Тест на здоров’я ґрунту Haney test

Огляд

Тест здоров’я ґрунту Haney дозволяє оцінити стан вашої ґрунтової системи.  Деякі показники, що вимірюються тестом здоров’я ґрунту Haney, подібні до традиційних тестів. Ми додали до тесту Haney рН ґрунту та органічну речовину.  Тест Haney використовує різні екстракти ґрунту, а саме H₃A і H₂O, щоб визначити, яка кількість поживних речовин доступна для культури і доступна для мікробів. Нітрати є водорозчинними, тому різниця між різними витяжками невелика. Рівень інших поживних речовин буде відрізнятися від традиційних аналізів ґрунту.  Ми розробили посібник, який допоможе виробникам співвіднести показники екстрактів H₃A і H₂O тесту Haney з показниками більш традиційних екстрактів, таких як Mehlich III, Bray P1, ацетат амонію, DTPA тощо.

Тест Haney відрізняється від традиційних ґрунтових тестів тим, що він також оцінює деякі показники здоров’я ґрунту, такі як дихання ґрунту, водорозчинні фракції органічного вуглецю та органічного азоту і співвідношення між ними.  Показник здоров’я ґрунту розраховується на основі комбінації згаданих індикаторів здоров’я ґрунту. Нижче наведено рекомендації щодо розуміння та інтерпретації деяких з цих різних значень.

Дихання ґрунту

Тест на дихання ґрунту вимірює кількість CO₂-С, яку ґрунт може виробляти протягом 24-годинного інкубаційного періоду після значного дихання і повторного зволоження. Більшість мікроорганізмів виробляють CO₂ через аеробне дихання так само, як і ми, і чим більше CO₂ виробляє ґрунт, тим більше життя в ньому міститься або вища мікробна біомаса. Це важливо, оскільки це пов’язано з потенціалом ґрунту для мікробної активності у циклі нутрієнтів, утворення агрегатів ґрунту та органічної речовини, супресії хвороб і стимулювання росту рослин.

Показники дихання ґрунту можуть бути різними, від майже нуля до 1000 ppm CO₂-С. Проте більшість сільськогосподарських ґрунтів наразі зруйновані і не показують значень вище 200 ppm CO₂-С. Загалом, чим вище число, тим краще, але це може впливати на наступні управлінські рішення. Наприклад, ґрунт з дуже низьким показником може виявляти симптоми повільного розкладання залишків. З іншого боку, залишки можуть швидко циркулювати в ґрунті з високим показником. Тому показник здоров’я ґрунту допомагає у стратегіях управління залишками.

Нижче наведено таблицю з рейтингами дихання ґрунту та його сильним показником біологічної функції ґрунту.

CO2-C у ppm	Рейтинг	Висновки
0-20	Дуже низький	Дуже мала потенційна мікробна активність. Повільний цикл нутрієнтів та розкладання залишків.
21-50	Нижче середнього	Деякий потенціал для циклування нутрієнтів. Проблеми все ще можуть виникати управлінням залишками. Невеликі кредити по азоту.
51-70	Середній	Помірний потенціал мікробної активності. Помірний кредит по азоту для зменшення внеску азотних добрив.
71-120	Вище середнього	Добрий потенціал мікробної активності. Помірний кредит по азоту для зменшення внеску азотних добрив.
121-200	Високий	Високий потенціал мікробної активності. Більше вуглецю, що вводиться для підтримки мікробної біомаси. Більше доступного азоту для зменшення внеску азотних добрив.
>201	Дуже високий	Дуже високий потенціал мікробної активності. Дуже швидкий розклад залишків. Проблемою може бути збереження ґрунту покритим. Зменшення внеску азотних добрив може бути значним.

Показники ґрунтового дихання можуть змінюватися залежно від сезону вегетації та умов довкілля. Змінність показників дихання, як правило, є більшою в ґрунтах з низькою родючістю або на межі виснаження. Це зумовлено тим, що такі ґрунти мають меншу здатність протистояти негативним впливам, таким як порушення структури та періоди нестачі органічних речовин, наприклад, під час парового поля.

Здорові ґрунти часто демонструють здатність підтримувати більшу мікробну біомасу або вищий показник дихання під час посухи чи екстремальних температур. Для того, щоб відстежити динаміку здоров’я ґрунту, намагайтеся брати зразки ґрунту приблизно в той самий час кожного року.

Водорозчинний органічний вуглець

Водорозчинний органічний вуглець (ВОВ) або WEOC є показником органічного вуглецю або їжі, найбільш доступної для мікроорганізмів. ВОВ становить лише малу частку загального органічного вуглецю ґрунту (ЗОГ).

