М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У...
8 downloads
225 Views
392KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т
Я блонских Л.А .
П О Л Е ВЫ Е И Л А Б О Р А Т О Р Н Ы Е И С С Л Е Д О ВА Н И Я П Р И ВЫ П О Л Н Е Н И И Д И П Л О М Н Ы Х Р А Б О Т У чебноепособиепо специальности 030027-почвоведение По дисциплинеО ПД Ф 04–Геогр аф ия почв
В О РО Н Е Ж 2003
2
У твер ж дено нау чно-м етодическим советом ку льтетаот 11.02.2002 г, пр отокол № 6
биолого-почвенного
ф а-
А втор Я блонских Л.А .
У чебноепособиеподготовлено накаф едр егеогр аф ии почвбиологопочвенного ф аку льтетаВ ор онеж ского госу дар ственного у нивер ситета
Реком енду ется для сту дентов3-5 ку р сов
3
ВВЕ Д Е Н И Е У чебны м планом для сту дентов V ку р са почвенного отделения биолого-почвенного ф аку льтетаВ ор онеж ского госу нивер ситетапр еду см отр ен спецпр актику м по изу чению ф изических , ф изико-х им ических и х им ических свойств почв. Специф ика его заклю чается в вы полнении ком плекса лабор атор но-пр актических занятий, на основекотор ы х пр оизводится написаниеосновны х р азделов диплом ной р аботы , р ассм атр иваю щ их р азностор онню ю х ар актер истику почв и почвенного покр оваконкр етной тер р итор ии. И з больш ого числа м етодов исследования почв вы бр аны лиш ь нем ногие, наиболеедостовер ны еи общ епр иняты е. Пр и их вы полнении полу чаю т опр еделенны еу р овни или величины показателей, х ар актер изу ю щ ие свойства почв и пр отекаю щ иев них х им ическиепр оцессы , а такж епозволяю щ иер еш ать поставленны еисследователем задачи. Т ем ы диплом ны х р абот сту дентов каф едр ы геогр аф ии почв посвящ ены изу чению почв и почвенного покр ова (ПП) небольш их по площ ади тер р итор ий (х озяйств) Ср еднер у сского Ч ер нозем ья. К аж дая из них пр еду см атр ивает пр оведениев пер иод пр оизводственной пр актики полевы х почвенны х исследований. Работав поленачинается с р екогносцир овки на м естности. Су щ ность еезаклю чается в тщ ательном вы бор еконкр етны х у частковдля закладки почвенны х р азр езов. Пр и этом неисклю чается возм ож ность залож ения топогр аф ических пр оф илей, котор ы е пр еду см атр иваю т ком плексноеисследованиепр ир одны х объектов (р астительность, р ельеф , почвы , м атер инскиепор оды и др .), су щ еству ю щ их в тесной взаим освязи и взаим ообу словленности. Н а их пр им ер еу станавливаю тся законом ер ности р аспр еделения ПП в у словиях м езо- и м икр ор ельеф а. Залож ениеосновны х почвенны х р азр езов сопр овож дается из м ор ф ологическим описанием и отбор ом почвенны х обр азцов для анализа. О бщ ееих количество долж но ох ватить всетипы , подтипы , р оды , виды , основны ер азновидности почв и обеспечить достаточну ю повтор ность для почв, заним аю щ их наибольш ие площ ади (2-3 р азр езанакаж ды й вид). 1. О Т Б О Р И П О Д ГО Т О ВК А П О Ч ВЕ Н Н Ы Х П Р О Б К А Н А Л И ЗУ, Е Д И Н И Ц Ы И ЗМ Е Р Е Н И Я УР О ВН Е Й П О К А ЗА Т Е Л Е Й О Т БО Р ПО Ч В Е Н Н Ы Х О БРА ЗЦ О В , И Х Х РА Н Е Н И Е И ПО Д ГО Т О В К А К А Н А ЛИ ЗУ О тбор почвенны х обр азцов для х ар актер истики свойств почвы – главная задача из пр огр ам м ы исследований, поэтом у очень важ но пр авильно взять обр азец из почвы в полеи пр авильно подготовить его к анализу . Д ля х ар актер истики общ их свойствпочвы обр азцы отбир аю т из каж дого генетического гор изонта. Пр и этом пр обы отбир аю тся м етодом «сплош ной» колонки: снизу ввер х , начиная с гор изонта С вы р езается в ср едней части каж дого гор изонта пр ям оу гольник длиной р ебр а около 10 см . Т ех никавзятия обр азцаиз генетического гор изонтатакова: нах одят се-
4
р едину каж дого вы деленного пр и описании почвы гор изонта и по отнош ению к этой линии, отсту пая ввер х и вниз по 5 см , наносят гр аницы слоя, из котор ого отбир аю т обр азец. Е сли м ощ ность гор изонта м енее10 см , то обр азец бер ется на всю толщ у гор изонта, слегка отсту пив от его вер х ней и ниж ней гр аницы . Пр и больш ой м ощ ности того или иного гор изонта(около 50 см и более) ж елательно взять из него неодин, анесколько обр азцов слоем по 10 см , незах ваты вая пр и этом гр аницы пер ех одам еж ду гор изонтам и. И з пах отного гор изонта бер ется один обр азец на всю его м ощ ность, напр им ер пр и м ощ ности пах отного слоя 22 см обр азец бер ется наглу бине0-22 см . И з целинны х почвпр и больш ой м ощ ности гу м у сового гор изонта(напр им ер , у чер нозем но-лу говы х , чер нозем но-влаж но-лу говы х , собственно аллю виальны х дер новы х и лу говы х почв центр альной части пойм ы и др .), следу ет бр ать два обр азца – один из сам ой вер х ней части этого гор изонта, пр едвар ительно зачистив слой дер нины (напр им ер , слой дер нины или А д р авен 3 см , следовательно, пер вы й обр азец долж ен соответствовать глу бине3-13 см ), втор ой обр азец бер ется из ниж ней части гу м у сового гор изонта или из его сер едины . А налогично бер у тся обр азцы из гу м у сового гор изонта сер ы х лесны х и лесостепны х почв, пр едвар ительно зачистив слой лесной подстилки. Е сли м ощ ность дер нины велика (напр им ер , у лу гово-болотны х , болотны х , солодей лу гово-болотны х и др . почв), то следу ет взять обр азец дер нины , а далееобр азец вер х ней части повер х ностного гор изонта, р асполож енного глу бж еА д. Н апр им ер , слой А д р авен 10 см , тогда обр азец дер нины бу дет соответствовать глу бине0-10 см , а следу ю щ ий – 10-20 см . О бр азцы из иллю виальны х гор изонтов(солонцового, р у дякового и др .) бер у т неиз сер едины , аиз наиболееу плотненной его части. Пр и почвенны х исследованиях , вы полняем ы х в нау чны х целях , нер едко обр азцы бер у т по всей толщ епр оф иля послойно (0-10, 10-20, 20-30, 30-40 и т.д.) с у четом генетических гор изонтов. К аж ды й обр азец пом ещ ается на лист плотной бу м аги или пер еносится в м атер чаты й м еш очек. О бр азец снабж ается этикеткой, на котор у ю записы ваю т ном ер р азр еза, генетический гор изонт, глу бину взятия обр азца, дату , адр ес и ф ам илию исполнителя. Д ля агр ох им ической х ар актер истики обр азцов почвы из пах отного и подпах отного слоев отбир аю т м аксим ально возм ож ноеколичество индивиду альны х пр ободинаковой м ассы вр азны х м естах у частка, р асполож енны х в четы р ех напр авлениях на р асстоянии 10-12 м др у г от др у га. Е сли пр обы бер у т тр остьевы м бу р ом , то см еш анны й обр азец составляется из 1020, апр и отбор елопатой – из 5-10 индивиду альны х пр об. Н апосевах одну половину пр оббер у т из р ядковили гр ебней, др у гу ю – из м еж ду р ядий. О бр азцы почвы м ож но отбир ать напр отяж ении всего лета, но в опы тах лу чш им ср оком отбор а является осень, послеу бор ки у р ож ая. Н ельзя отбир ать обр азцы ср азу послевнесения у добр ений, нагр аницеполей севообор ота, на м естах р асполож ения скир д солом ы , сена, ш табелей навоза, тор ф аи т.д. М ассаобр азцаколеблется от 0.5 до 1.0 кг. Д оставленная в лабор атор ию почва долж на бы ть доведена до возду ш но-су х ого состояния,
5
для этого его р ассы паю т тонким слоем на больш ом листе бу м аги, у даляю т кор ни, р астительны еостатки и оставляю т на 2-3 дня в су х ом пом ещ ении, несодер ж ащ ем ввозду х епар овкислот и газови избегая попадания пр ям ы х солнечны х лу чей. В озду ш но-су х ая почва х р анится в кор обках или банках с пр итер той пр обкой. Ч асть ееоставляю т в неизм енном состоянии, адр у гу ю часть р астир аю т в сту пкеф ар ф ор овы м пестиком , отобр ав из р азны х м ест пр обы 4550 г почвы . Растер ту ю пр обу пр осеиваю т чер ез сито с р азм ер ом ячейки в1 м м . Почву , непр ош едш у ю чер ез сито, вновь изм ельчаю т в сту пкеи пр осеиваю т чер ез то ж есито. Растир аниеи пр осеиваниепр одолж ается до тех пор , пока на ситенеостану тся кам енисты ечастички кр у пнее1 м м (почвенны й скелет). И х взвеш иваю т и вы числяю т в пр оцентах от общ ей м ассы почвы . Пр осеянну ю почву (м елкозем ) пом ещ аю т в кор обку или банку с пр итер той пр обкой отдельно от нер астер той или завор ачиваю т в бу м агу и пом ещ аю т в ту ж ебанку или кор обку . О тдельно х р анят скелет, что необх одим о пр и изу чении гр ану лом етр ического и петр огр аф ического состава почвы . Д ля больш инства анализов использу ю т м елкозем , т.е. почву , пр осеянну ю чер ез сито с диам етр ом отвер стий 1 м м . Д ля опр еделения содер ж ания ор ганического вещ ества, гу м у са и азотаподготовкапочвы канализу им еет су щ ественны еотличия. И з возду ш но-су х ого обр азцапочвы бер у т ср едню ю пр обу м ассой 6070 г. Ч асть этой пр обы (5-10 г) р астир аю т без отбор апож нивны х остатков, кор еш ков, ку сков тор ф а и др у гих , видим ы х невоор у ж енны м глазом ор ганических вещ еств и полностью пр осеиваю т чер ез сито в 1 м м . 1-2 г пр осеянной почвы повтор но р астир аю т, пр опу скаю т чер ез сито диам етр ом отвер стий 0.25 м м и использу ю т в дальнейш ем для опр еделения содер ж ания у глер одаор ганического вещ ества. Пр и подготовкепочвы к анализу на содер ж аниегу м у са необх одим о отделить кор еш ки и р азличны ер астительны еостатки с пом ощ ью наэлектр изованной эбонитовой или стеклянной палочки. Д ля этого ср едню ю пр обу нер астер той почвы р азр авниваю т тонким слоем на листебелой бу м аги и пинцетом отбир аю т кор еш ки и видим ы еор ганическиеостатки. Затем ком ки почвы р астир аю т в сту пкеи вновь отбир аю т ор ганическиепр им еси, пр осм атр ивая почву под лу пой. Послеэтого еер астир аю т в ф ар ф ор овой сту пкеи пр опу скаю т чер ез сито с отвер стиям и 1 м м . И з пр осеянной почвы бер у т ср едню ю пр обу 10-15 г, р азр авниваю т тонким слоем на листепер гам ентной бу м аги и снова отбир аю т кор еш ки наэлектр изованной эбонитовой палочкой (для этого еенадо натер еть ш ер стяной тканью и бы стр о пр овести палочкой над почвой). К ор еш ки и м елкиеку сочки ор ганических остатков, пр илипш иекпалочке, у даляю т. Н еследу ет подносить палочку слиш ком близко к почве, так как в этом слу чаекней пр илипаю т тонкием инер альны ечастицы .
6
Послеотбор а кор еш ков почву вновь р астир аю т в ф ар ф ор овой сту пкеи пр осеиваю т чер ез сито с отвер стиям и 0.25 м м . Подготовленну ю почву х р анят вбу м аж ном пакетеили пр обир ке, закр ы той пр обкой. Лесну ю подстилку , дер нину , тор ф из-за больш ой влаж ности вы су ш иваю т в х ор ош о вентилир у ем ом пом ещ ении несколько су ток, затем изм ельчаю т всту пках , р азм алы ваю т нам ельницеи пр осеиваю т чер ез сито 23 м м . Затем отбир аю т ср едний обр азец м ассой 5-200 г, изм ельчаю т и пр осеиваю т чер ез сито в 1 м м . Растир аю т и пр осеиваю т до тех пор , пока не бу дет пр осеян весь обр азец, котор ы й затем х р анится так ж е, как и м инер альная почва. Е Д И Н И Ц Ы И ЗМ Е РЕ Н И Я У РО В Н Е Й ПО К А ЗА Т Е ЛЕ Й И СПО СО БЫ В Ы РА Ж Е Н И Я РЕ ЗУ ЛЬ Т А Т О В А Н А ЛИ ЗА ПО Ч В [1] Д ля оцени у р овней показателей х им ических свойств почв и х им ических почвенны х пр оцессов использу ю т единицы ф изических величин. В 1960 г. 11-я Генер альная конф ер енция по м ер ам и величинам пр инялаМ еж ду нар одну ю систем у единиц СИ (Systeme International d`Unitees – SI). О на вклю чает 7 основны х единиц. Пр и оценке х им ического состояния почв чащ евсего использу ю т единицы м ассы и единицы количества вещ ества. С введением СИ такиеединицы м ассы , как гр ам м - и м иллигр ам м эквивалент, р анеепр иняты епочвоведам и всего м ир а, бы ли у пр азднены и в настоящ ее вр ем я в зар у беж ной литер ату р е не у потр ебляю тся. В наш ей стр анеони во м ногих изданиях пр одолж аю т использоваться. В СИ основной единицей м ассы является килогр ам м , а часто у потр ебляем ы м и дольны м и единицам и (единицам и, составляю щ им и долю , часть от пр инятой единицы ф изической величины ) – гр ам м и м иллигр ам м . В почвоведении часто использу ю т единицы , х ар актер изу ю щ ием ассову ю долю того или иного ком понента в почве. Под м ассовой долей поним аю т отнош ением ассы ком понента, содер ж ащ егося в систем е, к общ ей м ассе этой систем ы . Резу льтаты анализа вы р аж аю т в пр оцентах (сотая доля, %), пр ом иллях (ты сячная доля, %о, ppt), в м иллионны х долях (м лн-1, в англоязы чной литер ату р еppm – pars pro million). Е диницы ppt и ppm у добны для оценки м алы х концентр аций вещ еств, их ш ир око использу ю т в иностр анной литер ату р е. В отечественной литер ату р ечащ епр им еняю т м г/кг, что соответству ет 1 ppm. Д остаточно часто пр им еняю т единицы , котор ы ех ар актер изу ю т вы р аж енну ю в м иллигр ам м ах м ассу ком понента, содер ж ащ у ю ся в 1 кг или 100 г почвы (м гθкг-1 или м г/кг, м г/100 г почвы ). В тех слу чаях когда необх одим о оценивать эквивалентны есоотнош ения м еж ду р еагир у ю щ им и или содер ж ащ им ися в почвах ком понентам и, использу ю т неединицы м ассы , аединицы количествавещ ества. О сновной единицей количества вещ ества в СИ является м оль (mol), дольны м и единицам и – децим оль (дм оль, dmol), сантим оль (см оль, cmol), м иллим оль (м м оль, mmol) и м икр ом оль (м км оль, :mol). Пер ечисленны е
7
дольны еединицы соответству ю т 10- 1, 10-2, 10-3, 10-6 долем оля. В скобках пр иведены р у сскиеи м еж ду нар одны еобозначения единиц. В соответствии с СИ м о ль – единица количества вещ ества, состоящ ая из стольких стр у кту р ны х элем ентов, сколько атом ов содер ж ится в 0.012 кг у глер ода-12 (12С). Ч исло атом ов в 0.012 кг 12С, или в одном м оле у глер ода-12 р авно числу А вогадр о – 6.022·1023. Т огда 6.0221·023лю бы х стр у кту р ны х элем ентовсоставляет м оль этих элем ентов. Стр у кту р ны м и элем ентам и м огу т бы ть р еальны ечастицы – м олеку лы , атом ы , ионы , электр оны , пр отоны и р азнообр азны еу словны ечастицы . В качествеу словны х частиц м ож но р ассм атр ивать 1/2 м олеку лы H2SO4, 1/3 ионаAl+ и пр . Экв и в але н т о м назы ваю т р еальну ю или у словну ю частицу , котор ая м ож ет пр исоединять, вы свобож дать или бы ть каким -либо др у гим обр азом эквивалентна одном у иону водор ода в кислотно-основны х р еакциях или одном у электр ону в окислительно-восстановительны х р еакциях . Поскольку эквивалент р ассм атр ивается как частица (р еальная или у словная), единицей количествавещ естваэквивалентатакж еявляется м оль. К оличество вещ ества обозначаю т сим волом «n». Т ак, количество вещ естваCa2+ записы вается какn(Са2+). Н апр им ер , n(Са2+)=5 м м оль. Сим волом «М » обозначаю т м оляр ну ю м ассу вещ ества. М оляр ная м асса р ассм атр ивается как м асса, отнесенная к количеству вещ ества. Е диницей м оляр ной м ассы в СИ является кг·м оль-1 или кг/м оль. М огу т бы ть использованы г·м оль-1, г·см оль-1, г·м м оль-1. Н апр им ер М (Са2+)=40.08 г·м оль-1, М (Са2+)=0.04008 г·м м оль-1, М (1/2Са2+)=20.04 г·м оль-1, М (1/2Са2+)=0.02004 гθм м оль-1. Т аким обр азом : 1 м о ль CaCl2 со ст о и т и з 6.022·1023 м о ле кул, и м е е т м ассу 110.99 г; м о ля рн ая м асса CaCl2 со ст ав ля е т 110.99 г·м о ль-1 и ли со краще н н о М (CaCl2)=110.99 г·м о ль-1; 1 м о ль С а2+ со ст о и т и з 6.022·1023 и о н о в , и м е е т м ассу 40.08 г, М (С а2+)=40.08 г·м о ль-1; 1 м о ль (1/2С а2+) со ст о и т и з 6.022·1023 усло в н ых част и ц, и ли экв и в але н т о в , и м е е т м ассу 20.04 г, м о ля рн ая м асса 1/2С а2+ со о т в е т ст в уе т 20.04 г·м о ль-1 и ли М (1/2С а2+)=20.04 г·м о ль-1; 1 м о ль эле кт ро н о в (е -) со ст о и т и з 6.022·1023 эле кт ро н о в , и м е е т м ассу 0.5486·10-3 г, М (е -)=0.5486·10-3 г·м о ль-1. К оличество вещ ества (число м олей р аствор енного вещ ества), деленноена объем р аствор а, р ассм атр иваю т как м оляр ну ю концентр ацию (сим вол «с»). Т огдавы р аж ениедля концентр ации р аствор а, содер ж ащ его в 1 л 1 м оль HCl, им еет вид: с(HCl)=1 м ольθл-1. В ы р аж ение с(1/2H2SO4)=0.1 м оль·л-1 соответству ет вы р аж ению 0.1н. H2SO4, с(H2SO4)=0.1 м ольθл-1 соответству ет вы р аж ению 0.1М H2SO4. Д ля того, чтобы от количества вещ ества в исследу ем ой систем епер ейти к его м ассе, число м олей вещ ества необх одим о у м нож ить на величину его м оляр ной м ассы . Пр едполож им , что 1 кг почвы содер ж ит 50 м м оль (слово м оль послечисла в заголовках таблиц несклоняется) су ль-
8
ф ат-ионов. М оляр ная м асса SO42- р авна 96 г/м оль или 0.096 г/м м оль. Т огда, у м нож ив 50 м м оль на0.096 г/м м оль, полу чим , что в 1 кг почвы содер ж ится 4.8 г SO42-. Е сли р езу льтат анализа той ж епочвы вы р аж ен числом м иллим олей эквивалентов су льф ат-ионов (1/2SO42-), то он соответству ет 100 м м оль (-)·кг-1 или 100 м м оль(-)/кг. В этом слу чае, чтобы вы числить м ассу су льф ат-ионов в почве, число м иллим олей эквивалентов су льф ат-ионов ну ж но у м нож ить на м оляр ну ю м ассу эквивалента М (1/2SO42-), р авну ю 0.048 г/м м оль. Полу чаем тот ж ер езу льтат. М ассасу льф ат-ионов в 1 кг почвы составляет 4.8 г, или м ассовая доля су льф ат-ионов в почвесоответству ет 0.48%. С пом ощ ью единиц количествавещ ествар езу льтаты анализапочвы с м ассовой долей су льф ат-ионов, р авной 0.48%, м огу т бы ть вы р аж ены следу ю щ им обр азом : 50 м м о ль (SO42-)·кг -1, 5 см о ль (SO42-)·кг -1 и ли 5 м м о ль (SO42-)/100 г по чв ы; 100 м м о ль (1/2SO42-)·кг -1, 10 см о ль (1/2SO42-)·кг -1, 10 м м о ль (1/2SO42-)/100 г по чв ы; 100 м м о ль (-) кг, 10 см о ль (-) кг, 10 м м о ль(-)/100 г по чв ы. В последнем слу чае знак «-» обозначает зар яд у словной частицы 1/2SO42-. Полезно пом нить, что р езу льтаты анализа, вы р аж енны ев м иллим олях эквивалентови в м иллигр ам м -эквивалентах (что встр ечается влитер ату р епр ош лы х лет), численно р авны . Е диницы количества вещ ества использу ю т пр и исследовании ионообм енны х свойств почв. Х ар актер изу я ионообм енну ю способность почв, по су щ еству оцениваю т количество отр ицательны х (ем кость катионного обм ена– Е К О ) или полож ительны х (ем кость анионного обм ена– Е А О ) зар ядовчастиц почвенного поглощ аю щ его ком плекса(ППК ). В соответствии с систем ой СИ единицей количества вещ ества зар ядов на единицу м ассы почвы становится м оль (е-)кг-1 по отнош ению к отр ицательно зар яж енны м позициям ППК или м оль (p+) кг-1 по отнош ению к зар ядам катионов, ком пенсир у ю щ им отр ицательны езар яды ППК . В еличины долж ны бы ть численно р авны , потом у что 1 пр отон (p+) или его электр ох им ический эквивалент в видекатионаком пенсир у ю т 1 отр ицательны й зар яд ППК . Т огдасодер ж аниеобм енны х катионов в ППК и ем кость катионного обм ена м огу т бы ть вы р аж ены , напр им ер , как 50 м м оль (p+) кг-1, 50 м м оль (+) кг-1, или 5 м м оль (+)/100 г почвы . К р ом е основны х единиц СИ (м асса, количество вещ ества, длина, вр ем я, сила света, сила электр ического тока, тер м одинам ическая тем пер ату р а), использу ю тся пр оизводны еединицы . Т ак, для оценки х им ического потенциала, или м ольного изм енения свободной энер гии Гиббса, использу ю т дж оу ль на м оль (Д ж /м оль, Jθmol-1), для оценки у дельной электр ической пр оводим ости почвенны х р аствор ов и ф ильтр атов из насы щ енны х водой почвенны х паст – сим енс на м етр (См /м , дСм /м , м См /см , Sθm-1, dSθm-1, mSθm-1).
