- •Практическое руководство по химии почв
- •Введение
- •Раздел I. Валовой анализ
- •1.1. Способы разложения почв
- •1.1.1. Разложение почв кислотами.
- •1.1.2. Разложение почв сплавлением.
- •1.1.3. Разложение почвы спеканием.
- •1.2. Определение гигроскопической влажности
- •1.3. Определение потери при прокаливании
- •1.4. Спекание почвы с содой
- •1.5. Анализ элементного состава почв
- •1.5.1. Определение кремния желатиновым методом
- •Пример расчета. Для спекания взято 1,0224 г прокаленной почвы. Прокаленный осадок SiO2 весит 0,8014 г. Содержание SiO2 равно:
- •1.5.2. Определение полуторных оксидов гравиметрическим методом
- •1.5.3. Определение железа фотометрическим методом
- •1.5.4. Определение алюминия фотометрическим методом
- •1.5.5.Вычисленное содержание алюминия по разности
- •1.5.6. Определение кальция и магния комплексонометрическим методом
- •1.5.6.1. Определение кальция
- •1.5.6.2. Определение суммы кальция и магния
- •1.5.7. Пероксидный метод определения титана
- •1.5.8. Определение фосфора фотометрическим методом
- •1.6. Способы выражения результатов валового анализа
- •1.7. Пересчеты данных валового анализа
- •1.8. Использование данных валового анализа
- •1.8.1. Использование элементного состава для суждения о генезисе почв.
- •1.8.2. Использование элементного состава для оценки потенциального плодородия почвы.
- •1.8.3. Использование данных элементного состава для расчета молекулярных отношений
- •1.8.4. Использование данных элементного состава для расчета запасов химических элементов
- •Пример расчета. Найти запас SiO2 в т/га если его содержание равно 80,63 %, плотность сложения почвы 1,18 г/см3, мощность слоя 9 см.
- •1.8.5. Использование данных элементного состава при изучении биологического круговорота веществ
- •1.8.6. Использование данных элементного состава для
- •1.8.6.1. Метод прямого сравнения
- •1.8.6.2. Методы стабильного компонента
- •1.8.6.2.1. Метод молекулярных отношений
- •1.8.6.2.2. Метод элювиально-аккумулятивных (еа) коэффициентов
- •1.8.6.2.3. Метод баланса веществ
- •1.8.7. Использование данных элементного состава для диагностики минералов илистой фракции.
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Раздел II. Ионно-солевой комплекс почв
- •2.1. Метод водной вытяжки
- •2.1.1. Влияние солей на сельскохозяйственные культуры
- •2.1.2. Достоинства и недостатки водной вытяжки как метода изучения засоленных почв
- •2.1.3 Анализ водной вытяжки
- •2.1.3.1. Определение величины рН водной вытяжки
- •2.1.3.2. Определение величины сухого остатка
- •2.1.3.3. Определение величины прокаленного остатка
- •2.1.3.4. Определение щелочности от растворимых карбонатов
- •2.1.3.5. Определение общей щелочности
- •2.1.3.6. Определение хлорид-ионов
- •2.1.3.7. Определение сульфат-ионов
- •2.1.3.8. Определение ионов кальция и магния комплексонометрическим методом
- •2.1.3.8.1. Определение кальция
- •2.1.3.8.2. Определение суммы кальция и магния
- •2.1.3.9. Определение натрия и калия
- •2.1.3.9.1. Определение натрия и калия методом фотометрии пламени
- •2.1.3.9.2. Определение содержания натрия и калия по разности
- •Форма 4. Данные анализа водной вытяжки
- •2.1.4. Интерпретация данных водной вытяжки
- •2.1.4.1. Характеристика солевого режима почв по величине сухого остатка
- •2.1.4.2. Оценка химизма (типа) засоления почв.
- •2.1.4.2.1. Общие принципы оценки химизма засоления почв
- •2.1.4.2.2. Оценка степени засоления почв по содержанию токсичных ионов
- •2.1.4.2.3. Оценка степени засоления почв по «суммарному эффекту» токсичных ионов
- •2.1.5. Расчет промывной нормы
- •2.2. Катионообменная способность почв
- •2.2.1. Общие представления о катионообменной
- •2.2.2. Методы определения катионообменной способности почв
- •2.2.2.1. Оценка эффективной емкости катионного обмена
- •2.2.2.2. Определение стандартной емкости катионного обмена по Бобко-Аскинази в модификации цинао
- •2.2.2.3. Определение суммы обменных оснований методом Каппена-Гильковица
- •2.2.2.4. Определение гидролитической кислотности
- •2.2.2.5. Определение обменных катионов по методу Пфеффера в модификации в.А. Молодцова и и.В. Игнатовой
- •2.2.2.5.1. Определение кальция комплексонометрическим методом
- •2.2.2.5.2. Определение суммы кальция и магния комплексонометрическим методом
- •2.2.2.5.3. Определение натрия и калия методом фотометрии пламени
- •2.2.3. Использование результатов определения катионообменной способности почв
- •2.2.3.1. Вычисление степени насыщенности почв основаниями
- •2.2.3.2. Расчет дозы извести
- •2.2.3.3. Вычисление степени солонцеватости почв
- •2.2.3.4. Расчет дозы гипса
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Раздел III. Органическое вещество почвы
- •3.1. Подготовка почвы для определения содержания и состава гумуса
- •3.2. Методы определения содержания общего гумуса почвы
- •3.2.1. Прямые методы определения содержания углерода органических соединений (гумуса) почвы.
