Спецможливості
Аналітика

Електропровідність ґрунту

18.05.2022
3485
Електропровідність ґрунту фото, ілюстрація

Разом із впровадженням технологій точного землеробства виникає потреба у проведенні детальних ґрунтових обстежень. Однак профільно-морфологічні і фізико-хімічні дослідження — справа довготривала, трудомістка і дорога, саме тому для моніторингу широко використовують електрофізичні методи дослідження. Одним із них є визначення електропровідності ґрунту. Електропровідність ґрунту — це здатність ґрунту проводити електричний струм, що виражається у мілісіменсах на сантиметр (мСм/см).

 

Виміри електропроводності можна проводити безпосередньо в полі й у лабораторних умовах у ґрунті, ґрунтово-водній суспензії чи пастіЕлектропровідність — це показник, який чутливо реагує на зміну вологості та температури ґрунту, гранулометричний склад, ємність катіонного обміну, засоленість, уміст поживних речовин, уміст органічної речовини тощо. Виміри можна проводити безпосередньо в полі й у лабораторних умовах у ґрунті, ґрунтово-водній суспензії чи пасті. Кожен із цих методів має свої переваги і недоліки. Наприклад, визначення електропровідності ґрунту у полі можливе за допомогою портативних приладів або електродів, встановлених на ґрунтообробну техніку, що прискорює збір даних. Тоді як електропровідність ґрунтово-водних суспензій не залежить від вологості та більшості інших характеристик ґрунту, а визначається лише температурою розчину та концентрацією заряджених частинок.

Ґрунтовий розчин перебуває у постійній взаємодії з живими організмами, твердою і газовою фазами ґрунту, тому його склад, реакція і концентрація дуже мінливі й динамічні. Ґрунтовий розчин являє собою колоїдну систему, до складу якої входять розчинені гази, різноманітні органічні і мінеральні сполуки. Реакція ґрунтового розчину характеризується активною кислотністю чи лужністю ґрунту (pH водне). У табл. 1 наведено приклад як різні концентрації сульфату амонію, сульфату магнію і гумату калію впливають на електропровідність та pH водного розчину.

Концентрація
розчину,
кг/100 л

Сульфат амонію

Сульфат магнію

Гумат калію

pH

EC,
мСм/см

pH

EC,
мСм/см

pH

EC,
мСм/см

1

5,44

15,71

6,54

4,5

9,57

1,71

5

5,27

57,10

6,27

4,51

10,15

9,02

10

5,25

89,80

6,14

4,52

10,16

16,72

Таблиця 1. Електропровідність (ЕС) та pH водних розчинів

Концентрація ґрунтового розчину є одним із основних показників придатності ґрунтів для вирощування сільськогосподарських культур. Висока концентрація призводить до підвищення осмотичного тиску, як наслідок, припиняється поглинання води і рослини в’януть. Вимірити осмотичний тиск ґрунтового розчину вкрай важко, тому вимірюють його електропровідність, що перебуває з осмотичним тиском у прямій залежності. Адже посуха, внесення необґрунтовано високих доз добрив, малий уміст гумусу, низька ємність катіонного обміну різко підвищують концентрацію ґрунтового розчину, тим самим підвищуючи електропровідність. Нормальний уміст водорозчинних солей у ґрунті становить 1–2 мСм/см, що відповідає загальній концентрації 0,7–1,5 г/л.

Однак дослідження електрофізичних властивостей дуже рідко використовуються під час встановлення властивостей та генезису ґрунтів.

Чорнозем типовий глибокий середньосуглинковий на лесі (переліг)Дослідження електропровідності ґрунтово-водних суспензій чорноземів типових (рис. 1) у межах Зіньківського району Полтавської області, засвідчило таке:

1. Електрофізичні показники змінюються за сезонами року і залежать від систем удобрення та обробітку ґрунту;

2. Всі досліджувані варіанти характеризуються електропровідністю, що відповідає низькому вмісту водорозчинних солей (рис. 2);

3. Зафіксовано сильну позитивну кореляцію між показниками pH (водного 0,74 і сольового 0,77) і показниками електропровідності, водночас зафіксовано помірну негативну кореляцію (-0,77) з гідролітичною кислотністю (таким чином, отримані дані свідчать про зниження електропровідності з підвищенням умісту в ґрунті H+ іону);

4. Перелогове використання та багаторічні трави сприяють більш збалансованому іонному обміну у шарі 0–10 см;

5. Зниження показників електропровідності у варіанті інтенсивної системи землеробства пов’язано зі значним підкисленням ґрунту і свідчить про необхідність проведення вапнування та корегування системи удобрення.

