Показатели качества почвы

Кислотность почв вызывается присутствием ионов водорода. В зависимости от того, в каком состоянии находятся в почве ионы водорода, различают актуальную кислотность и потенциальную – гидролитическую и обменную.

Определение электропроводности дает качественную информацию о количестве растворенных солей в почве. Все соли содержат некоторую водорастворимую часть, которая при достижении определенного уровня плохо влияет на рост растений, – появляется засоленность почвы. Засоленность является результатом низкой проницаемости почвы. Засоленность почвы определяется методом измерения электропроводности суспензии почвы и выражается в μS/cm или в mS/cm.

Активность ионов в растворах определяют с помощью различных переносных и стационарных (лабораторных) иономеров. Метод основан на извлечении ионов из почвы и последующем измерении их концентрации в полученной вытяжке потенциометрическим методом с помощью селективных электродов. Ионселективные электроды – это электрохимические полуэлементы, в которых разность потенциалов на границе раздела фаз «электродный материал/электролит» зависит от концентрации (точнее активности) определяемого иона в растворе.

Минеральные соединения азота, растворимые в воде (нитриты, нитраты, аммонийные соли) и вытесняемые растворами нейтральных солей (поглощенный аммоний), – все они являются непосредственными источниками питания растений. Содержание минеральных соединений азота является одним из показателей обеспеченности почв азотом, доступным для растений.

Большая часть органических и минеральных соединений фосфора, находящихся в почве, нерастворима в воде и недоступна для растений. В практике сельского хозяйства под названием «подвижные соединения фосфора» понимают те почвенные фосфаты, которые растворяются в воде и слабых кислотах и могут усваиваться растениями.

Подвижный щелочногидролизуемый азот, определяемый по методу Корнфилда, является по сути легкогидролизуемым азотом почвы и характеризует содержание потенциально доступного для растений азота. Метод довольно широко используется для прогнозирования доз азотных удобрений под различные сельскохозяйственные культуры. Связан с минерализацией органического азота и зависит от условий, обеспечивающих биологические процессы.

Азот входит в состав гумусовых веществ. Накопление его – характерная черта почвообразовательного процесса, обусловленная биологическим круговоротом веществ в системе «почва-растение». В то же время азот – важнейший элемент питания растений. Величина общего его запаса в почвах является показателем их потенциального плодородия.

Наиболее доступной формой калия являются его водорастворимые соединения и поглощенный (обменный) калий. Поглощенный калий является основным источником калийного питания растения, и содержание его в почве служит показателем степени обеспеченности почвы усвояемым калием.

Кальций и магний играют важную роль в формировании почвенного покрова. Соединения кальция и магния устойчивы в почвенных условиях, входят в состав многих минералов и участвуют в образовании основного минералогического скелета почвы. Они играют большую роль в ионообменных процессах и формировании состава почвенных растворов. В свою очередь, высокий уровень накопления этих элементов часто ухудшает физические свойства почвы, блокирует подвижность многих микроэлементов. Определение содержания кальция и магния проводится комплексонометрическим методом.

Гранулометрический состав почвы – это относительное содержание в почве частиц разного размера, или, по-другому, процентное соотношение между физическим песком и физической глиной. Точное определение гранулометрического состава почвы производится путем специального лабораторного анализа.

Косвенным приемом определения общего количества гумуса является вычисление содержания его по количеству углерода в почве. Метод сухого сжигания по Дюма определяет общий углерод, представляющий все его химические формы в почве.

Определение гумуса имеет важное значение для агрохимической оценки почвы. Гумус – важнейший показатель плодородия почвы и обеспеченности растений азотным питанием. С его наличием связана поглотительная способность почвы, водопроницаемость, влагоемкость.

Изучая микроскопическое строение почв, можно получить большой объем разнообразной и объективной информации о географических условиях почвообразования, генезисе почв, интенсивности и соотношении процессов, которые формируют физическое состояние и вещественный состав. Для изучения мельчайших составных частей почвы необходима увеличительная техника, прежде всего микроскоп. Кроме того, нужна система описания оптических свойств исследуемых объектов.

В настоящее время к числу необходимых элементов питания растений относят около 20 химических элементов, еще 12 элементов считают условно необходимыми. Каждый элемент выполняет определенные физиологические функции в растении.
Тяжелые металлы (свинец, ртуть, хром и др.), накапливаясь в почве, поглощаются растениями, что приводит к ухудшению качества продуктов питания, когда их содержание превышает санитарные нормы. Тяжелые металлы относятся к особым загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах.

С увеличением численности населения на земле и увеличением его потребностей отмечается сильный рост производства различных веществ и синтетических изделий, в состав которых входят химические соединения, которые в процессе производства и использования представляют большую опасность для здоровья населения и окружающей среды. В дополнение к этому в аграрном секторе значительно увеличилось количество пестицидов, интенсивное использование которых вызывает токсичные эффекты на все живые существа. Особую группу опасных соединений представляют стойкие органические соединения, которые используются в промышленности, в сельском хозяйстве и в некоторых случаях генерируются промышленными процессами и в результате сжигания.

За счет стремительного производства и использования удобрений с каждым годом возрастает количество радиоактивно загрязненных почв. Определение радионуклидов в почве производится путем бета-гамма-спектрометрического анализа проб.

При попадании нефти и нефтепродуктов в почву происходят глубокие и часто необратимые изменения физических, морфологических, физико-химических, микробиологических свойств, а иногда и существенная перестройка почвенного профиля, что приводит к потере плодородия и отторжению загрязненных территорий из хозяйственного использования. Углеводороды нефти способны образовывать в процессе трансформации токсичные соединения, обладающие канцерогенными свойствами, характеризующимися стойкостью к микробиологическому расщеплению и способностью переходить в растения. Это значительно снижает качество возделываемых культур и создает определенную угрозу для здоровья человека. Большое разнообразие и вариация состава этих смесей делает контроль за их содержанием трудной аналитической задачей.

Использование портативного оборудования (экспресс) для контроля показателей почв значительно сокращает трудоёмкость анализов, предоставляя информацию об определяемых показателях непосредственно на месте отбора пробы: это благоприятствует полевым исследованиям и повышает надежность и результативность работ.