Как найти навеску почвы

Исследование свойств и состава почвы 

Срок приема материалов  с 5 до 30 сентября 2016 г.

Для разработки данной темы использованы, в основном, следующие материалы:

Прудникова Т.И., Леонтьев Д.В., Неделько О.П. Почвоведение. Методические рекомендации к лабораторным занятиям для студентов биологического факультета. – Харьков: ХНУ, 2010. – 42 с.

Задание конкурса.

Почва в эволюции образовалась при тесном взаимодействии биосферы и литосферы при участии водной и воздушной сред. Без почв было бы невозможно существование растений, а следовательно – жизнь животных и человека. Почвы формируются под влиянием климатических условий, геологической структуры материнской породы, флоры и фауны данной области, поэтому в различных регионах планеты они существенно отличаются друг от друга. В свою очередь, состав и структура почв оказывает заметное воздействие на флору и фауну. В связи с этим, изучение природных экосистем невозможно в отрыве от изучения особенностей почвенного покрова исследуемого региона.
Поэтому, если вы хотите провести геоботаническое описание, то рекомендуем выполнить также исследование почвы. В этом случае вы получите более полную картину. Очень важно знать особенности почвы для различных агротехнических работ. То есть, можно выполнить комплексную работу самому или распределить задания для нескольких участников.

Основные характеристики почв

Почвенный профиль

Почвенный профиль – это вертикальный разрез почвы, состоящий из нескольких слоев, отличающихся друг от друга по окраске, структуре и другим морфологическим признакам. Эти слои называются генетическими горизонтами. Они сформировались в процессе генезиса (развития) почвы из первоначально однородной толщи материнской породы.
По классической системе В.В. Докучаева в составе почвенного профиля выделяют следующие генетические горизонты (рис. 1): 

• подстилка (О)– не является частью собственно почвы и состоит из растительных остатков, сохраняющих свое анатомическое строение (лесной опад, очёс трав и т.п.);

• поверхностные горизонты (А)– наиболее насыщенные органическим веществом слои почвы, в состав которых входят переработанные органические остатки , иногда и минеральные новообразования;

• подповерхностные горизонты (В) – частично затронутая почвообразовательным процессом горная порода, находящаяся в тесном взаимодействии с органической фазой почвы;

• почвообразующая порода (С или Р) – незатронутая почвообразовательным процессом горная порода, которая служит исходным материалом для формирования почвы;

• подстилающая порода (D) – горная порода, сменяющая почвообразующую породу в нижней части профиля и не принимающая участия в образовании почвы.

По степени выраженности различают три типа границ между почвенными горизонтами:

резкий переход – смена одного горизонта другим происходит на протяжении 2-3см;
ясный переход – смена горизонтов происходит на протяжении 5см
постепенный переход – очень постепенная смена горизонтов на протяжении более 5см.

На фотографиях представлены генетические горизонты различных типов почв и их названия.

Образцы почвенных профилей (по Н.И. Полупануи др.) 

               1.                            2.                              3.                            4.

                                                        5.                          6.                                    7.                            8.

 Окраска почвы – один из важнейших показателей,. Он определяется литологическим и химическим составом горизонтов, качеством органического вещества. Многие типы почв имеют «цветовые» названия: чернозёмы, бурозёмы, краснозёмы, каштановые, коричневые, серозёмы, желтозёмы и др.

Окраску почвам придают следующие группы веществ:

• гумусовые вещества придают почве черную, темно-серую и серую окраску (такую окраску имеют, например, чернозёмы);

• соединения окисного железа (Fe2O3) окрашивают почву в красный, оранжевый и желтый цвета (такую окраску имеют краснозёмы, желтозёмы, каштановые почвы);

• соединения закисного железа (FeO) окрашивают почву в сизые и голубоватые цвета (такую окраску имеют, например, тундровые глеезёмы, дерново-глеевые почвы тайги);

• кремнезем (SiO2), карбонат кальция (CaCO3), гипс (CaSO4) и легкорастворимые соли окрашивают почву в серые и беловатые цвета (так окрашены, например, подзолистые, серые лесные почвы).

Основные типы окраски и их взаимные переходы описываются в так называемом треугольнике Захарова. 

 Задание 1.

Определите тип почвы в вашей местности, в изучаемом фитоценозе или на своем участке. Для этого, как вы понимаете, надо выкопать достаточно глубокую яму, иначе вы не увидите все слои почвы. Если копать очень не хочется (хотя ничего страшного в этом нет), то можно поработать коллективно или воспользоваться тем, что рядом идет строительство, есть овраг или обрыв. Можно рассмотреть почвенные горизонты на таких образцах и использовать для работы. Но будьте благоразумны и аккуратны, соблюдайте технику безопасности. Даже ради науки не стоит падать в котлован или овраг.
Выделите и дайте название генетическим горизонтам. Оцените окраску каждого горизонта, используя шкалу цветов. Определите мощность почвы и ее отдельных горизонтов. Полученные результаты занесите в таблицу. 

Задание 2. Определение механического состава почвы

В полевых условиях механический состав почвы определяют следующим образом: берут комочек почвы, растирают его и увлажняют до тестообразного состояния, затем скатывают ладонями шнур и шар (раскатывать надо ладонями, а не пальцами). Далее по таблице и рисункам вы можете установить нужные показатели.

Определение гранулометрического состава почв в полевых условиях (по Н.А. Качинскому)

 Стандартные критерии полевого определения гранулометрического состава почв

Задание 3. Определение влажности почвы в полевых условиях.

Влажность почвы (степень увлажнения) – процентное содержание воды в почве по массе. В зависимости от влажности изменяется цвет, способность распадаться на комочки, пластичность и другие свойства почвы. В полевых условиях определяется влажность по градациям с использованием представленной ниже шкалы.

