методичка (Состав и свойства почв)

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Нижегородский государственный педагогический университет
СОСТАВ И СВОЙСТВА
ПОЧВ
Методическое пособие
Нижний Новгород
2006
Печатается по решению редакционно-издательского совета НГПУ
Состав и свойства почв. Метод. пособие / Составители С.А.
Соткина, А.А. Юртаев - Н.Новгород: НГПУ, 2006. 54 с.
Методическое
пособие
к
лабораторно-практическим
занятиям
составлено в соответствии с Государственным общеобразовательным
стандартом
подготовки
выпускника
по
специальностям:
012500
-
«География», 013100 - «Экология», 050103 - «Учитель географии».
В заданиях дано описание наиболее распространенных
и простых
методов изучения химических и физических свойств почв.
Составители: канд.геогр.наук., ст.преподаватель С.А. Соткина, ассистент
А.А. Юртаев.
Рецензент: канд.геогр.наук., доцент О.В. Глебова
Отв. за выпуск: канд.с.-х наук, проф. Ф.М. Баканина
2
Содержание
Введение………………………………………………………………………
Занятие 1.
Подготовка почвенного образца к анализу. Определение
механического состава почв полевым методом…………...
Занятие 2.
Количественное определение в почве гумуса визуальным
методом. Определение в почвенном перегное различных
групп органических веществ……………………………….
Занятие 3.
Определение легкорастворимых форм соединений
(качественный анализ водной вытяжки)…………………..
Занятие 4.
Определение среднерастворимых форм соединений
(качественный анализ солянокислой вытяжки)…………..
Занятие 5.
Определение актуальной и обменной кислотности………
Занятие 6.
Определение структурного состава почв. Определение
водопрочности почвенной структуры в спокойной воде
по методу Н.Н. Никольского……………………………….
Занятие 7.
Определение плотности твердой фазы (удельного веса),
плотности скелета почвы (объемного веса), порозности
(скважности), гигроскопической влаги……........................
Занятие 8.
Определение капиллярной и полной влагоемкости.
Расчет прогнозной урожайности…………………………...
Задание для самостоятельной работы……………………...
Занятие 9.
Обобщение результатов изучения химических
и физических свойств почвенного образца. Оценка
плодородия
исследованной
почвы,
разработка
мероприятий по его повышению…………………………...
Задание для самостоятельной работы……………………...
Занятие 10.
Составление агрогеохимических картограмм…………….
Задание для самостоятельной работы……………………...
Список
литературы……………………………..……………………
Приложения:
1. Агрогеохимические показатели почв Сеченовского
района………………………………………………………...
2. Схема хозяйств и география показателей содержания
P2O5 в почвах Сеченовского района (2003 г.)……………..
3. Картограмма
обеспеченности
почв
подвижным
фосфором (P2O5) в хозяйствах Сеченовского района……..
4. Глоссарий…………………………………………………….
5. Техника безопасности и организация труда на рабочем
месте………………………………………………………….
3
4
5
7
10
16
19
24
28
34
37
39
41
42
43
45
46
47
48
49
52
Введение
Наука о почве, генетическое почвоведение и география почв, занимает
особое место в географическом и экологическом образовании. Это обусловлено
исторически. Генетическое почвоведение, проложившее путь к изучению
взаимосвязей
между
составными
частями
природы,
способствовало
возникновению ландшафтоведения и оказало плодотворное влияние на
дальнейшее развитие физической географии в нашей стране.
Знакомясь
с
процессом
формирования
почв
как
результатом
взаимодействия всех компонентов окружающей природной среды, изучая
закономерности распространения разных типов почв в связи с изменением
географических условий, студент получает конкретное представление о
сложных связях в природе, о биологических, геохимических и физикохимических процессах, протекающих в почве. Это особенно важно для
обеспечения экологической стороны высшего географического образования,
необходимо и при подготовке специалистов в области экологии.
Данное методическое пособие предназначено для студентов, обучающихся
по специальностям «География» (012500), «Экология» (013100), «Учитель
географии» (050103), и включает 10 занятий, связанных с изучением
механического, химического и структурного состава
физических,
физико-механических
и
водных
почв, их общих
свойств.
Все
занятия
заканчиваются оценкой проведенной работы. В пособии имеются также задания
для самостоятельной работы. Предлагается, например, написать отчет по
результатам изучения почвенного образца или составить картограммы
обеспеченности почв химическими элементами.
Овладение методами анализа почв дает возможность решать многие
актуальные практические вопросы, например определять потребность в
известковании,
устанавливать
засоленность
почв,
содержание
в
них
растворимых солей, оказывающих вредное влияние на рост и развитие растений
и т.д. Многие из рекомендуемых в пособии анализов могут быть проведены и в
школьных химических лабораториях.
4
Занятие 1. Подготовка почвенного образца к анализу.
Определение механического состава почв полевым методом
Задание 1. Подготовка почвенного образца
Образец почвы весом 600-700 г размещают на листе чистой бумаги и
удаляют из него корни, включения¹ и новообразования². Дернину тщательно
отряхивают от комочков почвы. Крупные комки почвы разламывают руками
или раздробляют в фарфоровой ступке пестиком до небольших комков,
диаметром не более 1,5 см. Цель такого измельчения – получить более
однородный образец и иметь возможность тщательно перемешать его при
взятии средней пробы. Среднюю пробу лучше брать квартованием. Для этого
измельченный дроблением образец после перемешивания располагают на
бумаге в виде квадрата или прямоугольника и делят диагоналями (шпателем
или линейкой) на четыре равные части.
Две противолежащие части – первую и третью – высыпают в картонную
коробку,
заранее
занумерованную,
для
последующего
определения
физических свойств почвы. Оставшуюся на бумаге почву по частям
растирают в фарфоровой ступке (растирание почвы производится по
возможности раздавливанием). Измельченный образец просеивают через
сито. Сито состоит из крышки, которая защищает почву от распыления в
момент просеивания, ситовой части, содержащей сетку с отверстиями
диаметром в 1 мм, и поддонья, служащего приемником просеянной почвы.
Просеивание следует проводить, собрав все части сита. Открывать сито
полагается спустя 1-2 мин после просеивания, чтобы дать пыли осесть и
¹Включениями называются тела, которые встречаются в почве, но не связаны с ней своим
происхождением, например галька, раковины, угли, кости животных и др.
²Новообразованиями называют скопление различных веществ, происхождение которых
обусловлено генезисом почвы, например ортшейновые зерна, журавчики, друзы гипса.
5
не потерять самую активную часть почвы – илистую фракцию. То, что
останется на сите, снова высыпают в фарфоровую ступку, измельчают, как
указано
выше,
и
снова просеивают.
Попеременное измельчение и
просеивание проводят до тех пор, пока вся почва не пройдет через сито.
Измельченную
почву
переносят
во
вторую
коробку,
тоже
занумерованную, и используют при изучении химических свойств.
Оборудование: лист бумаги, 2 коробки, линейка, сито с диаметром отверстий
в 1 мм, ступка с пестиком, совок.
Задание 2. Определение механического состава почв полевым методом
Всякая почва состоит из минеральных частиц различной величины и
формы. Относительное (в процентах) содержание в почве минеральных
частиц
различной
крупности
называется
механическим
составом.
Существует несколько способов определения механического состава почв:
при помощи сит, путем отмучивания в воде частиц различной крупности,
широко применяется пипеточный метод, основанный на различной скорости
падения в воде частиц различной величины, а также полевой метод (табл. 1).
Таблица 1
Приемы определения механического состава
почвы полевым методом
Механический
состав
Песчаный
В сухом состоянии
При скатывании
(во влажном)
отдельные Шарика не образует
Рассыпается на
частички
Супесчаный
Ссыхается
в
непрочные Образует шарик и зачатки шнура
комки, распадающиеся
при легком прикосновении
Легкосуглинистый
Комочек почвы распадается Образует шарик и шнур, но при
при небольшом усилии
взятии его в руки он распадается
на мелкие части
Среднесуглинистый Комочек почвы раздавли- Образует шарик, шнур, но при
вается с трудом
сгибе в кольцо ломается
Тяжелосуглинистый Комочек не раздавливается
Раскатывается в шнур, сгибается в
кольцо, но с трещинами по
периферии
Глинистый
Комочек не раздавливается
Легко раскатывается в шнур. Из
теста глинистых почв можно
формировать любые фигуры без
образования трещин на изгибах
6
При полевом методе определения механического состава пользуются
двумя приемами: сухим и влажным. При сухом способе берется комочек
почвы, делается попытка раздавить его; по прилагаемому усилию судят о
механическом составе. При влажном способе берется щепотка растертой
почвы, слегка увлажняется, разминается, доводится до тестообразного
состояния, скатывается шарик, шнур, кольцо (длина шнура должна быть не
более 3 см при толщине 2 мм).
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 И.В.
Тюрина.
Справочные сведения
Обеспеченность почв Нижегородской области гумусом:
крайне бедные
бедные
недостаточно обеспеченные
средне обеспеченные
хорошо обеспеченные
менее 1%
1-2%
2-3%
3-4%
более 4%
Рассмотреть шкалу гумуса, сравнить исследуемый образец со шкалой,
оценить содержание гумуса, результат записать в тетрадь.