9
В р у сскоязы чной литер ату р еотсу тству ю т едины е р еком ендации по пр им енению систем ы СИ в почвоведении и способам вы р аж ения р езу льтатов анализа почв. Н а английском язы кетакиер еком ендации пу бликовались неоднокр атно. 2. А ГР О Ф И ЗИ Ч Е С К И Е М Е Т О Д Ы И С С Л Е Д О ВА Н И Я П О Ч В О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е ГИ ГРО СК О ПИ Ч Е СК О Й В ЛА Ж Н О СТ И ПО Ч В Ы А лю м иниевы й или стеклянны й стаканчик (бю кс) пр осу ш иваю т до постоянной м ассы в су ш ильном ш каф у пр и тем пер ату р е100-105оС, ох лаж даю т в эксикатор еи взвеш иваю т на аналитических весах . В этот стаканчик насы паю т 5 г возду ш но-су х ой почвы . Стаканчик с почвой взвеш иваю т на тех ж евесах и с такой ж еточностью . Почву в стаканчикесу ш ат в су ш ильном ш каф у 5 ч, послечего стаканчик закр ы ваю т кр ы ш кой, ох лаж даю т в эксикатор ес CaCl2 на днеи взвеш иваю т. Затем пр осу ш иваю т снова около 2 ч. Е сли р азница во взвеш ивании послепер вой и втор ой су ш ки не пр евы ш ает 0.003 г, то пр осу ш иваниезаканчиваю т. Резу льтаты взвеш ивания записы ваю т в табл. 1, а гигр оскопическу ю влаж ность (W) вы числяю т по ф ор м у ле: W =
b−c ⋅100%, c−a
гдеа – м асса пу стого стаканчика, г; b – м асса стаканчика с почвой до вы су ш ивания, г; c –м ассастаканчикапослевы су ш ивания, г. К оэф ф ициент пер есчета р езу льтатов анализа возду ш но-су х ой почвы на абсолю тно су х у ю назы вается коэф ф ициентом гигр оскопичности ( КН О ) и вы числяется по ф ор м у ле: 2
КН 2О =
100 + W . 100
Т аблица1
после су ш ки
Гигр оскопическая влаж ность, %
до су ш ки
М ассасу х ой почвы , г
М ассастаканчикас почвой, г
М ассаиспар ивш ейся воды , г
М ассапу стого стакан-чика
№ стакан-чика
Глу бина, см
Почва, ном ер р азр еза
О пр еделениегигр оскопической влаж ности
О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е ПЛО Т Н О СТ И СЛО Ж Е Н И Я ПО Ч В Ы Плотностью слож ения почвы назы вается м ассаединицы ееобъем ав ненар у ш енном слож ении. Э то одна из важ нейш их ф изических х ар актер истик, сказы ваю щ аяся на водном , возду ш ном и тепловом р еж им ах . Знать величину этого показателя необх одим о для р еш ения целого р ядапр актических задач: вы числения пор озности, запасов воды , питательны х вещ еств, гу м у са, м икр оэлем ентов, нор м полива пр и ор ош ении и др . По плотности слож ения вер х них гор изонтов су дят обоку льту р енности почвы (табл. 2).
10
Сильно у плотненная в су х ом состоянии почва оказы вает больш ое сопр отивление р азвитию кор невой систем ы р астений, пр и ее обр аботке тр ебу ю тся дополнительны е затр аты . В пер еу влаж ненной плотной почве создаю тся неблагопр иятны еу словия для р оста р астений вследствиезанятости почти всего объем а пор водой и недостатка аэр ации. Посту паю щ ая на повер х ность вода непр оникает вну тр ь, а стекает, вы зы вая пр оцессы эр озии. Т аблица2 О ценкаплотности почвы (по Н .А . К ачинском у ) Плотность почвы , d V , г/см 3 <1 1.0-1.1 1.2 1.3-1.4 1.4-1.6 1.6-1.8
О ценкапочвы су глинистого и глинистого гр ану лом етр ического состава Почвавспу ш енаили богатаор ганическим и вещ ествам и (дер нинав полевы х и лесны х почвах , м ер злая, сы р ая почвавпах отном слое) Т ипичны евеличины для ку льту р ной свеж евспах анной паш ни Паш ня у плотнена Паш ня сильно у плотнена Т ипичная величинадля подпах отны х гор изонтовр азличны х почв Сильно у плотненны еиллю виальны егор изонты , пр еим у щ ественно подзолисты х почви солодей; гор изонт кр аснозем а. Д ля песчаны х полевы х почвх ар актер ны величины 1.3-1.5, вгу м у совом гор изонте садовы х и лесны х песчаны х почвм ож ет бы ть 1.2-1.3 г/см 3
Плотность слож ения почвы зависит от гр ану лом етр ического состава, стр у кту р ы , ееводопр очности, пор озности. О на изм еняется в пр остр анстве и во вр ем ени, особенно в вер х них гор изонтах , подвер гаю щ их ся постоянном у воздействию клим атических , биологических и антр опогенны х ф актор ов. Пах отны й слой, р ы х лы й послеобр аботки (вспаш ки, ку льтивации), постепенно у плотняется и чер ез некотор оевр ем я, котор ое опр еделяется как внеш ним и ф актор ам и, так и свойствам и данной почвы , достигает опр еделенной плотности, м ало изм еняю щ ейся во вр ем ени. Т аку ю постоянну ю плотность назы ваю т «р авновесной». У читы вая динам ичность плотности слож ения, следу ет опр еделять еенесколько р аз за вегетационны й пер иод. Плотность м инер альны х почв колеблется от 1.0 до 1.8 г/см 3, у почв, богаты х гу м у сом , она составляет 1.0-1.2, у больш инства дер новоподзолисты х почв – 1.3-1.6 г/см 3. В пр оф илепочвы с возр астанием глу бины плотность слож ения почвы у величивается, но длительноевр ем я остается постоянной для данного гор изонта или слоя. Различиееепо генетическим гор изонтам пр и однор одном гр ану лом етр ическом составеобу словливается х ар актер ом почвообр азу ю щ его пр оцесса. В силу своих биологических особенностей каж дая сельскох озяйственная ку льту р а тр ебу ет оптим альной для своего р азвития плотности кор необитаем ого слоя: для зер новы х и пр опаш ны х ку льту р оптим альная
11
плотность слож ения составляет 1.2- 1.35 г/см 3, для овощ ны х – 1.0-1.2, для ку льту р защ ищ енного гр у нта– 0.4-.0.6 г/см 3. Зная плотность почвы , м ож но р ассчитать м ассу пах отного слоя 1 га. Расчет пр оизводится вследу ю щ ей последовательности: 1. О пр еделить объем пах отного слоя по ф ор м у ле 3 V = Sh, м , гдеS – площ адь 1 га, м 2; h –м ощ ность пах отного слоя, м . 2. О пр еделить м ассу пах отного слоя m = Vd V , т/га, 3 гдеV –объем пах отного слоя, м ; dV - плотность, г/см 3. Су щ еству ет несколько м етодов опр еделения плотности, котор ы еделятся на лабор атор ны еи полевы е. И з лабор атор ны х наиболеер аспр остр аненны м является м етод опр еделения плотности почвы из р ассы пного обр азца, аиз полевы х – м етод колец. В настоящ еевр ем я р азр аботаны и сер ийно вы пу скаю тся пр ибор ы плотном ер ы , основанны ена р адиоактивном излу чении и взаим одействии гам м а-лу чей с почвой [2]. О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е ПЛО Т Н О СТ И ПО Ч В Ы И З РА ССЫ ПН О ГО О БРА ЗЦ А Х од анализ а. Бер у т м еталлических цилиндр вы сотой 100 м м и диам етр ом 50 м м с сетчаты м дном , кладу т надно кр у ж ок ф ильтр овальной бу м аги и взвеш иваю т с точностью до 0.01 г, насы паю т в цилиндр почву из нер астер того обр азца, у плотняя еепо м ер енаполнения посту киванием о ладонь. И зм ер яю т диам етр цилиндр а, вы соту насы панного слоя почвы и опр еделяю т объем , заним аем ы й почвой. Ц илиндр взвеш иваю т, р езу льтаты заносят втабл. 3, аплотность опр еделяю т по ф ор м у ле: dV = m /V ,
гдеdV - плотность почвы , г/см ; m –м ассасу х ой почвы , г, m=
A ⋅ 100 , 100 + W
гдеА – м асса возду ш но-су х ой или влаж ной почвы , г; W – влаж ность почвы или гигр оскопическая влаж ность, V = πr 2 h,
здесь V – объем , заним аем ы й почвой, см 3; π =3.14; r – р адиу с цилиндр а, см ; h –вы сотапочвы вцилиндр е, см . О кончательная ф ор м у лапр им ет вид: dV =
100 ⋅ A . (100 + W )V
12
Плотность почвы , г/см 3
М ассасу х ой почвы , г
Гигр оскопическая влаж ность почвы , %
О бъем почвы в цилиндр е, см 3
М ассавозду ш но-су х ой почвы , г
В ы сотапочвы в цилиндр е, си
М ассацилиндр ас почвой, г
М ассацилиндр а, г
Радиу с цилиндр а, си
№ цилиндр а
Гор изонт и глу бинавзятия обр азца, см
Т аблица3 Резу льтаты опр еделения плотности почвы из р ассы пного обр азца
О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е ПЛО Т Н О СТ И ПО Ч В Ы В О БРА ЗЦ А Х С Н Е Н А РУ Ш Е Н Н Ы М СЛО Ж Е Н И Е М Х од анализ а. В почвенном р азр езевы деляю т генетическиегор изонты или слои почвы , из котор ы х бу ду т бр ать пр обы на плотность. Бер у т стальны е цилиндр ы (кольца) стр ого опр еделенной м ассы и объем а (50, 100, 200, 500 см 3) с заточенной кр ом кой и вр езаю т их в почву с пом ощ ью специальной напр авляю щ ей так, чтобы вер х ний кр ай цилиндр а (кольца) бы л точно на у р овнепочвы . О пр еделениеведу т в 4-6-кр атной повтор ности. Почву вокр у г цилиндр ов окапы ваю т, подр езаю т снизу нож ом и вы ним аю т из стенки р азр еза. Почву с ниж него заточенного концацилиндр аср езаю т вр овень с его кр аям и, очищ аю т нар у ж ны естенки от пр иставш ей почвы , закр ы ваю т кр ы ш кам и с обеих стор он и доставляю т в лабор атор ию . В лабор атор ии цилиндр ы ставят в су ш ильны й ш каф и су ш ат пр и тем пер ату р е105оС до постоянной м ассы . Послевы су ш ивания опр еделяю т м ассу абсолю тно су х ой почвы и, р азделив еена объем цилиндр а (кольца), р ассчиты ваю т плотность. Е сли ну ж но опр еделить пар аллельно влаж ность, то пер ед вы су ш иванием цилиндр ы взвеш иваю т. Резу льтаты р ассчиты ваю т так ж е, как и пр и опр еделении гигр оскопической влаги, и записы ваю т из в табл. 4.
Плотность, dV, г/см 3
В лаж ность почвы , %
М ассасу х ой почвы , г
М аасацилиндр ас су х ой почвой, г
М ассацилиндр ас влаж ной почвой, г
О бъем цилиндр а, см 3
М ассацилиндр а, г
№ цилиндр а
Генетический гор изонт и глу бинавзятия обр азца, см
Т аблица4 Резу льтаты опр еделения плотности почвы вобр азцах с ненар у ш енны м слож ением
О борудование: цилиндр ы с сетчаты м дном , кр у ж ки ф ильтр овальной бу м аги, линейка, тех нох им ическиевесы , заточенны естальны ецилиндр ы с кр ы ш кам и, дер евянны й м олоток, нож , лопата[2,3].
13
О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е ПЛО Т Н О СТ И Т В Е РД О Й Ф А ЗЫ ПО Ч В Ы Почва, как ф изическоетело, состоит из тр ех ф аз: твер дой, ж идкой и газообр азной. Т вер дая ф аза пр едставлена м инер альны м и и ор ганическим и вещ ествам и, ж идкая – почвенны м р аствор ом , а газообр азная – почвенны м возду х ом . Плотностью твер дой ф азы почвы (d) назы вается отнош ением ассы твер дой ф азы всу х ом состоянии к м ассер авного объем аводы пр и 4оС. В еличинаэтого показателя зависит от пр ир оды вх одящ их в состав почвы м инер алови ор ганического вещ естваи отнош ения м еж ду ним и. В ср еднем плотность твер дой ф азы у больш инства м инер альны х почв р авна 2.50-2.65 г/см 3 (табл. 5), у тор ф ов она зависит от степени р азлож ения и зольности и колеблется от 1.40 до 1.70, а у некотор ы х скелетны х почвэтот показатель р авен 3.00 с/см 3. Плотность твер дой ф азы данной почвы – показатель стабильны й и во вр ем ени изм еняется м ало. Т аблица5
Ч ер но-зем ы ю ж ны е
К аш та-новы е почвы
Бу р ы еи сер оземы
К р асно-зем ы пер вич-ны енесм ы ты е
0-20 2040 40100 >100
Су глинисты еи глинисты епочвы
Легкиепочвы всех типов Подзо-листы еи сер ы елесны е Ч ер но-зем ы обы кно-венны е и ту чны е
Глу бина, см
Плотность твер дой ф азы основны х типовпочв, г/см
3
2.60 2.60
2.40
2.55
2.60
2.65
2.60
2.65 2.65
2.50
2.60
2.65
2.70
2.65
2.65 2.70
2.65
2.65
2.70
2.70
2.75
2.65 2.70
2.60
2.70
2.75
2.75
2.80
Солонцы
В еличины бр ать по типу той почвы , в зонеко-тор ой они залегаю т
Плотность твер дой ф азы почвы опр еделяю т из обр азца почвы с нар у ш енной стр у кту р ой, т.е. р астер той в пор ош ок и пр осеянной чер ез сито 1 м м пикном етр ическим способом , су щ ность котор ого заклю чается в опр еделении объем а воды , вы тесненной стр ого опр еделенной м ассой почвы . [2,3] Х од анализ а. В пикном етр (или м ер ну ю колбу ) на100 м л наливаю т до м етки пр окипяченну ю и ох лаж денну ю до ком натной тем пер ату р ы дистиллир ованну ю воду , изм ер яю т тем пер ату р у и взвеш иваю т. И з взвеш енного пикном етр авы ливаю т 1/2 всего объем а воды . Затем из пр осеянного чер ез м иллим етр овое сито обр азца бер у т навеску возду ш но-су х ой почвы , р авну ю 10 г, и вы сы паю т в пикном етр . Содер ж им оепикном етр а кипятят 30 м ин для у даления возду х а, доливая, по м ер евскипания, дистиллир ованну ю воду до половины объем а. Послекипячения пикном етр с содер ж им ы м ох лаж даю т до ком натной тем пер ату р ы , доливаю т пр окипяченну ю и ох ла-
14
ж денну ю воду до м етки и, изм ер ив t, взвеш иваю т. Резу льтаты заносят в табл. 6, плотность твер дой ф азы почвы вы числяю т по ф ор м у ле:
d=
a , b+a+c
гдеd – плотность твер дой ф азы почвы , г/см 3, а– м ассасу х ой почвы , г; b – м ассапикном етр ас водой, г; с –м ассапикном етр ас водой и почвой, г.
