Які особливості у проведенні досліджень ґрунту інвітро

0 Comments

1.1: Вступ

Ґрунт визначається як: «природне тіло, що складається з твердих речовин (мінералів та органічних речовин), рідини та газів, що виникають на поверхні землі, займає простір і характеризується одним або обома наслідками: горизонти, або шари, які відрізняються від вихідного матеріалу в результаті додавання, втрат, передачі та перетворення енергії та речовини або здатність підтримувати вкорінені рослини в природному середовищі» (Ключі до таксономії ґрунту, 2012). Ґрунти існують у трьох вимірах (педон; 3-вимірні тіла), що містять неорганічний та органічний матеріал, як правило, розташовані в шари від поверхні землі вниз до землі. Ці шари верхнього шару грунту і надр (будучи приблизно паралельними поверхні землі) називаються горизонтами. Двовимірний вертикальний ділянку грунту, що проходить через ці горизонти вниз до вихідного матеріалу, називається профілем. Ґрунти формуються на місці на основі п’яти природних ґрунтоутворюючих факторів, включаючи: 1) клімат; 2) організми; 3) рельєф; 4) батьківські матеріали; І, 5) час (рис. 1). У сукупності ці п’ять факторів сприяють функції ґрунтоутворення (S), S = f (Cl, O, R, P, T. ), інакше відомого як педогенез. Як випливає з діаграми, грунтоутворення є континуумом. Оскільки будь-який один фактор або вплив змінюється, кінцевий продукт ґрунту буде змінюватися. Нескінченна кількість комбінацій ґрунтоутворюючих процесів дають багато різних властивостей грунту. Розуміння ролі кожного ґрунтоутворюючого фактора дозволяє зрозуміти або спрогнозувати залягання ґрунту. Ці п’ять ґрунтоутворюючих факторів також працюють через чотири важливі процеси формування ґрунту (Таблиця 2), розглянуті в наступних чотирьох групах: 1) Додатки; 2) Втрати; 3) Трансформації; І, 4) Транслокації. Малюнок 1. «Континуум ґрунтоутворюючого фактора» Колбі Дж. Мурберга та Девіда Круза ліцензується під r CC 4.0

Таблиця 1. Приклади ґрунтоутворюючих факторів

Грунтоутворюючий факторПриклад
КліматТемпература, опади, випаровування
ОрганізмиРослинність, фауна, вплив людини
РельєфУхил, ерозій/осідання, положення схилу пагорба
Батьківський матеріалмінералогія, гірська порода, хімічні види присутніх, текстура
ЧасЗміна граничних умов
Таблиця 2. Приклади процесів формування ґрунту

Процес формування ґрунтуПриклад
ДоповненняОрганічні речовини, добрива, відкладення пилу, інші мінеральні ґрунти
ВтратиРух ґрунту за допомогою вітру або води, АБО хімічні сполуки, вилуговані, розмиваються або заготовлені з ґрунту
ТрансформаціїХімічне або фізичне вивітрювання частинок ґрунту або компонентів
ТранслокаціїПереміщення компонентів ґрунту (органічних або мінеральних) між горизонтами в межах ґрунтового профілю

Хоча ці фактори та процеси сприяють природному формуванню ґрунту, також визнається, що ґрунтоутворення також впливає те, що називається «людським фактором». Таким чином, ми всі відіграємо роль у формуванні, збереженні та захисті ґрунту. Коли ми маніпулюємо земною поверхнею, ми можемо або покращити, або погіршити якість нашого життя. Незалежно від ефекту, ми стаємо відповідальними за управління своєю землею – і гарне управління землею вимагає від нас розуміння властивостей та процесів ґрунтів.

МОРФОЛОГІЯ ҐРУНТУ, ВЛАСТИВОСТІ ТА ІДЕНТИФІКАЦІЯ

Ґрунти утворюються з вихідних матеріалів, на які діють чотири основні процеси формування ґрунту вищезгадані. Ці чотири процеси допомагають відрізнити ґрунти від шарів матеріалів, осаджених геологічними процесами. Ступінь, в якій відбуваються ці чотири основні процеси, допомагає диференціювати ґрунти.

Грунтові горизонти

Горизонт відрізняється від шарів над і під ним в одному грунті. Всього існує п’ять основних ґрунтових горизонтів, званих майстер-ґрунтовими горизонтами, які відрізняються своїм кольором, складом та іншими характеристиками.

O горизонт

Горизонт O складається з органічного матеріалу, нанесеного поверх мінеральної поверхні. Часто можна розпізнати різні стадії розкладання, при цьому свіжий матеріал знаходиться на поверхні і гнилий матеріал нижче. Більшість ґрунтів не мають горизонту O або, в кращому випадку, мають лише тонкий горизонт O або тому, що ґрунтові мікроорганізми швидко розкладають органічний матеріал, або на поверхні ґрунту відкладається дуже мало органічного матеріалу через відсутність вегетативного росту. Однак деякі лісові ґрунти можуть мати помітне скупчення органічної речовини як горизонт O. Це може складатися з широколистяної підстилки або частіше у вигляді товстого шару хвої.