7
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:
1. Гуминовые кислоты – темноокрашенные соединения, растворимые в
слабых щелочах.
2. Фульвокислоты – светлоокрашенные соединения, растворимые в
слабых щелочах, кислотах и нередко в воде.
3. 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.
Почва
Обработка раствором NaOH
В фильтрате
На фильтре
черно-бурый раствор (гуминовые
нерастворимые гумусовые
кислоты и фульвокислоты)
вещества (гумин)
Обработка соляной кислотой
В фильтрате
На фильтре
соломенно-желтый раствор
осадок (гуминовые кислоты)
(фульвокислоты)
8
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:
1) гумина – мало,
2) гуминовые кислоты – мало,
3) фульвокислоты.
Качественный состав гумуса плохой, необходимо
внесение органических удобрений.
Реактивы:
1. 10%-ный раствор NaOH (100 г вещества на 1 л раствора);
2. 10%-ный раствор HCI (236,4 мл концетрированной соляной кислоты на 1 л
раствора).
9
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
качественными
трудоемок,
испытаниями
поэтому
зачастую
содержания
встречающихся солей.
10
в
ограничиваются
почвах
наиболее
лишь
часто
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 см³ 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
11
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 сульфатмолибденовой жидкости. Нагреть содержимое пробирки на огне спиртовки.
12
Выпадение осадка свидетельствует о наличии в водной вытяжке фосфатиона.
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+.
По окончании анализа результаты заносятся в таблицу (табл.2).
Таблица 2
Результаты качественного анализа водной вытяжки
Проба на
Наличие вещества (много, мало, следы,
отсутствует)
Актуальную кислотность (pH)x
Соду (Na2CO3)
Хлориды (СIˉ)
Сульфаты (S042-)
Нитраты (N03ˉ)
Фосфаты (Р04³ˉ)
Калий (К+)
Кальций (Са2+)
х – Методика описана ниже (см. занятие 5).
Необходимо дать заключение о наличии вредных соединений (CO32-, СIˉ,
SО42-), а также об обеспеченности питательными веществами (NО3ˉ, РО4³ˉ,
К+, Са2+). Все определения записать в таблицу. Дать рекомендации об
улучшении химического состава исследуемой почвы.
Оборудование: технические весы, 2 колбы, фильтры или фильтровальная
бумага, воронка, штатив с пробирками, стаканы с пипетками.
13
Заключение (пример):
Проба на
Наличие вещества (много,
мало, следы, отсутствует)
Соду (Na2CO3)
Хлориды (СIˉ)
Сульфаты (SО42-)
Нитраты (NO3ˉ)
Фосфаты (РО4³ˉ)
Калий (К+)
Кальций (Са2+)
Из
вредных
соединений
отсутствует
следы
много
следы
отсутствуют
отсутствует
отсутствует
в
водной
вытяжке
обнаружены в небольшом количестве ионы СIˉ, но
много иона SО42-. Из элементов питания - следы NO3ˉ, а
такие важные элементы, как К+, Р (РО4³ˉ) и Са²+, не
обнаружены.
Для улучшения качественного состава почвенного
раствора необходимо:
Вносить в почву минеральные удобрения,
1.
содержащие P, K, Ca.
Удобрения, содержащие СIˉ и SО42-, следует
2.
вносить осенью.
Реактивы:
1. Дистиллированнная вода.
2. Раствор фенолфталеина. 1 г реактива растворяют в 100 мл 96%-ного
этилового спирта. С кислыми растворами фенолфталеин не дает окраски,
при незначительном избытке щелочи раствор окрашивается в красный
цвет. Если раствор получается мутным, его фильтруют.
3. 10%-ную
азотную
кислоту
приготовляют
из
расчета
115
мл
концентрированной кислоты на 1 л раствора.
4. 0,1-нормальный раствор AgN03 (ГМ=170=108+14+48 г). Для приготовления 1л 1-нормального раствора требуется 170 г AgN03, а 1л 0,1-
14
нормального раствора - 17 г. Раствор должен быть в темной склянке,
обернутой темной бумагой. Хранить реактив следует в темноте.
5. 10%-ный
раствор
НСI.
На
1л
раствора
необходимо
236,4
мл
концентрированной НСI.
6. 20%-ный раствор ВаСI2. На 1 л раствора - 200 г вещества, на 0,5 л – 100 г.
7. Дифениламин в серной кислоте (C12H11N). Берут 0,5 г дифениламина,
помещают
в
химический
стакан
и
приливают
при
постоянном
помешивании стеклянной палочкой 100 мл H2S04 уд.вес 1,84. Осторожно
добавляют 20 мл дистиллированной воды. Разогревание раствора от
смешивания воды с кислотой способствует полному растворению
индикатора. Раствор дифениламина весьма устойчив и пригоден к работе
в течение многих месяцев. Со временем (особенно при стоянии на свету)
он темнеет, но это не мешает использованию его в качестве индикатора.
8. Сульфатмолибденовая жидкость. 100 г сернокислого аммония (NH4)2S04 в
мерной колбе на 1 л растворяют в 900 мл азотной кислоты уд. вес 1,36 и
доводят той же кислотой до метки. Растворяют в фарфоровой чашке при
нагревании 300 г молибденовокислого аммония в 700 мл воды; по охлаждении раствор переносят в мерную колбу на 1л и доводят водой до метки.
Раствор молибденовокислого аммония вливают при помешивании тонкой
струёй в раствор сульфата аммония. Через 48 ч смесь отфильтровывают
через плотный фильтр. Сохраняют в склянке из желтого стекла в темноте,
в прохладном месте.
9. Кобальтнитрит Na в порошке.
10.4%-ный раствор щавелевокислого аммония приготовляют из расчета 4 г
вещества на 100 мл раствора или 20 г на 500 мл.
Занятие 4. Определение среднерастворимых форм соединений
(качественный анализ солянокислой вытяжки)
Для определения наличия в почве среднерастворимых (частично труднорастворимых) соединений, в т.ч. карбонатов, соединений железа, фосфатов,
15
которые не переходят в водную вытяжку, пользуются нередко слабым
раствором соляной кислоты.
Приготовление вытяжки. На технических весах с точностью 0,01г
взвесить 20 г почвы, просеянной через сито с отверстиями в 1 мм, высыпать
почву в колбу и добавить к ней 50 мл 2%-ного раствора НСI. Тщательно
взболтать в течение 10-15 мин, затем профильтровать.
Определение карбонатов (CaCO3). При определении карбонатов в
фарфоровую чашку насыпается небольшое количество почвы. На почву из
пипетки капается несколько капель 10% раствора НСI. При наличии этих
солей имеет место реакция:
СаСО3+2НСI =СаСI2+С02+H2O
По интенсивности выделения С02 и по количеству израсходованной НСI
судят о более или менее значительном содержании карбонатов.
Определение сульфатов (SO4²ˉ). 5 мл вытяжки помещают в пробирку,
прибавляют 2-3 мл 20%-ного раствора хлористого бария (ВаСI) и
перемешивают. Отсутствие помутнения свидетельствует о том, что вытяжка
не содержит сульфатов. Медленно появляющаяся муть указывает на наличие
тысячных долей процента S04²ˉ. Значительное помутнение наблюдается
обычно при наличии сотых долей процента S042ˉ. Большой осадок, обычно
оседающий на дне, указывает на наличие десятых долей процента сульфатиона.
Определение фосфатов (PO4³ˉ). К 5 мл фильтрата добавить 1 мл
сульфатмолибденовой жидкости. Нагреть содержимое пробирки на огне
спиртовки. Выпадение осадка свидетельствует о наличии в вытяжке фосфатиона.
Определение калия (К+). В пробирку с 5 мл вытяжки всыпать около
0,1г
сухого
реактива
кобальтнитрита
натрия.
Тщательно
взболтать
содержимое пробирки и нагреть на огне спиртовки. Появление осадка
свидетельствует о присутствии в вытяжке катиона калия.
16
Определение кальция (Са²+). 5 мл фильтрата поместить в пробирку,
добавить 2-3 мл 4%-ного раствора щавелевокислого аммония (оксалата
аммония). Выпадающий осадок щавелевокислого кальция свидетельствует о
содержании Са²+ в количестве десятых долей процента, легкое помутнение
раствора свидетельствует о наличии сотых долей процента Са²+.
Определение закисного железа (Fe²+). В фарфоровую чашку диаметром
около 5 см (или пробирку) налить 3-5 мл фильтрата, бросить кристаллик
красной кровяной соли (железосинеродистый калий). Появление синеватого
окрашивания (но не жёлто-зеленого) укажет на присутствие закисного
железа.
Определение окисного железа (Fe³+). B фарфоровую чашку или
пробирку налить 3-5 мл фильтрата, добавить несколько капель роданистого
калия (10%-ного). При наличии окисного Fe³+ раствор окрашивается в
красный цвет.
Результаты анализа записываются в таблицу (табл. 3).
