Физико-химические методы исследования почв

Решение современных проблем почвоведения базируется на детальном изучении химических и физических свойств почвы. Вопросы химизации сельского хозяйства и повышения почвенного плодородия, рационального использования земельных угодий и удобрений, природа и генезис отдельных почвенных типов и обширных почвенно-географических зон и провинций — все это требует предварительной химико-аналитической характеристики почв в сочетании с глубоким пониманием закономерностей почвообразования и специфических особенностей химии почв.

В почвоведении с помощью приемов обычного анализа накоплен огромный фактический материал, освещающий химический состав почв и многие ее свойства. Это позволило обосновать нуждаемость почв в удобрениях, описать историю и закономерности образования типов почв. Классические объемные и весовые методы анализа, которые часто сокращенно называют просто химическими методами, останутся и в дальнейшем как один из важнейших приемов изучения состава почв. Существенным недостатком этих методов является их громоздкость и большая трудоемкость; кроме того, их применение сопровождается более или менее сильным воздействием на почву различных реактивов и в силу длительности определения они мало пригодны для изучения динамики почвенных процессов.

Перспективными для изучения почвообразования и плодородия почв являются физико-химические методы анализа. Современные физико-химические методы не отвечают, конечно, всем предъявляемым требованиям и дают ответ далеко не на все вопросы, но их основные принципы и приемы применения близко совпадают с потребностями науки о почвах.

Физико-химические методы анализа — это большая группа методов, в которую часто включают все приемы химических исследований, базирующиеся на количественном измерении физических свойств. Предварительно изученная зависимость состав —свойства позволяет посредством простых физических измерений анализировать любую систему. Если в химическом анализе для определения количественного состава измеряют количество вещества, вступающего в реакцию, или весовое (объемное) количество продуктов реакции, то в физико-химическом анализе непосредственного измерения объема или веса не производят, а количественно определяю/ какое-либо физическое свойство вещества или системы. Поэтому первым этапом разработки и применения любого физико-химического метода является установление зависимости между составом и свойствами, выражаемой математически в виде формулы или графика.

Зависимости, используемые в физико-химических методах анализа, опираются на общие законы физики и химии; специфичность свойств веществ, характер реакций и особенности изучаемых систем находят отражение в величинах параметров уравнений. Это придает физико-химическим методам универсальность, позволяющую применять одни и те же приборы для исследования разнообразных соединений. В связи с этим классификация методов и последовательность их изучения основывается на общности используемых законов (свойств) и применяемой аппаратуры. Вместе с тем специфика состава, структуры и свойств почвы требует уточнения, иногда разработки особых условий проведения исследования, а подчас и новых приемов и деталей аппаратуры. Следует подчеркнуть, что еще далеко не все физико-химические методы исследования в полной мере проверены и приспособлены к изучению состава, структуры и свойств почвы.

Другая особенность физико-химического анализа связана с тем, что свойства вещества или системы не зависят от взятого объема вещества. Любые свойства: окраска, интенсивность излучения, показатель преломления, величина потенциала— определяются только концентрацией, а не абсолютным количеством изучаемого компонента. Это позволяет значительно повысить чувствительность методов количественного определения и вносит некоторые особенности в технику работы по сравнению с обычными химическими методами.

Ряд физико-химических методов позволяет определять такие свойства вещества, или компонента в смеси, которые нельзя изучить обычными приемами: окислительно-восстановительный потенциал, активности ионов, светопоглощение и отражательная способность почвы и т. п.

Разнообразие физико-химических методов столь велико, что сейчас уже трудно установить границы, в пределах которых тот или иной метод следует считать физико-химическим. При почвенных исследованиях наиболее употребительными за последнее время оказались следующие:

1. потенциометрические методы, применяемые в почвоведении для определения рН, окислительно-восстановительного потенциала, активности ионов натрия, калия, хлора и др.;
2. кондуктометрические методы, используемые в почвоведении для определения солесодержания в почвах и почвенных растворах;
3. полярографические методы, нашедшие применение в почвоведении для количественного определения многих катионов и анионов, особенно присутствующих в микроколичествах;
4. фотометрические и нефелометрические методы анализа, позволяющие определять практически любые компоненты почв и почвенных растворов;
5. спектрофотометрический анализ, используемый в почвоведении как для количественных определений, так и для изучения структуры гумусовых веществ и минералов тонкодисперсной фракции;
6. методы пламенной фотометрии, используемые в почвоведении преимущественно для определения содержания в почвах катионов щелочных и щелочноземельных металлов;
7. методы термического анализа, применяемые в почвоведении для изучения минералогического состава почв и почвенных коллоидов.

