СПОСОБ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ ГУМУСА В ПОЧВЕ ПЕТРОМАГНИТНЫМ МЕТОДОМ Российский патент 2017 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к области почвоведения и агрохимии и предназначено для оценки концентрации гумуса (органического вещества) в образцах черноземных почв.

Известен способ определения содержания в почве гумуса (см. патент на изобретение RU 2253865, МПК G01N 33/24, опубл. 10.06.2005), который включает отбор почвенных проб и их анализ рентгенофлюоресцентным способом. О содержании гумуса в почве судят по соотношению содержания мышьяка к кобальту на предварительно построенном калибровочном графике.

Однако известный способ не позволяет в короткие сроки провести массовое количество аналитических исследований.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ оценки почв по их производительности (см. авторское свидетельство SU 1760447, МПК G01N 33/24, опубл. 07.09.1992), который предусматривает отбор образцов почвы в пахотном горизонте, определение в них содержания гумуса, суммы обменных оснований, физической глины, величины pH и вычисление бонитетного балла почвы. Дополнительно в образцах почвы измеряют величину магнитной восприимчивости (x), затем проводят корреляционный анализ связи магнитной восприимчивости и бонитетного балла почвы (y) по уравнению регрессии y=a+b⋅x и устанавливают значения коэффициентов уравнения регрессии a и b, после чего бонитетный балл почвы определяют по величине магнитной восприимчивости с помощью установленной зависимости.

Однако прототип характеризуется низкой точностью определения содержания гумуса в почвах при использовании анализа магнитной восприимчивости.

Задачей изобретения является обеспечение возможности оценки количественного содержания гумуса в черноземных почвах.

Технический результат заключается в устранении недостатков прототипа и упрощении способа.

Указанный технический результат достигается тем, что в СПОСОБЕ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ ГУМУСА В ПОЧВЕ ПЕТРОМАГНИТНЫМ МЕТОДОМ, включающем отбор образцов почвы в пахотном горизонте и определение в них величины магнитной восприимчивости k_исх, согласно заявляемому решению осуществляют нагрев образцов почвы до 550°С и повторное определение в них величины магнитной восприимчивости k_наг после их остывания, вычисляют коэффициент приращения величины магнитной восприимчивости kt по формуле kt=k_наг/k_исх, при этом содержание гумуса оценивают как прямо пропорциональное коэффициенту kt.

Изобретение поясняется фиг. 1, где представлена диаграмма соотношений между концентрацией гумуса (%) и kt. В таблице 1 приведены результаты определения гумуса и петромагнитных параметров в исследуемых образцах.

Возможность такого результата определяется установленными взаимосвязями между процессами образования гумуса и оксидогенеза железа, протекающими в верхнем (пахотном) горизонте почв (Водяницкий Ю.Н. Образование ферромагнетиков в дерново-подзолистой почве // Почвоведение 1981, №5. С114-123.; Водяницкий Ю.Н. Оксиды железа и их роль в плодородии почв. – М.: Наука, 1989, 159 с.; Бабанин В.Ф. и др. Магнетизм почв. Из-во ЯГТУ, 1995, 223с.). Наибольшее увеличение магнитной восприимчивости проб почв (почти в 200 раз) установлено после их нагрева до 550°С и обусловлено восстановлением продуктов температурной диссоциацией слабомагнитных оксидов и гидрооксидов железа (дегидратация гидрооксидов и восстановление гематита) с образованием сильномагнитного магнетита, которое зависит от концентрации гумуса, температуры, времени, способа прокаливания (Водяницкий Ю.Н. Оксиды железа и их роль в плодородии почв. – М.: Наука, 1989, 159с.). Таким образом, по результатам измерения магнитной восприимчивости до и после прокаливания до 550°С можно судить о содержании гумуса в почве.

Качественная картина вариаций количества гумуса в черноземных почвах определяется построением графика изменения магнитной восприимчивости до и после нагрева до 550°С в образцах при их площадном отборе.

Для получения информации необходимо выполнить следующие пошаговые исследования:

1. В полевых условиях предварительно измеряется величина магнитной восприимчивости отобранных почвенных проб на возможно большей площади исследований развития черноземов.

2. В лабораторных условиях из каждого образца берется навеска массой от 20 до 50 грамм, в которой на серийном измерителе определяется значение магнитной восприимчивости (k_исх).

2. Данная навеска каждого образца в жаростойком керамическом стакане помещается в муфельную печь и нагревается до температуры 550°С, при которой происходят и завершаются температурные фазовые переходы парамагнитных гидрооксидов и оксидов железа в магнетит.

3. После остывания пробы производится повторный замер значений магнитной восприимчивости (k_наг).

4. Рассчитывается коэффициент приращения значения магнитной восприимчивости (kt) по формуле:

kt = k_наг/k_исх

где k_исх – исходное значение магнитной восприимчивости в образце, а k_наг – значение магнитной восприимчивости в образце после нагрева.

5. Значения kt выносятся на площадную карту территории исследований, на которой участки с высокими значениями параметра указывают на высокое содержание гумуса.

Заявляемый способ был апробирован на чернозёмных почвах степной зоны в пределах Оренбургской области. На исследуемой площади около 10 га было отобрано 30 образцов, в которых проводились измерения содержания гумуса и значений коэффициента приращения значений магнитной восприимчивости (kt), результаты которых представлены в таблице 1.

Достоверность зависимости между содержанием гумуса и коэффициентом приращения значений магнитной восприимчивости (kt) подтверждается значениями рассчитанного коэффициента корреляции (r=0,6) и уравнением линейной регрессии (y=2,699x-4,672) при n=35, p=0,01 (фиг. 1).

Преимуществом предлагаемого способа определения содержания гумуса путем использования коэффициента приращения значений магнитной восприимчивости после прогрева проб черноземных почв до 550°С перед другими известными способами является возможность экспрессного его применения в полевых условиях, для чего требуется только наличие электросети для подключения муфельной печи.

Изобретение относится к области почвоведения, а именно к агрохимии, и предназначено для оценки концентрации гумуса в образцах черноземных почв петромагнитным методом. Для этого отбирают образцы почвы в пахотном горизонте, в которых определяют величину магнитной восприимчивости k_исх. Затем образцы нагревают до 550˚С и после их остывания повторно определяют величину магнитной восприимчивости k_наг. Коэффициент приращения величины магнитной восприимчивости kt вычисляют по формуле kt=k_наг/k_исх, при этом содержание гумуса оценивают как прямо пропорциональное коэффициенту kt. Изобретение обеспечивает быстрый и точный метод количественной оценки гумуса в почве. 1 табл., 1 ил.

Способ оценки содержания гумуса в почве петромагнитным способом, включающий отбор образцов почвы в пахотном горизонте и определение в них величины магнитной восприимчивости k_исх, отличающийся тем, что осуществляют нагрев образцов почвы до 550˚С и повторное определение в них величины магнитной восприимчивости k_наг после их остывания, вычисляют коэффициент приращения величины магнитной восприимчивости kt по формуле kt=k_наг/k_исх, при этом содержание гумуса оценивают как прямо пропорциональное коэффициенту kt.