Состав и свойства почв. Методическое пособие (стр. 2 )

Определить механический состав почвы, результат записать в рабочую тетрадь.

Заключение (пример): механический состав почвы легкосуглинистый, что является оптимальным для большинства сельскохозяйственных культур.

Занятие 2. Количественное определение в почве гумуса визуальным методом. Определение в почвенном перегное различных групп органических веществ

Задание 1. Количественное определение в почве гумуса визуальным методом

При определении содержания гумуса в почве часто пользуются визуальным методом. При этом исследуемый образец сравнивают по цвету с образцом, содержание гумуса в котором точно определено по методу .

Справочные сведения

Обеспеченность почв Нижегородской области гумусом:

крайне бедные	менее 1%
бедные	1-2%
недостаточно обеспеченные	2-3%
средне обеспеченные	3-4%
хорошо обеспеченные	более 4%

Рассмотреть шкалу гумуса, сравнить исследуемый образец со шкалой,  оценить содержание гумуса, результат записать в тетрадь.

Оборудование: шкала гумуса

Заключение (пример): в исследуемой почве гумуса 1,5%. Почва бедна гумусом, необходимо внесение органических удобрений.

Задание 2. Определение в почвенном перегное различных групп органических веществ (качественный состав гумуса)

Гумус почвы – сложный комплекс специфических для почвы органических соединений. Он состоит из следующих групп веществ:

Гуминовые кислоты – темноокрашенные соединения, растворимые в слабых щелочах. Фульвокислоты – светлоокрашенные соединения, растворимые в слабых щелочах, кислотах и нередко в воде. Гумины – органические вещества, прочно связанные с минеральной частью почвы, нерастворимые в слабых щелочах. В почвах различных типов состав гумуса неоднороден. В черноземных почвах, например, преобладает группа гуминовых кислот, в почвах подзолистых – фульвокислоты, нерастворимых же групп перегноя больше в сероземах и красноземах. Все группы почвенного гумуса играют большую роль как в почвообразовательном процессе, так и в формировании почвенного плодородия. Выделение из почвы различных групп гумусовых веществ производится по следующей схеме.

П о ч в а Обработка раствором NaOH
В фильтрате черно-бурый раствор (гуминовые кислоты и фульвокислоты)	На фильтре нерастворимые гумусовые вещества (гумин)
Обработка соляной кислотой
В фильтрате соломенно-желтый раствор (фульвокислоты)	На фильтре осадок (гуминовые кислоты)

Ход работы. Взять около 20 г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с диаметром отверстий в 1 мм,  поместить ее в колбу. Залить почву 50 мл 10%-ным раствором NaOH, тщательно взбалтывать через каждые 5 мин, взбалтывание повторять  в течение 20 мин.

Профильтровать полученную суспензию; при этом в почве останется нерастворимая часть перегноя (гумин), а растворимая его часть (гуминовые кислоты и фульвокислоты) будет находиться в растворе.

Нейтрализовать фильтрат, прибавляя к нему небольшими порциями 10%-ную соляную кислоту. В результате в осадок выпадут гуминовые кислоты, а фульвокислоты останутся в растворе.

Профильтровать полученную суспензию. На фильтре будут гуминовые кислоты, а в растворе – фульвокислоты.

Состав органического вещества исследованной почвы записать, познакомившись с внешними признаками выделенных групп перегноя почвы.

Оборудование: 3 колбы емкостью в 250 мл, воронка, 2 фильтра.

Заключение (пример): гумус исследованной почвы состоит из:

гумина – мало, гуминовые кислоты – мало, фульвокислоты.

Качественный состав гумуса плохой, необходимо внесение органических удобрений.

Реактивы:

10%-ный раствор NaOH (100 г вещества на 1 л раствора); 10%-ный раствор HCI (236,4 мл концетрированной соляной кислоты на 1 л раствора).

Занятие 3. Определение легкорастворимых форм соединений (качественный анализ водной вытяжки)

Задание 1. Определение легкорастворимых форм соединений (качественный анализ водной вытяжки)

Часть жидкой фазы почвы, находящаяся в свободном состоянии и заполняющая капиллярные и некапиллярные поры в почве, называется почвенным раствором.

Химический состав почвенного раствора, его реакцию и концентрацию изучают методом водной вытяжки.

По степени растворимости в воде простые соли разделяются на легко-, средне - и труднорастворимые. Легкорастворимые соли - хлориды: NaCI, MgCI2, CaCI2; сульфаты: Na2SO4 и MgS04, а также бикарбонаты: NaНСО3,  Са(НСО3)2, Mg(HC03)2 и карбонат натрия Na2C03, нитраты и аммонийные соли. Они полностью переходят в водную вытяжку в момент взаимодействия почв с водой.

Среднерастворимая соль CaS04x2H20 (гипс) и труднорастворимые карбонаты MgCO3 и СаСО3, а также фосфаты кальция, железа и алюминия переходят в вытяжку частично.

Из легкорастворимых соединений наиболее вредными для растений являются: сода (Na2C03), хлориды (NaCI, MgCI2 и СаСI2) и сульфат натрия Na2S04. Соли азотной кислоты (HNO3), являясь легкорастворимыми, очень важны для растений. Из среднерастворимых соединений безвредными солями являются карбонаты кальция и магния, а также сульфат кальция (гипс). Вредное влияние на растения оказывают гидраты закиси железа, а гидраты окиси железа безвредны.