Шкала для определения степени влажности почв и грунтов в поле:

• Сухое: 

для песка – на глаз не имеет влаги, при сжатии в горсти и разжатии быстро рассыпается;
для глин – руками влажность не ощущается, разламывается с большим усилием. Иногда надо применять какое-нибудь орудие, чтобы разбить кусок.
• Свежее:
для песка – при сжатии в горсти влага ощущается по холодности. При встряхивании на ладони рассыпается в комки;
для глин – при сжатии чувствуется влага по ощущению холода. Цвет темнее, чем в сухом образце. При раздавливании несколько сминается, не крошится.
• Влажное:
для песка – в руке при сжатии ощущается влажность. Можно придать форму, которая при разжатии держится довольно долгое время;
для глин – пластична, в руке ощущается влажность, легко лепится, при изгибе растягивается, но не крошится.
• Мокрое:
для песка – мокрый на ощупь, на ладони при встряхивании расползается в лепешку;
для глин – при встряхивании куска теряет форму, расплывается;
• Плывучее, текучее:
для песка – в спокойном состоянии расползается и растекается;
для глин – в спокойном состоянии расползается и растекается.

Задание 4. Определение кислотности почвы

Кислотность почв – это кислая реакцию почвенного раствора за счет наличия в ней катионов водорода. Наиболее распространенным источником кислотности почв являются фульвокислоты, которые образуются при разложении растительных остатков. Кроме них в почве присутствуют многие низкомолекулярные кислоты – органические (масляная, уксусная) и неорганические (угольная, серная, соляная).

Различают актуальную, или активную, и потенциальную, или пассивную, кислотность почв. Актуальная кислотность обусловливается наличием ионов водорода в почвенном растворе, а потенциальная — водородных ионов и ионов алюминия в почвенном поглощающем комплексе. Актуальную кислотность почвенного раствора обусловливают в основном растворимые органические кислоты, которые образуются в почве в результате биохимических процессов. Потенциальную кислотность можно определить, если выделить из поглощающего комплекса поглощенные ионы водорода.

Кислотность в большой степени влияет видовой состав растений и жизнь обитателей почвы. Избыточная кислотность прямо или косвенно оказывает негативное влияние на растения. Подкисление почв приводит к нарушению их структуры, вызывает резкое ухудшение аэрации и капиллярных свойств почвы. Избыточная кислотность подавляет жизнедеятельность полезных микроорганизмов (особенно нитрификаторов и азотфиксаторов), усиливает связывание фосфора алюминием, что нарушает ионообменные процессы в корнях растений. В конечном счете, эти процессы приводят к закупорке корневых сосудов и отмиранию корневой системы.

Для большинства сельскохозяйственных культур предпочтительны нейтральные почвы, однако многие естественные почвы являются щелочными или кислыми. Поэтому особо важно определить кислотность почвы на вашем участке. Если она не идеальна для культурных растений, то значения кислотности можно и нужно корректировать.

Определение кислотности почвы как правило проводится потенциометрическим методом. Прибор для измерения рН называется потенциометром или рН-метром. Если его нет в школе, то обычно его можно обнаружить в любой лаборатории.

Результаты потенциометрического измерения рН почвы оцениваются по стандартным шкалам.

Классификация почв по уровню кислотности 

Материалы и оборудование 

1) химические стаканчики на 100-150 мл, 2) 1 N раствор КСl, 3) потенциометр (рН-метр), 4) технические весы; 5) образцы почвы.

 Ход работы 

Для определения актуальной кислотности следует взвесить 20 г воздушно-сухой почвы. Навеску поместить в химический стакан на 100-150 мл и прилить 50 мл дистиллированной воды. Содержимое перемешивать 1-2 мин и оставить стоять 5 мин. Перед определением суспензию еще раз перемешать, после чего с помощью рН-метра определить значение рН. Для определения потенциальной кислотности к навеске почвы 20 г приливают 50 мл 1N р-ра КСl. Дальнейший ход анализа тот же, что и при определении актуальной кислотности. Если у вас нет рН-метра, то можно использовать обычную индикаторную бумагу. Результаты будут менее точные. Но вы определите самое главное – какие у вас почвы: нейтральные, кислые или щелочные.

Результаты работы занести в таблицу:

  Задание 5. Качественное определение водорастворимых солей в почве 

Солевой состав почв играет важную роль в минеральном питании растений. Каждый вид растений потребляет определенный набор катионов и анионов, необходимый для их жизнедеятельности.

Засоленными называются почвы, содержащие легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах. Они широко распространены в зонах сухих и пустынных степей, в пустынной зоне, встречаются также в степной, лесостепной и таежно-лесной зонах.

Засоление бывает разным как по интенсивности – слабое, среднее, сильное, интенсивное, так и по качеству – по составу солей. Чаще всего в почвах встречаются хлориды (NaCl, MgCl2, CaCl2), сульфаты (Na2SO4, MgSO4, CaSO4) и карбонаты (Na2CO3, NaHCO3. Избыточное содержание этих солей приводит к обезвоживанию растений. Чем сильнее засолена почва, тем больше угнетаются растения. Интенсивно засоленные почвы без мелиорации для возделывания культурных растений непригодны.
Определение агрономически значимых элементов засоления осуществляется с помощью качественных реакций, которые проводятся либо непосредственно в почве, либо в почвенном фильтрате.

Материалы и оборудование

1) Реактивы: 0,1 М р-р AgNO3, 10% р-р HCl, 20% p-p BaCl2; 2) образцы почв;
3) фарфоровая ступка с пестиком; 4) мерный цилиндр; 5) колбы на 200 и 100 мл; 6) бумажные фильтры; 7) воронки; пробирки; 9) пипетки на 2 мл; 10) стерильная вода; 11) индикаторная бумага.

