Современные методы анализа почвы

Исследования грунта показаны во многих случаях: при использовании земли в качестве сельскохозяйственных угодий, строительстве различных объектов, с целью санитарного контроля и т. д. Существуют разные виды анализа почвы, из них наиболее востребованными являются следующие:

• химический;
• агрохимический;
• микробиологический;
• санитарный (паразитологический).

Исследования также различают по месту их проведения:

• полевые;
• экспедиционные;
• лабораторные химические.

Наименее информативным и точным является полевой анализ. Исследования в условиях лаборатории благодаря применению сложного оборудования гарантируют объективные и достоверные результаты.

Методы исследования почвы в лабораторных условиях

В лабораториях используют разные подходы к исследованию проб грунта, но основными являются физико-химические, или инструментальные, методы. Некоторые показатели, например, спектры поглощения или отражения измеряются в естественном состоянии образца, а для некоторых замеров почвенная проба подвергается жесткому воздействию (нагреванию, облучению электронами и т. д.), в результате которого она меняет свои характеристики.

Для изучения свойств, состава и структуры почв чаще всего применяются следующие методы:

• потенциометрические – определяется рН, окислительно-восстановительные потенциалы, концентрация ионов натрия, калия, кальция и т. д.;
• кондуктометрические – выясняется содержание солей в почвах и почвенных растворах;
• полярографические, состоящие в количественном определении многих катионов и анионов;
• фотометрические и нефелометрические, устанавливающие содержание в почве почти всех компонентов;
• спектрофотометрические, определяющие количество различных элементов и соединений в пробах, структуру гумусовых веществ и т. д);
• эмиссионная пламенная и атомно-абсорбционная спектрофотометрия, направленная на установление количественного содержания элементов в вытяжках из почв, полученных по итогам их полного разложения;
• эмиссионный спектральный анализ, определяющий состав элементов без предварительного разложения;
• электронная просвечивающая и растровая микроскопия, изучающая микростроение почв, органических и минеральных компонентов;
• рентгеноструктурный анализ, заключающийся в идентификации и полуколичественном определении минералов тонкодисперсной фракции грунта;
• термический анализ, в процессе проведения которого исследуются минералогический состав и почвенные коллоиды.

Существуют и другие методы: рентгеновская флуоресценция, нейтронно-активационный анализ, газожидкостная хроматография и др.

Почва является весьма сложным объектом для изучения, потому что в ее состав входит почти вся таблица Менделеева, в ней есть много растворимых и нерастворимых соединений, веществ, похожих по строению и свойствам, что усложняет их идентификацию. Точный результат могут получить только аккредитованные учреждения, оснащенные современным оборудованием. К числу таких относятся испытательные лаборатории ООО «Веста».

Читайте также

Система ХАССП базируется на семи универсальных принципах. Они подразумевают выполнение определенных действий для идентификации и управления факторами риска в установленных контрольных точках.

Созданные на производстве условия оказывают значительное влияние на самочувствие сотрудников, производительность труда.

Получить радиоактивное облучение возможно и в стенах собственного жилища.

Источник

Какие есть методы исследования почвы

В почвоведении используется широкий комплекс методов исследования почвы, адекватных ее специфике как природного тела.

Профильный метод, разработанный В. В. Докучаевым, лежит в основе всех почвенных исследований. Он требует обязательного изучения почвы с поверхности на всю глубину ее толщи последовательно по генетическим горизонтам вплоть до материнской породы и сопоставления изучаемых свойств или параметров почвенного профиля. Метод адекватно отражает природные закономерности вертикальной анизотропности почвы, развития почвообразовательного процесса и почвенных режимов.

Морфологический метод изучения строения почвенного профиля, разработанный также В. В. Докучаевым, является базисным при проведении полевых почвенных исследований и составляет основу полевой диагностики почв. В почвоведении используются широко все три вида морфологического анализа: макроморфоло- гический при изучении почвы невооруженным глазом, мезомор- фологический с применением лупы и бинокуляра, микроморфологический с помощью микроскопов вплоть до электронного. Морфологический анализ почвы является начальным этапом всех почвенных исследований.

Сравнительно-географический метод, основанный на сопоставлении почв и соответствующих факторов почвообразования в их историческом развитии и пространственном распространении, позволяет делать обоснованные заключения о генезисе почв и закономерностях их географии.

Сравнительно-исторический метод, базирующийся на принципе актуализма, дает возможность исследовать прошлое почв и почвенного покрова на основании изучения современной ситуации. Детальное изучение погребенных почв и почвенных горизонтов, реликтовых признаков почв и их сопоставление с современными процессами лежат в основе палеопочвоведения — науки о прошлых почвах и о признаках прошлых эпох в современном почвенном покрове.

