Лабораторный способ определения нитрификационной способности почвы

Лабораторный способ определения нитрификационной способности почвы

Реферат

Изобретение относится к области сельского хозяйства и экологии, может быть использовано для оценки обеспеченности сельскохозяйственных растений почвенным минеральным азотом; оценки загрязнения и биологической активности почв.

Аналоги

Показатель нитрификационной способности почв относится к разряду нормируемых при оценке плодородия почв [1]. Для оценки нитрификационной способности почв рекомендована методика, приведенная в производственном издании «Методические указания по определению нитрификационной способности почв» [2].

Известные лабораторные способы определения нитрификационной способности почв [1-4] основаны на определении нитратов, накапливающихся в почве в результате нитрификации аммония и, частично, органического вещества почвы. При выполнении компостирования почв в процессе определения их нитрификационной способности должны соблюдаться следующие условия, благоприятные для развития нитрифицирующих бактерий: 1) увлажнение проб почвы 50-70% от капиллярной влагоемкости (КВ); 2) температура 25-28°C; 3) строгое соблюдение аэробных условий. В этих условиях величина нитрификационной способности почв зависит от продолжительности компостирования, поэтому для оценки интенсивности нитрификационной способности почв применяются различные оценочные шкалы.

Известен способ определения нитрификационной способности почв Ваксмана [3], основанный на определении нитратов, накапливающихся в почве при компостировании почвы в лабораторных условиях с соблюдением аэрации, заданных условий температуры и влажности: навеску сухой почвы 100 г в конической колбе увлажняют водой из расчета 50-60% полной влагоемкости и выдерживают в течение 15-30 дней в термостате при 28-30°C, затем определяют нитратный азот. Недостатком данного метода является значительное испарение влаги из образца почвы в процессе компостирования, из-за чего может снизиться влажность почвы ниже допустимого уровня. Рекомендуемое дополнительное добавление воды в образец приводит к неравномерности увлажнения и возникновению очагов с анаэробными условиями.

Довольно часто используется метод Кравкова [4]. Отличительной особенностью технологии компостирования является: компостирование навески сухой почвы 100 г в стакане с со стеклянной трубкой для улучшения аэрации; увлажнение почвы 60% КВ; температура 26-28°C; продолжительность компостирования 12 дней. Недостатки метода аналогичны приведенным выше для метода Ваксмана: сложность определения заданной влажности почвы и поддержания этой величины в течение компостирования, необходимость добавок воды при периодическом контроле.

Тот же принцип компостирования модификации метода Кравкова в лабораторных условиях изложен в учебном пособии Александровой и Найденовой [5]. Он отличается от предыдущего метода двухнедельным компостированием, уменьшением массы рекомендуемой навески почвы (50 г), увлажнением 60% от полной влагоемкости, температурой 25-28°C. Недостатки метода аналогичны приведенным в предыдущих абзацах: сложность увлажнения до заданной влажности почвы и поддержания этой величины в течение компостирования, необходимость добавок воды при периодическом контроле.

Известен способ оценки нитрификационной способности почв в лабораторных условиях, отличительной особенностью которого является то, что режим увлажнения регулируется путем проведения ежедневных поливов для поддержания увлажнения на уровне предельной полевой влагоемкости (ППВ) (патент RU 2368901 С2) [6]. Способ предусматривает компостирование почвы в цилиндрах, в нижней части закрытых крышкой с отверстиями для свободного оттока гравитационной воды. Однако такая технология регулирования влажности проб приведет к формированию анаэробных условий, так как результат избыточной увлажненности почвы выше допустимого уровня. Кроме того, будут наблюдаться потери нитратов с дренажными водами, что приведет к снижению величины результата.

Известен метод Кравкова в модификации Болотиной и Абрамовой [2]. Отличительной особенностью технологии компостирования является: компостирование навески сухой почвы 20 г в колбе закрытой резиновой пробкой; увлажнение почвы 60% KB; температура 26-28°C; продолжительность компостирования 7 дней. По технологии предусмотрена возможность добавления воды с учетом типа почв без предварительного определения капиллярной влагоемкости и периодическое проветривание (аэрация) образцов почв в колбах. Недостатком способа является несовершенство режима аэрации проб при компостировании - возможное ухудшение условий для нитрификации (недостатка кислорода) из-за ограниченного объема воздуха в изолированной колбе.

