8

Практичне заняття № 3

Тема: Методи вивчення гумусу. Зольність торфу

Перегній, або гумус, є найважливішою складовою частиною грунту. Від того, наскільки багатий грунт на перегній, зале­жить його структурна будова, вміст у ньому різних необхідних для рослин поживних речовин, тепловий, водний і повітряний режим, тобто весь комплекс найважливіших властивостей грунту, від яких залежить його родючість.

Під перегноєм звичайно розуміють специфічний, відносно стійкий комплекс органічних сполук грунту, який нерідко називають гумусом (від латинського слова humus — земля). Перегній грунту — це не просто залишки рослинних і тваринних організмів, які роз­клалися, а значно складніші органічні сполуки, утворення яких багато в чому зв'язане з процесами мікробного синтезу. Утворення перегною найтісніше пов'язане з процесами синтезу, бо в результаті простого розкладу органічних решток може відбутися або їх повна мінералізація, повне руйнування органічної речовини в аеробних умовах, або утворення торфу в анаеробних умовах, тобто відкладів суміші різних продуктів розкладу рослинних решток з частинами рослин.

У зв'язку з тісною залежністю родючості грунту від вмісту в ньому перегною його визначення має винятково велике значення.

Визначають вміст перегною в грунті звичайно різними хімічними методами. Найпростішим способом є визначення перегною спалю­ванням під час прожарювання грунту. Цей метод не досить точний. Однак він цікавий своєю простотою.

1. Визначення перегною за методом і.В. Тюріна

Необхідне приладдя і реактиви.

Приладдя: ступка, сито з діаметром отворів 0,25 мм, аналітичні терези і важки, дві конічні колби місткістю 100 мл, бюретка, лійка, два стакани міст­кістю 500 мл і електрична плитка з азбестом.

Реактиви: 0,4 н. розчин хромової кислоти (приготування: 32 г хромо­вого ангідриду Сr₂О₃ або 40 г К₂Сr₂О₇ розчинити в 1 л дистильованої води) пере­лити в бутель місткістю 2,5-3 л і до нього обережно долити 1 л концентрованої сірчаної кислоти). Титр встановити по солі Мора.

0,2 н. розчин солі Мора (приготування: 150 г солі (NH₄)₂SO₄ • FeSO₄ • 6Н₂О розчинити в 2 л дистильованої води, яка містить 40 мл концентрованої сірчаної кислоти). Розчин треба ізолювати від зовнішнього повітря.

Розчин дифеніланіну (приготування: 0,5 г дифеніланіну розчинити в 100 мл концентрованої сірчаної кислоти і до цього розчину обережно долити 20 мл дистильованої води).

Метод грунтується на визначенні кисню, необхідного для окис­лення органічних речовин грунту. Окислюють титрованою хромо­вою кислотою. У заболочених глейових грунтах, багатих на за­кисне залізо, цей метод може давати трохи завищені показники, бо кисень хромової кислоти йтиме не тільки на окислення органічних речовин, а й на окислення закисного заліза. Тому при визна­ченні перегною цим методом у надмірно зволожених грунтах перед аналізом їх зразки слід кілька тижнів витримати в просушеному стані. При цьому значна частина закисного заліза буде окислена киснем повітря, що значно підвищить точність визначення.

Хід роботи

1. Із зразка грунту (1,5—2 г) старанно вибрати всі корінці рос­лин і частини їх, які не розклалися.

2. Зразок розтерти в ступці (бажано агатовій) і просіяти крізь сито з отворами 0,25 мм. Просівати треба весь зразок, щоб не було відсівання різних його фракцій з різним вмістом перегною.

3. З просіяного зразка грунту на аналітичних терезах відважити наважку приблизно 0,3 г.

4. Перенести наважку в конічну колбочку місткістю 100 мл. Щоб уникнути втрат грунту при його перенесенні, наважку зручно брати на кальку, до якої вона не прилипає.

5. Долити до наважки з бюретки 10 мл 0,4 н. розчину С₂О₃ або К₂Сr₂O₇ в розведеній (1:1) сірчаній кислоті.

