.jpg/1280px-20150319-OC-LSC-0534_(16868799182).jpg)
Тест почвы — это лабораторный или натурный анализ для определения химических, физических или биологических характеристик почвы. Возможно, наиболее широко проводимые тесты 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 тесты почвы могут использоваться для определения текущего физического состояния почвы, свойств просачивания , прочности на сдвиг и деформационных свойств почвы. Другие тесты почвы могут использоваться в геохимических или экологических исследованиях.
В сельском хозяйстве тест почвы обычно относится к анализу 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, который указывает на дефицит питательных веществ, потенциальную токсичность от чрезмерного плодородия и торможение от присутствия несущественных микроэлементов . Тест используется для имитации функции корней по усвоению минералов. Ожидаемая скорость роста моделируется законом максимума . [1]
Лаборатории, такие как в Университете штата Айова и Университете штата Колорадо , рекомендуют, чтобы анализ почвы содержал 10-20 точек отбора проб на каждые 40 акров (160 000 м 2 ) поля. Водопроводная вода или химикаты могут изменить состав почвы, и может потребоваться отдельное тестирование. Поскольку питательные вещества в почве меняются с глубиной, а компоненты почвы меняются со временем, глубина и время отбора пробы также могут повлиять на результаты.
Композитный 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 соблюдены требования правительства к отбору проб. Необходимо создать справочную карту для записи местоположения и количества полевых образцов с целью правильной интерпретации результатов испытаний.
В точном земледелии образцы почвы могут быть геолоцированы с использованием технологии GPS для оценки геопространственного распределения питательных веществ в области отбора проб. Геолоцированные образцы собираются с использованием распределения и разрешения, которые позволяют оценить геопространственную изменчивость области почвы, где будет выращиваться урожай. Используется много различных распределений и разрешений в зависимости от многих факторов, включая цели геопространственного анализа питательных веществ и стоимость сбора и анализа образцов. [2] [3]
Например, в регионах выращивания кукурузы и сои в США многие поставщики услуг по анализу почвы в точном земледелии предлагают распределение по сетке с разрешением 2,5 акра на сетку (один образец на каждую сетку в 2,5 акра). Это обычно называется тестированием почвы по сетке.
Химия почвы со временем меняется, поскольку биологические и химические процессы разрушают или объединяют соединения с течением времени. Эти процессы изменяются, как только почва извлекается из ее естественной экосистемы (флоры и фауны, которые проникают в область отбора проб) и окружающей среды (температуры, влажности и циклов солнечного света/излучения). В результате точность анализа химического состава может быть улучшена, если почва анализируется вскоре после ее извлечения — обычно в течение относительного периода времени 24 часа. Химические изменения в почве можно замедлить во время хранения и транспортировки, заморозив ее. Воздушная сушка также может сохранить образец почвы в течение многих месяцев.
Тестирование почвы часто проводится коммерческими лабораториями, которые предлагают разнообразные тесты, нацеленные на группы соединений и минералов. Лабораторные тесты часто проверяют наличие питательных веществ для растений в трех категориях:
Количество фосфора, доступного для растений , чаще всего измеряется методом химической экстракции, и в разных странах существуют разные стандартные методы. Только в Европе в настоящее время используется более 10 различных тестов на фосфор в почве, и результаты этих различных тестов напрямую не сопоставимы. [4]
Наборы для самостоятельного анализа обычно проверяют только три «основных питательных вещества» и кислотность почвы или уровень pH . Наборы для самостоятельного анализа часто продаются в фермерских кооперативах, университетских лабораториях, частных лабораториях и некоторых хозяйственных и садовых магазинах. Электроизмерительные приборы , измеряющие pH, содержание воды и иногда содержание питательных веществ в почве, также доступны во многих хозяйственных магазинах. Лабораторные тесты точнее, чем тесты с наборами для самостоятельного анализа и электроизмерительными приборами. Пример отчета об образце почвы предоставлен для справки Wallace Laboratories LLC.
Чтобы избежать сложных и дорогих аналитических методов, прогнозирование на основе уравнений регрессии, относящихся к более легко измеряемым параметрам, может быть обеспечено функциями педотрансфера . 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.
Предоплаченные почтовые наборы для тестирования почвы и грунтовых вод доступны для облегчения упаковки и доставки образцов в лабораторию. 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 тесты часто включают профессиональную интерпретацию результатов и рекомендаций. Предварительные заявления, включенные в лабораторный отчет, могут описывать любые аномалии, исключения и недостатки в отборе проб, аналитическом процессе или результатах.
Некоторые лаборатории проводят анализ на все 13 минеральных питательных веществ и дюжину несущественных, потенциально токсичных минералов, используя «универсальный почвенный экстрагент» ( бикарбонат аммония DTPA ). [8]
В геотехнической инженерии испытание грунта может использоваться для определения физических характеристик грунта, таких как его содержание воды , коэффициент пустотности или объемная плотность . Испытание грунта также может предоставить информацию, связанную с прочностью на сдвиг , скоростью консолидации и проницаемостью грунта. Ниже приведен неполный список инженерных испытаний грунта.
К распространенным минеральным загрязнителям почвы относятся мышьяк , барий , кадмий , медь , ртуть , свинец и цинк .
Свинец является особенно опасным компонентом почвы. Следующая таблица из Университета Миннесоты классифицирует типичные уровни концентрации в почве и связанные с ними риски для здоровья. [9]
Ниже приведен неполный список рекомендаций по ограничению воздействия свинца на садовые почвы: