Поглотительная способность почв

 

    Всякая почва характеризуется определенными физическими, химическими и физико-химическими свойствами, от которых зависит ее плодородие. Накопление в почве элементов зольной и азотной пищи растений в процессе почвообразования тесным образом связано со свойствами почвы поглощать и удерживать различные растворенные в воде соединения, а также пары и газы. Это свойство почвы называется поглотительной способностью. К.К. Гедройц выделил пять видов поглотительной способности почв: механическую, биологическую, физическую, химическую и физико-химическую.

   

Задание 1 Определение поглотительной способности почвы

    Материалы и оборудование: образцы почвы различного механического состава, штатив с пробирками, колбы вместимостью 250 и 500 мл, стаканы, воронки, фильтры, марля, фарфоровые чашки, 5-процентный раствор кислого фосфорнокислого калия или натрия, раствор хлористого калия, щавелевокислый аммоний, раствор метиленовой синьки или фиолетовые чернила, технические весы с разновесами, эксикатор, горелки.

    Пояснения к заданию и ход работы:

1) для определения химической поглотительной способности почвы в колбу вместимостью 250 мл налить 20 мл 5-процентного раствора кислого фосфорнокислого калия К₂НРО₄ или натрия Nа₂НРО₄ и насыпать 20 г предварительно взвешенной воздушно-сухой почвы пахотного слоя;

    2) после 30-минутного периодического взбалтывания дать смеси отстояться и отфильтровать ее. Фильтрат должен быть прозрачным. Для этого надо переливать смесь на фильтр осторожно, малыми порциями, особенно вначале;

    3) 10 мл фильтрата налить в предварительно взвешенную фарфоровую чашку и выпарить на песочной или водяной бане досуха. Чашку вторично взвесить и определить массу минерального остатка;

    4) рассчитать поглотительную способность почвы, рассуждая следующим образом: в 20 мл раствора кислого фосфорнокислого калия содержался 1 г соли. Значит, в 10 мл фильтрата должно содержаться 0,5 г кислого фосфорнокислого калия, если бы почва его не поглотила.

    Масса минерального осадка в опыте равна 0,2 г, следовательно, 0,3 г кислого фосфорнокислого калия поглощены 10 г почвы. Тогда 20 г почвы поглотят 0,6 г соли, что составит 60%. Это и будет показателем поглотительной способности данного образца почвы;

    5) для определения механического поглощения пропустить через слой почвы в воронке воду с тщательно растертой и размешанной в ней любой другой почвой (2-3 г). Взмученные в почве частицы будут задерживаться в порах заполняющей воронку почвы, которая выполняет роль фильтра. Вытекающий из воронки фильтрат будет прозрачным. Появление в нем иногда легкой мути объясняется наличием тонких взвешенных в воде частиц, диаметр которых меньше диаметра пор испытуемого образца почвы;

    6) физическое поглощение можно обнаружить, пропуская через почву воду, слегка подкрашенную метиленовой синькой. Из воронки будет поступать бесцветный прозрачный фильтрат, так как молекулы красящего вещества адсорбируются поверхностью коллоидных частиц вследствие действия молекулярных сил;

    7) для опыта с физико-химическим поглощением (обменное поглощение) следует взять черноземную почву и обработать ее в воронке хлористым калием. При этом ионы кальция, содержащиеся в почве, будут вытесняться ионами калия, и переходить в фильтрат. Эту реакцию обмена можно представить следующей схемой: (почва) Са + 2КСl  = (почва) 2К + СаСl₂.

    Наличие кальция в фильтрате можно установить, прилив к нему раствор щавелевокислого аммония, в присутствии которого образуется белый осадок.

    Для сравнения нужно обработать почву дистиллированной водой. Фильтрат, полученный после обработки почвы водой, никакой реакции с щавелевокислым аммонием не даст.

 

 

Кислотность почвы

    Кислотность – важнейшая агрономическая характеристика почвы и экологический фактор, который необходимо учитывать в практике сельского хозяйства. Повышенная кислотность почв ухудшает рост и развитие растений, подавляет жизнедеятельность полезных бактерий, способствует развитию почвенных грибов и болезнетворных микроорганизмов, ухудшает физико-химические свойства почвы и т.п.

    Для каждого растения существует определенный, наиболее благоприятный интервал кислотности (таблица 1.9.1).

