Морфологические признаки почв (стр. 10 )

д·р г·н	100·500 50·10

 

X= = = 100

2,5·23 1000

Это значит, что соотношение почвы к раствору равно 1:100. При соотношении почвы к раствору 1:10 концентрация Nа в образцовых растворах соответствует содержанию Nа в мг на 100 г почвы (т. е. 1; 2; 4; 8; 10; 20; 40; 80; 100). Исследуемый раствор приготовлен при соотношении почва: раствор =1:100. Следовательно, для установления содержания Nа в исследуемом растворе отсчеты по калибровочной кривой необходимо установить на 10. Например, отсчет по калибровочной кривой для исследуемого раствора равен 2,5 мг в 1 литре. Содержание Nа в мг на 100 г почвы будет равно 2,5·10=2,5 мг. Для перевода мг в мг-экв на 100 г почвы нужно полученный результат умножить на эквивалентный вес Nа и разделить на 1000

(Nа мг-экв на 100 г почвы), а затем умножить на коэффициент гигроскопичности.

Вытеснение обменных катионов аммонийным ионом ацетата аммония.

Принцип метода. Метод основан на вытеснении обменных катионов аммонийным ионом 1.0 н. Раствора СН3СООNН4 по схеме:

Са NН4

Мg NН4

Na NН4+(СН3СОО)2+(СН3СОО)2Мg+

Почвы К + 6СН3СООNН4=почва NН4 +СН3СООNа+СН3СООК

NН4

NН4

Из различных методов вытеснения поглощённых оснований метод вытеснения их раствором уксуснокислого аммония является одним из лучших. Преимущество этого метода заключается в том, что уксуснокислый аммоний легко разрушается в процессе выпаривания фильтрата после промывания им почвы, а при прокаливании сухого остатка полностью удаляется. Таким образом анализируемый раствор освобождается от основной массы солей. В фильтрате определяют Са, Мg, Nа и К.

Ход анализа. 1. На аналитических весах в небольшой фарфоровой чашке отвешивают от 2 до 10 г почвы, просеянной через сито с отверстиями диаметром 1 мм. При анализе глинистых и богатых гумусом почв берут 2,0 – 2,5 г, а для песчаных и супесчаных почв навеску увеличивают до 10 г.

2. К навеске почвы приливают такое количество 1н. раствора СН3СООNН4, чтобы раствор покрыл почву слоем 1 см. Почву взбалтывают с раствором, дают ей осесть на дно чашечки и фильтруют жидкость через беззольный фильтр в колбу на 400-500 мл. Промывание ведут до полного вытеснения кальция, что определяется с щавелевокислым аммонием в последних порциях фильтрата, которые отбирают в пробирку (так, как это описано при вытеснении обменных катионов NН4Сl).

3. После окончания вытеснения обменных катионов фильтрат выпаривают на электрической плитке до 50-60 мл. Если фильтрат окрашен, то при выпаривания в него прибавляют 3-5 мл азотной кислоты.

4. В полученном растворе осаждают полуторные окислы аммиаком. Для этого в раствор прибавляют 3-4 капли индикатора и по каплям 10 %-ный аммиак до перехода красной окраски в жёлтую.

5. Затем раствор доводят до кипения и оставляют на тёплой плитке. Если в растворе окажутся хлопья R2О3, их отфильтровывают через рыхлый фильтр, осадок на фильтрате промывают несколько раз 1%-ным раствором азотнокислого аммония с1-2 каплями аммиака в мерную колбу на 100 мл.

6. Для определения Са, Мg, К и Nа фильтрат после промывания доливают до метки дистиллированной водой. Определение кальция и магния проводят трилонометрическим методом так, как это описано нами ранее. Калий и натрий определяют на пламенном фотометре.

Реактивы. 1.0 н. раствор СН3СООNН4 – 77,09г растворяют в литре дистиллированной воды. Поскольку раствор расходуют в больших количествах, его приготавливают в объёме 5-10 литров. Проверяют рН приготовленного раствора и если нужно, добавляют в таком количестве, чтобы рН равнялась 6,5-6,6.

Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена-Гильковица

Принцип метода. Анализ основан на обработке почвы определенным количеством соляной кислоты точно известной концентрации. При этом часть кислоты идет на вытеснение и нейтрализацию поглощенных оснований по уравнению:

 

Почва +nНСl↔почва +СаСl2+MgCl2+KCl+NaCl+n1НСl

Остаток кислоты учитывается путем титрования ее щелочью точно известной концентрации. По разности между взятым и оставшимся количеством НСl находят часть ее израсходованную на вытеснение и нейтрализацию поглощенных оснований.

Ход анализа. 1. На технических весах берут 20 г почвы, просеянной через сито с отверстиями диаметром 1 мм.

