хозяйств Харьковской области хочу показать, как проводить расчет использования удобрений относительно запланированного урожая кукурузы на зерно (10 т/га).

Итак, мы получили следующие результаты агрохимического анализа почвы:

• Аммонийный и нитратный азот N-NO₃ — 6,61 мг/кг грунта, N-NH₄ – 0,99 мг/кг грунта;
• Обменный фосфор по методу Чирикова P₂O₅ — 87,22 мг/кг грунта;
• Обменный калий по методу Чирикова K₂O – 60,25 мг/кг грунта;
• рН водный раствор — 7,4.

Далее очень просто переводим эти данные в более привычную для всех форму:

Установлено, что в пахотном слое (0-30 см) находится около 3 млн кг/га почвы, поэтому рассчитываем количество NPK, которая будет доступна растениям:

Азот. 6,61 мг/кг + 0,99 мг/кг = 7,6 мг/кг = 7,6мг/кг * 3 000 000 кг / 1 000 000 (коэффициент переасчета с мг в кг) = 22,8 кг/га доступного минерального азота.

Фосфор. В этом случае дело обстоит несколько сложнее. Все зависит от типа грунта. На разных почвах может быть разный коэффициент использования кукурузой доступного элемента (информацию можно получить из агрохимических учебников и интернета).

В нашем хозяйстве тип почвы — чернозем типичный легкоглинистый гумусово-аккумулятивный (подробнее о типах почвы можно узнать из интернета из карт почвенного покрова Украины). Коэффициент использования = 0,1 или 10%.

Доступен P₂O₅ = (87,22 мг/кг * 0,1) * 3 000 000 кг / 1 000 000 = 26 кг/га.

Калий. С этим элементом ситуация аналогичная. Коэффициент использования калия кукурузой = 0,25 или 25%.

Доступен K₂O = (60,25 мг/кг * 0,25) * 3 000 000 кг / 1 000 000 = 45 кг/га.

Получив такие данные, можем рассчитать необходимое плановое количество действующего вещества относительно запланированного урожая балансово-расчетным методом на основе коэффициента использования питательных веществ из удобрений по формуле:

Н д.в. = В кг/га — Д кг/га / 10 * Кд

• Н д.в. — норма удобрений, кг/га действующего вещества;
• вынос питательных веществ запланированным урожаем (для кукурузы N = 3,4 кг д.в./ц основной и побочной продукции, Р = 1,2 кг д.в./ц, К = 3,7 кг д.в./ц);
• количество доступного элемента в почве, кг/га;
• коэффициент использования удобрений растениями (азотные удобрения — 50%, фосфорные — 15%, калийные — 50%).

N = 340 кг/га — 22,8 кг/га / 10 * 0,5 = 63,5 кг/га д.в. необходимо дополнительно внести;

P = 120 кг/га — 26 кг/га / 10 * 0,15 = 62,6 кг/га д.в. необходимо дополнительно внести;

K = 370 кг/га — 45 кг/га / 10 * 0,5 = 65,0 кг/га д.в. необходимо дополнительно внести.

Что касается уровня рН почвенного раствора, в данном случае ситуация нормальная, то есть мы можем использовать почти все типы удобрений. Однако, необходимо помнить, что в сложных комплексных удобрениях фосфор и калий будут доступны для растений только через 6 месяцев, поэтому их желательно вносить с осени.

Таким образом, комплексный подход к выращиванию сельскохозяйственных культур даст возможность не только получить запланированную урожайность, но и снизить риски. Однако в любом случае нужно учитывать закон минимума Либиха (ограниченного фактора).

Александр Добренький, агроном-консультант в Харьковской области

Узнавайте первыми самые свежие новости агробизнеса Украины на нашей странице в Facebook, канале в Telegram, скачивайте приложение в AppStore, подписывайтесь на нас в Instagram или на нашу рассылку.

Источник

Агрохимический анализ почвы расшифровка

Агрохимический анализ почвы – мероприятие, проводимое для определения степени обеспеченности почвы основными элементами минерального питания, определения механического состава почвы, водородного показателя и степени насыщения органическим веществом, т.е. тех элементов, которые определяют ее плодородие и могут внести значительный вклад в получение качественного и количественного урожая.

Говоря об агрохимическом анализе почвы, в первую очередь мы имеем в виду контроль содержания тех или иных компонентов на землях сельскохозяйственного назначения и землях, предназначенных для выращивания каких — либо культур (фермерские угодья, садовые наделы, дачные участки и многое другое).

Исследования почвы проводятся на предварительно отобранных образцах. В соответствии с действующими нормативными актами в области анализа почвы и методов отбора проб, образцы могут отбираться методом «конверта», либо методом «сетки».