Реакция почвенной среды определяется соотношением в ней водородных и гидроксильных ионов. Обычно для характеристики реакции раствора (кислотности почвы) пользуются величиной рН (отрицательный логарифм концентрации водородных ионов).

 

   Таблица 1.9.1 – Оптимальные значения рН для сельско- хозяйственных культур

 

Культуры	Интервалы рН	Культуры	Интервалы рН
Люцерна …………	7,2-8,0	Горох ………………	6,0-7,0
Сахарная и столовая свекла	6,7-7,5	Клевер ……………..	6,0-7,0
Капуста …………..	6,0-7,1	Лен …………………	5,5-6,5
Озимая пшеница …	6,3-7,7	Картофель ………….	5,0-5,5
Озимая рожь ………	5,0-7,7	Брюква и люпин …...	4,8-5,5
Яровая пшеница …..	6,0-7,3	Яблоня ……………...	5,5-6,0
Кукуруза …………..	6,0-7,5	Груша, вишня, слива..	6,5-7,0
Овес ……………….	5,5-7,5

                  

По степени кислотности (величине рН) почвы делят на следующие группы

Сильнокислые …………..	<4,5		Близкие к нейтральным	5,6-6,0
Среднекислые …………..	4,6-5,0		Нейтральные ………….	6,1-7,0
Слабокислые ……………	5,1-5,5		Щелочные …………….	7,1-8,0
			Сильнощелочные ……..	> 8,1

    Различают два вида почвенной кислотности: актуальную (активную) и потенциальную (скрытую), или пассивную.

    Актуальной кислотностью называют концентрацию ионов водорода в почвенном растворе. Она обусловлена наличием в почвенном растворе органических и минеральных кислот, создающих определенную степень подкисления. Для определения актуальной кислотности почву промывают водой и в водной вытяжке устанавливают концентрацию водородных ионов (рН водной вытяжки).

    Однако есть почвы, которые не дают с водой кислых вытяжек, а при обработке растворами солей показывают кислую реакцию. Это уже другая форма кислотности – пассивная (потенциальная).

    Потенциальной кислотностью называют способность твердой фазы почвы подкислять раствор при взаимодействии с солями. Она обусловлена ионами Н⁺ или Al³⁺, которые находятся в поглощенном почвой состоянии.

    В зависимости от того, какие соли используют для выявления потенциальной кислотности, ее подразделяют на обменную и гидролитическую.

    Обменная кислотность почвы – та часть потенциальной кислотности, которая выявляется при вытеснении из почвы июнов Н⁺ или Al³⁺ раствором нейтральной соли (KCl, NaCl, BaCl₂). Чаще всего для этой цели используют 1 н. раствор KCl

 

[ППК] Н + КСl

[ППК]K + HCl

 

[ППК]Al + 3 KCl

[ППК]

К К К

+ AlCl3

 

AlCl3 + H2O

Al(OH)3 + 3 HCl

 

где ППК – почвенный поглощающий комплекс.                                          

    Обменную кислотность также выражают величиной рН, но указывают, что это рН солевой, а не водной вытяжки.

    Обменная кислотность всегда выше актуальной, так как при ее определении одновременно учитывают и водородные ионы, находившиеся в почвенном растворе. Обменную кислотность необходимо учитывать при внесении в почву удобрений.

    Гидролитической кислотностью называют потенциальную кислотность почвы, которая образуется при вытеснении из почвы ионов Н⁺ или Al³⁺ раствором гидролитически щелочной соли (т.е. соли сильного основания и слабой кислоты). Чаще всего для этой цели используют 1 н. раствор CH₃COONa

 

[ППК]

H H H

+ 3 CH3COONa

[ППК]

Na Na Na

+ 3 CH3COOH

 

[ППК]Al + 3 CH3COONa

[ППК]

Na Na Na

+ (CH3COO) 3Al

 

(CH3COO) 3Al + 3H2O

Al(OH)3 + 3 CH3COOH

    Гидролитическую кислотность выражают в мг\экв на 100 г почвы и обозначают символом Н.

    Знание гидролитической кислотности почвы необходимо для того, чтобы судить о степени ненасыщенности почв основаниями, вычисления емкости поглощения кислых почв, установления дозы извести при известковании кислых почв, а также для обоснования возможности замены суперфосфата фосфоритной мукой.