Таблица 3
Результаты качественного анализа солянокислой вытяжки
Проба на
Наличие вещества
отсутствует)
(много,
мало,
следы,
Карбонаты (CaCO3)
Сульфаты (SO4²ˉ)
Фосфаты (PO4³ˉ)
Калий (К+)
Кальций (Ca²+)
Закисное железо (Fe²+)
Окисное железо (Fe³+)
По окончании анализа необходимо дать заключение о наличии
среднерастворимых форм соединений в почвенном образце. Выделить
наличие вредных соединений (закисное Fe²+), а также обеспеченность
питательными веществами (PO4³ˉ, К+ , Ca²+ ).
17
Оборудование:
технические
весы,
2
колбы,
фильтры
или
фильтровальная бумага, воронка, штатив с пробирками, стаканы с
пипетками, 3 фарфоровые чашки.
Заключение (пример):
Проба на…
Наличие вещества (много,
мало, следы, отсутствует)
Карбонаты (CaCO3)
Сульфаты (SО42-)
Фосфаты (PO4³ˉ)
Калий (К+)
Кальций (Ca²+)
Закисное железо (Fe²+)
Окисное железо (Fe³+)
отсутствуют
много
отсутствуют
много
мало
следы
много
Из вредных соединений в солянокислой вытяжке
обнаружены следы Fe²+ (закисного железа), а также в
большом количестве ионы SO4²ˉ (этого иона много и в
водной вытяжке).
Из питательных веществ обнаружены К+ - много (в
водной вытяжке мало), Са²+ - мало (в водной вытяжке
отсутствует).
Важный
элемент
питания
Р
отсутствует и в солянокислой вытяжке.
Реактивы:
1. 2%-ный раствор НСI. На 1 л раствора — 47,3 мл концентрированной НСI.
2. 10%-ный раствор НСI. На 1 л раствора - 236,4 мл концентрированной НС1.
3. 20%-ный раствор ВС1. На 1 л раствора - 200 г вещества.
4. Сульфатмолибденовая жидкость: 100 г сернокислого аммония (NH4)2S04
в мерной колбе на 1 л растворяют в 900 мл азотной кислоты уд.вес 1,36 и
доводят той же кислотой до метки. Растворяют в фарфоровой чашке при
нагревании 300 г молибденовокислого аммония в 700 г воды; по
охлаждении раствор переносят в мерную колбу на 1 л и доводят водой до
метки. Раствор молибденовокислого аммония вливают при помешивании
тонкой струёй в раствор сульфата аммония. Через 48 ч раствор
18
отфильтровывают через плотный фильтр. Сохраняют в склянке из желтого
стекла, в темноте, в прохладном месте.
5. Кобальтнитрит Na в порошке.
6. 4%-ный раствор щавелевокислого аммония приготовляют из расчета 4г
вещества на 100 мл раствора или 20 г на 500 мл.
7. Красная кровяная соль (железосинеродистый калий ) в кристаллах или
10%-ный раствор (10 г вещества на 100 мл раствора).
8. 10%-ный раствор роданистого калия (10 г вещества на 100 мл раствора).
Занятие 5. Определение актуальной и обменной кислотности
Задание 1. Определение рH водной вытяжки (актуальной кислотности)
Активная
реакция
(актуальная
кислотность
почв)
обусловлена
водородными ионами почвенного раствора и характеризуется величиной рН
водной суспензии почв. Активная реакция зависит от многих факторов.
Величина активной реакции имеет решающее значение для произрастания
растений, жизнедеятельности микроорганизмов, развития и направления
биохимических процессов в почве.
Ход работы. На технических весах взять навеску почвы 20 г,
просеянной через сито с отверстиями в 1 мм; высыпать в колбу и добавить 40
см³ дистиллированной воды. Содержимое взболтать 2-3 мин и фильтровать
через
двойной
фильтр
(методика
приготовления
водной
вытяжки
рассмотрена на занятии 3 - «Определение легкорастворимых форм
соединений (качественный анализ водной вытяжки).
Определить актуальную кислотность почв, результат записать и дать
заключение.
Определение рН. Поместить в пробирку около 5 см3 исследуемого
фильтрата, добавить к нему из пипетки универсального индикатора
Алямовского и сравнить со шкалой.
Заключение (пример): рН водной вытяжки 6,2.
19
Задание 2. Определение рH солевой вытяжки (обменной кислотности)
Обменная кислотность обусловлена ионами водорода, находящимися в
почвенном поглощающем комплексе. Определение рН солевой вытяжки
является первоочередным приемом исследования кислых почв, основанным
на вытеснении обменного водорода 1,0- нормальным раствором КСI при рН
= 5,6 - 6,0.
По величине рН солевой вытяжки выявляют степень кислотности почв и
нуждаемость их в известковании.
I/ Сильнокислые, рН = 4,6 и меньше; эти почвы сильно нуждаются в
известковании.
2/ Среднекислые, рН = 4,6 - 5,0; почвы средне нуждаются в известковании.
З/ Слабокислые, рН = 5,1 - 5,5; слабая нуждаемость в известковании.
4/ Близкие к нейтральным, рН = 5,5 - 6,5. Такие почвы в известковании не
нуждаются.
В зависимости от обменной кислотности устанавливают дозы внесения
извести (табл. 4).
Таблица 4
Дозы вносимого углекислого кальция в тоннах на гектар
Механический
состав почвы
Супесчаные и легкосуглинистые почвы
Среднесуглинистые
Тяжелосуглинистые
рН почвы
4,8
5,0
4,5 и
менее
4,5
4,6
4,0
3,5
6,0
8,0
5,5
7,5
5,0
6,5
5,2
5,4-5,5
3,0
2,5
2,0
4,5
5,5
4,0
5,0
3,0
4,5
Ход работы. На технических весах с точностью до 0,01 г взвесить 20 г
почвы, просеянной через сито с отверстиями в 1 мм; высыпать почву в колбу
и добавить к ней 50 мл 1,0 - нормального раствора КСI. Тщательно взболтать
в течение 10-15 мин, после чего содержимое колбы профильтровать. В
фильтрате определить рН.
20
Определение рН. Поместить в пробирку 3-5 мл исследуемого
фильтрата, добавить к нему из пипетки 3 капли универсального индикатора
Алямовского, тщательно смешать и сравнить со шкалой.
Определить рН солевой вытяжки, степень кислотности почвы и
нуждаемость в известковании. Результаты записать в тетрадь.
Результаты исследования / форма записи /
- рН водной вытяжки - рН солевой вытяжки - Степень кислотности - Нуждаемость в известковании - Доза извести в т/ га Оборудование: технические весы, 4 колбы, 2 воронки, фильтр, 2
пробирки, прибор Алямовского.
Заключение (пример):
- рН водной вытяжки - 6,2
- рН солевой вытяжки – 5,2
- Степень кислотности - слабокислая
- Нуждаемость в известковании – слабая нуждаемость
- Доза извести в т/ га- 2,5 т/га
Обменная кислотность исследуемой почвы выше,
чем
актуальная:
ионы
водорода
находятся
в
поглощенном состоянии и вытесняются из почвы
катионом К+ реактива КСI.
Реактивы:
1. Дистиллированная вода.
2. 0,1-нормальный раствор хлористого калия с рН=5,6 - 6,0. Отвешивают на
технических весах 75 г КСI и растворяют примерно в 300-400 мл воды,
фильтруют в мерный цилиндр и доводят объем раствора водой до 1 л.
Переливают раствор в склянку, перемешивают, берут 5-10 мл в чистую
пробирку и проверяют рН индикатором Алямовского. Если рН меньше
21
5,6, раствор подщелачивают несколькими каплями щелочи; если рН
больше 6,0, подкисляют соляной кислотой и таким путем доводят рН до
заданной величины.
3. Универсальный индикатор Алямовского. Получают смешением 1 части
0,02%-ного раствора метилового красного с 2 частями 0,04%-ного
раствора бромтимолового синего. Последний раствор приливают к
первому при периодическом помешивании.
0,02%-ный раствор метилового красного получают следующим образом:
0,1 г метилового красного после предварительного растирания в агатовой
ступке растворяют в 300 мл этилового спирта. Добавляют 7,4 мл 0,05нормального раствора NaOH или соответствующее количество раствора
щелочи другой нормальности (для перевода индикатора в более
растворимую натриевую соль). Доводят раствор дистиллированной водой
в мерной колбе емкостью 500 мл до метки и получают 0,2%-ный раствор.
0,04%-ный раствор бромтимолового синего готовят так: 0,4 г
бромтимолового синего растворяют в 208 мл этилового спирта, добавляют
12,8 мл 0,05-нормального раствора NaOH, доводят дистиллированной
водой до 1 л, перемешивают и получают 0,04%-ный раствор индикатора.
4. 0,05-нормальный раствор NaOH (для приготовления универсального
индикатора) приготавливается из расчета 2 г на 1 л раствора.
Приготовление искусственной стандартной шкалы рН
по Н.И. Алямовскому
Для приготовления шкалы требуются следующие реактивы:
1. Кобальт хлористый CoCI2х6Н2О (59,5 г в 1 л 1%-ной соляной кислоты).
2. Железо хлорное FeCI3х6Н2О (45,05 г в 1 л 1%-ной соляной кислоты).
3. Медь хлорная CuCI2х2Н2О (200 г в 500 мл 1%-ной соляной кислоты).
4. Медь сернокислая CuSO4х5Н2О (100 г в 500 мл 1%-ной серной кислоты).
