การทดสอบดิน

การทดสอบดินเป็นการ วิเคราะห์ ในห้องปฏิบัติการหรือในพื้นที่จริงเพื่อหาลักษณะทางเคมี ทางกายภาพ หรือทางชีวภาพของดิน การทดสอบดินที่ทำกันอย่างแพร่หลายที่สุดคือการทดสอบเพื่อประเมินความเข้มข้นของธาตุอาหารที่ พืชสามารถใช้ได้ เพื่อให้ คำแนะนำเกี่ยวกับ การใส่ปุ๋ยในภาคเกษตรกรรม ในวิศวกรรมธรณีเทคนิคการทดสอบดินสามารถใช้เพื่อกำหนดสถานะทางกายภาพปัจจุบันของดินคุณสมบัติการซึมผ่าน ความแข็งแรงเฉือนและ คุณสมบัติ การเสียรูปของดิน การทดสอบดินอื่นๆ อาจใช้ในการสำรวจ ทางธรณีเคมีหรือนิเวศวิทยา

การทดสอบดินทางการเกษตร

ในด้านการเกษตรการทดสอบดินโดยทั่วไปหมายถึงการวิเคราะห์ตัวอย่างดินเพื่อกำหนด ปริมาณ สารอาหารองค์ประกอบ และลักษณะอื่นๆ เช่นความเป็นกรดการทดสอบดินสามารถกำหนดความอุดมสมบูรณ์ หรือศักยภาพการเจริญเติบโตที่คาดหวังของดิน ซึ่งบ่งชี้ถึงการขาดสารอาหาร ความเป็นพิษที่อาจเกิดขึ้นจากความอุดมสมบูรณ์ที่มากเกินไป และการยับยั้งจากการมี แร่ธาตุรองที่ไม่จำเป็นการทดสอบนี้ใช้เพื่อจำลองการทำงานของรากในการดูดซึมแร่ธาตุ อัตราการเจริญเติบโตที่คาดหวังจะถูกจำลองโดย กฎของ ค่าสูงสุด^{[ 1 ]}

ห้องปฏิบัติการ เช่น ห้องปฏิบัติการของ มหาวิทยาลัย ไอโอวาสเตทและมหาวิทยาลัยโคโลราโดสเตทแนะนำว่าการทดสอบดินควรมีจุดเก็บตัวอย่าง 10-20 จุดต่อพื้นที่ 40 เอเคอร์ (160,000 ตารางเมตร⁾น้ำประปาหรือสารเคมีอาจเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของดิน และอาจจำเป็นต้องทดสอบแยกต่างหาก เนื่องจากสารอาหารในดินแตกต่างกันไปตามความลึก และองค์ประกอบของดินเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา ความลึกและช่วงเวลาในการเก็บตัวอย่างจึงอาจส่งผลต่อผลลัพธ์ด้วย

การเก็บตัวอย่างแบบผสมผสานสามารถทำได้โดยการนำดินจากหลายตำแหน่งมารวมกันก่อนทำการวิเคราะห์ นี่เป็นขั้นตอนที่ใช้กันทั่วไป แต่ควรใช้ด้วยความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการทำให้ผลลัพธ์คลาดเคลื่อน จำเป็นต้องทำตามขั้นตอนดังกล่าวเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการเก็บตัวอย่างของรัฐบาล ควรจัดทำแผนที่อ้างอิงเพื่อบันทึกตำแหน่งและปริมาณของตัวอย่างภาคสนามเพื่อให้สามารถตีความผลการทดสอบได้อย่างถูกต้อง

การกระจายตัวทางภูมิศาสตร์ของตัวอย่างสำหรับการเกษตรแม่นยำ

ในเกษตรแม่นยำตัวอย่างดินอาจระบุตำแหน่งทางภูมิศาสตร์โดยใช้เทคโนโลยี GPS เพื่อประเมินการกระจายตัวทางภูมิศาสตร์ของสารอาหารในพื้นที่ที่สุ่มตัวอย่าง ตัวอย่างที่ระบุตำแหน่งทางภูมิศาสตร์จะถูกเก็บรวบรวมโดยใช้การกระจายและความละเอียดที่ช่วยให้สามารถประเมินความแปรปรวนทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่ดินที่จะปลูกพืชได้ มีการใช้การกระจายและความละเอียดที่แตกต่างกันมากมาย ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงเป้าหมายของการวิเคราะห์สารอาหารทางภูมิศาสตร์และต้นทุนในการเก็บรวบรวมและวิเคราะห์ตัวอย่าง^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

ตัวอย่างเช่น ในพื้นที่ปลูกข้าวโพดและถั่วเหลืองของสหรัฐอเมริกา ผู้ให้บริการทดสอบดินเพื่อการเกษตรแม่นยำหลายรายนำเสนอการกระจายตัวของตัวอย่างดินแบบตารางที่มีความละเอียด 2.5 เอเคอร์ต่อตาราง (หนึ่งตัวอย่างต่อตาราง 2.5 เอเคอร์) ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าการทดสอบดินแบบตาราง (Grid Soil Testing)