Задание 1 Определение актуальной и обменной кислотности почвы

    Материалы и оборудование: образцы почв, весы с разновесами, прибор Н.И. Алямовского, 1 н. раствор KCl (74,56 г соли растворяют в 400-500 мл дистиллированной воды и доводят объем до 1 л). Раствор должен иметь рН 5,6-6,0. В противном случае добавляют по каплям 10-процентный раствор HCl или КОН до получения заданной величины рН.

    Пояснения к заданию. Определение кислотности почвы чаще всего проводят потенциометрическим и колориметрическим, или цветным, методом по шкале Н.И. Алямовского. Колориметрический метод основан на свойствах некоторых веществ, называемых индикаторами, менять окраску при изменении реакции среды.

    Ход работы:

1) из смешанного образца отвесить 20 г почвы и насыпать в коническую колбу вместимостью 100 мл;

    2) прилить к почве 50мл 1 н. раствора KCl (если определяют обменную кислотность) или 50 мл дистиллированной воды (если определяют актуальную кислотность);

    3) закрыть колбу чистой пробкой и хорошо взболтать в течение 5 мин;

    4) дать жидкости хорошо отстояться до полного осветления в течение 18-24 ч;

    5) перенести пипеткой 5 мл прозрачной почвенной вытяжки в чистую пробирку и добавить туда 5-6 капель (0,3 мл) комбинированного индикатора;

    6) содержимое пробирки хорошо взболтать;

    7) цвет вытяжки сравнить с окраской стандартной шкалы растворов-эталонов и записать величину рН.

 

Задание 2 Определение дозы извести в зависимости от кислотности почвы

    Главная цель известкования состоит в устранении избыточной кислотности и улучшении других свойств почвы.

    При внесении извести в почву она нейтрализует угольную кислоту и азотную кислоту, органические кислоты в почвенном растворе, а также ионы водорода в почвенном поглощающем комплексе. Таким образом, известь устраняет актуальную и обменную кислотности и значительно снижает гидролитическую кислотность.

    При известковании почва насыщается кальцием, а образующаяся углекислота распадается на СО₂ и Н₂О. Схематично эту реакцию можно представить следующим образом

[почва]	Н Н	+ СаСО3				[почва] Са + Н2О+СО2
[почва]	2Н Са		+ Са(ОН)2				[почва] 2Са + 2Н2О

 

Целесообразность известкования устанавливают по показателям обменной кислотности с учетом степени насыщенности почв основаниями и механического состава (таблица 1.9.2).

 

Таблица 1.9.2 - Установление необходимости известкования почв по рН и степени насыщенности основаниями (по М.Ф. Корнилову)

 

Почва	Необходимость известкования почв
	сильная		средняя		слабая		отсутствует
	рН	V	рН	V	рН	V	рН	V
Тяжело и среднесуглинистая………………..	< 4,5	< 50	4,5-5,0	50-65	5,0-5,5	65-75	>5,5	> 75
Легкосуглинистая	< 4,5	< 40	4,5-5,0	40-60	5,0-5,5	60-70	>5,5	> 70
Супесчаная и песчаная	< 4,5	< 35	4,5-5,0	35-50	5,0-5,5	50-60	>5,5	> 60

 

    Приблизительно необходимость в известковании можно определить только по обменной кислотности или только по степени насыщенности почв основаниями.

    Об этом можно судить и по данным изучения дикой и культурной растительности поля. Если на участке растут щавелек, едкий лютик, хвощ, осока, мох, то почву следует известковать; на это же указывает сильная изреженность клевера, люцерны, заболевание капусты килой, ржавая окраска воды (в кислой почве растворяются соли железа) и т.д.

    Дозу извести устанавливают по величине гидролитической кислотности, умножая ее на 1,5. Например, при гидролитической кислотности, равной 2 мг-экв, доза извести равна (2,0 · 1,5) =3 т/га.

    При отсутствии данных по гидролитической кислотности дозу извести можно ориентировочно определить по обменной кислотности (таблица 1.9.3).

