Большой практикум. Практикум по почвоведению с основами геологии красноярск 2006 удк ббк рецензенты Ю. Н. Трубников
 Скачать 13.42 Mb.
|
Тесты
а) резко убывающее; б) равномерное; в) постепенно убывающее. 2. В гор. В каких почв увеличивается величина ЕКО и содержание физической глины: а) чернозем обыкновенный; б) каштановая; в) дерново-подзолистая. 3. Содержание гумуса в серой лесной почве: а) 3-5 %; б) 1-3 %; в) 7-8 %. 4. Величина ЕКО в черноземе выщелоченном: а) 20-35 мг-экв/100г; б) 15-20 мг-экв/100г; в) 40-50 мг-экв/100г. 5. Содержание гумуса в гор. Апах выщелоченного тучного чернозема: а) 6-9 %; б) 15 %; в) > 9 %. 6. Запасы гумуса в пахотном слое выщелоченного чернозема, т/га: а) 100; б) 400-500; в) 200-250. 7. Тип гумуса в подзолистой почве: а) фульватно-гуматный; б) гуматно-фульватный; в) фульватный. 8. Отличие солончака от солонца: а) обменный натрий в ППК; б) плотное сложение, тяжелый гранулометрический состав; в) содержание легкорастворимых солей > 1 %. 9. В каком горизонте солонца содержится наибольшее количество обменного натрия, ила: а) А; б) В1; в) В2. 10. Глубина появления карбонатов в профиле каштановых почв: а) в средней части профиля; б) практически с поверхности; в) в гор.С. 11. Среднесолонцеватые виды каштановых почв содержат обменного натрия (% от ЕКО): а) 5-10; б) 10-15; в) > 15. 12. Состав ППК чернозема оподзоленного: а) Са, Мg, Nа; б) Са, Мg; в) Са, Мg, Н. 13. Тип гумуса в тучном черноземе: а) гуматный; б) гуматно-фульватный; в) фульватно-гуматный. 14. Наиболее высокое значение ЕКО (мг-экв/100г) в почвах: а) лугово-черноземная; б) чернозем южный; в) темно-серая лесная. 15. В каком горизонте чернозема выщелоченного появляются карбонаты: а) АВ; б) В; в) С. 16. Почва, насыщенная основаниями: а) серая лесная; б) чернозем обыкновенный; в) лугово-черноземная выщелоченная. 17. рН 4,5 в почвах: а) чернозем оподзоленный; б) темно-серая лесная; в) дерново-подзолистая. 18. Степень насыщенности почв основаниями < 50 % характерна для почв: а) лугово-черноземных; б) подзолистых; в) серых лесных. 19. Наиболее гумусированный подтип чернозема: а) южный; б) выщелоченный; в) оподзоленный. 20. Величина ЕКО (мг-эвк/100г) в дерново-подзолистой супесчаной почве: а) 40-50; б) 5-10; в) 20-30.
Материалы и оборудование: почвенные образцы, химическая посуда, технические и аналитические весы, сушильный шкаф, справочники, компьютер. Содержание работы Водная вытяжка дает представление о содержании в почве водорастворимых веществ. Это наиболее старый метод исследования почв. Методом водной вытяжки пользуются при исследовании динамики почвенных растворов, изучении режима питательных веществ, установлении степени и характера засоления почв, выявлении присутствия в почве вредных для растений соединений. Действие воды на почву состоит в растворении простых солей, частично гумусовых веществ и кремнекислых соединений. По степени растворимости в воде простые соли подразделяются на легко-, средне- и труднорастворимые. Легкорастворимые соединения почв представлены хлоридами, сульфатами щелочных элементов и магния, карбонатами щелочей, бикарбонатами щелочных и щелочноземельных элементов, нитратами, нитритами, аммонийными солями, щелочными солями кремневой, фосфорной, органических кислот. В почвах легкорастворимые соли находятся преимущественно в составе почвенного раствора и частично – в составе твердой фазы почвы. К среднерастворимым соединениям почв относятся карбонат магния и сульфат кальция. Труднорастворимые Соединения – карбонат кальция, фосфаты кальция, железа и алюминия – присутствуют в твердой фазе почвы, переходят в раствор при приготовлении водных вытяжек, но концентрация их ничтожно мала. Приготовление водной вытяжки делается следующим образом. На технических весах отвешивают 50 г воздушно-сухой почвы. Навеску переносят в колбу емкостью 500 мл и приливают 250 мл дистиллированной воды, лишенной СО2. Колбу закрывают пробкой и взбалтывают в течение 3-х минут. Установлено, что при 3-х минутном взбалтывании почвы с водой при соотношении почвы к воде 1:5 в водную вытяжку переходят все легкорастворимые соли. Затем суспензию фильтруют. В полученной водной вытяжке определяют сухой (плотный) остаток, состав анионов (СО3- -, НСО3-, Cl-, SO4- -) и катионов (Са+2, Mg+2, Na+) солей. Сухим остатком (плотным остатком) называют высушенный при 1050 остаток, который получают при выпаривании водной вытяжки. Он дает представление об общем содержании присутствующих в водной вытяжке минеральных и органических соединений. Результаты анализа водной вытяжки обсуждаются по следующим вопросам:
1. Тип (химизм) засоления устанавливают по преобладающему составу солей в водной вытяжке. Для этого используется общепринятая классификация (табл. 37 и 38). В первую очередь тип засоления определяется по составу анионов. Состав катионов детализирует общий характер соленакопления. Рассчитайте соотношение анионов, а затем катионов в каждом слое почвы (результаты округлите до десятых долей) и определите тип засоления. Заполните таблицу 39. Таблица 37. Тип (химизм) засоления почв по анионному составу
Таблица 38. Тип (химизм) засоления по катионному составу
Таблица 39. Тип (химизм) засоления почвы
2. Степень засоления почвы устанавливается по общему содержанию солей в водной вытяжке (сумме солей или сухому остатку) с учетом типа засоления (табл.40). Используя эту классификацию, определите степень засоления и заполните таблицу 41. Таблица 40. Классификация почв по степени засоления
Таблица 41. Степень засоления почвы
3.Для суждения о качественном составе солей результаты анализа водной вытяжки пересчитывают на гипотетические (условные) соли. Пересчет на соли основан на связывании катионов с анионами в определенной последовательности, начиная с менее растворимых к более растворимым. Этот пересчет дает общее представление о содержании основных видов солей. Такой метод пересчета на соли является в некоторой степени условным. Главный недостаток его заключается в трудности определения очередности связывания катионов с анионами. Принято, что в первую очередь связываются катионы с анионами карбонатов (СО3- -, НСО3-) в таком порядке: Na2CO3, MgCO3, Ca(HCO3)2, NaHCO3, Mg(HCO3)2. Далее с анионамиSO4- - в последовательности: CaSO4, Na2SO4, MgSO4. В последнюю очередь – с анионами Cl: NaCl, MgCl2, СaSO4. Ионы и химические вещества взаимодействуют в эквивалентных количествах, поэтому для пересчета на соли содержание их выражается в м-эквивалентах. Пример связывания ионов в гипотетические соли. Имеются такие данные анализа водной вытяжки (м-эвк на 100 г почвы):
Вначале анион СО3- - связывают с эквивалентным ему количеством Na++: 0,04 СО3- - + 0,04 Na++ = Na2CO3 В результате этого связывания анион СО3- - полностью израсходован, а количество Na+ остается еще свободным: 0,91 – 0,04 = 0,87 Na+ Далее выясняется возможное содержание в водной вытяжке соли Са(НСО3)2: 1,30 НСО3- + 1,30 Са++ = 2,60 Са(НСО3)2. В данном случае с Са++ связано все количество НСО3-. Несвязанного кальция остается 1,64 м-экв (2,94 – 1,30). В том случае, если количество НСО3- остается после связывания с Са++ еще свободным, то его связывают сначала с Na+, а потом с Mg++ (см ряд последовательности связывания СО3- - и НСО3-). Ион SO4- - связывают с Са++, оставшимся после соединения его с НСО3-: 1,64 SO4- - + 1.64 Са++ = 3,28 СаSO4. Несвязанного аниона SO4- - осталось 1,05 м-экв (2,69 – 1,64). Соединяют его в дальнейшем с оставшимся Na+ (после связывания его с СО3- -): 0,87 SO4- - + 0,87 Na+ = 1,74 м-экв Na2SO4. Таким образом, свободного Na+ больше нет, а несвязанного аниона SO4- - осталось 0,18 м-экв (1,05 – 0,87). Этот остаток связывают с магнием: 0,18 SO4- - + 0,18 Mg++ = MgSO4/ Несвязанного катиона Mg++ осталось 0,70 м-экв (0,88 – 0,18). Связывание аниона Cl- в гипотетические соли производится, как уже было сказано, в такой последовательности: NaCl, MgCl2, CaCl2. Поскольку в нашем примере катионы Na+ и Са++ уже связаны в соли, то анион Cl- соединяется с оставшимся магнием: 0,70 + 0,70 = 1,40 м-экв MgCl2. По данным анализа и предложенным преподавателем материалам рассчитайте гипотетические соли и впишите их в таблицу 42. Затем вычислите количество каждой соли в процентах. Для этого полученную величину соли в м-эквивалентах умножьте на эквивалентную массу данной соли и разделите на 100 (результат округлите до тысячных долей). Эквивалентная масса соли (Э) рассчитывается по формуле: Э (г/моль) = М / В ∙ n, где М – молярная масса соли, г/моль, В – валентность металла, n – индекс металла. Пример вычислений: М (Na2CO3) = 23 ∙ 2 + 12 + 16 ∙3 = 106 г/моль, Э (Na2CO3) = 106 : (1∙ 2) = 53 г/моль. Ниже приводятся эквивалентные массы различных солей (г/моль): Na2CO3 = 53,0 MgCO3 = 42,2 Ca (HCO3)2 = 81,0 NaHCO3 = 84,0 Mg(HCO3)2 = 73,2 CaSO4 = 68,1 Na2SO4 = 71,0 MgSO4 = 60,2 NaCl = 58,5 MgCl2 = 47,7 СaCl2 = 55,5 Таблица 42. Качественный состав солей почвы
