Задание 1 Определение поглотительной способности почвы

Материалы и оборудование: образцы почвы различного механического состава, штатив с пробирками, колбы вместимостью 250 и 500 мл, стаканы, воронки, фильтры, марля, фарфоровые чашки, 5-процентный раствор кислого фосфорнокислого калия или натрия, раствор хлористого калия, щавелевокислый аммоний, раствор метиленовой синьки или фиолетовые чернила, технические весы с разновесами, эксикатор, горелки.

Пояснения к заданию и ход работы:

1) для определения химической поглотительной способности почвы в колбу вместимостью 250 мл налить 20 мл 5-процентного раствора кислого фосфорнокислого калия К₂НРО₄ или натрия Nа₂НРО₄ и насыпать 20 г предварительно взвешенной воздушно-сухой почвы пахотного слоя;

2) после 30-минутного периодического взбалтывания дать смеси отстояться и отфильтровать ее. Фильтрат должен быть прозрачным. Для этого надо переливать смесь на фильтр осторожно, малыми порциями, особенно вначале;

3) 10 мл фильтрата налить в предварительно взвешенную фарфоровую чашку и выпарить на песочной или водяной бане досуха. Чашку вторично взвесить и определить массу минерального остатка;

4) рассчитать поглотительную способность почвы, рассуждая следующим образом: в 20 мл раствора кислого фосфорнокислого калия содержался 1 г соли. Значит, в 10 мл фильтрата должно содержаться 0,5 г кислого фосфорнокислого калия, если бы почва его не поглотила.

Масса минерального осадка в опыте равна 0,2 г, следовательно, 0,3 г кислого фосфорнокислого калия поглощены 10 г почвы. Тогда 20 г почвы поглотят 0,6 г соли, что составит 60%. Это и будет показателем поглотительной способности данного образца почвы;

5) для определения механического поглощения пропустить через слой почвы в воронке воду с тщательно растертой и размешанной в ней любой другой почвой (2-3 г). Взмученные в почве частицы будут задерживаться в порах заполняющей воронку почвы, которая выполняет роль фильтра. Вытекающий из воронки фильтрат будет прозрачным. Появление в нем иногда легкой мути объясняется наличием тонких взвешенных в воде частиц, диаметр которых меньше диаметра пор испытуемого образца почвы;

6) физическое поглощение можно обнаружить, пропуская через почву воду, слегка подкрашенную метиленовой синькой. Из воронки будет поступать бесцветный прозрачный фильтрат, так как молекулы красящего вещества адсорбируются поверхностью коллоидных частиц вследствие действия молекулярных сил;

7) для опыта с физико-химическим поглощением (обменное поглощение) следует взять черноземную почву и обработать ее в воронке хлористым калием. При этом ионы кальция, содержащиеся в почве, будут вытесняться ионами калия, и переходить в фильтрат. Эту реакцию обмена можно представить следующей схемой: (почва) Са + 2КСl = (почва) 2К + СаСl₂.

Наличие кальция в фильтрате можно установить, прилив к нему раствор щавелевокислого аммония, в присутствии которого образуется белый осадок.

Для сравнения нужно обработать почву дистиллированной водой. Фильтрат, полученный после обработки почвы водой, никакой реакции с щавелевокислым аммонием не даст.

Кислотность почвы

Кислотность – важнейшая агрономическая характеристика почвы и экологический фактор, который необходимо учитывать в практике сельского хозяйства. Повышенная кислотность почв ухудшает рост и развитие растений, подавляет жизнедеятельность полезных бактерий, способствует развитию почвенных грибов и болезнетворных микроорганизмов, ухудшает физико-химические свойства почвы и т.п.

Для каждого растения существует определенный, наиболее благоприятный интервал кислотности (таблица 1.9.1).

Реакция почвенной среды определяется соотношением в ней водородных и гидроксильных ионов. Обычно для характеристики реакции раствора (кислотности почвы) пользуются величиной рН (отрицательный логарифм концентрации водородных ионов).

Таблица 1.9.1 – Оптимальные значения рН для сельско- хозяйственных культур

По степени кислотности (величине рН) почвы делят на следующие группы

Различают два вида почвенной кислотности: актуальную (активную) и потенциальную (скрытую), или пассивную.

Актуальной кислотностью называют концентрацию ионов водорода в почвенном растворе. Она обусловлена наличием в почвенном растворе органических и минеральных кислот, создающих определенную степень подкисления. Для определения актуальной кислотности почву промывают водой и в водной вытяжке устанавливают концентрацию водородных ионов (рН водной вытяжки).

Однако есть почвы, которые не дают с водой кислых вытяжек, а при обработке растворами солей показывают кислую реакцию. Это уже другая форма кислотности – пассивная (потенциальная).

Потенциальной кислотностью называют способность твердой фазы почвы подкислять раствор при взаимодействии с солями. Она обусловлена ионами Н⁺ или Al³⁺, которые находятся в поглощенном почвой состоянии.

В зависимости от того, какие соли используют для выявления потенциальной кислотности, ее подразделяют на обменную и гидролитическую.

Обменная кислотность почвы – та часть потенциальной кислотности, которая выявляется при вытеснении из почвы июнов Н⁺ или Al³⁺ раствором нейтральной соли (KCl, NaCl, BaCl₂) . Чаще всего для этой цели используют 1 н. раствор KCl

[ППК] Н + КСl

[ППК]K + HCl

[ППК]Al + 3 KCl

[ППК]

К К К

+ AlCl3

AlCl3 + H2O

Al(OH)3 + 3 HCl

где ППК – почвенный поглощающий комплекс.

Обменную кислотность также выражают величиной рН, но указывают, что это рН солевой, а не водной вытяжки.

Обменная кислотность всегда выше актуальной, так как при ее определении одновременно учитывают и водородные ионы, находившиеся в почвенном растворе. Обменную кислотность необходимо учитывать при внесении в почву удобрений.

Гидролитической кислотностью называют потенциальную кислотность почвы, которая образуется при вытеснении из почвы ионов Н⁺ или Al³⁺ раствором гидролитически щелочной соли (т.е. соли сильного основания и слабой кислоты). Чаще всего для этой цели используют 1 н. раствор CH₃COONa

[ППК]

H H H

+ 3 CH3COONa

[ППК]

Na Na Na

+ 3 CH3COOH

[ППК]Al + 3 CH3COONa

[ППК]

Na Na Na

+ (CH3COO) 3Al

(CH3COO) 3Al + 3H2O

Al(OH)3 + 3 CH3COOH

Гидролитическую кислотность выражают в мг\экв на 100 г почвы и обозначают символом Н.

Знание гидролитической кислотности почвы необходимо для того, чтобы судить о степени ненасыщенности почв основаниями, вычисления емкости поглощения кислых почв, установления дозы извести при известковании кислых почв, а также для обоснования возможности замены суперфосфата фосфоритной мукой.