Срок хранения проб почвы
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 19.09.2024
Население земного шара проживает на земной поверхности, то есть на почве, которая самым прямым образом влияет на условия проживания населения, являясь одним из главных компонентов влияния. На почве происходят как естественные процессы, обусловленные самой природой, так и антропогенное вмешательство, которые в совокупности и определяют состояние покрова почвы. Негативное влияние на состояние почвенного покрова оказывают прогрессивно разрастающиеся промышленные, например, в Альметьевске, инженерные и коммунальные строения, огромные транспортные магистрали с бешеными потоками. Все это наносит почве колоссальный вред в виде загрязнений при выпадении аэротехногенной грязи. Крупные производственные предприятия по переработке продуктов нефти так же наносят непоправимый вред почвенному покрову своими отходами переработки.
Качество почвы. Отбор проб. Часть 5. Руководство по изучению городских и промышленных участков на предмет загрязнения почвы
В документе освещены следующие темы:
Стандарт устанавливает рекомендации, касающиеся методики исследования городских и промышленных зон, где подтверждено или предполагается загрязнение почвы. Стандарт применяется: в случае, если необходимо установить уровень загрязнения участка или его экологическое качество для иных целей; на участках, где загрязнение почвы не ожидается, но необходимо определить качество почвы (например, чтобы удостовериться в отсутствии загрязнения); для оценки загрязнения почвы на любых участках, где необходимо оценить степень и масштаб загрязнения.
При отборе проб почвы преследуются следующие цели: определить средний питательный статус и степень его изменчивости на участке. Правильное использование удобрений, основанное на точной информации об уровнях содержания питательных веществ почвы на участках, приводит к увеличению урожая, уменьшению стоимости и снижению экологического воздействия. Зная изменения в содержании питательных веществ на участке, можно вносить минеральные удобрения, учитывая эту изменчивость.
Определение метода отбора проб
С развитием технологий и процедур по использованию удобрений производители могут собрать необходимое количество информации об изменении количества питательных веществ в почве в пределах поля. До осуществления отбора, решите, как будет использоваться полученная информация по применению удобрений, и это поможет определять, какие образцы должны быть отобраны. Для однородного внесения удобрения, отберите образцы почвы беспорядочно в пределах выбранного участка. Если планируете вносить удобрения в заранее запланированных местах, образец почвы необходимо отбирать в определенных зонах внесения или в квадратах с известными координатами.
Щуп для отбора почвы
Методы отбора проб
Случайный
Случайный отбор проб (Random) – это традиционный метод, который работает для однородных полей с небольшими изменениями. Метод отображает средние показатели поля, среднее число всех образцов, взятых со всей площади поля.
Случайный отбор проб
Эталонный
Эталонный отбор проб (Benchmark) – рекомендуется для полей с большим количеством изменений на поле (холмы, различные изменения рельефа и т.д.). Эталонный отбор проб уменьшает естественную изменчивость поля, уменьшая размеры выбранного поля путём деления его на элементарные участки (5-10 гектар). Соответственно после проведения анализа должны быть даны рекомендации по внесению удобрений для каждого такого участка.
Эталонный отбор проб
Эталонный участок должен быть (может быть) отмечен при помощи глобальной системы расположения (GPS) или другими средствами так, чтобы можно было возвратиться туда же для осуществления отбора проб и внесения удобрений именно на этот участок. Отбор образцов в том же самом месте поля покажет картину ежегодных изменений на поле.
Анализ нескольких отдельных эталонных участков в первый год уменьшит риск получения не верных значений с поля, не отвечающих общим показателям данного поля. С другой стороны, эти технологии более дорогостоящие для лабораторного анализа. Данный метод помогает определить участки для эталонного отбора образцов в дальнейшем.
Выбирая эталонные образцы, используйте заметные особенности, такие как цвет почвы и ландшафт, чтобы идентифицировать различные типы почвы. Выберите участок, у которого есть особенности, подобные большей части поля или доминирующему типу почвы.
