почвоведение лаб практик

Задание 6. По данным таблицы 7 сделать вывод о том как изменяется бонитет почв по гранулометрическому составу в зависимости от типа почв и природных условий (зоны).

4. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

Почва, как любое природное тело, обладает общими физическими свойствами, которые имеют важное значение для проявления частных процессов почвообразования и для основного качества – ее плодородия.

Физические свойства зависят от содержания в почве физической глины и воды и их соотношения между собой:

-пластичность почвы – способность во влажном состоянии изменять свою форму под действием внешней силы;

-липкость – способность почвы во влажном состоянии удерживать на своей поверхности какие-либо предметы;

-усадка – способность почвы уменьшать свой объем при высыхании;

-набухание – способность почвы увеличивать объем при увлажнении.

К общим физическим свойствам относятся: плотность почвы, плотность твердой фазы, пористость. Это важные агрономические характеристики плодородия почвы.

4.1 Определение плотности твердой фазы почвы

Плотностью твердой фазы почвы называется отношение массы твердой фазы почвы в сухом состоянии к массе равного объема воды. Эта величина зависит от минералогического состава почвы и количества в ней органического вещества. Определяют весовым методом.

Ход анализа

1.В мерную колбу на 100 мл наливают до метки прокипяченную и охлажденную дистиллированную воду и взвешивают на аналитических весах.

2.Из просеянного через сито (1 мм) образца отвешивают на аналитических весах 9- 10 г воздушно-сухой почвы.

3.Из взвешенной колбы с водой выливают ½ объема воды и всыпают в колбу навеску почвы.

4.Колбу доливают дистиллированной водой до метки, вытирают снаружи фильтровальной бумагой и взвешивают на аналитических весах.

5.Результаты записывают по форме в таблицу 8.

Плотность твердой фазы почв вычисляют:

где: В – масса колбы с водой, г; d – плотность твердой фаз почв, г/см3; С – масса колбы с водой и почвой, г

Задание 1:Расчитать плотность твердой фазы исследуемого образца.

4.2 Определение плотности почвы

Плотностью почвы называют массу единицы ее объема в естественном сложении. При определении плотности почвы узнают массу почвы в определенном объеме со всеми порами. Плотность одной и той же почвы всегда меньше плотности ее твердой фазы. Значение плотности почвы позволяет рассчитать запасы воды, питательных веществ в любом горизонте почвы, скважность, аэрацию.

Ход анализа (определение плотности почвы из рассыпного образца)

1.На технических весах взвешивают металлический цилиндр с бумагой (на дне цилиндра).

2.В цилиндр насыпают почву из не рассыпного образца, уплотняя постукиванием.

3.Измеряют высоту насыпанного слоя почвы, диаметр цилиндра и определяют объем почвы.

4.Взвешивают цилиндр с почвой.

5.Результат записывают по форме в таблицу 9.

где: π = 3,14 ; r – радиус цилиндра, см; h – высота насыпанного слоя почвы в см.

Задание 2: Рассчитать плотность исследуемого образца используя формулы 5, 6, 7

Задание 3. Дать оценку почвы по ее плотности, пользуясь шкалой Н.А. Качинского и сделать вывод

4.3 Расчет пористости и влагоемкости почвы

Суммарный объем пор в почве в единице объема называется пористостью. Общая пористость (Робщ) подразделяется на капиллярную (поры заняты водой, РW) и некапиллярную (поры заняты почвенным воздухом, РАЭР)

В агрономическом отношении почва должна иметь большой объем капиллярных пор, а некапиллярная пористость должна быть не меньше 20-25 % от общей пористости. Если меньше 20 %, то необходимы мероприятия по улучшению аэрации почв.

dV

Задание 4: Расчитать пористость и влагоемкость исследуемого образца

Задание 5: Полученные данные по физическим свойствам исследуемого образца оформить в виде таблицы 10. Дать обобщенную характеристику почвы по физическим свойствам, увязать их с данными гранулометрического состава. Оценить плотность, пористость по шкале Н.А. Качинского.

Таблица 10

Результаты определения физических свойств почвы

Оценка по величине общей пористости в % суглинистых и глинистых почв

4.4 Агрегатный состав почвы

Структура почвы – совокупность агрегатов различной величины, формы, пористости, механической прочности и водопрочности.

Под структурностью почвы понимают ее способность распадаться на агрегаты под влиянием механических воздействий.