2. Почву переносят в колбу емкостью 200-250 мл и приливают туда пипеткой 100 мл 0,1 н раствора НСl и взбалтывают на ротаторе в течение часа. Для почв, богатых поглощенными основаниями (S>15 мг-экв на 100 г почвы), берут на 20 г почвы не 100, а 200 мл 0,1 н. раствора НСl; в этом случае при подсчете конечный результат умножают на 2. После взбалтывания оставляют содержимое колбы в покое на 24 часа.

3. По истечении этого срока содержимое колбы хорошо взбалтывают и фильтруют через сухой фильтр. Первые порции фильтрата отбрасывают.

4. Из фильтрата берут пипеткой 50 мл в коническую колбочку емкостью 200 мл и кипятят 1-2 минуты.

5. После этого прибавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют горячий раствор 0,1 н. раствором NаОН до неисчезающей слабо-розовой окраски.

6. При наличии большого количества R2О3 в вытяжке, выпадающий при ее титровании в виде осадка, целесообразно дать осадку осесть и протитровать затем прозрачную жидкость над осадком до слабо-прозрачного окрашивания с фенолфталеином.

Результаты анализа записывают в рабочей тетради в следующую таблицу:

Данные определения поглощенных оснований по методу Каппена-Гильковица и примерный расчет

№ почвенных разрезов	Глубина взятого образца, см	Навеска почвы для анализа, г	Количество прилитой 0,1 н НСl, мл	Количество вытяжки, взятой для анализа, мл	Пошло NаОН на титрование	Поправка к титру 0,1 н раствора NаОН	Коэффициент пересчета	Разность, умноженная на поправку к титру 0,1 н NаОН	Сумма поглощенных оснований, мг-экв на 100 г почвы
50 мл 0,1 н раствора НСl	50 мл вытяжки	разность
31	0-10	20	100	50	49,3	37,8	11,5	1,012	-	11,6	11,6
56	0-10	20	200	50	49,3	25,0	25,0	1,012	2	50,6	50,6

7. Для расчета проводят контрольное (холостое) определение: берут 50 мл 0,1 н раствора НСl в коническую колбочку емкостью на 200 мл, кипятят 1-2 минуты, прибавляют туда 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,1 н раствором NаОН до слабо-розовой окраски. Количество 0,1 н раствора NаОН, пошедшего на титрование вытяжки, вычисляют из количества этой же щелочи, затраченной на титрование 50 мл 0,1 н раствора НСl.

Расчет ведут так, как указано в таблице. Полученные результаты умножают на коэффициент гигроскопичности.

Реактивы: 1. 0,1 н раствор НСl. 8,2 мл соляной кислоты (удельный вес 1,19) доводят водой дистиллированной до1 литра.

2. Титрованный раствор 0,1 нормальный NаОН.

3. Раствор фенолфталеина.

Вычисление степени насыщенности почвы основаниями

Значение определения. Наличие в поглощающем комплексе почвы (комплекс – совокупность органических, минеральных и органо-минеральных коллоидов, способных поглощать и удерживать определенное количество ионов) поглощенных водородных ионов вызывает так называемую не насыщенность их. Это понятие введено и означает, что некоторая часть мест в поглощающем комплексе почвы не занята основаниями (Са, Мg, К, Nа, NН4), а замещена ионами водорода. Чем больше эта часть, тем выше кислотность почвы.

Если за меру всей обменной поглотительной способности почвы (Т) принять общее количество катионов, которое она способна удержать, то Т=S+Н, где S – сумма поглощенных оснований, Н – кислотность почвы (гидролитическая) в миллиэквивалентах на 100 г почвы.

При обычной технике определения гидролитической кислотности полученная величина ее включает не только собственно гидролитическую, но и обменную и активную кислотности. Поэтому в приведенной формуле Н означает фактически сумму всех ионов водорода, которые находятся в почве.

Насыщенность почв основаниями вычисляют для того, чтобы по этому признаку можно было сравнить между собой различные типы почв и обосновать такие важные мероприятия, как известкование и фосфористование почв.

___S__ S+Н

Вычисление. Степень насыщенности почв основаниями вычисляют по формуле:

V= ·100

где V – степень насыщенности почв основаниями;

S – сумма поглощенных оснований, мг-экв на 100 г почвы;

Н – величина гидролитической кислотности, мг-экв на 100 г почвы.

Гораздо чаще, однако, принято вычислять и пользоваться показателем насыщенности почвы основаниями по следующей формуле:

S Т Т     · 100= V%

где S – сумма поглощенных оснований, мг-экв;

Т – емкость поглощения, мг-экв на 100 г почвы.

Методы определения кислотности почв

Значение анализа. Кислотность почв в естественных условиях обычно возникает в результате почвообразовательного процесса, но подкисление почвы может произойти и результате внесения в неё некоторых физиологически кислых минеральных удобрений – (NН4)2SО4, NН4NО3, NН4Сl и др.