Учет общего количества легкорастворимых солей, содержащихся в почвах, очень трудоемок, поэтому зачастую ограничиваются лишь качественными испытаниями содержания в почвах наиболее часто встречающихся солей.

В незасоленных почвах можно определить кислотность водной вытяжки (рН), сделать качественные реакции на присутствие соды (Na2C03), хлоридов (СI ˉ), сульфатов (S042-), нитратов (NO3ˉ), фосфатов (Р043ˉ), а также калия (К+) и кальция (Са2+).

Приготовление вытяжки. На технических весах берут навеску почвы 50 г, помещают в колбу, куда приливают  100 смі дистиллированной воды. Содержимое взбалтывается 2-3 мин  и фильтруется через двойной фильтр.

Фильтр помещают в воронку так, чтобы он лежал на 0,5-1 см ниже края воронки. Нельзя допускать, чтобы фильтр был выше воронки; в этом случае раствор, поднимаясь по капиллярам бумаги, образует "выцветы" солей на краю фильтра и тем снижает концентрацию их в фильтрате.

Перед тем как вылить вытяжку на фильтр, содержимое склянки или колбы встряхивают, чтобы взмутить навеску, и на фильтр стараются перенести по возможности всю почву. Почва забивает поры фильтра, задерживает коллоидные частицы и тем способствует получению прозрачного фильтрата. При выливании струю суспензии направляют на боковую двойную стенку фильтра, но не на дно фильтра, так как при выливании на дно бумага может легко порваться от удара струи почвенной суспензии.

Первые порции фильтрата часто бывают мутными, поэтому их следует несколько раз переносить обратно на фильтр. Если почва не щелочная и богата растворимыми солями, что имеет место при исследовании засоленных почв, не содержащих иона натрия, фильтрация вытяжки идет быстро и фильтрат с первых же капель получается прозрачным без какой-либо опалесценции, так как катионы солей препятствуют переходу коллоидов почвы в раствор.

Если почва содержит мало растворимых солей и к тому же имеет щелочную реакцию, коллоидные частицы забивают поры фильтра и фильтрация идет медленно. К анализу вытяжки приступают по окончании фильтрации, так как состав первой и последующих порций фильтрата может быть различным в отношении некоторых компонентов.

Проба на Na2C03 (соду). В пробирку отливают 5 мл вытяжки и прибавляют к ней 2-3 капли индикатора фенолфталеина. Слабое порозовение свидетельствует о наличии небольшого количества соды, порядка тысячных долей процента иона СО32ˉ. Интенсивное порозовение указывает на наличие десятых долей процента СО32ˉ. При отсутствии соды окраска вытяжки при добавлении фенолфталеина не меняется /может появиться некоторое помутнение/.

Проба на СIˉ (хлориды). Берут в пробирку 5 мл водной вытяжки, подкисляют её 10%-ным раствором азотной кислоты (не содержащей НСI), добавляют несколько капель 0,1-нормального раствора Ag N03 (азотнокислого серебра-ляписа) и энергично взбалтывают.

При отсутствии хлоридов вытяжка остается прозрачной. Слабое помутне­ние наблюдается при наличии в почве тысячных долей процента хлоридов, сильное - при наличии сотых долей. При очень больших количествах СIˉ (десятые доли процента и больше) выпадает обильный хлопьевидный осадок хлористого серебра (AgCl).

Проба на S042- (сульфаты). 5 мл вытяжки помещают в пробирку, подкисляют двумя каплями 10%-ного раствора соляной кислоты, прибавляют 2-3 см3 20%-ного раствора хлористого бария (BaCI) и перемешивают. Отсутствие помутнения свидетельствует о том, что вытяжка не содержит сульфатов. Медленно появляющаяся муть указывает на наличие тысячных долей процента S042ˉ. Большой осадок, обычно оседающий на дне, указывает на наличие десятых долей процента сульфат-иона.

Проба на N03ˉ (нитраты). 5 см3 фильтрата перенести в пробирку и по каплям прибавить раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте. При наличии нитратов раствор окрашивается в синий цвет.

Проба на Р043ˉ (фосфаты).  К 5 мл фильтрата добавить 1 мл сульфат-молибденовой жидкости. Нагреть содержимое пробирки на огне спиртовки. Выпадение осадка свидетельствует о наличии в водной вытяжке фосфат-иона.

Проба на К+ (калий). В пробирку с 5 мл водной вытяжки всыпать около 0,1 г сухого реактива кобальтнитрита Na. Тщательно взболтать содержимое пробирки и нагреть на огне спиртовки. Появление осадка свидетельствует о присутствии в вытяжке катиона калия.

Проба на Са2+ (кальций). 5 см3 фильтрата подкислить 1-2 каплями 10%-ного раствора НСI и добавить 2-3 см3 4%-ного раствора щавелевокислого аммония (оксалата аммония). Выпадающий белый осадок щавелевокислого кальция свидетельствует о содержании Са2+ в количестве десятых долей процента, легкое помутнение раствора свидетельствует о наличии сотых долей процента Са2+.