В зависимости от площади используемой территории и вида анализа, варьируются и размеры закладываемых площадок. Для контроля состояния земель сельскохозяйственных угодий на каждые 0,5 – 20 га территории закладывается не менее одной пробной площадки размером не менее 10мх10м. При этом:

— однородный покров местности предполагает проведение отбора проб на пробных площадках в 1 – 5 Га для определения содержания химических веществ, структуры и свойств почвы; отбора проб на пробных площадках в 0,1 – 0,5 Га для определения содержания патогенных организмов в почве.

— неоднородный покров местности проведение отбора проб на пробных площадках в 0,5 – 1 Га для определения содержания химических веществ, структуры и свойств почвы; отбора проб на пробных площадках в 0,1 Га для определения содержания патогенных организмов в почве.

Схема отбора образцов для агрохимического анализа почвы выглядит следующим образом: с учетом вышеизложенных рекомендаций, на территории закладывается пробная площадка. Вдоль диагоналей, проходящих от одного угла площадки к другому углу, забирают точечные пробы пахотного слоя почвы, масса которых не должна быть менее 200 гр. Полученные точечные пробы перемешиваем между собой, тем самым получая нужную нам объединенную пробу. Объединенная проба состоит не менее чем из 5 точечных проб, взятых с одной пробной площадки. Масса одной объединенной пробы должна составлять не менее 1 кг.

Агрохимический анализ почвы отражает состояние почвы по следующим основным показателям

— Основные агрохимические показатели (6 показателей):

Рн – кислотность почвы – это свойство почвы, обусловленное наличием водородных ионов в почвенном растворе и обменных ионов водорода и алюминия в почвенном поглощающем комплексе.

Органическое вещество почвы – это совокупность всех органических веществ, находящихся в форме гумуса и остатков животных и растений, т.е. важная составная часть почвы, представляющая сложный химический комплекс органических веществ биогенного происхождения и определяющая потенциал плодородия почвы.

Гранулометрический состав – механическая структура почвы, определяющая относительное содержание различных частиц в независимости от их химического и минерального состава.

Гидролитическая кислотность – кислотность почвы, проявляющаяся в результате воздействия гидролитической щелочной солью (СН₃СООNa). Определение гидролитической кислотности важно при решении практических задач, связанных с применением удобрений, известкованием, фосфоритованием почв и другими агрохимическими приемами.

Сумма поглощенных оснований – степень насыщенности почв основаниями, показывает, какая доля от общего количества задерживающихся в почве веществ приходится на поглощенные основания.

Нитраты – общее содержание солей азотной кислоты. Данные вещества являются опасными для человека и могут накапливаться в продуктах сельского хозяйства по причине избыточного содержании в почве азотных удобрений.

— Макроэлементы :

Подвижный фосфор – усвояемая растениями форма фосфора (Р₂О₅). Источник пищи для растений, носитель энергии. Он входит в состав различных нуклеиновых кислот, а его дефицит резко сказывается на продуктивности растений.

Обменный калий – подвижная в почве форма калия, играющая важную роль в питании растений. Играет существенную роль в жизни растений, воздействуя на физико-химические свойства растений.

Азот нитратов – азот, содержащийся в почве в форме нитратов, использующийся растениями для образования аминокислот и белков.

Азот аммонийный – азот аммиачного соединения, которое используется растениями для синтеза аминокислот и белков.

Железо – элемент, участвующий в образовании хлорофилла, являясь составной частью зеленого пигмента. Регулирует процессы окисления и восстановления сложных органических соединений в растениях, играет важную роль в дыхании растений, так как входит в состав дыхательных ферментов. Участвует в фотосинтезе и преобразовании азотсодержащих веществ в растениях.

— Микроэлементы :

Кобальт – микроэлемент, необходимый не только растениям, но и животным. Входит в состав витамина B₁₂, при недостатке которого нарушается обмен веществ – ослабляется образование гемоглобина, белков, нуклеиновых кислот, и животные заболевают акобальтозом, сухоткой, авитаминозом.

Марганец – микроэлемент, принимающий участие в окислительно-восстановительных процессах: фотосинтезе, дыхании, в усвоении молекулярного и нитратного азота, а также в образовании хлорофилла. Эти процессы протекают под влиянием различных ферментов, а марганец при этом выступает активатором эти процессов.

Медь – микроэлемент, необходимый для жизни растений в небольших количествах. Однако без меди погибают даже всходы. Валовое содержание меди в почвах колеблется от 1 до 100 мг/кг сухого вещества.

Молибден – микроэлемент, которому принадлежит исключительная роль в питании растений: он участвует в процессах фиксации молекулярного азота и восстанавливает нитраты в растениях. При его недостатке резко тормозится рост растений, вследствие нарушения синтеза хлорофилла они приобретают бледно-зеленую окраску (листовые пластинки деформируются, и листья преждевременно отмирают). Особенно требовательны к наличию молибдена в почве в доступной форме бобовые культуры и овощные растения (капуста, листовые овощи, редис).

