Анализ почвы на БИК-спектрометрах

Средняя область инфракрасного спектра применяется в основном в исследовательских целях для изучения природы гумусовых веществ и илистых фракций почвы. В целях количественного анализа ИК-спектроскопия в анализе почв используется редко ввиду сложности пробоподготовки. Намного проще измерять отражательную способность почв и интерпретировать в видимой области спектра. Практическое применение метод находит в лабораторных условиях и при дистанционном зондировании в аэрокосмических исследованиях. Но, стоит сказать, что точность определения гумуса по отражательной способности почв в видимой области достаточно мала ввиду наложения на поглощение гумуса и других, содержащихся в почве компонентов (к примеру, гидроокисей железа). Чаще всего этот метод является вспомогательным. При исследовании почв метод ИК-анализа стал находить применение только в последние годы.

Содержание влаги в почвах можно точно определить по полосам поглощения при 1400; 1900 и 2200 нм. (Bowers S.A. and Hanks R.J., 1965). При данной влажности на отражательную способность почв влияет содержание органического вещества и глинистых частиц. С уменьшением размеров почвенных частиц коэффициент отражения возрастает экспоненциально.

Полос поглощения, принадлежащих органическому веществу, при детальном изучении спектров диффузного отражения почв, не было обнаружено (Krishnan P., Alexander J., и др., 1980). Хотя использование для градуировки в качестве независимой переменной отношения значения второй производной спектров при двух длинах волн позволяло проводить определение содержания гумуса. Более точные результаты давало уравнение, полученное для длин волн, расположенных в видимой области спектра (623,6 и 564,4 нм.) использование ближней ИК-области давало менее точные результаты. Ввиду полученных данных был сделан вывод, что спектры почв в ближней инфракрасной области несут меньше информации, чем в видимой области. Большая часть полос поглощения, наблюдается в БИК (ближней инфракрасной) области спектра, которые могут быть связаны с колебаниями атома водорода в молекулах веществ. Частота колебаний и длины волн поглощения зависят от того, с какими атомами связан атом Н⁺ и в каких связях он находится.

Следует отметить, что в последнее время применение спектрометрии диффузного рассеивания в ближней инфракрасной области спектра находит все большее применение для анализа природных и сельскохозяйственных объектов, таких как почвы, торф, органические удобрения, корма для животных. Этому способствует совершенствование методов пробоподготовки, интенсивное развитие измерительной техники, методов калибровки и средств обработки получаемых спектров. В частности для почв в современных лабораториях отработаны методы определения гумуса, общего азота, нефтепродуктов и некоторых других показателей. Важным достоинством данного метода является его экспрессность, хорошая воспроизводимость и сохранность образца (метод является неразрушающим).