 

Таблица 1.9.3 - Примерные дозы извести, установленные в зависимости от обменной кислотности почвы

 

Почвы	Доза (т/га) при рН солевой вытяжки
	4,5 и ниже	4,6	4,8	5,0	5,2	5,5
Супесчаные и легкосуглинистые	4,0	3,5	3,0	2,5	2,0	2,0
Средне и тяжелосуглинистые	6,0	5,5	5,0	4,5	4,0	3,5

 

    Результаты записать по следующей форме

 

номер почвенного образца	Механический состав	Обменная кислотность (рН солевой вытяжки)	Необходимость известкования	Примерная доза извести, т/га

Химический состав почвы

 

    В процессе разложения растительных и животных остатков, т.е. одновременно с минерализацией органических веществ, в почве идет процесс образования сложных органических соединений, процесс гумификации (образование почвенного гумуса, или перегноя). Перегнойные вещества почвы имеют сложное химическое строение, более сложное, чем исходный материал. Почвенный перегной содержит гуминовые и ульминовые кислоты, фульвокислоты, аминокислоты, почвенные гумины, воскосмолы, витамины, фенолы, антибиотики и т.п. При разложении гумуса высвобождается углерод, нитраты, фосфаты и т.д. В состав гумуса входит около 5% азота. Поэтому перегнойные вещества служат источником обогащения почвы элементами зольной и азотной пищи. Кроме того, перегнойные вещества – важнейший фактор образования почвенной структуры, они улучшают также аэрацию, тепловые свойства почвы, поглотительную ее способность, влагоемкость и другие физические и химические свойства, определяющие плодородие почвы.

    В различных почвах состав и количество образующегося гумуса неодинаково. Большое его количество содержат черноземы. К югу от этой зоны и к северу количество перегноя постепенно убывает. Например, черноземы содержат 8-12, а иногда и 15% гумуса от общей массы почвы, серые лесные почвы – 3-5%, сероземы – 1-3%, а песчаные – всего лишь 0,5-1% (даже сотые доли процента).

 

Задание 1 Определение количества гумуса по методу И.В. Тюрина

    Материалы и оборудование: образцы почвы, сита с диаметром отверстия 1,0 и 0,25 мм, пинцеты, лупы, стеклянные палочки, фарфоровые ступки, резиновые пестики, конические колбы вместимостью 100 мл, химические стаканы или колбы вместимостью 500 и 1000 мл, бюретки, небольшие стеклянные воронки (холодильник), электроплитка или газовая горелка, технические и аналитические весы.

    Реактивы:

    1) 0,4 н. раствор хромовой кислоты (смеси). 40 г хорошо измельченного кристаллического двухромовокислого калия (K₂Cr₂O₇) или 32 г хромового ангидрида (Cr₂O₃) растворяют примерно в 600-800 мл дистиллированной воды и фильтруют через бумажный фильтр в мерную колбу вместимостью 1 л. Раствор доводят дистиллированной водой до метки, выливают в большую фарфоровую чашку или в колбу вместимостью 3-5 л из термостойкого стекла и к нему очень осторожно приливают (под тягой) небольшими порциями (по 50-100 мл) 1 л концентрированной серной кислоты (плотностью 1,84). После каждого прибавления Н₂SO₄ раствор осторожно перемешивают, дают немного охладиться и только после этого добавляют следующую порцию кислоты. Когда вся кислота добавлена, раствор закрывают стеклом, оставляют стоять для полного охлаждения до следующего дня, затем переносят в склянку с притертой пробкой и хранят в темном месте;

    2) 0,2 н. раствор соли Мора (NH₄)₂SO₄· FeSO₄· 6H₂O. 80г соли мора растворяют в 600-700 мл дистиллированной воды, к которой прибавлено 20 мл концентрированной серной кислоты (плотностью 1,84). Раствор фильтруют через складчатый фильтр, доводят водой в колбе вместимостью 1 л до метки и хорошо перемешивают. Раствор хранят в закрытой бутыли (кислород воздуха окисляет соль Мора);

    3) раствор дифениламинаC₁₂H₁₁N. 0,5 г дифениламина помещают в химический стакан и приливают при постоянном помешивании стеклянной палочкой 100 мл серной кислоты плотностью 1,84. После этого осторожно добавляют 20 мл дистиллированной воды, в результате чего происходит разогревании раствора, что способствует растворению индикатора;

    4) концентрированная серная кислота;

    5) 85-процентный раствор ортофосфорной кислоты H₃PO₄ (плотностью 1,7).

    Пояснения к заданию. Общее количество гумуса в почве определяют косвенным путем по количеству углерода в почве (прямых методов определения общего количества гумуса в почве нет). Сущность этого метода заключается в окислении углерода органического вещества (гумуса) 0,4 н. раствором двухромокислого калия (K₂Cr₂O₇), приготовленного на разведенной в воде (1:1) серной кислоты. Количество окислителя, израсходованного на окисление углерода перегноя, определяют по разности между количеством хромовой смеси, взятой на окисление, и количеством ее, оставшимся неизрасходованным (устанавливают титрованием остатка хромовой смеси солью Мора). По количеству израсходованного окислителя вычисляют процентное содержание гумуса.

