Определение содержания и физико-химических свойств гумуса чернозема и подзолистых почв.

Цель работы: Познакомиться с методикой определения содержания гумуса, его свойствами в различных типах почв.

Материалы и оборудование: Тигли, образцы почв (подзолистые и чернозема), весы технические, калька, муфельная печь, щипцы, эксикатор, весы аналитические, конические колбы, мерные цилиндры, стаканы, стеклянные папочки, плитка электрическая, сетка, сода двууглекислая, известковое молоко, фильтровальная бумага, совочки для почвы, воронки, пробирки.

Литература: В. В. Добровольский, М., 1982, стр. 44-51

Важной частью почвы является сложный комплекс специфических органических соединений, которые получили название почвенный перегной или гумус.

Гумус в различных типах почв неодинаков, и его характер определяется рядом условии и факторов, среди которых основная роль принадлежит жизнедеятельности микроорганизмов - бактерии, актиномицетов и грибов.

Гумус обогащен серой, фосфором, калием, а также микроэлементами (кобальтом молибденом, медью и др.). Таким образом, почвенный гумус является хранилищем питательных веществ, необходимы растению.

Основными компонентами гумуса являются фульвокислоты и гуминовые кислоты. Фульвокислоты растворяются в воде, имеют слабо-желтоватую окраску. Это комплексные высокомолекулярные соединения, устойчивые против коагуляции.

Гуминовые кислоты нерастворимы в воде, но растворяются в щелочах. Они представляют собой высокомолекулярные соединения гуминовые кислоты (гуминовая -черного цвета, ульминовая - бурого) имеют темно-бурый цвет. Гумус является наиболее характерной и существенной частью почвы, с которой в основном связано плодородие. Он влияет на ряд морфологических и физических свойств почв (влагоемкость, аэрацию, тепловые свойства), обуславливая их цвет и структуру.

Задание 1 Определить процентное содержание органического вещества в черноземной и подзолистой почвах

Ход работы

Взять навеску почвенных образцов по 0,5 г на кальку, записать № тигля и название почвы. Поставить тигль с почвой в муфельную печь и прокалить почву при красном колонии в течении 1-2 часов, пока не изменится цвет в тигле. Затем выставить тигель в эксикатор для охлаждения на 10-15 минут, почву из тигля высыпать на кальку и определить вес после сжигания органического вещества, по разнице в весе рассчитать % содержание органического вещества в почве и сделать вывод, на сколько % черноземная почва, по сравнению с подзолом богаче гумусом. Вывод.

Задание 2 Изучение физико-химических свойств гумуса чернозема и подзолистых почв.

Согласно классификации механических элементов почвы самые мелкие частицы - меньше 0,001 мм, называются фракцией ила. В состав ила входят и коллоиды - частицы меньше 0,0001 мм. Почвенные коллоиды имеют большое значение в формировании почвы и ее плодородия Они представляют собой систему, состоящую из дисперсионной среды - почвенного раствора и дисперсной фазы - твердых частиц почвы. Различают органические, минеральные и органо-минеральные почвенные коллоиды. Коллоиды и раствор носит название золя. Все коллоидные частицы имеют определенный электрический заряд, и большинство из них имеют отрицательный заряд. Коллоидные вещества почвы, находясь в состоянии псевдораствора могут перемещаться по профилю почвы и удаляться из нее. В результате коагуляции (слипание частиц) коллоидные частицы укрупняются и в конечном счете может произойти выпадение частиц из раствора (седиментация).

В последнем случае возникают гели-слизистые, студенистые осадки, содержащиеся в почвенном- растворе Гели могут обратно перейти в золи у обратимо с коагулированных почвенных коллоидов в результате процесса пептизации. В почве коллоиды находятся преимущественно в состоянии геля, которые при высушивании склеиваются с песчаными и пылевыми частицами, образуя на них пленки, что способствует возникновению микроагрегатов

Ход работы.

Взять навеску почвы двух образцов по 10г, высыпать в коническую колбу, прилить 75-80 мл. воды. Встряхнуть 2 минуты и записать окраску раствора. Отметить, какие гуминовые кислоты растворимы в воде и какую они имеют окраску

Всыпать в колбу по 1 г двууглекислой соды, встряхнуть и довести до кипения. Кипятить 3 минуты на сетке. Остудить раствор и дать ему отстояться в течение 5-10 минут. Записать его окраску. Отметить, какие перегнойные вещества перешли в золь и почему. Почему изменилась окраска раствора?

В стаканы со взмученным известковым молоком влить содовую вытяжку, полученную из разных почв. Пронаблюдать выпадение хлопьев геля и записать причину перехода золя в гель. Дать отстояться известковому молоку в течении 10 минут. Слить верхнюю часть раствора, почувствовать на ощупь наличие клеящего вещества на дне стакана. Отметить, в каком из 2-х типов почвы - в черноземе или подзоле содержится больше клеящих веществ. Записать , какое значение имеет клеящее вещество перегноя для формирования почвенной структуры.

Контрольные вопросы:

1. Что такое гумус и каков его состав?

2. Какой тип почвы отличается наибольшим количеством гумуса?

3. Чем отличается гумус черноземов и подзолистых почв по цвету и по растворимости?

4. В какой почве гумус имеет наиболее ярко выраженные коллоидные свойства?

5. Какое значение имеют пленки - гели для формирования структуры почвы?

6. Под действием каких химических элементов перегной чернозема переходит в золевое состояние или может превращаться в гель?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6

ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВЫ

Цель работы: Познакомиться с основными видами поглотительной способности почвы, методами их определения.

Материалы и оборудование: Стеклянные воронки, заправленные различными видами почв (песчаной, супесчаной, глинистой, суглинистой, структурной, бесструктурной), суспензия глины, раствор синих чернил, аммиак 5%, щавелевокислый аммоний (насыщенный раствор), 5% хлористый натрий КCl однопроцентный раствор фосфорного калия, оловянные палочки, штатив с пробирками, электрическая плитка, сетка асбестовая.

Литература: В. В Добровольский, М с. 55-57 И М Ващенко М„ 1982 с. 40-41

Свойство почвы задерживать, поглощать твердые, жидкие и газообразные вещества, находящиеся в соприкосновении с твердой фазой почвы, называется ее поглотительной способностью, чем больше выражена поглотительная способность почв по отношению к основаниям и кислотам, тем выше плодородие почв. Совокупность минеральных и органических коллоидов почвы представляет собой почвенный поглощающий комплекс (ППК). Общую сумму поглощенных катионов, способных к обмену, называют емкостью поглощения почв. Емкость поглощения представляет собой у каждой почвы постоянную величину. Она зависит от реакции среды, количества и состава коллоидов. Почвы, содержащие в своем составе большое количество коллоидов, имеют более высокую емкость поглощения катионов: органические коллоиды обладают большей емкостью поглощения по сравнению с минеральными.

Ход работы.

Опыт 1: Взять небольшое количество взмученной суспензии глины, прилить ее на воронку с почвой. Фильтрат собрать в пробирку и сравнить его с исходной суспензией глины. Просветление раствора укажет на явление механического поглощения. Явление механического поглощения связано с наличием в почве мельчайших капилляров, которые задерживают в себе илистые частицы, но могут поглощать и дым.

Опыт 2. Взять раствор синих чернил, пролить его через почву на воронке и собрать фильтрат в пробирку (1/2 часть). Сравнить фильтрат с исходным раствором. Просветление раствора укажет на явление физического поглощения. Чернила в воде образуют молекулярный раствор. Поверхность всякого твердого тела обладает силой притяжения. Это связано с тем, что электрические заряды самого верхнего слоя молекулы твердого тела полностью компенсированы, т.к. они имеют одностороннее притяжение. Вследствие этого возникает адсорбционная способность почвы, которая выражается в физическом поглощении. Записать в тетрадь результаты второго опыта.

Опыт 3. налить в пробирку небольшое количество 5% раствора хлористого натрия и проверить его на чистоту от катиона кальция. Для этого добавить к нему 1 мл. (или 5-10 капель) щавелевокислого аммония Слегка подогреть раствор, а если в пробирке не появится белая муть, то кальции отсутствует. Пролить раствор поваренной соли через почву на воронке и собрать фильтрат на 1/3 часть пробирки 16

Добавить к фильтрату 15-20 капель щавелекислого аммония и подогреть Выпадение осадка указывается на наличие катиона кальция в растворе. Появление кальция связано с тем, что произошла реакция между поглощающим комплексом почвы и хлористым натрием, что указывается на явление обменного поглощения между почвой и раствором внесенной соли. Обменное поглощение называется физико-химическим поглощением. Записать в тетрадь результат третьего опыта. Написать реакцию.

0пыт4. Взять раствор аммиака (нашатырного спирта), проверить его на запах. Пропустить через слой почвы на воронке, собрать фильтрат в пробирку и проверить его на запах аммиака. Отсутствие запаха аммиака указывает на явление химического поглощения почвой аммиачной группы из нашатырного спирта (она вступает в химическую реакцию с каким-то анионом и образовавшаяся соль остается в почве). Пятый вид поглощения называется биологическим поглощением. Оно связано с жизнедеятельностью микрофлоры и микрофауны, которое напряду с растительным миром способно поглощать химические элементы из почвы. Например, денитрификаторы.

Контрольные вопросы:

1 Что такое поглотительная способность почвы и отчего она зависит?

2. Какие почвы обладают наибольшей поглотительной способностью?

3. Назовите основные виды поглотительной способности почвы?

4. Емкость поглощения, что это такое?