Ход работы.

1. Приготовление фильтрата водной вытяжки почвы

Навеску почвы 15 г растереть в фарфоровой ступке, перенести в колбу емкостью 200 мл и прилить 25 мл стерильной воды. Содержимое колбы тщательно взболтать и дать отстояться в течении 5-10 минут, а затем, после легкого взбалтывания, отфильтровать в колбу на 100 мл через бумажный фильтр. При фильтровании всю почву необходимо перенести на фильтр.

2. Качественное определение хлорид-иона

Налить в пробирку 2 мл фильтрата, добавить 1-2 капли 0,1М р-ра AgNO3. При наличии в пробе хлорид-иона образуется белый осадок хлорида серебра. При концентрации хлорид-иона в количестве десятых долей процента и более образуется обильный хлопьевидный осадок. При содержании сотых и тысячных долей процента хлоридов осадок не выпадает, но раствор мутнеет.
3. Качественное определение сульфат-иона
В пробирку налить 2 мл фильтрата, добавить 1-2 мл 20% p-pBaCl2. При наличии в пробе сульфатов образуется белый осадок сульфата бария. При концентрации сульфат-иона в количестве нескольких десятых долей процента и более образуется обильный мелкокристаллический осадок. Помутнение раствора также указывает на содержание сульфатов в количестве сотых долей процента.

 3. Качественное определение сульфат-иона

 В пробирку налить 2 мл фильтрата, добавить 1-2 мл 20% p-pBaCl2. При наличии в пробе сульфатов образуется белый осадок сульфата бария. При концентрации сульфат-иона в количестве нескольких десятых долей процента и более образуется обильный мелкокристаллический осадок. Помутнение раствора также указывает на содержание сульфатов в количестве сотых долей процента.

 4. Качественное определение карбонат-иона

Проводится с нативной почвой. Небольшое количество почвы поместить в фарфоровую чашку и прилить пипеткой несколько капель 10% р-р HCl. Образующийся при реакции оксид углерода выделяется в виде пузырьков (почва «кипит»). По интенсивности выделения их судят о более или менее значительном содержании карбонатов.

Результаты работы занести в таблицу:

 + – слабая реакция (помутнение фильтрата, отдельные пузырьки газа) 

++ – сильная реакция (образование осадка, обильное «кипение»)

Задание 6. Определение содержания гумуса в почве

Гумусом называют сложный комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических остатков. Гумус является основным фактором плодородия почв. Однако его влияние на жизнедеятельность растений является непрямым: растения, будучи автотрофами, не усваивают органические вещества почвы. В качестве фактора плодородия гумус выполняет две основные функции:

• Обеспечивает оструктуренность почв, которая необходима для нормализации воздушно-водного режима;

• снабжает элементами питания почвенную микрофлору, которая минерализует химические элементы, делая их доступными для растений, выступает в качестве симбионтов и т.п.

Органическое вещество почв по своему составу разнообразно и сложно. Главные продукты гумификации, от которых непосредственно зависит формирование разных свойств почв и типов почвообразования, представлены тремя классами соединений:

• гуминовые кислоты– высокомолекулярные фенольные соединения темно-коричневого и черного цвета, растворимые в воде;
• фульвокислоты– высокомолекулярные азотсодержащие фенольные соединения желтого цвета, растворимые в щелочах;
• гумин – негидролизуемый остаток органического вещества, не растворимый в воде и щелочах.
• Общее содержание гумуса в различных почвах варьирует в широких пределах.

Определение содержания гумуса по методу И.В. Тюрина

Этот метод основан на окислении углерода гумусовых веществ до СО2 0,4 N раствором К2Cr2O7. По количеству хромовой смеси, ушедшей на окисление органического углерода, судят о его количестве.

Материалы и оборудование

1) конические колбы на 100 мл, 2) воронки, 3) 0,4 N раствор К2Cr2О7в разбавленной Н2SО4(1:1), 4) 0,1N или 0,2N раствор соли Мора, 5) 0,2% раствор фенилантраниловой кислоты, 6) бюретка для титрования, 7) газовая горелка.

Ход работы

Для проведения анализа среднюю пробу необходимо специально подготовить: очень тщательно удалить корни и другие органические остатки. Кроме того, в связи с относительно небольшими навесками почвы, которые берутся для этих определений, необходимо иметь почву, растертую и пропущенную через сито 0,25 мм. Удалив органические остатки, комочки почвы осторожно разрушают фарфоровым пестиком и снова тщательно отбирают корешки и другие органические остатки. Далее почву растирают в фарфоровой ступке и пропускают через сито в 1мм. Из растертой почвы берут среднюю пробу весом около 10 г, из которой снова удаляют оставшиеся органические остатки. Для этого почву расстилают тонким слоем на пергаменте и над почвой, на высоте примерно 10 см, проводят стеклянной палочкой, предварительно наэлектризованной. Оставшиеся мелкие кусочки корешков и других органических остатков, не удаленные до этого из почвы, пристанут к палочке. Операцию повторяют до тех пор, пока к палочке будут приставать только единичные корешки. В процессе отбора органических остатков почву следует несколько раз перемешивать и снова распределять тонким слоем. Нельзя очень близко проводить палочкой над почвой, так как к ней могут прилипать не только органические остатки, но и илистые частицы почвы. После отбора органических остатков почву еще раз растирают в фарфоровой ступке и пропускают через сито с отверстием 0,25 мм.

На аналитических весах взять навеску почвы 0,2-0,3 г. и осторожно перенести ее в коническую колбу на 100 мл. В колбу из бюретки прилить 10 мл хромовой смеси и осторожно перемешать круговыми движениями.

