Задание 1 Определение плотности твердой фазы почвы

Материалы и оборудование: пикнометры вместимостью 100 мл, кристаллизатор или деревянный лоток с гнездами для переноски пикнометров, аналитические весы с разновесами, сушильный шкаф, алюминиевые или стеклянные сушильные стаканчики, эксикатор, электроплитка, сито с диаметром отверстий 1 мм, образцы почвы, фарфоровая ступка и пестик с каучуковым наконечником, прокипяченная дистиллированная вода в бутылях, капельницы для воды и эфира, фильтровальная бумага, полотенце.

Пояснения к заданию. Плотностью твердой фазы почвы называют отношение массы твердой фазы сухой почвы к массе равного объема воды при 4^°С.

Плотность твердой фазы почвы зависит от содержания гумуса и органических веществ (чем больше гумуса и органического вещества в почве, тем меньше ее плотность) и от минералов, слагающих различные почвы. Например, плотность твердой фазы песчаных почв приближается к плотности кварца (2,65), а в торфяных почв – к плотности торфа (1,4-1,7).

Таким образом, плотность твердой фазы косвенно характеризует химический состав почвы.

Плотность используют для вычисления порозности почвы.

Ход работы:

1) наполнить чистый высушенный в сушильном шкафу пикнометр дистиллированной водой (из которой предварительным двухчасовым кипячением удален весь воздух);

2) закрыть пикнометр пробкой так, чтобы из капилляра вышло 1-2 капли воды. При этом под пробкой и в капилляре не должно быть пузырьков воздуха;

3) записать температуру воды;

4) погрузить пикнометр на 15-20 мин в сосуд, наполненный водой (температура воды в сосуде должна быть равной температуре, обозначенной на пикнометре);

5) вынуть пикнометр из воды, вытереть сухим полотенцем и обсушить фильтровальной бумагой (брать пикнометр необходимо двумя пальцами за горлышко, стараясь меньше нагревать его рукой);

6) взвесить пикнометр с водой на аналитических весах с точностью до 0,001 г, вылить из него немного больше половины воды;

7) взвесить на аналитических весах 8-10 г воздушно-сухой почвы, предварительно растертой в ступке и просеянной через сито с диаметром отверстий 1 мм (навеска почвы для определения плотности).

Одновременно отвесить в сушильный стаканчик 4-5 г почвы, поместить в сушильный шкаф и довести при температуре 105⁰С до постоянной массы. Определить гигроскопическую влагу для установления поправочного коэффициента (К) при переводе результатов анализов на сухую почву;

8) навеску почвы, предназначенную для определения плотности, поместить в пикнометр, заполненный дистиллированной водой до 1/3-1/2 объема, и поставить на песчаную или этернитовую плитку. Кипятить в течение часа (не допуская бурного кипения) для удаления пузырьков поглощенного почвой воздуха. По мере выкипания в пикнометр доливают дистиллированную воду до половины его объема.

После часового кипячения пикнометр охладить и долить дистиллированной водой до метки. Постукивая пальцем или карандашом по стенкам пикнометр, удалить остатки воздуха из почвы. Если есть пузырьки воздуха в горлышке пикнометра, разбить их тонкой проволочкой, а если и после этого остаются пузырьки, то удалить их прибавлением 1-2 капель эфира. Всплывшие корешки втолкнуть тонкой проволочкой в жидкость.

После удаления воздуха закрыть пикнометр пробкой, погрузить в сосуд с водой (температура воды в сосуде должна быть такой же, как и в варианте с чистой водой, без почвы), вынуть пикнометр из воды, обтереть сухим чистым полотенцем и фильтровальной бумагой и взвесить на аналитических весах;

9) рассчитать плотность твердой фазы почвы по формуле

где P – плотность твердой фазы почвы;

а – масса пикнометра с водой, г;

b – навеска почвы, г;

с – масса пикнометра с водой и почвой, г.

k– поправочный коэффициент для перевода на абсолютно сухую почву;

10) полученные данные записать в рабочую тетрадь по следующей форме