0715_Samofalova_Pochvovedenie_LabPraktik_2021
.pdf8.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ ПОЧВЫ
ВИЗВЕСТКОВАНИИ, РАСЧЕТ ДОЗ ИЗВЕСТИ
Нуждаемость почвы в известковании определяют, учитывая показатели: рН солевой вытяжки, степень насыщенности основаниями, гранулометрический состав, чувствительность растений к кислотности.
В первом приближении потребность почв в известковании устанавливают по рН солевой вытяжки (табл. 37).
I – почва сильно нуждается в известковании [pHKCl < 4,5]
II – почва средне нуждается в известковании [pHKCl 4,5-5,0] III – почва слабо нуждается в известковании [pHKCl 5,1-5,5] IV –почва не нуждается в известковании [pHKCl > 5,5]
Таблица 37
Нормы CaCO3 для известкования подзолистых почв
взависимости от их гранулометрического состава
ивеличины рНKCl при содержании до 3 % органического вещества, т/га (по данным Н.И. Алямовского)
Почвы |
|
|
рНKCl |
|
|
|
|
4,5 |
4,6 |
4,8 |
|
5,0 |
5,2 |
5,4-5,5 |
|
|
|
||||||
Супесчаные и легкосуглинистые |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
|
3,5 |
3,0 |
2,5 |
Среднесуглинистые |
6,0 |
5,5 |
5,0 |
|
4,5 |
4,0 |
3,5 |
Тяжелосуглинистые |
8,0 |
7,5 |
6,5 |
|
5,5 |
5,0 |
4,5 |
Реакция взаимодействия извести с ППК, насыщенным ионами Н+ протекает по уравнению:
ППК)Н+ + CаСО3 |
ППК)Са2+ |
→ СО2 |
+ H2CO3 |
||
|
|
→ Н2О |
Существует несколько методов расчета норм извести.
1. Расчет полной нормы извести для насыщенных и слабонасыщенных основаниями почв. Уравнение для расчета норм извести, необходимых для достижения заданного уровня рН:
D |
0.5 Е d h S рН |
(43) |
|||
рН |
ИСХ |
109 |
|||
|
|||||
|
|
|
|
||
где D – норма CaCO3, т/га;
101
0,5 – количество CaCO3, мг/г почвы; Е – емкость поглощения, м-экв/100 г; d – плотность почвы, г/см3;
h – мощность известкуемого слоя, см; S – площадь, см;
рН – прирост рН от исходного до заданного значения; рНИСХ – исходное значение рН; 109 – коэффициент пересчета мг в тонны.
2. Расчет полной нормы извести для любых заданных значений рН и степени насыщенности почвы основаниями:
D |
0.5 Е d h S рН к |
||
рН |
|
9 |
|
|
|
||
|
ИСХ |
10 |
|
|
|
|
|
(44)
k – коэффициент степени насыщенности основаниями (k
=VЗАД/VИСХ).
3.Метод определения полной нормы извести по величине
полной гидролитической кислотности: |
|
D = 1,5Нг |
(45) |
где 1,5 – коэффициент, полученный в |
результате расчета |
нормы извести по Нг для слоя почвы 20 см с плотностью
1,5 г/см3.
Таблица 38
Нормы расхода СаСО3 для сдвига реакции на 0,1рН (по данным Государственного центра агрохимической службы «Пермский»)
|
Исходное значение |
Норма расхода СаСО3 |
|
Тип почвы |
для сдвига на 0,1 рН, |
||
рН |
|||
|
т/га |
||
|
|
||
|
<4,5 |
0,80 |
|
Дерново-подзолистые |
4,6-5,0 |
0,95 |
|
|
5,1-5,5 |
1,25 |
|
|
<4,5 |
0,83 |
|
Светло-серые и серые лесные |
4,6-5,0 |
0,99 |
|
|
5,1-5,5 |
1,32 |
|
Темно-серые и черноземы |
<4,5 |
0,87 |
|
4,6-5,0 |
1,12 |
||
выщелоченные |
|||
5,1-5,5 |
1,37 |
||
|
|||
|
<4,5 |
0,81 |
|
Пойменные луговые и прочие |
4,6-5,0 |
0,97 |
|
|
5,1-5,5 |
1,28 |
|
|
102 |
|
4. Расчет доз извести на сдвиг реакции (рНКСl):
ДозаCaCO т / г а |
рНплан рНисх Н |
|
|
3 |
0,1 |
|
(46)
где рНплан – планируемый уровень рНКСl, который предполагается достичь после известкования;
рНисх – исходное (фактическое) значение рНКСl;
Н – норма расхода СаСО3 для сдвига рНКСl на 0,1 (табл.38).