22
5. Приготовление 1%-ной соляной кислоты. 23,6 мл концентрированной
химически чистой НСI (уд.вес. 1,19) доводится дистиллированной водой
до 1 л.
Для каждого значения рН удобно готовить по 100 мл раствора. Затем в
сухие пробирки наливают по 10 мл приготовленных растворов, на пробирках
пишут то же значение рН, что и на колбах с растворами. Пробирки можно
запаять.
Таблица 5
Соотношение количества реактивов (мл) при приготовлении
шкалы Алямовского
рН
4,0
4,2
4,4
4,6
4,8
5,0
5,2
5,4
5,6
5,8
6,0
6,2
6,4
6,6
6,8
7,0
7,2
7,4
7,6
7,8
8,0
CoCI2
9,60
9,15
8,05
7,25
6,05
5,25
3,85
2,60
1,65
1,35
1,30
1,40
1,40
1,40
1,90
1,90
2,10
2,20
2,20
2,20
2,20
FeCI3
0,30
0,45
0,65
0,90
1,50
2,80
4,00
4,70
5,55
5,85
5,50
5,50
5,00
4,20
3,05
2,50
1,80
1,60
1,10
1,05
1,00
CuCI2
0,05
0,15
0,25
0,40
0,70
1,00
1,15
1,75
1,80
2,25
2,20
2,10
CuSO4
0,40
1,05
1,10
1,90
2,20
3,10
4,00
H2O
0,10
0,40
1,30
1,85
2,45
1,95
2,15
2,70
2,80
2,75
3,05
2,85
3,20
3,70
3,65
3,40
3,25
2,50
2,25
1,45
0,70
Занятие 6. Определение структурного состава почв.
Определение водопрочности почвенной структуры в спокойной
воде по методу Н.Н. Никольского
Задание 1.Определение структурного состава почв
Структурным составом называется относительное содержание в почве
структурных отдельностей (агрегатов) различной величины.
Для определения структурного состава применяют метод сухого рассева
почвы на ситах с отверстиями различных диаметров. Обычно применяют
23
колонку из 8 сит с отверстиями: 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 и 0,25 мм. Сита ставятся
одно на другое. Это позволяет просеивать почву сразу через все сита.
Ход работы. Сита набора поставить одно на другое таким образом,
чтобы сверху было сито с наиболее крупными отверстиями, а вниз от него
диаметр отверстий сит постепенно убывал. Внизу колонки сит установить
поддон.
Часть почвы, оставленную для определения физических свойств, после
удаления крупных корней поместить на верхнее сито и, наклоняя набор сит,
круговым движением просеять почву через сита.
Взвесить структурную фракцию с верхнего сита, колонку снова закрыть
крышкой; сделать несколько круговых движений и только после этого
взвесить вторую фракцию и т.д.
На верхнем сите будут находиться структурные отдельности размером
больше 10 мм, на сите с величиной отверстий в 7 мм - структурные
отдельности размером от 7 до 10 мм (фракция 7 - 10 мм), на сите с диаметром
отверстий в 5 мм - структурные отдельности размером от 5 до 7 мм (фракция
5-7 мм) и т.д. В поддоне окажется распыленная часть почвы с размером
частичек меньше 0,25 мм (фракция меньше 0,25 мм).
Далее
необходимо
рассчитать
процентное
содержание
в
почве
структурных отдельностей различного диаметра.
Формула для расчета:
Х=
А х 100
Р
где Х - процентное содержание в почве структурных отдельностей
данного размера (данной фракции);
А - вес структурных отдельностей данного размера (данной фракции);
Р — вес почвы, взятой для просеивания.
24
Таблица 6
Форма записи результатов
Размер
фракции,
мм
Вес
фракции, г
Содержание
фракции, %
> 10
10-7
7-5
5-3
3-2
2-1
1-0,5
0,50,25
<0,25
Оценка результатов работы. С агропроизводственной точки зрения
наиболее ценны структурные отдельности почвы размером от 1 до 5 мм.
Поэтому прежде всего необходимо установить процентное содержание в
почве
структурных
отдельностей
данного
размера.
Это
делается
суммированием процентного содержания в почве фракций 1-2 мм, 2-3 мм, 35 мм. Чем больше в почве структурных отдельностей указанного размера,
тем лучше. Какие-либо градации достоинства почв в зависимости от того или
иного содержания в ней структурных отдельностей установить трудно.
Можно ориентироваться, однако, на то, что хорошо структурные почвы
содержат агрегатов размером от 1 до 5 мм более 80%, средне структурные от 30 до 80% и плохо структурные - менее 30%.
Нередко содержание указанной структурной фракции составляет всего
лишь 5-10%. Такие почвы почти бесструктурные.
Определить структурный состав своего образца. Результаты оформить в
таблицу. Описать и сделать заключение.
Оборудование: набор сит, технические весы, большой лист бумаги.
Заключение (пример):
Размер
фракции, мм
Вес фракции, г
Содержание
фракции, %
> 10
10-7
7-5 5-3 3-2
2-1
20
5,8
50 80 80 25 50
14,5 23 23 9 14,5
1-0,5
0,50,25
<0,25
5
1,2
10
2,5
25
6,5
Вес образца – 345 г (содержание фракций в сумме –
100%). Суммируя процентное содержание фракций 1-2
25
мм, 2-3 мм, 3-5 мм получаем, что содержание в почве
структурных отдельностей от 1 до 5 мм составляет
46,5 %. Почва средне оструктурена.
Задание 2. Определение
водопрочности почвенной структуры в
спокойной воде по методу Н.Н. Никольского
Н.Н.Никольским был предложен интересный по простоте и доступности
метод определения водопрочности почвенной структуры.
Ход работы:
Из каждой
фракции
агрегатов, полученных при
структурном анализе, отобрать (задание 1) 5 агрегатов и поместить в чашки,
наполненные на 0,5 см дистиллированной водой. Осторожно добавляя в
чашку воду, довести её уровень над агрегатами до 2 см. Оставить чашки
стоять на 20 мин. Затем подсчитать количество прочных агрегатов.
Прочными считаются те, что после 20-минутного размачивания при слабом и
осторожном перемещении их не распадаются.
Вычислить процент водопрочных агрегатов по формуле:
А=
в х 100
а
где А – содержание водопрочных агрегатов в данной фракции, %;
а - количество взятых для анализа агрегатов, в шт.;
в - количество сохранившихся агрегатов, в шт.
Таблица 7
Форма записи результатов
Размер фракции,
мм
Взято агрегатов для
определения, шт.
Сохранность
агрегатов после 20
мин размачи-вания,
шт.
Процентное
содержание водопрочных агрегатов во фракции
> 10
10-7
7-5
26
5-3
3-2
2-1
1-0,5
0,50,25
Оценка результатов работы. Результаты определения водопрочности
почвенной структуры следует представить в виде графика. На оси ординат
/вертикальной/
откладывается
процентное
содержание
водопрочных
агрегатов, а по оси абсцисс /горизонтальной/ - размер структурных
отдельностей. Дать заключение, как изменяется водопрочность агрегатов в
зависимости от их величины.
Вместе с тем очевидно, что, чем больше содержание в почве
водопрочных агрегатов, тем выше её агропроизводственная ценность.
Необходимо подсчитать среднюю водопрочность агрегатов от 1 до 5 мм
/суммировать проценты водопрочности и разделить на число фракций/. Если
средняя водопрочность агрономически ценных агрегатов более 50% структуру следует
считать
водопрочной,
средняя
водопрочность
агрегатов соответствует 50-20%, если водопрочность менее 20% - такую
почвенную структуру практически следует считать не водопрочной.
Определить водопрочность почвенной структуры. Результат записать в
таблицу. Дать заключение.
Оборудование: набор сит, технические весы, большой лист бумаги, 8
фарфоровых чашек.
Заключение (пример):
Размер фракции, мм
> 10
10-7
7-5
5-3
3-2
2-1
Взято агрегатов для
определения (в шт)
Сохранность
агрегатов после 20
мин размачивания (в
шт)
Процентное
содержание водопрочных агрегатов
во фракции
5
5
5
5
5
0
2
0
1
0
40
0
20
5
10,5
5
0,50,25
5
0
3
0
0
0
60
0
0
Средняя водопрочность агрегатов от 1 до 5 мм
составляет 26,6 %. (структура средней водопрочнос27
ти).
Для
улучшения
водопрочности
содержания
структурного
агрегатов
гумуса
в
состояния
необходимо:
почве,
и
увеличение
известкование,
выращивание многолетних трав.
Занятие 7. Определение плотности твердой фазы (удельного
веса), плотности скелета почвы (объемного веса), порозности
(скважности), гигроскопической влаги
Задание 1. Определение плотности твердой фазы (удельного веса) почвы
Удельным весом почвы называется вес абсолютно сухих почвенных
частиц при сплошном заполнении ими единицы объема. Его определяют на
образце почвы с нарушенной структурой, т.е. растертой в порошок,
пикнометрическим способом, путем определения объема какой-либо навески
почвы при вытеснении ею воды. В качестве пикнометра можно использовать
мерную колбу на 100 мл.
