Методы гранулометрического и микроагрегатного анализа почв (стр. 4 )

2. 0,01 н раствор NаОН.

3. Раствор фенолфталеина.

Расчет нормы извести на гектар

Один миллиэквивалент водорода соответствует 50 мг СаСО3 (Са=40; C=12; О3=16·3=48; СаСО3=100; Н2=СаСО3; Н=  =  = 50)

Расчет нормы извести в тоннах на 1 гектар проводят по формуле:

СаСО3=

где Нгидрол – величина гидролитической кислотности почвы в мг-экв на 100 г;

  10 – коэффициент перевода на один килограмм почвы;

  50 – коэффициент для перевода от миллиграмэквивалентов Н к миллиграммам СаСО3;

  ОВ – объемный вес почвы;

  h – мощность (высота) мелиорируемого слоя почвы в метрах;

  10000 – площадь гектара в м2;

  1000 – коэффициент перевода мелиорируемого веса почвы в килограммы;

  1000000000 – для перевода миллиграммов СаСО3 в тонны;

После проведения сокращений формула принимает следующий вид

СаСО3=Нгидрол·5·ОВ·h=  m/га

Пример расчета: Нгидрол=5 мг=экв; ОВ=1,2; h=0,3;

При расчете разумеется, что материал, взятый для известкования, является чистым СаСО3. Но так, как на практике этого почти никогда не бывает, то необходимо в найденную дозу внести поправку на содержание СаСО3. Точно так же, если СаСО3 недостаточно сухой, должна быть сделана поправка на влажность.

Определение рН.

Кислотность почвы обусловлена находящимися, в почвенном растворе ионами водорода и обменными ионами водорода и алюминия в ППК. Количественно она может быть выражена в мг-экв на 100 г почвы и величиной рН, которая представляет собой отрицательный логарифм контрацепции водородных ионов.

Различают следующие формы почвенной кислотности: актуальную, потенциальную.

Актуальная кислотность обусловлена присутствием в почвенном растворе свободных ионов Н+, отдиссоциированных минеральными и органическими кислотами.

Потенциальная кислотность определяется количеством ионов водорода и алюминия находящихся в почвенном поглощающем комплексе. Она подразделяется на обменную и гидролитическую.

Потенциальная кислотность почв, имеет важное значение при решении вопроса о необходимости известкования кислых почв.

Для суждения о кислотности почв определяют рН водной и солевой вытяжки. При этом рН водной вытяжки характеризует актуальную кислотность почвы и определяется на всех типах почв, рН солевой вытяжки определяется только на кислых почвах.

Определение рН водной и рН солевой вытяжки потенциометрически.

Принцип метода. Потенциометрический метод определения рН почв сводится к изменению электродвижущей силы, которая возникает при опускании в почвенную суспензию (водную или солевую вытяжку) двух различных электродов: измерительного и электрода сравнения. В качестве электрода сравнения применяется хлор-серебряный электрод, а в качестве индикаторного – стеклянный.

Вытяжку готовят при взаимодействии почвы с дистиллированной водой (водная) или раствором КСl (1н) солевая при отношении почвы к раствору 1:2,5.

Ход анализа:

1. Из подготовленного для анализа образца почвы берут пробу массой 40 г, помещают в коническую колбу вместимостью 200 см3.

2. а) К навеске почвы прибавляют 100 мл дистиллированной воды (водная вытяжка).

  б) К навеске почвы приливают 100 мл 1 н. КСl (солевая вытяжка).

3. Перемешивают почву с раствором КСl в течение 1 минуты, а с раствором воды в течении 3 минут на встряхивателе или электромешалке.

4. Затем в полученной суспензии определяют величину рН на рН-метре,

а) Подготавливают электроды для измерения. При подготовке электродов их вымачивают в 0,1 н НСl 5-7 суток до установления постоянного потенциала.

б) Проводят настройку рН-метра по буферным растворам с рН 4,01; 6,86; 9,18;

в) После настройки прибора в стакан с суспензией почвы погружают стеклянный электрод и электрод сравнения. Спустя 1,5 минуты измеряют рН.

г) Во время работы настройку прибора периодически проверяют по буферному раствору с рН 4,01.

5. За результат анализа принимают значение единичного определения рН со шкалы прибора с точностью не ниже 0,1 единицы рН.

Классификация реакции среды почв по показателям рНн2о и рНксl

Реакция почвенной среды	рНн2о	РНксl
Очень сильнокислая	<3	<4,0
Сильнокислая	3-4	4,1-4,5
Среднекислая	4-5	4,6-5,0
Слабокислая	5-7	5,1-6,0
Нейтральная	7	>6,0
Слабощелочная	7-8	-
Среднещелочная	8-9	-
Сильнощелочная	9-11	-
Очень сильнощелочная	>11	-

Реактивы: 1) раствор КСl 1н. (рН 5,6-6,0), 2) раствор НСl 0,1 н, 3) дистиллированная вода, 4) буферные растворы с рН: 4,01; 6,86; 9,18.

Определение окислительно-восстановительного потенциала почв

Значение анализа.

Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) служит мерой напряженности и направленности окислительно-восстановительных процессов в почве. Величину ОВП обозначают как Еh и измеряют в мВ. Окислительно-восстановительный потенциал определяется уравнением (при 20 0 С):

Еh = Е0+  lg  ; [мВ]

Где n – число электронов, участвующих в реакции,

  а0x – активность (концентрация) окислителя

  аrеd – активность (концентрация) восстановителя.

  Е0 – нормальный потенциал данной окислительно-восстанотельной системы, т. е. тот потенциал который возникает на электроде при погружении в раствор, 1 н. по отношению к окислителю и восстановителю (справочные данные).

Окислительно-восстановительный потенциал определяют в почве (в поле и в лаборатории), в почвенных растворах и в природных водах.

Величина Еh является характеристикой для отдельных типов почв и определяет подвижность и усвояемость окисленных и восстановленных форм соединений.

Диапазон изменения Еh в почвах чаще всего находится в пределах от +800 мВ до – 300 мВ. В подзолистых и дерново-подзолистых почвах оптимальное значение Еh лежит в пределах 550-750 мВ; в черноземах 400-600 мВ. Из этих данных следует, что в щелосной среде восстановление происходит при более низких значениях ОВП, так как восстановление соединений за счет ионов водорода в данном случае ограничено. Поэтому в щелочных почвах оптимум Еh лежит ниже, чем в кислых. С целью получения сравнительных данных по окислительно-восстановительным условиям в почвах, имеющих разное значение рН в почвоведение применяют показатель rН2, значение которого можно вычислить по формуле:

rН2=  + 2рН.

Если величина rН2>27, то в почве преобладают процессы окисления. При rН2<27 наблюдается преобладание восстановительных процессов, а при rН2<20 протекают интенсивные восстановительные процессы, данная величина rН2 свойственна глеевым почвам.

Принцип метода. Для определения ОВП в исследуемый субстрат вставляют измерительный электрод (платиновый или платинированный) и электрод сравнения (чаще хлор-серебрянный или каломельный). Через определенный промежуток времени при достижении равновесия измеряют на потенциометре величину Еh в мВ, равное разности потенциалов между измерительным и вспомогательным электродами и пересчитывают полученные на приборе показания на показания стандартного водородного электрода:

При знаке измерительного электрода (+) величина Еh равняется:

Еh=Евсп+отсчет прибора

При знаке измерительного электрода минус (-) величина Еh равняется

Еh=Евсп-отсчет прибора.

Евсп – величина Ер вспомогательного электрода, которая берется из справочников и зависит от температуры почвы

Ход анализа

Определение ОВП в полевых условиях.

В полевых условиях плотно вставляют электроды в почву (в вертикальную стену разреза) на глубину 5-7 см на расстоянии 8-10 см друг от друга. Измерения проводят в середине каждого генетического горизонта. Через 20 минут, после установления электродов определяют ОВП по показанию потенциометра (одновременно измеряют температуру и рН).

При проведении стандартных исследований измерительные электроды в трех повторностях вставляют в исследуемые горизонты почвы ненарушенного слежения, заглубляя их на 10-20 см. Почвенный разрез закапывают, укладывая горизонты в той же последовательности, как они находились в естественном виде, без перемешивания, стараясь сохранить плотность почвенного профиля по возможности без изменения. Клеммы электродов выводят на поверхность и герметизируют под стеклянными колпаками. Подводящие провода должны быть экранированы. При проведении измерений клеммы зачищают, вставляют в почву электрод сравнения и определяют Еh на потенциометре. Как правило, те же горизонты закладывают датчики измерения температуры.

Определение ОВП в лабораторных условиях

В лабораторных условиях ОВП определяют на потенциометрах в образцах почв с ненарушенным сложением, которые берут в цилиндры, применяемые для определения плотности почвы. Длительное нахождение почвы в цилиндрах ведет к изменению первоначального потенциала.

В лабораторных модельных опытах ОВП целесообразно измерять на постоянно устанавливаемых протарированных электродах. Измеряя Еh суспензии почв,  принимают время установления сорбционного равновесия, равное 5 минутам. При этом электроды погружают в жидкость таким образом, чтобы платиновый электрод не касался дна или стенок сосуда.

Как правило, измерения проводят несколько раз и вычисляют среднеарифметическую величину при выбраковке резко отличающихся данных согласно методам вариационной статистики.

Перед началом работы измерительные электроды должны быть проверены по буферным растворам с известным значением ОВП.

Достоинством потенциометрии является  то, что электроды можно использовать в полевых условиях для изучения кислотно-щелочного и окислительно-восстановительного потенциала в зоне ризосферы. При этом можно изучать и суточную и сезонную динамику процессов.