WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |

2.5. Отбор почвенных образцов для лабораторных исследований Почвенные образцы бывают двух видов: взятые с нарушением естественного сложения (насыпные) и в виде цельных блоков-монолитов. Насыпные образцы отбирают из всех основных разрезов для лабораторного исследования почв, а также для сравнения и уточнения морфологической характеристики почвенных профилей и возможности их сопоставления между собой в период обработки данных полевого обследования. Образцы берутся послойно при помощи почвенного ножа, без пропусков, по всей толще почвенного разреза. Для того чтобы каждый почвенный горизонт был достаточно охарактеризован, образцы берут из верхней и нижней его части. Если мощность горизонта значительная (около 50 см), берут еще один образец из середины горизонта. При незначительной мощности почвенного горизонта (10–20 см) можно ограничиться взятием из данного горизонта одного образца, выбирая для этого наиболее типичную развитую часть горизонта. При мощности горизонта менее 10 см образец отбирают со всей толщи. Масса каждого образца должна быть примерно 0,5–0,7 кг.

Отбор образцов следует производить снизу вверх, в противном случае почва будет осыпаться и засорит нижнюю часть разреза.

Самый нижний образец нужно брать лопатой со дна ямы сразу же после ее выкопки. Отобранные почвенные образцы помещают в полиэтиленовые пакеты. Каждый образец снабжается этикеткой, в которой указываются: дата, район работ, № разреза, горизонт и глубина взятия образца, автор исследования.

ГЛАВА ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВ 3.1. Определение влажности почв Влажность почвы зависит от количества перегноя и глинистых частиц, является косвенным показателем ее гранулометрического состава. На фоне урбанистического пресса происходит изменение влажности почв, поэтому исследование данного показателя является необходимым.

Определение гигроскопической влажности Основные понятия. Гигроскопической влагой называется то количество воды, которое поглощает почва из воздуха, насыщенного парами воды. Величина гигроскопической влажности зависит от гранулометрического состава почвы, количества коллоидов и гумуса в ней. Этой величиной пользуются для вычисления влажности завядания растений (коэффициента завядания). Она соответствует в большинстве случаев полуторной – двойной максимальной гигроскопической влажности.

Ход определения. Определение гигроскопической влажности проводят следующем образом. Сушильный стаканчик (стеклянный бюкс) высушивают и взвешивают на аналитических весах.

Берут навеску почвы в бюкс и взвешивают. Бюкс с навеской почвы помещают в прогретый сушильный шкаф. Высушивание производят при температуре 105 °C до постоянного веса. В процессе сушки нельзя открывать шкаф и ставить в него новые стакан- чики.

По окончании высушивания стаканчики вынимают из сушильного шкафа щипцами с резиновыми наконечниками, закрывают крышками и ставят в эксикатор для охлаждения (20–30 мин.).

После охлаждения стаканчики взвешивают закрытыми и по потере в весе вычисляют содержание гигроскопической воды в почве.

Определение гигроскопической воды проводят в 2-кратной повторности и вычисляют среднее из этих определений.

Полученные данные вносят в таблицу:

Вес Навеска Вес бюкса Вес вы- Вес Гигро№ № бюк- пустого воздушно- с почвой сушен- воПочва скоп/п са бюкса, сухой поч- после высу- ной поч- ды, пия, % г вы, г шивания, г вы, г г Определение полевой влажности Основные понятия. Влажностью почвы называют то количество воды, которое содержится в ней в данный момент. Влажность почвы непрерывно изменяется вследствие передвижения влаги по профилю и ее испарения из почвы. Этой величиной пользуются для вычисления запаса влаги в том или ином горизонте почвы и для вычисления коэффициента пересчета с влажной почвы на сухую. Наиболее распространенным является метод высушивания почвы в термостате.

