Тест почвы

Тест почвы — это лабораторный или анализ на месте для определения химических, физических или биологических характеристик почвы. Вероятно, наиболее широко проводимые испытания почвы — это те, которые проводятся для оценки доступных для растений концентраций питательных веществ с целью предоставления рекомендаций по удобрениям в сельском хозяйстве. В геотехнической инженерии испытания почвы могут использоваться для определения текущего физического состояния почвы, свойств просачивания , прочности на сдвиг и деформационных свойств почвы. Другие анализы почвы могут использоваться в геохимических или экологических исследованиях.

Тесты сельскохозяйственных почв

В сельском хозяйстве под анализом почвы обычно понимают анализ образца почвы для определения содержания питательных веществ , состава и других характеристик, таких как кислотность или уровень pH . Тест почвы может определить плодородие или ожидаемый потенциал роста почвы, что указывает на дефицит питательных веществ, потенциальную токсичность из-за чрезмерного плодородия и подавление присутствия несущественных микроэлементов . Тест используется для имитации функции корней по усвоению минералов. Ожидаемый темп роста моделируется Законом максимума . ^{[ 1 ]}

Лаборатории, например, в Айова и Университетах штата Колорадо , рекомендуют, чтобы анализ почвы содержал 10-20 точек отбора проб на каждые 40 акров (160 000 м2). ²) поля. Водопроводная вода или химикаты могут изменить состав почвы, и их, возможно, придется проверять отдельно. Поскольку питательные вещества почвы меняются с глубиной, а компоненты почвы меняются со временем, глубина и время отбора пробы также могут повлиять на результаты.

Составной отбор проб может быть выполнен путем объединения почвы из нескольких мест перед анализом. Это обычная процедура, но ее следует использовать разумно, чтобы избежать искажения результатов. Эта процедура должна быть выполнена для того, чтобы были выполнены государственные требования к выборке образцов. Необходимо создать справочную карту для записи местоположения и количества полевых проб, чтобы правильно интерпретировать результаты испытаний.

Географическое распределение образцов для точного земледелия

В точном земледелии образцы почвы можно геолокировать с помощью технологии GPS, чтобы оценить геопространственное распределение питательных веществ на отобранной территории. Геолокированные образцы собираются с использованием распределения и разрешения, которые позволяют оценить геопространственную изменчивость участка почвы, на котором будет выращиваться урожай. Используется множество различных распределений и разрешений, в зависимости от многих факторов, включая цели геопространственного анализа питательных веществ и стоимость сбора и анализа проб. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Например, в регионах выращивания кукурузы и сои в США многие поставщики услуг по точному сельскохозяйственному тестированию почвы предлагают распределение по сетке с разрешением 2,5 акра на сетку (один образец на каждые 2,5 акра). Обычно это называется сеточным тестированием почвы.

Хранение, обращение и перемещение

Химический состав почвы меняется со временем, поскольку биологические и химические процессы со временем разрушают или объединяют соединения. Эти процессы изменяются, когда почва удаляется от ее естественной экосистемы (флоры и фауны, проникающей в выбранную область) и окружающей среды (температуры, влажности и циклов солнечного света/излучения). В результате точность анализа химического состава можно повысить, если анализировать почву вскоре после ее извлечения — обычно в течение относительного периода времени, составляющего 24 часа. Химические изменения в почве можно замедлить при хранении и транспортировке путем ее замораживания. Сушка на воздухе также позволяет сохранить образец почвы на многие месяцы.

Лабораторное тестирование

Тестирование почвы часто проводится коммерческими лабораториями, которые предлагают различные тесты, нацеленные на группы соединений и минералов. Лабораторные тесты часто проверяют наличие питательных веществ в растениях по трем категориям:

Основные питательные вещества: азот , фосфор и калий.
Вторичные питательные вещества: сера , кальций , магний.
Второстепенные питательные вещества: железо , марганец , медь , цинк , бор , молибден , хлор.

