Для чего исследуют почвы

Методы анализа свойств и состава почвы, как проходит процесс исследования

Комплексный почвенный анализ помогает определить основные характеристики грунта, его состав, содержание в нем питательных элементов. Информация, полученная в результате анализа почвы, дает возможность просчитать количество удобрений, необходимых для внесения, и определить, какие агротехнические средства нужны для ее улучшения. Рассмотрим, что такое почвенный анализ, какие методы входят в него, и процесс исследования.

Что значит анализ почв?

Это несколько исследований, которые выполняются для определения механического состава, физических и химических свойств, биологических и агрохимических ее характеристик. Для полного изучения состояния грунта необходимо подключение всех методов, потому что все особенности почвы влияют на развитие и плодоношение культур.

Анализ почвы включает исследования кислотности, электропроводности, гранулометрического состава, емкости катионного обмена, объема органического вещества, содержания питательных элементов, основных и дополнительных.

Для чего нужен

Исследование свойств и состава почвы позволяет составить мнение об ожидаемом плодородии земли, какие агротехнические меры необходимо применять для улучшения грунта, сколько и каких удобрений вносить, чтобы достичь урожайности, которую запланировали.

Изучение состава и характеристик грунта необходимо для снижения затрат на приобретение удобрений, что означает в перспективе снижение себестоимости продукции. Это имеет важное значение для любого сельскохозяйственного предприятия, фермерского или частного хозяйства.

Техники анализа

Для каждого образца проводят несколько исследований, чтобы составить полную картину состояния грунта. Полное исследование включает механический, химический, минералогический, агрохимический и токсикологический анализы. Каждый из них имеет свои особенности, но все они одинаково важны.

Механический

Гранулометрическое исследование грунта проводится для того, чтобы определить в нем количество частиц различного размера. Определяют это с помощью сит и исследования быстроты оседания частиц в стоячей воде. В зависимости от того, сколько в образце глины, то есть частиц, диаметр которых меньше 0,01 мм, или песка, частицы которого больше 0,01 мм, определяют тип по механическому составу. Почвы могут быть песчаными, супесчаными или суглинистыми в разной степени и глинистыми.

Химический

Для установления химических показателей проводится химический анализ. Он состоит из нескольких исследований: элементный анализ определяет процентное и общее содержание химических элементов в земле.

Исследование водной вытяжки, которое обязательно проводится для солончаков и засоленных грунтов, необходимо для установления нахождения в земле компонентов, растворимых в воде. К химическому анализу относится и определение поглотительной способности грунта, насколько он насыщен подвижными, то есть легкорастворимыми, соединениями питательных элементов. По этим результатам можно определить, сколько и каких необходимо вносить удобрений.

При химическом анализе устанавливают также распределение органики по фракциям, формы, в которых находятся питательные соединения и минеральные элементы.

Минералогический

Этот вид исследования определяет, сколько в местной почве содержится первичных и вторичных минералов. Отдельно исследуют разные фракции, составляющие грунт, – илистую, коллоидную и глинистую. В результате получают сведения о происхождении почвы и о том, как происходят процессы выветривания.

Агрохимический

Похож на химический анализ, в ходе него выясняют концентрацию веществ, которые влияют непосредственно на культурные растения и в дальнейшем на животных, которые будут питаться этими растениями.

Токсикологический

Этот лабораторный анализ проводят для определения концентрации в грунте потенциально токсических веществ: тяжелых металлов, остатков пестицидов, нефтепродуктов и прочих.

Как проходит процесс исследования

Исследования проводятся в полевых условиях или в лаборатории. Для каждого из методов есть порядок проведения. Но любой из них должен быть проведен тщательно, чтобы избежать ошибок либо неточностей в исследованиях.

Сначала почву отбирают на анализ, например, есть известный способ, который называется «метод конверта». Метод предполагает взятие проб с одного участка с четырех его углов и взятие пробы с центральной части. Из этих разных точек нужно взять почву совком или же шпателем. Необходимость брать образцы с разных точек продиктована тем, что даже на сравнительно небольшом участке почва может быть неоднородной.

Собранный материал аккуратно сложить в мешочки из полиэтилена или бумагу. Нельзя касаться почвы руками и курить в процессе сбора материала – попадание на образец посторонних веществ может дать неверные сведения и исказить результат.

Желательно, чтобы в выбранной для исследования лаборатории было оборудование и реагенты, которые позволят провести необходимые исследования. К примеру, для анализа почвы дачного или садового участка требуется химическое, радиологическое и микробиологическое исследование. Для фермеров и владельцев сельскохозяйственных предприятий, кроме этих анализов, нужны еще токсикологический и агрохимический анализы.