6. Внесення органічних добрив сприяє збільшенню кількості вільних іонів, на що вказує вищий, порівняно з інтенсивною системою землеробства, рівень показників електропровідності;

7.Найвищі показники електропровідності зафіксовано в материнській породі і дещо нижчі у верхній частині гумусо-акумулятивного горизонту, а найнижчі — у шарах 20–40 см.

У перебігу досліджень аналізували індивідуальні ґрунтові зразки, відібрані посезонно за генетичними горизонтами, а у верхньому гумусо-акумулятивному — відібрано за шарами 0–10, 10–20, 20–30 та 30–40 см. Визначено такі показники ґрунту, як електропровідність, гідролітична кислотність, рН водний і сольовий. Варіанти включали: органічну систему землеробства (сидерат), де вирощено озиму пшеницю після сидерату вики ярої; переліг (понад 20 років без обробітку); органічну систему землеробства (компост), де вирощували кукурудзу на зерно із внесенням 20 т/га компосту; інтенсивну систему землеробства (мінеральні добрива), де вирощували кукурудзу на зерно із застосуванням мінеральних добрив у нормі N130P30K30.

Низький

<0,5

Помірний

0,5-1

Нормальний

1-2

Підвищений

2-3

Високий

>3

Таблиця 2. Загальний уміст солей у ґрунті залежно від електропровідності, мСм/см (за Л.С. Гільом та ін., 2008) водних розчинів

Отже, низькі значення електропровідності свідчать про високу кислотність чи збіднення відповідного шару ґрунту на гумус або поживні елементи. Таким чином, показник електропровідності є свого роду індикатором змін, що відбуваються у ґрунті. За допомогою цього показника зручно уточнювати межі ґрунтових відмін, що дає можливість використання цього показника у точному землеробстві для створення різноманітних картограм та карт-завдань.

Рис. 2. Динаміка середньорічних показників електропровідності чорнозему типового за умов різних систем землеробства, мСм/см

Нс (0–2 см) — степова повстина, нижня частина якої добре розкладена;

H(d) (2–52 см) — гумусово-акумулятивній, до 15 см добре задернований, свіжий, темно-сірий, середньосуглинковий, грудкувато-зернистий, щільний, скипає від НСl з глибини 50 см, видимі форми виділення карбонатів відсу­тні, велика кількість коренів, копролітів і червороїн, пос­тупово за кольором і щільністю переходить у:

Hpk (52–87 см) — верхній перехідний, свіжий, темно-сірий з ледь помітним палевим відтінком, середньосуглинковий, грудкувато-зернистий, менш щільний, скипає від НСl, без видимих форм виділення карбонатів, велика кі­лькість коренів і червороїн, поступово за кольором і щільністю переходить у:

Hpk (87–137 см) — нижній перехідній, вологий, брудно-палевій, середньосуглинковий, зернисто-грудкуватій, де­що щільніший за попередній горизонт, карбонати виділя­ються у формі псевдоміцелія і прожилок, значна кількість коренів рослін, велика кількість кротовин, заповнених материнською породою, на глибині 100–110 см знайдено свіжу кротовину, заповнену гумусованим матеріалом, пе­рехід хвилястий поступовий, за кольором і щільністю пе­реходить у:

Pk (137 і глибше) — материнська порода, вологій, пале­вий, середньосуглинковий, грудкуватий, щільний, карбо­натний лес.

С. Рєзнік, вчений агроном

журнал "Пропозиція", №5, 2021 р.

Інтерв'ю
Ірина Чернишова
Зараз стрімкі зміни, передусім у технічній сфері, охопили навіть аграрний сектор, який має репутацію чи не найконсервативнішої галузі економіки. Не дивно, що часто зусилля власників господарств, спрямовані на впровадження змін, зустрічають... Подробнее
Нова генерація найсучасніших комбайнів TRION від компанії CLAAS представлена в Україні 11-ма моделями, на базі яких можна буквально (як в LEGO) створити зернозбиральний комбайн своєї мрії, під конкретні потреби. Залежно від моделі, нові... Подробнее

1
0