Кроме перечисленных в почвоведении находят применение рефрактометрия, поляриметрия, люминесценция; все шире используют спектральный эмиссионный атомный анализ, рент-геноструктурный, электронномикроскопический анализ и др. В настоящем руководстве излагаются только те методы, которые наиболее широко применяются в почвенно-химических лабораториях.

Необходимо подчеркнуть, что в большинстве случаев проведение анализа физико-химическими методами требует очень немного времени и, хотя используется часто дорогостоящая аппаратура, все же достигается экономия средств благодаря быстроте определения и малому расходу реактиbob. Вместе с тем по чувствительности и точности определения (особенно малых количеств) физико-химические методы безусловно превосходят обычные объемные и весовые методы анализа. С точки зрения почвоведения особенно важно, что многие почвенные характеристики могут быть получены этими методами без какого-либо нарушения естественного состояния почвы. И, наконец, физико-химические методы позволяют глубоко изучить принципы построения вещества, в том числе таких важнейших компонентов почвы, как тонкодисперсные минералы и органические гумусовые вещества.

Физико-химические приемы анализа осуществимы при наличии специальной, часто дорогостоящей аппаратуры, безотказно работающей только при умелом обращении с ней. Теория самих методов довольно сложна и требует достаточно высокой подготовки сотрудников и умелого толкования получаемых данных. Успех и более широкое использование физико-химических методов в почвоведении зависит прежде всего от подготовки почвоведов в этой области.

Данное руководство должно служить учебным пособием при обучении студентов по специальностям почвоведение и агрохимия, а также для ознакомления сотрудников лабораторий, обслуживающих сельское хозяйство, с физико-химическими методами исследования почв.

Источник

Физико-химические методы исследования почвы

В современном мире проблема, связанная с загрязнением почвы очень велика. Решение данной проблемы базируется на физико-химических исследованиях земли. Данные виды исследований являются довольно сложным процессом. И именно поэтому всеми исследованиями и должны заниматься профессионалы, которыми являются сотрудники центра АНО «Центр экологических экспертиз» Основные методы физико-химического исследования почв

Физико-химические методы исследования почв довольно разнообразны. Сюда входят большое количество химических исследований, которые главным образом базирующиеся на количественном измерении физического свойства почвы. Предварительно во время физико-химического исследования проводится изучение зависимости составов.

В чем необходимость данной проверки

Физико-химические методы исследования почв позволяют произвести и выявить, в чем же заключается корреляция между составом и свойством почвы. Все исследование в целом опирается на общие законы, которыми руководствуются физики и химики. Специфика свойства исследуемого вещества в почве, общий характер проходимой реакции, а так же основные оттенки изучаемой системы находят свое отражение в величине параметра управления.

Вспою очередь вся эта цепочка придает физико-химическим методам исследования почв универсальность, которая в свою очередь позволяет использовать в исследованиях приборы одного и того же типа.

Но тут следует отметить тот факт, что на сегодняшний день, к сожалению, физико-химические методы исследования почв проверены в полной мере в полной мере и могут использоваться во время проведения мониторинга почв. Виды исследований

На данный момент известно огромное количество физико-химических методов исследования почв. Но существуют довольно распространенные методы. К ним можно отнести:

• Потенциометрические методы Они применяются почвоведение для того, чтобы определить уровень рН, ионов натрия, калия, хлора и др.
• Кондуктометрические методы. Используются, чтобы определить содержание солей в почве.
• Фотометрические и нефелометрические методы. Позволяют определять практически любые составляющие.

И это далеко не весь перечень способов физико-химического исследования почв.

За более подробной информацией вы можете обратиться к специалистам нашей компании.

Источник

Как проводится химический анализ почвы?

Информационные материалы по данной статье для сайта ekspertizy.org предоставил администратор сайта – Александр Шпилёв. Задать вопрос автору.

Почва является наиболее важным элементом экосистемы. Это специфическая основа для сельскохозяйственных культур в качестве субстрата для растений, хранилища воды, воздуха и питательных веществ. Только здоровая почва, то есть та, которая имеет правильную структуру и состав, может давать здоровые культуры. Чтобы надежно оценить ее богатство, определить план удобрения для растений, следует сделать анализ почвы.

Зачем делать химический анализ почвы?

Делать анализ почвы нужно, как минимум, раз в 4 года.

Устойчивое сельское хозяйство – это производственная система, которая гармонично использует технический и биологический прогресс в выращивании, удобрении и защите растений. В устойчивом сельском хозяйстве промышленные средства производства используются в умеренных, необходимых количествах, стремясь к их наиболее эффективному использованию.

Когда все урожаи собраны, и еще ничего не посеяно, рекомендуется провести химический анализ почвы. Делать это нужно, как минимум, раз в 4 года. Садовники используют различные органические и искусственные удобрения, потому что они выращивают различные растения с различными требованиями почвы – от кислых до щелочных.

