Способ определения степени заболоченности пахотной почвы Советский патент 1992 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к мелиоративному и общему почвоведению и может быть использовано при проведении почвенно- мелиоративных изысканий с целью оценки целесообразности осушения или реконструкции дренажных систем.

Цель изобретения-упрощение способа и повышение надежности определения.

Условием накопления хлорофилла в составе органического вещества почвы является наличие анаэробных условий, препятствующих его разрушению в растительных остатках под действием энзимов растительных тканей и почвенных микроорганизмов. Вследствие этого удельное содержание хлорофилла и его производных в составе органической части почвы (СХ) находится в прямой зависимости от длительности переувлажнения почвы и может служить показателем степени ее заболоченности.

Существенность влияния характера увлажнения на СХ подтверждена статистически с уровнем вероятности 99,9% экспериментальным материалом, полученным в ходе обследования производственных полей ряда хозяйств Ленинградской области. Почвы полей различаются между собой генезисом, составом пород, историей мелиорации. При этом между СХ и естественной влажностью пахотного слоя в весенний период обнаруживалась тесная корреляционная связь: г 0,81 с ошибкой Sr 0,22, в то время как значение критерия Швертманна с влажностью не коррелировало (г 0,06), а определение коэффициента заболоченности для некоторых почв исключалось ввиду отсутствия в них ортштейнов.

Явление относительной устойчивости хлорофилла в почве наблюдается только в условиях анаэробиозиса. При достаточной

Х| СА) О СЛ 00 СО

аэрации количество его быстро снижается, что делает способ чувствительным к изменениям водно-воздушных условий. Эта чув- ствительностьпредопределяет

возможность использования способа для оценки современного мелиоративного состояния осушенных почв, для диагностики вторичного или остаточного заболачивания на разных его этапах, для изучения процесса заболачивания в динамике и в связи с решением аналогичных практических задач. Величина СХ не зависит от генезиса и гранулометрического состава почвообразу- ющей породы и почвы, от реакции среды, содержания органического вещества и дру- гих актуальных физико-химических свойств пахотного слоя. Величина СХ определяется наличием и длительностью переувлажнения пахотного слоя, а также характером ее сельскохозяйственного использования. При ис- пользовании почвы под культурное пастбище, культурный сенокос или под пашню в севооборотах с участием многолетних трав почвы различной степени заболоченности характеризуются следующими вели- чинами СХ:

сильно заболоченные (крайне неудовлетворительное мелиоративное состояние) 80 мкг/г

углерода

умеренно заболочен ные (неудовлетворительное мелиоративное состояние) 45 - 80 мкг/г

углерода незаболоченные (удовлетворительное

мелиоративное сое-

тояние) 45 мкг/г

углерода

При других видах сельскохозяйственного использования для оценки степени заболоченности почв требуется построение соответствующей шкалы значений по ключевым участкам, степень заболоченности которых устанавливается общепринятым способами.

Зависимость СХ от типа растительной ассоциации, под которой развивается почва, а также иной характер поступления в почву гумусообразователей ограничивают применение предлагаемого способа на почвах естественных угодий.

На пахотных почвах способ применим в течение двух-трех лет после проведения планировочных и т.п. работ, сопровождающихся перемещением поверхностного слоя грунта.

Пример. Требуется определить мелиоративное состояние дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв пашни, осушенной 10 лет назад закрытой сетью и используемой в кормовом севообороте. Для выполнения поставленной задачи в соответствии с техникой проведения почвенной съемки территория разбивается на ряд предполагаемых контуров, различающихся по положению в рельефе и состоянию растительности. С учетом этих контуров и с частотой, соответствующей масштабу съемки, на территории размещается сеть точек обследования, в которых определяется степень заболоченности почвы. Определение включает в себя следующие этапы.

Отбираются пробы почв из пахотного слоя ровным столбцом, с верхней грани которого тщательно удаляются зеленые части растений и моховой покров. Срезать при этом почву недопустимо. При отсутствии подходящих буров проба извлекается из прокопки.

В лаборатории отобранные пробы высушиваются до воздушно-сухого состояния, измельчаются и просеиваются на сите с отверстиями 1-2 мм. Отбор корней не производится, В высушенном состоянии пробы могут храниться несколько лет.

Часть подготовленной пробы отделяется и в ней определяется содержание органического углерода мокрым сжиганием по методу Тюрина.

