- •Практическое руководство по химии почв
- •Введение
- •Раздел I. Валовой анализ
- •1.1. Способы разложения почв
- •1.1.1. Разложение почв кислотами.
- •1.1.2. Разложение почв сплавлением.
- •1.1.3. Разложение почвы спеканием.
- •1.2. Определение гигроскопической влажности
- •1.3. Определение потери при прокаливании
- •1.4. Спекание почвы с содой
- •1.5. Анализ элементного состава почв
- •1.5.1. Определение кремния желатиновым методом
- •Пример расчета. Для спекания взято 1,0224 г прокаленной почвы. Прокаленный осадок SiO2 весит 0,8014 г. Содержание SiO2 равно:
- •1.5.2. Определение полуторных оксидов гравиметрическим методом
- •1.5.3. Определение железа фотометрическим методом
- •1.5.4. Определение алюминия фотометрическим методом
- •1.5.5.Вычисленное содержание алюминия по разности
- •1.5.6. Определение кальция и магния комплексонометрическим методом
- •1.5.6.1. Определение кальция
- •1.5.6.2. Определение суммы кальция и магния
- •1.5.7. Пероксидный метод определения титана
- •1.5.8. Определение фосфора фотометрическим методом
- •1.6. Способы выражения результатов валового анализа
- •1.7. Пересчеты данных валового анализа
- •1.8. Использование данных валового анализа
- •1.8.1. Использование элементного состава для суждения о генезисе почв.
- •1.8.2. Использование элементного состава для оценки потенциального плодородия почвы.
- •1.8.3. Использование данных элементного состава для расчета молекулярных отношений
- •1.8.4. Использование данных элементного состава для расчета запасов химических элементов
- •Пример расчета. Найти запас SiO2 в т/га если его содержание равно 80,63 %, плотность сложения почвы 1,18 г/см3, мощность слоя 9 см.
- •1.8.5. Использование данных элементного состава при изучении биологического круговорота веществ
- •1.8.6. Использование данных элементного состава для
- •1.8.6.1. Метод прямого сравнения
- •1.8.6.2. Методы стабильного компонента
- •1.8.6.2.1. Метод молекулярных отношений
- •1.8.6.2.2. Метод элювиально-аккумулятивных (еа) коэффициентов
- •1.8.6.2.3. Метод баланса веществ
- •1.8.7. Использование данных элементного состава для диагностики минералов илистой фракции.
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Раздел II. Ионно-солевой комплекс почв
- •2.1. Метод водной вытяжки
- •2.1.1. Влияние солей на сельскохозяйственные культуры
- •2.1.2. Достоинства и недостатки водной вытяжки как метода изучения засоленных почв
- •2.1.3 Анализ водной вытяжки
- •2.1.3.1. Определение величины рН водной вытяжки
- •2.1.3.2. Определение величины сухого остатка
- •2.1.3.3. Определение величины прокаленного остатка
- •2.1.3.4. Определение щелочности от растворимых карбонатов
- •2.1.3.5. Определение общей щелочности
- •2.1.3.6. Определение хлорид-ионов
- •2.1.3.7. Определение сульфат-ионов
- •2.1.3.8. Определение ионов кальция и магния комплексонометрическим методом
- •2.1.3.8.1. Определение кальция
- •2.1.3.8.2. Определение суммы кальция и магния
- •2.1.3.9. Определение натрия и калия
- •2.1.3.9.1. Определение натрия и калия методом фотометрии пламени
- •2.1.3.9.2. Определение содержания натрия и калия по разности
- •Форма 4. Данные анализа водной вытяжки
- •2.1.4. Интерпретация данных водной вытяжки
- •2.1.4.1. Характеристика солевого режима почв по величине сухого остатка
- •2.1.4.2. Оценка химизма (типа) засоления почв.