Ход анализа. На аналитических весах (в небольшой фарфоровой чашке)
берут 10 г воздушно-сухой почвы с точностью до 0,001 г (гигроскопическая
влага будет определена несколько позже). 200 - 250 мл дистиллированной
воды кипятят в колбе около получаса для удаления растворенного в ней
воздуха и охлаждают до комнатной температуры. Затем пикнометр (колбу)
на 100 мл наполняют точно до метки этой водой и взвешивают на
аналитических весах.
Пикнометр во время работы нужно брать только за горлышко и не
нагревать его рукой, так как даже незначительные колебания температуры
отражаются на точности определения удельного веса. После взвешивания из
пикнометра отливают примерно половину воды и, вставив в горлышко
воронку, осторожно пересыпают в него взятую почву. Приставшие к воронке
и чашке твердые частицы почвы смывают дистиллированной водой в
пикнометр и кипятят его содержимое на электрической плитке 30 мин, не
допуская разбрызгивания. После кипения пикнометр охлаждают до
28
первоначальной температуры, доливают оставшейся прокипяченной водой
до метки и взвешивают вторично. Если охлаждение пикнометра проводят в
сосуде с водой, наружные стенки его перед взвешиванием необходимо
тщательно обтереть фильтровальной бумагой. Вычисление удельного веса
производят по формуле:
Д = В:(А+В-С),
где Д - удельный вес почвы;
В - навеска сухой почвы;
А - вес пикнометра с водой;
С - вес пикнометра с водой и почвой.
Оборудование: аналитические весы, фарфоровые чашки, пикнометры,
электрическая плитка, колба с водой.
Заключение
(пример
расчета):
Навеска
воздушно-сухой почвы 10 г; гигроскопическая влага 4,32%, навеска сухой почвы будет равна 10 0,432=9,586 г;
вес пикнометра с водой - 141,734 г;
вес пикнометра с водой и почвой - 147,662 г.
А + В - С составит вес того объёма воды в граммах,
который был вытеснен этой навеской.
Следовательно, удельный вес будет
9,568: (141,734 + 9,568 - 147,662) = 2,63 г/см3
Результаты изучения удельного веса используют для
расчета порозности.
Задание 2. Определение плотности скелета почвы (объемного веса)
Под плотностью скелета почвы понимают отношение массы сухой
почвы ненарушенного сложения к единице объёма. Раньше эта величина
именовалась как объёмный вес, в некоторых руководствах последних лет её
называли объёмной массой.
29
Плотность скелета почвы (г/см3) зависит от механического состава,
количества органического вещества и структурного состояния. У песчаных
почв, содержащих мало перегноя, плотность скелета больше, чем у
глинистых с большим содержанием перегноя и хорошо выраженной
комковатой или зернистой структурой.
Ход анализа. Берётся цилиндр, днищем которого служит мелкая сетка (с
тем, чтобы его можно было в дальнейшем использовать для определения
капиллярной и полной влагоемкости). К дну его прикладывается лист
фильтровальной бумаги, вместе с листом цилиндр взвешивается на
технических весах, заполняется почвой. Почва слегка уплотняется путём
легкого постукивания по стенке цилиндра. Цилиндр вновь взвешивается
(этот метод является учебным вариантом полевого метода).
Результаты определения.
№ цилиндра —
Диаметр его Высота —
Объём цилиндра -
Д
V = 3,14 х (——)² х Н ,
2
Вес пустого цилиндра Вес цилиндра с почвой Вес почвы (А) -
А (вес почвы)
Плотность скелета = ———————————
V (объем цилиндра)
Оборудование: цилиндр с сеткой в днище, фильтровальная бумага,
технические весы, линейка.
Заключение (пример расчета):
№ цилиндра – 34
диаметр – 5,3 см
высота – 9,2 см
Объем цилиндра:
30
5,3 см
V = 3,14 х (――――)² х 9,2 см = 202,9 см³
2
вес пустого цилиндра – 52 г 800 мг
вес цилиндра с почвой – 298 г 300 мг
вес почвы – 245 г 500 мг
245 г 500 мг
Плотность скелета = ―――――――― = 1,21 г/см³
202,9 см³
Плотность скелета почвы 1,21 г/см³ используется
для расчета порозности.
Задание 3.Определение порозности (скважности) почв
Общий объём всех пор и промежутков между почвенными частичками в
определенном объёме почвы называется скважностью или порозностью почв.
Большое влияние на скважность оказывает прежде всего структурное
состояние почвы: чем структурнее почва, тем больше порозность. Всякое
разрушение структуры, которое может произойти в результате воздействия
на почву природных факторов или вследствие неправильной обработки
почвы, неизбежно влечет за собой уменьшение порозности.
Порозность в значительной степени зависит и от механического состава:
чем мельче почвенные частицы, тем выше порозность. Хотя крупные
частицы почвы образуют крупные поры, общий объём их всегда меньше, чем
объём суммы многочисленных пор, образуемых мелкими частичками почвы.
Порозность вычисляется по формуле:
П=(1-
О
) х 100%,
У
где П — порозность,
О - плотность скелета почвы (объёмный вес),
У - плотность твердой фазы почвы (удельный вес).
Рассчитать порозность почвы. Значение О и У взять из предыдущих
заданий.
Заключение (пример расчета):
31
О – 1,21 г/см³
У – 2,63 г/см³
1,21 г/см³
П = (1- ――――― )х 100 % = 54 %
2,63 г/см³
Порозность почвы 54 % (удовлетворительная).
Справочные сведения:
> 70 %
55-70 %
50-55 %
50-40 %
40-25 %
Почва избыточно пористая.
Отличная. Культурный пахотный слой.
Удовлетворительная для пахотного
слоя.
Неудовлетворительная для пахотного
слоя.
Чрезмерно низкая. Характерна для
уплотненных иллювиальных горизонтов.
Задание 4.Определение содержания в почве гигроскопической влаги
Гигроскопическая вода - это молекулярная вода, адсорбированная
поверхностью почвенных частичек и удерживаемая силами молекулярного
притяжения. Установить в почве наличие гигроскопической влаги можно по
воздушно-сухой почве. Гигроскопическая влага из почвы удаляется
высушиванием при температуре 105°.
Ход
работы: В предварительно взвешенный металлический бюкс
насыпается почва, пропущенная через сито в 1 мм. Бюкс с почвой ставят в
сушильный шкаф и держат при Т° = 105° в течение 5 - 6 ч. Охлажденный в
эксикаторе бюкс вновь взвешивается и вычисляется гигроскопическая влага
по формуле:
Х=
/ В -С / х 100
С
где В - вес воздушно-сухой навески (образец до высушивания);
С - вес образца после высушивания;
Х - содержание в почве гигроскопической влаги в процентах;
Почва, высушенная при Т°= 105°, называется абсолютно сухой почвой.
Результаты определения.
32
№ бюкса Вес пустого бюкса –
Вес бюкса с почвой –
Вес почвы до высушивания (В) –
Вес бюкса с почвой после высушивания –
Вес почвы после высушивания (С)
Потеря в весе – (В-С) –
Гигроскопическая влага в % (Х) Оборудование: металлический бюкс, технические весы, сушильный
шкаф, эксикатор.
Заключение (пример расчета):
№ бюкса - 242
Вес пустого бюкса – 22 г 150 мг
Вес бюкса с почвой – 101 г 590 мг
Вес почвы до высушивания (В) – 79 г 440 мг
Вес бюкса с почвой после высушивания – 100 г 400 мг
Вес почвы после высушивания (С) – 78 г 250 мг
Потеря в весе – (В-С) – 1 г 190 мг
1 г 190 мг х 100
Гигроскопическая влага в % (Х) = ―――――――― = 1,5 %
78 г 250 мг
Гигроскопическая влага почвы 1,5 %.
необходимы
для
расчета
капиллярной
и
Данные
полной
влагоемкости, а также запасов влаги в почве.
Занятие 8. Определение капиллярной и полной влагоемкости.
Расчет прогнозной урожайности
Задание 1. Определение капиллярной влагоемкости
Для определения капиллярной влагоемкости (KB) берется образец,
использованный ранее при изучении объёмного веса, и ставится на
насыщение в специальную ванночку, покрытую сверху обернутыми
33
фильтровальной бумагой полосками стекла. Края фильтровальной бумаги
опущены в воду, наполняющую ванночку. Цилиндр с образцом покрывают
сверху стеклом и оставляют до тех пор, пока вода не заполнит все
капилляры. После появления влаги на поверхности почвы цилиндр
вынимают и взвешивают.
Результаты определения.
№ цилиндра —
Вес пустого цилиндра Вес цилиндра с почвой до насыщения –
Вес воздушно-сухой почвы (А) –
(эти данные берутся из предыдущих заданий)
Вес абсолютно сухой почвы (Д) –
Вес абсолютно сухой почвы вычисляется по формуле:
Д=
А х 100%
100% + Х
где Д - вес абсолютно сухой почвы;
А - вес воздушно-сухой почвы;
Х — процент гигроскопической влаги (берётся из предыдущего задания)
Вес цилиндра с почвой после насыщения –
Вес почвы после насыщения (Е) –
Капиллярная влагоёмкость (KB) –
Капиллярная влагоёмкость вычисляется по формуле:
КВ =
/ Е - Д / х 100%
Д
где Е - вес почвы после насыщения;
Д — вес абсолютно сухой почвы.