Задание 1. Рассчитать нормы извести для исследуемого образца, используя приведенные методы и данные таблицы 38, приложения 1. Записать подробно расчеты и сделать выводы по применению разных методов расчета доз извести. Определить критерии выбора метода для конкретной почвы.
103
8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КАЛИЯ И ФОСФОРА
Валовое содержание фосфора в почве колеблется от сотых долей до 0,7 %. Подвижные формы фосфора составляют 2-10 % от валового. Усвояемыми являются водорастворимые фосфаты, содержание которых варьирует от 0,015 мг до 1,5 мг P2O5 на 1 л. Однако водорастворимые соединения фосфора удовлетворяют потребность растений в этом элементе не более чем на 1 %.
Валовое содержание калия в почве колеблется от 1 до 2,5 %. Легкорастворимые соединения калия составляют 0,5- 1,2 % от валового.
Методы определения подвижного фосфора и обменного калия различны (табл. 39).
Таблица 39
Методы определения подвижного фосфора и обменного калия
Метод |
рН |
почвыТип |
Вытеснитель |
Соотношение |
|
Определение |
|
|
KCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Р2О5 –фотоколо- |
||
Кирса- |
<5,5 |
П, ПД, Л, |
0,2н НCl |
1:5 |
метрически |
||
нова |
ДБ, Б, А |
К2О – пламенная |
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
фотометрия |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нейтраль- |
|
|
|
Р2О5 – |
фотоколо- |
|
Мачи- |
ные, карбо- |
ДК, Ч, |
(NH4)2 |
1:20 |
метрически |
||
гина |
натные, без |
К, Л3 |
(CO3) |
К2О – пламенная |
|||
|
|||||||
|
гипса почвы |
|
|
|
фотометрия |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
От П до |
0,5 н Na- |
|
Р2О5 – |
фотоколо- |
|
Олсена |
Все |
HCO3 при |
1:20 |
||||
Ч |
метрически |
||||||
|
|
рН 8,5 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
Маслова |
Все |
От П до |
1н |
1:10 |
К2О – пламенная |
||
Ч |
NH4COOH3 |
фотометрия |
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
104 |
|
|
|
|
Лабораторная работа № 29
Определение подвижных форм фосфора и калия по методу Кирсанова
Сущность метода Кирсанова состоит в том, что подвижные формы фосфора и калия извлекают из почвы 0,2 Н раствором HCl. Фосфаты определяют колориметрически по молибденовой сине образующейся при восстановлении фосфорномолибденовой кислоты металлическим оловом, а обменный калий на пламенном фотометре.
Ход анализа
1.На технических весах берут навеску почвы 5 (10) г, пересыпают в банку.
2.Приливают в банку 25 (50) мл 0,2 н раствора HCl.
3.Перемешивают почву с раствором в течение 1 минуты. Суспензии дают отстояться в течение 15 минут.
4.Отфильтровывают суспензию через складчатый фильтр.
5.Из полученного фильтрата пипеткой отбирают по 5 мл вытяжки в пробирку и доливают 5 мл реактива Б, 2 капли хлористого олова и перемешивают. Через 15 минут определяют содержание фосфора на электронном фотоэлектроколориметре с проточной кюветой.
6.Калий определяют на пламенном фотометре при светофильтре, пропускающим аналитические линии калия с дли-
ной волн 766,5 и 769,9 нм.