Чим більше їжі або енергії доступно, тим більший потенціал мікробної біомаси. Але, як обговорювалося вище, повинна бути гарна рівновага з органічним азотом. Прямого зв’язку з вмістом органічної речовини немає. Органічна речовина ґрунту (ОРГ) складається на 58% з вуглецю (ЗОГ). Підтримувати більший вміст ВОВ без помірного або високого рівня ОРГ складніше.

Більшість тестів на ВОВ показують значення в діапазоні від 50 до 800 ppm C. Природні системи та системи з багаторічними культурами мають вищі показники ВОВ порівняно з системами польового зернового господарства. Проте це не означає, що системи польового зернового господарства не можуть досягти вищих значень ВОВ. Внесення органічних речовин, таких як гній, компост або сидерати, підвищуватиме рівень ВОВ.

Показники WEOC не є сталими протягом року і зазнають коливань. Це відбувається з кількох причин:

• Пізня зима та рання весна: Замерзання та відтавання ґрунту сприяє розкладанню рослинних решток, що призводить до зростання показників WEOC. Крім того, взимку відбувається вивільнення вуглецю з ґрунтових агрегатів. Оскільки температура ґрунту знижується, активність мікробів також знижується, що сприяє накопиченню вуглецю.
• Весна: Із підвищенням температури ґрунту навесні активність мікробів зазвичай зростає, що призводить до зниження показників WEOC.
• Вегетаційний період: У міру росту рослин їх коріння починають виділяти вуглець у ґрунт, поступово підвищуючи показники WEOC. Цей процес триває до досягнення рівноваги між надходженням вуглецю та активністю мікробів.
• Дозрівання культур: Коли однорічні культури досягають зрілості, відбувається значний приплив вуглецю через відмирання кореневої системи та її розкладання. Після цього показники WEOC повільно знижуються з похолоданням ґрунту або обмеженням вологості.
• Зима: З настанням зими цикл починається знову.

Тривалість кожної з цих фаз залежить від багатьох факторів, таких як:

• Поточний стан здоров’я ґрунту
• Тривалість вегетаційного періоду
• Загальний клімат
• Система вирощування сільськогосподарських культур

Крім того, більш виражений цикл спостерігається в системах з обробітком ґрунту та вирощуванням просапних культур.

Вуглець, доступний для мікроорганізмів (%ВДМ)

Вміст вуглецю який доступний для мікроорганізмів (%ВДМ) характеризує співвідношення ВОВ до ґрунтового дихання (24 год. CO₂-C).

• Значення нижче 25% вказує на те, що ВОВ не обмежує ґрунтове дихання. На ґрунтове дихання впливають інші фактори ґрунту.
• Значення ВДМ вище 80% вказує на те, що ВОВ обмежує мікробне дихання. Слід розробити систему управління для внесення більшої кількості вуглецю в ґрунт.
• Оптимальне значення ВДМ становить від 50 до 75%. Це означає, що ґрунт має добрий баланс поживності та ВОВ для підтримки росту та активності мікроорганізмів.

Водорозчинний органічний азот (ВОА)

Водорозчинний органічний азот (ВОА) являє собою ту частину органічного азоту, яка доступна для мікроорганізмів. До складу ВОА входять амінокислоти та білки. Вміст ВОА у тесті Ханея визначає кількість білка, доступного для мікроорганізмів.

Джерелами ВОА є тваринний гній, компост або суміші сидеральних культур з родини бобових та капустяних. Одна з функцій мікроорганізмів – мінералізація азоту в форми, доступні для рослин, такі як амінокислоти, нітрати та амоній. У здоровому ґрунті це знижує потребу в азотних добривах.

Згідно з американськими дослідженнями, вміст водорозчинного органічного азоту (ВОА) в ґрунті може коливатися від 5 до 100 ppm, при цьому більшість значень знаходиться в діапазоні від 10 до 30 ppm N. Пам’ятайте, що 30 ppm N еквівалентно приблизно 60 кг азоту на гектар для 16 см шару ґрунту.

Співвідношення органічного вуглецю до органічного азоту

Звіт Ханея показує співвідношення C:N (вуглецю до азоту). Для оптимального функціонування ґрунтової системи необхідні як органічний вуглець, так і органічний азот.

Ґрунт із дуже високим вмістом ВОВ (вуглецю, доступного для екстракції водою) та низьким вмістом ВОА (водорозчинного органічного азоту) має багато енергії для мікробів, але якість або поживність цієї їжі низька.

