Механический анализ методом пипетки по .
1. Подготовленную одним из приведенных ранее методов навеску почвы используют для анализа. Для этого суспензию из колбы пропускают через сито с отверстиями 0,25 мм, которое устанавливают на стеклянной воронке, вставленной в мерный цилиндр объемом 500 или 1000 мл. почву на сите слегка протирают пальцем и промывают водой из промывалки. Нужно следить, чтобы воды в цилиндре не набралось больше метки.
2. Остаток с сита (частицы 1-0,25 мм) смыть в предварительно взвешенную фарфоровую чашку и выпарить воду на этернитовой плитке, а затем высушить в сушильном шкафу при 1050 и взвесить /Р/.
3. Объем суспензии в цилиндре доводят дистиллированной водой до метки и отсюда берут пробы пипеткой для определения механических элементов размером <0,25 мм.
Пробы из цилиндра берут пипеткой 25 мл с различной глубины для различных механических элементов. Всего берут 4 пробы в такой последовательности:
I. проба /П1/ - с глубины 25 см; частицы <0,05 мм;
II. проба /П2/ - с глубины 10 см; частицы <0,01 мм;
III. проба /П3/ - с глубины 10 см; частицы <0,005 мм;
IV. проба /П4/ - с глубины 7 см; частицы <0,001 мм;
Пробы переносят в заранее взвешенные фарфоровые чашки. В таблице.... приведены сроки, которые берут пробы по методу для почв с различной плотностью твердой фазы. Для наблюдения за температурой термометр опускают в такой же цилиндр с водой, в каком находится почвенная суспензия.
4. Пробы берут специальной пипеткой, смонтированной на штативе (рисунок...). Нижнее отверстие пипетки запаяно, вместо него есть четыре боковых отверстия, что устраняет засасывание жидкости снизу. Выше боковых отверстий на пипетке имеются /или наносят сами студенты/ метки на тех уровнях, на которые надо погружать пипетку. На верхнем конце пипетки имеются два отверстия, перекрывающиеся краном. Одним отверстием она присоединяется к аспиратору, с помощью которого происходит всасывание суспензии из цилиндра в пипетку, а второе отверстие служит для воздуха при сливании жидкости из пипетки.
5. Пробы берут следующим образом. Закрыть цилиндр пробкой и путем десятикратного его перевертывания вверх дном и обратно взмутить почвенную суспензию. При этом надо обратить внимание на то, чтобы на дне цилиндра не осталось прилипших частиц почвы. После последнего оборота цилиндр поставить на стол и с этого момента считать время отстаивания. Если применяется цилиндр без пробки, то взбалтывают его содержимое мешалкой быстрыми движениями вверх вниз в темени минуты.
За минуту до истечения срока отстаивания цилиндр поставить под пипетку и осторожно опустить ее в цилиндр на заданную глубину.
6. По истечении времени, положенного для отстаивания, набрать в нее суспензию. После этого пипетку осторожно вынуть из цилиндра и суспензию из пипетки слить в заранее взвешенную фарфоровую чашку. После стекания пробы промыть пипетку небольшим количеством дистиллированной воды, сливая промывные воды в ту же чашку.
7. Взятую пробу выпарить на этернитовой плитке до полного высыхания, а затем высушить в сушильном шкафу при 1050 до постоянного веса и взвесить на аналитических весах с точностью до 4-го знака после запятой.
8. Взяв первую пробу, суспензию в цилиндре снова взбалтывают и по истечении определенного времени берут вторую пробу и так далее. Время отстаивания отсчитывают после каждого взбалтывания. Доливать цилиндр водой после взятия проб нельзя.
Расчет результатов механического анализа почвы.
1. Результаты взвешивания и расчет процентного содержания проб записывают в тетрадь (таблица)
2. Содержание крупного и среднего песка 91-0,25 мм) вычисляют по формуле:
|
где Р – количество крупного и среднего песка (в %);
б – вес частиц (в г), оставшихся на сите;
с – навеска почвы (в г), взятая для механического анализа4
н – процентное содержание фракции меньше 1 мм, которую определяют при ситовом анализе (смотрите ранее написанную методику);
кГ – коэффициент гигроскопичности для пересчета на абсолютно сухую почву.