Извлечение хлорофилла и его производных производится по методике, описанной П.Хойтом. В качестве экстрагента используется 90%-ный (по объему) водный раствор ацетона, содержащий в 1 л 100 мл воды. Отношение почва: раствор выбирается в зависимости от содержания органического углерода и водоудерживающей способности почвы согласно табл. 1.

В табл. 1 приведено соотношение навески и объема экстрагента.

На технических весах берут навеску, содержащую 0,5 г углерода (или меньше при содержании углерода ниже 1 %), помещают в колбу с узким горлом, заливают приготовленным раствором ацетона и тщательно закрывают пробкой. Смесь встряхивают в течение 5 ч на роторе, после чего отфильтровывают через плотный фильтр (синяя лента) на воронках с крышками в пробирки. Осадок на фильтре не промывают. Полученный фильтрат сохраняет в темноте свои оптические свойства не менее шести дней.

Определение концентрации хлорофилла и его производных в вытяжке может осу- ществляться двумя способами. Общепринятым является спектрофотометрический способ, основанный на измерении приращения оптической плотности при длине волны 666 нм. Рекомендуется пользоваться более доступным и легким колориметрическим способом. Для проведения анализа пригодны фотоэлектроколо- риметры, снабженные узкополосным светофильтром с максимумом пропускания при 660-670 нм, типа КФК-2. Между результатами этих двух способов определения найдена тесная корреляционная связь (г 0,98; Sr 0,03). Эта зависимость отклоняется от прямолинейной и определяется техническими характеристиками светофильтров. При работе с колориметром КФК-2 можно пользоваться полученной зависимостью. Практически она задается формой калибровочной кривой, которая строится по эталонному раствору. Раствор готовится по Ермакову смешением трех растворов: первого, содержащего 7% аммиака; второго, содержащего 5 г медного купороса в 0,5 л воды, и третьего, содержащего 10 г бихромата калия в 0,5 л воды. Смешивают 10 мл первого раствора, 28,5 мл второго и 50 мл третьего раствора. Объем смеси доводят до 100 мл. Калибровочная кривая строится по разведенным растворам в соответствии с табл. 2.

В табл. 2 приведена шкала калибровочных растворов и концентраций.

Окраска эталонного раствора устойчива.

Колориметрирование испытуемых вытяжек производят в кюветах с крышками. Концентрацию определяют по оптической плотности вытяжки с помощью калибровочной кривой.

Удельное содержание хлорофилла и его производных в составе органической части почвы рассчитывается по формуле

СХ

с-У

р-е

100,

где с - концентрация хлорофилла и его производных в вытяжке, мкг/мл;

V - объем экстрагента, мл;

р - навеса, г;

0

5

0

5

0

5

0

5

0

е - содержание органического углерода в пробе, %, и выражается в мкг/r углерода.

Полученные значения СХ сопоставляют со шкалой допустимых значений (описаны ранее), на основе чего делается вывод о степени заболоченности почв с обследованных точек.

Так, если значения СХ во всех обследованных точках в пределах того или иного контура лежат в диапазоне 20-40 мкг/г углерода, это означает, что данному контуру соответствует на местности распространение почв, не испытывающих заболачивания.

По сравнению с известным способом определения степени заболоченности минеральных почв по составу ортштейнов предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

снижает трудоемкость проведения анализа более чем в три раза;

открывает возможность применения количественных показателей при диагностике степени заболоченности мелиоративных почв;

повышает точность определения степени заболоченности пахотной почвы в условиях литологической неоднородности территории.

Формула изобретения

Способ определения степени заболоченности пахотной почвы, включающий отбор почвенной пробы, ее подготовку путем высушивания, измельчения и просеивания, анализ подготовленной пробы и определение физико-химического показателя почвы, по величине которого судят о степени заболоченности, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и повышения надежности определения, анализ подготовленной пробы ведут путем определения в почве содержания органического углерода и определения в ацетоновой вытяжке из почвы содержания хлорофилла и его производных, а в качестве физико-химического показателя почвы определяют удельное содержание хлорофилла и его производных в составе органической части почвы.

Использование: проведение почвенно- мелиоративных изысканий. Сущность изобретения: способ включает отбор почвенной пробы, ее подготовку путем высушивания, измельчения и просеивания, определение в подготовленной пробе содержания органического углерода, приготовление из оставшейся пробы ацетоновой вытяжки и определение в ней содержания хлорофилла и его производных, последующее определение удельного содержания хлорофилла и его производных в составе органической части почвы и оценку по данному показателю степени заболоченности. 2 табл.

Т а 6 л и ц а 1

Таблица 2