Методы гранулометрического и микроагрегатного анализа почв (стр. 3 )

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.

Пример: 1) а=5%; в=25% 2) Кс=  =  =  = 50%

Плотность почвы (ПП) – это масса абсолютно сухой почвы ненарушенного сложения в единице объема.

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:

  Схема 1.(обменная кислотность).

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

       

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 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:

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.