Горизонт

Горизонт А – це мінеральний горизонт, що характеризується темним кольором, викликаним накопиченням органічної речовини (гумусу), змішаного в мінеральному грунті. А горизонти зазвичай мають високу біологічну активність. А горизонти можуть бути вилужені з глини, але залишатися темними через поповнення органічних речовин. Більшість ґрунтів мають горизонт А. Небагатьом ґрунтам може не вистачати горизонту А або тому, що вони дуже молоді, або вони були сильно розмиті.

E горизонт

Горизонт E світлого кольору порівняно з горизонтом A над або B горизонтом нижче. Е горизонт – зона максимального елювіації. Елювіація – це повільне видалення дрібної глини та органічного матеріалу водою, що просочується через ґрунт. Горизонт Е зазвичай зустрічається в піщаних ґрунтах, які отримують велику кількість опадів під лісовою рослинністю.

B горизонт

Горизонт B – це мінеральний горизонт, звичайний y, що відбувається під горизонтом A або E і над C. горизонт. Горизонт В – це зона максимального освітлення. Illuviation – це процес накопичення глини, оксидів заліза або алюмінію, гумусу або якоїсь комбінації цих матеріалів, вивітрюваних на місці або вилугованих шляхом елювіації з вищерозташованих горизонтів. Деякі ґрунти не мають горизонту B, оскільки вони занадто молоді, щоб матеріали встигли рухатися вниз, просочуючи потік води.

C горизонт

Горизонт С – це шар неконсолідованих земних матеріалів, які демонструють найменші докази фізичного розпаду, хімічного розкладання та розвитку коренів. Горизонт С – це вивітрений материнський матеріал, з якого можуть розвиватися горизонти A, E та B. Вихідним матеріалом для будь-якого горизонту є матеріал, з якого розвинувся цей горизонт.

R шар

Шар R складається з підстилаючого твердого матеріалу. Граніт, базальт, пісковик та вапняк є поширеними прикладами матеріалу шару R. R шари не вважаються грунтом.

Підрозділи/Індекси

У польових умовах майстер ґрунтові горизонти можна поділити, щоб відзначити особливі особливості ґрунту. Деякі з найбільш поширених ознак – це наслідки оранки (Ap), розвиток нового горизонту B (Bw), заболочування (Bg або Cg), накопичення карбонатів (Bk) або глини (Bt) та материнського матеріалу м’яких порід (Cr). AB символ являє собою горизонт між A і B, який має деякі властивості кожного горизонту.

Колір грунту

Колір – одна з найважливіших фізичних характеристик грунту. Він може бути використаний для диференціації між різними ґрунтовими горизонтами (шарами ґрунту), оцінки вмісту органічної речовини, оцінки класу дренажу ґрунту та оцінки багатьох інших ґрунтових умов. Колірна система Munsell, затверджена Національним бюро стандартів, використовується для ідентифікації кольору ґрунту. Колірна система Munsell була розроблена на міжнародному рівні для опису будь-якого кольору в будь-якому місці. Вона не має нічого спільного, безпосередньо, з грунтом. У системі кольорів Munsell три складові частини описують кольори: відтінок, значення та кольоровість (завжди позначаються саме в такому порядку). Відтінок – спектральна змінна. Відтінок являє собою один з домінуючих кольорів веселки, наприклад, жовтий або червоний. Значення представляє відносну темряву або світлість кольору. Колір являє собою чистоту, міцність або насиченість кольору. Кольори, що мають нульову кольоровість, від сірого до чорного. Книга кольорів Munsell використовується для ідентифікації кольору ґрунту. На сторінках книги відображаються фішки різних кольорів, які максимально точно підібрані до кольору грунту в полі. Кожна сторінка представляє інший відтінок. Загальні сторінки, що використовуються для досліджень ґрунту, включають відтінки 10R, 5YR, 10YR та 2.5Y. Буква R позначає червоний колір, а буква Y – жовтий. Червоні ґрунти поширені, коли в грунтовому профілі багато оксидів заліза. Сторінки йдуть від 2.5R (рожевий) та 5R (yel owish pink), обидва з яких рідко використовуються, до 7.5R (червонувато-помаранчевий) до 10R (темно-червонувато-оранжевий; зазвичай асоціюється з оксидами заліза). Відтінки, які складаються зі збільшення кількості жовтого, змішаного з червоним, позначаються як 2.5YR (коричнево-помаранчевий), 5YR (сильний коричневий), 7.5YR (помірний коричневий) та 10YR (середньо-коричневий). У міру усунення червоного кольору більше жовтого підкреслюється 2.5Y (світло-оливково-коричневий) та 5Y (помірний оливковий). Для кількох сильно затоплених грунтів, які не мають вільного газу кисню, кольори дуже темно-сині, темно-зелені, тьмяно-синювато-сірі або чорні. На кожній сторінці книги кольорів Munsell значення вказано в порядку збільшення числа від низу до верху сторінки (вертикально y). Нижні рядки внизу сторінки мають низькі значення і мають темний колір. Верхні рядки у верхній частині сторінки мають більш високі значення і світліше. Колони кольору, що йдуть зліва направо (по горизонталі), надають кольоровість. Ліві стовпчики (низька кольоровість) представляють сірі або бліді кольори. Праві колони (висока кольоровість) більш глибоко або яскраво забарвлені. Таким чином, один відтінок має безліч поєднань значення і кольоровості. Munsel Color Notation складається з назви кольору, за яким слідують послідовність, відтінок, значення/кольоровість (тобто 5 YR 3/2). Бурий грунт позначається позначенням 10YR 5/3. Назва кольору знаходиться на сторінці, зверненій до кольорової діаграми.

