лабороторные по почве. Практикум по почвоведению Семей2014 удк 338. 24 339. 138 758 ббк 85. 9 Ж 77 Жанадилов А. Ю. Практикум по почвоведению Семей, 2014. 87 с
 Скачать 0.49 Mb.
|
|
Тема: Определение общей суммы водорастворимых веществ (сухой остаток) Сухой остаток представляет собой продукт выпаривания водной вытяжки из поч- вы. Фактически он является суммой всех водорастворимых соединений почвы, как не- органических, так и органических. Водную вытяжку готовят в объеме, достаточном для последующего качественного анализа (определения типа засоления). Порядок работы 1. Из почвы, измельченной и пропущенной через сито с диаметром отверстий в 1 мм, берут навеску в 50 г и помещают в колбу объемом 500 см3. В колбу приливают 250 см3 дистиллированной воды, лишенной СО2 (кипячение 30 мин). 2. Содержимое колбы взбалтывают или перемешивают с помощью лабораторной мешалки 5 мин, закрывают пробкой и оставляют отстаиваться на 24 ч. 3. После отстаивания содержимое взбалтывают и переносят в воронку с обеззо- ленным бумажным фильтром. Фильтрат собирают в коническую колбу объемом 250 см3. 4. После окончания фильтрования отбирают пипеткой 25-50 см3 фильтрата (в за- висимости от предполагаемой степени засоления) и переносят в фарфоровую чашку емкостью 50 – 100 см3, предварительно высушенную в сушильном шкафу при темпера- туре 105 оС в течение трех часов и взвешенную на аналитических весах. Оставшуюся вытяжку используют для качественного анализа. 5. Содержимое чашки выпаривают на водяной или песчаной бане, следя, чтобы жидкость не кипела, и не подгорал образовавшийся сухой остаток. 6. После выпаривания чашку с остатком тщательно вытирают снаружи полотен- цем и просушивают в сушильном шкафу в течение трех-четырех часов при температуре 105 оС. Затем чашку охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах. 7. Сухой остаток вычисляют по формуле: A= (b − c) ⋅ 100 ⋅ К Г, m где А – сухой остаток, %; b – масса чашки с сухим остатком, г; с – масса пустой чашки, г; 100 – перевод в проценты; КГ – коэффициент гигроскопичности почвы; m – навеска почвы, соответствующая объему взятой для выпаривания вытяж- ки, г. Оборудование: фарфоровая ступка с пестиком, сито с диаметром отверстий в 1 мм, фарфоровая чашка объемом 50-100 см3, конические колбы объемом 100 и 250 см3, воронки, фильтровальная бумага (обеззоленная), аналитические весы, водяная или пес- чаная баня, термостат, эксикатор. Качественный анализ водной вытяжки Качественный анализ водной вытяжки выполняется для определения качественно- го состава солей, содержащихся в почве. Так как в водной вытяжке содержатся преимущественно хлориды, сульфаты и карбонаты, то определяют сначала наличие анионов, а затем некоторые катионы. Порядок работы 1. Определение аниона СО32–. Растворимые карбонаты представлены в почве главным образом Na2CO3 (cодой). Присутствие Na2CO3 обуславливает щелочную реак- цию почвы. Поэтому определение иона СО32– производят при помощи фенолфталеина: в щелочной среде он дает розовую окраску. Для определения присутствия СО32– в вод- ной вытяжке берут пробирку, наливают в нее немного водной вытяжки и прибавляют 2 капли фенолфталеина. Если вытяжка окрасится в розовый цвет, то анион СО32– присут- ствует в почве. Если вытяжка остается бесцветной, то аниона СО32– в почве нет. 2. Определение аниона Cl–. Для определения аниона Cl– берут чистую пробирку, наливают немного водной вытяжки, добавляют 2-3 капли азотной кислоты (для разру- шения бикарбонатов, которые с нитратом серебра тоже образуют осадок) и затем до- бавляют несколько капель раствора нитрата серебра. Если в почве есть хлориды, на- пример, хлорид натрия, то реакция идет по уравнению: NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3 Хлорид серебра выпадает в виде белого творожистого осадка. 