Плотность твер дой ф азы почвы , d, г/см 3
М ассапикном етр ас водой и почвой, г
Н авескасу х ой почвы , г
Гигр оскопическая влаж ность, %
Н авеска возду ш носу х ой почвы , г
М ассапикном етр ас водой, г
№ пикном етр а
Генетический гор изонт и глу бинавзятия обр азца, см
Т аблица6 Резу льтаты опр еделения плотности твер дой ф азы почвы
М ассу су х ой почвы опр еделяю т по ф ор м у ле: a=
A ⋅ 100 , 100 + W
гдеА – навеска возду ш но-су х ой почвы , г; W – гигр оскопическая влаж ность, %. О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е ПЛО Т Н О СТ И Т В Е РД О Й Ф А ЗЫ ЗА БО ЛО Ч Е Н Н Ы Х И Т О РФ Я Н Ы Х ПО Ч В По Ф . Зайдельм ану , плотность твер дой ф азы для тор ф яны х и заболоченны х почв тяж елого гр ану лом етр ического состава зависит от степени у влаж нения почвенного обр азца, пр ичем у этих почв послепр едвар ительного насы щ ения онаоказы вается м еньш е, чем для той ж епочвы в возду ш но-су х ом еесостоянии. Поэтом у необх одим о опр еделениевеличины твер дой ф азы как в возду ш но-су х их , так и в пр едвар ительно см оченны х обр азцах . Д ля этого ср едню ю пр обу почвы в 30-35 г пом ещ аю т в алю м иниевы й или стеклянны й бю кс, см ачиваю т водой до пастообр азного состояния и в закр ы ты х бю ксах вы дер ж иваю т 6-8 дней. Затем бер у т 12-15 г почвы начасовом стеклеи пер еносят чер ез вор онку впикном етр . Д альнейш ий х од р аботы пр оизводится по вы ш еописанной м етодике, а оставш у ю ся в бю ксах почву вы су ш иваю т. В еличину влаж ности затем использу ю т пр и р асчетах м ассы су х ой почвы , взятой для анализа. [2] ПО ЛЕ В Ы Е М Е Т О Д Ы О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Я ГРА Н У ЛО М Е Т РИ Ч Е СК О ГО СО СТ А В А ПО Ч В В полевы х у словиях опр еделяю т гр ану лом етр ический состав почв пр иближ енно по внеш ним пр изнакам и на ощ у пь. Зная эти пр изнаки и
15
им ея соответству ю щ ий навы к, м ож но бы стр о и с достаточной точностью опр еделить гр ану лом етр ический составвполевы х у словиях . С ухой метод. Су х ой ком очек или щ епотку м елкозем а почвы испы ты ваю т на ощ у пь, кладу т на ладонь и тщ ательно р астир аю т пальцам и. Гр ану лом етр ический состав почвы опр еделяю т по ощ у щ ению пр и р астир ании, состоянию су х ой почвы , по количеству песка (табл. 7). Резу льтаты опр еделения заносят втабл. 8. Т аблица7 О р ганолептическиепр изнаки гр ану лом етр ического составапочвы Гр ану лом етр ический состав Песок Су песь Легкий су глинок Ср едний су глинок Т яж елы й су глинок Глина
О щ у щ ениепр и р астир ании су х ого обр азца Состоит почти полностью из Сы пу чее песка Пр еобладаю т песчаны ечасК ом очки слабы е, легко р аздавлитицы . М елкиечастицы явваю тся ляю тся пр им есью Стр у кту р ны еотдельности р азр у Пр еобладаю т песчаны ечасш аю тся с тр у дом , нам ечается у гло- тицы . Глинисты х частиц 20ватость их ф ор м ы 30% Стр у кту р ны еотдельности р азр у Песчаны ечастицы х ор ош о ш аю тся с тр у дом , нам ечается у гло- р азличим ы . Глинисты х часватость их ф ор м ы тиц около половины Песчаны х частиц почти нет. А гр егаты плотны е, у гловаты е Пр еобладаю т глинисты ечастицы Т онкая однор одная м асса. А гр егаты очень плотны е, у гловаты е Песчаны х частиц нет Состояниесу х ого обр азца
Т аблица8 Резу льтаты опр еделения гр ану лом етр ического составасу х им и м етодом Генетический гор изонт и глу бинавзятия обр азца, см
Д иагностическиепр изнаки В ы р аж енность стр у кту р ы
Н азваниепочвы по гр ану лоН аличие Н аличие Связность м етр ическом у песка глины составу
М окр ы й м етод. О бр азец почвы у влаж няю т и пер ем еш иваю т до тестообр азного состояния. И з подготовленной почвы на ладони скаты ваю т ш ар ик и пр обу ю т р аскатать его в ш ну р толщ иной около 3 м м , затем свер ну ть в кольцо диам етр ом 2-3 см . В зависим ости от гр ану лом етр ического состава почвы показатели бу ду т р азличны . Песок необр азу ет ни ш ар ика, ни ш ну р а. Су песь обр азу ет ш ар ик, котор ы й р аскатать в ш ну р неу дается. Полу чаю тся только зачатки ш ну р а. Легкий су глинок р аскаты вается в ш ну р , но последний очень непр очен, легко р аспадается на части пр и р аскаты вании или взятии с ладони. Ср едний су глинок обр азу ет сплош ной ш ну р , котор ы й м ож но свер ну ть в кольцо, но с тр ещ инам и и пер елом ам и. Т яж елы й су глинок легко р аскаты вается в ш ну р . К ольцо с зам етны м и тр ещ инам и. Глинаобр азу ет длинны й тонкий ш ну р , кольцо без тр ещ ин [2,3]. Резу льтаты опр еделения гр ану лом етр ического состава почвы полевы м и м етодам и записы ваю т втабл. 9.
16
Т аблица9 Резу льтаты опр еделения гр ану лом етр ического составам окр ы м м етодом Генетический гор изонт и глу бинавзятия обр азца, см
Д иагностическиепр изнаки Скаты вание О бр азование Д еф ор м ация ш ар ика ш ну р а ш ну р а
Н азваниепочвы по гр ану лом етр ическом у составу
СТ РУ К Т У РА ПО Ч В Ы Совоку пность агр егатов р азличной величины , ф ор м ы , пор истости, м ех анической пр очности и водопр очности составляет стр у кту р у почвы . А гр егаты >0.25 м м назы ваю т м акр оагр егатам и, <0.25 м м – м икр оагр егатам и. А гр оном ическиеценной является ком ковато-зер нистая стр у кту р а с р азм ер ом агр егатов от 0.25 до 10 м м , обладаю щ ая водопр очностью и пор истостью . М Е Т О Д Ы А ГРЕ ГА Т Н О ГО А Н А ЛИ ЗА По Н .И . Саввинову число агр егатов опр еделенного р азм ер а нах одят м етодом «су х ого», а водопр очны х – м етодом «м окр ого» агр егатного анализа[2,3]. М етод « с ухого» агрегатного анализ а. И з обр азца р астер той возду ш но-су х ой почвы бер у т ср едню ю пр обу 0.5-2.5 кг. О стор ож но вы бир аю т кор ни, гальку и др у гиевклю чения. Ср едню ю пр обу пр осеиваю т чер ез колонку сит диам етр ом 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0.5; 0.25 м м с поддоном . Почву пр осеиваю т небольш им и пор циям и (100-200 г), избегая сильны х встр ях иваний. А гр егаты с сит пер еносят в алю м иниевы еили ф ар ф ор овы ечаш ки и взвеш иваю т. Резу льтаты заносят втабл. 10.
<0.25
0.5-0.25
1-0.5
2-1
>3
<0.25
0.5-0.25
1-0.5
2-1
3-2
5-3
7-5
10-7
Разм ер агр егатов, м м , и их содер ж аниеот м ассы почвы , % су х оепр осеивание м окр оепр осеивание >10
Глу бинавзятого обр азца, см
Н азваниепочвы
Т аблица10 Резу льтаты «су х ого» и «м окр ого» агр егатного анализа
М етод «м окр ого» агр егатного анализа. Н авеску почвы 50 г составляю т из отсеянны х стр у кту р ны х ф р акций, пр и этом отвеш иваю т количество стр у кту р ны х отдельностей (в г), р авноеполовинепр оцентного содер ж ания данной ф р акции в почве. Ф р акцию 0.25 м м в ср едню ю пр обу не вклю чаю т и поэтом у навескабу дет нем еньш е50 г. Д алеебер у т набор 5 сит диам етр ом 20 см , вы сотой 3 см с отвер стиям и (вниз) 3; 2; 1; 0.5; 0.25 м м . Ситаскр епляю т м еталлическим и пластинка-
17
м и и у станавливаю т в бакес водой так, чтобы над бор том вер х него сита нах одился слой воды 5-6 см . Н авеску насы паю т в литр овы й цилиндр и насы щ аю т водой, котор у ю пр иливаю т по стенкецилиндр а, чтобы вы теснить возду х , незащ ем ляя его. У влаж ненну ю почву оставляю т на10 м ин в покое, послечего цилиндр доливаю т водой довер х у . Д ля полного у даления возду х ацилиндр покр ы ваю т часовы м стеклом , наклоняю т до гор изонтального полож ения и ставят вер тикально. К огда возду х бу дет у дален, цилиндр закр ы ваю т пр обкой и ставят вер тикально. Д ер ж ат в таком полож ении, пока основная м асса агр егатовнеу падет вниз. Затем цилиндр пер евор ачиваю т и ж ду т оседания почвы надно. Т акповтор яю т 10 р аз, чтобы р азр у ш ить всенепр очны еагр егаты . Пр и последнем обор отеоставляю т цилиндр ввер х дном , пер еносят к набор у сит и погр у ж аю т в воду над вер х ним ситом . Под водой откр ы ваю т пр обку и плавны м и движ ениям и р аспр еделяю т почву по повер х ности сита. Ч ер ез 1 м ин, когда агр егаты больш е0.25 м м у паду т на сито, цилиндр вы ним аю т из воды и оставляю т. Почву на ситепр осеиваю т над водой, подним ая набор сит, необнаж ая агр егаты на вер х нем ситеи бы стр о опу ская вниз. В таком полож ении дер ж ат 2-3 с, чтобы у спели пр осеяться агр егаты , затем м едленно подним аю т ввер х и бы стр о опу скаю т вниз. Сита встр ях иваю т 10 р аз, затем вы ним аю т из бакадвавер х них сита, аниж ниевстр ях иваю т ещ е5 р аз. О ставш иеся на ситах агр егаты см ы ваю т в больш иеф ар ф ор овы ечаш ки из пр ом ы валки. И збы ток воды сливаю т, аагр егаты пер еносят во взвеш енны ем аленькиечаш ки, вы су ш иваю т наводяной банеи взвеш иваю т. М асса ф р акций, у м нож енная на 2, дает пр оцентноесодер ж аниеводопр очны х агр егатов соответству ю щ его р азм ер а. Пр оцент агр егатов м еньш е0.25 м м опр еделяю т вы читанием из 100 су м м ы пр оцентов полу ченны х ф р акций. По р езу льтатам анализа вы числяю т коэф ф ициент стр у кту р ности (К ), котор ы й показы вает отнош ениеколичестваагр егатовот 0.25 до 10 м м (в %) к су м м ар ном у отнош ению агр егатов м еньш е0.25 м м и больш е10 м м (в %). Ч ем больш еК , тем лу чш естр у кту р а почвы . А гр оном ически ценну ю стр у кту р у почвы м ож но опр еделить по ш калеС.И . Д олговаи П.У . Бах тина(табл. 11). Т аблица11 О ценкастр у кту р ного состояния почвы Содер ж аниеагр егатов0.25-10 м м , % от м ассы возду ш носу х ой почвы Су х оепр осеивание М окр оепр осеивание >80 >70 80-60 70-55 60-40 55-40 40-20 40-20 <20 <20
По коэф ф ициенту стр у кту р ности, К стр :
О ценкастр у кту р ного состояния О тличное Х ор ош ее У довлетвор ительное Н еу довлетвор ительное Плох ое
18
К стр =
содер ж аниеагр оном ически ценны х агр егатов(от 0.25 до 10 м м ) су м м ар ноесодер ж аниеагр егатов>10 и <0.25 м м
>1.5 – х ор ош ая стр у кту р ность 1.5-0.67 – у довлетвор ительная <0.67 – неу довлетвор ительная По данны м м окр ого пр осеивания: Су м м ар ноеколичество агр егатов>0.25 м м пр и м окр ом пр осеивании (%). К лассиф икация Н .А . К ачинского <10 – водоу стойчивость отсу тству ет 10-20 – неу довлетвор ительная 20-30 – недостаточно у довлетвор ительная 30-40 – у довлетвор ительная 40-60 – х ор ош ая 60-75 – отличная >75 – избы точно вы сокая К водопр . агр егатов>1 м м = К водопр . агр егатов>0.25 м м =
% су м м аагр егатов>1 м м послем окр ого пр осеивания % су м м аагр егатов>1 м м послесу х ого пр осеивания % су м м аагр егатов>0.25 м м послем окр ого пр осеивания % су м м аагр егатов>0.25 м м послесу х ого пр осеивания
3. М Е Т О Д Ы О П Р Е Д Е Л Е Н И Я Х И М И Ч Е С К И Х С ВО ЙС Т В П О ЧВ М Е Т О Д Ы О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Я К И СЛО Т Н О СТ И ПО Ч В Ы О бщ ие с ведения. Х ар актер ны м свойством почвы является еер еакция. О на пр оявляется пр и взаим одействии почвы с водой или р аствор ам и солей и опр еделяется соотнош ением свободны х ионов Н + и гидр оксида О Н - в почвенном р аствор е. К онцентр ация свободны х ионов водор ода вы р аж ается величиной р Н , котор ы й обозначает отр ицательны й логар иф м концентр ации ионовводор ода: р Н =7 х ар актер изу ет нейтр альну ю р еакцию , р Н <7 – кислу ю , р Н >7 – щ елочну ю . Различаю т акту альну ю и потенциальну ю кислотность [1,2]. А ктуальная кис лотнос ть – это кислотность почвенного р аствор а, обу словленная ионам и водор ода. О на опр еделяется пр и обр аботкепочвы водой. П отенциаль ная кис лотнос ть (твер дой ф азы ) обу словлена обм енны м и катионам и Н + и Al3+ и пр оявляется пр и взаим одействии почв с р аствор ам и солей. Потенциальну ю кислотность подр азделяю т на обм енну ю и гидр олитическу ю .