Метод почвенных ключей, основанный на детальном генетико- географическом анализе небольших репрезентативных участков- ключей и интерполяции полученных таким путем заключений на крупные территории с однотипной структурой почвенного покрова, позволяет познать большие территориальные единицы с экономией средств и ресурсов.

Метод почвенных монолитов базируется на принципе физического моделирования почвенных процессов (передвижения влаги, солей, обмена ионов’и т. д.) на почвенных колонках (монолитах) ненарушенного строения, взятых особым образом из почвенного разреза.

Метод почвенных лизиметров широко используется для изучения процессов вертикальной миграции веществ в природных почвах. При этом почвенный монолит того или иного объема, в зависимости от целей исследования, погруженный в водонепроницаемую оболочку, помещается на свое место в природную почву, а исследованию подвергаются вытекающие из его нижней части растворы. Существуют разные модификации этого метода, разработанные для изучения разных процессов в разных условиях. Расширенным вариантом лизиметрического метода исследования почвы служит метод стоковых площадок: площадка определенного размера окружается до некоторой глубины, желательно до относительно водоупорного горизонта, водонепроницаемой стенкой в траншее. На стоковых площадках изучают поверхностный и внутрипочвенный горизонтальный сток, эрозию почвы.

Метод почвенно-режимных наблюдений применяется для исследования кинетики современного почвообразования на основе измерения тех или иных параметров (влажность, температура, содержание солей, гумуса, азота, других элементов минерального питания и т. п.) в одной и той же почве в течение длительного времени (вегетационный сезон, год, несколько лет) через заданные временные промежутки. Этот метод лежит в основе биосферного мониторинга.

Балансовый метод служит также для изучения кинетики почвообразования. В его основе лежит тот факт, что наблюдаемый в данный момент времени в почве запас какого-то вещества (воды, солей, азота и т. п.) или энергии является результатом изменения его исходного запаса за счет прихода и расхода в единице объема почвы за определенный промежуток времени.

Метод почвенных вытяжек основан на гипотезе о том, что каждый растворитель (вода, растворы разных кислот, щелочей или солей разной концентрации, органические растворители — спирт, ацетон, бензол и т. п.) экстрагирует из почвы при контролируемых условиях взаимодействия какую-то определенную группу соединений интересующего исследователя элемента. Метод особенно широко используется для изучения доступных растениям элементов питания, фракционного состава почвенного гумуса, подвижных соединений в почвах, процессов их миграции и аккумуляции, различных химических соединений тех или иных элементов.

Аэрокосмические методы в почвоведении включают, с одной стороны, инструментальное или визуальное изучение фотографий земной поверхности, полученных в разных диапазонах спектра и с разной высоты, а с другой стороны — прямое исследование с самолетов и космических аппаратов спектральной отражательной или поглотительной способности почвы также в разных областях спектра. Этими методами исследования почвы исследуется не только география почв, но и динамика ряда их важных параметров — влажность, плотность, солесодержание, гумусность.

Радиоизотопные методы в почвоведении применяются для изучения процессов миграции тех или иных элементов и их соединений в почвах и в экосистемах на основе меченых атомов (радиоактивных изотопов). Соотношение различных изотопов в почвах, например 12С:14С, используется для определения возраста почв.

Для анализа вещественного (гранулометрического, минералогического, химического) состава почв в почвоведении используется весь современный арсенал имеющихся в распоряжении науки физических, физико-химических, химических и биологических аналитических методов.

Наконец, необходимо отметить широкое распространение биогеоценотического или экосистемного метода, при котором проводится сопряженное одновременное изучение всех компонентов биогеоценоза: почвы, растений, животных, микроорганизмов, атмосферы, природных вод в определенных условиях географической среды. Важно подчеркнуть, что этот метод был разработан и впервые широко применен именно почвоведами на основе до- кучаевской теории почвообразования.

Полевые почвенные исследования включают экспедиционные и стационарные методы изучения почв: рекогносцировочные маршрутные почвенные обследования; картирование почвенного покрова в заданном масштабе; многолетние режимные наблюдения на специально подобранных и оборудованных стационарах, в том числе особенно в заповедниках природы и на опытных станциях; определение параметров тех или иных свойств почв в ненарушенном природном состоянии; эксперименты по мелиорации и трансформации почв, в том числе в производственных условиях; изучение отдельных типов почв по их репрезентативным разрезам; модельные эксперименты в природных условиях, в том числе с использованием лизиметров и стоковых площадок.

При лабораторных почвенных исследованиях проводят анализ вещественного состава почв, изучают их микроморфологию, различные физические и химические свойства, осуществляют физическое и математическое моделирование почвенных процессов, инструментальную обработку данных полевых работ.

В заключение надо подчеркнуть широкое использование в почвоведении системного методического подхода, при котором почва рассматривается, с одной стороны, как целостная система, состоящая из множества взаимодействующих подсистем-блоков, а с другой — как подсистема в экосистемах биосферы или экосферы.

Источник

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