    Установлено, что среднее содержание углерода в перегное 58%. Поэтому при пересчете углерода на гумус процентное содержание углерода умножают на коэффициент 1,724. Обратный пересчет гумуса на углерод проводят по формуле

 

% С = % гумуса ·0,58.                                         (25)

        

Ход работы:

    1) из смешанного образца почвы взять 5-10 г;

    2) взятую пробу поместить на стекло с подложенной под него белой бумагой (для фона) и тщательно отобрать корешки (под лупой), раздавливая комочки почвы пинцетом. Если мелких корешков много, то при отборе их можно пользоваться наэлектризованной (натертой шерстяной или суконной тканью) эбонитовой или стеклянной палочкой (мелкие корешки притягиваются палочкой, если быстро пронести ее над распределенной тонким слоем почвой). Слишком близко к почве палочку подносить нельзя, так как к ней прилипают и минеральные частицы почвы;

    3) почву, отделенную от корешков, просеять через сито с отверстиями 0,25 мм. Если на сите останется минеральный остаток, растереть его в ступке, просеять и присоединить к просеянной раньше почве. Почву тщательно перемешать;

    4) отвесить на аналитических весах 0,05-0,5 г почвы (чем больше гумуса содержит данная почва, тем меньше должна быть навеска. Одновременно берут навеску почвы около 5 г для определения коэффициента гигроскопичности) и поместить ее в коническую колбу вместимостью 100 мл;

    5) прилить из бюретки точно 10 мл 0,4 н. раствора K₂Cr₂O₇, приготовленного в разбавленной серной кислоте (приливать медленно, чтобы раствор полностью стекал со стенок бюретки);

    6) содержимое колбы осторожно взбалтывать круговым движением. При этом следить за тем, чтобы частицы почвы не оставались на стенках колбы;

    7) в горло колбы вставить маленькую воронку, служащую холодильником, и поставить на этернитовую плитку, песочную баню или газовую горелку с асбестовой сеткой;

    8) содержимое колбы кипятить 5 мин. Отсчет времени начать с момента появления первого относительно крупного пузырька газа (СО₂). Нельзя допускать сильного кипения и выделения пара из воронки (пузырьки газа должны быть хотя и обильными, но по величине не больше зерна проса). При нагревании идет окисление углерода перегноя до СО₂ на которое затрачивается некоторая часть двухромовокислого калия по схеме:

2K₂Cr₂O₇ +8H₂SO₄ + 3C (гумуса) = 2K₂SO₄ + 2Cr₂(SO₄)₃ + 8H₂O + 3CO₂

    При сильном кипении часть хромовой кислоты разрушается, что отрицательно сказывается на точности анализа. Если хромовая кислота будет израсходована полностью, о чем можно судить по зеленой окраске раствора, то определение следует повторить, уменьшив навеску почвы или увеличив количество бихромата;

    9) по окончании кипячения колбу снять с плитки, охладить до комнатной температуры и перенести ее содержимое дистиллированной водой в колбу вместимостью 500 мл.(Сначала вынимают и обмывают дистиллированной водой воронку, а затем несколько раз ополаскивают водой маленькую колбу, выливая ее содержимое в большею колбу). Объем жидкости в колбе довести до 250 мл (приблизительно), прибавить 2 л 85-процентного раствора фосфорной кислоты и восемь капель дифениламина в качестве индикатора ¹. Оттитровать содержимое колбы 0,2 н.раствором соли Мора до перехода темно-бурой окраски раствора через фиолетовую и синюю в грязно-зеленоватую. При появлении синего цвета титровать следует очень осторожно, прибавляя раствор соли мора по одной капле и все время перемешивать энергичным взбалтыванием;

10) записать объем (мл) раствора соли Мора, пошедший на титрование содержимого колбы;

    11) произвести холостое определение (установить соотношение между K₂Cr₂O₇  и солью Мора), т.е. определить, сколько соли Мора идет на титрование 10 мл раствора хромовокислого калия в серной кислоте. Для этого взять примерно 0,2 г прокаленного песка (для равномерного кипения), поместить в коническую колбочку вместимостью 100 мл, прилить из бюретки 10 мл 0,4 н. раствора K₂Cr₂O₇, закрыть маленькой воронкой и кипятить на плите точно 5 мин, охладить, добавить индикатор и оттитровать;