19
О бм енная кислотность почвы . О бм енной кислотностью почвы назы ваю т ту часть потенциальной кислотности, котор ая пр оявляется пр и взаим одействии почвы с р аствор ом нейтр альной соли (KCl). Реакция ее пр отекает по следу ю щ ей сх ем е:
ППК
- Ca2+ Mg2+ H1 H2 H3 - Al3+
+ 9 KCl ↔ ППК
- 9К + Н 3 + CaCl2 + MgCl2 + 2HCl + AlCl3 -
AlCl3 + 3H2O ↔ AL(OH)3 + 3HCl, гдеППК – почвенны й поглощ аю щ ий ком плекс. К ислота, обр азу ю щ аяся пр и вы теснении из почвы алю м иния и обм енного водор ода, котор ы епер ех одят в солеву ю вы тяж ку , составляет обм енну ю кислотность. Гидролитич ес кая кис лотнос ть п оч вы . Пр и обр аботкепочвы р аствор ом нейтр альной соли из ППК вы тесняю тся невсеионы водор ода. Более полно ионы водор ода м ож но вы теснить р аствор ом гидр олитически щ елочной соли, напр им ер , у ксу снокислого натр ия (CH3COONa). Щ елочная р еакция р аствор а этой соли является главной пр ичиной болееполного вы теснения обм енного водор ода из почвы . Поэтом у кислотность, обнар у ж иваем ая пр и взаим одействии почвы с гидр олитически щ елочной солью , назы вается гидр олитической. Реакция пр отекает по следу ю щ ей сх ем е:
ППК
Ca2+ Mg2+ H1 H2 H3 Н4 Al3+
11Na+(CH3COO)2Ca + (CH3COO)2Mg + + 3CH3COOH + (CH3COO)3Al
+ 11CH3COONa → ППК
(CH3COO)3Al + 3H2O → Al(OH)3 + CH3COOH. К оличество обр азовавш ейся у ксу сной кислоты х ар актер изу ет величину гидр олитической кислотности и м ож ет р ассм атр иваться как су м м ар ная кислотность почвы , состоящ ая из акту альной и потенциальной. К ислотность вы р аж ается в м г-экв/100 г почвы , а акту альная и обм енная, кр ом етого, величиной р Н ( рН Н О и рН KCl соответственно). В зависим ости от р Н водной или солевой вы тяж ки р азличаю т у р овни пр оявления кислотности или щ елочности почв, пр иведенны евтабл. 12. 2
20
Т аблица12 У р овни кислотности и щ елочности почв РН KCl М енее 4.5 4.6-5.0 5.1-5.5 5.6-6.0 6.1-7.1 7.2-7.5
У р овень кислотности или щ елочности почв Сильнокислая К ислая Слабокислая Близкая к нейтр альной Н ейтр альная Слабощ елочная
7.7-8.5 Щ елочная Более8.5 Сильнощ елочная
Почвы Болотны е, болотно-подзолисты е, подзолисты е, кр аснозем ы , тр опические Подзолисты е, дер ново-подзолисты е, кр аснозем ы , тр опические Т ож е О ку льту р енны едер ново-подзолисты еи кр аснозем ы , сер ы елесны е Сер ы елесны е, чер нозем ы Ч ер нозем ы ю ж ны е, каш тановы е, сер озем ы с пр изнакам и солонцеватости Солонцы , солончаки Содовы есолонцы , солончаки
О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е А К Т У А ЛЬ Н О Й К И СЛО Т Н О СТ И Х оданализ а. Н атех нох им ических весах отвеш иваю т навеску почвы 20 г и пер еносят в колбу . К навескепр ибавляю т 50 м л дистиллир ованной воды (соотнош ениепочва : р аствор = 1 : 2.5). К олбочку со см есью закр ы ваю т пр обкой и встр ях иваю т в течениепяти м ину т нар отатор е. И зм ер яю т р Н напотенциом етр е, какописано ниж е. В тор ф яны х почвах и лесны х подстилках соотнош ениепочва : р аствор р авно 1 : 25. О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е О БМ Е Н Н О Й К И СЛО Т Н О СТ И Х оданализ а. Н атех нох им ических весах бер у т 20 г возду ш но-су х ой почвы , пом ещ аю т еев стаканчик на50 м л и пр иливаю т 50 м л 1н р аствор а KCl (для тор ф яны х почв соотнош ениепочва : р аствор = 1 : 25). Содер ж им оестаканчикапер ем еш иваю т стеклянной палочкой, величину р Н опр еделяю т напотенциом етр еи записы ваю т еезначение. Потенциом етр ическое изм ер ение пр оизводят после пр овер ки р Н м етр апо бу ф ер ном у р аствор у . О поласкиваю т электр оды дистиллир ованной водой, сним аю т лиш ниекапли воды ф ильтр овальной бу м агой и опу скаю т электр оды в испы ту ем ы й р аствор . Сначала пр оизводят изм ер ения пр иближ енно в ш ир оком диапазоне(1-14 р Н ) по ниж ней ш калепр ибор а. В ы бир аю т соответству ю щ ий у зкий диапазон, у станавливаю т в ну ж ное полож ение вы клю чатель диапазонов. О тсчет бер у т по вер х ней ш кале. И зм ер яем ая величина р Н бу дет р авнаначальном у значению р Н для данного диапазона(ниж ний пр едел изм ер ения) плю с показания по вер х ней ш калепр ибор а. Н апр им ер , если «пер еклю чатель диапазонов» у становлен в полож ение «4-9», а стр елка
21
пр ибор а по вер х ней ш кале дает циф р у 1.42, то изм ер яем ая величина р Н составит 4+1.42=5.42 р Н . По окончании р аботы электр оды пр ом ы ваю т, пер еклю чатели ставят в исх одноеполож ения. Э лектр оды погр у ж аю т в дистиллир ованну ю воду , закр ы впр обкой вспом огательны й электр од. Пр ибор вы клю чаю т из сети. О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е ГИ Д РО ЛИ Т И Ч Е СК О Й К И СЛО Т Н О СТ И ПО Ч В Ы ПО К А ППЕ Н У Х од анализ а. Н а тех нох им ических весах отвеш иваю т 60 г. возду ш но-су х ой почвы , пр осеянной чер ез сито в1 м м , и вы сы паю т вколбу на250 м л. Пр иливаю т к почве150 м л 1.0н р аствор а CH3COONa с р Н 8.3-8.4 и взбалты ваю т в течение1 ч. Су спензию отф ильтр овы ваю т чер ез складчаты й ф ильтр , пр едвар ительно х ор ош о взболтав. Е сли ф ильтр ат окаж ется м у тны м , то его пер еф ильтр овы ваю т. И з пр озр ачного ф ильтр ата пипеткой 25 м л бер у т и пер еносят в коническу ю колбу на 100 м л. Пр ибавляю т 1-2 капли ф енолф талеина и оттитр овы ваю т 0.1н р аствор ом NaOH до слабор озовой окр аски, неисчезаю щ ей втечение1 м ин. Гидр олитическу ю кислотность вы числяю т по пр иведенной ниж е ф ор м у ле, ар езу льтаты опр еделения записы ваю т втабл. 13.
Н авеска почвы , г
Глу бина, см
Почва, ном ер р азр еза
Т аблица13 Резу льтаты опр еделения гидр олитической кислотности
С
Раствор NaOH
а НГ =
н
О бщ ий объем ф ильтр ата, мл V1
О бъем Гидр олитическая ф ильтр ата кислотность, для опр едем г-экв/100 г ления, м л V2 Нг
a ⋅ H ⋅ V1 ⋅ 100 ⋅ 1.75 K H 2O C ⋅ V2
,
гдеН г – гидр олитическая кислотность (м г-экв/100 г почвы ); а– количество 0.1н NaOH, пош едш его на титр ование, м л; Н – нор м альность р аствор а NaOH; С – навеска возду ш но-су х ой почвы ; V1 – общ ий объем ф ильтр ата; V2 – объем ф ильтр ата, взятого для опр еделения; 100 – коэф ф ициент пер есчета на 100 г почвы ; 1.75 – попр авка на полноту вы теснения ионов Н +; КН О - коэф ф ицие нт гигр оскопичности. Реактивы : 1. 1.0н р аствор KCl (74 г соли в 1 л дистиллир ованной воды , р Н 5.66.0). 2. 1.0н р аствор CH3COONa (136 г соли в 1 л дистиллир ованной воды , р Н 8.3-8.4). 3. 0.1н р аствор NaО Н (готовят из ф иксанала или 4 г NaOH м ар ки х .ч., р аствор яю т в 1 л дистиллир ованной воды и у станавливаю т попр авку ктитр у по ф иксаналу H2SO4). 4. Ф енолф талеин, 1%-ны й спир товой р аствор . 2
22
О борудование: потенциом етр , пр ибор для взбалты вания, колбы коническиена 250 м л, цилиндр ы на 25 и 50 м л, стаканчики на 50 м л, бы товы ебанки, пипетки на50 м л, складчаты еф ильтр ы , сито, тех нох им ические весы , ш патель, бю р еткадля титр ования. О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е О БМ Е Н Н О Й К И СЛО Т Н О СТ И И ПО Д В И Ж Н О ГО А ЛЮ М И Н И Я ПО А .В . СО К О ЛО В У Пр инцип м етода. О бы чны й м етод опр еделения в почвеобм енной кислотности с пр им енением KCl дает возм ож ность у становить лиш ь су м м ар ноеколичество ионов Н + и Al3+. По Соколову м ож но опр еделить общ у ю обм енну ю кислотность и кислотность, обу словленну ю алю м инием , если к полу ченном у р аствор у добавить достаточноеколичество ф тор истого натр ия или калия. Пр и этом содер ж ащ иеся в р аствор еионы Al вы падаю т в осадок в виденейтр альной ком плексной соли-кр иолита Na3AlF6 по р еакции: AlCl3 + 6NaF = Na3AlF6 + 3NaCl Следовательно, р азделив вы тяж ку , пр иготовленну ю для опр еделения обм енной кислотности на двечасти, в одной опр еделяю т су м м ар ноесодер ж аниеионов Н + и Al3+, а в др у гой послеосаж дения алю м иния у станавливаю т кислотность, вы зы ваем у ю только обм енны м Н +. По р азности опр еделяю т содер ж аниеобм енного Al3+ ввы тяж ке, аследовательно, и впочве. О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е О БЩ Е Й О БМ Е Н Н О Й К И СЛО Т Н О СТ И Х од анализа. В звеш иваю т на тех нох им ических весах 100 г возду ш но-су х ой почвы , пр осеянной чер ез сито с отвер стиям и 1 м м , и пом ещ аю т в колбу , пр иливаю т 250 м л 1.0н р аствор а KCl и взбалты ваю т в течение1 ч. О тф ильтр овы ваю т солеву ю вы тяж ку чер ез беззольны й ф ильтр . Бер у т две коническиеколбы и пр иливаю т в каж ду ю по 50 м л отф ильтр ованной вы тяж ки. К ипятят содер ж им оеобеих колбочек 5 м ин для у даления СО 2. В одной колбочкегор ячу ю вы тяж ку оттитр овы ваю т 0.02н р аствор ом NaО Н в пр ису тствии 2-3 капель ф енолф талеина до слабо-р озового окр аш ивания. К оличество щ елочи, пош едш еена титр ование, бу дет соответствовать су м м ар ном у содер ж анию во взятом объем евы тяж ки H+ и Al3+. В еличину общ ей обм енной кислотности вы числяю т по ф ор м у ле: A=
a ⋅ H ⋅ V1 ⋅1.75 ⋅ 100 ⋅ K H 2O C ⋅ V2
,
гдеА – обм енная кислотность, м г-экв/100 г почвы ; а – количество щ елочи, изр асх одованноепр и гор ячем титр овании на Н + + Al3+, м л; Н – нор м альность щ елочи, V1 – общ ий объем ф ильтр ата; V2 – объем ф ильтр ата, взятого для опр еделения; 1.75 - коэф ф ициент пер есчетанаполноту вы теснения ионов Н +; КН О - коэф ф ициент гигр оскопичности; 100 – пер есчет на100 г почвы ; С – навескавозду ш но-су х ой почвы . 2
23
О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е О БМ Е Н Н О ГО (ПО Д В И Ж Н О ГО ) А ЛЛЮ М И Н И Я Х од анализа. В др у гу ю колбу после кипячения пр ибавляю т 3 м л 3.5%-ного р аствор аNaF, ох лаж даю т до ком натной тем пер ату р ы и оттитр овы ваю т 0.02н NaOH в пр ису тствии 2-3 капель ф енолф талеина до слабор озовой окр аски. К оличество изр асх одованной щ елочи бу дет соответствовать содер ж анию водор одны х ионов. Содер ж аниеалю м иния вы числяю т по ф ор м у ле: Al =
( A − b) H NaOH ⋅ V1 ⋅ 100 ⋅ K H 2O C ⋅ V2
,
гдеAl – содер ж ания алю м иния, м г-экв/100 г почвы ; а – количество 0.02н NaOH, изр асх одованное пр и гор ячем титр овании; b – количество 0.02н NaOH, изр асх одованноепр и х олодном титр овании с добавлением 3.5%-ного р аствор а NaF, м л; остальны еобозначения теж е, что и в пер вой ф ор м у ле. Д ля вы р аж ения содер ж ания алю м иния вм г на100 г почвы количество м экв у м нож аю т на 9 (х им ический эквивалент алю м иния). Резу льтаты опр еделений записы ваю т втабл. 14.
наопр еделение
с
а
b
Н
V1
V2
А
Al
м г/100 г почвы
свободной кислоты
О бм енны й Al3+
О бм енная кислотность, м гэкв/100 г почвы м гэкв/100 г почвы
общ ей обм енной кислотности
общ ий
О бъем вы тяж ки, мл
Н ор м альность р аствор аNaOH
О бъем NaOH, пош едш ий на титр ование, м л
Н авескапочвы , г
Глу бина, см
Генетический гор изонт
Т аблица14 Резу льтаты опр еделения обм енной кислотности и обм енного алю м иния
Al
Реактивы : 1. 1.0н р аствор KCl с р Н 5.6-6.0: 75 г KCl р аствор яю т в300-400 м л дистиллир ованной воды и объем доводят до 1 л. 2. 0.02н NaOH: 0.8 г NaО Н р аствор яю т в 1 л дистиллир ованной воды , м оляр ность у станавливаю т по ф иксанальном у р аствор у H2SO4 в пр ису тствии м етилор анж а. 3. 3.5%-ны й р аствор NaF: 3.5 г ф тор ида натр ия р аствор яю т в 100 м л дистиллир ованной воды , несодер ж ащ ей СО 2. 4. 0.1% спир товой р аствор ф енолф талеина. ПО К А ЗА Т Е ЛИ , СПО СО БЫ О Ц Е Н К И И М Е Т О Д Ы О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И И Я СВ О Й СТ В ПО Ч В К атионообм енны есвойствапочв связаны с наличием отр ицательны х зар ядов на повер х ности м инер альны х и ор ганических ком понентов почвенного поглощ аю щ его ком плекса (ППК ). О тр ицательны е зар яды ППК
24
ком пенсир у ю тся полож ительно зар яж енны м и пр отивоионам и – обм енны м и катионам и. Ср еди зар ядов ППК вы деляю т постоянны еи пер ем енны е. Постоянны езар яды связаны с изом ор ф ны м и зам ещ ениям и в кр исталлических р еш етках глинисты х м инер алов. И х количество независит от р Н и м ногих др у гих ф актор ов, так как обу словлено стр у кту р ны м и особенностям и м инер алов. Пер ем енны езар яды часто назы ваю т р Н -зависим ы м и. И х количество связано с ионизацией ф у нкциональны х гр у пп ор ганического вещ ества почв и повер х ностны х О Н -гр у пп оксидов и гидр оксидов. О но у величивается с р остом р Н , зависит от валентности пр отивоиона, концентр ации электр олитаи др у гих ф актор ов[1]. Н аиболееобщ им показателем катионообм енны х свойств почвы является ем кость катионного обм ена (Е К О ). В еличина Е К О отр аж ает количество отр ицательны х зар ядов ППК или количество полож ительны х зар ядов обм енны х катионов, ком пенсир у ю щ их эти зар яды ППК . Ч асто под Е К О поним аю т общ ееколичество катионов одного р ода, котор оепочва м ож ет у дер ж ивать в способном к обм ену состоянии в заданны х стандар тны х у словиях . Поскольку Е К О зависит от р Н и др у гих ф актор ов, пр и оценкекатионообм енны х свойств почв опр еделяю т р еальну ю или эф ф ективну ю (Е К О м кость катионного обм ена(Е К О ст). Э ф ф ективная Е К О эф ф ), и стандар тну ю е х ар актер изу ет ем кость в кислотно-основны х у словиях , близких к р еальны м . О ценку Е К О эф ф пр оводят, обр абаты вая навеску почвы небу ф ер ны м р асвор ом нейтр альной соли. Пр и этом допу скаю т, что р Н почвенной су спензии, полу чаем ой в пр оцессеанализа, обу словлен свойствам и исследу ем ой почвы и р езу льтаты опр еделения Е К О отр аж аю т р еальну ю катионообм енну ю способность почвы . О днако ну ж но им еть в виду , что в пр оцессе обр аботки почвы р аствор ом соли р Н по м ер евы теснения из ППК катионов, пр оявляю щ их кислотны есвойства, у величивается. В следствиеу величения р Н опр еделяем ая в пр оцессеанализавеличинаЕ К О эф ф отличается от Е К О почвы в р еальны х у словиях . К ак пр авило, эф ф ективну ю ем кость катионного обм ена нах одят р асчетны м пу тем , су м м ир у я р езу льтаты опр еделения вы тесненны х из ППК обм енны х катионов или р езу льтаты опр еделения обм енны х оснований и обм енной кислотности. Стандар тная ем кость катионного обм ена х ар актер изу ет Е К О почвы пр и заданном значении р Н и позволяет ср авнивать Е К О почв с р азны м и кислотно-основны м и свойствам и. О пр еделениеЕ К О ст пр оводят, обр абаты вая навеску почвы бу ф ер ны м р аствор ом с заданны м значением р Н . В России еепр инято опр еделять пр и р Н 6.5 или 7.0. Понятиям и, близким и по своем у содер ж анию к Е К О , являю тся «су м м аобм енны х катионов» и «су м м аобм енны х оснований». О бм енны м и считаю т лю бы екатионы , котор ы енах одятся в ППК в состоянии, способном к обм ену на др у гиекатионы . О бм енны м и катионам и м огу т бы ть Н +, Al3+, Ca2+, Na+ и др . О бм енны м и основаниям и назы ваю т обм енны екатио-
25
ны , кислотны е свойства котор ы х пр оявляю тся столь слабо, что эти катионы (Са2+, Mg2+, Na+, K+) как кислоты неоказы ваю т влияния на свойствасистем ы . В то ж евр ем я, зам ещ ая в ППК катионы с вы р аж енны м и кислотны м и свойствам и, такиекак Н +, Al3+, обм енны еоснования, х отя и не обладаю т свойствам и акцептор овпр отонов, «нейтр ализу ю т» ППК . В связи с этим обм енны е Са2+, Mg2+, Na+, K+ почвоведы всего м ир а назы ваю т «обм енны м и основаниям и». Почвы , котор ы ев составеобм енны х несодер ж ат катионов с вы р аж енны м и кислотны м и свойствам и (Н +, Al3+), назы ваю т почвам и, насы щ енны м и основаниям и. Почвы , содер ж ащ иев ППК обм енны екатионы , обладаю щ иекислотны м и свойствам и, назы ваю т почвам и, ненасы щ енны м и основаниям и. Пр и оценкекатионообм енны х свойств почв, кр ом еЕ К О , су м м ы обм енны х катионов и су м м ы обм енны х оснований, опр еделяю т состав и содер ж аниеобм енны х катионов. Содер ж аниеили количество вещ ества обм енны х катионоввы р аж аю т числом сантим олей эквивалентовкатионовв1 кг или числом м иллим олей эквивалентов в 100 г почвы [см оль (+)/кг, м м оль (+)/100 г]. В наш ей стр анеэти единицы изм ер ения во м ногих изданиях вы р аж аю тся в видегр ам м - и м иллигр ам м -эквивалент (м г-экв/100 г почвы ). Показатели катионообм енны х свойств использу ю т пр и х ар актер истикестепени вы р аж енности некотор ы х почвенны х пр оцессов. Н апр им ер , степень солонцеватости почв оцениваю т по доле(%) обм енного натр ия от Е К О или су м м ы обм енны х оснований, степень насы щ енности основаниям и – по доле(%) обм енны х оснований от Е К О или су м м ы обм енны х катионов. Н абор показателей катионны х свойствпр иведен втаблице15. Т аблица15 Показатели катионообм еннны х свойств Свойство Показатель К атионообм енная Е м кость катионного обм ена–Е К О способность Су м м аобм енны х катионов-
∑
о бм .кат
Су м м аобм енны х оснований (внасы щ енны х основаниям и почвах ) - ∑о бм .о сн
Составобм енны х катионов
К оличество обм енны х Ca2+, Mg2+, Na+, K+, H+, Al3+ Д оля (%) обм енного катионаот Е К О или су м м ы обм енны х катионов
Е диницы изм ер ения М м оль (+)/100 г, см оль (+)/кг, м г-экв/100 г почвы Т ож е Т ож е Т ож е %
26
В Ы Т Е СН Е Н И Е О БМ Е Н Н Ы Х К А Т И О Н О В Ca2+ И Mg2+ Х ЛО РИ СТ Ы М А М М О Н И Е М И О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е И Х М Е Т О Д О М Т РИ ЛО Н А В Н Е К А РБО Н А Т Н Ы Х ПО Ч В А Х [1,2] В ы теснениеобм енны х катионов ам м онийны м ионом (по Гедр ойцу ) пр отекает по сх ем е: Ca 2+ [ПК] Mg 2+ + 5NH 4 Cl → [ПК]5 NH 4+ + Ca 2+ + Mg 2+ + Na + Na +
Вы п олнение оп ределения. Н а аналитических весах в чаш кеобъем ом 100 м л отвеш иваю т 2-10 г (для чер нозем ов 2-5 г) почвы . К навеске почвы пр иливаю т такоеколичество 1н р аствор а NH4Cl (р Н =7.0) или 1н р аствор а NaCl, чтобы р аствор покр ы л почву слоем в 1 см . Почву х ор ош о пер ем еш иваю т с р аствор ом стеклянной палочкой, даю т почвеосесть и декантир у ю т р аствор чер ез обы чны й плотно пр илегаю щ ий к вор онкеф ильтр вколбу или стакан ем костью 500-750 м л. Затем навеску почвы м ногокр атно заливаю т таким количеством р аствор аNH4Cl (NaCl), чтобы всю отстоявш у ю ся ж идкость м ож но бы ло слить на ф ильтр в один пр ием . К аж ды й р аз р аствор х ор ош о пер ем еш иваю т с почвой. Н ову ю пор цию ж идкости пр иливаю т наф ильтр лиш ь тогда, когда чер ез ф ильтр пр ойдет весь р анеевы литы й на вор онку р аствор . В о избеж аниепотер и почвы и р аствор аносик чаш ки следу ет см азать вазелином . Послетого, как ф ильтр ат собер у т пр им ер но в половину колбы , пр оизводят пр обу наполноту вы теснения катионов. И спы таниенаполноту вы теснения катионов пр оводят одним из способов: 1) В чисту ю пр обир ку собир аю т под вор онкой 1-2 м л ф ильтр ата, пр иливаю т 1 м л х лор идно-ам м иачного бу ф ер ного р аствор а (р Н =10), добавляю т несколько капель гидр оксилам ина, пер ем еш иваю т, вносят м еталлиндикатор х р ом оген чер ны й. Синяя окр аска показы вает на отсу тствие впр обеCa++ и Mg++. О дновр ем енно для ср авнения ну ж но сделать пр обу р аствор аNH4Cl (NaCl). 2) В пр обир ку с ф ильтр атом пр ибавляю т 5-6 капель 4% насы щ енного р аствор а(NH4)2C2O4, наблю даю т завы падением осадка. Е сли осадок необр азу ется, нагр еваю т до кипения. Пр и отсу тствии осадка вы теснение пр екр ащ ается. И зм ер яю т объем полу ченного ф ильтр ата, доводят дистиллир ованной водой до объем а300, 400, 500 м ли т.д. Реактивы : 1. 1н р -н NH4Cl, пр овер енны й на отсу тствие кальция и м агния по х р ом огену с х лор идно-ам м иачны м бу ф ер ом , пр иготовляю т из р асчета53.50 г NH4Cl на1 л р аствор аили 1н р аствор NaCl; 58.45 г в1 л р аствор а. 2. х р ом оген чер ны й ввидесу х ой см еси с NaCl.