6. У колбочку як каталізатори добавити 0,1 г AgSO₄ або HgSO₄.

7. Перемішати вміст колбочки і закрити її невеличкою лійкою (вставивши її в колбочку) для охолодження водяної пари при нагріванні.

8. Поставити колбочку на електричну плитку або пальник, під­клавши під неї азбестову сітку, і обережно нагріти до кипіння, яке починається через кілька хвилин після початку нагрівання.

9. Стежачи за тим, щоб кипіння не було бурхливим, кип'ятити наважку треба точно 5 хв. Час кипіння зручно вимірювати по п'яти­ хвилинному пісочному годиннику.

10. Зняти колбочку з вогню й охолодити.

11. Перенести вміст колбочки в більший стакан місткістю 500 мл, в який перед цим налити 200 мл дистильованої води. Колбочку, в якій кип'ятили наважку, і лійку-холодильник сполоскати дис­тильованою водою і цю воду також влити в колбу до загального розчину.

12. Додати до розчину 2-3 мл 85-процентної Н₃РО₄ і 8-10 крапель розчину дифеніламіну в сірчаній кислоті, після чого перемішати рідину.

13. Титрувати 0,2-процентним розчином сірчанокислої солі закисного заліза (сіллю Мора) (NH₄)₂SO₄ • FeSO₄ • 6Н₂О до зміни синього забарвлення на зелене. Цей перехід відбувається дуже різко від однієї краплі солі Мора, тому титрування після появи інтенсивно синього забарвлення слід вести особливо ста­ранно.

При цьому титруванні ми визначаємо кількість розчину К₂Сr₂O₇, що не розклався при кип'ятінні разом з грунтом, «надлишок» його.

14. Провести всі операції, зазначені в пунктах 5-13, з десять­ма мілілітрами розчину К₂Сr₂O₇, взятими без наважки для визна­чення кількості солі закису заліза, що витрачається на його титру­вання без використання реактивів на окислення грунту.

15. Знайти процентний вміст перегною в зразку за фор­мулою:

х = (А-Б) 0,0010362  100/Р,

де А — кількість мілілітрів солі закисного заліза, витраченого на титрування розчину без грунту (пункт 14); Б — кількість міліліт­рів солі закису заліза, витраченого на титрування після закислення органічної речовини грунту (пункт 13); Р — вага абсолютно сухої наважки; 0,0010362 — вміст перегною в грамах, еквівалентний 1 мл 0,2 н. розчину солі закисного заліза.

Приклад. Припустимо, що на титрування 10 мл розчину К₂Сr₂О₇ (без грунту) витрачається 21,5 мл солі закисного заліза (А). При титруванні розчину, в якому спалювали перегній, було витрачено 13,4 мл роз­чину солі закисного заліза (Б).

Таким чином, на окислення перегною ви­трачено 21,5-13,4 = 8,2 мл солі закисного за­ліза.

Наважка повітряносухого грунту була 0,3057 г, вміст гігроскопічної вологи - 3,7%. Обчислюємо вагу абсолютно сухої наважки (наважки без гігроскопічної води). Обчислимо спочатку вагу гігроскопічної вологи в нашому зразку:

0,3057 + 103,7

х – 3,7

х = 0,3057  3,7/103,7 = 0,0011.

Отже, абсолютно суха наважка дорівнюватиме:

0,3057 — 0,0011 = 0,3046 г. Таким чином, процентний вміст перегною становитиме:

х = 8,1 • 0,0010362 • 100/3,3046 = 2,75 %.

Форма запису результатів

Наважка у г		Кількість мл солі закисного заліза, витраченого на титрування		Вміст гумусу у %
Повітряно-суха	абсолютно суха	без грунту	з грунтом

Якщо вміст перегною визначали в різних горизонтах по всьому профілю грунту, то результати такого визначення треба показати графічно, відкладаючи по вертикалі глибину, а по горизонталі — вміст перегною. При цьому зручно розмістити графік у вигляді літери Т, беручи за нуль графіка точку перетину ліній і відкладаючи вправо і вліво від вертикальної осі половинні величини вмісту перегною.