Вопросы к лабораторной работе №4

1. Для каких почв характерно наличие карбонатов в почвенном профиле?

2. На что указывает глубина залегания карбонатов?

3. Какая реакция почвенного раствора формируется при наличии в почве СаСО3?

4. Какие методы определения карбонатов вы знаете?

5. На какой реакции основано определение карбонатов, которое вы провели?

6. Какая среда характерна для почв, содержащих большое количество карбонатов кальция?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ГУМУСА (по методу И.В. Тюрина)

Наличие органического вещества (ОВ) является наиболее характерной особенностью, которая отличает почвы от почвообразующей породы. ОВ включает как неспецифические органические соединения (уксусная, лимонная кислоты и др.), так и специфические, т.е. характерные только для почвы – собственно гумусовые вещества. Данные вещества являются сложными высокомолекулярными соединениями кислотного характера.

Определение общего гумуса в почве обычно проводится по методу И.В. Тюрина, который основан на окислении органического углерода раствором бихромата калия в серной кислоте (1:1) при кипячении с последующим титрованием остатка бихромата, не израсходованного на окисление, раствором соли Мора. Содержание гумуса выражается в процентах к массе почвы. Поскольку среднее содержание углерода в гумусе равно 58%, общее количество гумуса в почве находится при умножении процентного содержания углерода на коэффициент 1,724. При анализе данных по содержанию общего гумуса следует обращать внимание на его профильное распределение, поскольку разные типы почв отличаются друг от друга характером изменения гумуса с глубиной, т.е. строением почвенного профиля. Содержание гумуса в верхних горизонтах разных типов почв колеблется в широких пределах: от 2-3% в подзолистых почвах до 12-15% в черноземах. Градации содержания гумуса приведены в табл. 5.

Таблица 5. Градация почв по содержанию гумуса

Гумусированность почвы	Количество гумуса (%)
очень высокая	> 10
высокая	6-10
средняя	4-6
низкая	2-4
очень низкая	< 2

Подготовка почвы к определению гумуса

При подготовке высушенных образцов почв к определению содержания гумуса тщательно отбирают неразложившиеся корни растений, пожнивные и другие органические остатки. Крупные корни отбирают вручную, мелкие – при помощи пинцета, просматривая почву с помощью лупы. Затем комки почвы растирают в агатовой ступке и просеивают через сито с отверстиями 0,25 мм. Подготовленную пробу следует перемешать и взять навеску на определение общего гумуса в зависимости от цвета почвы. Образцы почвы для определения гумуса хранит в пакетиках из кальки. Навески для определения общего углерода почвы следует делать на аналитических весах с точностью до четвертого знака после запятой.

Материалы: Подготовленные образцы почв, аналитические весы, колбы (100мл), прокаленный песок, холодильники, бюретки, сжигательный шкаф или песчаная баня, секундомер. Растворы: хромовая смесь – 0,4н раствор бихромата калия (K₂Cr₂O₇) в серной кислоте (1:1), 0,2н раствор соли Мора, 0,05н раствор KMnO₄, фенилантраниловая кислота.

Ход работы: Из образца почвы, просеянной через сито с диаметром отверстий 0,25 мм, на аналитических весах берут навеску от 0,1 до 0,5 г в зависимости от количества гумуса в почве (как правило, определяется по цвету почвы: из верхних горизонтов берут по 0,05-0,1 г, из нижних – по 0,4-0,5 г.). Из почвы предварительно должны быть отобраны неразложившиеся органические остатки и корешки растений.

Навеску осторожно переносят в сухую коническую колбу емкостью 100 мл из термостойкого стекла и приливают из бюретки на 25 мл со стеклянным краном по каплям 10 мл 0,4н раствора хромовой смеси. Колбу накрывают холодильником (маленькой воронкой) и ставят в сжигательный шкаф, или на песочную баню. Содержимое колбы кипятят ровно 5 минут (засекая время по секундомеру), не допуская сильного кипения и перегрева. При нагревании начинается окисление гумуса, часть двухромовокислого калия при этом затрачивается на окисление гумуса по схеме:

2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ = 2K₂SO₄ + 8H₂O + 3O₂

3O₂+2C(гумуса) = 3СО₂

Через 5 минут от начала кипения колбы снимают с плитки, дают содержимому остыть. После охлаждения с воронок-холодильников из промывалки дистиллированной водой смывают капли хромовой кислоты в колбочку. Затем прибавляют в качестве индикатора 4-6 капель фенилантраниловой кислоты и титруют 0,2н раствором соли Мора (FeSO₄*(NH₄)₂SO₄*6H₂O). Раствор фенилантраниловой кислоты добавляют в колбы непосредственно перед титрованием. Титрование раствором соли Мора проводят из бюретки, начиная каждое новое титрование от нуля, при непрерывном взбалтывании содержимого колбочек. Титруют до изменения коричнево-бурой окраски в грязно-зеленоватую. Когда коричнево-бурый раствор окрашивается в фиолетовый цвет, титровать необходимо осторожно, прибавляя раствор соли Мора по капле и тщательно перемешивая содержимое колбочки.

Объем соли Мора, пошедший на титрование, соответствует количеству хромовой смеси, оставшейся неизрасходованной на окисление органического вещества почвы. Для установления объема раствора соли Мора, расходуемого на титрование хромовой кислоты, проводят холостой опыт. Для этого вместо почвы в колбочки помещают небольшое количество прокаленного песка, приливают 10 мл хромовой смеси и соблюдают все условия анализа. Холостые опыты проводят в 2-кратной повторности, при вычислении результатов пользуются средней величиной.

Вычисление результатов анализа. Результаты анализа вычисляют в процентах органического углерода на воздушно-сухую почву. Вычисление проводят по формуле (1):

(1), где

С – органический углерод; a – количество мл соли Мора, израсходованное на титрование 10 мл хромовой смеси в холостом опыте; b – количество мл соли Мора, израсходованное на титрование избытка хромовой смеси в опыте с почвой; n – нормальность раствора соли Мора, устанавливаемая по ее титрованию 0,05н раствором KMnO₄; 0,003 – граммовое значение 1 мг-экв углерода; p – навеска почвы в граммах; 100 – множитель для пересчета результатов анализа на 100г почвы.

Задание 9. Рассчитайте количество общего органического углерода в изучаемых образцах почв по формуле (1). Используя табл. 5 оцените гумусированность почвы. Результаты занесите в рабочую тетрадь.