Текстура грунту

Тверда частина ґрунтів складається переважно з мінеральних частинок (зазвичай більше 95% по масі), змішаних з органічними матеріалами. Ці мінеральні частинки поділяються на грубі фрагменти діаметром більше 2 мм (називається гравій), і більш дрібні частинки діаметром менше 2 мм. Дрібна фракція частинок додатково поділяється на довільні класифікації розмірів, відомі як розділяє ґрунт. Три ґрунту відокремлюють – пісок, мул та глина. Ці три сепарати залишаються по суті постійними протягом вашого життя в будь-якому грунті. Класифікація за розмірами цих грунтів відокремлює наведена в таблиці 3.

Таблиця 3. Класифікація за розмірами ґрунтових сепараторів

ЧастинкиДіаметр (мм)
ПісокВід 2,0 до 0,05
мулВід 0,05 до 0,002
Глинаменше 0,002

Текстура ґрунту визначається відносною часткою піску, мулу та глини. Текстура ґрунту залишається постійною для будь-якого ґрунту протягом усього життя. Оскільки текстура обмежена піском, мулом та глиною, інші компоненти ґрунту, включаючи воду, повітря, органічні речовини та неорганічні матеріали розміром більше 2 мм, виключаються, хоча гравій та бруківка можуть бути включені як модифікатори до фактурної назви. Текстура застосовується тільки до мінеральних грунтів. Органічні грунти, такі як торф і гидота, не мають текстури. Відсоток визначається множенням десяткового дробу двох чисел на 100%. Символ% означає «відсоток», який можна перевести математичний y на означає «per» = розділити на число, і «цент» = 100. Таким чином,% означає «розділити на 100», що те саме, що помножити на (1/100). Таким чином, помножити на 100% – це те саме, що множення на 100 х (1/100), що дорівнює 1,0. Тому множення будь-якого десяткового дробу на 100% не змінює значення початкового десяткового дробу, оскільки воно таке ж, як множення на 1,0. Зверніть увагу, некоректно множити тільки на 100. Правильна форма – множити на 100%, а не на 100 поодинці. Відсотки піску, мулу і глини розраховуються за лабораторними даними за наступними визначеннями: \[ \mathrm\times100 \%> \nonumber\] \[ \mathrm\times100 \%> \nonumber\] \[ \mathrm\times100 \%> \nonumber\] Пам’ятайте, відсоток (%) визначається як частини на сто (pph). Приклад: Були отримані наступні дані про зразок ґрунту: маса піску = 15,5 г маса мулу = 17,0 г маса глини = 17,5 г загальна маса сухого неорганічного ґрунту діаметром < 2 мм = 50,0 г \( \%Sand = \dfrac\times100 = 31.0\% \) = 31,0 pph піску в грунті \( \%Silt = \dfrac\times100 = 34.0\% \) = 34,0 pph мулу в грунті \( \%Clay = \dfrac\times100 = 35.0\% \) = 35,0 pph глини в грунті Грунти, що мають подібні текстури, можна згрупувати в класи грунтів, що мають схожі характеристики і поведінку. Дванадцять текстурних класів ґрунту наведено в текстурному трикутнику (рис.2). Текстуральні класи забезпечують спосіб вираження текстури ґрунту, не звертаючись конкретно до відсотків кожного окремого. Коли відомі будь-які два з трьох відсотків, фактурний клас ґрунту можна визначити за трикутником. Ось чому для побудови фактурного класу для будь-якого даного ґрунту потрібні лише дві осі. Малюнок 2. Співробітники відділу обстеження ґрунтів USDA, SoilTextureTriangle, позначені як суспільне надбання, детальніше на Вікісховищі Знайдіть відсоток піску вздовж дна (горизонтальної осі) трикутника. Знайдіть відсоток глини уздовж лівої осі трикутника. Рухайтеся вгору від відсотка піску і праворуч від відсотка глини, поки ці дві проектовані лінії не перетинаються. Ця точка перетину відповідає фактурному класу, що відповідає цій конкретній ділянці, позначеній на трикутнику. Якщо ґрунт падає на межі текстури (між текстурами), ґрунтознавці прийняли конвенцію про додавання 1% глини до фактичного значення та повідомляють про текстурну назву класу, пов'язану з цим 1% додаванням глини. Причина прийняття цього рішення ґрунтується на тому, що вміст глини є найскладнішим для аналізу з трьох розділів ґрунту. Текстурний клас ґрунту може визначатися кількома методами, які варіюються від швидких та простих польових випробувань до більш задіяних лабораторних методів. Метод «польовий» або «відчувати» найпростіший у проведенні, але він найменш точний через відмінності між особинами. Метод feel більш якісний, ніж кількісний. Метод feel включає зволоження грунту, замішування зволоженої грунтової маси пальцями, щоб ретельно перемішати частинки, і відчуття частинок для визначення текстури. Точність оцінки текстури ґрунту цим методом покращується з досвідом. Приклади текстур ґрунту за допомогою методу feel наводяться в описовій формі.