Лучшее время для проведения анализа
Наилучшее время для проведения анализа почвы – после уборки урожая. В начале сельскохозяйственного сезона легче выбрать условия для создания будущего урожая. Существуют и другие способы выбрать потенциальные эталонные участки.
Деление поля на участки для взятия проб
Процесс деление поля на меньшие участки для взятия проб необходим при различных типах почв в пределах одного поля. Этот подход особенно эффективен при холмистом ландшафте.
Каждый участок (с определённой культурой и историей поля) должен быть выбран отдельно. Оцените каждый участок по наблюдениям за изменениями в урожайности, росте и развитии посевов, структуре, цвете, степени эрозии и дренаже почвы. Участки полей, где рост и развитие растений значительно отличаются от остальной части поля, должны быть отобраны отдельно.
Избегайте участков со старой соломой, сеном, сильно удобренных, с солевыми пятнами на почве и т.д. Выберите 15-20 мест для отбора проб на одном исследуемом участке.
Однородное внесение удобрений
Даже если удобрение будет внесено однородно, все еще полезно будет иметь информацию относительно изменчивости в содержании питательных веществ почвы на участке. Знание этого позволит Вам регулировать нормы, время внесения и вид удобрения. Отберите образцы почвы с участков в пределах поля, которые являются относительно однородными. Эти участки могут быть определены, основываясь на типе почвы, рельефе, степени эрозии, истории поля, различие в урожайности и любых других факторов, которые могут влиять на уровень питательных веществ в почве.
Избегайте ‘мертвых’ участков на поле (эродированные участки, участки поворота машин, заброшенные места или площадки для откорма животных), или отбирайте с них отдельные образцы. Образцы почвы с этих участков могут значительно отличаться по результатам от остальной части поля. Отбирая образцы с орошаемых участков поля для определения остаточного нитратного азота, отбирайте их с верхних, средних и более низких частей поля (рисунок 1). Количество поливной воды, которая впитывается в почву, будет влиять на количество и глубину промыва нитратного азота в почве.
Отбор образцов почвы в зависимости от глубины
Изменение норм применяемых удобрений
Есть два основных подхода к отбору проб для определенного участка, где планируется внесение удобрений:
- осуществление отбора по сетке
- на основе деления поля на зоны.
Оба подхода обеспечивают полное получение подробной информации об изменении уровня питательных веществ в пределах поля.
Отбор проб по сетке
Более дорогой и трудоемкий, но позволит получить полезную информацию, чтобы изменять нормы внесения удобрений в течение нескольких лет.
Отбор проб по зонам
Осуществляется на основе информации, полученной из различных информационных источников – карты поля, обследования почв, аэрофотографии и т.д. Часто информация из нескольких источников может быть объединена, чтобы получить зоны отбора проб. Рисунок 2 показывает деление участка на сетку и зоны для отбора проб с поля.
Примеры сетки и зонирования участка для отбора образцов почвы
Выбор оптимальной глубины отбора проб
0-20 см
Образцы почвы с глубины 0-20 см используются, для того чтобы определить pH почвы, потребность в известковании, органическое вещество, содержание фосфора, калия, серы и цинка. Корреляция результатов анализа почвы и расчетов подобраны для образцов, забранных с 0-20 см.
При регулярном отборе проб необходимо соблюдать одну и ту же глубину отбора проб с поля, это позволит сравнивать результаты анализов и прослеживать тенденцию. Отбор проб глубже, чем с 20 см приводит к снижению точности результатов анализа для органического вещества, фосфора и цинка. Значения калия и pH могут увеличиться, уменьшиться или оставаться теми же самыми и в пробах с большей глубины.
Образцы с глубины 0-20 см отбираются для всех зерновых культур. Рекомендации по внесению удобрений по всем питательным веществам основаны на содержании их в образце почвы. Рекомендации по азоту, для многих зерновых культур, рассчитываются с учетом содержания органического вещества и остаточного нитратного азота в пахотном слое почвы.