В колбу вставить маленькую воронку, которая служит обратным холодильником, затем поставить колбу на асбестовую сетку, довести содержимое колбы до кипения и кипятить ровно 5 минут с момента появления крупных пузырьков СО2. Бурного кипения не допускать: это приводит к искажению результатов из-за возможного разложения хромовой смеси. При массовых анализах рекомендуется кипячение заменить нагреванием в сушильном шкафу при 150°С в течение 30 минут.

Далее колбу остудить, воронку и стенки колбы обмыть из промывалки дистиллированной водой, доведя объем до 30-40 мл. Добавить 4-5 капель 0,2%-ного раствора фенилантраниловой кислоты и титровать 0,1N или 0,2N раствором соли Мора. Конец титрования определяется по переходу вишнево-фиолетовой окраски раствора в зелёную. Параллельно следует провести холостое определение, используя вместо почвенного образца прокаленную почву или пемзу (0,2-0,3 г)

Содержание органического углерода вычисляют по формуле:

С = (100 · (а — в)· КМ · 0,0003 · КН2О) · Р-1,
где С– содержание органического углерода, %;а– количество соли Мора, пошедшее на холостое титрование;в– количество соли Мора, пошедшее на титрование остатка хромовокислого калия;КМпоправка к титру соли Мора;0,0003количество органического углерода, соответствующее 1 мл 0,1 N раствора соли Мора, г (при использовании 0,2 N раствора соли Мора, количество органического углерода, соответствующее 1 мл соли Мора, равно0,0006г);КН2Окоэффициент гигроскопичности для перерасчета на абсолютно сухую навеску почвы;Рнавеска воздушно-сухой почвы, г.
Наконец, содержание гумуса определяется из расчета, что в его составе содержится в среднем 58% органического углерода (1 г углерода соответствует 1,724 г гумуса):
Гумус (%) = С (%) · 1,724

Полученные результаты сравнивают с данными таблицы и определяют степень обеспеченности гумусом анализируемой почвы.

Типы почв по обеспеченности гумусом   

 Можно определить количество гумуса иным методом, если вам представится возможность поработать в лаборатории, где есть спектрофотометр или более простой прибор – фотоэлектроколориметр.

Спектрофотометрический метод определения содержания гумуса (Д.С. Орлов, Н.М. Гриндель)

Сущность метода заключается в следующем. При окислении гумуса раствором дихромата калия шестивалентный хром восстанавливается до трехвалентного (Cr2O72-→ 2Сr3+), количество которого будет эквивалентно содержанию углерода органических соединений и других восстановителей в навеске почвы. Поэтому, если нет ограничений (присутствие ионов хлора, закисного железа и марганца), содержание углерода органических соединений можно определить по количеству образовавшегося в процессе реакции окисления Сr3+, используя для этого фотометрический метод.

В пределах видимой части спектра раствор дихромата калия имеет только один четко выраженный максимум поглощения с λmax= 447 нм. По мере увеличения длины волны оптическая плотность быстро падает, достигая нулевого значения при 570-580 нм. Спектр поглощения раствора восстановленного трехвалентного хрома выглядит иначе. При переходе от ультрафиолетовой области к видимой оптическая плотность резко падает, достигая минимума при 490-500 нм, а затем вновь увеличивается, достигая максимума поглощения при 584-594 нм, то есть в той области, где поглощение дихромата калия (Cr2O72-) практически равно нулю. Таким образом, имеется реальная возможность, измерив оптическую плотность раствора при 590 нм, узнать количество восстановленного хрома, эквивалентное общему количеству гумуса (окислителя) в анализируемом образце.

Ход анализа. Навеску почвы около 0,3 г, взятую на аналитических весах (такая навеска, по мнению авторов метода, пригодна для определения при содержании гумуса от 0,6-0,8 до 12 — 13%; при большем или меньшем содержании гумуса навеску изменяют), переносят в коническую колбу на 100 мл и приливают мерным цилиндром 20 мл хромовой смеси. Колбы должны быть проградуированы на объем 100 мл. Осторожно перемешивают содержимое, закрывают горло колбы маленькой воронкой и кипятят ровно 5 мин, как и в методе Тюрина.

После окончания сжигания колбу охлаждают, ополаскивают дистиллированной водой воронку и стенки колбы и доводят общий объем в колбе до 100 мл. Колбу закрывают пробкой, смесь хорошо перемешивают и оставляют на ночь. Отстоявшийся раствор осторожно, чтобы не взмутить осадок, сливают в кювету и определяют оптическую плотность при длине волны 590 нм. «Нуль» прибора устанавливают по холостому раствору.

При содержании гумуса до 6-7% пользуются кюветой 5 см, при большем содержании – кюветой 3 см. Холостым раствором ( контрольная проба, против которой измеряют экспериментальный образец) служат 20 мл дихромата калия прокипяченные и разбавленные до 100 мл.

Подставляя численные значения ελ(приλ= 590,ελ=0,06983) и размер кюветы получим: для кюветы 3 см, 

 для кюветы 5 см, 

Как и во всех остальных работах вы можете выполнить все задания или только те, которые вам более интересны, для каких есть возможности ( материалы, реактивы, оборудование и т.д.)

Желаем успеха и интересных результатов!

Наряду с различными
способами выражения результатов валового
анализа существуют и разные способы
расчетов экспериментальных данных.
Пересчеты, используемые для обработки
результатов валового анализа, необходимы
для того, чтобы получить реальное
представление о химическом составе
минеральной части почвы и возможной
профильной дифференциации химических
элементов.