Визначення фактурного класу ґрунту методом «відчуття/поле»

Текстуральний клас ґрунту можна оцінити, спостерігаючи та відчуваючи ґрунт у сухих, вологих та вологих умовах. Діапазон розмірів сепаратів та їх відчуття при вологому стані наведені в таблиці 4.

Таблиця 4. Розмір частинок ґрунту USDA коливається і відчувається у вологих умовах.

Грунт роздільнийДіаметр (мм)Відчуття: вологий стан
Пісок2,0 — 0,05зернистий
мул0,05 — 0,002Гладка, оксамитова, масляниста
Глина < 0,002Липкий, пластиковий

Структура грунту

Структура ґрунту являє собою розташування окремих частинок ґрунту в агрегати, які розділені поверхнями слабкості. Структурні агрегати, які називаються педами, складають кілька типів залежно від їх форми: зернисті, блокові, призматичні, стовпчасті та пластини. Визначення складається з двох частин: агрегації та поділу. Якщо умова ґрунту не задовольняє обом частинам визначення, вона безструктурна. Таким чином, не всі грунти мають будову. Дві безструктурні умови – однозернисті (не мають агрегації) та масивні (не мають шаблонів поділу). Зерниста структура ґрунту. зустрічається найчастіше на горизонті А. Зерниста структура утворюється в результаті грунтового перегною, сильно притягуючи до поверхні мул і глинисті частинки грунту. Цей атракціон, помножений протягом багатьох років, створює агрегати. Зв’язування між перегноєм одного заповнювача і наступного менше, ніж зв’язування гумусу з муловими і глинистими частинками. Отже, агрегати діють самостійно. Перегній змушує окремі агрегати організувати стільки, скільки мармуру б у випадковому розташуванні з багатьма порожнечами або пір просторів між агрегатами. Ці пори дозволяють забезпечити швидку водопроникність. Ці ж пори дозволяють швидко переміщати повітря і забезпечують легке проникнення коренів. Гранульована структура оптимізована при наявності дуже дрібних коренів трав. Гранульована структура може утворитися протягом 50 до 100 років після викриття нового батьківського матеріалу. Блочна структура ґрунту. найчастіше зустрічається в горизонті Б. Блокова структура виникає в результаті тривалого повільного процесу глинистих частинок, що рухаються з горизонту А (елювіація) і вимивання в горизонт B (ілювіація). Оскільки ці глинисті частинки накопичуються в горизонті В, вони осідають всередині існуючих пір. Отже, пори ґрунту вистилаються цими олійними частинами глини. Згодом більша частина цих пір заповнюється глиною, тим самим стискаючи пори, звужуючи разом і зменшуючи водопроникність, рух повітря і легкість проникнення коренів. Ці окремі агрегати набувають блокоподібний вигляд. Призматична структура ґрунту. зазвичай утворюється після того, як в горизонті B ґрунту була сформована блокова структура. Призматична структура зазвичай пов’язана з грунтами, які утворилися в напівпосушливих і посушливих середовищах, де грунт висихає на значну глибину протягом деякого періоду року. Ця тяга є блоками один від одного і в кінцевому підсумку призводить до цілої групи блоків, що діють як вертикальна призма. Ці призми утворюють зони слабкості між призмами вертикально. Під час перших дощів вологого сезону вода швидко рухається вниз по цих призмах, але в міру того, як грунт стає більш вологим, призми розширюються, заповнюючи порожнечі між призмами, що призводить до помірної водопроникності. Це викликає обмежений рух повітря і зменшує легкість проникнення коренів через цей горизонт. Стовпчаста структура ґрунту. зустрічається в B горизонті деяких ґрунтів у напівпосушливих та посушливих регіонах. Стовпчаста структура виникає лише там, де ґрунт має високу концентрацію натрію на місцях катіонічного обміну ґрунту. Стовпчики формують аналогічно утворенню грунтових призм. Однак, оскільки грунт продовжує формуватися, натрій розганяє глини з поверхні призми і змушує ці глини рухатися вниз по краях призм. Це спричиняє сильний ступінь герметизації призм, що призводить до повільної або дуже повільної водопроникності, обмеженого руху повітря та дуже важкого проникнення коренів. Мало хто рослини можуть рости в такому грунті. Platy структура грунту. відносно рідко зустрічається в рідних грунтах. Структура пластини найчастіше утворюється в результаті ущільнення транспортними засобами, худобою, людиною. Структура пластини найчастіше зустрічається в горизонті сільськогосподарських, міських, лісових та пасивних ґрунтів під інтенсивним управлінням. Ключовим фактором є відносно горизонтальні шари цих грунтових агрегатів. Однозерниста структура ґрунту. виникає там, де жодне зерно не пов’язане з будь-яким іншим зерном. Кращий приклад – дюнний пісок. Піски і мули в алювіальному (річкове родовище) або лесі (вітрове родовище) можуть мати єдину зернову структуру. Однозерниста структура – це відсутність структури, оскільки не існує справжніх агрегатів. Масивна структура грунту. це дійсно відсутність структури. Як підказує термін масивний, це просто маса частинок ґрунту без видимої повторюваної форми по всьому горизонту. Масивна структура зазвичай виникає в горизонті С, але може виникати в інших горизонтах, якщо відбулося дуже мало розвитку ґрунтового горизонту. Структура грунту є другим за значимістю фізичним властивістю грунту. Він впливає на інфільтрацію та проціджування води, аерацію, стійкість до ерозії та простоту проникнення коренів. Структура ґрунту контролюється текстурою ґрунту, вмістом органічної речовини та формою органічних сполук, активністю рослин та тварин, вмістом мінералів глини та хімією. Деякі загальні речовини для цементування структури грунту – гумус, алюмосилікатна глина, глина оксиду заліза та алюмінію, кремнезем та карбонати. Часто структура ґрунту легко змінюється людською діяльністю, такою як обробіток ґрунту або ущільнення. Структура та текстура ґрунту взаємодіють для контролю інших властивостей ґрунту. У таблиці 4 структура ґрунту має більший вплив у дрібнотекстурованих грунтах, ніж у грубих текстурованих грунтах. Це вказує на те, що структура більш помітна на дрібних грунтах, ніж у грубих грунтах.

