Вопросы к лабораторной работе №11

1. От чего зависит пластичность почвы?

2. Как определяются верхняя и нижняя границы текучести почвы?

3. Какие почвы обладают максимальной пластичностью и почему?

4. У каких почв пластичность минимальна?

5. Какое значение имеет пластичность для почвенного плодородия?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 12. АНАЛИЗ ВОДНОЙ ВЫТЯЖКИ

Для исследования состава и свойств почвенного раствора используется анализ водной вытяжки из почвы. Почвенный раствор – это жидкая часть почвы, включающая воду с растворенными в ней веществами: солями (хлоридами, сульфатами и карбонатами), органо-минеральными, органическими соединениями, газами и коллоидными золями. В природе почвенный раствор находится в постоянном взаимодействии с корнями растений, а также с твердой и газовой фазами почвы, поэтому подвержен непрерывным изменениям. Для генезиса и плодородия почвенный раствор имеет большое значение потому, что он участвует в процессах преобразования минеральных и органических соединений; способствует миграции различных веществ в почвенном профиле; участвует в питании растений и микроорганизмов.

Концентрация почвенного раствора (минерализованность), как правило, не превышает нескольких грамм на 1л, но в сильно засоленных почвах может достигать концентрации до нескольких десятков грамм на литр. В зависимости от минерализованности почвенные растворы разделяют на: пресные – степень минерализации 1,0 г/л; солоноватые – 1,0-10,0 г/л и соленые –10,0-25,0 г/л.

Формирование почвенного раствора происходит под влиянием трех основных источников: атмосферных осадков, грунтовых вод и конденсированных паров. Наиболее важным из этих источников являются атмосферные осадки, которые поступают в почву не в чистом виде, а в форме растворов, содержащих различные соли и газы.

Растворенные минеральные вещества в почвенном растворе представлены в форме анионов (HCO₃^–, CO₃^2–, NO₂^–, SO₄^2–, Cl^–, H₂PO₄^–, HPO₄^2–) и катионов (Ca²⁺, Mg²⁺, Na²⁺, NH₄⁺, K⁺, H⁺). В сильнокислых почвах встречаются ионы Al³⁺, Fe³⁺, а в заболоченных – Fe²⁺. Почвенный раствор содержит органические соединения в виде гумусовых веществ, продуктов жизнедеятельности растений и микроорганизмов (ферменты, аминокислоты, сахара, дубильные вещества, органические кислоты, спирты и т.д.), водорастворимых органических остатков и продуктов их разложения и т.п. Органо-минеральные соединения представлены в основном комплексными соединениями органических веществ кислотной природы (гумусовые кислоты, полифенолы, низкомолекулярные органические кислоты) с поливалентными катионами. Коллоидные формы, как правило, представлены органическими и органо-минеральными веществами, золями кремнекислоты и полуторных окисей железа и алюминия. Следует также отметить, что соотношение минеральной и органической частей почвенного раствора варьирует в разных типах почв. Например, в болотных, подзолисто-болотных и целинных дерново-подзолистых почвах преобладают органические вещества над минеральными; в черноземах количество этих компонентов примерно равно, а в засоленных почвах минеральных соединений в почвенном растворе содержится больше. В почвенном профиле содержание отдельных компонентов изменяется по генетическим горизонтам.

Существуют различные способы выделения почвенного раствора из почв: центрифугирование, отпрессовывание (т.е. выжимания раствора под давлением в специальных прессах), замещение другой жидкостью (этиловым спиртом), использование почвенных лизиметров.

Водные вытяжки из почвы в некоторой степени моделируют почвенный раствор и дают косвенное представление о некоторых свойствах почвенного раствора, например, о содержании в почве водорастворимых веществ. Приготовляют водные вытяжки путем добавления к почве воды в соотношении 1:5 с последующей фильтрацией. При анализе водной вытяжки определяют: сухой остаток (общую сумму водорастворимых веществ), прокаленный остаток (сумму минеральных растворенных веществ), присутствие катионов и анионов.

Материалы: образцы растертой почвы; технические весы; колбы на 250 мл; дистиллированная вода; стеклянные палочки; воронки; пипетки на 10 мл; бумажные фильтры; пробирки на 20 мл; в капельницах: раствор азотнокислого серебра, азотная кислота, 10% раствор соляной кислоты, 10% раствор уксусной кислоты, 5% раствор хлорида бария BaCl₂, 4% раствор щавелевокислого аммония.

Ход работы: На технических весах взвесьте 50г почвы, поместите навеску в сухую колбу емкостью 250мл и прилейте 250мл дистиллированной воды. Колбу закройте крышкой, встряхните в течение 2-3 минут, после чего профильтруйте вытяжку через бумажный фильтр. Перед началом фильтрации следует взболтать содержимое колбы. По мере фильтрации, постепенно сливая раствор из колбы на воронку, перенесите всю почву на фильтр, поскольку это способствует получению прозрачного фильтрата. Если фильтрат получился мутным, его следует перефильтровать до получения совершенно прозрачной вытяжки. Водные вытяжки анализируются сразу после получения, т.к. они быстро портятся под влиянием деятельности микроорганизмов. В водной вытяжке определяют наличие ионов Cl^–, SO₄^2–, Ca²⁺.

1) Определение Сl^–. В пробирку отбирают 5 мл полученной водной вытяжки, подкисляют азотной кислотой для разрушения бикарбонатов, которые образуют осадок углекислого серебра. Прибавляют несколько капель раствора азотнокислого серебра и перемешивают. По характеру осадка судят о наличии и примерном количестве Сl^– в почве.

2) Определение SO₄^2–. В пробирку отбирают 5 мл водной вытяжки, подкисляют для разрушения карбонатов и бикарбонатов бария двумя каплями 10%-ного раствора соляной кислоты, прибавляют 2-3 капли 5%-ного раствора BaCl₂ и перемешивают. По характеру осадка судят о наличии и примерном количестве SO₄^2– в почве.

3) Определение Ca²⁺. В пробирку отбирают 5 мл водной вытяжки, подкисляют каплей 10%-ного раствора уксусной кислоты, прибавляют 2-3 капли 4%-ного раствора щавелевокислого аммония и перемешивают. По выпадению осадка щавелевокислого кальция оценивают примерное содержание Ca²⁺ в изучаемом образце.

Задание 15: Получите водную вытяжку из исследуемой почвы и определите в ней содержание ионов Сl^–, SO₄^2–, Ca²⁺.