Почвенный анализ должен быть сделан качественно и точно, так как ошибки могут привести не к экономии средств, а к лишним затратам. Результат можно получить через 1-3 недели после отправки в лабораторию образцов.

Разносторонний анализ почвы необходим земледельцу, фермеру или частнику. Исследование помогает понять, что нужно исправить, если характеристики не в норме, и как это сделать. По результатам комплексного анализа можно узнать состав почвы и скорректировать, если понадобится. Можно выявить кислотность и выровнять ее параметры, если необходимо. Узнать, достаточно ли питательных веществ в почве, в каком они соотношении, какие удобрения вносить и в каком количестве. Знание о состоянии почвы на участке позволяет более рационально работать на ней, грамотно организовать выращивание растений и уход за ними.

Источник

Практика по почвоведению

В учебном пособии рассмотрены основные методы изучения морфологических, физических, водно-физических, химических и биологических свойств почв. Адресовано студентам вузов очной формы обучения по направлениям подготовки 021900.62 «Почвоведение», 020400.62 «Биология», а также по специальностям 020701.65 «Почвоведение», 020201.65 «Биология» и 020803. 65 «Биоэкология».

При проведении почвенных исследований используются следующие подходы и методы: системный (комплексный) подход; сравнительногеографический метод; сравнительно — исторический; биогеоценотический; метод моделирования; почвенных ключей; аэрокосмический; физические, физико-химические, химические и биологические аналитические методы; метод почвенных монолитов; вегетационных сосудов; почвенных вытяжек; радиоизотопный; профильно-генетический и морфологический методы. Морфологический анализ почвы является обязательным начальным этапом всех почвенных исследований.

Почвенные обследования разделяют на три рабочих периода: подготовительный, полевой и камеральный.

В подготовительный период определяются объем и план работ, готовится картографическая основа, изучаются условия почвообразования и особенности почвенного покрова территории по литературным и другим источникам, на их основе составляется систематический список почв, изучаются особенности сельскохозяйственного использования почв, проводится предварительное ландшафтное дешифрирование аэрофотоснимков.

При планировании объемов работ определяется число почвенных разрезов, исходя из нормативных материалов. Оно зависит от категории сложности территорий и масштаба съемки. Категория сложности выделяются в зависимости от пестроты (сложности почвенного покрова) и интенсивности сельскохозяйственного использования.

Для ознакомления с условиями почвообразования и почвами исследуемой территории, перед началом работ проводится рекогносцировочное обследование. Вся или большая часть территории пересекается с таким расчетом, чтобы охватить по возможности все основные формы рельефа и установить топографические закономерности в почвенном покрове. После проведения маршрутного рекогносцировочного обследования приступают к определению состава почвенного покрова. При планировании маршрутов используют способ параллельных пересечений по рельефу местности в направлении падения склона или метод расположения разрезов по квадратам в виде сплошной сетки в соответствии с нормой разрезов на единицу площади. Затем выбирают места для разрезов и проводят их описание.

Типы почвенных разрезов.

Почвенные разрезы закладывают для изучения и определения почв в природе, установления границ между ареалами различных почв; взятия образцов для анализов. Разрезы бывают трех типов: полные (основные) разрезы, полуямы (контрольные), прикопки (поверхностные).

Полные, или основные, разрезы делают с таким расчетом, чтобы были вскрыты все почвенные горизонты и частично верхняя часть неизмененной или малоизмененной материнской породы. Их закладывают в наиболее типичных, характерных местах. Они служат для детального изучения морфологогенетических признаков почв и отбора образцов по слоям или по генетическим горизонтам для физико-химических, биологических и других анализов, определения окраски, структуры и т.д. Глубина основных почвенных разрезов сильно варьирует в зависимости от мощности почв и целей исследований. Обычно в практике полевых почвенных исследований и картирования почв почвенные разрезы закладывают на глубину 1,5 — 2 м.

Полуямы, или контрольные разрезы, закладывают на меньшую глубину — от 70 до 125 см, обычно до нижней трети переходного горизонта или до вскрытия материнской породы. Они служат для дополнительного (контрольного) изучения основной части почвенного профиля — мощности гумусовых и других горизонтов, глубины вскипания и залегания солей, степени выщелоченности, оподзоленности, солонцеватости, солончаковости и др.

Прикопки, или мелкие, поверхностные разрезы, глубиною менее 75 см, служат главным образом для уточнения почвенных границ, выявленных полными разрезами и полуямами.