Различное содержание
тех или иных элементов в отдельных
генетических горизонтах почвы может
быть обусловлено следующими причинами:

1. Неоднородностью
   почвообразующей породы;

2. Абсолютной
   аккумуляцией или потерей элемента за
   счет миграции его соединений в почвенном
   профиле;

3. Относительным
   накоплением или потерей элемента
   вследствие увеличения или уменьшения
   содержания других химических элементов.

Оценка влияния
неоднородности почвообразующей породы
на химический состав почвы – очень
сложная проблема, требующая применения
специальных приемов для ее решения.
Чаще всего возникает необходимость
отличить абсолютное накопление (потерю)
того или иного химического элемента от
относительного.

Кажущееся обеднение
генетического горизонта каким-либо
элементом (относительная потеря) часто
наблюдается при аккумуляции в нем
гумуса, карбонатов, гипса, легкорастворимых
солей. Так, если в гумусовом горизонте
содержится большое количество
органического вещества, то доля
минеральных компонентов (Si,
Al
и др.) окажется пониженной, если выразить
валовой состав в молях или процентах
от массы почвы. В нижележащих горизонтах
по мере уменьшения содержания гумуса
доля этих компонентов будет возрастать,
что может повлечь за собой предположение
о миграционном перемещении их по
почвенному профилю, которого на самом
деле не происходит. Чтобы избежать
неверных выводов, используют различные
пересчеты результатов валового анализа.

Исходные данные
валового анализа получают в % от массы
сухой почвы (высушенной при 105^оС).
Пересчет на сухую почву необходим для
того, чтобы сопоставление химического
состава почв проводилось в определенном
стандартном состоянии.

Воздушно-сухая
почва (высушенная на воздухе) всегда
содержит некоторое количество
гигроскопической влаги, содержание
которой в разных почвах и даже в разных
горизонтах одной почвы неодинаково, и,
кроме того, это величина переменная,
зависящая от условий хранения образца
и влажности воздуха в лаборатории.
Поэтому, результаты, вычисленные в % от
массы воздушно-сухой почвы не сопоставимы
между собой. Чтобы получить объективную
информацию необходимо исключить
содержание гигроскопической воды, т.е.
выполнить пересчет результатов анализа
на абсолютно сухую почву. Для этого
содержание определяемого элемента
умножают на коэффициент:

где H₂O
– содержание гигроскопической воды в
почве, %.

В дальнейшем, в
зависимости от решаемой задачи, результаты
валового анализа (в %, от массы абсолютно
сухой почвы) пересчитывают тем или иным
способом.

Пересчеты
результатов, применяемые в валовом
анализе, очень разнообразны. Наиболее
часто используются следующие пересчеты:

на
безгумусную почву;

на
бескарбонатную почву;

на
прокаленную почву;

на
прокаленную бескарбонатную почву.

Пересчет на
безгумусную почву.
Этот пересчет
иногда называют пересчетом на минеральную
часть или минеральное вещество почвы.
С его помощью устраняют маскирующее
влияние гумуса на содержание химических
элементов, входящих в состав минеральных
компонентов почвы. Пересчет результатов
валового анализа на безгумусную почву
производят, умножая содержание
определяемого оксида на соответствующий
коэффициент:

где %гумуса –
содержание гумуса в %.

Пример пересчета.
Содержание гумуса в горизонте А
выщелоченного тяжелосуглинистого
чернозема равно 8,55%, содержание оксидов
в % от массы сухой почвы следующее: SiO₂
– 66,46; Al₂O₃
– 10,96; Fe₂O₃
– 3,29.
Коэффициент пересчета на безгумусную
почву равен К = 100 : (100-8,55) = 1,094. Содержание
оксидов в пересчете на безгумусную
почву будет следующим: SiO₂
– 66,46 ∙ 1,094 = 72,71%; Al₂O₃
– 10,96 ∙ 1,094 = 11,99%; Fe₂O₃
– 3,29 ∙ 1,094 = 3,60%.

Пересчет на
бескарбонатную почву.
В этом случае с помощью пересчета
устраняют влияние свободных карбонатов
на химический состав алюмосиликатный
части почвы. Производят пересчет
результатов валового анализа на
бескарбонатную почву с помощью
коэффициента:

где %СаСО₃
– содержание карбонатов в %.

Данный коэффициент
используют вследствие того, что карбонаты
почвы представлены преимущественно
карбонатом кальция. Общее количество
CaCO₃
в почве
находят по содержанию СО₂
карбонатов.
Для этого определенное экспериментально
количество СО₂
умножают
на коэффициент 2,274, исходя из следующего
соотношения:

На пересчетный
коэффициент (К) умножают содержание
всех оксидов, за исключением CaO,
поскольку его количество соответствует
сумме некарбонатного (силикатного) и
карбонатного СаО. Количество карбонатного
СаО находят умножая процентное содержание
СО₂ карбонатов
на коэффициент 1,274, вытекающий из
следующего соотношения:

Содержание
силикатного СаО находят по разнице
между общим количеством СаО и содержанием
карбонатного оксида кальция:

СаО = СаО –
СаО

силикатный
общий карбонатный

Найденное количество
силикатного СаО умножают на пересчетный
коэффициент (К) и узнают его содержание
в бескарбонатной почве.

Пример пересчета.
Содержание СО₂
карбонатов
в горизонте В₁
обыкновенного
тяжелосуглинистого чернозема в расчете
на массу сухой почвы равно 6,00%, SiO₂
– 56,39%, Al₂O₃
– 11,95%, Fe₂O₃
– 4,92%, CaO
– 8,52%.