Оборудование: цилиндр с сеткой в днище, ванночка, полоски стекла,
фильтровальная бумага, технические весы.
Заключение (пример расчета):
№ цилиндра — 34
34
Вес пустого – 52 г 800 мг
Вес цилиндра с почвой до насыщения – 298 г 300 мг
Вес воздушно-сухой почвы (А) – 245 г 500 мг
(эти данные берутся из предыдущих заданий)
Вес абсолютно сухой почвы (Д)
245 г 500 мг х 100 %
Д = ――――――――― = 241г 800 мг
100 % + 1,5 %
Вес цилиндра с почвой после насыщения - 361г 500 мг
Вес почвы после насыщения – 308 г 700 мг
Капиллярная влагоёмкость (KB)
(308 г 700 мг – 241 г 800 мг) х 100 %
KB = ―――――――――――――― = 27%.
241 г 800 мг
Задание 2. Определение полной влагоемкости
Для
определения
полной
влагоёмкости
(ПВ)
берут
цилиндр,
использованный ранее для изучения объёмного веса и капиллярной
влагоёмкости, помещают его в глубокую ванночку на специальную
подставку и заливают водой. Воду заливают с таким расчетом, чтобы она
была ниже уровня почвы в цилиндре на 1-2 мм. С появлением обильной
влаги на поверхности почвы цилиндр с почвой вынимается и взвешивается
вместе со стекающей водой.
Результаты определения.
№ цилиндра –
Вес пустого цилиндра –
Вес цилиндра с почвой до насыщения –
Вес воздушно-сухой почвы (А) –
Вес абсолютно сухой почвы (Д) –
(эти данные берутся из предыдущих определений)
Вес цилиндра с почвой после насыщения –
Вес почвы после насыщения (М) –
Полная влагоёмкость (ПВ) –
35
Полная влагоёмкость вычисляется по формуле:
ПВ =
/ М - Д / х 100%
Д
где М - вес почвы после насыщения;
Д — вес абсолютно сухой почвы.
Оборудование: цилиндр с сеткой в днище, кристаллизатор (таз) с
подставками, технические весы.
Заключение (пример расчета):
№ цилиндра – 34
Вес пустого цилиндра – 52 г 800 мг
Вес цилиндра с почвой до насыщения – 298 г 300 мг
Вес воздушно-сухой почвы (А) – 245 г 500 мг
Вес абсолютно сухой почвы (Д) – 241 г 800 мг
(эти данные берутся из предыдущих определений)
Вес цилиндра с почвой после насыщения – 415г 500 мг
Вес почвы после насыщения (М) – 362 г 700 мг
Полная влагоёмкость (ПВ)
(362 г 700 мг – 241 г 800 мг) х 100 %
ПВ = ――――――――――――――― = 50 %
241 г 800 мг
Полная влагоемкость исследуемого образца 50 % (в
идеальном варианте она должна соответствовать
порозности).
Задание для самостоятельной работы: Расчет прогнозной урожайности.
На основе данных изучения водно-физических свойств почвенного
образца оценить запасы продуктивной влаги в почве и рассчитать
прогнозную урожайность для пшеницы.
36
Пример расчета:
Прогнозная урожайность рассчитывается по формуле:
ЗПВ
У = ———,
К
где, У – прогнозная урожайность, ц/га,
ЗПВ – запас продуктивной влаги в метровом слое почвы, т/га;
К – транспирационный коэффициент (количество воды, расходуемой на
образование единицы сухого вещества).
Расчет прогнозной урожайности (У) состоит из нескольких операций.
1. Расчет веса почвы в метровом слое на гектаре. Для этого необходимо
объемный вес (в нашем случае 1,21 г/см³ или 1,21 т/м³) умножить на
объем почвы в метровом слое на гектаре.
Вес почвы = 1,21 т/м³ х 1 м х 100 м х 100 м = 12100 т
2. Расчет запаса продуктивной влаги в метровом слое на гектаре.
Для расчета запаса продуктивной влаги в условиях
лабораторной работы можно взять КВ (капиллярную
влагоемкость
вместо
гигроскопическую
полевой
влагу
(вместо
влажности)
и
максимальной
гигроскопичности). На основе КВ рассчитывается
общий запас влаги в метровом слое на гектаре, а на
основе
гигроскопической
влажность
завядания
влаги
(путем
рассчитывается
умножения
на
коэффициент 1,5), а затем и мертвый запас воды в
метровом слое в т/га.
В нашем случае общий запас влаги будет равен 27 % (это КВ) от веса
почвы на гектаре, т.е. 3267 т.
12100 т – 100 %
х
- 27 %
х = 3267 т
37
Мертвый запас влаги будет соответствовать 2,25 % (1,5% х коэффициент
1,5) от веса почвы на гектаре, т.е. 272,25 т.
12100 т – 100 %
х
- 2,25 %
х = 272,25 т
Запас продуктивной влаги. Это разница между общим и мертвым
запасом воды, т.е. 3267 т – 272,25 т = 2994,75 т.
3. Расчет прогнозной урожайности (запас продуктивной влаги делится на
транспирационный коэффициент того или иного растения). Например, для
пшеницы транспирационный коэффициент 540 (540 г, кг, т воды
расходуется для создания 1 г, кг, т сухого вещества).
В нашем случае запас продуктивной влаги 2994,75 т (299 мм)
Прогнозная урожайность пшеницы на исследуемой почве = 2994,75 : 540
= 5,5 т (или 55 ц/га).
Справочные сведения
Таблица 8
Транспирационный коэффициент растений
(по Баканиной, 2002, с.73)
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
Растения
Костер безостый
Люцерна
Горох
Картофель
Пшеница
Сахарная свекла
Кукуруза
38
Транспирационный
коэффициент
1016
840
778
640
540
397
370
Таблица 9
Оценка запасов продуктивной влаги
(по Баканиной, 2002, с.86)
Мощность
слоя почвы, см
0 - 100
Занятие 9.
Запасы
воды, мм
> 160
160 - 130
130 - 90
90 – 60
< 60
Качественная
оценка запасов воды
очень хорошие
хорошие
удовлетворительные
плохие
очень плохие
Обобщение результатов изучения химических
и физических свойств почвенного образца.
Оценка плодородия исследованной почвы,
разработка мероприятий по его повышению
Для обобщения результатов изучения химических и физических свойств
почвенного образца необходимо выписать результаты анализов и дать
текстовую характеристику следующих показателей:
1. Механический состав.
2. Содержание гумуса.
3. Качественный состав гумуса.
4. Наличие в почве вредных соединений (CO3²ˉ, CI ˉ, SO4²ˉ, Fе²+).
5. Обеспеченность питательными веществами (наличие NO3ˉ, PO4³ˉ, K+,
Ca²+).
6. Реакция почвы и нуждаемость в известковании.
7. Структурное состояние.
8. Степень водопрочности почвенных агрегатов.
9. Общие физические свойств исследованной почвы: удельный и
объемный вес, порозность (скважность).
10.Водно-физические свойства (гигроскопическая влага, капиллярная и
полная влагоемкость), теоретически возможная урожайность.
39
Пример
обобщения
результатов
исследования
почвенного образца:
Таблица 10
Результаты исследования образца
Вид анализа
1. Механический состав
2. Содержание гумуса
3. Качественный состав гумуса:
- гумин
- гуминовые кислоты
4.Наличие
в
почве
вредных
соединений
CO3²ˉ,
CI ˉ
SO4²ˉ
Закисное железо Fе²+
5.Обеспеченность
питательными
веществами:
NO3ˉ
PO4³ˉ
K+
Ca²+
6. Реакция почвы и нуждаемость в
известковании.
 актуальная кислотность
 обменная кислотность
Результаты
легкосуглинистый
1,5 %
мало
мало
Водная вытяжка
отсутствует
следы
много
-
следы
отсутствует
отсутствует
отсутствует
Солянокислая
вытяжка
отсутствует
-
много
следы
-
отсутствует
мало
мало
6,2
5,2
слабокислая,
слабая
нуждаемость в известковании
7. Структурное состояние
46,5 % (средне оструктурена)
8.Степень водопрочности
26,6 % (средняя водопрочность)
9. Удельный вес
2,63 г/см³
10. Объемный вес
1,21 г/см³
11. Порозность (скважность)
54 %
12. Гигроскопическая влага
1,5 %
13.Капиллярная влагоемкость
27 %
14. Полная влагоемкость
50 %
15. Прогнозная урожайность пшеницы 55 ц/га
(по водно-физическим свойствам)
40
Анализ (характеристика образца).
Механический состав исследуемой почвы легкосуглинистый, что
считается благоприятным для большинства сельскохозяйственных структур.
Однако содержание гумуса всего лишь 1,5 % (почва достаточно бедная по
содержанию органических веществ), состав гумуса также плохой: мало и
гумина, и гуминовых кислот.
Из вредных соединений в водной вытяжке обнаружены следы CI¯ и в
большом количестве ионы
SO4²ˉ, что является следствием применения
больших доз сернокислых удобрений. Из питательных веществ в водной
вытяжке обнаружены только следы
NO3¯, а в солянокислой - в
незначительном количестве K+ и Ca²+, а такой важный элемент, как P, в почве
отсутствует и в водной вытяжке, и в солянокислой.
