Лабораторное занятие 1

Тема 1.1 Подготовка почвенных образцов к анализу, проведение ситового анализа структурных агрегатов и гранулометрического состава (4 часа)

1 Объяснение - 45 мин.

1.1 Ознакомление студентов с рабочим планом лабораторных занятий по почвоведению.

1.2 Подготовка почвенных образцов к анализу.

1.3 Проведение ситового анализа структурных агрегатов и гранулометрического состава

1.4 Определение плотности почвы из рассыпного образца.

1.5 Определение гигроскопической влажности почвы.

2. Самостоятельная работа студентов - 135 мин.

2.1 Подготовить почвенный образец для лабораторного анализа, определить и рассчитать состав механических элементов. Результаты записать в рабочую тетрадь (таблица 1).

2.2 Выполнить лабораторные исследования по определению плотности сложения почвы, гигроскопической влажности почвы. Результаты записать в рабочую тетрадь (таблица 2, 3). Защита методики и цифровых материалов.

Материальное обеспечение занятий:

Весы технические, набор сит диаметром 1мм, 0,5мм, 0,25мм, капсулаторка или совочек, бюксы стеклянные или алюминиевые, сушильный шкаф, весы аналитические, разновесы, эксикатор с СаСl₂, шпатель.

1.1.1 Подготовка почвенных образцов к анализу

Доставленные в лабораторию образцы почвы высушиваются до воздушно-сухого состояния. Для этого почву рассыпают тонким слоем на большом листе бумаги и оставляют на 2-3 дня в сухом помещении, не содержащем в воздухе паров кислот и газов и избегая попадания прямых солнечных лучей. Довести почву до воздушно-сухого состояния можно в сушильной камере или термостате при температуре 40-45^о С.

Воздушно-сухая проба почвы хранится в коробках, бумажных пакетах или в банках с притёртой пробкой.

Для анализа из образца отбирают среднюю пробу весом 500-600 г. Для этого, образец рассыпают ровным слоем на бумаге, делят на произвольное число квадратов и из каждого квадрата отбирают аликвоты почвы, смешивают их до нужного веса. Часть почвы оставляют в неизменном состоянии для определения плотности почвы. Из взятой пробы пинцетом отбирают органические остатки (корешки, хвоинки, семена и т.д.), после чего почву просеивают через сито с диаметром ячейки 1 мм, растирая при этом комочки.

Оставшиеся на сите частицы почвы диаметром более 1мм называются почвенным скелетом. Частицы, прошедшие через сито 1мм, называются мелкозёмом.

Органические остатки и скелет взвешивают и вычисляют их содержание в % от массы средней пробы.

Органические остатки и скелет удаляют, а мелкозём помещают в пакет и проводят анализы.

Для определения содержания органического вещества, гумуса и азота подготовка почвы к анализу имеет существенные отличия и описана в методике определения этих параметров.

Лесная подстилка, торф тепличные грунты из-за большой влажности высушивают в хорошо проветриваемом помещении в течение нескольких суток, затем измельчают, размалывают или растирают в ступке и просеивают через сито 1 мм. Хранятся пробы также как и минеральная почва.

На этикетке пакета указывают лесхоз, лесничество, квартал, выдел, номер почвенного разреза, название почвы, знак горизонта, глубина взятия образца, дата взятия образца, содержание органических остатков и скелета в %, номер группы и фамилия исполнителя.

2.4 Выбор методов анализа. Лабораторные методы анализа включают весовые, объёмные, потенциометрические и оптические методы. Из оптических методов чаще всего используется фотометрический с использованием фотоэлектрических колориметров и спектрофотометров различных марок. Интенсивность излучения линий спектра элементов определяют пламенно-фотометрическим методом. В лабораториях выбирают наиболее доступные и достоверные методы, отвечающие требованиям отраслевого стандарта.

Таблица 1 – Ситовой анализ структурных агрегатов

Регистрационный № образца	Генетический горизонт, знак горизонта, глубина взятия (см), масса образца (г)	Масса органических остатков, г/%	Масса скелета, г/%, состав	Почвенный мелкозём (фракции)			Общая масса образца, г	Название почвы
				1,0-0,5 мм, г/%	0,5-0,25 мм, г/%	< 0,25 мм, г/%

1.1.2 Определение плотности почвы из рассыпного образца

В металлический цилиндр с сетчатым дном высотой 100 мм и диаметром

50 мм кладут на дно кружок фильтровальной бумаги и взвешивают на технических весах ВЛКТ-500 с точностью до 0,01 г.