12) найти количество соли Мора, которое соответствует хромовой кислоте, израсходованной на окисление гумуса (по разности между количеством раствора Мора, пошедшим на титрование при холостом опыте, и количеством соли Мора, пошедшим на титрование остатка бихромата после окисления углерода перегноя);

    13) вычислить процентное содержание гумуса по формуле

        

х =

(а- b) · 0,0010362 · N ·100 · K c

,                                    (26)

 

где а – объем раствора соли Мора, затраченный на холостое титрование 10 мл хромовой смеси (пункт 11), мл;

      b – объем раствора соли Мора, затраченный на титрование содержимого колбы после окисления гумуса (пункт 10), мм;

         N – поправка к титру соли Мора;

K – коэффициент гигроскопичности почвы (пересчет на сухую почву);

     с – навеска воздушно-сухой почвы, взятая для анализа, г;

   100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы;

   _______________

¹ В.Н. Симаков в качестве индикатора вместо дифениламина рекомендует прибавлять 5-8 капель 0,2 процентного раствора фенилантраниловой кислоты.

0,0010362 – коэффициент для пересчета на перегной (показывает, что 1 мл 0,2 н. раствора соли Мора соответствует такому количеству хромовой кислоты, которое окисляет 0,0010362 г гумуса или 0,0006 г углерода).

Например, для определения содержания перегноя взята навеска 0,2123 г воздушно-сухой почвы. Содержание гигроскопической воды в почве – 5,01%.

К =

100 + 5,01 100

= 1,05.

При установке соотношения между 10 мл K₂Cr₂O₇ и солью Мора (холостой опыт) израсходовано 21,9 мл 0,2042 н. раствора соли Мора, на титрование избытка хромовой кислоты после окисления затрачено 12,8 мл того же раствора. Поправка на нормальность раствора соли Мори равна 0,2042: 0,2 + 1,021. Следовательно, на окисление гумуса израсходовано такое количество хромовой кислоты, которое соответствует 21,9 – 12,8 = 9,1 мл раствора соли Мора.

Количество гумуса в пересчете на сухую почву будет равно:

(21,9 – 12,8) · 0,0010362 · 1,021 ·100 · 1,05: 0,2123 = 5,34%;

14) вычислить процентное содержание азота в почве.

% N = % гумуса · 0,05. В нашем примере % N = 5,34 · 0,05= 0,267%;

15) вычислить процентное содержание углерода перегноя.

% С = % гумуса · 0,58. В нашем примере % С = 5,34 · 0,58 = 3,097%;

16) вычислить запасы гумуса в верхнем 20-сантиметровом слое почвы, если содержание гумуса в нем 5,34% от массы сухой почвы, а объемная масса – 1,4 г/см³. Вычисляем, что запасы гумуса равны

20 · 1,4 · 5,34 = 149,5 т/га.

Задание 2 Определение подвижного калия в карбонатных почвах по методу П.В. Протасова

    Материалы и оборудование: пламенный фотометр, технохимические весы с разновесами, образцы почвы, просеянной через сито с ячейками 1 мм, колбы вместимостью 250 мл.

        

Таблица 1.10.1 - Обеспеченность почв обменным калием (в мг К₂О на 100 г почвы)

Обеспеченность	Зерновые, лен, травы	Корнеплоды, картофель	Овощные культуры
Очень низкая …………………	< 5	< 10	< 15
Низкая ………………………..	5-10	10-15	15-20
Средняя ………………………	10-15	15-20	20-30
Высокая ………………………	> 15	> 20	> 30

    Реактивы:

1) 0,2 н. раствор углекислого аммония (NH₄)₂CO₃ · H₂O. 11,4 г углекислого аммония растворяют в воде и доводят объем раствора до метки в колбе вместимостью 1 л. При хранении легко разлагается;

    2) серия эталонных растворов на К₂О для пламенного фотометра.

    Пояснения к заданию. Метод основан на извлечении доступного, или подвижного, калия из карбонатных почв двумя последовательными вытяжками 0,2 н. раствора углекислого аммония с последующим определением калия на пламенном фотометре.