О том, что в почве мало Са, свидетельствует и обменная кислотность, рН
соответствует 5,2 (хотя актуальная кислотность 6,2). Такая почва нуждается в
известковании.
По степени структурности и водопрочности агрегатов почва имеет
средние показатели. Соотношение капиллярной и полной влагоемкости
оптимально (≈ 1 : 2).
Задание
для
самостоятельной
работы:
Оценка
плодородия
исследованной почвы, разработка мероприятий по его повышению.
При
выполнении
задания
необходимо
сопоставить
прогнозную
урожайность (см. предыдущее занятие) и результаты анализа химического
состава почвы.
Пример оценки плодородия
По сумме показателей уровень плодородия исследуемой почвы ниже
среднего. К благоприятным показателям следует отнести механический
состав,
общую
скважность,
капиллярную
структурности. К числу негативных относится:
 низкое содержание гумуса,

плохой качественный состав гумуса,
41
влагоемкость
и
степень
 низкое содержание питательных веществ (N, К, Са), а Р совершенно
отсутствует,
 обменная кислотность рН 5,2, т.е. почва нуждается в известковании.
И хотя по водно-физическим показателям прогнозная урожайность
может быть 55 ц/га (пшеница), химический состав почвы не может
обеспечить такую урожайность.
Рекомендации по повышению плодородия почвы:
1. Провести известкование в объеме 2,5 т/га.
2. Внести органические удобрения: навоз, торфонавозные компосты,
сапропель, ил очистных сооружений, сидераты (зеленые удобрения).
3. Внести минеральные удобрения: азотные, фосфорные, калийные.
4. Чтобы исключить накопление вредных соединений (Cl¯, SO4²ˉ), очень
важно удобрения, содержащие эти элементы, внести осенью.
5. Для
улучшения
структурного
состояния
почвы
желательно
выращивание многолетних трав.
Занятие 10. Составление агрогеохимических картограмм
По результатам химического анализа составляются картограммы
обеспеченности почв химическими элементами: Р, К; микроэлементами – Cu,
Zn, Co, B, Mn, а также картограммы кислотности и гумусности.
На основе приложений 1-3 студенты знакомятся с методикой
составления картограмм и оценкой обеспеченности почв подвижным
фосфором на примере хозяйств Сеченовского района Нижегородской
области.
Пример составления и анализа
картограммы содержания подвижного
фосфора в почвах Сеченовского района
На контурную карту хозяйств Сеченовского района из таблицы
(приложение 1) наносятся данные о содержании P2O5 в почвах (приложение
42
2), затем точки с одинаковым значением P2O5 объединяются в ареалы по
степени обеспеченности (табл. 13).
На территории Сеченовского района (приложение 3) по содержанию
подвижного P2O5 четко выделяются 4 типа ареалов. Наибольшие площади
занимают почвы с содержанием P2O5 от 80 до 150 мг/кг (среднее). Почвы с
очень высоким содержанием P2O5 (более 200 мг/кг) выделены в хозяйстве
«Талызинское», с высоким (151-200 мг/кг) – в хозяйствах «Прогресс» и
«Теплостанское»,
а
почвы
хозяйств
«Родина»
и
«Шемаринское»
характеризуются низким содержанием фосфора (менее 80 мг/кг).
Задание для самостоятельной работы:
Составить картограммы кислотности, а также обеспеченности почв
фосфором и калием своего района (или картограммы обеспеченности почв
микроэлементами: Cu, Zn, Co, B, Mn).
Каждый студент в начале семестра получает задание: собрать данные по
агрохимическим показателям почв своего района (сведения берутся в
агрохимической службе района). Все сведения заносятся в таблицу
(приложение 1) и включают: название хозяйств, кислотность почв по
каждому хозяйству, наличие подвижного фосфора (Р2О5), обменного калия
(К2О), гумуса (%) и содержание микроэлементов (Cu, Zn, Co, B, Mn).
На основе собранного статистического материала студент составляет
картограммы (см. приложения 1-3) и оценивает их. Критерии оценки почв
даны в справочных сведениях (табл. 11-19).
Справочные сведения
Таблица 11
Обменная кислотность почв
№
1
2
3
4
5
6
7
Степень кислотности
Значения рН
Сильнокислая
Среднекислая
Слабокислая
близкая к нейтр.
Нейтральная
слабощелочная
Щелочная
менее 4,5
4,6-5,0
5,1-5,5
5,6-6,0
6,1-7,0
7,1-7,5
более 7,6
43
Таблица 12
Обеспеченность гумусом
№
Степень
обеспеченности
1
2
3
4
5
крайне бедные
бедные
недост. обеспеч.
средне обеспе.
хорошо обеспеч.
Таблица 13
Обеспеченность почв подвижными
формами фосфора
Содержание,
%
№
Степень
обеспеченности
Содержание
P2O5, мг на
1000 г почвы
менее 1
1-2
2-3
3-4
более 4
1
2
3
4
очень низкая
низкая
средняя
высокая
менее 80
81-150
151-200
более 200
Таблица 14
Обеспеченность почв подвижными
формами калия
Таблица 15
Обеспеченность почв
подвижной
формой меди (ПДК 3,0 мг/кг)
№
Степень
обеспеченности
Содержание
К2O, мг на
1000 г почвы
№
Степень
обеспеченности
Содержание,
мг/кг
1
2
3
4
5
6
очень низкая
низкая
средняя
повышенная
высокая
очень высокая
менее 40
40-80
81-120
121-170
171-200
более 200
1
2
3
низкая
средняя
высокая
менее 1,5
1,6 – 3,0
более 3,0
Таблица 16
Обеспеченность почв подвижной
формой цинка (ПДК 23 мг/кг)
№
1
2
3
Степень
обеспеченности
низкая
средняя
высокая
Таблица 17
Обеспеченность почв подвижной
формой кобальта (ПДК 5,0 мг/кг)
Содержание,
%
№
менее 2
2,1 – 5,0
более 5,0
1
2
3
Таблица 18
Обеспеченность почв подвижной
формой бора
Степень
обеспеченности
низкая
средняя
высокая
Содержание,
%
менее 1
1,1 – 2,2
более 2,2
Таблица 19
Обеспеченность почв подвижной
формой марганца
№
Степень
обеспеченности
Содержание,
%
№
Степень
обеспеченности
Содержание,
%
1
2
3
низкая
средняя
высокая
менее 0,33
0,34 – 0,7
более 0,7
1
2
3
низкая
средняя
высокая
менее 30
31 – 70
более 70
44
Список литературы
1. Александрова
Л.Н.,
Найденова
О.А.
Лабораторно-практические
занятия по почвоведению.- Л.: Агропромиздат, 1986. 295 с.
2. Баканина Ф.М. Лабораторно-практические занятия по географии почв.Горький: Изд-во НГПИ, 1987. 40 с.
3. Баканина Ф.М. Агроэкология: Учеб. пособие.- Н. Новгород: Изд-во
НГПУ, 2002. 146 с.
4. Баканина Ф.М. География почв с основами почвоведения: Учеб.
пособие.- Н. Новгород: Издание НГПУ, 2004. 252 с.
5. Почвы Горьковской области/ Под ред. Б.А. Никитина - Горький: Изд-во
ВВКИ, 1978. 192 с.
6. Толковый словарь по почвоведению.- М.: Наука, 1975. 286с.
7. Яскин
Л.А. и др. Практикум по почвоведению с основами
геоботаники.- М.: Колос, 1999. 254 с.
45
Приложения
Приложение 1
Агрогеохимические показатели почв Сеченского района
(данные агрохимической службы, 2003 г.)
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Хозяйство
Болтинское
Болховское
Булдаковское
Васильевское
Восход
Гигант
Ильинское
Красноостровское
Талызинское
Левановское
Ленинец
Липовское
Митропольское
Мурзицкое
Новая жизнь
Прогресс
Родина
Сеченовское
Скрипинское
Теплостанское
Шемаринское
рН
(сол)
P2O5
(мг/кг)
К2O
(мг/кг)
Гумус, %
Медь,
мг/кг
Цинк,
мг/кг
Кобальт,
мг/кг
Бор,
мг/кг
Марганец,
мг/кг
5,2
5,3
5,0
5,3
5,6
5,3
5,5
5,5
5,2
5,5
5,4
5,1
5,1
6,1
5,2
5,8
4,9
5,2
5,3
5,7
5,6
140
100
80
156
142
86
145
101
500
88
86
96
148
106
83
164
62
127
101
184
77
170
132
115
128
183
132
152
124
177
168
178
134
188
131
164
181
132
108
139
167
170
6,3
6,7
7,5
6,3
6,5
7,4
7,1
7,6
6,7
7,8
6,8
7,6
7,0
5,3
7,1
5,7
8,4
8,2
4,9
8,2
7,3
6,4
6,6
4,8
5,9
4,5
5,6
5,8
6,1
5,5
5,2
4,9
5,7
6,7
5,2
7,0
5,9
5,5
5,6
6,9
5,1
5,7
1,2
1,5
0,9
1,4
1,1
1,3
2,2
1,3
1,4
1,4
0,8
1,5
1,3
1,1
1,1
1,0
0,9
0,7
1,0
0,8
1,2
2,2
1,7
1,4
1,7
1,8
1,3
2,2
1,4
2,6
2,1
1,4
2,1
2,1
2,4
1,8
2,2
1,3
1,3
1,3
1,5
1,8
2,1
1,6
1,2
1,6
1,7
1,8
2,0
2,1
1,3
1,7
2,3
1,5
1,5
1,6
1,7
1,7
1,2
2,2
1,4
1,5
1,5
26
26
56
34
37
23
27
35
49
37
30
30
44
36
30
39
25
23
31
28
30
Приложение 2
Условные обозначения
5/-
цифра внутри кружочка в числителе
соответствует номеру хозяйства (прил. 1)
/ 142 – цифра в знаменателе соответствует
значению показателя содержания
подвижного фосфора в хозяйства
Схема хозяйств и география показателей содержания Р2О5 в почвах хозяйств
Сеченовского района (2003 г.)