Основной целью удобрения в устойчивом сельском хозяйстве является удовлетворение потребностей растений в питательных веществах на уровне, позволяющем получать прибыльные высококачественные культуры и снижающем риски для окружающей среды и человека.

Понимание этих значений дает фермеру возможность поддерживать и увеличивать производственные мощности. Отсюда возникает необходимость применять вещества, изменяющие реакцию среды.

Благодаря такой обработке растения некоторое время становятся красивыми, урожайность повышается. Но бывает так, что они внезапно перестают расти и цвести. И тогда проведение анализа почвы становится необходимостью.

Как используются результаты анализа почвы?

Полученные результаты анализов почв позволяет эффективно осуществлять:

1. Регулирование рН почвы в случае подкисления;
2. Правильное определение потребностей в удобрениях;
3. Точное определение доз удобрений с использованием соответствующих программ;
4. Выбор правильного типа удобрения. На рынке представлено несколько сотен однокомпонентных и многокомпонентных удобрений, их правильный выбор и правильная доза позволяют добиться экономии средств и повысить рентабельность производства;
5. Улучшение качества сельскохозяйственной продукции;
6. Применение методов точного земледелия;
7. Предотвращение опасности для окружающей среды, связанной с избытком некоторых компонентов, например, эвтрофикацией вод, вызванной соединениями фосфора;
8. Внедрение агроэкологических программ, например, устойчивого сельского хозяйства;
9. Правильный выбор культивируемых видов растений и сортов;
10. Оценку уровня плодородия, возможно деградация почвы;
11. Точное азотное оплодотворения после тестирования на содержание N-min;
12. Составление планов удобрений в условиях, предусмотренных правовыми нормами.

Химический анализ почвы и физический состав

Чтобы проверить физический состав почвы, ее небольшой фрагмент просто берется в руку и сжимается. В зависимости от типа, он может вести себя по-разному:

1. Глина создаст компактный шарик и испачкает руку;
2. Песчаная – крошится;
3. Идеальная почва будет состоять из различных фракций – как глины, так и песка, и большой дозы органического вещества. Это почва, которая слегка испачкает наши пальцы, разваливаясь на большие комочки.

Однако, если нужно узнать химический состав субстрата, потребуются лабораторные условия. Благодаря им можно установить, сколько азота, фосфора или серы содержится в почве и соответствует ли рН планируемому урожаю. Результат выдается в виде списка и содержания химического состава почвы, а также ряда другой информации, которая поможет в планировании сельскохозяйственных обработок на ближайшие годы.

Отбор пробы почвы для анализа

Отбор пробы почвы для анализа проводится из различных мест в поле. При этом не учитываются пограничные участки – места, где ранее были расположены курганы, стога сена или навозные сваи. Также избегают борозд, дорог, ям и кротовин.

Отбор проб обычно проводится один раз в 4 года, осенью после сбора основного растения. Важно делать это до или после вегетации, а также перед началом любых обработок на поле.

Важно знать! Не проводится анализ во время засухи и в периоды чрезмерной влажности почвы.

Анализ собранных таким образом образцов почвы даст результаты, которые позволят рационально планировать удобрения и другие агротехнические мероприятия. Результаты дадут ответы на вопросы о плодородии почвы, какие дозы удобрений следует использовать, какова реакция почвы и как выбрать виды растений.

Как правильно получить образец?

Существует несколько методов сбора образцов для анализа, но рекомендуются образцы смешанной среды. Прежде чем загружать их, следует:

1. Составить карту местности, из которой будет анализироваться земля, и отметить места, из которых берется материал;
2. Собирается около 15-20 образцов с одного поля 1-4 Га с глубины до 20 см, используя палку Эгнера, лопату или обычный садовый шпатель;
3. Смешиваются все образцы вместе, чтобы сформировать так называемый «Тест смешанной среды». Из него выливается 0,5-1 кг почвы, которую затем закрывают в коробку и точно описывают;
4. Описанный тестовый образец отправляется в районную химико-сельскохозяйственную станцию, где будут проводиться тесты.

В лаборатории используют комплексные методы химического анализа почвы. Они позволяют получить наиболее точный результат. Основные включают определение реакции почвы, указывают на необходимость известкования, дают содержание доступных фосфора, калия и магния.

Можно дополнительно определить содержание серы. Если есть подозрение, что субстрату не хватает питательных микроэлементов, стоит также проверить содержание бора (B), меди (Cu), цинка (Zn), железа (Fe) и марганца (Mn). В итоге анализ покажет результат, который позволяет определить и применить соответствующую профилактику.

Источник