Recommended articles

  1. Article type Section or Page License CC BY License Version 4.0 Show Page TOC No on Page
  2. Tags
    1. authorname:schwytervaughan
    2. source@https://wyoscholar.uwyo.edu/articles/educational_resource/SOIL_2010_-_Lab_Manual_Materials/13705561
    3. source[translate]-geo-14492

    Аналіз Ґрунту: Методи Тестування Та Тлумачення Результатів

    Продуктивність сільського господарства залежить від якості полів, а аналіз ґрунту дозволяє вчасно виявити проблему в розвитку посівів. Проведення аналізу ґрунтів допомагає визначити придатні культури або доцільність відведення землі під поля.

    Детальний аналіз ґрунту важливий не лише для фермерів, але й містить цінну інформацію для всіх зацікавлених сторін агропромислової галузі: сільськогосподарських кооперативів, агрострахових компаній, банків, постачальників сировини або агротрейдерів. Однак, зі звітів спеціальних лабораторій можна дізнатися лише поточні дані про стан поля. Для прийняття обґрунтованих рішень щодо меліорації поля краще поєднувати проведений лабораторією комплексний аналіз ґрунту з аналітикою супутникових знімків за попередні роки.

    Що Таке Аналіз Ґрунтів?

    Аналіз ґрунту – це тестування сільськогосподарських угідь за кількома параметрами: хімічним складом, токсичністю, рівнем рН, засоленістю, наявними мікроорганізмами тощо. Така діагностика також надає інформацію про хімічне забруднення, вміст гумусу або органіки, електропровідність, здатність до катіонного обміну та інші фізичні та хімічні характеристики.

    Комплексний Аналіз Ґрунту: Види Тестування

    Тип аналізу залежить від досліджуваних компонентів або властивостей землі на полі, які можуть позитивно чи негативно впливати на розвиток посівів. Найбільш часто проводять наступні аналізи ґрунту та визначають:

    • вміст мінеральних речовин,
    • рівень pH,
    • вологість ґрунту,
    • засоленість,
    • забруднення хімічними речовинами,
    • структуру та текстуру тощо.

    Хімічний Аналіз Ґрунту На Вміст Поживних Речовин

    Інформація про наявність поживних речовин на полі дозволяє точніше вносити добрива, аби забезпечити потреби рослин у практиці точного землеробства. Саме тому тестування ґрунту на вміст поживних речовин є найпоширенішим аналізом.

    Хімічний аналіз ґрунту насамперед визначає вміст азоту (N), фосфору (P) і калію (K), які є найважливішими поживними речовинами для сільськогосподарських культур. Менш важливими для дослідження є кальцій (Ca), сірка (S) і магній (Mg). Розширений аналіз також включає другорядні елементи, такі як залізо (Fe), марганець (Mg), бор (B), молібден (Mo) та інші хімічні елементи.

    Щоб перевірити вміст поживних речовин у ґрунті, зразок додають до розчину екстрагенту та збовтують (зазвичай струшуванням). Після того рідку речовину фільтрують та аналізують на наявність і концентрацію хімічних елементів (у перерахунку на суху речовину). Отримане число є індексом аналізу ґрунту.

