Одним из наиболее важных параметров в растениеводстве является рН — кислотность почвы. Измерение pH в почве является важной процедурой, поскольку этот показатель напрямую влияет на относительную доступность питательных веществ почв и, как следствие, на потенциал урожайности. Количество присутствующих в почве элементов зависит от ее происхождения и от содержания в ней органических веществ, являющихся источником питательных элементов. Питательные вещества почвы существуют как в виде сложных, нерастворимых комплексов, так и в простых формах, растворенных в почве и доступных растениям. Сложные формы должны быть подвергнуты разложению на более простые и доступные формы, чтобы принести пользу растению.
Из-за неправильной кислотности часть важных питательных элементов могут плохо усваиваться растением, а то и вовсе блокироваться. Если pH находится вне пределов приемлемого диапазона, то урожай будет низким. Как измерить кислотность почвы и повысить потенциал урожайности культур? На сегодняшний день на рынке России существует несколько приборов для измерения pH в почве. Простейший прибор позволяет проводить измерение кислотности зондированием почвы.
Проведение измерений:
1. Уберите любые препятствия мешающие проведению измерений (например, почва на поверхности, трава, листья и камни). Если почва сухая или же содержит много удобрений, то смочите ее водой и оставьте на 25-30 минут до начала проведения измерений уровня pH.
2. Перед проведением измерений тщательно очистите металлическую поверхность электрода прибора мягкой салфеткой. Перед первым применением (новый прибор) рекомендуется погрузить его несколько раз в почву, это поможет удалить с поверхности прибора вероятные масляные пятна, которые могут повлиять на точность измерений уровня кислотности pH и влажности.
3. Для проведения измерений опустите pH-метр в исследуемую почву. Металлическая поверхность электрода должна полностью находиться в земле. Слегка утрамбуйте почву так, чтобы она плотно прилегала к поверхности металлического электрода прибора. Спустя 10 минут после погружения pH метра в почву на дисплее прибора отобразится значение уровня pH или влажности. Иногда прибор может показывать разные значения в зависимости от состояния почвы, плотности ее прилегания к металлической поверхности электрода, влажности и т.д. В связи с этим рекомендуется провести несколько измерений и применить среднее арифметическое значение.
4. После проведения измерений протрите металлическую поверхность электрода прибора мягкой салфеткой для удаления остатков почвы, загрязнений и влаги.
Нормальная кислотность для большинства растений составляет около 7ph, то есть если прибор показывает от 6 до 8, то волноваться не стоит, у почвы нормальная кислотность. Если прибор показывает 5 или 4ph, то кислотность почвы повышена.
Повышенная кислотность почвы не позволяет растениям усваивать многие необходимые элементы, а мы продолжаем их подкармливать удобрениями которые дают кислотную реакцию и растению только хуже, при повышенной кислотности почвы нужно применять удобрения с щелочной или нейтральной реакцией и проводить агроприемы по понижению кислотности.
Усваиваемость железа, марганца и цинка становится меньше по мере увеличения pH от 6,5 до 7,5. Молибден и фосфор, с другой стороны, присутствует в почвах с более высоким уровнем pH. Почва с очень высоким уровнем pH оценивается наличием углекислоты (HCO3), которая может присутствовать в почве в достаточных количествах для того, чтобы поглощать другие ионы, и таким образом вредить оптимальному росту растений.
В последнее время все большую популярность среди фермеров приобретают универсальные рН/ЕС-метры, которые позволяют получить более точные данные не только рН почвы, но и ее электропроводности (качественный показатель содержания в почве минеральных веществ).
Этот прибор и его аналоги широко применяются в растениеводстве, в его работе используется ионометрический метод определения рН. Этот метод основан на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, включающей специальный стеклянный электрод, потенциал которого зависит от концентрации ионов Н+ в окружающем растворе. Способ отличается удобством и высокой точностью, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН.
Данный прибор позволяет измерить другой, важный для успешного растениеводства показатель — электропроводность почв. Ее вычисляют по измеренному сопротивлению. Для этого готовят раствор электролита, электропроводность которого известна Xv. измеряют его спротивление Rv в данном сосуде и затем вычисляют константу датчика при известной температуре. Затем, с помощью датчика измеряется сопротивление почвы и с помощью температурных коэффициентов вычисляется электропроводность почвы.