3. Последующие фракции механического состава вычисляют с учетом веса взятых пипеткой проб суспензии по формуле:
|
П1(П2;П3;П4)=
где П1(или П2;П3;П4;) – содержание пробы в %;
а1(или а2;а3;а4) – вес пробы в граммах;
v – объем цилиндра в мл;
Н – процентное содержание фракции меньше 1 мм, которую определили при ситовом анализе;
кГ – коэффициент гигроскопичности;
V1 – объем взятой пробы в мл;
С – навеска почвы (в г), взятая для анализа;
4. Рассмотрим результат анализа на конкретном примере. Взято для механического анализа 10 г почвы (С=10г), общее содержание фракций меньше 1 мм = 88,5% (Н=88,5%), объем цилиндра равен 500 мл /V=500 мл/; коэффициент гигроскопичности равен 1,05 (кГ=1,05), объем суспензии в пипетке равен 25 мл (V1=25). Данные взвешивания проб и расчет процентного их содержания приведены нами в таблице...
5. После расчетов определяют процентное содержание фракций мелкого песка (0,25-0,05 мм), пыли (крупной, средней и мелкой) и ила. Чтобы студенты яснее могли представить принцип расчета, мы приводили схему, на которой указано, в состав какой пробы входит та или иная фракция.
Крупный и средний песок – (1-0,25 мл) – остаток на сите. Мелкий песок (0,25-0,05 мм) – 88,5 % минус сумма всех остальных фракций – в нашем примере.
Если в почве нет фракций крупнее 1 мм (т. е. вся почва прошла через сито с отверстиями 1 мм и в ней нет камней и гравия), то 100% минус сумма всех остальных фракций:
Пример: (0,25-0,05 мм)=88,5 – (П1+Р) = 88,5 – (23,70+11,66)=
Крупная пыль – 0,05- 0,01 мм
Средняя пыль – 0,01 – 0,005 мм
Мелкая пыль – 0,005 – 0,001 мм
Ил - <0,001 мм –
Из схемы видно, что в состав первой пробы входит крупная, средняя, мелкая пыль и ил, а в состав второй пробы – все фракции первой пробы за исключением крупной пыли. Поэтому, зная содержание первой и второй проб, можно по разности вычислить содержание крупной пыли.
(0,05 – 0,01 мм) = П1-П2= % (23,70-15,37 = 8,33)
где П1 – первая проба в %;
П2 – вторая проба в %.
Процентное содержание средней пыли вычисляют по формуле:
(0,005-0,001 мм) = П2-П3 = %(15,37 – 6,09 = 9,28)
где П2 –вторая проба в %;
П3 - третья проба в %;
Содержание мелкой пыли вычисляют по формуле:
(0,005-0,001 мм) = П3 – П4 = в % (6,09 – 4,62 = 1,47)
где П3 – третья проба в %;
П4 – четвертая проба в %;
В состав четвертой пробы входят одни илистые частицы, поэтому вес четвертой пробы соответствует содержанию илистой фракции:
<0,001 мм = П4 (П4= 4,62)
Результаты механического анализа фракций меньше 1 мм записывают в таблицу
Результаты механического анализа (с примерным расчетом)
Генетический горизонт | Глубина взятия образца, см | Гигроскопическая влага, % | Потеря при обработке в % | Содержание фракций в % | Сумма фракций | ||||||
1-0,25 мм | 0,25-0,05 мм | 0,05- 0,01 мм | 0,01-0,005 мм | 0,005-0,001 мм | < 0,001 мм | Физический песок >мм | Физическая глина <0,01 мм | ||||
А | 0,10 | 5,0 | - | 11,66 | 43,14 | 8,33 | 9,28 | 1,47 | 4,62 | 63,13 | 25,37 |
На основании полученных результатов определяют механический состав образца по классификации .
Интервалы времени взятия проб суспензии в зависимости от температуры и удельного веса твердой фазы почвы.
Диаметр частиц (в мм) | Удельный вес | Глубина взятия проб в см | Интервалы взятия проб суспензии в зависимости от t0 | |||
150 | 200 | 250 | 300 | |||
0,05 | 2,40 | 25 | 2 мин 29 сек | 2 мин 12 сек | 1 мин 57 сек | 1 мин 45 сек |
Микроагрегатный анализ почв по
Ход анализа. 1. На технико-химических весах взвесить 10 г почвы, которая была подготовлена для механического анализа, т. е. растертая резиновым пестиком и просеянная через сито с отверстиями 1 мм.
2. Навеску почвы переносят в колбу емкостью 500 мл и приливают 250 мл дистиллированной воды. Колбу закрывают пробкой и оставляют стоять на 24 часа.
3. После 24-х часов настаивания содержимое колбы встряхивают на ротаторе в течение двух часов.
4. Содержимое колбы переносят через сито с отверстиями 0,25 мм в литровый цилиндр (как при механическом анализе).