Ход определения. Для определения полевой влажности на месте взятия образца берут буром или ножом массу почвы с заданной глубины. Из пахотного слоя образец берут на всю глубину или из нескольких слоев (0–5, 5–10, 10–15, 15–20 см). На технохимических весах взвешивают алюминиевый стаканчик с крышкой, помещают в него на –1/3 объема почву и снова взвешивают, закрыв крышкой. Образец высушивают в сушильном шкафу при температуре 105 °C в течение 5 часов (крышка стаканчика должна быть надета на дно) и после охлаждения в эксикаторе снова взвешивают. Высушивание и взвешивание повторяют до постоянной массы. Полевую влажность рассчитывают в весовых процентах по формуле А = а/в • 100, где: А – полевая влажность, % (весовой);

а – масса испарившейся влаги, г;

в – масса сухой почвы после высушивания, г;

100 – коэффициент пересчета в проценты.

Для многих анализов, которые проводятся со свежей почвой, нужно знать коэффициент пересчета с влажной на сухую почву.

Его вычисляют по формуле К = 100 + А/100, где: А – полевая влажность, %.

3.2. Определение физических параметров почвы (плотность твердой фазы, порозность, воздухообеспеченность) Определение плотности (удельного веса) твердой фазы почвы Общие понятия. Плотностью (удельным весом) твердой фазы почвы называется отношение массы твердой фазы определенного объема к массе воды того же объема при 4 °C. Величина плотности (удельного веса) твердой фазы почвы зависит от количества органического вещества, удельный вес которого равен в среднем 1,4, и минералогического состава ее, так как удельный вес различных минералов почв колеблется от 2,5 до 3,8. В большинстве случаев плотность твердой фазы (удельный вес) почвы в среднем равна 2,50–2,65. Знание плотности (удельного веса) твердой фазы почвы необходимо для вычисления скважности почвы.

Плотность (удельный вес) твердой фазы почвы определяют из образца почвы с нарушенной структурой, т. е. растертой в порошок пикнометрическим способом – путем определения объема какой-либо навески почвы при вытеснении ею воды. В качестве пикнометра обычно употребляют мерную колбу на 100 мл.

Ход определения. На аналитических весах берут 10 г воздушносухой почвы с точностью до 0,001 г в небольшую фарфоровую чашку. Одновременно в отдельной навеске определяют гигроскопическую воду. Для удаления из дистиллированной воды воздуха 200–250 мл кипятят в колбе в течение 30 мин., далее охлаждают до комнатной температуры. Затем пикнометр на 100 мл наполняют точно до метки этой водой и взвешивают на аналитических весах.

Пикнометр во время работы нужно брать только за горлышко и не нагревать его рукой, так как даже незначительные колебания температуры отражаются на точности определения плотности (удельного веса). Рекомендуется записать температуру, при которой проводилось первое взвешивание пикнометра. После взвешивания из пикнометра отливают примерно половину воды и, вставив в его горлышко воронку, осторожно пересыпают взятую навеску почвы.

Смывают приставшие к воронке и чашке твердые частицы почвы дистиллированной водой в пикнометр и кипятят его содержимое на электрической плитке или спиртовке 30 мин., не допуская разбрызгивания. После кипячения пикнометр охлаждают до первоначальной температуры, доливают оставшейся прокипяченной водой до метки и взвешивают вторично. Если охлаждение пикнометра проводят в сосуде с водой, наружные стенки его перед взвешиванием тщательно обтирают фильтровальной бумагой. Вычисление плотности твердой фазы (удельного веса) проводят по формуле D = В/А + В – С, где: D – плотность (удельный вес) твердой фазы почвы;

B – навеска сухой почвы, г;

A – масса пикнометра с водой, г;

C – масса пикнометра с водой и почвой, г.

Определение скважности и воздухообеспеченности (скважности аэрации) Величину общей скважности обычно вычисляют по соотношению плотности твердой фазы (удельного веса) и плотности сложения (объемного веса) почвы. Если обозначить через D плотность твердой фазы (удельный вес), а через d плотность почвы, то отношение даст объем, занимаемый твердыми частицами в единице объема почвы. Разность между единицей и объемом, занимаемым твердыми частицами почвы, составит общую скважность ее в данной единице объема. Умножив эту величину на 100, получают общую скважность почвы, выраженную в объемных процентах.

Поэтому общую скважность вычисляют обычно по формуле Р = 100(1 – d/D), где: P – общая скважность почвы, %;

d – плотность сложения почвы, г/см3;

D – плотность твердой фазы (удельный вес) почвы.