7.Показания прибора для определения P2O5 – Содержание P2O5 - мг/кг
Показания прибора для определения К2O – Содержание К2O - мг/кг
105
Таблица 40
Группировка почв дерново-подзолистой зоны по обеспеченности подвижным фосфором и калием культурных зерновых
и парозерновых севооборотов
№ |
Содержание, мг/кг почвы (по Кирсанову) |
Обеспеченность |
|
|
|
||
группы |
|
|
|
Р2О5 |
К2О |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1 |
0-25 |
0-40 |
очень низкая |
|
|
|
|
2 |
26-50 |
41-80 |
низкая |
|
|
|
|
3 |
51-100 |
81-120 |
средняя |
|
|
|
|
4 |
101-150 |
121-170 |
повышенная |
|
|
|
|
5 |
151-250 |
171-250 |
высокая |
|
|
|
|
6 |
250 |
250 |
очень высокая |
|
|
|
|
8. Провести оценку содержания подвижных форм фосфора и калия по полученным результатам используя таблицу 40, сделать выводы и записать.
Лабораторная работа № 30
Определение подвижных форм фосфора и калия в карбонатной почве по методу Мачигина
Метод основан на извлечении подвижных соединений фосфора и калия из почвы раствором углекислого аммония концентрации 10 г/дм3 при отношении почвы к раствору 1:20
ипоследующем определении фосфора в виде синего фос- форно-молибденового комплекса на фотоэлектроколориметре
икалия - на пламенном фотометре. Метод не распространяется на почвенные горизонты, содержащие гипс.
Ход анализа
1.Приготовление серии растворов сравнения. В мерные колбы вместимостью 250 см3 помещают указанные в таблице 41 объемы раствора. Объемы растворов доводят до метки экстрагирующим раствором (раствора углекислого аммония концентрации 10 г/дм3 с рН=9,0).
106
Таблица 41
Серия растворов сравнения
Характеристика раствора |
|
|
Номер раствора сравнения |
|
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
|||
|
|
|
|
|||||||
Объем раствора |
|
|
0 |
1,0 |
2,0 |
3,0 |
5,0 |
7,5 |
|
10 |
Концентрация |
Р2O5 в |
растворах |
0 |
0,0004 |
0,0008 |
0,0012 |
0,002 |
0,003 |
|
0,004 |
сравнения, г/дм3 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Массовая доля Р2O5 в почве, млн-1 |
0 |
8 |
16 |
24 |
40 |
60 |
|
80 |
||
Концентрация |
К2О в |
растворах |
0 |
0,002 |
0,004 |
0,006 |
0,010 |
0,015 |
|
0,020 |
сравнения, г/дм3 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Массовая доля К2О в почве, млн-1 |
0 |
40 |
80 |
120 |
200 |
300 |
|
400 |
||
2.Приготовление вытяжки из почвы. Пробы почвы массой (5,0 ± 0,1) г помещают в конические колбы. К пробам приливают по 100 см3 экстрагирующего раствора. Почву с раствором перемешивают в течение 5 мин и оставляют на 18-20 ч при температуре (25 ± 2) °С. Затем суспензии взбалтывают вручную и фильтруют через бумажные фильтры.
3.Определение фосфора.
Окрашивание растворов при определении фосфора с окислением органического вещества. Отбирают по 15 см3 рас-
творов сравнения и вытяжек в конические колбы. К пробам прибавляют по 2 см3 смеси серной кислоты и марганцовокислого калия и кипятят растворы в течение 2 мин с момента полного закипания. После охлаждения прибавляют по 36 см3 реактива Б.
Окрашивание растворов при определении фосфора без окисления органического вещества. Отбирают по 15 см3 рас-
творов сравнения и вытяжек. К пробам прибавляют по 35 см3 реактива Б.
4. Фотометрирование растворов. Окрашенные растворы фотометрируют не ранее чем через 10 мин и не позднее чем через 2,5 ч после прибавления реактива Б.
Фотометрирование проводят в кювете с толщиной просвечиваемого слоя 1,5- 2 см относительно раствора сравнения
107
№ 1 при длине волны 710 нм или используя красный светофильтр с максимумом пропускания в области 600-750 нм.
5. Определение калия.