    Чому важливо перевіряти рівень поживних речовин у ґрунті? Наявність правильної кількості поживних речовин на певних фенологічних стадіях важлива для рослин. Внаслідок дисбалансу поживних речовин (наприклад, дефіциту азоту) рослини недостатньо швидко ростуть, а високі концентрації є причиною в’янення рослин, опіків від надмірного внесення добрив або аномального розвитку.

    pН Тест Ґрунту

    Належний рівень рН у полі має важливе значення для продуктивності рослин, а занадто високий або занадто низький рН негативно вплине на розвиток посівів. Тестування ґрунту на рівень рН передбачає обчислення іонів водню. Значення рН можуть коливатися від 0 до 14. Нейтральне значення дорівнює 7, рівні нижче 7 означають закислені, а вище 7 – а залужені поля. Закисленість або залуження полів корегується відповідними методами. Наприклад, pH можна підвищити шляхом вапнування, а точний аналіз проб ґрунту на рН допоможе визначити його необхідну кількість для конкретних культур.

    Як перевірити рівень рН на полі? Провести аналіз ґрунту можна просто в полі, використовуючи спеціальні набори для тестування, але більш точні результати надають державні або приватні лабораторії.

    Аналіз Ґрунту На Засоленість

    На засолених полях рослини страждають від осмотичного стресу через погане поглинання води. Аналіз на засолення допомагає зрозуміти, чи може конкретна ділянка використовуватися як поле. Зазвичай, засоленість земель аналізують шляхом:

    • випаровування загальної кількості розчинних солей з витяжки води та ґрунту;
    • вимірювання електропровідності насиченого екстракту пасти або дистильованого водно-земельного розчину.

    Аналіз електропровідності землі проводиться в польових умовах або у спеціальній лабораторії.

    Аналіз ґрунту на електропровідність також може показати кількість доступного для посівів азоту на деяких незасолених полях.

    Аналіз Ґрунту На Пестициди Та Забруднення

    Пестициди допомагають у боротьбі зі шкідливими організмами, які знищують урожай. Агрохімікати є ефективним засобом проти бур’янів, хвороб рослин та шкідників. Водночас такі речовини отруюють організми, на які їх дія не спрямована, та забруднюють природу. Агресивні хімікати вимиваються у ґрунтові води, залишаються в землі на багато років і завдають шкоди людям і тваринам, накопичуючись у продуктах сільськогосподарського виробництва.

    Хімічні забруднювачі знижують якість врожаю, тому тестування ґрунту є важливим заходом перед посівом, який дозволяє спланувати подальший обробіток сільськогосподарських культур на основі попередніх польових операцій та продуктивності полів.

    Агрохімічний аналіз ґрунту також передбачає перевірку на наявність важких металів, оскільки деякі з них дуже токсичні. Найбільш шкідливими є свинець (Pb), миш’як (As), кадмій (Cd), хром (Cr), цинк (Zn), мідь (Cu), ртуть (Hg), нікель (Ni), літій (Li) та інші елементи.

    Аналіз Ґрунтів На Текстуру Та Структуру

    Окрім хімічних компонентів, аналіз сільськогосподарських полів також визначає тип ґрунту та його фізичні властивості, такі як текстура, структура та вологість.

    Зазвичай, земля на полі складається з глини, піску та ілистих наносів, а їх пропорції визначають текстуру ґрунту та його здатність абсорбувати поживні речовини з вологою. Наприклад, піщані поля висихають швидше, ніж глинисті, тому тестування текстури ґрунту допомагає планувати заходи зі зрошення та фертигації.

    Аналіз структури ґрунту описує розміри його частин і пор, які мають значення для проникнення води та повітря до коренів рослин. Пори глини дрібніші, а простори між порами в них за розміром малі. Тому глинисті поля швидко ущільнюються і потребують регулярної аерації.

    Аналіз типу ґрунту також допомагає визначити оптимальний тип сільськогосподарської культури для конкретного поля. Наприклад, вологолюбні рослини підходять для глинистих полів, а посухостійкі — для сухих піщаних.

    Тестування Ґрунту На Вологість

    Вода необхідна для росту рослин, тому належний розвиток сільськогосподарських культур неможливий за відсутності ґрунтової вологи. Коли поверхня поля суха, це можна помітити візуально; але точний рівень вологи вимірюється в лабораторії. Аналіз ґрунту на вологість показує наявність води для рослин або її нестачу та, як наслідок, зневоднення. Випаровування вологи за високої температури зі зразків ґрунту на аналіз є типовим методом діагностики його вологості. Показники вологи у відібраних пробах розраховують, вимірюючи їх масу до і після випаровування.

    EOSDA Crop Monitoring

    Отримайте доступ до супутникових знімків з високою роздільною здатністю – керуйте полями ефективно!

    Аби отримати високі врожаї, важливо стежити за вологістю в полі перед посівом та протягом усього сезону. Платформа EOSDA Crop Monitoring дозволяє дистанційно перевіряти рівень вологості землі в приповерхневій та в прикореневій зоні. Крім того, історичні дані показують рівень вологи на кожному етапі розвитку культури. На основі цих даних фермери можуть прогнозувати дефіцит вологи та приймати правильні рішення. Крім того, індекс NDMI в застосунку EOSDA Crop Monitoring допомагає знайти критичні зони, а подальший аналіз вологості цих ділянок покаже, чи справді посіви зневоднені.