Для определения величины отдельных видов скважности Н. А. Качинским разработаны специальные методы.

Зная общую скважность почвы и ее влажность для данного момента, можно вычислить скважность аэрации, или воздухообеспеченность, выраженную в объемных процентах P = P – ad, где: Р – общая скважность, %;

a – влажность почвы, %;

d – плотность, г/см3.

Умножив влажность почвы (в весовых процентах) на плотность сложения почвы, получают объем пор, занятых в данный момент водой (влажность в объемных процентах). Разность между общей скважностью и влажностью, выраженной в объемных процентах, дает скважность аэрации или воздухообеспеченность почвы.

3.3. Определение гранулометрического состава почв Общие представления. Гранулометрическим (механическим) составом почвы называется относительное содержание и соотношение частиц (механических элементов) разного размера. Гранулометрический (механический) состав почвы определяет многие важные ее свойства: водный, воздушный и тепловой режимы, влияет на запас питательных веществ в почве, подвижность и эффективность действия вносимых удобрений. От механического состава зависят сложение, порозность, влагоемкость, влажность завядания и другие физические свойства.

Задача механического анализа – определить содержание элементарных механических частиц в почве после искусственного расчленения микроагрегатов, ранее сцементированных карбонатами, склеенных органическими и минеральными соединениями. Результаты механического анализа зависят от метода подготовки почвы, так как разные методы разрушают цементирующие вещества различной степени устойчивости.

Когда в почве определяют содержание частиц разного размера, то имеются в виду группы частиц, диаметр которых находится в определенных пределах. Такие группы называются фракциями механических элементов. Для классификации механических элементов используют шкалу Качинского (1957) (табл. 1).

Выделение скелетной части почвы на ситах. Сумма почвенных частиц размером более 1 мм называется почвенным скелетом.

Сумма частиц, размер которых менее 1 мм – это мелкозем. При проведении механического анализа прежде всего выделяют камни, хрящ, крупный песок и пр., т. е. отделяют от мелкозема почвенный скелет. Для этого среднюю пробу почвы в 200–300 г частями просеивают через сито с отверстиями в 1 мм. Сито представляет собой специальное приспособление в виде мелкой сетки, натянутой на обруч, или металлическиого листа с мелкими отверстиями. Почвенные комки раздавливают в ступке пестиком с резиновым наконечником. Просеивание продолжают до тех пор, пока на сите не останутся не поддающиеся раздавливанию частицы почвы (скелет) с приставшими к ним глинистыми частицами.

Таблица 1. Классификация механических элементов по Качинскому (1965) Размер механических элементов, мм Название механических элементов > 3 Камни 3–1 Гравий 1–0,5 Песок крупный 0,5–0,25 Песок средний 0,25–0,05 Песок мелкий 0,05–0,01 Пыль крупная 0,01–0,005 Пыль средняя 0,005–0,001 Пыль мелкая 0,001–0,0005 Ил грубый 0,0005–0,0001 Ил тонкий < 0,0001 Коллоиды Оставшиеся на сите частицы минералов (скелет) рассеивают на отдельные фракции через серию сит с диаметром отверстий в 10, 5, 3 мм. После взвешивания каждой фракции отдельно вычисляют процентное содержание их на абсолютно сухую почву.

Из мелкозема после соответствующей подготовки выделяют фракции 1–0,5 и 0,5–0,25 мм на ситах, а более мелкие частицы разделяют методом, основанным на зависимости скорости падения частиц в спокойной воде от их размера.

Почвы, не содержащие карбонатов и с малым содержанием гумуса, не требуют длительной подготовки к механическому анализу, но для карбонатных почв она обязательна. У российских почвоведов наибольшее распространение получили метод подготовки почв Н. А. Качинского и некоторые более быстрые методы, в которых и качестве диспергатора применяют пирофосфат натрия, щавелевокислый натрий или другие соединения.

Подготовка почвы к механическому анализу по Качинскому.

Образец воздушно-сухой почвы, просеянной через сито с ячейками в 1 мм, рассыпают на бумаге и ложечкой из разных мест равномерно отбирают средние пробы:

а) для определения гигроскопической воды – 4–5 г;

б) для определения потери растворимых веществ при обработке НСl – 10–15 г;

в) для приготовления суспензии – 10 г (или 15 г для легких почв).

В первой навеске определяют влажность высушиванием в термостате. Для определения потери от промывания заранее подготавливают фильтр, помещают в сушильный стаканчик и сушат до постоянного веса, затем кладут его на воронку и производят промывание почвы. Фильтр с почвой после промывания возвращают в тот же сушильный стаканчик, высушивают при 105–110 °C до постоянного веса. Вычитая из последнего вес сухого фильтра вместе с сушильным стаканчиком, получают вес промытой навески и вычисляют потерю от промывания. Второй фильтр, подготовляемый для обработки почвы и дальнейшего приготовления суспензии, взвешивать не нужно.

Промывание обеих навесок почвы производится одинаково: навеску помещают в фарфоровую чашечку и испытывают на присутствие карбонатов несколькими каплями 10%-ного раствора НСl.

Если почва вскипает, ее неоднократно обрабатывают в чашечке небольшими порциями 0,2 н. раствора НСl до прекращения всякого выделения пузырьков газа; жидкость каждый раз сливают на фильтр. После разрушения карбонатов и прекращения выделения СO2 почву переносят при помощи 0,05 н. раствора НСl из чашечки на фильтр.

Почвы, в которых не обнаружено присутствие карбонатов, обрабатывают и переносят на фильтр 0,05 н. раствором НСl. Почву на фильтре продолжают промывать этим раствором до исчезновения кальция в фильтрате. Для этого 5–10 мл фильтрата помещают в пробирку и нейтрализуют 10%-ным раствором NH4ОН до появления запаха аммиака, подкисляют несколькими каплями 10%-ной уксусной кислоты и после добавления насыщенного раствора щавелевокислого аммония нагревают до кипения; помутнение указывает на присутствие кальция.

Освобожденную от кальция почву промывают водой до прекращения в фильтрате реакции на хлор (проба с нитратом серебра). В случае появления в фильтрате мути от прохождения коллоидов промывание почвы водой прекращают, несмотря на наличие хлора в промывных водах.

Один фильтр с промытой почвой высушивают, как указано выше. Второй фильтр с промытой почвой переносят в фарфоровую чашку и с фильтра струей дистиллированной воды из промывалки тщательно смывают всю почву, а приставшие к фильтру частицы счищают стеклянной палочкой. Полученную суспензию почвы переносят в коническую колбу на 750 мл с меткой на 250 мл и доливают водой до 250 мл.

По методу Н. А. Качинского, в зависимости от емкости поглощения и генетических особенностей почвы, к суспензии добавляют для диспергирования 1 н. раствор NaOH в следующем количестве: для тучных черноземов – 6 мл, обыкновенных черноземов – 5, серых почв – 3, для подзолистых – 1. Колбы оставляют стоять на 2 часа, встряхивая их от руки через каждые 15 мин. Колбы закрывают пробкой с обратным холодильником (отрезок стеклянной трубки, вставленной в пробку), суспензию кипятят на электри- ческой плите 1 час, не доводя ее до бурного кипения и вспени- вания.

После охлаждения необходимо проверить реакцию суспензии, для чего, переболтав содержимое колбы до появления пены, вносят в нее 1–2 капли фенолфталеина; розовое окрашивание укажет на слабощелочную реакцию. Если порозовения нет, необходимо добавить 1 мл щелочи, переболтать и оставить на ночь, после чего вновь проверить реакцию.

После охлаждения суспензию пропускают через сито с размером ячеек 0,25 мм, помещенное в воронку, опущенную в 1-литровый цилиндр. Задержавшуюся на сите почву промывают водой.

Оставшиеся на сите частицы почвы размером от 0,25 до 1 мм переносят струей воды во взвешенный (предварительно) сушильный стаканчик или фарфоровую чашку, воду выпаривают, содержимое (песок) высушивают в термостате и взвешивают. Суспензию в цилиндре доливают до 1 л и анализируют методом пипетки.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.