- •3.2.2. Косвенные методы определения содержания углерода органических соединений (гумуса) почвы
- •3.2.2.1. Определение гумуса методом и.В.Тюрина в модификации в.Н.Симакова
- •3.2.2.2. Другие модификации метода и.В. Тюрина.
- •3.2.2.2.1. Спектрофотометрический метод определения содержания гумуса (д.С. Орлов, н.М. Гриндель)
- •3.2.2.2.2. Определение содержания органического углерода почвы методом и.В.Тюрина в модификации б.А.Никитина.
- •3.3. Методы определения общего содержания азота почвы.
- •3.3.1. Определение общего содержания азота методом Кьельдаля.
- •3.3.2. Определение общего содержания азота микрохромовым методом и.В. Тюрина.
- •3.4. Использование данных по содержанию общего гумуса и азота
- •3.4.1. Расчет отношения c:n
- •3.4.2. Вычисление запасов гумуса, углерода и азота.
- •3.5. Методы определение группового и фракционного состава гумуса.
- •3.5.1. Определение группового и фракционного состава гумуса по методу и.В. Тюрина в модификации в.В.Пономаревой и т.А.Плотниковой
- •3.5.2. Определение группового и фракционного состава гумуса по модифицированной схеме в.В.Пономаревой и т.А. Плотниковой (т.А. Плотникова, н.Е. Орлова, 1984).
- •Ход анализа
- •3.5.3. Ускоренный пирофосфатный метод определения состава гумуса по м.М. Кононовой и н.П. Бельчиковой
- •3.6. Методы изучения некоторых свойств гумусовых кислот при анализе фракционно-группового состава гумуса
- •3.6.1. Определение порога коагуляции гуминовых кислот.
- •3.6.2. Оптические свойства гумусовых веществ.
- •3.6.2.1. Электронные спектры поглощения гумусовых веществ
- •3.6.2.2. Определение коэффициента цветности q4/6
- •3.6.3. Гель-хроматография гумусовых веществ
- •3.7. Показатели гумусового состояния почв
- •Продолжение таблицы 31
- •3.8. Методы определения содержания и состава органического вещества в болотных торфяных почвах.
- •3.8.1. Определение потери при прокаливании и зольности торфа.
- •3.8.2. Одновременное определение общего содержания углерода и азота в торфяных почвах методом Анстета в модификации в.В. Пономаревой и т. А. Николаевой
- •Вычисление результатов анализа
- •Для анализа используют следующие реактивы:
- •3.8.3. Определение общего содержания азота в растительных материалах (торфах, лесных подстилках и пр.) методом к.Е. Гинзбурга и г.М. Щегловой
- •3.8.4. Определение содержания органического азота в вытяжках из торфов микрохромовым методом и.В. Тюрина
- •3.8.5. Определение состава органического вещества торфяно-болотных почв по методу в.В. Пономаревой и т.А. Николаевой.
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Раздел I. Валовой анализ ……………………………………
- •Раздел II. Ионно-солевой комплекс почв ……………………
- •Раздел III. Органическое вещество почв
2.1.4.2. Оценка химизма (типа) засоления почв.
2.1.4.2.1. Общие принципы оценки химизма засоления почв
Химизм засоления устанавливается по соотношению ионов в характеризуемом слое или горизонте максимальной аккумуляции водорастворимых солей. При незначительном варьировании химизма засоления в пределах почвенного профиля тип засоления устанавливается по средним показателям для расчетного слоя. Если химизм засоления подвержен значительному варьированию, то тип засоления устанавливается по соотношению ионов в первом верхнем горизонте максимальной аккумуляции водорастворимых солей с указанием химизма засоления более глубоких горизонтов. Особо следует отмечать присутствие соды в любой части профиля. При определении типа засоления почв принимаются во внимание в первую очередь анионы. В наименование типа засоления включаются те анионы, содержание которых превышает 20% от суммы мг-экв анионов. При этом преобладающий анион в названии ставится на последнее место.
В отношении оценки возможного участия соды в составе солей рекомендуется пользоваться следующими придержками.
Если в водной вытяжке при значительном преобладании SО42- и Cl- присутствуют (хотя бы в одном из горизонтов почвы) ионы СОз2- в количестве менее 20% от суммы мг-экв анионов, но более 0,03 мг-экв на 100 г почвы, то в названии химизма засоления следует отразить возможное присутствие соды. В таких случаях засоление определяется по соотношению преобладающих ионов с добавлением в названии «с участием соды». То же самое касается и ионов НСО3-, если количество их в водной вытяжке превышает 1,4 мг-экв на 100 г почвы, а НСО3- > Са2++Мg2+ (в эквивалентах); при этом необходимо произвести расчет токсичных солей и убедиться в наличии ионов НСО3- в количестве, превышающем порог токсичности (0,8 мг-экв НСО3-, связанной с Na + Mg) (см. ниже). Иногда повышенное содержание НСО3- может быть обусловлено присутствием Мg(НСО3)2. В этих случаях тип засоления определяется как гидрокарбонатный.