При оценке структуры различают морфологическое понятие и агрономическое. Для морфологического описания почв С.А. Захаровым разработана

классификация структур, включающая три типа (с подразделением на роды): кубовидная (глыбистая, комковатая, ореховатая, зернистая), призмовидная (столбчатая, призматическая), плитовидная (плитчатая, чешуйчатая). Роды делятся на виды по величине агрегатов.

Для агрономической оценки структуры Н.И. Саввиновым предложена классификация, согласно которой к агрономически ценным относятся агрегаты размером от 0,25 до 10 мм, более крупные почвенные отдельности считаются глыбистой частью почвы, а более мелкие – рассыпчатой. Эти три рода подразделяются на виды (таблица 11).

Исследование почвенной структуры производится путем определения общего количества агрегатов в почве («сухой» метод) и путем определения количества водопрочных агрегатов («мокрый метод»).

Таблица 11

Агрономическая классификация почвенной структуры (по Н.И. Саввинову)

Определение агрегатного состава почвы по методу И.И. Савинова

Ход анализа

А) Сухое просеивание. Из образца не растертой воздушно-сухой почвы берут среднюю пробу 0,5 – 2,5 кг. Выбирают корни, гальку и другие включения. Среднюю пробу просеивают через колонку сит диаметром 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25 мм. В результате просеивания взятая для анализа проба расчленяется на 9 фракций:

∙ крупнее 10 мм; ∙ 10 – 7 мм; ∙ 7 – 5 мм; ∙ 5 – 3 мм; ∙ 3 – 2 мм; ∙ 2 - 1 мм; ∙ 1 – 0,5 мм; ∙ 0,5 – 0,25 мм; ∙ мельче 0,25 мм.

На нижнем сите должен быть поддон. Почву просеивают небольшими порциями, избегая сильных встряхиваний. Когда сита разъединяют, каждое из них слегка постукивают ладонью по ребру, чтобы освободить застрявшие агрегаты.

Агрегаты с сит переносят в отдельные фарфоровые или алюминиевые чашки. Когда всю среднюю пробу просеют и разделят на фракции, каждую фракцию взвешивают на технических весах и рассчитывают ее содержание в процентах от массы воздушносухой почвы. Результат записывают по форме 11.

Б) «Мокрое» просеивание:

1.Составляют навеску почвы: из каждой фракции, полученной после «сухого» метода (за исключением фракции < 0,25 мм), берут количество, равное в граммах половине процентного содержания данной фракции. Например, при содержании в почве 15 % фракции от 10 до 7 мм берут 7,5 г.

2.Составленную навеску осторожно переносят в литровый цилиндр.

3.Приливают по стенке цилиндра водопроводную воду с тем, чтобы почва постепенно увлажнялась снизу и в комках не осталось поглощенного воздуха, который может в дальнейшем разрушить комки.

4.Увлажненную почву в цилиндре оставляют в покое на 10 мин., затем доливают цилиндр доверху водой. Цилиндр закрывают плотно стеклом и несколько раз быстро наклоняют до горизонтального положения и опять ставят вертикально.

5.Составляют колонку из сит с отверстиями (сверху вниз) в 3; 2; 1; 0,5; 0,25 мм без поддонника и крышки. Сита скрепляют. Колонку сит погружают в бак с

водопроводной водой так, чтобы над верхним ситом оставался слой воды около 8-10 см.

6.Цилиндр доливают водой до выпуклого мениска и закрывают стеклом так, чтобы под ним не оставалось пузырьков воздуха. Затем переворачивают цилиндр вверх дном и ждут, пока основная масса агрегатов упадет вниз. Затем цилиндр переворачивают и ждут, когда почва дойдет до дна.. Так повторяют 10 раз, чтобы разрушить все непрочные агрегаты.

7.При последнем обороте останавливают цилиндр дном кверху, переносят к набору сит

ипогружают в воду над верхним ситом.

8.Под водой быстро отнимают стекло, закрывающее цилиндр, и не отрывая его от воды, плавными движениями распределяют почву на поверхности верхнего сита. Через минуту, когда все агрегаты больше 0,5 мм упадут на сито, цилиндр закрывают стеклом под водой, вынимают из воды и отставляют.

9.Почву, перешедшую на сито, просеивают под водой следующим образом: набор сит поднимают в воде, не обнажая оставшихся агрегатов на верхнем сите, и быстрым движением опускают вниз в этом положении держат 2 – 3 секунды, чтобы успели просеяться агрегаты, затем медленно поднимают вверх и быстро опускают вниз.