27
3. Х лор идно-ам м иачны й бу ф ер ны й р аствор с р Н =10. В 100 м л дистиллир ованной воды р аствор яю т 25 г NH4Cl, пр иливаю т 200 м л 25% NH4О Н , доливаю т р аствор до 1 л дистиллир ованной водой. К О М ПЛЕ К СО Н О М Е Т РИ Ч Е СК О Е О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е О БМ Е Н Н О ГО К А ЛЬ Ц И Я И О БМ Е Н Н О ГО М А ГН И Я К ом плексоном етр ическоеопр еделениекальция основано на способности ком плексона III извлекать ион кальция из его р аствор им ого окр аш енного ком плексного соединения с м у р ексидом , вследствиечего р озовая окр аскар аствор аизм еняется вф иолетову ю : СаИ нд+ + Н 2J2= CaJ2- + 2H+ + И ндр озовая бесцветная бесцветная ф иолетовая Разр у ш ениеком плексного соединения м у р ексида с кальцием пр оисх одит пр и р Н р аствор а= 12.5. О пр еделение м агния основано на свойстве ком плексона извлекать м агний из его окр аш енного ком плекса с м еталлиндиктор ам и: х р ом огеном чер ны м , х р ом огеном синим и др . MgИ нд+ + Н 2J2= MgИ нд2- + 2H+ + И ндвинно-кр асная бесцветная бесцветная синяя И зм енениеокр аски пр оисх одит пр и р Н р аствор а= 10. Пр и опр еделении су м м ы кальция и м агния ком плексон извлекает из кр асителя в пер ву ю очер едь ион кальция, поскольку он обр азу ет с ком плексоном болеепр очны й ком плекс, а затем ион м агния. В этот м ом ент, когда все ионы м агния бу ду т извлечены из ком плексона с х р ом огеном чер ны м , окр аскар аствор аизм еняется. MgИ нд+ + Н 2J2= MgИ нд2- + 2H+ + И ндвинно-кр асная бесцветная бесцветная сине-голу бая И зм енениеокр аски пр оисх одит пр и р Н =10. О п ределение С а2+ и Mg2+. В коническу ю колбу ем костью 250 м л бер у т 50 м л полу ченного ф ильтр ата. Пр ибавляю т 2-3 капли 1% р аствор а су льф ида натр ия и 1-2 м л 5% р аствор а гидр оксилам ина солянокислого, тщ ательно пер ем еш иваю т. Разбавляю т дистиллир ованной водой до 100 м л, пр иливаю т 10 м л х лор идно-ам м иачного бу ф ер а (р Н =10), пер ем еш иваю т, вносят 30-50 м г х р ом огеначер ного и титр у ю т 0.025М р аствор ом ком плексонаIII (тр илонаБ) до изм енения винно-кр асной окр аски всине-голу бу ю . О п ределение каль ция. В коническу ю колбу ем костью 250 м л бер у т пипеткой 50 м л полу ченного ф ильтр ата. Пр ибавляю т 2-3 капли 1% р аствор а Na2S.9Н 2О и 1-2 м л 5% р аствор а солянокислого гидр оксилам ила, тщ ательно пер ем еш иваю т р аствор . Разбавляю т анализир у ем ы й р аствор дистиллир ованной водой до 100 м л и вносят накаж ды й м л взятого ф ильтр ата 0.5 м л 10% р аствор а NaOH или К О Н , чтобы обеспечить величину р Н ср еды = 12.5. Пр ибавляю т м у р ексида 30-50 м г, пер ем еш иваю т и м едленно титр у ю т0.025М р аствор ом ком плексона III пр и постоянном и энер гичном пер ем еш ивании титр у ем ого р аствор а. Т итр ованиеведу т до изм енения р о-
28
зовой окр аски в ф иолетову ю . Т итр ованиепр оводят со свидетелем , вкачествекотор ого бер у т пер етитр ованну ю пр обу . О пр еделением агния. К оличество м агния м ож но опр еделить дву м я пу тям и: 1. пу тем полу чения р азности р езу льтатов титр ования су м м ы кальция и м агния и титр ования кальция; 2. пу тем опр еделения м агния в этом ж ер аствор е, гдеоттитр ован кальций. Д ля этого в р аствор бр осаю т ку сочек бу м аги К онго кр асного и пр ибавляю т пр и пер ем еш ивании р азбавленного Н Cl 1:1 до изм енения окр аски бу м аж ки в сине-ф иолетову ю (р Н =8.0). Подкислениев р аствор е пр оводят до р азр у ш ения м у р ексида, чем у способству ет легкоеподогр евание(до 40-50о). Послеобесцвечивания р аствор а нейтр ализу ю т избы ток кислоты каплям и 25% р аствор а NH4О Н до изм енения окр аски бу м аж ки К онго в кр асны й цвет, послечего пр иливаю т 20 м л х лор идноам м иачной бу ф ер ной см еси, чтобы создать ср еду с р Н =10. Na2S и гидр оксилам ин бы ли добавлены пр и титр овании кальция. В носят 30-50 м г индикатор а х р ом огена чер ного и м едленно титр у ю т 0.025М р аствор ом ком плексонапр и постоянном и энер гичном взбалты вании до изм енения винно-кр асной окр аски всине-голу бу ю . Т аблица16 О бъем ф ильтр атадля опр еделения, V2
О бщ ий объем ф ильтр ата, V1
Н авескапочвы , г
Глу бина, см
Н азваниепочвы , № р азр еза
Ф ор м азаписи опр еделения кальция и м агния Раствор ком плексона
М
а Ca2++ Mg2+
б Ca2
м гм гэкв/ % экв/ % 100 100 г г Ca2+
Mg2+
+
Резу льтаты опр еделения вы числяю т вм г-эквна100 г су х ой почвы по ф ор м у лам : 1) Ca 2+ ,% =
δ ⋅ TCa 2 + ⋅ V1 ⋅ 100 г ⋅ V2
⋅ K , где :
δ - количе ство м л ком плексона, изр асх одованноена титр ование кальция; Т –титр м оляр ного р аствор аком плексонапо кальцию ; V1 – объем р аствор а, полу ченны й пр и вы теснении, м л; V2 – объем р аствор а, взяты й натитр ование, м л; г – навеска возду ш но-су х ой почвы , взятой на вы теснениеобм енны х катионов; К – коэф ф ициент гигр оскопичности.
2) Ca 2+ , м г-экв100 г почвы =
%С а 2+ ⋅ 1000 20
Содер ж анием агния вы числяю т по ф ор м у лам :
29
1) Mg 2+ ,% =
(a − δ ) ⋅ TMg 2 + ⋅ V1 ⋅ 100 г ⋅ V2
⋅ K , где :
а - количество ком плексона, изр асх одованного на титр ование су м м ы кальция и м агния; Т - титр м оляр ного р аствор аком плексонапо м агнию ; Д р у гиеобозначения теж е, что и вф ор м у левы числения кальция. 2) Mg 2+ , м г-экв100 г почвы =
% Mg 2+ ⋅ 1000 12
К ом плексоном етр ическиетитр ы р ассчиты ваю тся у м нож ением атом ного или м олеку ляр ного веса опр еделяем ого вещ ества на м оляр ность пр иготовленного р аствор аком плексона(вм г) и деленного на1000 (вг). Реактивы : 1. Т итр ованны й 0.025М р аствор ком плексона III: на1 л р аствор абер у т 9.305 г ком плексона и р аствор яю т в дистиллир ованной воде. У станавливаю т м оляр ность р аствор аком плексонапо ф иксанальном у р аствор у цинках лор истого или м агния сер нокислого. Д ля этого в коническиеколбы ем к. 250 м л отм ер иваю т двепр обы ф иксанального р аствор а ZnCl2 или MgSO4 по 10-25 м л. Разбавляю т р аствор водой в колбедо 100 м л, пр иливаю т 10 м л х лор идно-ам м иачной бу ф ер ной см еси (р Н =10), вносят х р ом огена чер ного и титр у ю т р аствор ом ком плексона до изм енения винно-кр асной окр аски р аствор а в синеголу бу ю . М оляр ность р аствор а р асчиты ваю т по ф ор м у ле: М
1
=
M 2 ⋅ V2 . V1
1% р аствор Na2S.9H2O (су льф иданатр ия). 5% р аствор солянокислого гидр оксилам инаNH2OH.HCl. 10% или 20% р аствор NaOH или К О Н . М у р ексид ввидесу х ой см еси с К Cl или NaCl (1:100). Х р ом оген чер ны й ввидесм еси с К Cl или NaCl (1:100). Соляная кислота, р азбавленная 1:1. И ндикатор ная бу м агаК онго кр асного. Х лор идно-ам м иачны й бу ф ер ны й р аствор с р Н =10. 25 г NH4Cl р аствор яю т в 100 м л дистиллир ованной воды , пр иливаю т 200 м л 25% р аствор аNH4OH, р азбавляю т дистиллир ованной водой до 1 л. 10. 25% р аствор NH4OH. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е О БМ Е Н Н Ы Х К А Т И О Н О В Са2+ И Mg2+ В К А РБО Н А Т Н Ы Х ПО Ч В А Х М Е Т О Д О М Т Ю РИ Н А В М О Д И Ф И К А Ц И И К О М ПЛЕ К СО Н О М Е Т РИ Ч Е СК О ГО М Е Т О Д А О пр еделениеобм енны х катионоввкар бонатны х почвах ослож няется тем , что пр и взаим одействии этих почвс солевы м и р аствор ам и пр оисх одит частичноер аствор ениеCaCO3 и MgCO3, что у величивает р езу льтат опр еделения. О бр аботкой кар бонатной почвы р аствор ом NaCl извлекаю т из почвы кар бонатны еи обм енны екальций и м агний. О пр еделяя количество
30
кар бонатов титр ованием 0.02н р аствор ом HCl в одной пр обе ф ильтр ата и общ еесодер ж аниекальция и м агния ком плексоном етр ически вдр у гой, по р азности вы числяю т впочвесодер ж аниеобм енны х катионов. Вы п олнение оп ределения. 5 г почвы взбалты ваю т 5 м ин. С 500 м л 1н р аствор а NaCl и оставляю т стоять. Н а следу ю щ ий день р аствор отф ильтр овы ваю т. О пр еделяю т щ елочность ф ильтр ата, для чего бер у т в коническу ю колбу ем к. 250 м л 100 м л вы тяж ки, пр ибавляю т 1-2 капли м етилор анж а и титр у ю т 0.02н р аствор ом HCl до изм енения ж елтой окр аски в ор анж еву ю . О пр еделяю т в ф ильтр атеком плексоном етр ическим м етодом в одной пр обесу м м у Ca2+ и Mg2+, в др у гой – кальций, как описано в пр еды ду щ ей р аботе. Т аблица17 Ф ор м азаписи опр еделения щ елочности Н азвание Глу бина, почвы см
Н авеска О бщ ий О бъем ф почвы , г объем ф - тадля опта, V1 р еделения, V2
Раствор HCl н
а
Н СО 3м гэкв/100 г почвы
Рассчиты ваю т содер ж аниеН СО 3, м г-эквпо ф ор м у ле: Н СО
3
м г-экв/100 г почвы =
а ⋅ Н ⋅ V1 ⋅ 100 ⋅ K , где : г ⋅ V2
а– количество м л р аствор аHCl; г –навескапочвы ; V1 – общ ий объем ф ильтр ата; V2 – объем ф ильтр атадля опр еделения; Н – нор м альность р аствор аHCl; К –коэф ф ициент гигр оскопичности. Рассчиты ваю т содер ж аниеионов кальция (Са2+) и м агния (Mg2+) в м г-экв на 100 г почвы . О т количества м г-экв Са2+ вы читаю т полу ченное количество м г-экв Н СО 3-. Разность соответству ет количеству обм енного кальция впочве. Реактивы : 1. 0.02н р аствор HCl готовят р азбавлением 1.64 м л конц. HCl пл. 1.19 в 1 л р аствор а. Н ор м альность у станавливаю т по ф иксаналу NaOH или К О Н впр ису тствии м етилор анж а. 2. 0.1% р аствор м етилового ор анж евого. В сер еактивы для ком плексоном етр ического опр еделения ионовСа2+ и Mg2+ даны впр еды ду щ ей р аботе. В Ы Ч И СЛЕ Н И Е СТ Е ПЕ Н И Н А СЫ Щ Е Н Н О СТ И О СН О В А Н И Я М И Степенью насы щ енности основаниям и назы ваю т отнош ениесу м м ы обм енны х оснований к ем кости поглощ ения. О напоказы вает, каку ю часть всей ем кости поглощ ения заним аю т обм енны еоснования. Степень насы щ енности основаниям и – х ар актер ны й показатель почвы . Э тавеличинапозволяет р еш ать м ногиевопр осы . О собенно больш оезначениепр идаю т ей
31
пр и обосновании таких м ер опр иятий, как известкование и ф осф ор итованиепочв. Степень насы щ енности почв основаниям и вы р аж аю т в пр оцентах и обозначаю т бу квой V. В почвах , несодер ж ащ их поглощ енного водор ода (сер озем ы , каш тановы е, бу р ы епочвы , а такж екар бонатны ечер нозем ы ), онар авна100%. В почвах с гидр олитической кислотностью степень насы щ енности м еньш е100%. Степень насы щ енности почвоснованиям и вы числяю т по ф ор м у ле: V ,% =
S ⋅ 100, S+H
где: V –степень насы щ енности почвоснованиям и в%; S – су м м аобм енны х оснований (Ca2+ + Mg2+ + Na+) вм г-экв; Н + - гидр олитическая кислотность вм г-экв. По ну ж даем ости в извести в зависим ости от степени насы щ енности основаниям и кислы епочвы делят натр и гр у ппы : I гр у ппа– почвы , степень насы щ енности основаниям и котор ы х 50% и м еньш е. Т акиепочвы сильно ну ж даю тся в известковании. 2 гр у ппа– степень насы щ енности основаниям и р авна 50-70%. Почвы м енеену ж даю тся в извести, и вопр ос обих известковании р еш ается только в зависим ости от величины р Н солевой вы тяж ки. 3 гр у ппа – степень насы щ енности основаниям и больш е70%. Э ти почвы нену ж даю тся визвести.
