Агрохимический анализ почвы (стр. 1 )

  АГРОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВЫ

Анализ почвы позволяет определить в ней содержание питательных веществ, а так же изучить те свойства почвы, которые оказывают непосредственное влияние на рост и развитие растений,  использование ими элементов из почвы и удобрений. С этой целью в пахотном слое почвы определяют содержание подвижных форм азота, фосфора, калия, микроэлементов, разные формы кислотности и др. Для проведения аналитической работы необходимо правильно взять пробу почвы. Смешанный образец отбирают из 5 – 6 мест делянок. Средняя проба должна составлять 500 – 600 г. Свежую почву просеивают через сито с диаметром отверстия 3 мм, сухую – 1 мм.

Основные питательные элементы – азот, фосфор и калий – находятся в почве в усвояемых и неусвояемых растениями формах. Эффективное плодородие почв зависит от степени обеспеченности их усвояемыми соединениями этих элементов.

Навески почвы взвешиваются на технических весах. Вся аналитическая работа проводится с двумя параллельными навесками.

Методы определения азота в почве

Известно, что при определении запасов питательных веществ в почве с помощью химических методов наиболее сложным является установление обеспеченности растений доступным азотом.

Азот занимает особое место среди основных макроэлементов. В верхнем слое почв он на 94 – 98 % входит в состав органических соединений.

Содержание общего азота, хотя и считается основным показателем потенциального плодородия, не дает возможности судить об обеспеченности растений усвояемым азотом.

Общий азот определяют после сжигания почвы  концентрированной H2SO4.

Минерализация органического азота зависит от многих факторов: интенсивности и направленности биохимических процессов, которые зависят от свойств, агротехники и климатических условий.

Обеспеченность растений азотом характеризуется содержанием в почве усвояемого азота.

Часть его составляет нитратная форма, которая определяется в водной вытяжке, другая – поглощенный аммоний – в солевой 0,1н KCl вытяжке.

Минеральный N характеризует текущие запасы усвояемого азота на момент взятия пробы. Он является непосредственным источником питания растений.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕГКОГИДРОЛИЗУЕМОГО АЗОТА

ПО МЕТОДУ И. В. ТЮРИНА И М. М. КОНОНОВОЙ

Содержание легкогидролизуемого азота в почве является суще­ственным показателем уровня эффективного плодородия почвы. Большинство почв имеет невысокое содержание доступного для ра­стений азота, примерно 1% от общего его количества.

Принцип метода. При обработке почвы в условиях пониженной температу­ры 0,5-нормальным раствором серной кислоты в вытяжку переходят аммоний и нитраты, а также азот легкогидролизуемых органичес­ких соединений, входящих в состав аминокислот и амидов.

Затем нитраты восстанавливают с помощью смеси цинковой пыли и железа, а органические соединения окисляют добавлением к вытяжке концентрированной серной кислоты (уд. вес 1,84) и хро­мовой кислоты или бихромата калия. Таким образом все минераль­ные и гидролизуемые органические соединения азота будут пере­ведены в аммиак, который связывается избытком серной кислоты и образует сульфат аммония. Дальнейшее определение азота ведут путем отгона аммиака на аппарате Къельдаля. Соотношение почвы и раствора 1:5.

Ход анализа. 20 г воздушно-сухой почвы помещают в колбу емкостью 250 мл, прибавляют 100 мл 0,5-нормальной серной кисло­ты. Содержимое взбалтывают в течение 3-х минут и оставляют на 16-18 - часов.

Если расписание занятий не позволяет накануне залить почву 0,5-нормальной серной кислотой, тогда 16-18-часовое отстаивание следует заменить непрерывным взбалтыванием в течение часа. Ре­зультат в этом случае будет заниженным.

Затем вытяжку полностью отфильтровывают через сухой склад­чатый фильтр. Берут пипеткой 50 мл фильтрата в коническую кол­бу емкостью 100-200 мл, прибавляют для восстановления нитратов 0,5 г смеси металлического железа и цинка и нагревают содержи­мое колбы до кипения. После охлаждения прибавляют 5 мл концен­трированной серной кислоты (уд. вес 1,84) и выпаривают на сла­бом газовом пламени или электрической плитке до появления бе­лых паров (содержащих SO2) и побурения жидкости.

Затем приливают 2 мл 20%-ного раствора хромовой кислоты или 2,5 мл 10% раствора двухромовокислого калия (К2Сг2О7), зак­рывают колбочку маленькой воронкой (трубкой внутрь) и энергич­но кипятят в течение приблизительно 10 минут до полного позеле­нения жидкости.