Количество доступного для растений фосфора чаще всего измеряют методом химической экстракции, и в разных странах существуют разные стандартные методы. Только в Европе в настоящее время используется более 10 различных тестов на содержание фосфора в почве, и результаты этих различных тестов невозможно напрямую сравнивать. ^{[ 4 ]}

Наборы , сделанные своими руками, обычно проверяют только три «основных питательных вещества», а также кислотность почвы или уровень pH . Наборы для самостоятельного изготовления часто продаются в фермерских кооперативах, университетских лабораториях, частных лабораториях, а также в некоторых хозяйственных и садовых магазинах. Электрические счетчики , измеряющие pH, содержание воды, а иногда и содержание питательных веществ в почве, также доступны во многих хозяйственных магазинах. Лабораторные тесты более точны, чем тесты с использованием наборов «Сделай сам» и электросчетчиков. Пример отчета об образце почвы предоставлен для справки компанией Wallace Laboratories LLC.

Чтобы избежать сложных и дорогостоящих аналитических методов, прогнозирование на основе уравнений регрессии, относящихся к более легко измеримым параметрам, может быть обеспечено педопереносными функциями . Например, объемную плотность почвы можно предсказать, используя легко измеряемые свойства почвы, такие как текстура почвы, pH и органическое вещество. ^{[ 5 ]}

Анализ почвы используется для облегчения выбора состава и дозировки удобрений для земель, используемых как в сельском хозяйстве, так и в садоводстве.

Для облегчения упаковки и доставки образцов в лабораторию доступны предоплаченные наборы для анализа почвы и грунтовых вод по почте. Аналогичным образом, в 2004 году лаборатории начали предоставлять рекомендации по удобрениям вместе с отчетом о составе почвы.

Лабораторные тесты более точны и часто используют очень точную технологию впрыска потока (или сканирование в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR) ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}). Кроме того, лабораторные анализы часто включают профессиональную интерпретацию результатов и рекомендации. Предварительные заявления, включенные в лабораторный отчет, могут описывать любые аномалии, исключения и недостатки в отборе проб, аналитическом процессе или результатах.

Некоторые лаборатории анализируют все 13 минеральных питательных веществ и дюжину несущественных, потенциально токсичных минералов, используя «универсальный экстрагент почвы» ( бикарбонат аммония DTPA ). ^{[ 8 ]}

Инженерные испытания грунтов

В геотехнической инженерии испытание почвы может использоваться для определения физических характеристик почвы, таких как содержание воды , коэффициент пустотности или объемная плотность . Тестирование почвы также может предоставить информацию, касающуюся прочности на сдвиг , скорости консолидации и проницаемости почвы. Ниже приводится неисчерпывающий список инженерных испытаний грунтов.

Содержание воды
Удельный вес
Гранулометрический анализ ( ситообразный анализ или ареометра ) метод
Пределы Аттерберга
Индекс свободного набухания
Давление набухания
Сухая плотность
Испытание на трехосный сдвиг
Испытание на прямой сдвиг
Относительная плотность
Одометрический тест на консолидацию
Коэффициент подшипника Калифорнии (CBR)
Испытания на проницаемость (постоянный напор, падающий напор и т. д.)
Испытание на сдвиг лопастей

Загрязнения почвы

Общие минеральные загрязнители почвы включают мышьяк , барий , кадмий , медь , ртуть , свинец и цинк .

Свинец является особо опасным компонентом почвы. В следующей таблице Университета Миннесоты классифицируются типичные уровни концентрации в почве и связанные с ними риски для здоровья. ^{[ 9 ]}

Детям и беременным женщинам следует избегать контакта с почвой, общий уровень свинца, по оценкам, превышает 300 частей на миллион.
Ведущий уровень	Извлеченный свинец (ppm)	Расчетное общее содержание свинца (ppm)
Низкий	<43	<500
Середина	43-126	500-1000
Высокий	126-480	1000-3000
Очень высокий	>480	>3000

Ниже приводится неисчерпывающий список рекомендаций по ограничению воздействия свинца в садовых почвах:

Располагайте сады вдали от старых покрашенных построек и дорог с интенсивным движением.
Отдавайте предпочтение при посадке плодоносящим культурам (помидоры, кабачки, горох, подсолнечник, кукуруза и т.д.)
Включите органические материалы, такие как готовый компост , перегной и торфяной мох.
Известковая почва, рекомендованная по результатам анализа почвы (рН 6,5 сводит к минимуму наличие свинца)
Выбрасывайте старые и внешние листья перед употреблением листовых овощей; очистить корнеплоды; мыть все продукты
Сведите пыль к минимуму, поддерживая мульчированную и/или влажную поверхность почвы.