    На графіку нижче показано співвідношення між вологістю ґрунту та NDVI. Оптимальний рівень вологості для вирощування соняшнику на суглинистому полі становить 65%. Зібрати максимальний урожай можливо, якщо показники знизяться до 40%. У червні вологість впала нижче 25% – точки в’янення – як показує NDVI. Ці дані показують, що в результаті було зібрано 2374 кг/га замість максимально можливих 3961 кг/га.

    Співвідношення NDVI та вологості ґрунту на суглинному полі соняшнику.

    Як Зробити Аналіз Ґрунту?

    Існує декілька варіантів аналізу:

    • Провести його самостійно за допомогою спеціальних наборів для тестування.
    • Надіслати зразки до лабораторій, де можна зробити аналіз ґрунту.
    • Звернутися до компанії, яка виконує всі етапи аналізу ґрунту від відбору проб до рекомендацій щодо меліорації поля.

    Скільки триває аналіз ґрунту? Стандартна тривалість процедури – кілька тижнів.

    Відбір Проб Ґрунту Для Дослідження

    Аналіз земель сільськогосподарського призначення дає необхідну інформацію для планування раціонального обробітку полів, але точність результатів залежить від якості відбору проб. Під час застосування основних методів відбору проб ґрунту для дослідження поле ділять за сітками або зонами.

    Відбір Проб За Сіткою

    За цим способом поле поділене на рівні за розміром сітки, зазвичай площею від 0,5 до 2 га. Що менше сітка, то точніше результат. Чим більша сітка, тим більше проб необхідно взяти. Наприклад, для сітки в 0,5 га потрібно щонайменше п’ять підпроб, а для сітки в 2 га необхідно близько десяти. Відбір зразків ґрунту для аналізу за сіткою доцільний для отримання просторової інформації про поле, але цей метод не враховує його варіабельність.

    Як часто слід проводити аналіз ґрунту? Рекомендована частота відбору проб для дослідження – один раз на два-три роки в конкретний період сезону вирощування культур. У практиці інтенсивного землеробства процедуру слід проводити щороку.

    Відбір Зразків За Зонами

    Техніка відбору зразків ґрунту для аналізу за зонами передбачає відбір середніх проб з кожної зони, на які ділиться поле відповідно до карт посівів або типу ґрунту. Всі зони мають бути схожими за своїми характеристиками, тому їх кількість та розміри залежать від варіабельності поля. Як правило, розміри зон складають від 1 до 4 га. Чим більше зона, тим більше потрібно проб (не менше п’яти для кожної зони, по чотири на гектар).

    Аналіз якості ґрунту дозволяє зрозуміти стан поля, проте використання кількох джерел дає можливість скласти більш детальну картину. У цьому випадку є корисною функція зонування на платформі EOSDA Crop Monitoring. Карти продуктивності в застосунку показують динаміку стану полів за допомогою вегетаційних індексів, що дозволяє точніше визначити зони для відбору проб. Завдяки цій функції фермери можуть застосовувати агрохімікати залежно як від стану культур, так і конкретних характеристик кожної зони.

    Карта продуктивності кукурудзяного поля та рекомендації щодо диференційованого внесення добрив в EOSDA Crop Monitoring.

    Зображене поле розділене на п’ять зон на основі індексу NDVI. Згідно з картою, відбір зразків ґрунту для аналізу слід проводити в зонах поля з низькою інтенсивністю вегетації та звернути особливу увагу на “Зону 3” та “Зону 4”. Зона “Менш інтенсивна вегетація” позначена червоним кольором: це край поля, де нічого не росте. “Зона 2” замала для відбору проб. Рекомендації щодо внесення добрив заповнюються для кожної зони залежно від інтенсивності вегетації.

    Інтерпретація Результатів Аналізу Ґрунту

    Лабораторні звіти зазвичай містять результати аналізу за переліченими параметрами та об’ємами хімічних елементів у пробах. Для правильного розуміння цих результатів важливо знати норми поживних речовин для культур та регулювати їх концентрацію на полі відповідно.

    Наприклад, необхідні концентрації азоту залежать від типу ґрунту і є найвищими для глинистих полів:

    • піщана земля (25 – 50 мг-N/кг);
    • суглинки (50 – 75 мг-N/кг);
    • глиниста земля (75 – 125 мг-N/кг).
    Оптимальні концентрації хімічних елементів в ґрунті

    ЕлементНорма, мг/кг (ppm)
    Фосфор (P)25 – 35
    Сірка (S)7 – 15
    Цинк (Zn)1 – 3
    Залізо (Fe)10 – 20
    Марганець (Mn)8 – 11
    Мідь (Cu)0.8 – 1
    Калій (K)165 – 220
    Кальцій (Ca)1400 або вище
    Магній (Mg)100 або вище
    Натрій (Na)80 – 120

    Окрім вмісту поживних речовин, звіт про дослідження ґрунту може включати наступні параметри:

    • Клас вказує на вміст гумінових речовин і поділяється на три типи: мінеральні, мінерально-органічні та органічні. Багаті мінеральними речовинами поля (MIN) мають низьку концентрацію гумусу, тоді як органічні (ORG) найбагатші на гумус. На мінерально-органічних полях (М-О) вміст гумусу середній.
    • Органічна речовина (OM) показує вміст органічної речовини у зразках. За винятком піщаних полів, норми органічної речовини для просапних культур становлять 2,5% та вище.
    • Ємність катіонного обміну (CEC) вимірює здатність поля утримувати катіони (позитивно заряджені іони). Середні значення становлять 13-25 CEC, але можуть коливатися від 1 до 40.