Сита встряхивают 10 раз, затем вынимают из бака два верхних сита, а нижние встряхивают еще 5 раз.

10.Сита вынимают из воды и оставшиеся на ситах агрегаты смывают струей воды из промывалки в большие фарфоровые чашки. После оседания почвенных агрегатов на дно чашек осторожно сливают воду и переносят агрегаты почвы в небольшие, предварительно взвешенные чашки.

11.Избыток воды из этих чашек удаляют декантацией (сливанием).

12.Чашки ставят на водяную баню и высушивают до воздушно-сухого состояния, охлаждают и взвешивают.

13.Масса фракций, умноженная на 2, дает процентное содержание водопрочных агрегатов того или иного размера. Процент агрегатов меньше 0,25 мм определяют вычитанием из 100 суммы процентов полученных фракций.

14.По данным сухого просеивания рассчитывают коэффициент структурности:

Б – сумма агрегатов < 0,25 и > 10 мм, %

Чем выше К, тем почва лучше оструктурена.

15. По данным мокрого просеивания рассчитывают критерий водопрочности:

агрегатов, выраженное в % от общего содержания агрегатов размером от 1 до 0,25 мм. 16. Результаты анализа записывают в таблицу 11

Задание 6. Рассчитать коэффициент структурности и критерий водопрочности для исследуемого образца.

Задание 7. Оформить данные структурного анализа в виде графика (по оси абсцисс откладывают размер фракций, начиная с более крупной, по оси ординат – содержание фракций в %).

Задание 8. Дать оценку структурного состояния почвы, используя приложение 1.

Задание 9. Перечислить причины разрушения структуры и мероприятия по восстановлению структуры.

5.АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

5.1Определение содержания гумуса

Гумус почвы – сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических остатков в почве.

Состав гумуса:

∙негумифицированные вещества;

∙органические остатки и продукты их распада;

∙гумусовые вещества (главная специфическая часть гумуса – это ГК, ФК, гумин (Кауричев И. С., 1986)

При определении суммарного содержания гумуса учитывают все формы органического вещества почвы. Поэтому при подготовке ее к анализу тщательно отбирают корешки и все видимые органические остатки, чтобы исключить органические вещества негумусовой природы.

Подготовка почвы к анализу

Для установления общего содержания углерода органического вещества в исходной почве из воздушно-сухого растертого образца и просеянного через сито 1 мм берут 5 г почвы, отбирают из нее корешки, растирают в агатовой ступке и просеивают через сито с отверстиями 0,25 мм.

Содержание гумуса определяется по методу И. В. Тюрина в модификации И. Н. Симакова. Принцип метода: метод основан на окислении углерода гумусовых веществ до СО2 0,4 н раствором двухромовокислого калия (K2Cr2O7), приготовленного на H2SO4. По количеству хромовой смеси, пошедшей на окисление органического углерода, судят о его количестве.

Реакция окисления:

Ход анализа

1. Берут навеску на аналитических весах из такого расчета:

2.Высыпают навеску не распыляя в колбу. Из бюретки в колбу добавляют 10 мл хромовой смеси и осторожно перемешивают круговыми движениями.

3.В колбу вставляют маленькую воронку, которая служит обратным холодильником, ставят колбу на плиту на асбестовую сетку, доводят до кипения и кипятят ровно 5

минут с момента появления крупных пузырьков СО2. Бурного кипения не допускают, так как оно приводит к искажению результатов из-за разложения хромовой смеси.

4.Колбу остужают, воронку и стенки колбы обмывают дистиллированной водой из промывалки, до V 30 мл. Добавляют 4 – капель 0,2 % раствора фенилантраниловой кислоты и титруют 0,1 н или 0,2 н раствором соли Мора. Конец титрования определяют переходом вишнево-фиолетовой окраски в зеленую.

5.Проводят холостое определение, вместо почвы используют пемзу или прокаленный песок (0,3 г).

6.Содержание гумуса вычисляют по формуле:

Найти формулу через гумусовое число:

KM – поправка к титру соли Мора 0,0103622 – гумусовое число

KH 2 O – коэффициент гигроскопичности для пересчета на абсолютно сухую навеску почвы

Р– навеска воздушно-сухой почвы, г

7.Результат записывают по форме в таблицу 13.

Таблица 13

Результаты определения содержания гумуса в почве