Основным признаком кислотности почв является наличие в почвенном растворе водородных ионов. Однако водородные ионы, присутствующие в почвенном растворе, составляют только незначительную часть (может быть, только долю процента) всего количества водородных ионов в почве. Для правильной оценки степени кислотности почв следует учесть общее количество ионов водорода (и алюминия), находящиеся в почве в поглощённом состоянии. Различают следующие формы почвенной кислотности; 1). Кислотность активную (рН) и 2) кислотность потенциальную - обменную и гидролитическую.

Под активной кислотностью понимают концентрацию водородных ионов в почвенном растворе или в водной вытяжке из почвы.

Под потенциальной кислотностью понимают общее количество ионов водорода (и алюминия), которые находятся в почве в поглощённом состоянии. При определённых условиях эти ионы могут быть переведены в раствор: более подвижная часть ионов водорода ( или алюминия) почвы может быть переведена в раствор при обработке почвы раствором нейтральной соли. Менее подвижная часть ионов водорода может быть переведена в раствор лишь при обработке почв солями, которые в водном растворе вследствие гидролиза дают щелочную реакцию.

Это взаимодействие кислой почвы с разными солями можно преобразить двумя следующими схемами:

Н Н Н Н Н

К К Н Н Н

Схема 1.(обменная кислотность).

Н Н Н Н Н

 

Почва +2Кl=почва +2НСl почва +2КСl↔почва +2НСl

Nа Nа Nа Nа Nа

Схема 2. (гидролитическая кислотность).

Почва +5С3СООNа ↔почва +5СН3СООН

Как видно из схемы, происходит обменная реакция катионов солей (К, Nа) с водородными ионами почвы; в результате этого обмена в солевой вытяжке образуются свободные кислоты (в первой схеме НСl, а во второй – СН3СООН), которые учитываются обычными лабораторными методами. По количеству найденной соляной кислоты при обработке почвы раствором нейтральной соли, например КСl, узнают величину обменной кислотности почвы; по количеству найденной уксусной кислоты при обработке почвы раствором СН3СООNа узнают о величине гидролитической кислотности почвы.

Следует иметь в виду, что кислотность почвы обуславливается также поглощёнными ионами алюминия. При наличии в почве поглощённого алюминия взаимодействие его с раствором нейтральной соли может быть представлено следующей схемой.

 

Схема 3.

Почва +6КСl↔почва +2АlСl3

При этой реакции в растворе появляется гидролитически кислая соль – АlCl3, которая в результате гидролиза образует кислоту по схеме;

АlCl3+3КСl=Al(OН)3+3НСl

По величине кислотности почв рассчитывают дозу извести, которую необходимо внести для нейтрализации кислотности. Однако следует иметь в виду, что на практике при определении окончательной дозы извести, которую нужно внести в почву для улучшения её химических и физико-химических свойств, необходимо вносить соответствующие поправки. Эти поправки устанавливаются опытным путём с учётом биологических особенностей выращивания культур.

Определение обменной кислотности почв по методу Дайкухара

Принцип метода. Метод основан на определении кислотности 1,0 н. раствора КСl и последующим титровании вытяжки щелочью. Следует иметь в виду, что рН 1,0 раствора КСl равен 5,6 и поэтому обменную кислотность рекомендуется определять в тех образцах почв, у которых можно предполагать, что значение рН в 1 н. КСl вытяжке равно 4,5 и ниже.

Ход анализа.1. На технико-химических весах взвешивают 40 г почвы, просеянной через сито с отверстиями диаметром 1 мм.

2. Навеску почвы переносят в бутылки, приливают туда 100 мл 1 н. раствора КСl и закрывают резиновыми пробками.

3. Бутылки взбалтывают на ротаторе в течение 1 часа. Взбалтывание может быть заменено суточным отстаиванием.

4. После этого вытяжку отфильтровывают полностью. Если первые порции фильтрата мутные, их сливают снова на фильтр.

5. В коническую колбочку берут 50 мл фильтрата, прибавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,01 н. раствором NаОН до появления розовой окраски, не исчезающей в течение минуты.