Заложение почвенных разрезов.

Разрез (или почвенных шурф) необходимо закладывать в наиболее характерном, типичном месте исследуемой территории. Почвенные разрезы не должны закладываться вблизи дорог, рядом с канавами, свалками, отстойниками, на нетипичных для данной территории элементах микрорельефа (понижения, кочки). Перед началом выкапывания разреза исследователь должен встать таким образом, что бы солнце находилось от него справа, тогда по окончании выкапывания солнце будет освящать лицевую стенку разреза и морфологическое описание будет наиболее точным. На выбранном для почвенного разреза месте копают яму размером 0,8 х 1,5 х 2,0 м так, чтобы три стенки были отвесными, т.е. вертикальными, а четвертая — со ступеньками (см. рисунок 1). Передняя лицевая стенка, которая предназначается для изучения почвенного разреза, должна быть обращена к солнцу. Почву из ямы необходимо выбрасывать на длинные боковые стороны, но ни в коем случае не в сторону лицевой стёнки, та как это приводит к ее загрязнению и даже к разрушению верхней части стенки почвенного разреза. Когда яма готова необходимо, в первую очередь, определить характер почвообразующей породы, ее гранулометрический состав, засоление, степень увлажнения и взять образец материнской породы для последующего изучения или анализа, так как в дальнейшем при препарировании нижняя часть лицевой стенки и дно ямы будут засорены осыпающейся почвенной массой верхних горизонтов.

После этого лицевую стенку гладко очищают лопатой и одну (правую) половину стенки препарируют стамеской или маленькой лопаткой, для того чтобы лучше рассмотреть морфолого-генетические признаки почв, а вторую (левую) половину стенки оставляют в гладко зачищенном виде для сравнения и контроля. Затем необходимо приступить к изучению морфолого-генетических признаков почв и описанию почвенного разреза.

Рисунок 1 — Вид почвенного разреза

Техника и последовательность работ при изучении и описании почвенного разреза и ведении дневника:

1) записать номер, дату и географическое положение разреза, отметить характер рельефа, указать, на каком элементе рельефа сделан разрез, описать угодье и его состояние; растительность, состояние поверхности, дать агрономическую оценку почв; отметить материнские и подстилающие породы и глубину грунтовых вод, если они обнаружены. Определить местоположение разреза и выполнить его привязку;

2) оценить проективное покрытие.

3) определить глубину и характер вскипания почвы от 10 %-го раствора соляной кислоты.

4) определить мощность каждого горизонта и подгоризонта почв с последующим подробным изучением их морфолого-генетических признаков: гранулометрический состав, физические свойства и другие особенности (окраска, структура, влажность, плотность, скважность, новообразования, включения, корневая система, характер перехода одного горизонта в другой);

5) в некоторых случаях для более полной характеристики почв (засоленные, переувлажненные и др.) следует произвести некоторые простые химические анализы (определение рН, хлористых и сернокислых солей, наличия железа, соды и др.); определить некоторые физические свойства (влажность, плотность и др.), не требующие сложного оборудования;

6) дать полевое определение почвы, установить ее хозяйственную ценность. В названии почв необходимо отразить тип, подтип, вид, разновидность и материнскую породу, например, чернозем обыкновенный среднемощный тяжелосуглинистый на лессах. Наметить примерные границы ее распространения на изучаемой территории и, наконец, взять почвенные образцы для анализов, а при необходимости — и монолит. Почвенный разрез после его изучения, описания и взятия образцов должен быть зарыт. При этом вначале вниз сбрасывают почвенную массу, извлеченную из более глубоких горизонтов, потом — почвенную массу верхних горизонтов. С поверхности шурф закладывают дерном, который ранее был сложен вблизи шурфа.

Камеральная обработка материалов полевых обследований почв включает следующие виды работ: лабораторные анализы почв, составление окончательного оригинала почвенной карты, составление картограмм, вычисление площадей почв, написание очерка (пояснительной записки к почвенной карте и картограммам).

1 Перечислите подходы и методы изучения почв, охарактеризуйте их.

2 Каковы основные этапы комплексного почвенного исследования? Охарактеризуйте их содержание.

3 Охарактеризуйте подготовительный этап комплексного почвенного исследования.

4 Охарактеризуйте полевой этап комплексного почвенного исследования.

5 Охарактеризуйте камеральный этап комплексного почвенного исследования.

6 Какова последовательность действий при заложении почвенного разреза?

7 Какова техника и последовательность работ при изучении и описании почвенного разреза?