Цинк – микроэлемент, участвующий во многих физиолого-биохимических процессах растений, являясь главным образом катализатором и активатором многих процессов. Недостаток цинка приводит к нарушению обмена веществ у растений.

Никель – микроэлемент, принимающий участие в ферментативных реакциях у животных и растений, необходимый для нормального развития живых организмов. Повышенное содержание никеля в почвах приводят к эндемическим заболеваниям — у растений появляются уродливые формы, у животных — заболевания глаз, связанные с накоплением никеля в роговице.

— Токсичные элементы :

Кадмий – один из самых токсичных тяжелых металлов отнесен ко 2-му классу опасности – «высокоопасные вещества». Источником, которого в почве, является промышленность.

Свинец – тяжелый металл, обладающий высокой токсичностью. Присутствие повышенных концентрации свинца в воздухе и продуктах питания представляет угрозу для здоровья человека. Автомобильные выхлопы дают около 50% общего неорганического свинца.

Хром – соединение 1-ого класса опасности; микроэлемент, встречающийся в следовых количествах в живых и растительных организмах. Избыток хрома в почвах вызывает различные заболевания у растений.

Присутствие хрома в почвах (до 50-70 мг/кг сухой почвы) обуславливает его передвижение по пищевой цепочке: почва – растение – животное — человек. Основными источниками хрома и его соединений в атмосферу являются выбросы предприятий, где добывают, получают, перерабатывают и применяют хром и его соединения. Активное рассеяние хрома связано со сжиганием минерального топлива, главным образом, угля. Значительные количества хрома поступают в окружающую среду с промышленными стоками.

Ртуть – высокотоксичный химически стойкий элемент. Относится к рассеянным элементам (редким). Количество ртути, поступившее в окружающую среду в текущем столетии в результате антропогенной деятельности, почти в 10 раз превышает природное поступление и составляет 57000 т.

Мышьяк — микроэлемент. Относят к рассеянным элементам. Мышьяк является необходимым для функционирования живых организмов микроэлементом. В повышенных концентрациях мышьяк оказывает токсическое воздействие на живые организмы. Содержание мышьяка в почве определяет его содержание в природных водах.

Бенз-а-пирен – сложное химическое соединение, относящиеся к так называемым ПАУ (полиароматическим углеводородам). Элемент 1 класса опасности, образующийся при сгорании углеводородов не зависимо от их агрегатного состояния (жидкое, твёрдое, газообразное). Является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды, опасным для человека, даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством накопления в организме человека. По отношения к окружающей природной среде, а непосредственно к ее факторам, можно сказать, что наибольшие концентрации находятся в воздухе и почве. Учитывая это, бенз-а-пирен очень легко подвергается перемещению по всей пищевой. Каждая последующий уровень пищевой цепи сопровождается в разы повышенными концентрациями канцерогена.

Нефтепродукты – углеводорода, а правильнее сказать их смесь, в составе которой могут входить более 1000 самостоятельных органических веществ. Каждое из этих соединений может рассматриваться как самостоятельное токсичное вещество. На практике, оценка загрязнения того или иного объекта нефтепродуктами проводится по следующим направлениям: содержание легких фракций (считается наиболее токсичной для живых организмов и среды, но в силу своей испаряемости, обеспечивают быстрое самоочищение почвы), содержание парафинов (относительно токсичные вещества, главным образом воздействующие физические свойства почвы), содержание серы (определение степени сероводородного загрязнения почвы).

— Бактериология :

Индекс БГКП – показывает количество бактерий группы кишечная палочка на 1 г почвы. БГКП являются сапрофитами кишечника человека и животных. Обнаружение их во внешней среде указывает на ее фекальное загрязнение, поэтому кишечную палочку относят к санитарно-показательным микроорганизмам.

Индекс энтерококков – санитарно-бактериологический показатель, характеризующий количественное содержание бактерий рода энтерококки (р. Enterococcus) в 1 грамме почвы известных, также, под другим термином — «фекальные стрептококки».

Патогенные бактерии, в т.ч. сальмонеллы – санитарно-бактериологический показатель, характеризующий количественное содержание бактерий в 1 грамме почвы, способных при соответствующих условиях вызывать инфекционные заболевания.

Агрохимического анализа почвы имеет немаловажное значение. Он способствует принятию целесообразных и продуманных решений, способствующих организации мероприятий по повышению эффективности и поднятии плодородия используемых земель. Конкретизация задач под тот или иной вид возделываемых культур не заставит себя долго ждать и позволит получить богатый урожай – так желаемый результат любого агрария.

Источник