Насыпают в цилиндр почву из не растёртого образца, уплотняя её по мере наполнения постукиванием о ладонь.

Измеряют диаметр цилиндра, высоту насыпанного слоя почвы и определяют объём занимаемый почвой

V=r²h, где

V - объём, занимаемый почвой, см³

 = 3,14

r - радиус цилиндра, см

h - высота почвы в цилиндре, см

Цилиндр взвешивают с той же точностью, а плотность определяют по формуле

, где

M_C - масса сухой почвы г,

,

где А – масса воздушно сухой почвы или влажной, г, W - влажность почвы или гигроскопическая влажность, или

.

Результаты определения плотности записывают в таблице 2.

Таблица 2 - Определение плотности почвы из рассыпного образца

Регистрационный № образца	Генетический горизонт и глубина взятия образца	№ цилиндра	Радиус цилиндра, см	Масса цилиндра, г	Масса цилиндра с почвой, г	Высота почвы в цилиндре, см	Масса воздушно сухой почвы, г	Объём почвы в цилиндре, см3	Гигроскопическая влажность почвы, %	Масса сухой почвы ,г	Плотность почвы, г/см3

1.1.3 Определение гигроскопической влажности почвы

Свойство почвы поглощать парообразную влагу из воздуха называется гигроскопичностью, а поглощённая влага – гигроскопической. Эта влага удерживается на поверхности почвы молекулярными силами и перемещается лишь в парообразном состоянии. По физическим свойствам гигроскопическая вода приближается к твердым телам. Она обладает высокой плотностью (1,5— 1,8 г/см³), низкой электропроводностью, не растворяет вещества, отличается повышенной вязкостью, замерзает при температуре от —4 до —78 ^оС, недоступна растениям.

Содержание гигроскопической влаги зависит от механического состава почвы, содержания в ней органических веществ и относительной влажности воздуха. В песчаных почвах содержание гигроскопической влаги обычно не превышает 0,2 – 0,3% и достигает 0,5 – 0,6% в гумусовых горизонтах этих почв. В суглинистых и глинистых почвах содержание гигроскопической влаги доходит до 3 – 5%, а в торфяных горизонтах – до 10 – 17%.

Стеклянный или алюминиевый стаканчик с притёртой пробкой (бюкс) просушивают до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 100…105^о С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах.

Взвешивают на кальке усреднённую навеску почвы 10 г, высыпают её в бюкс и взвешивают на аналитических весах, или навеску почвы берут прямо в бюкс и взвешивают. Вес записывают.

Почву в стаканчике сушат в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 100-105^оС, крышку ставят на ребро. Время высушивания не менее 5 часов.

Бюксы с высушенной почвой вынимают из сушильного шкафа, закрывают крышкой и ставят в эксикатор для охлаждения (эксикатор заполнен СаСl₂ – поглотитель влаги). Охлаждают в течение 30 мин и взвешивают на аналитических весах (вес записывают). Затем просушивают снова около 2 часов, Если разница во взвешивании после первой и второй сушкой не превышает 0,003 г, то просушивание заканчивают.

Результаты взвешивания записывают в таблицу 1.

Гигроскопическую влагу (W) вычисляют по формуле:

где, а - масса пустого стаканчика, г;

b – масса стаканчика с почвой до высушивания, г;

с – масса стаканчика с почвой после высушивания, г.

Коэффициент пересчёта результатов анализа воздушно-сухой почвы на абсолютно-сухую называется коэффициентом гигроскопичности ( ) и вычисляют по формуле:

,

где W - гигроскопическая влажность, (%).

Таблица 3 Определение гигроскопической влажности

Регистра-ционный № образца	Генетичес-кий гори-зонт и глубина взятия образца	№ стакан-чика	Масса пустого стакан-чика, г	Масса стаканчика с почвой, г		Масса испарив-шейся воды, г	Масса сухой почвы, г	Гигроско-пическая влажность, %
				до сушки	после сушки