См. также

Ссылки

^ Самнер, Малкольм Э. (31 августа 1999 г.). Почвоведение . ISBN 9780849331367 . Проверено 8 ноября 2012 г.
^ «Отбор проб почвы для точного земледелия» . КропВотч . 17 сентября 2015 г. Проверено 22 мая 2019 г.
^ «Использование точного земледелия для улучшения управления плодородием почвы и исследований на фермах | Интегрированное управление растениеводством» . Crops.extension.iastate.edu . Проверено 22 мая 2019 г.
^ Джордан-Мей, Л.; Рубек, Г.Х.; Элерт, П.а. Я.; Жено, В.; Хофман, Г.; Гулдинг, К.; Рекнагель, Дж.; Проволо, Г.; Барракло, П. (1 декабря 2012 г.). «Обзор рекомендаций по удобрениям-P в Европе: тестирование почвы, калибровка и рекомендации по удобрениям». Использование и управление почвами . 28 (4): 419–435. дои : 10.1111/j.1475-2743.2012.00453.x . ISSN 1475-2743 . S2CID 98596449 .
^ Цяо, Цзянбо; Чжу, Юаньцзюнь; Цзя, Сяосюй; Хуан, Лаймин; Шао, Минъань (01 января 2019 г.). «Разработка педопереносных функций для прогнозирования объемной плотности в критической зоне на Лёссовом плато, Китай» . Журнал почв и отложений . 19 (1): 366–372. дои : 10.1007/s11368-018-2040-1 . ISSN 1614-7480 .
^ Доступная технология тестирования почвы на месте, в режиме реального времени расширяет цепочку создания стоимости в сельском хозяйстве в Уганде.
^ Простое и доступное тестирование почвы на месте для мелких фермеров Кении.
^ «wlabs.com» . ООО «Лаборатории Уоллеса» . Проверено 8 ноября 2012 г.
^ Карл Дж. Розен. «Свинец в домашнем саду и городской почвенной среде» . Расширение.umn.edu . Проверено 8 ноября 2012 г.

Внешние ссылки

[1] Самнер, Малкольм Э. (31 августа 1999 г.). Почвоведение . ISBN 9780849331367 . Проверено 8 ноября 2012 г.

[2] «Отбор проб почвы для точного земледелия» . КропВотч . 17 сентября 2015 г. Проверено 22 мая 2019 г.

[3] «Использование точного земледелия для улучшения управления плодородием почвы и исследований на фермах | Интегрированное управление растениеводством» . Crops.extension.iastate.edu . Проверено 22 мая 2019 г.

[4] Джордан-Мей, Л.; Рубек, Г.Х.; Элерт, П.а. Я.; Жено, В.; Хофман, Г.; Гулдинг, К.; Рекнагель, Дж.; Проволо, Г.; Барракло, П. (1 декабря 2012 г.). «Обзор рекомендаций по удобрениям-P в Европе: тестирование почвы, калибровка и рекомендации по удобрениям». Использование и управление почвами . 28 (4): 419–435. дои : 10.1111/j.1475-2743.2012.00453.x . ISSN 1475-2743 . S2CID 98596449 .

[5] Цяо, Цзянбо; Чжу, Юаньцзюнь; Цзя, Сяосюй; Хуан, Лаймин; Шао, Минъань (01 января 2019 г.). «Разработка педопереносных функций для прогнозирования объемной плотности в критической зоне на Лёссовом плато, Китай» . Журнал почв и отложений . 19 (1): 366–372. дои : 10.1007/s11368-018-2040-1 . ISSN 1614-7480 .

[6] Доступная технология тестирования почвы на месте, в режиме реального времени расширяет цепочку создания стоимости в сельском хозяйстве в Уганде.

[7] Простое и доступное тестирование почвы на месте для мелких фермеров Кении.

[8] «wlabs.com» . ООО «Лаборатории Уоллеса» . Проверено 8 ноября 2012 г.

[9] Карл Дж. Розен. «Свинец в домашнем саду и городской почвенной среде» . Расширение.umn.edu . Проверено 8 ноября 2012 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]