3. Определение аниона SO42–. В чистую пробирку наливают немного водной вы- тяжки, подкисляют двумя каплями 10%-ного раствора НCl и прибавляют 2-3 капли 5%- ного раствора BaCl2 (хлорида бария). Реакция идет по уравнению: Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2NaCl Образуется белый осадок сульфата бария. Подкисление необходимо для разруше- ния карбонатов и бикарбонатов бария, так как барий с анионами СО32– и НСО3– тоже образует труднорастворимые соли, но только в щелочной и нейтральной среде. В ки- слой среде эти соли растворяются 4. Определение катиона Са2+. Для определения присутствия катиона Са2+ в вод- ной вытяжке, в пробирку с водной вытяжкой добавляют 1-2 капли 10%-ной уксусной кислоты и 2-3 капли 4%-ного раствора оксалата аммония (NH4)2C2O4 и перемешивают. Реакция идет по уравнению: СаCl2 + (NH4)2C2O4 = СаС2O4↓ + 2NH4Cl Образуется белый мелкокристаллический осадок оксалата кальция. 5. Определение катиона Mg2+. Для определения присутствия в водной вытяжке магния, в пробирку с водной вытяжкой добавляют несколько капель NH4OH (до запаха аммиака) и 2-3 капли раствора NH4Cl, а затем 2-3 капли раствора Na2НРО4 (гидрофос- фата натрия). Гидрофосфат натрия в присутствии NH4OH и NH4Cl осаждает из pacтворов солей магния белый кристаллический осадок фосфата магния-аммония: MgCl2 + Na2HPO4 + NH4OH = MgNH4PO4↓ + 2NaCl + H2O. 6. В засоленных почвах обычно велико содержание катиона Na+. При количест- венных анализах содержание катиона Na+ часто определяют по разности между суммой анионов и катионов или на пламенном фотометре, т.к. ион натрия окрашивает пламя газовой горелки в желтый цвет. Качественное определение натрия в водной вытяжке тоже можно произвести по окрашиванию пламени газовой горелки или спиртовки. Запись в тетради при изучении качественного, состава водной вытяжки ведут по форме табл. 30: Таблица 30 Результаты качественного анализа водной вытяжки №№ Глубина от- Анионы Катионы разреза бора образ- цавсм CO32– Cl– SO42– Ca2+ Mg2– Na+ Оборудование: стеклянные пробирки, капельницы, газовые горелки или спиртов- ки. Реактивы: фенолфталеин, азотная кислота (конц.), 0,1 н. раствор нитрата серебра, 10%-ный раствор соляной кислоты, 5%-ный раствор хлорида бария, 10%-ный раствор уксусной кислоты, 4%-ный раствор оксалата аммония, 25%-ный раствор аммиака, рас- твор гидрофосфата натрия. Приготовление растворов: Приготовление 0,1 н. раствора нитрата серебра. 1,7 г AgNO3 растворить дистил- лированной водой, доведя раствор до метки в колбе на 100 см3. Лабораторная работа №30 Тема: Определение содержания карбонатов ацидиметрическим методом Ацидиметрический метод определения содержания карбонатов в почве основан на их разрушении раствором соляной кислоты с последующим титрованием его остатка раствором гидроксида натрия. Порядок работы 1. Навеску почвы (измельченной и пропущенной через сито с диаметром отвер- стий 1 мм) массой 0,5 г помещают в коническую колбу емкостью 100 см3 и заливают из бюретки 25 см3 0,5 н. раствора НCl. 2. В другую колбу наливают также 25 см3 0,5 н. раствора НCl, но без почвы, для «холостого» определения. 3. Закрыв колбы воронками, на электрической плитке быстро доводят содержи- мое до кипения и умеренно кипятят в течение 5 минут. 4. Охлаждают (можно в емкости с водой), проводят предварительное титрование НCl «холостой» пробы 0,5 н. раствором гидроксида натрия, затем оттитровывают избы- ток НCl в колбе с почвой. В качестве индикатора используют фенолфталеин. 5. Содержание карбонатов (в пересчете на СО2) определяют по формуле: (V0 − V1 ) ⋅ 0,5 ⋅ 0,022 ⋅ 100 ⋅ К Г СО 2 ,% = , m где V0 – объем 0,5 н. раствора гидроксида натрия, пошедший на титрование «хо- лостой» пробы, см3; V1 - объем 0,5 н. раствора гидроксида натрия, пошедший на титрование остат- ка соляной кислоты, см3; 0,5 – концентрация раствора (нормальность) раствора гидроксида натрия; 0,022 – коэффициент перевода на количество СО2, эквивалентное 1 мл 0,5 н раствора HCl, г; 100 – коэффициент перевода в проценты; КГ – коэффициент гигроскопичности почвы; m – навеска почвы, г. Если требуется определение общего содержания карбонатов, то расчет ведут по формуле: MeCO3,% = CO2,% ·2,274 Оборудование: фарфоровая ступка с пестиком, сито с диаметром отверстий 1 мм, технические весы, конические колбы объемом 100 см3, маленькие воронки диаметром 2-3 см, электрическая плитка, бюретка объемом 50 см3, штатив лабораторный. Реактивы: 0,5 н. раствор соляной кислоты, 0,5 н. раствор гидроксида натрия, фе- нолфталеин. Приготовление растворов: 1) Приготовление 0,5 н. раствора соляной кислоты: 41 см3 раствора концентриро- ванной HCl (плотностью 1,19) довести до 1 дм3 дистиллированной водой; 2) Приготовление 0,5 н. раствора гидроксида натрия: 20,0 г реактива растворить в мерной колбе на 1 дм3 дистиллированной водой, освобожденной от СО2 (кипячение 30 мин). Задание: 1. В предложенном образце из какого-либо горизонта засоленной почвы опреде- лить содержание сухого остатка и степень засоления. 