Образцы с глубины 0-20 см и ниже необходимы, чтобы точно оценить количество нитратного азота в корневой зоне, потому что азот в нитратной форме легко выщелачивается (вымывается) водой в подпахотные слои почвы. Нитратный азот в корневой зоне с легкостью используется растениями.
5-10 см
Накопление питательных веществ в почве может произойти, когда поля не были в использовании в течение нескольких лет, более высокие концентрации питательных веществ будут наблюдаться ближе к поверхности почвы, главным образом в 5-10 см слое. Использование питательных веществ на полях, где произошло их накопление, не является проблемой, поскольку корни растений могут эффективно получать питательные вещества из верхних слоев почвы.
Если происходит накопление питательных веществ, и образцы не были хорошо смешаны, есть больший риск предоставления в лабораторию нерепрезентативной пробы и составления неточных рекомендаций.
90 см
В большинстве почв корни однолетних растений проникают на глубину до 120 см и более. Чтобы точно определить содержание нитратного азота в корневой зоне растений, образцы почвы должны быть отобраны с глубины 90 см.
60 см
Глубина отбора образца на нитратный азот 60 см – это минимальная глубина, рекомендованная для нитратного азота, и она не позволит определить для растений доступный нитратный азот так точно как образец с большей глубины. Для зерновых культур с неглубокими корневыми зонами, типа бобов, рапса и проса, образец с 60 см оптимален.
Если образцы почвы для определения нитратного азота не были взяты с подпахотных горизонтов, рекомендации по азоту для зерновых культур будут основаны на исторических усредненных данных по нитратному азоту, и точность рекомендаций по внесению удобрений может снизиться.
Отбор усредненного образца
В каждой зоне участка, которая была выделена, отберите в беспорядочном порядке несколько образцов почвы (в том случае если образцы почвы не отбираются по квадратам). Заботьтесь о том, чтобы эти образцы представляли всю зону. Убедитесь, что отбираете весь слой почвы 0-20 см для анализа почвы на элементы питания.
Поместите индивидуальные образцы почвы в чистое пластмассовое ведро для смешивания. Если проводите отбор образцов послойно, то для каждого слоя должно использоваться отдельное ведро.
Как правило, масса образца почвы должен быть ≈ 500 гр. Типовой ярлык на коробочке должен включать название хозяйства, номер поля и образца, глубину отбора (рисунок 3).
Отбор образцов почвы на разных глубинах
Два образца вертикального распределения нитрата в зоне корня. Обое содержат 232 кг / га нитратного азота.
Если вы отбираете образцы почвы для послойного определения содержания элемента то, границы пахотного и подпахотного слоя должны быть соблюдены точно и без промежутков.
Например, с образцом 0-20 см, отберите подпахотный образец от 20-90 см. Однако детальная информация о вертикальном распределении нитратного азота на участке может быть получена, если образец подпахотного слоя почвы отобран по слоям 0-20-60-90-120 см.
Такой образец почвы имеет несколько преимуществ перед единственным подпахотным образцом. Трудно получить хорошо смешанную, репрезентативную пробу от образцов, захватывающих большой диапазон глубины.
Влияние изменений в структуре почвы
Изменения в структуре почвы и влажности с глубиной, вместе с большим объемом почвы, делают смешивание трудоемким процессом. Кроме того, концентрация нитратного азота в почве, вероятно, изменится с глубиной. В хорошо отобранном образце концентрация нитратного азота уменьшиться с глубиной, но это не всегда бывает.
Если наблюдается увеличение концентрации нитратного азота в более глубоких горизонтах почвы, возможно, это вызвано засушливыми условиями в период роста растений, с последующим увеличением влажности почвы и выносом азота с урожаем, в этом случае значение нитратного азота в подпахотном слое для питания растений может быть оценено слишком высоко.
На рисунке 4 показано две ситуации, где общая сумма нитратного азота в корневой зоне одинакова. Ситуация на рисунке 4а типичная. На рисунке 4б существенное количество нитратного азота содержится глубоко в корневой зоне, такое положение может привести к более глубокому выщелачиванию нитратного азота за пределы корневой зоны прежде, чем корни растения смогут достигнуть этой глубины.