Ґрунт із дуже низьким вмістом ВОВ та високим вмістом ВОА має багато доступного азоту для мікробів, але мало енергії для виконання важливих функцій.

Варто особливо зазначити, що в сільському господарстві зустрічається безліч різних співвідношень C:N (вуглецю до азоту). Розкладання та деструкція мікроорганізмами знижують початкове співвідношення C:N вихідного матеріалу. Наприклад, співвідношення C:N кукурудзяної стерні становить майже 60:1. А органічна речовина ґрунту має співвідношення C:N від 10:1 до 12:1.

Щоб кукурудзяна стерня стала частиною органічної речовини ґрунту, мікроорганізми повинні розкласти її до співвідношення близько 10:1. Вони досягають цього, перетворюючи вуглець із кукурудзяної стерні на мікробну біомасу та виділяючи більшу частину вуглецю у вигляді CO₂ (ґрунтового дихання). Чим вище початкове співвідношення C:N, тим довше розкладаються залишки. Залишки з високим вмістом вуглецю зберігаються довше, ніж залишки з низьким. Внесення добрив із низьким співвідношенням C:N, таких як гній та суміші сидеральних культур з родини бобових та капустяних, сприяє швидшому розкладанню залишків. Також для уповільнення процесу можна використовувати органічні матеріали з високим співвідношенням C:N.

Нижче наведена таблиця, що показує співвідношення C:N (вуглецю до азоту) та відповідні рекомендації щодо управління ґрунтом. Зазначені методи управління – не єдиний спосіб коригування або підтримки бажаного співвідношення C:N, але це деякі з найбільш популярних методів, коли метою є загальне здоров’я ґрунту.

Показник співвідношення	Показник	Значення N	Рекомендації щодо управління
>20:1	Ґрунт у поганому стані; присутня велика кількість органічного вуглецю та/або нестача органічного азоту	Азот фіксується мікроорганізмами та стає недоступним для рослин. Азот із вмісту ВОА не може бути засвоєний	Більше бобових у сівозміні або сидератів; менше соломи та інших матеріалів з високим вмістом вуглецю
15:1 – 20:1	Недостатній	Фіксація частини азоту; Повільніша мінералізація; Менший вміст азоту з вмісту ВОА	Збільшити кількість бобових культур у сівозміні або сидеральних сумішах; скоротити внесення матеріалів з високим вмістом вуглецю
8:1 – 15:1	Хороший	Висока мінералізація азоту	Зробити незначні коригування, якщо показники близькі до меж, щоб залишатися в цьому діапазоні
10:1 – 12:1	Ідеальний	Найвищий потенціал мінералізації азоту	Підвищити інтенсивність для збільшення як ВОВ, так і ВОА, що сприятиме активізації біологічних процесів
<8:1	Ґрунт у поганому стані; спостерігається нестача органічного вуглецю та/або надлишок органічного азоту	Нестача енергії для активності мікроорганізмів	Збільшити внесення вуглецю

Співвідношення органічного азоту до неорганічного азоту

Рослини отримують азот із ґрунту з двох джерел: органічних і неорганічних. Нітрати та амоній – це доступні для рослин форми неорганічного азоту.

Органічна речовина ґрунту є джерелом органічного азоту. Вона містить приблизно 454 кг азоту на кожен 1% органічної речовини ґрунту (ОМҐ). Цей азот є відносно стабільним і важкодоступним для ґрунтових мікроорганізмів, особливо протягом періоду, який є корисним для зростаючої культури. Що ще важливіше, видобуваючи азот з органічної речовини ґрунту, ми її руйнуємо.

Водорозчинна фракція тесту Ханея є джерелом органічного азоту, доступного для наступної культури.

Сільськогосподарські практики традиційно зосереджувалися на внесенні неорганічних азотних добрив для підвищення виробництва та врожайності. Хоча ця система справді сприяла зростанню врожаю, вона не завжди є ефективною. Іноді кількість внесеного азоту перевищує кількість, яку використовує культура.

Системи сівозмін, що залежать від внесення азотних добрив, матимуть співвідношення органічного азоту до неорганічного азоту менше 1. Це означає, що внесення азотних добрив погіршує здоров’я ґрунту, роблячи його більш залежним від добрив. Здоровий ґрунт матиме співвідношення органічного до неорганічного азоту 2 або 3.

Різноманіття сівозмін та садіння сидеральних культур сприяє оздоровленню ґрунту. У таких системах ми починаємо спостерігати зростання співвідношення понад 3, а згодом і до 5 або більше. Органічний азот, перебуваючи в балансі з органічним вуглецем, живить біологічну систему, що призводить до більш ефективного використання внесеного азоту.