5. Остаток с сита (микроагрегаты 1-0,25 мм) смывают в предварительно взвешенную фарфоровую чашку, выпаривают воду, затем высушивают в сушильном шкафу и взвешивают.
6. Цилиндр доливают дистиллированной водой до 1 л, перемешивают и берут пипеткой пробы с тем же интервалом как и при механическом анализе, т. е. дальше выполняют анализ точно по методике механического анализа почвы, начиная с третьего пункта.
Определение коэффициента дисперсности и структурности почвы.
На основе данных механического и микроагрегатного анализов можно вычислить показатели дисперсности и структурности почвы, которые характеризуют потенциальную ее способность к оструктуриванию.
Однако необходимо отметить, что все формулы вычисления дисперсности и структурности могут быть применимы только к почвам тяжелого механического состава, начиная от средних суглинков и тяжелее. В песчанных, супесчаных и легко суглинистых почвах проведения этих определений не имеет смысла, т. к. эти почвы обладают благоприятными физическими свойствами и в бесструктурном состоянии.
Фактор дисперсности почвы, или степень ее распыляемости в воде, под которым понимают процентное отношение ила (частиц …. 0,001 мм) «микроагрегатного» к илу «гранулометрическому» определяют по формуле:
Кд= |
где Кд – фактор дисперсности;
а – содержание в почве частиц
< 0,001 мм при микроагрегатом анализе в %;
в – содержание в почве частиц
< 0,001 мм при механическом анализе в %;
Пример: 1. Почва содержит частиц меньше 0,001 мм при микроагрегатом анализе – 5 % (а=5);
2. При механическом анализе содержание частиц < 0,001 мм – 25 % (в=20);
3. Фактор дисперсности
Кд= |
Чем выше значение Кд, тем меньшей прочности микроструктура и, следовательно, структура почвы. Так в солонцах фактор дисперсности может достигать 60-80%. В хорошо оструктуренных почвах этот показатель не превышает 10%.
Обратной величиной «фактору дисперсности» является «фактор структурности», который характеризует устойчивость структурных агрегатов против распыления в воде. Он вычисляется по следующей формуле:
Кс= |
где Кс – фактор структурности;
в – содержание частиц <0,001 мм в % при механическом анализе;
а – содержание частиц <0,001 мм в % при микроагрегатом анализе.
|
|
Плотность почвы (ПП) – это масса абсолютно сухой почвы ненарушенного сложения в единице объема.
Определение плотности сложения почвы методом режущего кольца
Обычно этим методом определяют ПП путем взятия почвенных образцов специальным буром из стенок почвенного разреза при полевом исследовании почв. Для взятия проб применяют цилиндрический бур объемом 100 см… (или 200 см…), высотой 40 мм, с диаметром режущей части 56,4 мм (или соответственно 50,0 и 71,3 мм) – рис. 21
Бур должен быть изготовлен из хорошей стали.
Ход анализа: 1. Зачищают стенку разреза и намечают глубины, с которых будут взяты пробы. Взятие проб начинают со дна разреза, т. к. впоследствии оно засыпается почвой.
2. Врезают бур в стенку в намеченном месте и затем вырезают определенный объем почвы ножом без нарушения ее строения.
3. Обрезают осторожно излишки почвы с обеих концов режущего кольца, переносят в бумажный пакет. Из каждого горизонта берут по три или пять проб, которые переносят в один пакет. В пакет вкладывают этикетку с указанием номера разреза и глубины взятия проб.
4. Одновременно для определения влажности почвы в тех же местах почвенного разреза берут по 10-15 г почвы в алюминиевые бюксы. Влажность почвы определяют согласно методике, данной нами раньше.
5. Почву из бумажных пакетов высушивают в сушильном шкафу до постоянного веса при t=105… С, взвешивают и вычисляют объемный вес почвы по формуле:
ОВ= |
где ОВ – объемный вес г/см3;
а – вес абсолютно сухого образца почвы в граммах;
V – объем бура в см3;
n – число взятых проб;
Пример: 1) Общий вес почвы взятых проб а=320г; 2) Объем бура V=100 см…; 3) Число проб n=3
Формула записи в рабочей тетради:
№ почвенного образца | Глубина взятого образца, см | Объем почвенного бура, см… V | Количество взятых проб n | Вес абсолютно сухой почвы – а | Плотность почвы |
27 | 27-37 | 100 | 3 | 320 | 1,20 |
Определение плотности твердой фазы почвы
Плотность твердой фазы (ПТФ) почвы - это отношение массы твердой фазы почвы к объему, вытесненной воды (или инертной жидкости), абсолютно сухой почвой.