    Ход работы:

1) взять 10 г воздушно-сухой почвы, просеянной через сито с отверстиями 1 мм, поместить в колбу вместимостью 250 мл;

    2) прилить в колбу 100 мл 0,2 н. раствора углекислого аммония;

    3) взболтать содержимое колбы в течение 5 мин и оставить на 1 ч;

    4) после отстаивания суспензию снова взболтать и отфильтровать через плотный фильтр;

    5) взять почву вместе с фильтром, перенести в ту же колбу, в которой производилось отстаивание, и залить второй раз 100 мл раствора углекислого аммония;

    6) снова взболтать, дать отстояться и отфильтровать (пункты 3,4). Фильтровать можно в те же колбы, в которые собирался первый фильтрат, или же в разные колбы, а затем содержимое их слить в одну;

    7) объединенный фильтрат хорошо взболтать, налить в стаканчики вместимостью 50 мл;

    8) определить калий на пламенном фотометре;

    9) пользуясь таблицей 1.10.1, сделать заключение об обеспеченности почвы калием.

 

Задание 3 Определение подвижных форм фосфора по методу А.Т. Кирсанова

    Материалы и оборудование: образцы почв, сита с отверстиями диаметром 1 мм, технические весы с разновесами, прибор А.Т. Кирсанова. Если прибора нет, то необходимо иметь: конические колбочки вместимостью 100 мл, пипетки, воронки, беззольные фильтры, оловянную палочку, шкалу образцовых растворов фосфата кальция.

        

 

Реактивы:

 1) 0,2 н. раствор соляной кислоты HCl. 16,4 мл соляной кислоты плотностью 1,19 доводят дистиллированной водой до 1 л;

    2) 0,1 н. раствор соляной кислоты HCl. Раствор 0,2 н. HCl двое разбавляют дистиллированной водой;

    3) раствор молибденовокислого аммония (реактивы А и Б). Нагревают в стакане почти до кипения 100 мл дистиллированной воды и всыпают туда 10 г химически чистого молибденовокислого аммония, помешивая стеклянной палочкой до полного растворения. Горячий раствор фильтруют. После остывания раствора к нему при помешивании прибавляют 200 мл концентрированной соляной кислоты плотностью 1,19. К полученному раствору приливают 100 мл дистиллированной воды.

    Реактив должен быть бесцветным или с желтоватым оттенком. Полученный реактив (реактив А) хранят в темной посуде и в темном месте. Перед употреблением нужное количество реактива А разбавляют водой (1 часть реактива А и 4 части дистиллированной воды), получают реактив В. Реактив должен быть бесцветным и храниться в коричневой склянке; 

    4) шкала образцовых растворов фосфата. На аналитических весах отвешивают 0,2424 г химически чистого двузамещенного фосфата кальция CaHPO₄ · 2H₂O, растворяют в 0,2 н.растворе HCl и этой же кислотой доводят объем раствора до 1 л., приготовленный раствор содержит 100 мг Р₂О₅ в 1 л, или 0,1 мг Р₂О₅ в 1 мл.

    Из этого основного раствора готовят рабочие растворы фосфата. Для чего в 12 пронумерованных мерных колб вместимостью по 100 мл приливают (бюреткой или пипеткой) последовательно 2,5;5,0;7,5;10,0;12,5;15,0;17,5;20,0;25,0;30,0;40,0 и 50,0 мл основного раствора фосфата. Затем в каждую колбу доливают 0,1 н. раствор HCl до метки (т.е. до 100 мл), закрывают пробками, хорошо взбалтывают и сохраняют до употребления.

    Непосредственно перед самым определением Р₂О₅ из приготовленных рабочих растворов готовят шкалу образцовых растворов, состоящую из 12 пробирок. Для этого из каждой колбы берут по 5 мл рабочего раствора в пробирки, имеющие соответственно те же номера, что и мерные колбы, добавляют в каждую из них по 5 мл реактива Б и помешивают оловянной палочкой в течение 20-30⁰С (пока не будет увеличиваться интенсивность голубой окраски).

    Шкалой образцовых растворов можно пользоваться не более часа после ее приготовления;

    5) оловянную палочку (длиной 4-5 см, диаметром 4-5 мм) готовят из химически чистого металлического олова, вмонтированного в резиновую трубочку.

    Пояснения к заданию. Методом А.Т. Кирсанова определяют подвижные соединения фосфора в подзолистых, дерново-подзолистых, подзолисто-болотных, серых лесных, бурых лесных почвах. Для некарбонатных черноземов метод также пригоден. На некарбонатных черноземах хорошо зарекомендовал себя метод Труога. Стандартным методом для определения подвижного фосфора в карбонатных почвах (черноземах, каштановых, бурых почвах и сероземах) считается метод Б.П. Мачигина.