После охлаждения колбы ее содержимое переливают в отгонную колбу емкостью 300-500 мл аппарата Къельдаля, промывают первую колбочку несколько раз дистиллированной водой с таким расчетом, чтобы общее количество жидкости было не менее 100-200 мл. Од­новременно в приемный стакан емкостью 250-300 мл наливают 15 мл 0,02 нормальной серной кислоты, прибавляют 5 капель индикатора кон­го красного. Конец стеклянной трубки, отходящей от холодильни­ка, должен быть погружен в титрованный раствор серной кислоты. Затем в отгонную колбу прибаляют 20 мл 50% NaOH, опускают кусочек цинка для равномерного кипения и присоединяют колбу к каплеуловителю, который соединен через холодильник со стеклян­ной трубкой, опущенной в приемник с 15 мл 0,02-нормальной сер­ной кислоты. При выполнении этой работы необходимо помнить, что перед началом отгона на аппарате Къельдаля необходимо подготовить приемник с титрованным 0,02-нормальным раство­ром серной кислоты, в которую погрузить конец стеклянной труб­ки, отходящей от холодильника и лишь тогда приливать щелочь к исследуемому раствору в отгонную колбу (вместо серной кислоты в приемник можно налить 15 мл раствора Н3ВО3).

Если поступить наоборот, то аммиак улетучится. Аммиак от­гоняют в течение от 30 минут до 1 часа. Конец отгона можно про­верить пробой на красную лакмусовую бумагу (не должна синеть) или реактивом Несслера. При отгоне необходимо следить за окрас­кой индикатора в приемнике: в случае перехода синей окраски в розовую (если в качестве индикатора прилит Конго красный), нуж­но быстро долить 3-5 мл 0,02 нормальной серной кислоты (запи­сать и учесть это количество в стакане-приемнике при вычислении результатов). Часть взятой кислоты в стакане-приемнике пойдет на связывание аммиака, остаток же несвязанной серной кислоты оттитровывают 0,02 нормальным раствором NaOH до перехода сине­го цвета раствора в розово-красный. Перед титрованием содержи­мое стакана необходимо прокипятить для удаления углекислоты. Если в приемном стакане была борная кислота, то связавшийся с ней аммиак оттитровывают 0,01 м серной кислотой по индикатору Гроака.

Вычисляют количество подвижного азота в почве, имея в виду, что 1 мл 0,02 - нормального раствора серной кислоты соответству­ет 0,28 мг азота.

Количество гидролизуемого азота (х), в мг на 100 г воздушно-сухой почвы находят по формуле:

X = (15Т1 - аТ2) · 0,28 · 100,

где 15 - миллилитровы 0,02-нормальной серной кислоты, взятой в приемную колбу при отгоне аммиака, Т1 - поправка к ее титру, а - миллилитры 0,02-нормальной щелочи, израсходованной на титро­вание не связанной аммиаком серной кислоты, Т2 - поправка к ее титру, 0,28 - миллиграммы азота, отвечающие 1 мл 0,02-нормаль­ной серной кислоты.

При использовании для связывания отгоняемого аммиака в приемном стаканчике борной кислоты результаты анализа вычис­ляют по формуле:

где Y - объем серной кислоты, пошедшей на титрование бората аммония после отгона аммиака, мл, Y1 - объем серной кислоты при холостом определении, С - молярная концентрация эквивалента серной кислоты (1/2H2SO4) моль/дм3; 0,28 - масса азота, соответ­ствующая 1 мл точно 0,01 м раствора H2SO4, идущего на связыва­ние азота, мг; 100 - коэффициент для пересчета на 100 г почвы; Y2 - общий объем анализируемой пробы, мл; mа - масса почвы, г; Y3 - объем пробы, взятой для отгона.

Данные по содержанию легкогидролируемого азота в почве могут быть использованы для ориентировочного определения нуж­даемости почв в азотных удобрениях. Примерная группировка почв по обеспеченности их легкогидролизуемым азотом дана в табл. 1.

Таблица 1

Группировка почв по обеспеченности легкогндролизуемым азотом (мг на 100 г почвы при рН 6 и выше) по Тюрину к Кононовой

Класс	Обеспеченность почвы	Зерновые культуры	Корнеплоды	Овощные многолетние
1	Очень низкая	<3	<4	<5
2	Низкая	3-4	4-5	5-7
3	Средняя	4-5	5-7	7-10
4	Повышенная	5-7	7-10	>10
5	Высокая	7-10	>10
6	Очень высокая	>10

Содержание легкогидролизуемого азота в почве рекомендуется пересчитывать в кг/га, принимая массу пахотного горизонта – 30 см равной 3000000 кг

       

N, кг/га=Nмг/100г *3000000*10/1000*1000=Nмг/100*30

где 3000000 – средняя масса почвы пахотного горизонта, кг на площади одного га; 10 – для пересчета 100 г на 1 кг; 1000 – для перевода мг в г; 1000 – для перевода г в кг.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АММИАЧНОГО АЗОТА, НАХОДЯЩЕГОСЯ

В ПОЧВЕ В ПОГЛОЩЕННОМ СОСТОЯНИИ

       Аммиак в почве находится в связанном состоянии в виде различных солей, растворимых в почвенной воде, и в поглощенном состоянии. В поглощенном состоянии его значительно больше, чем в растворенном. Для определения поглощенного аммония используют солевые вытяжки.

Принцип метода.  Поглощенный аммоний вытесняют из почвы 0,1-нормальным раствором хлористого калия. Определение аммония про­водят колориметрическим методом с помощью реактива Несслера, который с ионом аммония дает соединение, окрашенное в оранже­вый цвет. Интенсивность окраски испытуемого раствора и образцо­вых растворов измеряют на фотоэлектроколориметре. Результат анализа выражают в мг азота на 100 г сухой почвы.