Вивільнення органічного азоту

Вивільнення органічного азоту – це загальний внесок азоту у ваш ґрунт, що розраховується на основі перелічених вище параметрів. Чим вище дихання ґрунту, тим більше мікроорганізмів у ньому присутнє, а отже, більший потенціал для активності та мінералізації азоту. Вивільнення органічного азоту та сума неорганічного азоту дозволяють скоротити внесення азотних добрив.

Перетворення показника вивільнення органічного азоту в фунти на акр відбувається за наступним рівнянням:

Глибина зразка в дюймах * 0,3 * (ppm вивільнення органічного азоту) = фунти органічного азоту/акр, доступні для наступної культури.

Наприклад, кількість фунтів азоту на акр для зразка ґрунту 0-6 дюймів із показником вивільнення органічного азоту 30 ppm становить 6 * 0,3 * 30 = 54 фунти азоту на акр. Для зразка 8 дюймів із тим самим показником 30 ppm це становитиме 72 фунти азоту на акр. Тест Ханея вимірює доступний азот, що додався внаслідок мінералізації.

Запас органічного азоту

Це кількість ВОВ, що залишилася після розрахунку вивільнення органічного азоту. Нульове значення просто означає, що ви максимально використали азотний кредит із вмісту ВОВ. Однак значення “0” говорить нам про те, що якби ви змогли збільшити вміст ВОВ, то, ймовірно, отримали б більший кредит. З іншого боку, якщо у вашому резерві залишилося число, відмінне від “0”, це означає, що за наявності більшої мікробної біомаси (ґрунтового дихання) або більш збалансованого співвідношення C:N, ви могли б отримати вищий кредит на вивільнення.

Ґрунт постійно поповнюється органічним азотом за рахунок безперервного розкладу та кругообігу рослинних і тваринних залишків. Пам’ятайте, що ви можете сприяти цьому процесу, приймаючи відповідні рішення та постійно додаючи нові рослинні рештки. Це системний підхід до покращення ґрунту.

Індекс здоров’я ґрунту

Розрахований на основі показників тесту Ханея, таких як ґрунтове дихання, ВОВ та ВОА, надає виробнику швидку оцінку стану його ґрунту. Порівняйте свій індекс із показниками інших систем управління ґрунтом.

Індекс може коливатися від 0 до 50, але більшість ґрунтів мають значення 30 або менше. Загалом, чим вищий індекс, тим краще. Ми рекомендуємо, щоб індекс був вищим за 10.

При порівнянні індексу здоров’я ґрунту потрібно враховувати різницю між системами землеробства, типами ґрунту та кліматичними регіонами.

• Індекс здоров’я ґрунту 10 в Айові чи Нью-Мексико не означає, що обидва виробники мають однакові показники. Ґрунт у Нью-Мексико, ймовірно, матиме значно нижчий потенційний індекс здоров’я ґрунту через відмінності в навколишньому середовищі, кліматі та типах ґрунту порівняно з Айовою.
• Врожайність не завжди є надійним показником здоров’я ґрунту. Краще звернути увагу на методи управління та тип екосистеми.
• Порівняння вашого тесту Ханея з природним ґрунтом або сильно обробленим полем допоможе визначити потенційний діапазон індексів здоров’я ґрунту на даній території.

Рекомендації щодо сидеральних культур

Рекомендації щодо сидеральних культур загальною порадою, яка допоможе вам збалансувати вашу ґрунтову систему на основі різних показників тесту Ханея. Надати конкретну рекомендацію щодо конкретних сидеральних культур майже неможливо через велику кількість змінних, таких як наявне обладнання, доступне насіння, сівозміна, клімат тощо. Ось декілька порад щодо сидеральних культур.

Два фактори впливають на співвідношення злакових до бобових/хрестоцвітих культур у сидеральній суміші.

• Перший фактор – співвідношення C:N. Якщо співвідношення нижче 8:1, то ми рекомендуємо більший відсоток злакових культур, щоб збільшити кількість вуглецю, що надходить у систему. З іншого боку, якщо співвідношення вище 20:1, то ми рекомендуємо більший відсоток бобових культур, щоб забезпечити вас органічним азотом, необхідним для запуску процесів розкладання залишків та кругообігу поживних речовин.
• Якщо ваше співвідношення C:N потрапляє в бажаний діапазон, то ми базуємо співвідношення злакових до бобових культур на індексі здоров’я ґрунту.

 Дана стаття базується на інформації, що люб’язно надана лабораторією Ward Laboratories, Inc.