Содержание СаСО₃
составило
6,00 ∙ 2,274 = 13,64%. Коэффициент пересчета на
бескарбонатную почву равен:

Содержание оксидов
от массы бескарбонатной почвы составит:
SiO₂
– 56,39 ∙ 1,16 = 65,41%, Al₂O₃
– 11,95 ∙ 1,16 = 13,86%, Fe₂O₃
– 4,92 ∙ 1,16 = 5,71%.

На долю карбонатного
оксида кальция приходится 6,00 ∙
1,274=7,64%, а на силикатный СаО – 8,52-7,64 =
0,88%. Отсюда содержание силикатного СаО
от массы бескарбонатной почвы равно
0,88 ∙ 1,16=1,02%.

Пересчет на
прокаленную почву.
В бескарбонатных
почвах этот пересчет является одновременно
пересчетом на безгумусную и безводную
навеску, поскольку в величину потери
при прокаливании (п.п.) этих почв входят
гумус и химически связанная вода.
Пересчет на прокаленную навеску позволяет
наиболее точно определить содержание
минеральных компонентов в бескарбонатных
почвах и наиболее полно выявить изменения
в химическом составе минеральной части
почв по сравнению с почвообразующей
породой. Производят пересчет результатов
валового анализа на прокаленную почву
путем умножением процентного содержания
оксидов на коэффициент:

где %п.п. – потери
при прокаливании в %.

Пример
пересчета.
Потеря при прокаливании в горизонте А₁
темно-серой
лесной почвы равна 9,13%, содержание SiO₂
– 72,75%, Al₂O₃
– 10,09%, Fe₂O₃
– 2,32%. Коэффициент пересчета
.
В пересчете на прокаленную почву
содержание оксидов составило:SiO₂
– 72,75 ∙
1,10 = 80,03%, Al₂O₃
– 10,09 ∙ 1,10 = 11,10%, Fe₂O₃
– 2,32 ∙ 1,10 = 2,55%.

Пересчет на
прокаленную и бескарбонатную почву.
Использование
данного пересчета дает возможность
наиболее объективно охарактеризовать
особенности химического состава
минеральной части почв, содержащих
свободные карбонаты. Поскольку СО₂
входит в величину потери при прокаливании
коэффициент пересчета результатов
валового анализа на прокаленную и
бескарбонатную почву равен:

где %п.п. – потери
при прокаливании в %; %СаО_карб
– содержание оксида кальция карбонатов
в %.

Пример пересчета.
В горизонте В_к
светло-каштановой почвы содержание СО₂
карбонатов
составило 2,71%, потеря при прокаливании
равна 6,86%, содержание оксидов от массы
сухой почвы равно: SiO₂
– 65,61%, Al₂O₃
– 13,58%, Fe₂O₃
– 3,21%, СаО – 4,13%.

На долю СаО_карб
приходится 2,71 ∙ 1,274 = 3,45%. Сумма %п.п. +
%СаО_карб.
будет равна 6,86+3,45=10,31%. Подставив эту
величину в формулу для расчета коэффициента
пересчета, получаем:

Умножая на этот
коэффициент содержание всех оксидов
за исключением СаО, находят их содержание
в пересчете на прокаленную и бескарбонатную
почву: SiO₂
– 65,61 ∙
1,12=73,48%, Al₂O₃
– 13,58 ∙ 1,12=15,21%, Fe₂O₃
– 3,21 ∙ 1,12=3,60%. Количество оксида СаО
найденное по результатам валового
анализа учитывает общее количество
кальция – силикатного (СаО_сил)
карбонатного (СаО_карб).

Чтобы найти
содержание силикатного СаО_сил
из общего количества СаО_общ
вычитают количество карбонатного
СаО_карб.
СаО_сил
= 4,13-3,45 = 0,68%. Умножив полученную величину
на пересчетный коэффициент, находим
содержание силикатного СаО в пересчете
на прокаленную и бескарбонатную почву:
СаО_сил
= 0,68 ∙ 1,12 = 0,76%.

При валовом анализе
засоленных почв наряду с рассмотренными
выше пересчетами используют пересчеты
на бессолевую и безгипсовую почву.

Пересчет на
безгумусную и бессолевую почву.
Использование данного пересчета
позволяет наиболее объективно
охарактеризовать химический состав
минеральной части почв, в которых
происходит аккумуляция легкорастворимых
солей. Пересчет результатов валового
анализа производят с помощью коэффициента:

где %гумуса –
содержание гумуса в %; % сухого остатка
– содержание сухого остатка по данным
водной вытяжки в %.

Пример пересчета.
В горизонте В₁
светло-каштановой почвы содержание
гумуса составило 0,95%, величина сухого
остатка равна 0,84%, содержание оксидов
было следующим: SiO₂
– 68,15%, Al₂O₃
– 8,65, Fe₂O₃
– 3,05%, CaO
– 1,85%, MgO
– 1,05%. Содержание водорастворимых CaO
и MgO
0,05 и 0,15% соответственно. Коэффициент
пересчета на безгумусную и бессолевую
почву равен:

Умножая на этот
коэффициент содержание всех оксидов
кроме CaO
и MgO,
находят их количество в пересчете на
безгумусную и бессолевую почву: SiO2
– 68,15 ∙ 1,018 = 69,38%, Al₂O₃
– 8,65 ∙ 1,018 = 8,81%, Fe₂O₃
– 3,05 ∙ 1,018 = 3,11%. Чтобы определить
количество силикатных CaO_сил
и MgO_сил
необходимо из их количеств найденных
в валовом анализе вычесть содержание
водорастворимых СaO_вод
и MgO_вод
определенных при анализе водной вытяжки.
CaO_сил
– 1,85 – 0,05 = 1,80%, MgO_сил
– 1,05 – 0,15 = 0,90%. После этого умножают
количество силикатных оксидов кальция
и магния на пересчетный коэффициент и
находят их содержание в безгумусной и
бессолевой почве: CaO_сил
– 1,80 ∙ 1,018 = 1,83%, MgO_сил
– 0,90 ∙ 1,018 = 0,92%.