4.Вредное влияние на растения оказывают не все легкорастворимые соли, а лишь токсичные. Порогом токсичности называется то предельное количество солей в почве, выше которого начинается угнетение роста и развития растений. Величина его зависит от состава и концентрации солей, гранулометрического состава почвы, ее увлажненности, климатических условий, вида растений и фазы их развития. По многочисленным исследованиям, порог токсичности для СО3- - равен 0,001% (Базилевич), НСО3- - 0,05% (Ковда, Мамаева, Орловский), - 0,08% (Базилевич), Cl- - 0,01% (Федорова), - 0,005% (Ковда), - 0,03% (Грабовская), SO4- - - 0,08% (Базилевич). Токсичные соли имеют следующий ряд: Na2CO3 > NaHCO3 > Mg(HCO3)2 > NaCl > MgCl2 > CaCl2 > MgSO4 > Na2SO4. Учитывая этот ряд, выделите токсичные и нетоксичные соли по данным качественного состава солей в водной вытяжке. Запишите их в таблицу 43. Таблица 43. Содержание токсичных и нетоксичных солей в почве
Проанализируйте таблицы 39, 41, 42, 43 и сделайте выводы об изменении степени и химизма засоления, содержания и качественного состава токсичных и нетоксичных солей по профилю почвы. 5.В различных засоленных почвах может присутствовать одно и то же количество солей, но в зависимости от состава этих солей почвы будут обладать разной степенью засоленности, что обусловлено неравноценной токсичностью для растений присутствующих солей. Поэтому оценить степень засоленности почв целесообразнее по наличию в почве токсичных ионов солей. Разработан способ определения степени засоления почв на основе «суммарного эффекта» влияния токсичных ионов. Он основан на расчете содержания токсичных ионов (ионов, входящих в состав токсичных солей) в почве по данным анализа водной вытяжки. «Суммарный эффект» токсичных ионов принято выражать в эквивалентах хлора, исходя из следующих соотношений: 1 Cl- = 0,1 СО3- - = 3 НСО3- = 5 SO4- -. Пример вычислений: при содержании в почве Cl- = 0,70; СО3- - = 0,04; SO4- - = 2,10 м-эвк «суммарный эффект» составит 0,7 Cl- + (0,04 СО3- - : 0,1) + (2,10 SO4- - : 5) м-экв/100 г почвы. Степень засоления определяют в этом случае по классификации, приведенной в таблице 44. Таблица 44. Классификация почв по степени засоления на основе «суммарного эффекта» токсичных ионов
По данным анализа водной вытяжки рассчитайте «суммарный эффект» токсичных ионов и определите с его помощью степень засоления почвы. Все расчеты записывайте в тетради. Заполните таблицу 45. Таблица 45. Степень засоления почвы на основе «суммарного эффекта токсичных ионов»
Сравните степень засоления почвы по сумме всех ионов (табл. 41) со степенью засоления по методу «суммарного эффекта» токсичных ионов и объясните наличие или отсутствие различий. 6.Возможность осолонцевания почвы можно установить по отношению катионов в м-экв на 100 г почвы: Na+  Ca++ + Mg++ Н. И. Базилевич и Е.Е Панкова (1968) считают, что при соотношении этих катионов >4 – осолонцевание неизбежно, 4-1 – осолонцевание возможно, <1 – осолонцевание исключено. Определите возможность осолонцевания почвы и заполните таблицу 46. Таблица 46. Возможность осолонцевания почвы
7.Результаты анализа водной вытяжки становятся более наглядными, если их изобразить графически в виде солевых профилей (рис. 17). Солевой профиль строят следующим образом. По оси ординат откладывают глубину почвенного разреза. Обь абцисс делят пополам, отмечая середину знаком «0». От этой нулевой точки вправо откладывают содержание анионов в м-экв на 100 г почвы в таком порядке: СО3- -, НСО3-, Cl-, SO4- -. Влево от средней линии откладывают содержание катионов в м-экв на 100 г почвы в таком порядке: Са++, Mg++, Na+. Значения ионов на графике откладываются в нарастающем итоге: за нуль берется содержание предыдущего иона. Площадь на графике, соответствующую концентрации ионов, штрихуют или раскрашивают. Постройте солевой профиль почвы. По характеру солевого профиля сделайте выводы о стадии засоления почвы. Выделяют следующие стадии засоления:
 Рис.17. Распределение и состав водорастворимых солей в профиле: А – солончака, Б – солонца | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||