Калий определяют на пламенном фотометре, используя светофильтр с максимумом пропускания в области 766-
770нм.
6.Содержание Р2О5 и К2О в почве определяют непосредственно по градуировочному графику.
7.Провести оценку содержания подвижных форм фосфора и калия по полученным результатам используя таблицу 42, сделать выводы и записать.
Таблица 42
Группировка почв по обеспеченности подвижным фосфором и обменным калием
№ |
Содержание, мг/кг почвы (по Мачигину) |
Обеспеченность |
||
группы |
Р2О5 |
К2О |
||
|
||||
1 |
0-10 |
0-50 |
очень низкая |
|
2 |
10-15 |
51-100 |
низкая |
|
3 |
15-30 |
101-200 |
средняя |
|
4 |
30-45 |
201-300 |
повышенная |
|
5 |
45-60 |
301-400 |
высокая |
|
6 |
>60 |
>400 |
очень высокая |
|
Лабораторная работа № 31
Определение подвижных форм фосфора в почве методом Олсена
Принцип метода. Метод основан на извлечении подвижных фосфатов 0,5 н. раствором гидрокарбоната натрия (рН 8,5) при разведении 1:20 и 30-минутном взбалтывании. Считается, что метод пригоден для использования при анализе как кислых, так и карбонатных почв.
Ход анализа
1. К навеске почвы массой 5 г приливают 100 мл 0,5 н. раствора гидрокарбоната натрия и 30 мин взбалтывают на ротаторе. Раствор отфильтровывают.
108
2.Часть раствора обесцвечивают с помощью отмытого от фосфора и измельченного угля и фильтруют через плотный фильтр.
3.Выбор размера аликвоты (5-40 мл) зависит от содержания фосфора в почве. Отмеренное количество прозрачного фильтрата в мерной колбе на 50 (100) мл нейтрализуют либо β-динитрофенолу, либо по расчету (1 мл 3 н. Н2SO4) на 5 мл фильтрата. Раствору дают постоять до прекращения выделения пузырьков углекислого газа и проводят окрашивание, как описано раньше. Представляется возможным для обесцвечивания раствора сжечь органическое вещество небольшим количеством (0,5 мл) хлорной кислоты (HClO4).
4.Расчет содержания подвижного фосфора (мг Р на 1 кг почвы) проводится по формуле:
Р = Рх*V*1000*KH2O/(Va*m) |
(47) |
где Рх – вычисленное по калибровочному графику содержание фосфора в мерной колбе;
V – общее количество экстрагента, мл;
KH2O – коэффициент пересчета на сухую почву;
Va – объем взятой для колориметрирования вытяжки, мл; m – навеска почвы, г.
5. Провести оценку содержания подвижных форм фосфора по полученным результатам, используя таблицу 43, сделать выводы.
Таблица 43
Группировка почв по обеспеченности подвижным фосфором
№ группы |
Содержание Р2О5, мг/кг почвы (по Олсену) |
Обеспеченность |
|
|
|
1 |
<2,5 |
Низкая |
|
|
|
2 |
2,5-5,0 |
Средняя |
|
|
|
3 |
5,0-9,0 |
Хорошая |
|
|
|
4 |
>9,0 |
высокая |
|
|
|
|
109 |
|
Лабораторная работа № 32
Определение обменного калия по методу Масловой
Метод позволяет определить содержание обменного калия в дерново-подзолистых, серых лесных, черноземах, красноземах и других почвах, вскрышных и вмещающих породах. Основан на извлечении калия из почвы раствором 1 н уксуснокислого аммония с (CH3COONH4) при отношении почвы к раствору 1 : 10 и последующем определении калия в вытяжке на пламенном фотометре.
Ход анализа
1.Пробы почвы массой (5,0 ± 0,1) г помещают в конические колбы. К пробам приливают по 50 см3 1н уксуснокислого аммония. Почву с раствором взбалтывают в течение 1 ч и фильтруют суспензии через бумажные фильтры.
2.Калий в мг/кг определяют на пламенном фотометре, используя светофильтр с максимумом пропускания в области
766-770 нм.
110