Почвоведение с основами геологии Практикум для аудиторной и самостоятельной работы студентов направления подготовки 35.03.04 Агрономия очной и заочной форм обучения

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФГБОУ ВО КОСТРОМСКАЯ ГСХА

Кафедра агрохимии, почвоведения и защиты растений

ПОЧВОВЕДЕНИЕ С ОСНОВАМИ ГЕОЛОГИИ

Практикум для аудиторной и самостоятельной работы

студентов направления подготовки 35.03.04 «Агрономия» очной и заочной форм обучения

КАРАВАЕВО Костромская ГСХА

2016

УДК 631. 862 ББК 41.1

П 65

Составитель: к.с.-х.н., доцент кафедры агрохимии, почвоведения и защиты растений Костромской ГСХА П.А. Солдатов.

Рецензент: к.с.-х.н., доцент кафедры земледелия и мелиорации сельского хозяйства Костромской ГСХА А.Н. Александрова.

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета агробизнеса,

протокол № 9 от 16 июля 2015 г.

П 65 Почвоведение с основами геологии : практикум для аудиторной и самостоятельной работы студентов направления подготовки 35.03.04 «Агрономия» очной и заочной форм обучения / сост. П.А. Солдатов. — Караваево : КостромскаяГСХА, 2016. — 26 с.

В издании приведены методика определения некоторых агрохимических показателей почв таежно-лесной зоны и алгоритмы основных расчетов показателей эффективного плодородия пахотных земель. Лабораторный практикум включает работы, выполняемые как с подготовленными почвенными образцами, так и со свежей почвой, отобранной непосредственно в поле.

Практикум предназначен для аудиторной и самостоятельной работы студентов направления подготовки 35.03.04 «Агрономия» очной и заочной форм обучения.

УДК 631.862 ББК 41.1

©ФГБОУ ВО Костромская ГСХА, 2016

©П.А. Солдатов, составление, 2016

©РИО Костромская ГСХА, оформление, 2016

3

ВВЕДЕНИЕ

Агрохимические показатели плодородия имеют очень важное значение при агрономической оценке почвы и оказывают существенное влияние на уровень урожайности сельскохозяйственных культур. Их знание и оценка в практической агрономии необходимы для разработки системы удобрений, выбора земельных участков для конкретных культур, проведения кадастровых работ. Методы агрохимических анализов почв, рассмотренные в настоящем пособии, даны с учетом особенностей почвенного покрова таежно-лесной зоны и отраслевых стандартов ОСТ 46 40-76 – ОСТ 46 52-76, а также имеющегося лабораторного оборудования кафедры и предназначены для выполнения лабораторных работ по курсу «Почвоведение с основами геологии» на факультете агробизнеса очного и заочного отделения.

4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГУМУСА

В ПОЧВЕ ПО МЕТОДУ И.В. ТЮРИНА

Цель работы: изучить методику проведения анализа, определить содержание гумуса (%) в почвенном образце и рассчитать запасы гумуса на 1 га.

Основные теоретические сведения

Почвенный гумус — это часть органического вещества почвы, которая оказывает существенное влияние на плодородие почвы и характер почвообразовательного процесса. Содержание гумуса в почве выражают в процентах к массе абсолютно сухой почвы и его запасы рассчитывают в т/га обычно в пахотном слое.

Предложенный И.В. Тюриным метод определения гумуса основан на окислении углерода почвы сернохромовой смесью с последующимопределением остатка окислителя титрованиемсольюМора.

Окисление углерода гумуса хромовой смесью протекает по уравнению

3С + 2К2Сr2O7 + 8H2SO4 = 3CO2 + 2K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 8H2O.

При проведении анализа заранее берут избыток окислителя (хромовой смеси). Реакция титрования остатка хромовой смеси солью Мора идет по уравнению

K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2O = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O.

Ход анализа

Отобранный для анализа почвенный образец распределяют на ровной поверхности и с помощью пинцета тщательно отбирают видимые органические остатки растительного и животного происхождения (корешки растений, семена, остатки органических удобрений и др.). Затем очищенный образец измельчают в ступке и пропускают через сито с отверстиями в 0,25 мм. Образец равномерно распределяют по бумаге и мелкие органические остатки удаляют с помощью наэлектризованной эбонитовой палочки.

Из подготовленной пробы отбирают навеску с точностью до четвертого знака после запятой. Величину навески устанавливают из предполагаемого содержания гумуса. При этом желательно придерживаться следующих рекомендаций (табл. 1).

5

Таблица 1. Навеска почвы для анализа в зависимости от предполагаемого содержания гумуса

Навеску почвы переносят в конические термостойкие колбы на 100 мл и приливают из бюретки точно 10 мл 0,4 н раствора хромовой смеси. Содержимое колб осторожно перемешивают круговым движением и закрывают маленькими воронками или специальными стеклянными холодильниками.

Подготовленные колбы ставят на разогретую (140-180 °С) песчаную баню или плитку, доводят до кипения и кипятят ровно 5 минут. При этом кипение в колбах не должно быть слишком бурным и слишком слабым. Если в процессе кипячения раствор в колбе изменил свою окраску до зеленой, что свидетельствует о недостатке хромовой смеси, анализ необходимо повторить с меньшей навеской.

