5. Содержание органического вещества и химические свойства почвы

5.1. Анализ содержания органического вещества в почве

Почва состоит из минеральных и органических веществ. Основная масса почвы представлена минеральными веществами почвообразующих пород, преобразованных в результате процессов выветривания и почвообразования, органическая часть составляет лишь несколько процентов всей массы почвы, но она играет исключительно важную роль в формировании стабильного плодородия, в питании растений, в создании благоприятных водно-физических свойств почвы.

Количество и химический состав органических веществ, поступающих в почву, зависят от типа растительности. Под травянистой растительностью гумус образуется в основном из мелких корней, масса которых составляет в степной зоне 8...28 т/га, а в полупустынной и пустынной зонах 3... 12 т/га.

Образующиеся в почве гумусовые вещества активно участвуют в процессах почвообразования. Особая роль принадлежит гумусу в формировании профиля почвы. В благоприятных для роста растений условиях формируется хорошо выраженный темноокрашенный гумусовый горизонт. Гумус склеивает почвенные частицы в агрегаты (комочки), способствуя созданию агрономически ценной структуры и благоприятных для жизни растений физических свойств почвы. В гумусе содержатся основные элементы питания растений (N, Р, К, S, Са, Мg) и различные микроэлементы. Эти элементы в процессе постепенной минерализации гумусовых веществ становятся доступными для питания растений.

Определение потерь при прокаливании.

Потерей при прокаливании (ППП) называется изменение (убыль) массы почвы при её нагревании. Прокаливание почвы проводят в муфельной печи при температуре 600-800⁰С, под действием температур происходит сгорание органического вещества, разложение карбонатов, остаются зольные остатки. По показателям ППП можно судить о содержании органического вещества в почве и минералогическом составе.

Таблица 7 - Определение потерь при прокаливании

Горизонт	ППП, %
	99,67
	69,0
	1,66
Bf	3,41
В	1,51
C	5,69

Самые большие потери при прокаливании у горизонта , а самые минимальные у горизонта . Это обусловлено большим содержанием органического вещества, карбонатов, абсорбированных газов. Наименьшие потери при прокаливании наблюдаются в горизонте В, что объясняется низким содержанием органического вещества, у остальных горизонтов ППП примерно одинаковы и не превышают 4%, за исключением материнской породы.

Определение органического углерода гумуса по методу И. В. Тюрина.

Метод И. В. Тюрина основан на окислении углерода гумуса почвы 0,4 Н раствором двухромового калия, приготовленного на серной кислоте, разведенной в воде в объёмном отношении 1:1. По количеству хромовой кислоты , последней на окисление гумуса судят о его количестве в почве.

При нагревании хромового калия в серной кислоте в присутствии углерода гумуса почвы происходит окисление последнего до С. При титровании солью Мора избытка хромового калия (неизрасходованного на окисление углерода гумуса) происходит реакция.

Таблица 8 - Содержание органического углерода и гумуса в почве

Горизонт	Потери при прокаливании, %	Содержание, %			Степень обеспеченности гумусом
		Органического углерода	Гумуса
	99,67	-	44,0	Хорошо обеспеченный
	69,0	-	34,5	Хорошо обеспеч.
	1,66	0,55	0,94	Крайне бедный
Bf	3,41	0,80	1,38	Крайне бедный
В	1,51	0,57	0,28	Крайне бедный
C	5,69	0,48	0,83	Крайне бедный

Характер распределения гумуса в профиле резко убывающий. Основные запасы гумуса сосредоточены в верхнем горизонте и очень резко уменьшаются с глубиной. Такое распределение органического вещества свидетельствует о преимущественном накоплении органических остатков на поверхности почвы и в ее верхних горизонтах, где развивается процесс гумификации. Примером этого типа гумусового профиля могут быть подзолистые почвы.

Рассчитываем запасы гумуса (Г, т/га) в слое почвы 0-20 см и 0-100 см по формуле:

Г = Н·ОМ ·C,

где Н – мощность слоя почвы, см;

ОМсрвзв. – средневзвешенная плотность сложения, г/см3;

Ссрвзв. – средневзвешенное содержание гумуса, %.

=35,79т/га;

=87,30т/га.

Содержание гумуса в слое 0-20см - 2,2%(почва недостаточно обеспеченная), следовательно, необходимо внести удобрения.

Содержание гумуса в слое 0-100см – 0,97%(почва очень бедная), следовательно, необходимо внести удобрения.

2. Анализ кислотности почвы

Кислотность почвы характеризуется содержанием ионов в жидкой и твёрдой фазах почвы. Высокое содержание ионов H₂ и Al обуславливает кислую среду, а присутствие Mg, Na, Ca характеризует щелочную реакцию.