2. Провести качественный анализ водной вытяжки и определить тип засоления. 3. Получив данные у других студентов, построить диаграмму профильного рас- пределения содержания сухого остатка в анализируемой почве. Проанализировать про- фильное распределение солей. 4. Определить содержание СО2 карбонатов в почве ацидиметрическим методом. 5. Сопоставив содержание карбонатов в горизонтах почвы с материнской поро- дой, сделать вывод степени выщелачивания профиля почвы от карбонатов. Вопросы для контроля: 1. Назовите природные факторы засоления почв. 2. Назовите антропогенные факторы засоления почв. 3. Какое влияние оказывает засоление почв на благоприятность их агрономиче- ских свойств? 4. Как оценивается степень засоленности почв? 5. Назовите основные типы засоления почв. 6. Опишите метод определения общего содержания водорастворимых веществ почвы (сухого остатка). 7. На чем основан ацидиметрический метод определения содержания карбонатов в почве? Опишите ход выполнения анализа почвы с использованием этого ме- тода. IV. ГЕОГРАФИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ Лабораторная работа №31 Тема:Почвенно-географическое районирование. Отечественная школа генетического почвоведения начала свое развитие с иссле- дований распространения почв, связи их строения с географическими особенностями природных условий – факторов почвообразования. Эти исследования были проведены В.В. Докучаевым, который доказал, что почвы распространены на поверхности суши закономерно и в соответствии с географической изменчивостью почвообразовательных факторов образуют широтные (на равнинах) и вертикальные (в горах) почвенные зоны. Закономерности зональности почв стали основой почвенно-географического райониро- вания территории Казахстана. Почвенно-географическое районирование направлено на выделение почвенно- географических регионов, однородных по структуре почвенного покрова, сочетанию факторов почвообразования и характеру возможного сельскохозяйственного использо- вания. С т р у к т у р а п оч в е н н о го п о к р о в а подразумевает состав, количественное со- отношение входящих в него почв, характер образуемых ими сочетаний и комплексов, степень его пестроты и контрастности. Разные уровни организации структуры почвен- ного покрова образуют соподчиненные т а кс о н о м и ч е с к и е е д и н и ц ы п оч в е н н о - г е о г р а ф и ч е с ко го р а й о н и р о в а н и я : почвенно-биоклиматический пояс, почвенно- биоклиматическую область, почвенную зону, почвенную провинцию, почвенный округ и почвенный район. П о ч в е н н о - б и о к л и м а т и ч е с к и й п о я с представляет собой совокупность поч- венных зон и вертикальных почвенных структур (горных почвенных провинций), объе- диненных сходством радиационных и термических условий и сходным характером влияния этих условий на почвообразование, выветривание и развитие растительности. П о ч в е н н о - б и о к л и м а т и ч е с к а я о б л а с т ь понимается как совокупность поч- венных зон и вертикальных почвенных структур, объединенных в пределах пояса сход- ством не только радиационных и термических условий, но и условий увлажнения и континентальности и вызванных ими особенностей почвообразования, выветривания и развития растительности. П о ч в е н н а я з о н а – ареал распространения зонального почвенного типа и со- путствующих ему интразональных почв. П о ч в е н н а я п р о в и н ц и я – это часть почвенной зоны, отличающаяся специфи- ческими особенностями почв, условий почвообразования, связанными либо с разли- чиями в увлажнении континентальности (в широтных отрезках почвенных зон), либо с температурными различиями (в меридиональных отрезках почвенных зон). Выявление провинциальных различий в пределах почвенных зон имеет большое агрономическое значение. П о ч в е н н ы ео к р у г а выделяются в пределах почвенных провинций по тем осо- бенностям почвенного покрова, которые обусловливаются характером рельефа и поч- вообразующих пород. П о ч в е н н ы й р а й о н понимается как часть почвенного округа, характеризую- щаяся однотипной структурой почвенного покрова, т.