Измерение плотности почвы
Одним из важнейших свойств, влияющих на урожайность сельхозкультур, является плотность почвы. С переуплотнением почвы и «плужной подошвы», как результатом многолетнего применения вспашки, сегодня сталкиваются многие аграриям. Но решить проблему уплотнения, пока не определены его зоны и глубина «плужной подошвы», невозможно.
По мнению ученых, возникновение уплотнений возможно при любом типе почвы. При вспахивании и обработке почвы колеса тяжелой сельскохозяйственной техники давят на поверхность почвы. При постоянном давлении частицы почвы плотнее прилегают друг к другу и заполняют воздушные промежутки, образуя в местах движения техники мощное уплотнение почвы — «плужную подошву». Уплотнения препятствуют поступлению влаги и нормальному развитию корневой системы культур.
Одни типы почв подвержены риску возникновения уплотнений в большей степени, чем другие. При движении техники по поверхности, уплотненный слой почвы будет постоянно утолщаться.
Рис. 1. Определение плотности почвы с помощью измерителя плотности почвы
Согласно результатам многолетних исследований зарубежных и российских ученых, переуплотнение почвы сильно влияет не только на урожайность сельхозкультур, но и рентабельность сельхозпроизводства в целом. Обработка уплотненной почвы требует больших усилий, временных и денежных затрат. Большинство фермеров знают о проблеме уплотнения, но не могут точно определить, где находится уплотненный слой. Попытки найти уплотнения почвы и разрушить плужную подошву при помощи более глубокого вспахивания — это пустая трата сил, времени и денег. К сожалению, сегодня практически отсутствуют экспресс-методы определения плотности почвы, а используемый в сельскохозяйственной практике определения плотности почвы метод «вырезных цилиндров» не только трудоемок, но и требует длительного времени для получения конечного результата.
В последнее время на российском рынке появилось несколько приборов для измерения плотности почвы – плотномеров, которые условно разделяются на два типа: механические и ультразвуковые.
Простой и удобный в работе пенетрометр может не только обнаружить уплотнение почвы, помочь увеличить урожай и уменьшить затраты. С помощью измерителя плотности почвы можно проводить определение плотность почвы; способствовать развитию корневой системы; повысить эффективность минеральных удобрений; обеспечить проникновение влаги в глубокие слои почвы и избежать застоя влаги в поверхностных слоях.
Как работает механический измеритель плотности:
1. Проверить плотность почвы необходимо до проведения операций по ее обработке.
2. Введите щуп пенетрометра медленно в землю с постоянным усилием.
3. Индикатор даст показания в фунтах на квадратный дюйм — это величина усилия, для проникновения в почву или значение плотности.
4. Запишите значения плотности на различных уровнях, отмечая уровни, где усилие сначала увеличивается, а потом уменьшается, т.е. определите слои уплотнения.
5. Проведите несколько измерений в одной и той же зоне для получения наилучшего результата.
6. Проверьте несколько зон. Обратите внимание на то, что влажность почвы может влиять на показания прибора. Когда содержание влаги в почве высоко, данные могут казаться обманчиво низкими. И наоборот, когда почва сухая, то измерения могут оказаться завышенными.
Более точно определить уплотнение почвы позволяет измеритель уплотнения почвы с ультразвуковым датчиком глубины (например, модель SC 900 / SC 900 Soil Compaction Meier).
Этот прибор измеряет сопротивление проникновению с помощью динамометра, дополнительно измеряя глубину проникновения щупа с помощью ультразвукового датчика. При погружении щупа датчик посылает импульсы, улавливает отраженные от почвы импульсы и по временной разнице рассчитывает дистанцию. Получает данные о плотности почвы с каждых 2,5 см глубины. Уплотнение измеряется и отображается на дисплее в PSI (фунт/сила на квадратный дюйм) или в кПа. Запоминающее устройство и порт RS-232 позволяют производить измерение уплотнения почвы с привязкой к координатам местности. Память устройства хранит до 772 профилей (или 579, если используется функция GPS). Включает в себя также кабель подключения к компьютеру для загрузки данных.
Мониторинг плотности почвы на поле является одной из составляющих технологии «точного земледелия». GPS сегодня открывает возможность собирать информацию по состоянию почвы в любой точке поля и принимает решения по выбору технологии механического воздействия, направленного на создание «оптимальной плотности почвы поля». Для подключения GPS приемника требуется 2 кабеля: GPS/DGPS кабель и последовательный интерфейсный кабель.