способ определения типа почвы

Формула изобретения

Способ определения типа почвы, включающий отбор образца почвы, подготовку пробы и ее анализ, отличающийся тем, что анализ пробы включает определение рентгенофлуоресцентным способом содержание кальция, железа, циркония и титана в исследуемом образце, и о типе почвы судят по отношению содержания в ней железа к цирконию и кальция к титану на предварительно построенном калибровочном графике.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для оценки плодородия почв.

Знание типа и состава почвы является фундаментом, определяющим ее потенциальные возможности для выращивания сельскохозяйственных культур, перечень агротехнических и агрохимических мероприятий, необходимых для ее возделывания.

Известен способ определения типа почвы (А.с. СССР №1656451, Кл. 5 G 01 N 33/24, 1988), предусматривающий измерение цветовых изменений исследуемого профиля путем регистрации отражающей способности и определение типа почвы путем сравнения с эталоном цветовых изменений почвенного профиля известного типа почв, для чего предварительно бурят скважину, нагнетают в нее углекислый газ и помещают эталоны цветовых изменений почвенного профиля на гумусированность и материнскую породу с известной отражающей способностью. Измерение цветовых изменений исследуемого почвенного профиля осуществляют с помощью штанги, комбинированной по высоте и снабженной светильником и фотоэлементом, которую постепенно опускают в скважину и по мере ее заглубления регистрируют отражательную способность исследуемой почвы и эталонов.

Недостатком данного способа является сложность его осуществления, связанная с необходимостью применения специального оборудования. Что касается точности и достоверности результатов способа, следует отметить их невысокие результаты из-за многообразия типов почв, индивидуальности цветовых изменений с глубиной.

Известен способ определения типа почв (А.с. СССР №1812487, Кл. 5 G 01 N 33/24, 1990), включающий отбор контрольных известных типов почв и исследуемых почвенных проб, подготовку их путем измельчения, просеивание и взвешивание, анализ подготовленных проб и определение типа почвы исследуемых проб путем сравнения анализируемых характеристик с характеристиками контрольных проб. Перед взвешиванием пробы высушивают и охлаждают до заданной температуры, анализ осуществляют путем обработки проб раствором химического реагента и определения величин максимального приращения температуры термохимической реакции взаимодействия почвы и химического реагента, при этом обработку контрольных проб проводят растворами химического реагента различной концентрации с определением градуировочных зависимостей величин максимального приращения температуры от концентрации для каждого типа почвы, а обработку исследуемых проб проводят раствором химического реагента заданной концентрации и по величине максимального приращения температуры с помощью градуировочной зависимости определяют тип почвы. В качестве химического реагента можно использовать серную, соляную или азотную кислоты или гидроксид натрия. При установлении типа почвы рекомендуется использовать не менее двух результатов анализа исследуемой пробы с раствором химического реагента разной концентрации или не менее двух результатов анализа исследуемой пробы с растворами разных химических реагентов заданной концентрации.

Недостатком данного способа является длительность и сложность его осуществления.

Известен способ выявления агрономически ценной структуры черноземной почвы (А.с. СССР №1656450, Кл. 5 G 01 N 33/24, 1988, прототип), предусматривающий отбор образца почвы, подготовку пробы и ее анализ. Подготовка пробы осуществляется путем компостирования в течение 12 дней при 25-28°С и влажности почвы 60% и последующего приготовления водной вытяжки при соотношении почва: вода 1:5. Анализ полученной вытяжки ведут методом инфракрасной спектроскопии. По интенсивности поглощения в спектрах в диапазонах длин волн 1640-1670 и 1350-1450 см^-1 судят о структуре почвы, причем при интенсивности поглощения пиков более 15 и 35% соответственно выявляют агрономически ценную структуру черноземов.

Для исследования других типов почв необходимо экспериментально на образцах почвы с известной структурой установить величину интенсивности поглощения пиков ИК-спектров.

Несмотря на информативность способа, недостатком его является сложная и длительная подготовка образца к анализу, а также многообразие видов ответной реакции взаимодействия разных типов почв с разными химическими реагентами.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении экспрессности метода определения типа почв.

Поставленная в изобретении задача решена путем проведения анализа пробы образца почвы рентгенофлюоресцентным способом, в результате которого определяют содержание в исследуемом образце почвы кальция, железа, циркония и титана. О типе почвы судят по отношению содержания в ней железа к цирконию и кальция к титану на предварительно построенном калибровочном графике.

В качестве критерия определения типа почвы предлагается использовать отношение содержания элементов в почве Fe/Zr и Са/Ti. Использование этих отношений определяется ролью и поведением этих элементов в пахотном слое почвы. Если Fe и Са относятся к довольно интенсивно мигрирующим элементам, то Zr и Ti, напротив, характеризуются задержкой при миграции из-за принадлежности преимущественно к силикатной фракции почвы. На чертеже приведена зависимость величины отношений Fe/Zr и Ca/Ti для разных типов почв. График построен по величинам указанных отношений для почвенных стандартов СП-1 - Курский чернозем, СП-2 - Московская дерново-подзолистая почва, СП-3 - Прикаспийская светло-каштановая почва. При этом оказывается, что эти отношения для разных типов почв укладываются в прямолинейную зависимость, что подтверждает их однозначную зависимость от элементного состава.

Экспрессность способа заключается не только в выборе метода анализа исследуемого образца почвы, но и в способе подготовки образца к анализу, который отличается простотой и не требует много времени.

Заявленный способ иллюстрируется чертежом, на котором показан график зависимости величины отношений Fe/Zr и Ca/Ti для почвенных стандартов СП-1 - Курский чернозем, СП-2 - Московская дерново-подзолистая почва, СП-3 - Прикаспийская светло-каштановая почва.

Осуществление предлагаемого способа заключается в отборе образца почвы, его высушивании, прессовании 1-граммовой таблетки и проведении ее рентгенофлюоресцентного анализа. Рентгенофлюоресцентный анализ позволяет экспрессным методом с достаточно высокой точностью определять содержание в образцах Fe, Ca, Zr и Ti. Затем рассчитываются их отношения и по графику в координатах Fe/Zr-Ca/Ti определяют тип почвы. Название типа почвы определяется близостью точки пересечения величин отношений к тому или иному стандарту на прямой линии.

Преимущества предлагаемого способа определения типа почвы заключается в его экспрессности, простоте подготовки образцов для анализа, простоте интерпретации результатов, достаточно высокой представительности результатов анализа, их высокой достоверности, т.к. погрешность определения концентраций элементов не превышает 3-5%.