Для ситуаций как на рисунке 4б, необходимо будет в рекомендациях увеличить нормы азотного удобрения из-за низкой вероятности того, что растение сможет воспользоваться этими запасами.
Оборудование для отбора проб
Образцы почвы могут отбираться с помощью почвенного бура или щупа. Почвенный щуп самый удобный инструмент для отбора образцов почвы. Он позволит отобрать цельный образец почвы с минимальным внедрением в него граничащих элементов. На многих почвах, щуп можно поместить в то же отверстие, чтобы отобрать образец со следующей глубины. Так как обычно происходит небольшое загрязнение последующего образца почвой, которая ссыпается сверху. Почвенный щуп нельзя использовать, когда почва слишком влажная, слишком сухая, каменистая или замерзшая. На глинистых почвах могут возникнуть проблемы с отбором образцов, но их можно избежать при использовании специального наконечника, предназначенного для плотных глинистых почв, отбирая образцы во влажных и сухих условиях, смазывать наконечник силиконом.
Почвенный бур может использоваться на почвах каменистых или замерзших почвах. Если почва слишком влажная или сухая может произойти смешивание проб с разной глубины. Почвенный бур не подходит для отбора проб на слишком сухих и пылеватых почвах. Используйте почвенный бур только в том случае, если, невозможно использование щупа.
Существуют так же разнообразные гидравлические или механические пробоотборники для взятия поверхностных и глубинных образцов. Разнообразие их велико и они существенно облегчают отбор проб, особенно при отборе большого количества проб с разных участков.
Время отбора образцов
Отбор проб необходимо проводить сразу после сбора урожая, это будет оптимальным вариантом, при котором вы получите результаты анализов, рекомендации и сможете использовать информацию в составлении плана внесения удобрений на следующий год.
Представленные в лабораторию образцы почвы должна обеспечить получение достоверных данных по всем определяемым показателям. Однако большой промежуток времени между временем осуществления отбора проб и временем посева зерновых культур, может привести к некоторому выщелачиванию нитратного азота из корневой зоны. Потери нитратного азота при выщелачивании происходят из-за зимнего или весеннего таяния снега и большой влажности почвы.
Отбор проб также может быть осуществлен весной. Но может возникнуть задержка отбора проб, так как большое количество почвенной влаги в зоне корня не позволит правильно отобрать пробы. Отбор проб весной является оптимальным временем для проведения анализа на содержание нитратного азота в подпахотном слое почвы.
Подготовка образцов
При отборе и подготовке пробы делайте все возможное, чтобы избежать её загрязнения. Используйте чистые пробоотборники и пластмассовые ведра, чтобы получить и смешать образцы почвы. Не оставляйте образцы сырыми в теплом помещении в течение более 24 часов после отбора.
Хранение
Если сырые образцы почвы хранятся в течение большого промежутка времени, может произойти дополнительная минерализация органического вещества, увеличится концентрации нитратного азота, и возможно изменится содержание других питательных веществ.
Если образцы не могут быть доставлены в лабораторию в течение 24 часов после отбора, они должны быть высушены, охлаждены или заморожены.
Сушка
Сушат образцы почвы, в сухом проветриваемом помещении в течение двух трех дней. Не сушите образцы почвы при высокой температуре, поскольку это может повлиять на результаты анализ. Оптимальной считается температура 35-37 о С. Не допускайте загрязнения образцов, при высыхании. Охлаждение или замораживание образцов замедлят или вовсе остановят микробную деятельность, если образцы не могут быть высушены и отправлены в лабораторию.
Упаковка для доставки в лабораторию
Свяжитесь со своей лабораторией относительно упаковки и получения всех необходимых инструкций, связанных с отбором проб. Заполните специальные бланки (листы заказа) и коробки, предоставляемые лабораторией, отметьте каждый образец своим именем, адресом, индексом, номером поля/пробы и глубиной, с которой был взят образец.