    Метод А.Т. Кирсанова основан на извлечении из почвы подвижных соединений фосфора 0,2 н.раствором HCl, что, соответствует растворяющей силе корневых выделений растений.

    При взаимодействии молибденовокислого аммония с фосфором образуется комплексная фосфорно-молибденовая кислота, которая восстанавливается оловом в солянокислой среде до окислов молибдена окрашенных в голубой цвет. Сравнивая полученную окраску раствора с окраской растворов образцовой цветной шкалой прибора А.Т. Кирсанова, можно определить количество фосфора в почве. По наличию подвижной фосфорной кислоты в почве можно судить о потребности растений в фосфорных удобрениях.

    Ход работы:

1) из средней пробы воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с отверстиями 1 мм, отвесить на технохимических весах 5 г почвы и поместить ее в коническую колбочку вместимостью 100 мл;

2) в колбу прилить пипеткой 25 мл 0,2 н. раствора HCl (реактив 1);

    3) содержимое колбы взболтать в течение минуты и оставить на 15 мин;

    4) содержимое отфильтровать в заранее приготовленную колбу через складчатый беззольный фильтр;

    5) взять пипеткой 5 мл прозрачного фильтрата, поместить его в чистую пробирку и прилить пипеткой 5 мл реактива Б;

    6) чистой оловянной палочкой перемешать содержимое пробирки в течение 20-30 с до получения постоянной голубой окраски. После этого палочку ополоснуть в стакане с дистиллированной водой и вытереть фильтровальной бумагой;

    7) сравнить окраску испытуемого раствора с окраской растворов стандартной шкалы, где содержание фосфора известно. Если цвет испытуемого раствора будет зеленоватым, то это указывает на очень малое содержание фосфора в почве.

    Если же окраска испытуемого раствора окажется интенсивнее, чем окраска в последнем образцовом растворе, то нужно 10 мл фильтрата разбавить в 2,3,4 или 5 раз 0,2 н. раствором HCl и тщательно перемешать. Затем взять 5 мл разбавленного фильтрата в пробирку, прилить 5 мл реактива Б, перемешать оловянной палочкой (так же, как описано выше) и сравнить со шкалой образцовых растворов. В расчетах следует учитывать степень разбавления исследуемого раствора.

    Установив номер пробирки, с которой совпал цвет испытуемого раствора, нужно найти количество Р₂О₅ в пересчете на 100 г почвы

 

№ пробирок и колб	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Р2О5 (мг на 100 г почвы)	1,25	2,5	3,75	5,0	6,25	7,5	8,75	10,0	12,5	15,0	20,0	25

 

    8) вычислить запасы подвижного фосфора в кг/га или г/м². Например, определить запасы фосфора в верхнем 20-сантиметровом слое почвы. Если содержание Р₂О₅ в нем 15 мг на 100 г почвы, а объемная масса – 1,3 г/см³. Запасы фосфора равны 20 ·15 · 1,3 = 390 кг/га, или 39 г/м²;

    9) пользуясь таблицей 1.10.2, сделать заключение об обеспеченности почв доступными формами фосфатов;

10) пользуясь таблицами, рассчитать дозы внесения фосфорных удобрений под следующие культуры: озимая пшеница, горох, картофель, сахарная свекла, огурец.

Таблица 1.10.2 - Обеспеченность почв доступными для растений фосфатами (в мг Р₂О₅ на 100 почвы², в вытяжке по А.Т. Кирсанову)

Обеспеченность	Зерновые, зернобобовые	Корнеплоды, картофель	Овощные культуры
Очень низкая …………….	< 3	< 8	< 15
Низкая ……………..……..	<8	<15	<20
Средняя …………………..	8-15	15-20	20-30
Высокая ………………….	> 15	> 20	> 30

 

Задание 4 Составление агрохимических картограмм

    Техника составления картограммы заключается в следующем: на план землепользования с сеткой пронумерованных элементарных прямоугольных участков в каждую клетку вписывают результаты анализов. Затем клетки с данными, относящимися к одной группе по кислотности или содержанию фосфора и калия, закрашивают соответствующим цветом (таблицы 1.10.3, 1.10.4, 1.10.5). После этого участки одного цвета объединяют общим контуром и помечают индексом (римскими цифрами) согласно экспликации.