Предлагаемый способ

Предлагаемый способ направлен на уменьшение количества технологических операций при проведении анализа по сравнению с ранее используемым способом [2] и снижение погрешности лабораторных анализов. Способ отличается тем, что компостирование почвы проводится в условиях постоянной активной аэрации внутреннего объема закрытом сосуде с образцом почвы нагнетанием воздуха. В ранее разработанных лабораторных способах определения нитрификационной способности использовали пассивную аэрацию [3, 4, 5] или периодическую аэрацию (через 2-3 суток) [2].

Навеска образца почвы переносится в сосуд. Почва увлажняется дистиллированной водой до заданной влажности. После этого сосуд закрывают пробкой с отверстиями для подвода атмосферного воздуха и дренажа газов из внутреннего объема сосуда. К сосудам с образцами почвы подключают шланги с воздухом под небольшим давлением и устанавливают в термостат при заданной температуре и выдерживают в этих условиях заданное время. По истечении срока определяют нитраты стандартными методами в прокомпостированной почве и исходной почве, использованной для компостирования. О нитрификационной способности судят по разности между конечным и исходным содержанием нитратов в почвенном образце.

Проведена пригодность применения предлагаемого способа лабораторного определения нитрификационной способности почвы в сравнении с другими методиками в зависимости от первоначального увлажнения. Испытуемая почва взята с пахотного слоя дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы со следующими агрохимическими характеристиками: pH_KCl 5,37, содержание гумуса 1,95 - %, подвижного фосфора - 154 мг/кг и обменного калия - 112. Капиллярная влагоемкость, определенная в лабораторных условиях в подготовленных для компостирования образцах, составила 39,1%. В качестве дополнительного источника азота для процесса нитрификации использовано нетрадиционное органическое удобрение - фугат (фильтрат) послеспиртовой зерновой барды с содержанием общего азота 0,15%.

Результаты нитрификационной способности почвы и погрешность результатов анализа приводятся в таблице 1.

Таблица 1
Нитрификационная способность дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы (n=4, содержание нитратного азота в исходной почве 6,47 мг/N-NO3/кг), (навеска почвы 20 г, увлажнение почвы 60% от КВ, продолжительность компостирования 7 суток, температура 28°C)
Способ компостирования	Добавка органического удобрения в образце почвы, %	Нитрификационная способность, мг/N-NO3/Kr	Коэффициент вариации, %
среднее, x ¯	доверительный интервал, Δ x ¯
Предлагаемый метод	0	2,50	0,54	13,5
1,25	3,93	0,38	6,1
2,5	8,71	0,47	3,4
5	19,85	1,60	5,1
7,5	27,40	2,03	4,7
10	36,11	2,55	4,4
Метод Кравкова в модификации Болотиной и Абрамовой [2]	0	2,29	0,53	14,6
1,25	4,30	0,64	9,4
2,5	8,55	1,22	9,0
5	19,00	2,62	8,7
7,5	24,07	1,57	4,1
10	29,41	2,92	6,2

Установлено, что при небольших добавках органического удобрения (до 5% от массы почвы) и низких величинах нитрификационной способности почвы достоверного различия в результатах анализа не установлено. Однако с увеличением дозы органического удобрения до 10% наблюдается существенное снижение значения нитрификационной способности почвы по методу Кравкова в модификации Болотиной и Абрамовой [2] по сравнению с предлагаемым способом.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить погрешность лабораторных анализов и уменьшить количество технологических операций при проведении анализа за счет исключения дополнительной аэрации образцов почв в сосудах.

Литература

1. ОСТ 10 296-2002. Земли сельскохозяйственного назначения лесотундрово-северотаежной, среднетаежной и южнотаежно-лесной зон Российской Федерации. Показатели состояния плодородия почв.

2. Методические указания по определению нитрификационной способности почв. - М.: ВПНО «Сельхозхимия», 1984. - 16 с.

3. Турчин Ф.В. Методы определения соединений азота в почве // Агрохимические методы исследования почв. - М.: Изд-во АН СССР, 1960. - С.57-73.

4. Петербургский А.В. Практикум по агрономической химии. - М.: Колос, 1968. - 496 с.

5. Александрова Л.Н., Найденова О. А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. - Л.: Агропромиздат, 1986, - 296 с.

6. RU 2368901 С2. Лабораторный способ оценки нитрификационной способности почв.

Лабораторный способ определения нитрификационной способности почв, включающий компостирование почвы и определение количества нитратов, накопившихся в почве в результате нитрификационных процессов, отличающийся тем, что компостирование образцов почвы проводят в условиях активной аэрации внутреннего объема закрытого сосуда с образцом почвы нагнетанием воздуха.