3440

11

(под лупой). При отборе корешков из дернового горизонта можно пользоваться наэлектризованной стеклянной или эбонитовой палочкой.

После отбора корешков почву растирают и просеивают через сито с диаметром отверстий 0,25 мм.

Рис. 4. Сито для просеивания почвы:

а – крышка; б – ситовая часть; в – поддон

Полученную пробу тщательно перемешивают и хранят в бумажном пакетике с обозначением номера разреза и глубины взятия образца.

Оставшуюся часть средней пробы растирают в фарфоровой ступке и просеивают через почвенное сито с диаметром отверстий 1 мм. Сито обязательно должно иметь крышку и поддон, чтобы не потерять часть илистой фракции.

Оставшиеся на сите агрегаты почвы снова высыпают в ступку, измельчают и просеивают. Такую операцию проводят до тех пор, пока на сите не останутся лишь каменистые частицы скелета. Прошедшие через сито частицы называются мелкоземом.

Для определения процентного содержания этих фракций и мелкозем, и скелет взвешиваются на технических весах. После взвешивания и расчетов скелет можно выбросить, а мелкозем помещают в картонную коробку.

На боковую стенку коробки наклеивается этикетка с обозначением места взятия, номера разреза, глубины взятия образца и названия почвы. Данные этикетки заносятся в рабочий лабораторный журнал

12

Лабораторная работа № 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ ВОДЫ В ПОЧВЕ

Гигроскопической водой называется парообразная вода, адсорбированная частицами почвы из воздуха. Эта вода находится в равновесии с водными парами атмосферы при относительной влажности воздуха ниже 100 процентов, зависит от количества гумуса и глинистых частиц в почве и служит косвенным показателем ее механического состава. Чем больше в почве глинистых частиц, тем выше содержание гигроскопической воды. Органоминеральные коллоиды адсорбируют на поверхности своих частиц воду из воздуха, и поэтому присутствие коллоидов почвы увеличивает содержание гигроскопической воды.

Ход работы На химических весах взвешивается сухой бюкс с крышкой, и в нем

отвешивается 5 г почвы, пропущенной через сито с отверстиями 0,25 мм. Бюкс с почвой ставят открытым в сушильный шкаф, нагретый до температуры 100-105 °С, на 5 часов. По окончании высушивания бюкс вынимают из сушильного шкафа щипцами, закрывают крышкой и ставят в эксикатор для охлаждения. По охлаждении в течение 20-30 мин взвешивают на химических весах закрытым и по потере в весе вычисляют содержание гигроскопической воды в почве по формуле

где Wг – гигроскопическая влажность, %; a – масса бюкса с воздушно-сухой почвой, г;

b – масса бюкса с абсолютно сухой почвой, г; c – масса пустого бюкса, г.

Результаты записать по форме, приведенной ниже:

13

Для пересчета результатов анализов с воздушно-сухой почвы на абсолютно сухую применяется коэффициент гигроскопичности (К), вычисляемый по формуле

где С – процент гигроскопической воды в воздушно-сухой почве.

Чтобы перевести результат анализа с воздушно-сухой почвы на абсолютно сухую, следует его умножить на этот коэффициент.

Лабораторная работа № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВ

МЕТОДОМ ДВОЙНОГО ОТМУЧИВАНИЯ ПО А.Н. САБАНИНУ

В методе Сабанина используются два стакана (малый и большой), сифон, малая и большая фарфоровые чашки, мешалка и приемник. Малый стакан и сифон монтируют на штативе (рис. 5).

Рис. 5. Прибор для определения гранулометрического состава почвы по методу Сабанина

Для этого метода на аналитических весах берут навеску воздушно-сухой почвы 4 г, помещают ее в колбу, заливают водой (25 см3) и кипятят 1 час. После охлаждения содержимое колбы переносят через сито 0,25 мм в большую фарфоровую чашку. Оставшиеся на сите частицы от 1 до 0,25 мм смывают в маленькую фарфоровую чашку, а из чашки – в сушильный стаканчик. Фракция в стаканчике высушивается в термостате и взвешивается на аналитических весах с точностью до 0,001 г.

Суспензия в большой фарфоровой чашке растирается пальцем. Через 30 с суспензия сливается в малую чашку, а через 60 с – из малой чашки в малый

14

стакан (до высоты 4 см). В большую чашку доливается вода. Отмучивание в чашках повторяется до полного осветления сливаемой в стакан жидкости. Содержимое чашек после осветления жидкости переносится в одну чашку. После наполнения малого стакана суспензией начинают отмучивание. Стакан ставят на полку штатива и опускают в него сифон до отметки 2 см. Жидкость в стакане взмучивают мешалкой. Через 100 секунд с помощью сифона сливаются верхние 2 см жидкости из четырехсантиметрового столба суспензии в стеклянную банку. При этом сливаются частицы ≤ 0,01 мм.

После каждого сливания содержимое малого стакана пополняется суспензией из малой чашки, а по окончании отмучивания – водой из промывалки. сливание из малого стакана повторяется до тех пор, пока слой жидкости в 2 см через 100 с после взмучивания не окажется полностью осветленным, после этого содержимое из чашки и малого стакана переносится в большой стакан, где еще раз проверяется полнота выделения частиц

<0,01 мм, для этого стакан доливают водой до 12 см, жидкость взмучивают и оставляют в покое на 30 с, через 30 с сливается слой жидкости от 12 до 6 см, если этот слой жидкости по прошествии 30 с будет прозрачным, то частицы

<0,01 мм полностью отделены, в противном случае сливание продолжается до полного осветления верхнего слоя жидкости.

После отделения частиц < 0,01 мм производится отмучивание частиц 0,05-0,01 мм. Большой стакан доливается водой до 12 см, суспензия взмучивается, и через 30 с с помощью сифона сливается слой жидкости от 12 до 6 см. Доливание водой, взмучивание, отстаивание, сливание продолжается до просветления слоя жидкости от 12 до 6 см, на дне стакана остаются частицы 0,25-0,05 мм.

Врезультате анализа выделяются три фракции: 1-0,25 мм (на сите), 0,25- 0,05 мм (на дне большого стакана), 0,05-0,01 мм (при отмучивании из большого стакана). Все фракции собираются и количественно учитываются.

Вычитая сумму этих фракций из взятой для отмучивания навески почвы, получают вес почвенных частиц < 0,01 мм.

Результаты гранулометрического анализа сводят в следующую таблицу:

15

Классификация почв и пород по гранулометрическому составу (по Н.А..Качинскому)

Лабораторная работа № 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ ВЛАГОЕМКОСТИ В ОБРАЗЦАХ НАРУШЕННОГО СТРОЕНИЯ

Общая (по Н.А. Качинскому) или наименьшая (по А.А. Роде) влагоемкость почвы или предельная полевая (по А.П. Розову) и полевая (по С.И. Долгову) – количество влаги, которое почва удерживает после увлажнения при свободном оттоке гравитационной воды. Название «общая» объясняется тем, что влажность почвы при этой гидрологической константе включает в себя все основные категории почвенной влаги (кроме гравитационной).

Ход анализа Из воздушно-сухой почвы удаляют крупные корни. Почву слегка

разминают, просеивают через сито с диаметром отверстий в 3 мм и насыпают в стеклянную трубку диаметром 3-4 см, высотой 10-20 см, нижний конец которой обвязывают хлопчатобумажной тканью или марлей с фильтром.

Величины капиллярной влагоемкости тем больше, чем ближе залегает слой почвы к зеркалу подачи воды, и, наоборот, чем дальше почва от уровня воды, тем влагоемкость меньше. В связи с этим длину трубки надо брать соответственно размеру сосуда, в котором ведется опыт, или стандартную,

16

равную 10 см. Почву в трубку насыпают постепенно через воронку или бумажную трубку, уплотняя еѐ легким постукиванием дна трубки о стол. Трубку наполняют почвой так, чтобы высота столбика почвы оказалась на 1-2 см ниже верхнего конца самой трубки.

Вес влажной почвы (В) равен В = Б – С,

где Б – вес трубки с почвой, г; С – вес пустой трубки, г.

Пробы на влажность берут параллельно в сушильный стаканчик и рассчитывают отдельно, исходя из соотношения количества воды в образце и веса абсолютно сухой почвы.

Зная влажность взятой почвы (W, %), вычисляют абсолютно-сухой вес почвы Рс:

А 100 Рс = 100 W ,

где А – вес взятого образца, г.

Вес воды в почве при ее влагоемкости (а) равен: а = В – Рс.

Общая влагоемкость (ОВ) в % сухой почвы рассчитывается по формуле

ОВ = а 100 .

Рс

Лабораторная работа № 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОДЪЕМНОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЧВ

МЕТОДОМ ТРУБОК

Капиллярный подъем грунтовых вод в почвенную и грунтовую толщу имеет различное значение для растений. В засушливых условиях при недостатке влаги и незасоленных грунтовых водах подъем капиллярной воды в почвенный профиль увеличивает запасы продуктивной влаги, повышает плодородие почв; с другой стороны, высокое стояние грунтовых вод может вызвать заболачивание почвы, особенно в условиях достаточного увлажнения. Засоленные грунтовые воды при интенсивном испарении влаги с поверхности почвы способствуют засолению почв.

17

В условиях лаборатории закономерности изменения высоты капиллярного подъема воды в зависимости от механического состава почвы, ее структуры и содержания солей в ней можно проследить, используя метод определения в стеклянных трубках.

Ход анализа Дно стеклянной трубки диаметром 3-4 см, высотой 1 м (или составленной

из склеенных бумагой трубочек по 10 см) обвязывают марлей с фильтровальной бумагой. На всю длину трубки приклеивают полоску миллиметровой бумаги, по которой ведут отсчет высоты подъема воды.

Для определения влияния механического состава на высоту капиллярного подъема воды используют песок, супесь, легкий, средний и тяжелый суглинки. Просеянную через сито с отверстиями диаметром 1-3 мм почву засыпают в трубку при легком постукивании дном трубки о край стола. Трубку заполняют почвой так, чтобы сверху оставалось незаполненным почвой около 1 см, затем трубку устанавливают в ванну с дистиллированной водой. Запись данных наблюдений над водоподъемной способностью почвы производят по приведенной ниже форме:

18

Определение влияния структуры почвы на высоту капиллярного подъема воды ведут следующим образом. Из воздушно-сухой почвы с помощью сит выделяют структурные фракции размером < 0,25; 0,25-1; 1-3; 3-5. Контролем служит почва, просеянная через сито с диаметром отверстий 5 мм, содержащая смесь всех изучаемых фракций. Затем производят операции, аналогичные тем, что при изучении влияния механического состава.

Для определения влияния солей на капиллярный подъем воды приготовляют растворы солей, диспергирующих почву (NaOH, Na2CО3) и коагулирующих высокодисперсные частицы (CaCl2, NaCl). Концентрация солей должна примерно соответствовать концентрации солей, содержащихся в грунтовых водах или в почвенном растворе.

Лабораторная работа № 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ НАСЫПНЫХ ОБРАЗЦОВ

МЕТОДОМ ТРУБОК

Водопроницаемость – одно из важнейших водно-физических свойств почвы. С ней связано использование атмосферных осадков и поливной воды; при хорошей водопроницаемости вода почти полностью проникает в почву, создавая запасы влаги, и, наоборот, при плохой водопроницаемости вода стекает по поверхности, вызывая эрозию.

Водопроницаемость выражают в миллиметрах водного столба за единицу времени, а также в сантиметрах, литрах или кубометрах в единицу времени: секунды, минуты, часы, сутки.

Ход анализа Берутся стеклянные или металлические трубки диаметром 4-5 см при

высоте 20-100 см и более в зависимости от поставленной цели. Нижний конец трубки обвязывают марлей (или тонкой сеткой), на «дно» трубки кладут кружок из фильтровальной бумаги. На наружной стенке стеклянной трубки наклеивают полоску из миллиметровой бумаги. Металлические трубки целесообразно делать свинчивающимися из отдельных звеньев по 10 см, что позволяет составлять трубку нужной высоты.

20

Q – расход воды, мм3, см3 (по сосуду Мариотта – впитывание или по количеству собранного фильтрата – фильтрация);

S – площадь сечения трубки, см2; T – время, с, мин;

I – гидравлический градиент.

Приводят расчеты к температуре 10 0С по следующей формуле:

где t – температура используемой воды, 0С.

Полученные данные сводят в таблицу и строят график, где по оси ординат откладывают величины К10, а по оси абсцисс – время Т.

Для оценки водопроницаемости почвы в агрономических и мелиоративных целях используют шкалу Н.А. Качинского (напор воды Н =5 см при температуре 10 0С), приведенную ниже.

Лабораторная работа № 7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВ

МЕТОДОМ И.В. ТЮРИНА

Метод основан на учете бихромата, расходуемого на окисление углерода перегноя почвы по уравнению

3С + 2K2Cr2O7+ 8 H2SO4 = 2 Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 +8H2O + 3CO2

Окисление происходит в сильнокислой среде и сопровождается восстановлением шестивалентного хрома в трехвалентный. Избыток бихромата, оставшегося в растворе после окисления перегноя, учитывают титрованием солью Мора:

K2Cr2O7+7 H2SO4+ 6 FeSO4 = Cr2(SO4)3+ 3Fe2(SO4)3+ K2SO4+7H2O