Введение к работе
Актуальность исследования. Гранулометрический состав почв является одним из важнейших свойств, определяющих водно-воздушный, тепловой и питательный режимы. Детальные сведения о гранулометрическом составе почв необходимы при планировании и обосновании систем мелиорации, размещении севооборотов и культур в них, систем обработки почв, систем удобрения и др.
В методах определения гранулометрического состава почв существует большое разнообразие как в приемах подготовки почв к анализу, так и в технике определения относительного содержания элементарных частиц различного размера. В основу этих методов заложены разные по своей физической сути подходы к определению гранулометрического состава, что вносит определённые трудности в сопоставлении результатов распределений частиц по размерам, полученных разными методами, а главное ставит под сомнение достоверность этих результатов. Большинству из этих методов свойственны существенные недостатки, вследствие которых определение гранулометрического состава почв не находит широкого применения в практике информационного обеспечения земледелия.
Метод оптической счётной микроскопии апробирован в различных отраслях науки и производства, относится к методам прямого измерения размеров исследуемых частиц, лишённым свойственных другим методам погрешностей в интерпретации и представлении данных. Однако по причине исключительной сложности почвы как объекта исследования и не отработанности ряда методологических аспектов в гранулометрическом анализе почв метод практически не использовался.
Цель и задачи исследований. Цель исследования состояла в адаптации оптической счётной микроскопии для определения гранулометрического состава почв. Для её достижения были поставлены и последовательно решались следующие задачи
изучение современного состояния систем и методов определения гранулометрического состава почв;
изучение и оценка возможностей оптической счётной микроскопии для учёта гранулометрических фракций почв;
адаптация метода оптической микроскопии в ее стандартном приборном исполнении для определения гранулометрического состава почв включающая;
отработку методов пробоподготовки и определения полноты диспергации пробы для микроскопического и других методов;
изучение и измерение размеров частиц различных фракций;
отработку методов ручного и автоматизированного счёта частиц:
4) Сравнение метрологических характеристик метода микроскопии при
определении гранулометрического состава с основными методами определения -
седиментометрическим (метод пипетки по Качинскому) и лазерно-
дифрактометрическим.
Новизна и научная значимость работы заключается в том, что в ней впервые показаны адаптивные требования к методу оптической счётной микроскопии в ее стандартном приборном исполнении для определения гранулометрического состава почв. Получены конкретные результаты измерений данным методом гранулометрического состава почв нескольких подтипов, видов и разновидностей, показана возможность внутрифракционной оценки распределения различных частиц. Оценены основные метрологические характеристики метода (диапазон измерения, точность), и показана возможность его использования на
практике. Отработаны различные варианты пробоподготовки и измерения. Сделаны сравнительные оценки результатов, полученных различными методами и сравнены сами методы по точности и сложности исполнения.
Практическая значимость работы. Метод микроскопического определения гранулометрического состава адаптирован и отработан для практического применения при изучении почв. На основе оценки метрологических характеристик метода показана возможность его применения в качестве стандартного или, при необходимости, арбитражного. Изученный метод является универсальным контрольным экспресс-методом определения полноты диспергации для всех типов пробоподготовки почв к гранулометрическому анализу. Фактически предложен альтернативный метод и методика микроскопического исследования почв (гранулометрический состав, внутрифракционное распределение).
Основными положениями диссертации, выносимыми на защиту являются: обоснование возможности применения оптической счётной микроскопии для определения гранулометрического состава почв, параметры применения этого метода с ручным или автоматическим счётом частиц и обработкой результатов при использовании оптического микроскопа в стандартной комплектации; метрологические характеристики метода, позволяющие применять его в качестве альтернативного или арбитражного.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференции молодых учёных при ГНУ АФИ Россельхозакадемии (24-27 сентября 2007года, С-Пб.); 11-й Путинской школы - конференции молодых учёных (29 октября - 2 ноября 2007 года., Пушино). Метод оптической счётной микроскопии прошёл апробацию в аккредитованном испытательном центре Федерального государственного учреждения «Ленинградский референтный центр Федеральной службы по ветеринарному и фитосанитарному надзору» лаборатория анализа почв, грунтов, агрохимикатов (справка № 123-04 от 08. 05.2008 г.).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано три печатных работы, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация написана на русском языке, изложена на 197 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 41 рисунок, 7 приложений, состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций. Список литературы включает 192 наименования, в том числе 43 на иностранных языках.