Повторите эти шаги для каждого образца, который будет отобран для анализа. Предоставьте полную информацию для каждого образца почвы на предоставляемом листе заказа. Если на полях есть какие-либо необычные/специфические проблемы, они должны быть отмечены подробно. Оставьте окончательный план отобранных образцов в лаборатории и у себя.
Лабораторный анализ
Проконсультируйтесь с лабораторией относительно лабораторных исследований почвы. Анализ почвы должен включать тесты почвы на нитратный азот, доступный фосфор, доступный калий, серу, кислотность почвы (рН), засоленность и содержание органического вещества (потенциал почвы). Также проводятся анализы на микро- и макроэлементы, такие как: бор, молибден, медь, железо, марганец, цинк, кобальт, магний и кальций, механический состав (гранулометрия).
Точечные пробы почвы отбирают методом конверта по диагонали или другим способом, следя за тем, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для исследуемых почвенных горизонтов и ключевых участков.
Метод конверта является наиболее распространенным способом отбора смешанных почвенных образцов и чаше всего применяются для исследования почвы гумусового горизонта. При этом из точек контролируемого элементарного участка (или каждой рабочей пробоотборной площадки) берут 5 образцов почвы. Точки должны быть расположены так, чтобы мысленно соединенные прямыми линиями, давали рисунок запечатанного конверта (длина стороны квадрата может составлять от 2 до 5-10 м). Обычно при изучении почвы отбирают пробы гумусового горизонта с глубины около 20 см, что соответствует штыку лопаты. Из каждой точки отбирают около 1 кг (по объему около 0,5 л), но не менее 0,5 кг почвы. Почвенные образцы упаковывают в полиэтиленовые или полотняные мешочки и прилагают к ним этикетки (сопроводительные талоны).
Объединенную пробу почвы готовят из точечных проб. При определении в почве поверхностно – распределяющихся веществ (ПАУ, тяжелые металлы, радионуклиды и др.) точечные пробы обычно отбирают с помощью трубчатого пробоотборника послойно на глубине 0,5 и 20 см массой до 0,2 кг. При оценке загрязнения почвы летучими соединениями или веществами с высокой способностью к вертикальной миграции (нитрозоамины) пробы отбирают по всей глубине почвенного профиля в герметично закрывающиеся емкости. При невозможности быстрого анализа на месте пробы хранят в условиях, как правило, описанных в методиках анализа.
Определенные трудности возникают при отборе почвы для радиологических исследований, что связано с перераспределением радионуклидов в ландшафтах после поступления из атмосферы. Для снижения влияния рельефа, вида почв и растительности, а также возможности сравнения данных, отбор образцов должен производиться таким образом, чтобы их радиоактивность характеризовала как можно большую территорию, а места отбора были ограничены участками с горизонтальной поверхностью и минимальным стоком. Кроме того, образцы радиоактивных проб должны отбираться с открытых целинных участков c ненарушенной структурой.
При экоаналитическом контроле загрязнения почв пестицидами и минеральными удобрениями, как и во всех остальных случаях, стараются проводить анализ проб почвы на содержание остатков химикатов как можно раньше – в естественно-влажном состоянии. Если в течение одного дня анализ провести невозможно, пробы, отобранные для определения содержания, например хлорорганических пестицидов (ХОП), высушивают до воздушно-сухого состояния в темном помещении. При определении фосфорорганических пестицидов (ФОП) почвенные пробы рекомендуется хранить в холодильнике без высушивания не более трех суток при температуре не выше 4 о С. Время хранения ФОП – не более 10 суток, а ХОП – 30 суток.
6.3. Контроль за загрязнением почв пестицидами
Пестициды (от лат. pestis - зараза и caedo - убиваю) (ядохимикаты) представляют собой химические препараты для борьбы с сорняками (гербициды), вредителями (инсектициды, акарициды, зооциды и др.) и болезнями (фунгициды, бактерициды и др.) культурных растений. В группу пестицидов также включают дефолианты и регуляторы роста растений. Большинство пестицидов представляют собой синтетические органические вещества.