О чень низкая Н изкая Ср едняя Повы ш енная В ы сокая
Степень насы щ енности основаниям и, % <30% 30.1-50.0 50.1-70.0 70.1-90.0 >90
О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е О БЩ Е ГО СО Д Е РЖ А Н И Я ГУ М У СА ПО М Е Т О Д У М .В . Т Ю РИ Н А В М О Д И Ф И К А Ц И И В .Н . СИ М А К О В А М етод основан на окислении х р ом овы м ангидр идом в пр ису тствии сер ной кислоты у глер ода ор ганического вещ ества(гу м у са) до СО 2 и опр еделениеколичества х р ом ового ангидр ида, пош едш его на окисление. В качестве окислителя пр им еняю т 0.4н р аствор дву х х р ом овокислого калия (K2Cr2O7), пр иготовленны й на концентр ир ованной сер ной кислотев соотнош ении 1:1 [1,2]. Реакция окисления у глер одагу м у саим еет следу ю щ ий вид: 2 K2Cr2O7 + 8H2SO4 + 3C = 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 6H2O + 3CO2. Х од оп ределения. И з пр иготовленной пр обы , пр опу щ енной чер ез сито 0.25 м м , бер у т навеску почвы от 0.1 до 0.5 г (в зависим ости от пр едполагаем ого содер ж ания гу м у са) на аналитических весах . Н авеску почвы пом ещ аю т в коническу ю колбу ем костью 100 м л. Затем вколбочки из бю р етки пр иливаю т каплям и по 10 м л 0.4н р аствор а дву х р ом овокислого ка-
32
лия в сер ной кислоте и добавляю т около 100 м г пем зы в пор ош кедля р авном ер ного кипения. В колбочки вставляю т м аленькиевор онки, слу ж ащ иех олодильником , остор ож но взбалты ваю т и ставят для нагр евания на электр ическу ю плитку с асбестовой сеткой. Пр и это начинается вы деление м елких пу зы р ьковгаза(СО 2) и чер ез 2-3 м ину ты насту пает кипение. С этого м ом ента пр одолж аю т у м ер енноекипячениев течение5 м ину т, недопу ская бу р ного кипения, сопр овож даю щ егося вы делением пар а чер ез вор онку . О дновр ем енно пр оводят такж ех олостоекипячение(без почвы ), то есть 10 м л0.4н х р ом овой см еси с пем зой. Послепятим ину тного кипячения колбочки ох лаж даю т. Затем с пом ощ ью пр ом ы валки возм ож но м еньш им и количествам и дистиллир ованной воды с вор онки см ы ваю т капли х р ом овой см еси в колбочку и, добавив 4-5 капель 0.2% ф енилантр аниловой кислоты , титр у ю т 0.2н р аствор ом соли М ор а. Ф енилантр анилову ю кислоту добавляю т непоср едственно пер ед титр ованием . К онец титр ования опр еделяется пер ех одом виш невоф иолетовой окр аски в зелену ю или гр язно-зелену ю . О дновр ем енно пр оводят х олостоетитр ование. По объем у соли М ор а, пош едш ем у натир ование, опр еделяю т количество х р ом ой см еси, оставш ейся неизр асх одованной на окисление ор ганического вещ ества почвы . Пр и титр овании солью М ор а избы тках р ом овокислого калия пр оисх одит р еакция: 6FeO4(NH4)2SO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 6(NH4)2SO4 + K2SO4 + 7H2O Содер ж аниегу м у савы числяю т по ф ор м у ле: %Г =
( а − в ) ⋅ 0.2 ⋅ 0.003 ⋅ 1.724 ⋅ К ⋅ 100 , с
гдеа– количество м лсоли М ор а, пош едш еенах олостоетитр ование; в– количество м л соли М ор а, пош едш еенаопы тноетитр ование; 0.2 – нор м альности соли М ор а; 0.003 –гр ам м овоезначением г-экву глер ода; 1.724 – коэф ф ициент пер есчетау глер оданагу м у с; К –попр авкактитр у соли М ор а; 100 – для пер есчета, % с – навескасу х ой почвы , г. Реактивы : 1. 0.4н р аствор х р ом овой см еси: 40 г K2Cr2O7 р аствор яю т в 1 л дистиллир ованной воды и пом ещ аю т в тер м остойку ю колбу , затем ту да пр ибавляю т небольш им и пор циям и 1 л концентр ир ованной сер ной кислоты , пер ем еш иваю т и оставляю т для ох лаж дения. 2. 0.2н р аствор соли М ор а: 80 г (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O в 1 л дистиллир ованной воды , ту даж едобавляю т 20 м л концентр ир ованной H2SO4. Н ор м альность соли М ор ау станавливаю т по 0.1 н р аствор у KmnO4. 3. 0.2% р аствор ф енилантр аниловой кислоты : 0.2 г ф енилантр аниловой кислоты р аствор яю т в 100 м л 0.2% р аствор а Na2CO3, пр едвар ительно навеску кислоты в ф ар ф ор овой чаш кесм ачиваю т небольш им ко-
33
личеством р аствор а соды , тщ ательно пер ем еш иваю т, а затем добавляю т остальноеколичество р аствор асоды . 4. ф иксанальны й 0.1н р аствор KМ nO4 или 3.161 г KМ nO4 р аствор ить в 1 л дистиллир ованной воды . 5. Пем за(р астер тая впор ош ок). О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е ПО Т Е РИ ПРИ ПРО К А ЛИ В А Н И И Т О РФ Я Н Ы Х ПО Ч В Пр и м ассовы х анализах тор ф яны х почвдля су ж дения о запасах ор ганических и м инер альны х вещ еств в них м ож но воспользоваться данны м и по опр еделению потер и пр и пр окаливании. М етод основан на сж игании навески тор ф яной почвы вм у ф елепр и тем пер ату р е800оС [2]. Х од анализ а. 1. В пр едвар ительно пр окаленны й и взвеш енны й тигель с кр ы ш кой отвеш иваю т нааналитических весах 1-2 г тор ф яной почвы . Н авеска недолж на заним ать больш е2/3 объем а тигля. О дновр ем енно бер у т всу ш ильны й стаканчик3-5 г почвы и опр еделяю т еевлаж ность. 2. О ткр ы ты й тигель с навеской ставят вх олодну ю м у ф ельну ю печь и постепенно нагр еваю т еедо 800оС. 3. Последву х часового пр окаливания пр и у казанной тем пер ату р етигель вы ним аю т из м у ф еля, ставят наасбестовы й лист, закр ы ваю т кр ы ш кой и ох лаж даю т 5 м ину т. Затем тигель пом ещ аю т в эксикатор на30 м ину т до полного ох лаж дения. 4. О х лаж денны й тигель взвеш иваю т и сноваставят в м у ф ель напр окаливаниев течение40 м ину т. Послеповтор ного пр окаливания снова ох лаж даю т и взвеш иваю т, как у казано вы ш е. Пр окаливаниеведу т до постоянной м ассы или до того, как изм енением ассы небу дет пр евы ш ать 0.001 г. Е сли золапр и сж игании тор ф асплавилась, то послеох лаж дения тигля ее р аствор яю т нескольким и каплям и азотной кислоты , потом добавляю т 1 м л насы щ енного р аствор аNH4NO3, вы су ш иваю т и сноваозоляю т. 5. В ы числяю т зольность и потер ю от пр окаливания тор ф яной почвы . Зольность впр оцентах м ассы су х ой почвы опр еделяю т по ф ор м у ле: ЗТ =
a (100 + b) , C
гдеЗТ –зольность тор ф а(в%); а–м ассазолы (вг); b – влаж ность тор ф яной почвы (в%); С –навескавозду ш но-су х ого тор ф а(вг). Потер ю от пр окаливания вы числяю т по ф ор м у ле: А =100-ЗТ , гдеА – потер я от пр окаливания, вы р аж енная в % от м ассы су х ой почвы ; ЗТ – зольность (в% от м ассы су х ой почвы ).
34
О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е СО Д Е РЖ А Н И Я В ПО Ч В Е А К Т И В Н О ГО И ПА ССИ В Н О ГО ГУ М У СА Почвенны й гу м у с, как пр ир одная коллоидная систем а, пр едставлен в почведву м я ф ор м ам и: активной и пассивной. Пассивны й гу м у с пр едставлен той частью гу м у са, котор ая взаим одейству ет с м инер альной частью почвы и необр атим о соединяется с ней за счет пр очны х х им ических связей. В ся остальная часть собственно гу м у совы х вещ еств – активная ф ор м а гу м у са в почвах , котор ая закр епляется на покр ы ты х пленкой пассивного гу м у са ор гано-м инер альны х агр егатов обр атим о чер ез м остики из м ноговалентны х катионов[4]. Х од оп ределения. Н авеску почвы – 10 г, пр осеянну ю чер ез сито с отвер стиям и 1 м м , навор онкес ф ильтр ом и стеклянны м др енаж ем обр абаты ваю т 1н р аствор ом х лор истого натр ия до отр ицательной р еакции на кальций в ф ильтр ате(пр оба со щ авелевокислы м ам м онием (NH4)2C2O4). Почву на ф ильтр еотм ы ваю т дистиллир ованной водой от избы тка NaCl до появления пер вы х окр аш енны х капель ф ильтр ата. Затем декальцинир ованну ю почву см ы ваю т с ф ильтр а водой из пр ом ы валки в литр овы й м ер ны й цилиндр , объем котор ого доводится дистиллир ованной водой до м етки. Су спензию в цилиндр етщ ательно пер ем еш иваю т в течениеодной м ину т м еш алкой (стеклянная тр ость с нанизанной нанееды р чатой пр окладкой) и оставляю т для отстаивания на двоесу ток. Затем осветленну ю тем ноокр аш енну ю вер х ню ю часть су спензии (400-450 м л) остор ож но сливаю т сиф онов, а в цилиндр снова доливаю т воду до м етки, пер ем еш иваю т для отстаивания надвоесу ток. И звлечениеактивного гу м у сапр одолж аю т до тех пор , пока су спензия в вер х нем слое(400-450 м л) необесцветится после очер едного дву х су точного отстаивания. В дальнейш ем по м ер еотстаивания су спензии в цилиндр еееостор ож но сливаю т, остаток почвы подсу ш иваю т навозду х еи в нем опр еделяю т содер ж аниепассивного гу м у саодним из р анееописанны х способов. Содер ж аниеактивного гу м у са вы числяю т по р азности м еж ду содер ж анием гу м у сав почвеи количеством пассивного гу м у савней. О качествегу м у са и его изм енениях под влиянием сельскох озяйственного использования су дят по отнош ению содер ж ания активного гу м у са ксодер ж анию пассивного гу м у са(% А г : % Пг). У СК О РЕ Н Н О Е О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е СО СТ А В А ГУ М У СА М И Н Е РА ЛЬ Н Ы Х ПО Ч В М Е Т О Д О М М .М . К О Н О Н О В О Й И Н .П. БЕ ЛЬ Ч И К О В О Й П ринцип метода. М етод основан на пр им енении пир оф осф ата натр ия для вы деления гу м у совы х вещ еств почвы . По данны м автор ов, наибольш ееколичество этих вещ еств извлекается см есью 0.1М р аствор а пир оф осф атанатр ия с 0.1н NaOH, им ею щ ей р Н около 13.
35
С пом ощ ью данного м етода в почве опр еделяю т содер ж ание гу м иновы х кислот, ф у львокислот и нер аствор им ого осадка гу м у совы х вещ еств[2]. Х од анализ а. И з подготовленного обр азца бету 10 г почвы , пер еносят вконическу ю колбу на250 м л и заливаю т вконцер абочего дня 200 м л свеж епр иготовленной см еси пир оф осф атанатр ия с NaOH, содер ж ащ ей в 2 л р аствор а44.6 г Na4P2O7.H2O и 4 г NaOH. К онцентр ация пир оф осф атанатр ия в таком р аствор есоответству ет 0.1М , а NaOH-0.1н, р Н см еси около 13. К олбу плотно закр ы ваю т р езиновой пр обкой для изоляции от у глекислого газа возду х а, содер ж им ое еетщ ательно пер ем еш иваю т, избегая р азм азы вания почвы по стенкам , и оставляю т на 16-18 ч. Н а следу ю щ ий день пр ибавляю т насы щ енны й р аствор Na2S04 в количестве¼ от объем а ж идкости (50 м л пипеткой) для коагу ляции илисты х частиц и у скор ения ф ильтр ации. Раствор ы тщ ательно пер ем еш иваю т в колбе, оставляю т в покое15-20 м ину т и пер еносят на вор онку с пр осты м бу м аж ны м ф ильтр ом диам етр ом 15-17 см , вставленны м вкону с из плотного ф ильтр а(синяя лента) диам етр ом 7-9 см . Ф ильтр ы пр и этом долж ны бы ть су х им и. Е сли р аствор пр и ф ильтр овании полу чается м у тны м , его сновапер еносят на ф ильтр . К огда начинает ф ильтр оваться пр озр ачны й р аствор , его собир аю т в су х у ю пр ием ну ю колбу . В м есто ф ильтр ования м ож но пр им енять центр иф у гир ование. В том и в др у гом слу чаенеобх одим о стр ого следить, чтобы вы тяж ка бы ла пр озр ачной. О статок почвы на ф ильтр еотбр асы ваю т. Д ля опр еделения общ его содер ж ания ор ганического у глер ода в вы тяж кебер у т пипеткой от 2 до 15 м л р аствор а (чем больш есодер ж ится в почвегу м у са, тем м еньш енеобх одим о вы тяж ки), пом ещ аю т его в коническу ю колбу на100 м л и нейтр ализу ю т, пр ибавляя 1.0н H2SO4 по каплям до появления в р аствор елегкой м у ти. К олбу ставят на кипящ у ю водяну ю баню и досу х а вы пар иваю т еесодер ж им ое. Затем опр еделяю т содер ж ание ор ганического у глер ода по одной из м одиф икаций м етода И .В . Т ю р ина, добавляя в колбу для р авном ер ного кипения и у стр анения пер егр ева ж идкости нем ного пр окаленной почвы или пем зы . У глер од ввы тяж кеопр еделяю т в дву кр атной повтор ности, вы числяя его в пр оцентах от м ассы почвы и в пр оцентах от общ его количествау глер одависх одной почве. Д ля опр еделения в вы тяж кесодер ж ания у глер ода гу м иновы х кислот бер у т пипеткой 25-50 м л вы тяж ки и пер еносят в коническу ю колбу на100 м л. Т у да ж епр и пер ем еш ивании стеклянной палочкой по каплям пр ибавляю т для коагу ляции геля гу м иновы х кислот H2SO4 (плотность 1.84) до появления м у ти в р аствор е, что наблю дается пр и р Н около 1.5-2.0. Д ля этого необх одим о пр илить около 0.2-0.5 м л сер ной кислоты , избы тка ее следу ет избегать. Послетщ ательного пер ем еш ивания стеклянной палочкой р аствор в колбезакр ы ваю т стеклом и пом ещ аю т на гор ячу ю этер нитову ю плитку
36
или на электр оплитку с обнаж енной спир алью , но обязательно пр икр ы ту ю слоем асбеста. У м ер енное пр огр евание пр и тем пер ату р е не вы ш е80оС веду т в течение30 м ин, послечего колбу сним аю т с плитки и посленекотор ого отставания х лопьев гу м иновой кислоты пр исту паю т к ф ильтр ованию , котор оевы полняю т на м аленьких вор онках чер ез плотны й ф ильтр диам етр ом 7 см , пр едвар ительно см оченны й 0.05н-0.1н р аствор ом H2SO4. Сначала из колбы на ф ильтр пер еносят кислы й р аствор , а затем осадок (гель) гу м иновой кислоты . Ф ильтр с осадком несколько р аз пр ом ы ваю т х олодны м 0.05н р аствор ом H2SO4 до полу чения бесцветного ф ильтр ата (в началепр ом ы вания ф ильтр ат обы чно окр аш ен в ж елты й цвет от пр им еси ф у львокислот). К ислы й р аствор вм естес пр ом ы вны м и водам и отбр асы ваю т, а вор онку с ф ильтр ом вм естес осадком гу м иновы х кислот вставляю т в гор лы ш ко м ер ной колбы ем костью 100 м л (взависим ости от объем аосадка) и пр исту паю т к р аствор ению осадка гор ячим 0.5М р аствор ом NaOH. После его р аствор ения, полу ченны й р аствор вы пар иваю т, сначала на песчаной, а затем наводяной бане. Д альш еанализ веду т, как и пр и у становлении общ его содер ж ания у глер одаввы тяж ке. Содер ж аниеС гу м иновы х кислот вы числяю т в пр оцентах от м ассы почвы и впр оцентах кобщ ем у количеству у глер одависх одной почве. К оличество С ф у львокислот (ор ганических вещ еств, остаю щ их ся в кислом р аствор епр и осаж дении из вы тяж ки гу м иновы х кислот) опр еделяю т по р азности м еж ду общ им содер ж анием у глер ода в вы тяж кеи его содер ж анием вгу м иновы х кислотах . К оличество С ф у львокислот вы числяю т впр оцентах от м ассы почвы и впр оцентах кобщ ем у содер ж анию у глер ода и исх одной почве. К оличество у глер ода в остаткепочвы (С гу м инов) послевы деления гу м у совы х вещ еств нах одят по р азности м еж ду содер ж анием ор ганического С висх одной почвеи ввы тяж ке. Реактивы . 1. Пир оф осф ат натр ия с NaOH: 44.6 г Na2P2O7.10Н 2О и 4 г NaOH р аствор яю т в небольш ом количестведистиллир ованной воды и доводят объем до 1 л. 2. 1.0н H2SO4:28 м л концентр ир ованной H2SO4 (d=1.84) на 1 л водного р аствор а. 3. 0.02н NaOH: 0.80 г NaOH р аствор яю т в1 лдистиллир ованной воды . 4. Бих р ом ат калия: 0.2М K2Cr2O7. 5. Соль М ор а: 0.1М (NH)4SO4.FeSO4.6H2O. 6. 0.1н KМ nO4 (для опр еделения титр асоли М ор а). 7. 0.05н H2SO4: ¼ м лконц. H2SO4 на1л водного р аствор а
37
О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е СО Д Е РЖ А Н И Я В ПО Ч В Е ПО Д В И Ж Н Ы Х (ЛА БИ ЛЬ Н Ы Х ) ГУ М У СО В Ы Х В Е Щ Е СТ В Соотнош ением еж ду гу м иновы м и и ф у львокислотам и, содер ж ащ им ися в гу м у се, позволяет су дить о типегу м у сообр азования, котор ы й слож ился в р езу льтатеобр аботок почвы , возделы вания полевы х ку льту р , внесения навоза, систем атического пр им енения м инер альны х у добр ений. Д ля х ар актер истики тр ансф ор м ации и новообр азования гу м у са наиболееинф ор м ативны подвиж ны еили так назы ваем ы елабильны еф ор м ы гу м у совы х вещ еств. Э то наиболеем олоды еф ор м ы гу м у са, отличаю щ иеся повы ш енны м содер ж анием азота. О ни бы стр о м инер ализу ю тся и делаю т азот досту пны м для питания р астений [2]. Су щ еству ет несколько м етодових опр еделения. О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е СО Д Е РЖ А Н И Я В ПО Ч В Е ПО Д В И Ж Н О ГО О РГА Н И Ч Е СК О ГО В Е Щ Е СТ В А ПО М .А . Е ГО РО В У Х оданализ а. Н авеску 10 г возду ш но-су х ой очищ енной от кор еш ков почвы , пр осеянну ю чер ез сито в 1 м м , бер у т на тех нических весах в коническу ю колбу вм естим остью 100 м л. Д обавляю т 50 м л 0.2н р аствор а NaО Н , взбалты ваю т 3 м ин в всю су спензию за один пр ием пер еносят на складчаты й ф ильтр диам етр ом 12.5 см . Содер ж аниеор ганического у глер ода опр еделяю т в 10 м л ф ильтр ата по м етоду И .В . Т ю р ина в м одиф икации В .Н . Сим аковаили с ф отоколор им етр ическим окончанием . Р еактивы . 1. 0.2н NaOH: 8 г NaOH р аствор яю т в1 л дистиллир ованной воды . 2. 0.4н р аствор х р ом овой см еси 3. Соль М ор а: 0.1н (NH)4SO4.FeSO4.6H2O. 4. 0.1н KМ nO4 (ф иксанальны й р аствор для опр еделения нор м альности соли М ор а или 3.161г KMnO4 р аствор яю т в 1 л дистиллир ованной воды ) О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е СО Д Е РЖ А Н И Я В ПО Ч В Е ПО Д В И Ж Н Ы Х ГУ М У СО В Ы Х В Е Щ Е СТ В ПО М Е Т О Д И К Е ПО Ч В Е Н Н О ГО И Н СТ И Т У Т А И М . В .В . Д О К У Ч А Е В А Х од анализ а. Свеж еотобр анны еобр азцы почвы освобож даю т от кор еш ков и вклю чений. И з у ср едненной пр обы бер у т на тех нических весах навеску влаж ной почвы 20-25 г и пом ещ аю т в колбы вм естим остью 350 м л. В концер абочего дня почву заливаю т р ассчитанны м количеством 0.1н р аствор а Na4P2O7 c р Н =7 (доводят H2SO4 по потенциом етр у ) пр и соотнош ении почвы к экстр агенту 1:2 с у четом влаж ности почвы . К олбы плотно закр ы ваю т, и содер ж им оепер ем еш иваю т до полного и р авном ер ного см ачивания почвы пир оф осф атом , а затем оставляю т до у тр а. Ч ер ез 18-20 ч содер ж им оеколбвстр ях иваю т в течение60 м ин нар отатор е. Полу ченну ю почвенну ю су спензию пер еносят в центр иф у ж ны епр обир ки и пр едвар ительны м центр иф у гир ованием пр и 66.7 Гц в течение15 м ин отделяю т р ас-
38
твор от остаткапочвы . В ы тяж ку для более полного отделения ор ганом инер альны х коллоидов центр иф у гир у ю т ещ ер аз 15 м ин пр и 133.3 Гц и более, а затем ф ильтр у ю т чер ез м ем бр анны й у льтр аф ильтр «Синпор 8» (ср едний р азм ер пор 0.23 м км ). В вы тяж кеопр еделяю т общ еесодер ж аниеу глер ода, содер ж аниеу глер ода гу м иновы х и ф у львокислот. Пр и этом гу м иновы екислоты осаж даю т пу тем подкисления вы тяж ки сер ной кислотой до р Н 2. Р еактивы . 1. 0.1М нейтр альны й р аствор пир оф осф ата натр ия: 44.6 г Na2P2O7.10Н 2О р аствор яю т в небольш ом количестведистиллир ованной воды и доводят объем до 1 л. С пом ощ ью H2SO4 у станавливаю т р Н =7. 5. Бих р ом ат калия: 0.2М K2Cr2O7. 6. Соль М ор а: 0.1н (NH)4SO4.FeSO4.6H2O. 7. 0.1М KМ nO4 (для опр еделения титр асоли М ор а). О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е Ф РА К Ц И О Н Н О -ГРУ ППО В О ГО СО СТ А В А ГУ М У СА ПО Ч В Ы ПО СХ Е М Е И .В . Т Ю РИ Н А В М О Д И Ф И К А Ц И И В .В . ПО Н О М А РЕ В О Й И Т .А . ПЛО Т Н И К О В О Й Д анная м етодика позволяет р азделить гу м у с почвы на тр и ф р акции гу м иновы х кислот и четы р еф р акции ф у львокислот и гу м ин – нар аствор им у ю часть гу м у сапочвы [2]. Гуминовы екилоты . Ф р акция 1 – р аствор им ая непоср едственно в0.1н NaOH из отдельной навески, свободная и связанная с подвиж ны м и полу тор ны м и оксидам и; ф р акция бу р ы х гу м иновы х кислот. Ф р акция 2 – р аствор им ая в 0.1н NaOH послепр едвар ительного декальцинир ования почвы , связанная восновном с кальцием . Ф р акция 3 – р аствор им ая в0.02н NaOH пр и 6-часовом нагр евании на водяной бане, связанная с глинисты м и м инер алам и и неподвиж ны м и ф ор м ам и полу тор ны х оксидов. Ф ульвокис лоты . Ф р акция 1а– р аствор им ая в0.1н H2SO4 пр и декальцинир овании почвы , свободная и связанная с полу тор ны м и оксидам и («агр ессивная» ф р акция). Ф р акция 1 – р аствор им ая в 0.1н NaOH из недекальцинир ованной почвы (из отдельной навески) и связанная впочвес ф р акцией 1 гу м иновы х кислот. Ф р акция 2 – р аствор им ая в 0.1н NaOH послепр едвар ительного декальцинир ования и связанная с ф р акцией 2 гу м иновы х кислот. Ф р акция 3 – р аствор им ая в0.02н NaOH пр и 6-часовом нагр евании на водяной банеи связанная с ф р акцией 3 гу м иновы х кислот. Гумины .
39
Н ер аствор им ы й остаток почвы х ар актер изу ет пр очность закр епления гу м у совы х вещ еств с глинистой ф р акцией или слабу ю степень гу м иф икации ор ганического вещ ества. К р ом етого, в тор ф ах , лесны х подстилках и в гор изонтах , обогащ енны х нер азлож ивш им ися р астительны м и остаткам и, опр еделяется ф р акция воско-см оли биту м ов. Х од анализ а р азделяется на двепар аллельны ер аботы : 1) опр еделениегу м у совы х вещ еств в щ елочной вы тяж кеиз отдельно взятой навески почвы ; 2) последовательноевы делениер азличны х ф р акций ор ганического вещ естваиз др у гой навески той ж епочвы . 1. Н епоср едственная вы тяж ка 0.1н NaOH (вы тяж ка № 1) или опр еделениеподвиж ны х гу м у совы х кислот. О пр еделениеподвиж ны х гу м у совы х кислот пр оводят из отдельной навески почвы , пр опу щ енной чер ез сито с отвер стиям и диам етр ом 1 м м . Н атех нох им ических весах бер у т навеску почвы 10 г и в конической колбе на250-300 м л заливаю т ее200 м л0.1н р аствор аNaOH. К олбу закр ы ваю т пр обкой, пер ем еш иваю т и оставляю т стоять на1824 час. Н а следу ю щ ий день в колбы добавляю т ¼ объем а насы щ енного р аствор аNa2SO4 (50 м л) для осаж дения м инер альны х коллоидови чер ез 15 м ину т ф ильтр у ю т чер ез обы чны й ф ильтр диам етр ом 15-17 см . Е сли р аствор бу дет м у тны м , его следу ет пер еф ильтр овать. В ф ильтр атеопр еделяю т общ еесодер ж аниеор ганического у глер ода и содер ж аниеу глер одагу м иновы х кислот (бу р ы х гу м иновы х кислот). Д ля опр еделения общ его у глер ода бер у т в коническу ю колбочку на 100 м л от 10 до 50 м л ф ильтр ата (в зависим ости от окр аски), вы пар иваю т (избегать кипения и подгор ания!). О кончательноевы пар иваниепр оводят на водяной бане. В колбочку пр ибавляю т около 100 м г пор ош ка пем зы и далееопр еделяю т у глер од по м етоду И .В . Т ю р ина в м одиф икации В .Н . Сим акова. В др у гу ю колбочку на100 м л бер у т 20-50 м л ф ильтр ата, пр ибавляю т двойноеэквивалентноеколичество 1н р аствор аH2SO4 (4-10 м л), нагр еваю т наводяной банедо 70-80о, даю т отстояться 10-15 м ину т и ф ильтр у ю т чер ез небольш ой ф ильтр . Н аф ильтр еостанется осадок гу м иновы х кислот, котор ы й 2-3 р азапр ом ы ваю т подкисленной H2SO4 водой, затем вор онки вставляю т в теж еколбочки, в котор ы х пр оводили осаж дение, и р аствор яю т гу м иновы екислоты гор ячим р аствор ом 0.02н NaOH. В ы пар иваю т р аствор , и далееу глер од опр еделяю т по м етоду И .В . Т ю р ина. У глер од ф у львокислот опр еделяю т по р азности м еж ду общ им у глер одом и у глер одом гу м иновы х кислот. Содер ж аниеу глер одавы числяю т по ф ор м у ле: %С =
( а − в ) ⋅ 0.2 ⋅ 0.003 ⋅ V1 ⋅ 100 ⋅ K , где C ⋅ V2
а– количество м л соли М ор а, пош едш еенах олостоеопр еделение; в– количество м л соли М ор а, пош едш еенаопы тноеопр еделение; 0.2 – нор м альность соли М ор а; К –попр авкактитр у соли М ор а;
40
0.003 – гр ам м овоевы р аж ение м г-экву глер ода; V1 – общ ий объем ф ильтр ата; V2 - объем , взяты й для опр еделения; С –навескапочвы вг. 2. Последовательноевы делениер азличны х ф р акций гу м у са. Д екальцинирование. Н авеску почвы (10 г) пом ещ аю т вконическу ю колбу и заливаю т 200 м л Н 2SO4, закр ы ваю т пр обкой, несколько р аз в течение дня пер ем еш иваю т. Н а др у гой день (чер ез 20-24 часа) содер ж им ое ф ильтр у ю т и почву на ф ильтр епр ом ы ваю т 0.1н Н 2SO4 до полного вы теснения Са. Почву пр ом ы ваю т 2-3 р аза водой. Послеэтого зам ер яю т объем декальцината и для опр еделения у глер ода ф у львокислот в декальцинате бер у т 50-100 м л и пер еносят в коническу ю колбу на100 м л, нейтр ализу ю т пр обу содой и вы пар иваю т (сначаланапесчаной, азатем наводяной бане; избегать кипения!). Д алееопр еделяю т у глер од по м етоду , описанном у р анее. Вы тяж ка 0.1н NaOH. Почву на ф ильтр епер еносят в коническу ю колбу на250 м л 0.1-нор м альной щ елочью (NaOH). Д ля этого бер у т 200 м л щ елочи и из пр ом ы валки небольш им и пор циям и см ы ваю т почву в колбу . К олбы закр ы ваю т пр обкам и, пер ем еш иваю т несколько р аз и оставляю т на 20-24 часа. Н аследу ю щ ий день в колбы пр ибавляю т по 50 м л насы щ енного р аствор а Na2SO4 для коагу ляции м инер альны х коллоидов, пер ем еш иваю т, оставляю т на 15 м ину т и затем ф ильтр у ю т чер ез плотны еф ильтр ы . Почву на ф ильтр е пр ом ы ваю т 1-2%-ны м р аствор ом Na2SO4 до полного обесцвечивания пр ом ы вны х вод. Зам ер яю т общ ий объем ф ильтр ата и в одной пр обеопр еделяю т по Т ю р ину у глер од су м м ы ГК и Ф К , ав др у гой – у глер од гу м иновы х кислот. О бъем пр обколеблется от 10-25 м л, иногдадо 50 м л. По р азности нах одят содер ж аниеф у львокислот. В о втор у ю вы тяж ку попадаю т подвиж ны егу м у совы екислоты и связанны ес кальцием . Ч тобы опр еделить содер ж аниегу м у совы х кислот, связанны х с Са, ну ж но из содер ж ания у глер одаэтих кислот ввы тяж ке№ 2 отнять содер ж аниегу м у совы х кислот вы тяж ки № 1. Вы тяж ка№ 3. В эту вы тяж ку пер ех одят гу м у совы екислоты , связанны ес глинисты м и м инер алам и и полу тор ны м и оксидам и. Почву , оставш у ю ся наф ильтр епослевы тяж ки № 2, см ы ваю т из пр ом ы валки небольш им и пор циям и гор ячей 0.02н щ елочью NaOH (200 м л) в теж еконическиеколбы на250 м л. К олбы накр ы ваю т стеклам и и ставят на кипящ у ю водяну ю баню на 6 часов. Н а следу ю щ ий день добавляю т по 50 м л насы щ енного р аствор а Na2SO4, пер ем еш иваю т и чер ез 15 м ин ф ильтр у ю т и пр ом ы ваю т, как описано пр и полу чении вы тяж ки № 2. Зам ер яю т объем в отдельны х пр обах , опр еделяю т су м м у гу м у совы х кислот и гу м иновы екислоты (как описано пр и опр еделении С в вы тяж ке№ 1). О бъем пр обв зависим ости от интенсивности окр аски колеблется от 15-20 м л до 50 м л. Н иж епр иводим табличны еф ор м ы вы р аж ения данны х состава гу м у са(табл. 18, 19). Ф ор м а1 является р абочей, ф ор м а2 –окончательной.
41
Т аблица18 Содер ж аниеор ганического у глер одаввы тяж ках из почв Ф ор м а1 (р абочая) О бщ ий С в почве, %
0.1н NaOH – вы тяж капоследекальцир ования № 2, С О бГК ФК щ ий
Н епоср едственная 0.1н NaOH – вы тяж ка№ 1, С
0.1н H2SO4 вы тяж ка
О бщ ий
ГК
ФК
О бщ ий
3.44
0.35
0.07
0.28
0.12
1.45
1.11
100
10.2
2.0
8.2
3.4
42.1
32.2
%к почве %к общ ем у С почвы
0.02н NaО Н – вы тяж ка№ 3, С О бщ ий
ГК
ФК
0.34
0.60
0.29
0.31
9.9
17.5
8.5
9.0
3.44
Су м м а
Ф р акции гу м иновы х кислот 1 2 3
2. 0
Ф р акции ф у львокислот 1а
1
2
3 су м ма
30.2 8.5 40.7 3.4 4.8 5.1 9.0
22.3
Су м м авсех ф р акций, %
020
Соб., %
Глу бина, см
Почва, ном ер р азр еза
Т аблица19 Гр у пповой и ф р акционны й составгу м у са, % от у глер одаор ганического вещ ествапочвы Ф ор м а2 (составляется на основании данны х ф ор м ы 1)
Н .О . Сгк:Сф к
63.0
37.0
1.8
Ф р акции гу м иновы х кислот: 1 –опр еделяется вщ елочной вы тяж ке№ 1; 2 – вы числяется по р азности м еж ду содер ж анием гу м иновы х кислот в щ елочной вы тяж ке№ 2 и № 1; 3 –опр еделяется вщ елочной вы тяж ке№ 3. Ф р акции ф у львокислот: 1а– опр еделяется в0.1н H2SO4 вы тяж ке; 1 – вы числяется по р азности м еж ду содер ж анием ф у львокислот в щ елочной вы тяж ке№ 1 в0.1н H2SO4 вы тяж ке; 2 – вы числяется по р азности м еж ду содер ж анием ф у львокислот в щ елочной вы тяж ке№ 2 и в щ елочной вы тяж ке№ 1 за вы четом ф у львокислот 1а (Ф квы тяж ки № 2 – Ф К -1=Ф К 2); 3 –опр еделяется вщ елочной вы тяж ке№ 3.
42
Т аблица20 О сновны епоказатели гу м у сового состояния почв по Д .С. О р лову , Л.А . Гр иш иной Пр изнак Содер ж аниегу м у са, %
Запасы гу м у савслое0-20 см , т/га
О богащ енность азотом , С:N
Степень гу м иф икации ор ганического вещ ества, (Сгк:Сф к).100%
Т ип гу м у са, Сгк:Сф к
Содер ж ание«свободны х » ГК , % ксу м м еГК
Содер ж аниепр очносвязанны х ГК , % ксу м м еГК Содер ж аниенегидр олизу ем ого остатка, % к Собщ .