Величину обменной кислотности определяют по формуле:

а·н·v·кГ·1,75·100 в·с

 

Нобм= = мг-экв/100 г

где а – количество щелочи, пошедшей на титрование, мл;

н – нормальность щелочи;

к – поправочный коэффициент нормальности щелочи;

v – общее количество 1,0 КСl, взятой для приготовления вытяжки, мл;

кГ – коэффициент гигроскопичности почвы;

1,75 – поправочный коэффициент на не полное вытеснение. В последнее время на практике этим коэффициентом не пользуются и в формуле его опускают. В этом случае в результатах анализа делают оговорку, что расчет произведен без поправочного коэффициента;

в – количество вытяжки, взятой для анализа, мл;

с – навеска почвы, взятая для приготовления вытяжки, г

Форма записи результатов определения обменной кислотности

№ почвенного разреза	Глубина взятого образца, см	Навеска почвы, г	Прилито 1.0 н. КСl, мл	Взято для титрования вытяжки, мл	Пошло на титрование 0,01 н NаОН, мл	Поправочный коэффициент	Коэффициент гигроскопичности	Обменная кислотность, мг-экв/100 г почвы
с	v	в	а	к	кГ	Нобм
31	0-10
	10-20

Реактивы: 1. 1 н. раствор КСl – 75 г КСl растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л. При массовых определениях целесообразно готовить сразу 5-10 л. Раствор должен иметь рН -–5,6-6,0. Если рН раствора меньше 5,6, то к нему прибавляют несколько капель 1%-ного раствора КОГ; если же рН раствора выше 6,0; то к нему прибавляют несколько капель 1%-ной НСl, пока не подгонят значение рН до нужного.

2. 0,01 н. раствор NаОН (приготовляют из 0,1 раствора NаОН, способ приготовления которого приведен в конце книги).

3. Раствор фенолфталеина.

Определение гидролитической кислотности по Каппену и расчет дозы извести

Принцип метода. При взаимодействии почвы с раствором уксуснокислого натрия происходит энергетическое вытеснение ионов водорода из коллоидного комплекса почвы и попутная нейтрализация актуальной кислотности. Уксуснокислый натрий обладает слабощелочной реакцией (обычно рН раствора этой соли составляет 8,2) вследствие гидролитического расщепления на уксусную кислоту и едкий натр.

СН3СООNа+Н2О→СН3СООН+NаОН

Уксусная кислота слабая, а щелочь сильная, что и определяет щелочную реакцию раствора этой соли. При взаимодействии почвы с уксуснокислым натрием в раствор вытесняются так же те ионы водорода, которые являются носителями обменной кислотности. В конечном итоге имеется возможность определить суммарно кислотность почвы (актуальную и потенциальную) и вычисляют дозу извести, необходимую для нейтрализации кислотности почвы.

Ход анализа. 1. На технических весах взвесить 40 г почвы, просеянной через сито с отверстиями диаметром 1 мм.

2. Перенести почву в бутылку и прилить туда 100 мл 1 н. раствора СН3СООNа.

3. Бутылку взбалтывать в течении часа на ротаторе или оставить стоять на сутки. За это время содержимое бутылки взбалтывают 5-6 раз.

4. Отфильтровать суспензию через фильтр в коническую колбу. Первые порции фильтрата отбрасывают. Раствор отфильтровывается полностью.

5. Для анализа в коническую колбу на 200-250 мл берут пипеткой 50 мл фильтрата, добавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,01 н раствора NаОН до появления розовой окраски, которая не исчезает в течении 1 минуты.

Величину гидролитической кислотности рассчитывают по формуле:

а·н·к·V·Кг·1,75·100 в·с

 

Нгидролит= = мг-экв на 100 г почвы

где а – количество 0,01 н. NаОН, пошедшей на титрование вытяжки, мл;

н – нормальность щелочи;

к – поправочный коэффициент нормальности щелочи;

V – общее количество 1,0 н. СН3СООNа, взятый для приготовления вытяжки, мл;

Кг – коэффициент гигроскопичности почвы;

1,75 - поправочный коэффициент на полноту вытеснения;

100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы;

в – количество вытяжки, взятое для анализа, мл;

с – навеска почвы, взятая для приготовления вытяжки, г.

Форма записи результатов определения гидролитической кислотности

№ почвенного разреза	Глубина вятого образца, см	Навеска почвы, г	Прилито 1,0 н. СН3СООNа, мл	Взято для титрования фильтрата, мл	Пошло на титрование 0,01 н. NаОН, мл	Поправочный коэффициент	Коэффициент гигроскопичности	Гидролитическая кислотность, мг-экв на 100 г почвы
с	V	в	а	к	Кг	Нгидрол
31	0-10
	10-20

Реактивы. 1. 1,0 н. раствор СН3СООNа. На технических весах отвешивают 136 г СН3СООNа, который должен быть сухим и бесцветным. Соль растворяют в 400-600 мл дистиллированной воды и доводят объем до 1 литра. Если раствор мутный, его фильтруют. Реактив должен давать слабо-розовое окрашивание при прибавлении к 50 мл раствора (помещенного в фарфоровую чашечку) 1-2 капель фенолфталеина. Если он остается бесцветным, его подщелачивают 1%-ным раствором NаОН до слабо-розовой окраски (с фенолфталеином). Если же раствор приобретает ярко розовый цвет, то его подкисляют 1%-ным раствором уксусной кислоты до получения слабо-розового окрашивания с фенолфталеином.