Пересчет на
безгумусную и безгипсовую почву.
Использование данного пересчета
позволяет наиболее объективно
охарактеризовать минеральную часть
почв, в которых происходит аккумуляция
гипса (CaSO₄
∙ 2H₂O).
Для пересчета результатов валового
анализа используют следующий коэффициент:

где %гумуса –
содержание гумуса, %; % CaSO₄
∙ 2H₂O
– содержание гипса, %.

Пример пересчета.
В горизонте В₂
каштановой почвы содержание гумуса
составило 0,75%, содержание гипса 3,25%,
содержание оксидов по данным валового
анализа оказалось следующим: SiO₂
– 68,36%, Al₂O₃
– 7,15%, Fe₂O₃
– 4,68%, CaO
– 2,92%. Коэффициент пересчета на безгумусную
и безгипсовую почву составил:

На этот коэффициент
умножают содержание всех оксидов за
исключение СаО и находят их количество
в пересчете на безгумусную и безгипсовую
почву: SiO₂
– 68,36 ∙
1,042 = 71,23%, Al₂O₃
– 7,15 ∙ 1,042 = 7,45%, Fe₂O₃
– 4,68 ∙ 1,042 = 4,88%.

Содержание СаО
полученное по результатам валового
анализа (СаО_общ)
соответствует сумме силикатного СаО
(СаО_сил)
и СаО гипса (СаО_гипса).
Находят количество СаО гипса, умножая
содержание гипса на коэффициент 0,326
исходя из следующего соотношения:

СаО_гипса
= 3,25 ∙ 0,326 = 1,06%. Количество силикатного
СаО равно: СаО_сил
= СаО_общ
– СаО_гипса
= 2,92 – 1,06 = 1,86%. Содержание силикатного
СаО в пересчете на безгумусную и
безгипсовую почву составит: СаО_сил
= 1,86 ∙ 1,042 = 1,94%.

Пересчет на
безгумусную, бескарбонатную, безгипсовую,
безсолевую почву.
В засоленных почвах обычно одновременно
аккумулируются легкорастворимые соли,
гипс и карбонаты. В этом случае результаты
валового анализа пересчитывают на
безгумусную, бескарбонатную, безгипсовую,
бессолевую почву с использованием
следующего коэффициента:

где %гумуса –
содержание гумуса в %; %СаСО₃
– содержание карбонатов в %; %CaSO₄
∙ 2H₂O
– содержание гипса в %; %сухого остатка
– содержание сухого остатка по данным
водной вытяжки в %.

Пример пересчета.
Содержание гумуса в горизонте В₂
солонца
составило 1,15%, СО₂
карбонатов
– 1,55%, CaSO₄
∙ 2H₂O
– 0,85%, величина сухого остатка – 0,65%,
водорастворимого СаО – 0,06%, водорастворимого
MgO
– 0,45%. По данным валового анализа
содержание оксидов составило: SiO₂
– 66,6%, Al₂O₃
– 11,97%, Fe₂O₃
– 6,35%, CaO
– 3,68%, MgO
– 1,97%. Содержание СаСО₃
будет равно: 1,55 ∙ 2,274 = 3,53%. Коэффициент
пересчета на безгумусную, бескарбонатную,
безгипсовую, бессолевую почву равен:

На этот коэффициент
умножают содержание всех оксидов кроме
СаО и MgO
и находят их содержание в пересчете на
силикатную часть почвы: SiO₂
– 66,6 ∙ 1,066 = 71,0%, Al₂O₃
– 11,97 ∙ 1,066 = 12,76%, Fe₂O₃
– 6,35 ∙ 1,066 = 6,77%. Валовое содержание
кальция (СаО_общ)
включает силикатный кальций (СаО_сил),
кальций карбонатов (СаО_карб),
кальций гипса (СаО_гипса)
и водорастворимый кальций (СаО_вод).
Содержание силикатного кальция будет
равно СаО_сил
= СаО_общ
– (СаО_карб
+ СаО_гипса
+ СаО_вод).
Используя пересчетные коэффициенты,
находим содержание оксидов кальция
карбонатов и гипса.

СаО_карб
= 1,55∙ 1,274 = 1,96%. СаО_гипса
= 0,86 ∙ 0,326 = 0,28%. Теперь находим количество
силикатного кальция. СаО_сил
= 3,68 – (1,96 + 0,28 + 0,06) = 1,38%. Количество
силикатного магния равно MgO_сил
= MgO_общ
– MgO_вод
= 1,97 – 0,45 = 1,52%. В пересчете на силикатную
часть почвы содержание оксидов кальция
и магния составит: СаО – 1,38 ∙ 1,066 = 1,47%,
MgО
– 1,52 ∙ 1,066 = 1,62%.