е. закономерным чередованием в пределах района одних и тех же сочетаний и комплексов почв. Для горных территорий почвенно-географическое районирование учитывает осо- бенности положения горной страны в системе климатических поясов и областей, а так- же особенности ее орографии. Классификация почв направлена на объединение почв в таксономические (клас- сификационные) группы по строению, составу, свойствам, происхождению и плодоро- дию. Отечественная классификация является генетической, т.к. учитывает не только признаки и свойства почв, но и особенности их генезиса (происхождения). Современ- ная классификация почв включает систему таксономических единиц и диагностические показатели. Под т а к с о н о м и ч е с к о й е д и н и ц е й ( т а к с о н о м ) понимают почвенную еди- ницу, определяющую последовательность учета генетических характеристик и точ- ность установления места почвы в классификационной системе. В современной клас- сификации почв основная классификационная единица – тип почвы. Т и п п о ч в ы . Это группа почв, которые характеризуются однотипностью посту- пления и трансформации органического вещества, минеральной массы, процессов ми- грации и аккумуляции вещества, сходством строения почвенного профиля и характе- ром мероприятий по воспроизводству почвенного плодородия. К почвенным типам от- носятся подзол, чернозем, солонец и т.д. В пределах типа выделяют подтипы почв. П о д т и п п о ч в ы – это группа почв, которые представляют собой переходные почвенные образования между типами почв. Р о д п о ч в ы . В пределах подтипа выделяют роды почв, которые уточняют гене- тическую характеристику почв, учитывая влияние различных местных условий (состав почвообразующих пород, состав и глубину залегания грунтовых вод, наличие реликто- вых и антропогенных характеристик). В и д ы п о ч в ы . В пределах рода выделяют виды почв, которые устанавливают количественные различия в проявлении основного почвообразовательного процесса. Почвы разделяют на виды также по мощности гумусового или подзолистого горизон- тов, уровню гумусированности. Р а з н о в и д н о с т ь п о ч в ы . В пределах вида выделяют разновидности почв, ко- торые отражают различия почв по гранулометрическому составу верхних почвенных горизонтов. Р а з р я д п о ч в ы разделяет почвы по характеру почвообразующих пород. Номенклатура почв. В основу научной номенклатуры почв В.В.Докучаев и Н.М. Сибирцев положили русские, в основном цветовые народные названия (черноземы, подзолы и др.) или экологические и ландшафтные (тундровые, луговые). При выделе- нии фациальных подтипов были использованы термины, характеризующие различия в тепловом режиме (теплые, холодные); названия родов характеризуют определенные свойства почв (солонцеватые, карбонатные и др.); названия видов — степень проявле- ния определенных свойств (малогумусированные, среднемощные и др.). Разновидно- сти называют в соответствии с классификацией почв по гранулометрическому составу (песчаные, суглинистые и т.д.); разряды — по свойствам и генезису почвообразующей породы (моренный суглинок, лессовидный суглинок и др.). Полное название почв производится с учетом их таксономических уровней, на- чиная с типа. При этом если таксоны более низкого уровня характеризуются свойства- ми вышестоящего, то их названия опускаются. Пример: тип чернозем подтип типичный род обычный (из названия опускается) вид среднегумусный р а з н о в и д н о с т ь среднесуглинистый разряд на тяжелом лессовидном суглинке Диагностика почв. В качестве диагностических показателей используются мор- фологические признаки, гранулометрический, химический и минералогический соста- вы почв, содержание и состав органического вещества, физико-химические свойства, содержание и состав водорастворимых солей, степень эродированности, показатели гидротермического режима. Лабораторная работа №32 |