Признавая несомненный эффект от химического способа борьбы с вредителями сельского хозяйства, следует учитывать возможное побочное действие ядохимикатов на другие компоненты природных экосистем. При систематическом применении стойких высокотоксичных пестицидов, особенно в завышенных дозах, наблюдается загрязнение ими окружающей среды, что приводит к уничтожению полезных насекомых, птиц, рыб, зверей, а также отравлению людей непосредственно пестицидами или продуктами, в которых они способны накапливаться.
Использование пестицидов регламентируется законодательством во всех странах. В Российской Федерации широко используют более 100 индивидуальных пестицидов, при этом гидрометеослужбы и агрохимические службы контролируют остаточное содержание в почве только около 30 видов пестицидов.
При подготовке к наблюдению за загрязнением почв пестицидами в полевых условиях необходимо изучить имеющийся материал о физико-географических параметрах объекта исследования, длительности применения пестицидов в хозяйствах изучаемого объекта, выявить так называемые выборочные хозяйства с наиболее интенсивным (по объему) применением ядохимикатов в течение последних 5-7 лет, проанализировать материалы об урожайности сельскохозяйственных культур и т.д.
Исследование загрязнения почв пестицидами проводится на постоянных и временных пунктах наблюдения. Постоянные пункты создаются в различных хозяйствах района обследования не менее чем на пятилетний период. Численность постоянных пунктов зависит от количества и размеров хозяйств. В их задачи входит контроль уровня загрязнения почв на территории выборочных хозяйств, а также молокозаводов, мясокомбинатов, элеваторов, плодоовощных баз, птицеферм, рыбхозов, лесхозов и т.д.
На временных пунктах наблюдения контроль за загрязнением почв ядохимикатами осуществляется в течение одного вегетационного периода или года.
Для оценки площадного загрязнения почв обычно составляют смешанную пробу, в которую входят 25-30 проб (выемок), отобранных в поле по диагонали. Пробы-выемки должны быть близки между собой по окраске, структуре, механическому составу и т.д. Необходимо отметить, что для разных категорий местности и почвенных условий площади поля, загрязнение которого характеризует одна смешанная проба почвы, неодинаковы.
Пробы отбирают тростевым почвенным буром, который погружается в почву на глубину пахотного слоя (0-20 см) либо с помощью лопаты. Почва, попавшая в пробу из подпахотного слоя, удаляется.
Если наблюдения за загрязнением почв пестицидами производятся в садах, то пробы отбирают на расстоянии 1 м от ствола дерева.
В целях изучения вертикальной миграции пестицидов, как правило, закладываются почвенные разрезы, размеры (глубина) которых зависят от мощности почвенного слоя. Под почвенным разрезом следует понимать глубокие шурфы, пересекающие всю серию почвенных горизонтов, и открывающие верхнюю часть подпочвы, т.е. неизмененные или слабо измененные материнские породы.
Отобранные любым способом простые пробы ссыпают на крафт-бумагу, затем тщательно перемешивают и квартуют 3-4 раза. После квартования почву тщательно перемешивают и делят на 6-9 частей, из центров которых отбирают примерно одинаковое количество почвы в полотняный мешочек или крафт-бумагу. Масса полученной смешанной пробы должна составлять 400-500 г. Этот образец снабжается этикеткой и регистрируется в полевом журнале, в который записывают следующие данные: порядковый номер образца, место отбора, рельеф, вид сельскохозяйственного угодья, площадь поля, дата отбора, кто отбирал.
Смешанные пробы почв анализируют в естественно-влажном состоянии. Если по каким-либо причинам провести анализ в течение одного дня не представляется возможным, то пробы высушивают до воздушно-сухого состояния в защищенных от солнца местах. Из воздушного сухого образца методом квартования в лаборатории отбирают среднюю пробу массой 200 г. Из нее удаляют корни, камни, инородные включения, затем растирают в фарфоровой ступке и просеивают через сито с отверстиями диаметром 0,5 мм. После чего из этой пробы берут навески для химического анализа массой 10-50 г.
Читайте также: