Лабораторный практикум Лабораторная работа №1 Пробоподготовка почвы. Определение гигроскопической влажности

Цель работы – познакомиться с основными приемами пробоподготовки почвы и методикой определения массовой доли гигроскопической влаги в воздушно-сухой почве.

Подготовка почвенных проб к анализу

Объединенная почвенная проба, взятая для химического анализа весьма неоднородна по составу и, если случайно взятая навеска не соответствует составу всей пробы в целом, то результаты анализа вряд ли будут достоверными. Лабораторная проба должна быть однородной, т.е. представительной.

Образцы, доставленные в лабораторию, должны быть высушены без промедления до воздушно-сухого состояния с предварительным разрушением крупных комков, причем чтобы избежать изменений состава почвы вследствие микробиологической деятельности.

Для определения содержания азота и гумуса, а также механического состава требуется специальная подготовка образцов почв.

Для некоторых видов анализов нужны образцы почвы без предварительного подсушивания, только что взятые в поле (для определения нитратов), и образцы воздушно-сухой почвы без предварительного измельчения (для определения структуры).

В лаборатории проба проходит предварительную обработку в соответствии со схемой (рис. 1).

Влажная проба >500 г

Рис.1. Схема предварительной обработки проб перед анализом

Посуда и оборудование: фильтровальная бумага, пинцеты, фарфоровая ступка, фарфоровый пестик, фарфоровая ложка, сито с диаметром отверстий 0,8 или 1,25 мм, банки с притертой пробкой

Выполнение работы

1. Визуально исследуют образец почвы, предварительно доведенный до воздушно-сухого состояния (500 – 1000 г почвы, просушенной на воздухе в специально отведенной комнате). Описывают цвет. Оценивают рыхлость, твердость и качество включений (камень, песок, известняк и т.д.).

Воздушно-сухую почву рассыпают на бумаге или кальке и разминают пестиком. Затем выбирают включения – корни растений, насекомых, камни, стекло, уголь, кости животных, а также новообразования – друзы гипса, известковые журавчики и др. Почву растирают в ступке пестиком и просеивают через сито с диаметром отверстий не более 2 мм. Почву, не прошедшую через сито, вновь размельчают в ступке и просеивают через то же сито. Измельчение и просеивание продолжают до тех пор, пока на сите останется только каменистая часть почвы. (Отобранные новообразования анализируют отдельно, подготавливая их к анализу так же, как пробу почвы).

2. Среднюю лабораторную пробу отбирают методом квартования: измельченную, перемешанную почву с диаметром частиц менее 2 мм распределяют на бумаге ровным слоем и делят шпателем по диагонали на четыре равные части. Две противоположные части отбирают в коробку для хранения, а из двух оставшихся частей берут аналитические пробы для различных видов анализа.

2. Для определения содержания азота и гумуса, механического состава требуется специальная подготовка образцов почв. Каждую представительную навеску получают из средней лабораторной пробы методом деления расстеленной на бумаге почвы на квадраты со стороной 3 – 4 см. масса почвенной пробы не должна быть менее 3 – 5 г. Из пробы удаляют все органические остатки наэлектризованной стеклянной палочкой. Далее ее просеивают через сита 1 и 0,25 мм, постепенно растирая всю почвенную массу в ступке. Аналитическую пробу хранят в пакетиках из кальки.

Аналитические навески для определения рН, гидролитической кислотности, обменных катионов берут из почвы, просеянной через сито с ячейками 0.8 – 1 мм и сохраняемой в банках с притертой пробкой.

Для некоторых видов анализов нужны образцы почвы без предварительного подсушивания, непосредственно взятые в поле (для определения нитратов), и образцы воздушно-сухой почвы без предварительного измельчения (для определения структуры).

Определение гигроскопической влажности

Основные понятия. Величина, характеризующая содержание влаги в почве в данный момент, называется влажностью почвы. Почва, подсушенная до воздушно–сухого состояния, всегда содержит некоторое количество влаги, называемой гигроскопической. Это связано с тем, что почва способна адсорбировать парообразную влагу из воздуха и прочно удерживать ее на поверхности своих частиц.

Содержание гигроскопической влаги в почве зависит не только от влажности воздуха, но и от свойств самой почвы. Почвы легкого гранулометрического состава в воздушно – сухом состоянии содержат менее 1% влаги, глинистые и гумусированные – до 5%, торфяные до 20%.

Наибольшее количество гигроскопической влаги почва содержит при полном насыщении воздуха водяным паром. Это количество гигроскопической влаги называется максимальной гигроскопической влажностью (МГ).

Гигроскопическая и максимальная гигроскопическая влажность выражается в процентах от массы сухой почвы. Величина гигроскопической влажности используется в аналитической практике для вычисления сухой массы почвы или коэффициента пересчета результатов любого анализа воздушно-сухой почвы на сухую навеску.

Знание величины максимальной гигроскопической влажности позволяет вычислить влажность завядания растений и подсчитать запасы доступной (продуктивной) и недоступной влаги в почве.

Посуда и оборудование: технические и аналитические весы, сушильный шкаф с терморегулятором, бюкс, фарфоровая ложка, эксикатор с СаС1₂ на дне.

Выполнение работы

1. В бюксе с известной массой взвешивают на технических весах 5 г подготовленной воздушно-сухой почвы (см. ход пробоподготовки). Затем бюкс с почвой взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 г.

1. Почву в бюксе с открытой крышкой ставят в сушильный шкаф и просушивают ее в течение 5 часов при температуре 105±5˚C. После этого бюкс закрывают крышкой и помещают в эксикатор для охлаждения до комнатной температуры, а затем взвешивают на аналитических весах.

1. Почву в бюксе доводят до постоянной массы. Для этого взвешивают бюкс с просушенной почвой и снова ставят в сушильный шкаф на 2 часа (крышка бюкса открыта), затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Если его масса после повторной сушки осталась постоянной, то просушивание заканчивают. Допустимое расхождение не должно превышать 0,001 г. Если расхождение выше допустимого, продолжают высушивание.

1. Гигроскопическую влажность почвы (W) вычисляют по формуле

,

где т₁ – масса бюкса с почвой до ее высушивания (г);

т₂ – масса бюкса с почвой после ее высушивания (г);

m_а – масса сухой почвы (г).

5. Коэффициент пересчета результатов анализа воздушно-сухой почвы на сухую вычисляют по формуле.

.

Вопросы

1. Как выполняется стандартная подготовка образца почвы к лабораторному анализу?

2. Как выполняется подготовка образца почвы к анализу при определении гигроскопической влажности?

3. Что такое влажность почвы?

4. К какой категории влаги относят гигроскопическую влажность?

5. Что называется максимальной гигроскопической влажностью? От каких факторов зависит величина МГ?

6. Что означает «довести бюкс до постоянной массы»?

7. По какой формуле рассчитывается гигроскопическая влажность?

8. Как выполнить пересчет результатов анализа на сухую почву?