การจัดเก็บ การจัดการ และการเคลื่อนย้าย

องค์ประกอบทางเคมีของดินเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา เนื่องจากกระบวนการทางชีวภาพและเคมีที่ทำให้สารประกอบต่างๆ สลายตัวหรือรวมตัวกันเมื่อเวลาผ่านไป กระบวนการเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงไปเมื่อดินถูกนำออกจากระบบนิเวศตามธรรมชาติ (พืชและสัตว์ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เก็บตัวอย่าง) และสภาพแวดล้อม (อุณหภูมิ ความชื้น และวัฏจักรของแสง/รังสีจากดวงอาทิตย์) ดังนั้น ความแม่นยำของการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีจึงสามารถดีขึ้นได้หากวิเคราะห์ดินหลังจากเก็บตัวอย่างมาไม่นาน โดยปกติภายในระยะเวลาประมาณ 24 ชั่วโมง การเปลี่ยนแปลงทางเคมีในดินสามารถชะลอลงได้ระหว่างการเก็บรักษาและการขนส่งโดยการแช่แข็ง นอกจากนี้ การตากแห้งยังสามารถรักษาสภาพตัวอย่างดินได้นานหลายเดือน

การทดสอบในห้องปฏิบัติการ

การตรวจวิเคราะห์ดินมักดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการเชิงพาณิชย์ที่ให้บริการทดสอบหลากหลายประเภท โดยมุ่งเป้าไปที่กลุ่มสารประกอบและแร่ธาตุต่างๆ การทดสอบในห้องปฏิบัติการมักตรวจสอบธาตุอาหารพืชในสามประเภทหลัก ได้แก่:

ธาตุอาหารหลัก: ไนโตรเจนฟอสฟอรัสและโพแทสเซียม
ธาตุอาหารรอง: กำมะถันแคลเซียมแมกนีเซียม
ธาตุอาหารรอง: เหล็กแมงกานีสทองแดงสังกะสีโบรอนโมลิบเดนั มคลอรีน

ปริมาณฟอสฟอรัส ที่พืชสามารถใช้ได้ มักจะวัดด้วยวิธีการสกัดทางเคมี และแต่ละประเทศมีวิธีการมาตรฐานที่แตกต่างกัน เฉพาะในยุโรป ปัจจุบันมีการใช้การทดสอบฟอสฟอรัสในดินมากกว่า 10 วิธี และผลลัพธ์จากการทดสอบที่แตกต่างกันเหล่านี้ไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้โดยตรง^{[ 4 ]}

ชุดทดสอบ แบบทำเองมักจะทดสอบเฉพาะ "ธาตุอาหารหลัก" สามชนิด และความเป็นกรด ของดิน หรือระดับ pHเท่านั้น ชุดทดสอบแบบทำเองมักจำหน่ายที่สหกรณ์การเกษตร ห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัย ห้องปฏิบัติการเอกชน และร้านขายอุปกรณ์ก่อสร้างและร้านขายอุปกรณ์ทำสวนบางแห่ง เครื่องวัดไฟฟ้าที่วัดค่า pH ปริมาณน้ำ และบางครั้งก็วัดปริมาณธาตุอาหารในดินได้ ก็มีจำหน่ายที่ร้านขายอุปกรณ์ก่อสร้างหลายแห่งเช่นกัน การทดสอบในห้องปฏิบัติการมีความแม่นยำกว่าการทดสอบด้วยชุดทดสอบแบบทำเองและเครื่องวัดไฟฟ้า

เพื่อหลีกเลี่ยงเทคนิคการวิเคราะห์ที่ซับซ้อนและมีราคาแพง การคาดการณ์โดยใช้สมการถดถอยที่เกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ที่วัดได้ง่ายกว่าสามารถทำได้โดยใช้ฟังก์ชันการถ่ายโอนดิน ตัวอย่างเช่น ความหนาแน่นของดินสามารถคาดการณ์ได้โดยใช้คุณสมบัติของดินที่วัดได้ง่าย เช่น เนื้อดิน ค่า pH และอินทรียวัตถุ^{[ 5 ]}

การตรวจวิเคราะห์ดินใช้เพื่อช่วยในการเลือกส่วนประกอบและปริมาณปุ๋ยที่เหมาะสมสำหรับที่ดินที่ใช้ในภาคเกษตรกรรมและพืชสวน

มีชุดอุปกรณ์ส่งตรวจดินและน้ำบาดาลแบบชำระเงินล่วงหน้าเพื่ออำนวยความสะดวกในการบรรจุและจัดส่งตัวอย่างไปยังห้องปฏิบัติการ ในทำนองเดียวกัน ในปี 2547 ห้องปฏิบัติการเริ่มให้คำแนะนำเกี่ยวกับปุ๋ยควบคู่ไปกับรายงานการวิเคราะห์องค์ประกอบของดิน

การทดสอบในห้องปฏิบัติการมีความแม่นยำมากขึ้นและมักใช้ เทคโนโลยี การฉีดแบบไหล ที่แม่นยำมาก (หรือการสแกนอินฟราเรดใกล้ (NIR) ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} ) นอกจากนี้ การทดสอบในห้องปฏิบัติการมักรวมถึงการตีความผลลัพธ์และคำแนะนำโดยผู้เชี่ยวชาญ ข้อความเบื้องต้นที่รวมอยู่ในรายงานห้องปฏิบัติการอาจระบุถึงความผิดปกติ ข้อยกเว้น และข้อบกพร่องใดๆ ในการสุ่มตัวอย่าง กระบวนการวิเคราะห์ หรือผลลัพธ์

ห้องปฏิบัติการบางแห่งวิเคราะห์หาแร่ธาตุทั้ง 13 ชนิด และแร่ธาตุที่ไม่จำเป็นและอาจเป็นพิษอีกกว่าสิบชนิด โดยใช้ "สารสกัดดินสากล" ( แอมโมเนียมไบคาร์บอเนต DTPA )