ПТФ почвы зависит от ее минералогического состава и количества находящихся в ней органических веществ. Чем больше почва содержит гумуса, тем меньше ее плотность твердой фазы.
Ход анализа: 1. Сухую почву, просеянную через миллиметровое сито, рассыпают тонким слоем на листке бумаги и отбирают среднюю пробу, примерно 15-20 г.
2. Берут пикнометр емкостью 100 мл, наливают его точно до метки дважды прокипяченной и охлажденной до комнатной температуры дистиллированной водой. Пикнометр с водой взвешивают на аналитических весах и записывают его вес (А).
3. На аналитических весах взвешивают 10 г почвы из средней пробы (m).
4. Выливают воду из пикнометра в химический стакан и в пикнометр через сухую воронку переносят навеску почвы.
5. Промывают воронку от остатков почвы дистиллированной водой из химического стакана в пикнометр.
6. Доводят пикнометр дистиллированной водой до половины объема и кипятят на электроплитке в течение тридцати минут для удаления воздуха из почвы. Кипение должно быть медленным и равномерным.
7. После кипячения пикнометр охлаждают до комнатной температуры, затем доливают дистиллированной водой до метки и взвешивают на аналитических весах (Б).
Плотность твердой фазы почвы рассчитывают по формуле:
ПТФ = · Кг |
где ПТФ – удельный вес почвы;
m – навеска сухой почвы в г;
А – вес пикнометра с водой;
Б – вес пикнометра с водой и почвой после кипячения в г;
Кг – коэффициент гигроскопичности почвы ( для пересчета на абсолютно сухую почву).
Форма записи результатов
№ почвенного образца | Глубина почвенного образца, см | № пикнометра | Навеска сухой почвы, г | Вес пикнометра с водой, г | Вес пикнометра с водой и почвой, г | Плотность твердой фазы почвы г/см.. |
M | А | Б | ПТФ | |||
Расчет общей пористости почвы
Пористость, почвы – это суммарный объем пор в почве, выраженный в %. Пористость зависит от гранулометрического, микроагрегатного состава и структуры почвы, от формы почвенных частиц, плотности их упаковки и т. д.
Пористость почвы вычисляют по формуле:
Р = 1- · 100% |
Содержание воздуха в почве подсчитывают по разности: общая пористость минус влажность почвы, выраженная в объемных процентах. Влажность в объемных процентах получают умножением величины влажности в весовых процентах на величину объемного веса.
С агрономической точки зрения важно, чтобы при высоком содержании воды в почве воздуха было не менее 20-25 % от общей порозности.
Определение структуры почв по
Структурность – это способность почвы распадаться на агрегаты различной величины, формы и сложения, и совокупность этих агрегатов называют структурой.
Совокупность агрегатов размером 0,25 мм называют макроагрегатами, а менее 0,25 мм – микроагрегатами. Агрономически неценными агрегатами являются агрегаты размером от 0,25 до 10 мм. Агрономически ценными считаются агрегаты размером более 10 и менее 0,25 мм. По соотношению между ними рассчитывается коэффициент структурности.
Принцип метода. Метод основан на просеивании сухого почвенного образца, сквозь набор сит сложенных в колонку с диаметром ячеек 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25; мм. Оставшиеся на каждом сите агрегаты взвешиваются и рассчитывается их процентное содержание.
Ход анализа.
1. Из воздушно-сухого почвенного образца отбирают среднюю пробу весом 0,5-1, кг.
2. Выбирают корни, стекло, гальку и другие включения.
3. Пересыпают почвенный образец на верхнее сито диаметром 10 мм,
4. Закрывают крышкой, а под нижним ситом диаметром 0,25 мм должен быть поддон.
5. Просеивают почву, избегая сильных встряхиваний.
6. После этого разъединяют сита, слегка постукивая каждое из них ладонью.
|
С = · 100% где,
С –процентное содержание каждой фракции, %
а – вес определенной фракции, г
в – вес всего почвенного образца, г
8. Результаты анализа записывают в таблицу
Результаты агрегатного анализа
Название почвы | Генетический горизонт. Глубина взятия образца (в см) | Размер агрегатов (в мм) и из содержание (в % от массы воздушно-сухой почвы | ||||||||
Сухое просеивание | ||||||||||
>10 | 10-7 | 7-5 | 5-3 | 3-2 | 2-1 | 1-0,5 | 0,5-0,25 | <0,25 | ||
|
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