Приложение 3
Условные обозначения
№
Обозначение
Содержание
Р2О5, в мг/кг
1
< 80
2
80 – 150
3
151 – 200
4
> 200
·-·-· - границы хозяйств
Степень
обеспеченности
низкая
средняя
высокая
очень высокая
Картограмма обеспеченности почв подвижным фосфором (Р2О5) в
Сеченовском районе (по материалам центра агрохимической службы
«Нижегородский», 2001 – 2003 г.)
48
Приложение 4
Глоссарий
Актуальная кислотность – кислотность почвенного раствора, вызываемая
органическими кислотами и Н2СО3; рН составляет в разных почвах от 3 до 7.
Влагоемкость
почвы
–
величина,
количественно
характеризующая
водоудерживающую способность почвы.
Водопроницаемость почвы – свойство почвы, как пористого тела,
пропускать через себя воду.
Водопрочность
–
способность
агрегатов
почвы
противостоять
разрушающему действию воды.
Вытяжка водная – фильтрат водного раствора, полученного после
взбалтывания почвы с дистиллированной водой.
Вытяжка кислотная – фильтрат от обработки почвы какой-либо кислотой,
взятой в определенной концентрации и в определенном соотношении с
почвой и взаимодействующей с ней заданное время.
Вытяжка почвенная – фильтрат какого-либо растворителя заданной
концентрации и заданного состава, действовавшего на почву определенное
время и при определенном отношении почва : раствор с целью извлечения из
нее растворимых в данном растворителе веществ.
Гигроскопическая вода – молекулярная вода, адсорбированная поверхностью почвенных частичек и удерживаемая силами молекулярного
притяжения.
Гигроскопичность почвы – способность почвы, в силу присущей ей
поверхностной энергии, сорбировать на поверхности своих частиц пары
воды, содержащиеся в воздухе.
Гидролитическая кислотность (Нг) определяется количеством поглощенных
Н+ и Al3+, вытесняемых гидролитически щелочной солью.
Гумус – сложный комплекс специфических для почвы органических
соединений.
49
Гуминовые кислоты - темноокрашенные (от бурой до черной) гумусовые
кислоты, нерастворимые в воде и кислотах, но растворимые в щелочах.
Гумины – остаток органического вещества в почве, нерастворимый в
щелочах.
Гумификация – процесс превращения растительных и животных остатков в
специфические гумусовые вещества: гуминовые кислоты, фульвокислоты,
гумины.
Запас влаги – абсолютное количество влаги, содержащееся в определенном
слое почвы.
Капиллярная влагоемкость – (КВ) – максимальное количество капиллярноподпертой влаги, которое может содержаться в почве над уровнем грунтовых
почв.
Кислотность почв – способность почв нейтрализовать растворы со
щелочной реакцией и подкислять воду и растворы нейтральных солей.
Мертвый запас влаги – запас влаги в почве, недоступный для растения.
Обменная кислотность (Но) обусловлена количеством ионов водорода и
алюминия,
находящихся
в
диффузном
слое
почвенных
коллоидов
(почвенном поглощающем комплексе – ППК), которые извлекаются из
почвы раствором нейтральной соли (например, KCl).
Плотность твердой фазы (удельный вес) – отношение веса твердой фазы
почвы к весу такого же объема воды при температуре 4 0С (при сплошном
заполнении объема).
Плотность сложения (объемный вес) – масса единицы объема совершенно
сухой почвы в ее естественном состоянии без нарушений структуры.
Почва – самостоятельное естественно-историческое органо-минеральное
тело природы, возникшее в результате взаимодействия «грунта, климата,
растительных и животных организмов, возраста страны, рельефа местности»
(В.В. Докучаев).
Пористость (синонимы: порозность, скважность) – суммарный объем пор
между твердыми частицами, занятый воздухом и водой.
50
Полная – (максимальная) влагоемкость (ПВ) – количество влаги, которое
почва может удержать в состоянии полного насыщения, когда все поры
(капиллярные и некапиллярные) заполнены водой.
Потенциальная кислотность обусловлена наличием ионов водорода и
алюминия в поглощенном состоянии. Подразделяется на 2 вида: обменную и
гидролитическую.
Структура почвы – форма и размер структурных отдельностей, на которые
естественно распадается почва.
Структурность почвы – способность почвы распадаться на агрегаты, размер
и форма которых характерны для каждого типа почвы.
Фульвокислоты – специфические органические кислоты почвенного
гумуса, растворимые в воде и в минеральных кислотах и отличающиеся
высоким содержанием углерода.
51
Приложение 5
Техника безопасности и организация труда
на рабочем месте
До начала выполнения лабораторных работ запомните и усвойте
основные правила работы в лаборатории, которые выработаны для
получения лучших результатов при наименьшей затрате времени, сил и
материалов.
1. С первых дней приучите себя работать аккуратно, внимательно, без
торопливости.
2. Работать следует в рабочих халатах, в целях избежания порчи своей
одежды.
3. Содержите свое рабочее место в чистоте: грязь нередко бывает причиной
искажения результатов. Приборы и посуду мойте тотчас после окончания
опыта, не откладывая до окончания всей работы. Если пролита вода или
реактивы, быстро вытрите стол, но будьте осторожны, чтобы не повредить
руки и одежду. Разбитое стекло, куски бумаги, испорченные сухие
реактивы и т.д. не оставляйте на столах, а выбрасывайте в специальную
мусорницу, ни в коем случае не в водопроводную раковину.
4. Не загрязняйте реактивы. Их нужно держать в плотно закрывающейся
посуде, открывать банки с реактивами только во время пользования ими
и, закрывая их, не путать пробок. Каждая склянка с реактивом должна
быть подписана и должна иметь собственную пипетку или шпатель. При
взятии реактивов нельзя пользоваться пипетками и шпателями от других
склянок. Не ссыпайте и не сливайте обратно в реактивные склянки взятые
в избытке или просыпанные реактивы. Такая экономия может испортить
весь реактив в реактивной склянке.
5. Аккуратно вносите в пробирки концентрированные кислоты и щелочи,
остерегайтесь пролить их на руки, на одежду, на стол. Если кислота или
щелочь попали на кожу или на одежду, быстро большим количеством
52
воды смойте их и обратитесь за дальнейшей помощью к преподавателю
или лаборанту. О пролитых в большом количестве концентрированных
кислотах и щелочах также сообщите преподавателю или лаборанту.
6. С ядовитыми и сильно пахнущими веществами работайте в вытяжном
шкафу.
7. Не будьте расточительными и берите реактивы в количествах, указанных
в руководстве. Отработанные дорогие или редкие реактивы по указанию
преподавателя или лаборанта сливайте в специально поставленные для
них склянки.
8. Горячие и особенно раскаленные предметы ставьте только на асбестовый
картон или на асбестированную сетку. Поставленные на стол, они портят
его поверхность и портятся сами - краска прилипает к ним; стеклянные
приборы, поставленные на холодные металлические или каменные
подставки, могут лопнуть от резкого изменения температуры.
9. Не загромождайте стол ненужными в данный момент предметами,
приборами, книгами. Все предметы на столе должны быть расставлены в
определенном порядке. Личные вещи во время работы должны быть
убраны с рабочего стола. Проходы в лаборатории не загромождайте
стульями и другими предметами.
10.Реактивы и приборы общего пользования не уносите на свои столы - они
должны находиться всегда на отведенном для них месте.
11.По окончании работы вымойте и сдайте лаборанту приборы и посуду,
приведите в порядок рабочее место, дайте преподавателю на подпись свой
журнал.
12.Все наблюдения записывайте в лабораторный журнал непосредственно
после каждого опыта. Не делайте записи в черновиках и на отдельных
листочках.
Работая в лаборатории, необходимо постоянно помнить о технике
безопасности.
53
Учебное издание
Состав и свойства почв
Методическое пособие
Составители Соткина С.А., Юртаев А.А.
Редактор Л.И. Опарина
Подписано в печать .04.06 г. Печать оперативная
Объем
п.л. Тираж 100 экз. Заказ
Нижегородский государственный педагогический университет
Полиграфический участок АНО «МУК НГПУ»
603950, Нижний Новгород, ГСП-37, ул. Ульянова, 1
54