    Результати лабораторного аналізу якості ґрунтів можуть містити рекомендації щодо меліорації для підвищення врожайності культур, наприклад, із внесення добрив або вапнування для зниження кислотності. Однак, звіт лабораторії дає інформацію лише про поточну ситуацію. З цієї причини також мають значення наступні історичні дані про умови вирощування на полі та відповідне корегування вмісту нутрієнтів:

    • типи культур і сівозміна;
    • глибина оранки у традиційному землеробстві;
    • традиційний чи нульовий обробіток ґрунту (no-till);
    • тип ґрунту;
    • внесення добрив або фертигаційні заходи.

    Інтерпретація результатів аналізу ґрунту не буде вичерпною без цих аспектів, оскільки кожен із них певним чином впливає на якість землі на полі.

    Під час корегування концентрації поживних речовин потрібно враховувати, яку саме культуру буде засіяно наступного сезону. Кожен вид рослин потребує певного балансу поживних речовин для здорового розвитку.

    Аналіз Ґрунту В Агробізнесі З EOSDA Crop Monitoring

    Своєчасний аналіз стану полів допомагає знизити економічні та екологічні ризики не тільки для фермерів, а й усіх зацікавлених сторін в аграрному секторі:

    • сільгоспвиробники можуть запобігти поширенню хвороб рослин та підвищити продуктивність своїх підприємств;
    • агрокооперативи можуть контролювати продуктивність полів своїх членів;
    • постачальники сировини можуть проаналізувати попит на свою продукцію;
    • агрострахові компанії у процесі валідації претензій можуть контролювати, чи фермери доглядають за полями належним чином;
    • банківські установи можуть приймати рішення щодо доцільності кредитування сільськогосподарських підприємств.

    Відбір проб ґрунту для дослідження також необхідний під час купівлі нового поля або визначення стратегії землекористування. Аналіз поживних речовин, які знаходяться в землі, допомагає підтримувати родючість полів у довгостроковій перспективі та тим самим сприяти розвитку сталого землеробства.

    Платформа EOSDA Crop Monitoring не виконує аналіз ґрунту безпосередньо, але дозволяє дистанційно аналізувати ситуацію на полі, тому брати проби на всій його території немає потреби. Карти вегетації показують критичні зони, а потім скаути отримують завдання із зазначенням конкретних ділянок для відбору зразків ґрунту для аналізу в розділі “Скаутинг”. Крім того, користуючись застосунком EOSDA Crop Monitoring, фермери можуть доповнити висновки лабораторного аналізу історичними даними про врожайність культур в регіоні за попередні роки та відстежувати її динаміку за підсумками кожного сезону – все в одному місці.

    Ви можете застосовувати нашу платформу у своєму бізнесі по-різному. Так, вегетаційні індекси, карти продуктивності та інші функції платформи EOSDA Crop Monitoring можна використовувати в модулі White Label або через API. Щоб дізнатися більше про переваги наших продуктів у вашій ніші, зв’яжіться з відділом продажу EOSDA за адресою [email protected].

    Про автора:

    Василь Черлінка має більш ніж 30-річний досвід роботи в галузі агрономії та педології (ґрунтознавства). Він є доктором біологічних наук зі спеціалізацією в галузі ґрунтознавства.

    Доктор Черлінка навчався у машинобудівному технікумі (агрохімія та агрономія) в Україні (1989-1993), потім поглиблював свої знання в галузі агрохімії, агрономії та ґрунтознавства в Чернівецькому національному університеті за спеціальністю “Агрохімія та ґрунтознавство” (1993-1998).

    У 2001 році успішно захистив дисертацію “Обґрунтування агроекологічної відповідності моделей родючості ґрунту та його факторів вимогам польових культур” та отримав ступінь кандидата біологічних наук з ухилом у ґрунтознавство в ННЦ “Науково-дослідний інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.М. Соколовського”.

    У 2019 році доктор Черлінка успішно захистив дисертацію “Цифрові моделі рельєфу у ґрунтознавстві: Теоретико-методологічні основи та практичне використання” та отримав ступінь кандидата біологічних наук зі спеціалізацією в галузі ґрунтознавства.

    Василь одружений, має двох дітей (сина та дочку). Протягом усього життя захоплюється спортом (є кандидатом у майстри спорту України з пауерліфтингу та навіть брав участь у змаганнях стронгменів).

    З 2018 року доктор Черлінка консультує EOSDA з проблем ґрунтознавства, агрономії та агрохімії.