По окончании кипячения колбы снимают с плитки, охлаждают, а затем обмывают дистиллированной водой воронки (холодильники).

После этого приступают к титрованию избытка хромовой смеси. Для этого в колбу добавляют в качестве индикатора 5-6 капель фенилантраниловой кислоты и титруют 0,2 н раствором соли Мора до перехода буровато-коричневой окраски раствора в зеленую. В процессе титрования колбу с раствором энергично перемешивают круговым движением.

В аналогичных условиях проводят холостой опыт (без почвы). Содержание гумуса (в % на воздушно-сухую почву) вычисля-

ют по формуле [1]:

Гумус(%) = 0,003N (a −b)1,724100, p

где а — количество соли Мора, израсходованное на титрование 10 мл хромовой смеси в холостом опыте, мл;

6

b — количество соли Мора, израсходованное на титрование избытка хромовой смеси в опыте с почвой, мл;

N — нормальность соли Мора, установленная титрованием 0,1н раствором КМnО4;

0,003 — значение 1 мг-экв углерода;

1,724 — коэффициент перевода органического углерода на гумус; р — навеска почвы, г;

100— множитель для пересчета результатов анализа на 100 г почвы.

Для расчета баланса гумуса при сельскохозяйственном использовании земель, темпов минерализации и гумификации органического вещества в почве, планировании систем удобрений культур определяют запасы гумуса в определенном слое почвы А, т/га. При этом используют следующую формулу [2]:

А = Гумус(%) dv h,

где А — запас гумуса в искомом слое; dv — плотность почвы, г/см3;

h — мощность слоя, см.

Аппаратура, материалы, реактивы:

Автоматическая бюретка на 10 мл, погрешность дозирования 0,1 мл.

Колбы конические (термостойкие) на 100 мл. Бани песчаные.

Весы аналитические, погрешность взвешивания 0,001 г. Бюретки для титрования на 50 мл.

Эбонитовые палочки Почвенное сита с диаметром отверстий 0,25 мм.

Реактивы:

1. Раствор хромовой смеси: 40 г кристаллического К2Cr2O7, взвешенного, с погрешностью не более 0,1 г, растворяют в 1 литре дистиллированной воды и переливают в колбу из термостойкого стекла емкостью 3 л. К полученному раствору приливают под тягой небольшими порциями по 50-100 мл 1 л концентрированной H2SO4 при осторожном перемешивании, не допуская сильного разогрева раствора. Полученнуюсмесьхранятвсклянке спритертойпробкой.

7

2. 0,2 н раствор соли Мора: 80 г (NH4)2SO4FeSO4 6H2O, взве-

шенной с погрешностью не более 0,1 г, растворяют в 700 мл 1н раствора H2SO4. Раствор фильтруют через двойной фильтр в мерную колбу вместимостью 1 л, доводят объем дистиллированной водой до 1 л и хорошо перемешивают. Раствор хранят в колбе из темного стекла.

Вопросы для контроля знаний

1.Чему равно содержание гумуса в горизонте А1 по основным почвенным типам России?

2.Какие методы определения гумуса вам известны?

3.В чем отличие гуминовых кислот от фульвокислот?

4.Какие основные понятия(термины) гумусногосостояния почв?

5.Каково значение гумуса как источник питания растений?

6.Дать характеристику основных источников почвенного органического вещества.

7.Понятие о балансе гумуса в почве.

8.Процессы гумификации и минерализации органического вещества в почве.

9.Влияние механической обработки на баланс гумуса.

10.Методы расчета баланса гумуса в почвах при сельскохозяйственном использовании.

8

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РН И ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ

Цель работы: изучить методику проведения анализа, определить в почвенных образцах величину рН и гидролитической кислотности.

Основные теоретические сведения

Почвенная кислотность является важной характеристикой поч- венно-поглотительного комплекса, и ее значение зависит от количества обменных катионов Н+и Al3+, а также минеральных и органических кислот в почвенном растворе. В зависимости от особенностей извлечения обменных катионов из почвы кислотность принято делить на актуальную, обменную и гидролитическую.

2.1. Определение рН почвы

Метод основан на извлечении обменных катионов из почвы раствором 1 н КСl при соотношении

растворпочва = 2,51 , реакция обмена может быть условно изображена в виде уравнения

ППК] Н+ + КСl = ППК] К+ + НСl.

Активность обменных катионов водорода измеряют потенциометрическим методом с использованием рН-метров/иономеров в комплекте с измерительным электродом и электродом сравнения. Принцип рН-метрии основан на зависимости величины ЭДС, возникающей между электродами, и концентрации ионов в почвенной суспензии (рис. 1).

Ход анализа

Пробу почвы массой 20 г взвешивают с погрешностью не более 0,3 г, пересыпают в колбу и приливают 50 мл 1 н раствора калия хлористого, ставят на ротатор и перемешивают 5 мин. Затем в полученной суспензии определяют рН на рН-метре или иономере.

9