Навеска — почва

Cтраница 1

Навеска почвы обрабатывается раствором метиленовой сини. Содержание метиленовой сини берется в 1 5 — 3 раза больше ожидаемого содержания поглощенных катионов в почве с тем, чтобы после взаимодействия с почвой содержание метиленовой сини в растворе мало отличалось от сорбированного количества. Если величина емкости окажется резко отличной от ожидаемой, определение нужно считать ориентировочным; его нужно в таком случае повторить при более выгодном соотношении. Этим достигается значительное уточнение метода. Так как этот метод очень прост, повторное определение в отдельных случаях не представляет особых затруднений. Сорбция рассчитывается по разности концентраций исходного и равновесного раствора. Определение метиленовой сини проводится колориметрически после предварительного разбавления растворов.
 [2]

Навеска почвы — 100 г. Взято 25 мл водной вытяжки из общего объема в 500 мл; вес осадка BaS04 — 0 1541 г. Содержание SO2 — ( 0 1541 — 0 4114 — 500 — 100): ( 25 — 100) 1 27 %, или на 100 г почвы приходится: 1 27 — 1000: 48 03 26 44 мг — же.
 [3]

Навеска почвы — 5 г; К 1 04; общий объем фильтрата 250 мл; для анализа взято 15 мл; по калибровочной кривой найдена концентрация Р205, равная 0 035 ме в 15 мл. В 100 г сухой почвы содержится Р2ОВ: 0 035 — 250 — 100 — 1 04: 15: 5 12 1 мг.
 [4]

Навеска почвы — 5 г; К 1 15; общий объем фильтрата 50 мл, для анализа взято по 10 мл, по калибровочной кривой найдена концентрация FeO в первой колбе, равная 0 018 мг во взятом для анализа объеме, во второй колбе определена концентрация FeO, равная 0 098 мг. В первой колбе на 100 г сухой почвы приходится FeO: 0 018 — 50 — 100 — 1 15: ( 10 — 5) 2 07 мг. Количество FeO во второй колбе на 100 г сухой почвы будет равно: 0 098 — 50Х У 100 1 15: ( 10 — 5) 11 27 мг. Отсюда содержание окисного железа будет равно: 11 27 — 2 07 9 20 — 1.11 10 21 мг.
 [5]

Навеска почвы для определения общего азота в пересчете на высушенную при 100 — 105 равна 0 7513 г. После сжигания содержимое колбы Кьельдаля перенесено в мерную колбу емкостью 500 мл.
 [6]

Навеска почвы для определения должна быть 1 — 2 г или несколько больше, в зависимости от свойств почвы. Полученный при разложении почвы минеральный остаток растворяют в азотной или серной кислоте, чтобы не осложнять определение марганца, который при растворении в НС1 для колориметрического определения в виде МпО4 — должен быть переведен затем в азотнокислый или сернокислый раствор.
 [7]

Навеска почвы должна несколько ( на 20 — 30 %) превышать вес нерастворимого остатка примесей. Навеску прокаливают в муфеле при 400 — 450 до постоянного веса точно также, как и навеску растений.
 [8]

Навеску почвы 100 г помещают в колбу с притертой пробкой, заливают 50 мл петролейного или диэтилового эфира и устанавливают на аппарат для встряхивания на 10 мин. Пробы еще 2 раза обрабатывают по 5 мин 30 мл эфира. Объединенные экстракты концентрируют в приборе для перегонки жидкостей с дефлегматором при температуре не выше 50 С. Затем переносят в центрифужную пробирку и упаривают под тягой до 1 мл.
 [9]

Навеску почвы 10 г в колбочке емкостью 100 мл обрабатывают 50 мл 1 М HNO3 в течение 30 мин при периодическом взбалтывании. Вытяжку фильтруют через фильтр синяя лента, фильтрат упаривают до объема 10 — 15мл, переносят в мерную колбу емкостью 25 мл и разбавляют водой до метки.
 [10]

Навеску почвы обрабатывают сначала концентрированной соляной кислотой, затем — концентрированной азотной кислотой, фильтрат упаривают до 15 мл, прибавляют раствор диметилглиоксима для связывания кобальта, доводят рН раствора до 9 аммиаком, прибавляют 5 мл 1 % — ного раствора диэтилдитиокарбамата натрия и экстрагируют хлороформом несколько раз. Экстракт разбавляют до 25 мл, высушивают и фотометрируют при 436 нм.
 [11]

Навеску почвы и определенный объем раствора или воды помещают в стеклянную банку с притертой или резиновой пробкой. Очень удобны для этой цели широко-горлые молочные бутылки. Если по ходу анализа требуется лишь кратковременное взбалтывание, его можно проводить в открытых круглых плоскодонных колбах вручную. Обычно же для взбалтывания используют специальные машины — ротаторы, в которых можно установить в держателях сразу много банок или бутылок. Перемешивание происходит в результате движения банок по окружности вертикальной плоскости. Можно с успехом применять для перемешивания и фармацевтические аппараты для встряхивания, состоящие из неподвижного корпуса с расположенным внутри него мотором, реостатом, приводом и из подвижной площадки с зажимами для банок — люльки. Эти аппараты становятся особенно удобными, если на люльке закрепить деревянный ящичек с гнездами для банок.
 [12]

Навеску почвы обрабатывают 0 05-нор-мальным раствором соляной кислоты для полного вытеснения из поглощающего комплекса обменно-поглощенных оснований. Насыщенную водородными ионами почву подвергают взаимодействию с 1 0-нормальным раствором ацетата кальция. При этом катионы кальция вытесняют из почвы ионы водорода.
 [13]

Навеску почвы в 25 г помещают в колбу емкостью 150 — 200 мл, приливают к ней 50 мл 1 0-нор-мального раствора NaCl, закрывают колбу пробкой, взбалтывают 5 минут и фильтруют вытяжку через плотный складчатый фильтр. На пробирках, размещенных в заранее заготовленных штативах, делают отметку на уровне 5 мл. Для каждой почвенной вытяжки следует иметь по 10 пробирок.
 [14]

Навеску почвы и определенный объем раствора или воды помещают в стеклянную банку с притертой или резиновой пробкой. Очень удобны для этой цели широкогорлые молочные бутылки. Если по ходу анализа требуется лишь кратковременное взбалтывание, его можно проводить в открытых круглых плоскодонных колбах вручную. Обычно же для взбалтывания используют специальные машины — ротаторы, в которых можно установить в держателях сразу много банок или бутылок.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4