При определении химизма засоления почв удобно пользоваться величинами отношений мг-экв анионов (табл. 13).
Таблица 13. Химизм (тип) засоления почв по анионному составу (Н.И. Базилевич, Е.И. Панкова, 1970)
№ п/п |
Химизм (тип) засоления |
Отношения анионов, мг-экв |
Отношение катионов и анионов | ||
Cl:SO4 |
HCO3 :Cl |
HCO3 : SO4 | |||
1. |
Хлоридное |
2,5 |
--- |
--- |
--- |
2. |
Сульфатно-хлоридное |
2,5-1 |
--- |
--- |
--- |
3. |
Хлоридно-сульфатное: а) с малым количеством гипса* б) с повышенным количеством гипса** гипса** гипса** |
1-0,2
1-0,2 |
---
--- |
---
--- |
---
--- |
4. |
Сульфатное: а) с малым количеством гипса* б) с повышенным количеством гипса** са* |
<0,2
<0,2 >1 <1 >1 <1 |
---
--- <1 >1 >1 >1 |
---
--- >1 <1 >1 >1 |
---
--- HCO3 > Ca+Mg Na > Mg Na > Ca |
5. |
Содово-хлоридное | ||||
6. |
Содово-сульфатное | ||||
7. |
Хлоридно-содовое | ||||
8. |
Сульфатно-содовое | ||||
9. |
Сульфатно- или хлоридно-гидрокарбонатное |
Любое |
>1 |
>1 |
Na < Ca Na < Mg HCO3 > Na |
*СаSО4 < 1% (Са<12,5 мг-экв).
**СаSО4 > 1% (Са 12,5 мг-экв).
Почвы, содержащие наряду с нейтральными солями некоторое количество соды и относящиеся к типам засоления с участием соды, в таблицу 13 не включены. Принцип выделения их рассмотрен в начале раздела.
Определение химизма засоления почв по анионному составу дополняются сведениями по составу катионов (табл. 14).
Таблица 14. Химизм (тип) засоления почв по катионному составу
(Н.И.Базилевич, Е.И.Панкова, 1970).
Тип засоления |
Отношение мг-экв катионов | ||
Na : Mg |
Na : Ca |
Mg : Ca | |
Натриевый |
>1 |
>1 |
--- |
Магниево-натриевый |
>1 |
>1 |
>1 |
Кальциево-натриевый |
>1 |
>1 |
<1 |
Кальциево-магниевый |
<1 |
<1 |
>1 |
Натриево-магниевый |
<1 |
>1 |
>1 |
Натриево-кальциевый |
>1 |
<1 |
<1 |
Магниево-кальциевый |
<1 |
<1 |
<1 |
Магниевый |
<1 |
--- |
>1 |
При определении химизма засоления почв с учетом катионного состава во внимание принимаются два катиона, которые присутствуют в наибольших количествах. Если содержание одного из этих двух катионов превышает содержание другого более чем в два раза, то в названии указывается только этот превалирующий катион.
При отнесении почв к содовым типам засоления или к таким типам засоления, как содово-хлоридный или содово-сульфатный, в водных вытяжках среди катионов преобладает Na. При сульфатно- или хлоридно-гидрокарбонатном засолении среди катионов преобладает Са или Mg, но обычно присутствует некоторое количество Nа.
Среди почв хлоридного, а иногда и сульфатно-хлоридного типов засоления встречаются почвы, где, кроме NaCl, в составе солей присутствуют МgС12, и СаСl2. В водных вытяжках из этих почв отношение Сl:Na > 1. При участии в солевом составе МgСl2 отношение (Cl – Na):Mg <1, а при участии СаС12 отношение – (Cl – Na):Mg >1. При разделении хлоридно-сульфатного или сульфатного засоления с малым и с повышенным количеством гипса принимают во внимание, кроме SО4-ионов, содержание в водной вытяжке ионов Са. При низком количестве гипса содержание кальция обычно меньше 12,5 мг-экв, при высоком содержании гипса (т. е. более 1 % в почве) не менее 12,5 мг-экв.
Рассмотренные типы засоления почв наиболее распространены. Понятно, что в каждом отдельном районе встречаются далеко не все типы засоления. В то же время в пределах одного почвенного профиля химизм засоления может варьировать. При малом варьировании химизма засоления отдельных горизонтов почвы (или слоев) тип засоления почвы устанавливается по средним показателям для метрового слоя или почвы в целом. При значительном варьировании химизма засоления различных горизонтов почвы тип ее засоления определяется по первому, сверху засоленному горизонту, и далее указывается тип химизма более глубоких горизонтов; особо следует отмечать присутствие соды в любой части профиля.