У р овень пр изнака О чень вы сокое В ы сокое Ср еднее Н изкое О чень низкое О чень вы сокие В ы сокие Ср едние Н изкие О чень низкие О чень вы сокая В ы сокая Ср едняя Н изкая О чень низкая О чень вы сокая В ы сокая Ср едняя Слабая О чень слабая Гу м атны й Ф у льватно-гу м атны й Гу м атно-ф у льватны й Ф у льватны й О чень вы сокое В ы сокое Ср еднее Н изкое О чень низкое В ы сокое Ср еднее Н изкое В ы сокое Ср еднее Н изкое
Пр еделы значений >10 6-10 4-6 2-4 <2 >200 150-200 100-150 50-100 <50 <5 5-8 8-11 11-14 >14 >40 30-40 20-30 10-20 <10 >2 1-2 0.5-1 <0.5 >80 60-80 40-60 20-40 <20 >20 10-20 <10 >60 40-60 <40
О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е Щ Е ЛО Ч Н О ГИ Д РО ЛИ ЗУ Е М О ГО А ЗО Т А ПО К О РН Ф И ЛД У В основу м етода полож ен гидр олиз ор ганических соединений почвы 1н р аствор ом NaOH. Пр и этом вы деляется ам м иак, котор ы й у читы вается м икр одиф ф у зны м м етодом . Пом им о ам м иакаданны й м етод у читы вает обм енны й ам м оний [2]. Х одоп ределения. А нализ пр оводится в чаш ках К онвея. В центр альну ю часть чаш ки пр иливаю т 2 м л 2% р аствор а бор ной кислоты и пр ибавляю т 2-3 капли индикатор аГр оака. В о внеш ню ю часть чаш ки пом ещ аю т 2
43
г возду ш но-су х ой почвы , р астер той и пр опу щ енной чер ез сито с отвер стиям и 1 м м , затем сю да ж евносят 5 м л 1н р аствор а NaOH, недопу ская см ачивания почвы (этом у способству ет им ею щ аяся в чаш кепер егор одка). Ч аш ку накр ы ваю т кр ы ш кой, кр ая котор ой см азы ваю т вазелином или р азогр еты м пар аф ином . К р у говы м вр ащ ением чаш ки см еш иваю т почву с щ елочны м р аствор ом , избегая его попадания в центр альну ю часть чаш ки. Ч аш ку ставят в тер м остат и вы дер ж иваю т 48 часов пр и 28о. Д ля попр авки на возм ож ноезагр язнениер еактивов пр оводят х олосты еопр еделения (не м енеедву х ) без навески почвы . По истечении у казанного ср окачаш ку вы ним аю т из тер м остата, остор ож но сним аю т кр ы ш ку и опр еделяю т количество ам м иака, связавш егося бор ной кислотой, титр ованием 0.02н р аствор ом сер ной кислоты , использу я м икр обю р етку . К онец титр ования у станавливаю т по изм енению зеленой окр аски вф иолетово-кр асну ю . Содер ж аниещ елочногидр олизу ем ого азота (м г/100 г) р ассчиты ваю т по ф ор м у ле: N , м г / 100г =
(а − в ) ⋅ 0.28 ⋅ 100 = (а − в ) ⋅ 0.28 ⋅ 50, 2
гдеа– количество м л сер ной кислоты , пош едш еенатитр ование, в– количество м л сер ной кислоты , пош едш еенах олостоетитр ование, 1 м л0.02н H2SO4 соответству ет 0.28 м г 100 – р асчет на100 г почвы 2 –навескапочвы . Р еактивы . 1. 2% р аствор бор ной кислоты : 2 г бор ной кислоты р аствор яю т в 100 м лдистиллир ованной воды . 2. 1н р аствор NaOH: 40 г NaOH р аствор яю т в1 лводы . 3. 0.02н р аствор H2SO4 готовят пу тем точного р азбавления в5 р аз ф иксанального (0.1н) р аствор асер ной кислоты . 4. И ндикатор Гр оака. О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е ПО Д В И Ж Н Ы Х СО Е Д И Н Е Н И Й Ф О СФ О РА И К А ЛИ Я И З О Д Н О Й В Ы Т Я Ж К И М Е Т О Д О М Ф .В . Ч И РИ К О В А М етод р еком ендован для опр еделения подвиж ны х соединений ф осф ор а и калия в некар бонатны х чер нозем ах . О н основан на извлечении из почвы их 0.5н р аствор ом у ксу сной кислоты (р Н =2.5) пр и соотнош ении почвы к р аствор у р авном 1:25, с последу ю щ им опр еделением ф осф ор а на ф отоэлектр околор им етр е, акалия – наплам енном ф отом етр е[1, 2]. П риготовление вы тяж ки. 4 г возду ш но-су х ой почвы , р астер той и пр осеянной чер ез сито с диам етр ом отвер стий 1 м м пом ещ аю т в плоскодонны еколбы и заливаю т 100 м л 0.5н р аствор а СН 3СО О Н . Содер ж им ое колбочки взбалты ваю т 1 час, настаиваю т 18-20 часов и ф ильтр у ю т чер ез плотны й складчаты й ф ильтр , затем опр еделяю т Р2О 5 и К 2О . О пр еделение Р2О 5. В отф ильтр ованной вы тяж ке опр еделяю т Р2О 5 м етодом Д ениж е. У ксу снокислу ю вы тяж ку пер ед колор им етр ическим оп-
44
р еделением в ней ф осф ор а не тр ебу ется ни нейтр ализовать, ни вы пар ивать, ни окислять. И з ф ильтр атапипеткой бер у т 5-20 м л вы тяж ки (в зависим ости от пр едполагаем ого ф осф ор ав почве) в м ер ну ю колбу на100 м л, р азбавляю т еедистиллир ованной водой до 90-95 м л, пр иливаю т 4 м л 2.5%-ного р аствор а м олибденовокислого ам м ония в сер ной кислоте, пер ем еш иваю т, добавляю т 6 капель свеж епр иготовленного р аствор адву х лор истого олова, доводят р аствор до м етки дистиллир ованной водой и снова пер ем еш иваю т, азатем колор им етр ир у ю т. В настоящ еевр ем я им еется м ного вар иантов м етода Д ениж е. Ф .В . Ч ир иков р еком енду ет для колор им етр ир ования вар иант А . М алю гина и Е . Х р еновой. 5-20 м л ф ильтр атапом ещ аю т вм ер ны еколбы на100 м л, пр иливаю т небольш оеколичество дистиллир ованной воды , сю да ж епр иливаю т 10 м л 27%-ного р аствор а сер ной кислоты и 10 м л 2%-ного р аствор а м олибденовокислого ам м ония и доливаю т дистиллир ованной водой до м етки. Т щ ательно пер ем еш иваю т. Пер ед ф отоколор им етр ир ованием пр ибавляю т 3-5 капель свеж епр иготовленного р аствор а х лор истого олова. О бязателен контр ольны й опы т начистоту р еактивов. К р ом е того, необх одим о пр околор им етр ир овать сер ию эталонны х р аствор ов с известной концентр ацией Р2О 5. Пр осм отр эталонны х и испы ту ем ы х р аствор ов пр оизводится в одной и той ж екю вете, пр и одном и том ж есветоф ильтр е(кр асны й). Н авеску 0.1917 г К Н 2РО 4 р аствор яю т в 1 л дистиллир ованной воды (в м ер ной колбе). Полу ченны й р аствор содер ж ит 0.1 м г Р2О 5 в 1 м л. И з этого стандар тного р аствор а готовят р абочий обр азцовы й р аствор ф осф атов. Д ля этого 20 м л стандар тного р аствор а пер еносят пипеткой в м ер ну ю колбу на 1 л и доливаю т дистиллир ованной водой до м етки. 1 м л этого р аствор а содер ж ит 0.002 м г Р2О 5. И з него готовят сер ию эталонны х р аствор ов. Е еготовят в м ер ны х колбах на 100 м л. Бер у т 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60 и т.д. ил и пр оделы ваю т все, что у казано вы ш едля испы ту ем ого р аствор а в зависим ости от вы бр анного м етода исследования. По показателям колор им етр а и концентр ации Р2О 5 в м г на 1 м л обр азцового р аствор а стр оят калибр овочны й гр аф ик, отклады вая по гор изонтальной оси (ось абсцисс) известны еконцентр ации Р2О 5 ,а по вер тикальной (ось ор динат) – соответству ю щ иеим оптическиеплотности. Содер ж аниеР2О 5 вм г/100 г почвы р ассчиты ваю т по ф ор м у ле: Р2 О 5 , м г / 100г =
0.002 ⋅ Д х ⋅ Vэт ⋅ 100 ⋅ Vо б ⋅ КН 2О Д эт ⋅ Р ⋅ Vо пр
, где
Д х – оптическая плотность исследу ем ого р аствор а; 0.002 –м г Р2О 5 в1 м л обр азцового р аствор а; Vэт – количество м л обр азцового р аствор авзятого для ср авнения (из ш калы эталонны х р аствор ов); Vоб– общ ий объем вы тяж ки, м л; 100 – пер есчет на100 г почвы ; КН О - коэф ф ицие нт гигр оскопичности; Д эт –оптическая плотность эталонного р аствор а; 2
45
Р – навескапочвы , г; Vопр – объем вы тяж ки, взяты й наопр еделение. Расчет м ож но пр оводить по калибр овочном у гр аф ику . По величине оптической плотности исследу ем ого р аствор а и калибр овочном у гр аф ику нах одят концентр ацию опр еделяем ого вещ ества в р аствор еи пер есчиты ваю т его содер ж аниев100 г почвы . Реактивы . 1. 0.5н р аствор CН 3СО О Н . 30 м л ледяной у ксу сной кислоты доводят дистиллир ованной водой до 1 л. 2. Раствор м олибденовокислого ам м ония в 10н H2SO4. Сначалапр иготовить 10н р аствор кислоты . Е го готовят в тер м остойкой колбе: в 500 м л дистиллир ованной воды остор ож но пр иливаю т 280 м л H2SO4 (плотность 1.84). Раствор ох ладить. Затем готовят водны й р аствор (NH4)6Mo7O24.4H2O: бер у т 25 г м олибденовокислого ам м ония и р аствор яю т в 200 м л нагр етой до 60о дистиллир ованной воды . После ох лаж дения р аствор м олибденовокислого ам м ония вливаю т небольш им и пор циям и в р аствор сер ной кислоты и доводят общ ий объем до 1 л водой. 3. 27%-ны й р аствор H2SO4. 150 м л концентр ир ованной H2SO4 (плотность 1.84) остор ож но пр иливаю т в 600 м л дистиллир ованной воды , ох лаж даю т, доливаю т водой до 1 л, пер ем еш иваю т. 4. 2%-ны й р аствор м олибденовокислого кислого ам м ония. 2 г соли (NH4)6Mo7O24.4H2O р аствор яю т в100 м лдистиллир ованной воды . 5. Раствор дву х лор истого олова SnCl2.2H2O. 2.5 г соли SnCl2.2H2O р аствор яю т пр и нагр евании в 24 м л концентр ир ованной Н Cl пл. 1.19. Послеох лаж дения пр иливаю т дистиллир ованну ю воду до м етки. 100 м л и полу чаю т р аствор оловав10%-ном р аствор еHCl. О п ределение К 2О пр оизводят в оставш ем ся ф ильтр атена плам енном ф отом етр е. Пр инцип и сх ем а р аботы плам енного ф отом етр а, а такж е тех ника вы полнения анализа на нем даны в инстр у кции, пр илагаем ой к пр ибор у . Содер ж аниекалия в почве, опр еделяем ого наплам енном ф отом етр е, р ассчиты ваю т по ф ор м у ле: К2 О , м г / 100г =
а ⋅ Vо б ⋅ 100 КН 2О , где г ⋅ 1000
а – концентр ация К 2О в м г на1 л вы тяж ки, найденная по калибр овочном у гр аф ику ; Vоб– общ ий объем вы тяж ки; 100 – коэф ф ициент пер есчетана100 г почвы ; г – навескавозду ш но-су х ой почвы ; 1000 – коэф ф ициент пер есчетаконцентр ации на1 м л; КН О - коэф ф ицие нт гигр оскопичности. Постр оениекалибр овочной ш калы . Ш калу обр азцовы х р аствор ов готовят на 0.5н р аствор еу ксу сной кислоты . Н авеску 1.583 г пер екр исталли2
46
зованного К Cl р аствор яю т в 1 л р аствор а-вы теснителя. В 1 м л этого р аствор а содер ж ится 1 м г К 2О . В м ер ны еколбы ем костью 250 м л набир аю т возр астаю щ ееколичество обр азцового р аствор а: 0.5; 1; 2.5; 5; 7.5; 10; 12.5; 15; 20; 25 м л. 0.5н р аствор ом у ксу сной кислоты доводят объем до м етки и пер ем еш иваю т. К онцентр ация калия в колбах бу дет соответственно 2; 4; 10; 20; 30; 40; 50; 60; 80; 100 м г К 2О на1 л. Раствор с концентр ацией 100 м г К 2О на 1 л использу ю т для «у том ления» ф отоэлем ента. Пр иготовленны естандар тны ер аствор ы последовательно, начиная с наим еньш ей концентр ации, вводят в плам я пр ибор а и записы ваю т показания гальваном етр а. Затем стр оят гр аф ик: наоси абсцисс отклады ваю т значения концентр ации (м г/л К 2О ), анаоси абсцисс ор динат – соответству ю щ иепоказания гальваном етр а. По точкам , полу ченны м пр и пер есечении гальваном етр а и ш калы концентр аций обр азцовы х р аствор ов, стр оят калибр овочну ю кр иву ю , котор ая в основной своей части пр едставляет пр ям у ю линию с небольш им изгибом пр и наим еньш их и наибольш их концентр ациях . О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Е ПО Д В И Ж Н Ы Х СО Е Д И Н Е Н И Й Ф О СФ О РА И К А ЛИ Я И З О Д Н О Й В Ы Т Я Ж К И М Е Т О Д О М Б.П. М А Ч И ГИ Н А М етод основан наизвлечении подвиж ны х соединений ф осф ор аи калия из почвы 1%-ны м р аствор ом у глекислого ам м ония, р Н 9.0, пр и 25 ± 2оС. Соотнош ениепочва:р аствор р авно 1:20, взбалты вание5 м ин, настаивание20 часов. М етод пр инят стандар тны м для кар бонатны х почв [1, 2]. Х од оп ределения. 5 г возду ш но-су х ой почвы (сито d=1 м м ) пом ещ аю т в плоскодонны еколбы ем костью 200-250 м л, пр иливаю т 100 м л 1%ного р аствор а (NH4)2CO3 взбалты ваю т 5 м ин, настаиваю т 18-20 часов пр и 25 ± 2оС (ж елательно в тер м остате). Н а следу ю щ ий день су спензию пер ем еш иваю т и ф ильтр у ю т. Е сли у глеам м онийная вы тяж ка бесцветна или слабоокр аш ена, то ф осф ор в ней опр еделяю т колор им етр ически без пр едвар ительной обр аботки. Е сли вы тяж ка окр аш ена, то ее пр едвар ительно обесцвечиваю т. Д ля этого окисляю т ор ганическиевещ ества пер м анганатом или поглощ аю т их активир ованны м у глем . О бесцвечивание вы тяж ки пер м анганатом : 5-20 м л окр аш енного ф ильтр ата пом ещ аю т в м ер ны еколбы ем костью 100 м л, пр иливаю т 2 м л 27%-ного р аствор а H2SO4 и 4 м л 0.5н р аствор а KМ nO4. К олбы пом ещ аю т на электр ическиеплитки и кипятят 2 м ин с м ом ента закипания см еси. И збы ток KМ nO4 обесцвечиваю т, пр ибавляя к гор ячем у р аствор у 1 м л 10%ного р аствор аглю козы или каплей 0.05н р аствор ащ авелевой кислоты . Послеох лаж дения в р аствор еопр еделяю т ф осф ор колор им етр ически лю бы м описанны м вы ш ем етодом , но с у четом добавленной для окисления H2SO4. О бесцвечиваниеу глем . Бер у т пр им ер но 30-40 м л ф ильтр ата в колбочки ем костью 50-100 м л, всы паю т 0.1-0.3 г активир ованного у гля, пер ем еш иваю т и настаиваю т 10-20 м ин (если р аствор необесцветился, добавляю т ещ е0.1 г у гля), затем ф ильтр у ю т. В аликвотебесцветного ф ильтр ата опр еделяю т ф осф ор колор им етр ически.
47
В оставш ейся части ф ильтр ата (без пр едвар ительного его обесцвечивания) опр еделяю т калий на плам енном ф отом етр е. Ш калу обр азцовы х р аствор ов готовят на 1%-ном р аствор е у глекислого ам м ония. Пр и отсу тствии плам енного ф отом етр а калий опр еделяю т лю бы м х им ическим м етодом , использу я этот ж еф ильтр ат. Н иж еописы вается кобальтнитр итны й м етод опр еделения калия. Реактивы . 1. 1%-ны й р аствор (NH4)2CO3: 10 г изм ельченной, х ор ош о пер ем еш анной соли (NH4)2CO3 р аствор яю т в дистиллир ованной воде, доводя затем объем р аствор аточно до 1 л. 2. 27%-ны й р аствор H2SO4. 3. 2%-ны й р аствор (NH4)6Mo7O24.4H2O. 4. 0.5н р аствор KМ nO4. 15.8 г соли KМ nO4 р аствор яю т, доливаю т водой до 1 л, пер ем еш иваю т. 5. 10%-ны й р аствор глю козы . 6. 0.05н р аствор Н 2С2О 4.2Н 2О . 1.35 г р аствор яю т и доливаю т водой до 1 л. 7. О чищ енны й активир ованны й у голь. 8. Раствор дву х лор истого оловаSnCl2.2H2O.
ГРА Д А Ц И И ПО О БЕ СПЕ Ч Е Н Н О СТ И ПО Ч В ПО Д В И Ж Н Ы М И Ф О РМ А М И N, P2O5 И К 2О . Д ля оценки полу ченны х р езу льтатов по опр еделению подвиж ны х ф ор м N, P2O5 и К 2О необх одим о их сопоставить с данны м и таблиц 21, 22, 23, 24, 25 [1,2]. Т аблица21 О беспеченность почвлегкогидр олизу ем ы м азотом (вм г N на100 г почвы ) О беспеченность азотом О чень низкая Н изкая Ср едняя В ы сокая
р Н м еньш е5 1 2 3 <4 <5 <7 <5 <7 <10 5-7 7-10 10-14 >7 >10 >14
1 <3 <4 4-6 >6
р Н 5-6 2 <4 <6 6-8 >8
3 <6 <8 8-12 >12
1 <3 <4 4-5 >5
р Н вы ш е6 2 3 <4 <5 <5 <7 5-7 7-10 >7 >10
Пр им ечание. 1 – для зер новы х ку льту р ; 2 – для кар тоф еля и кор неплодов; 3 – для овощ ны х ку льту р .
48
Т аблица22 Гр у ппир овкапочвпо классам содер ж ания вних подвиж ны х ф ор м ф осф атовдля зер новы х и зер нобобовы х ку льту р К ласс
Содер ж аниеР2О 5 (вм г на100 г почвы ) по Ч ир икову Т р у огу М ачигину <2 <3 <1.0 <5 <7 <1.5 5-10 7-12 1.5-3.0 10-15 12-18 3.0-4.5 15-20 18-25 4.5-6.0 >20 >25 >6.0
К ир санову <3 <8 8-15 15-20 20-30 >30
1 2 3 4 5 6
А р р ениу су <8 <15 15-30 30-45 45-60 >60
Т аблица23 Гр у ппир овкапочвпо классам содер ж ания вних обм енного калия для зер новы х и зер нобобовы х ку льту р К ласс М асловой <5 <10 10-15 15-20 20-30 >30
1 2 3 4 5 6
Содер ж аниеК 2О (вм г на100 г почвы ) по Пейве Бр овкиной Пр отасову Гу сейнову <3 <4 <10 <20 <7 <8 <20 <30 7-10 8-14 20-30 30-50 10-15 14-20 30-40 50-70 15-20 20-30 40-60 70-100 >20 >30 >60 >100
Ч ир икову 0-2 2-4 4-8 8-12 12-18 >18
Т аблица24 О беспеченность почвдосту пны м и ф осф атам и для кор неплодови овощ ны х ку льту р К ласс К ир санову I II <8 <15 <15 <20 15-20 20-30 >20 >30
1 2 3 4
Содер ж аниеР2О 5 (вм г на100 г почвы ) по Ч ир икову Т р у огу М ачигину I II I II I II <5 <10 <7 <12 <1.5 <3.0 <10 <15 <12 <18 <3 <4.5 10-15 15-20 12-18 18-25 3.0-4.5 4.5-6 >15 >20 >18 >25 >4.5 >6
А р р ениу су I II <15 <30 <30 <45 30-45 45-60 >45 >60
Пр им ечание. I – для кор неплодов и кар тоф еля; II – для овощ ны х ку льту р ; 1 – очень низкая обеспеченность почв досту пны м и ф осф атам и; 2 – низкая; 3 – ср едняя; 4 – вы сокая. Т аблица25 О беспеченность почвдосту пны м калием для кор неплодови овощ ны х ку льту р К ласс
1 2 3 4
I <10 <15 15-20 >20
Содер ж аниеК 2О (вм г на100 г почвы ) по М асловой Пр отасову II I <15 <20 <20 <30 20-30 30-40 >30 >40
II <30 <40 40-60 >60
49
Пр им ечание. I – для кор неплодов и кар тоф еля; II – для овощ ны х ку льту р ; 1 – очень низкая обеспеченность; 2 – низкая; 3 – ср едняя; 4 – вы сокая. Л И Т Е Р А Т УР А 1. В ор обьеваЛ.А . Х им ический анализ почв: У чебник. М .: И зд-во М ГУ , 1998. 272 с. 2. Почвоведение. Лабор атор ны й пр актику м / Под р ед. А .И . Гор бы левой. М инск: Д изайн ПРО , 2000. 192 с. 3. Ш еин Е .В ., А р х ангельская Т .А ., Гончар ов М .В . и др . Полевы еи лабор атор ны е м етоды исследования ф изических свойств и р еж им ов почв. М .: И зд-во М ГУ , 2001. 200 с.
50
СО Д Е РЖ А Н И Е В В Е Д Е Н И Е … … … … … … … … … … … … … … … … … … .… … … … … .3 1. О Т БО Р И ПО Д ГО Т О В К А ПО Ч В Е Н Н Ы Х ПРО Б К А Н А ЛИ ЗУ , Е Д И Н И Ц Ы И ЗМ Е РЕ Н И Я У РО В Н Е Й ПО К А ЗА Т Е ЛЕ Й … … … … … … … .3 2. А ГРО Ф И ЗИ Ч Е СК И Е М Е Т О Д Ы И ССЛЕ Д О В А Н И Я ПО Ч В … … … … 9 3. М Е Т О Д Ы О ПРЕ Д Е ЛЕ Н И Я Х И М И Ч Е СК И Х СВ О Й СТ В ПО Ч В … … 18 ЛИ Т Е РА Т У РА … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..… 49
51
А втор : Я блонских Лидия А лександр овна Редактор : Т их ом ир оваО .А .