В зависимости от того, чем обусловлена кислотность почвы, различают 2 вида кислотности:

1 Актуальная кислотность: обусловлена наличием Н ионов, в жидкой фазе или в почвенном растворе определяется из водной вытяжки. Определение проводится на иономере.

2 Потенциальная или скрытая кислотность: она обусловлена твёрдой фазой наличием поглощённых ионов Н и Al. При взаимодействии почвы с различными солями поглощаются ионы Н и Al, вытесняются в растворе.

Потенциальная кислотность разделяется на 2 формы в зависимости от того какой солью обрабатывают почву. В этом случае определяют кислотность солевой вытяжки

1 Обменная кислотность. Её определяют обработкой нейтральной солью К, Cl (рН=5,6)

2 Гидролитическая кислотность. Она определяется при обработке почвы сильного основания и кислоты (уксусный кислый натрий), гидролитически щелочная соль рН=8,2.

При обработке такой солью из почвы вытесняются больше ионов Н и Al, чем при обработке нейтральной солью НСl. Значение гидролитической кислотности больше обменной кислотности.

Единицы измерения кислотности:

Актуальная кислотность – рН единицы

Обменная кислотность – рН единицы или мг/экв/100 г почвы.

Таблица 9 - Значение кислотности водной и соляной вытяжки.

Горизонт		Категория		Категория
	4,44	Кислая	3,64	Сильнокислая
	4,01	Кислая	3,15	Сильнокислая
	4,25	Кислая	3,38	Сильнокислая
Bfe	4,45	Кислая	4,09	Сильнокислая
	5,46	Слабокислая	4,43	Сильнокислая
С	5,81	Слабокислая	4,92	Сильнокислая

Способность почвы подкислять почвенный раствор обусловлена наличием в почве кислот, гидролитически – кислотных солей, а так же поглощенных ионов H₂ и Al. Кислую реакцию имеют подзолистые, дерново-подзолистые и болотные почвы. Горизонты А₀, А₀А₁, А₂ и В_fe имеют наиболее сильную кислотность в сравнении с нижними горизонтами В и С, это объясняется большим содержанием как обменных так и прочносвязанных ионов водорода. В верхних горизонтах большое содержание органических кислот, которые затем вымываются в нижние горизонты.

Определение гидролитической кислотности - при взаимодействии почвы с раствором уксусного натрия образуется уксусная кислота, которая оттитровывается щёлочью. По количеству уксусной кислоты и определяют содержание ионов водорода, соответствующих гидролитической кислотности почвы.

Таблица 11 - Определение гидрологической кислотности.

Горизонт	Гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г почвы
	82,29
	67,38
	3,95
Bf	5,32
В	1,76
C	0,67

Значение гидролитической кислотности напрямую зависит от объёма добавления NaOH при титровании. Наибольшее значение гидролитической кислотности наблюдается в верхних органогенных горизонтах. Органические вещества разлагаясь образуют фульвокислоты и органические кислоты, в следствии повышается содержание кислот в почве.

5.3.Анализ поглотительной способности почвы.

Поглотительная способность почвы – это свойство почвы поглощать и удерживать твёрдые, жидкие и газообразные вещества.

Гедройц выделил 5 видов поглотительной способности почвы:

1 Механическая. Способность почвы как пористого тела механически

удерживать твёрдые вещества из фильтрата через почву суспензий и коллоидных растворов.

2 Физическая. Способность почвы удерживать на поверхности твёрдых частиц вещества за счёт адсорбционных сил, которым обладают частицы (она зависит от наличия этих частичек).

3 Химическая. Способность почвы накапливать труднорастворимые в воде соединения, образующиеся в результате химических реакций, протекающих в почвенном растворе и на границе твёрдой фазы.

4 Биологическая. Способность почвы накапливать в результате деятельности растений и микроорганизмов элементов зольного питания и N.

5 Обменная. Способность почвенных коллоидов обменивать катионы диффузного слоя на катионы почвенного раствора. Обмен катионов происходит по схеме: [почва]2Са + 4КСl = [почва]4К + 2СаСl2.

Таблица 12 - Показатели, характеризующие физико-химическую поглотительную способность.

Горизонт	Сумма обменных оснований, мг экв/100 г	Гидролитическая кислотность, мг экв/100 г	ЕКО, мг экв/100 г	Категория ЕКО	Степень насыщенности основаниями, %	Категория по степени насыщения
	59,40	82,29	141,69	Высокая	41,92	Ненасыщенное
	31,90	67,38	99,28	Высокая	32,13	Ненасыщенное
	3,61	3,95	7,56	Малая	47,75	Ненасыщенное
Bf	0,41	5,32	5,73	Малая	7,16	Ненасыщенное
В	1,60	1,76	3,36	Малая	47,62	Ненасыщенное
C	8,06	0,67	8,73	Малая	92,30	Насыщенное

Ёмкость катионного обмена:

ЕКО = S +

ЕКО = 3,61 + 3,95 = 5,3мг-экв/100г

Степень насыщенности почв основаниями:

Степень насыщенности основаниями меньше 50 %. Это значит, что необходимо сильное известкование почвы. СНО в нижнем горизонте больше, так как у этого горизонта небольшое значение гидролитической кислотности. В горизонтах значение ЕКО очень большое. Значение ЕКО зависит от состава и содержания органического вещества, а так же от минералогического и гранулометрического состава почвы. Самое большое значение S у горизонтов и С. Это связано с большим содержанием органического вещества.

4. Содержание подвижных соединений фосфора и калия в почве

Фосфор является «дефицитным» элементом. Содержание валового фосфора в почвах низкое – 0,05…0,25% (от 1 до 5 тонн/га в пахотном слое 0…20см). Основное его количество труднодоступно. В почве фосфор находится в двух формах:

1 В составе органических соединений (белки, липоиды) - он становится доступным только поле минерализации

2 Фосфор минеральных солей - содержится в почве в виде фосфатов калия, кальция, натрия, магния, железа, алюминия, аммония. В кислых почвах преобладают фосфаты железа и алюминия (они малодоступны), в черноземах - фосфаты калия и магния (они легкодоступны). Эта форма фосфора преобладает в почве.

Валового калия в почвах больше, чем фосфора – 1,5…2,0%. Основное количество калия находится в труднодоступных для питания растений формах. Калий осуществляет важные физиологические функции в организме растений и потребляется в больших количествах. В почве калий содержится в 4-х формах:

1. Калий, входящий в состав первичных и вторичных минералов – недоступен

2. Поглощенный или обменный калий ( в почвенном поглощающем комплексе) – это основной источник питания растений

3. Калий в виде растворенных солей – доступен, но его очень мало

4. Калий в составе органического вещества и тел микроорганизмов – содержится в очень малом количестве и значения для растений не имеет.

Таблица 13 – Содержание подвижных соединений фосфора и калия в почве

Горизонт	Содержание Р2О5, мг/100 г почвы	Категория Р2О5	Содержание К2О, мг/100 г почвы	Категория К2О
	42	Очень высокая	209,5	Очень высокая
	31	Очень высокая	132,0	Очень высокая
	2,5	Очень низкая	3,3	Очень низкая
Bf	1,0	Очень низкая	4,7	Низкая
В	0,067	Очень низкая	1,9	Очень низкая
C	5,6	Низкая	7,5	Низкая

Горизонты А₂ и B_f – горизонты вымывания, поэтому содержание калия и фосфора(подвижного) очень низкое, горизонты В и С – горизонты вмывания, поэтому фосфор и калий вымываясь из верхних горизонтов переходят в нижние. Наибольшее содержание калия и фосфора наблюдается у верхних органогенных горизонтов А₀ и А₀А₁ так как в них содержится наибольшее количество органического вещества.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных нами исследований можно сделать следующие выводы:

1 Почвы супесчаные или среднесуглинистые, следовательно – теплые, легко прогреваются весной.

2 Водный режим благоприятный – поступающая в почву влага быстро попадает в среднюю и нижнюю часть профиля, принося с собой питательные вещества.

3 Водно – физические свойства в целом благоприятны. Избыток и недостаток влаги не наблюдается.

4 Основные запасы гумуса содержатся в верхних горизонтах и очень резко уменьшаются с глубиной.

5 Емкость катионного обмена самая высокая в горизонте A₀ – лесной подстилке, самая низкая – в подзолистом горизонте. Резкое снижение ЕКО со 141,69 до 3,36 говорит о разрушении коллоидной части почвы.

6 Чем больше содержание в почве органического вещества и меньше содержание «физической глины», тем выше гидролитическая кислотность. Почва в целом кислая и требуется известкование.

7 Не очень благоприятные условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Высокое содержание калия только в лесной подстилке, в остальных горизонтах – низкое. Низкое в почве и содержание фосфора. Требуется внесение удобрений.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Мочалов, Б.А. Агрохимические свойства почв мероприятия по их улучшению: методические указания к выполнению курсовой работы по почвоведению/ Б.А, Мочалов, Е.Н, Наквасина, О.Ю, Калинина, Любова С.В. – Архангельск ИПЦ САФУ, 2012. – с.: ил.

2 Роде А.А., Смирнов В.Н. Почвоведение: учеб. пособие для студ. вузов.-М.: Высшая школа, 1972. - 480 с.

3 Геологическая библиотека: [электронный ресурс]: Земледелие, Общая Геология, Почвоведение - Режим доступа: http://www.geokniga.org/books/3128, свободный. – Загл. с экрана.- Яз. рус., англ.

35