- •2.1.4.2.1. Общие принципы оценки химизма засоления почв
- •2.1.4.2.2. Оценка степени засоления почв по содержанию токсичных ионов
- •2.1.4.2.3. Оценка степени засоления почв по «суммарному эффекту» токсичных ионов
- •2.1.5. Расчет промывной нормы
- •2.2. Катионообменная способность почв
- •2.2.1. Общие представления о катионообменной
- •2.2.2. Методы определения катионообменной способности почв
- •2.2.2.1. Оценка эффективной емкости катионного обмена
- •2.2.2.2. Определение стандартной емкости катионного обмена по Бобко-Аскинази в модификации цинао
- •2.2.2.3. Определение суммы обменных оснований методом Каппена-Гильковица
- •2.2.2.4. Определение гидролитической кислотности
- •2.2.2.5. Определение обменных катионов по методу Пфеффера в модификации в.А. Молодцова и и.В. Игнатовой
- •2.2.2.5.1. Определение кальция комплексонометрическим методом
- •2.2.2.5.2. Определение суммы кальция и магния комплексонометрическим методом
- •2.2.2.5.3. Определение натрия и калия методом фотометрии пламени
- •2.2.3. Использование результатов определения катионообменной способности почв
- •2.2.3.1. Вычисление степени насыщенности почв основаниями
- •2.2.3.2. Расчет дозы извести
- •2.2.3.3. Вычисление степени солонцеватости почв
- •2.2.3.4. Расчет дозы гипса
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Раздел III. Органическое вещество почвы
- •3.1. Подготовка почвы для определения содержания и состава гумуса
- •3.2. Методы определения содержания общего гумуса почвы
- •3.2.1. Прямые методы определения содержания углерода органических соединений (гумуса) почвы.
- •3.2.2. Косвенные методы определения содержания углерода органических соединений (гумуса) почвы
- •3.2.2.1. Определение гумуса методом и.В.Тюрина в модификации в.Н.Симакова
- •3.2.2.2. Другие модификации метода и.В. Тюрина.
- •3.2.2.2.1. Спектрофотометрический метод определения содержания гумуса (д.С. Орлов, н.М. Гриндель)
- •3.2.2.2.2. Определение содержания органического углерода почвы методом и.В.Тюрина в модификации б.А.Никитина.
- •3.3. Методы определения общего содержания азота почвы.
- •3.3.1. Определение общего содержания азота методом Кьельдаля.
- •3.3.2. Определение общего содержания азота микрохромовым методом и.В. Тюрина.
- •3.4. Использование данных по содержанию общего гумуса и азота
- •3.4.1. Расчет отношения c:n
- •3.4.2. Вычисление запасов гумуса, углерода и азота.
- •3.5. Методы определение группового и фракционного состава гумуса.
- •3.5.1. Определение группового и фракционного состава гумуса по методу и.В. Тюрина в модификации в.В.Пономаревой и т.А.Плотниковой
- •3.5.2. Определение группового и фракционного состава гумуса по модифицированной схеме в.В.Пономаревой и т.А. Плотниковой (т.А. Плотникова, н.Е. Орлова, 1984).
- •Ход анализа
- •3.5.3. Ускоренный пирофосфатный метод определения состава гумуса по м.М. Кононовой и н.П. Бельчиковой
- •3.6. Методы изучения некоторых свойств гумусовых кислот при анализе фракционно-группового состава гумуса
- •3.6.1. Определение порога коагуляции гуминовых кислот.
- •3.6.2. Оптические свойства гумусовых веществ.
- •3.6.2.1. Электронные спектры поглощения гумусовых веществ
- •3.6.2.2. Определение коэффициента цветности q4/6
- •3.6.3. Гель-хроматография гумусовых веществ
- •3.7. Показатели гумусового состояния почв
- •Продолжение таблицы 31
- •3.8. Методы определения содержания и состава органического вещества в болотных торфяных почвах.
- •3.8.1. Определение потери при прокаливании и зольности торфа.
- •3.8.2. Одновременное определение общего содержания углерода и азота в торфяных почвах методом Анстета в модификации в.В. Пономаревой и т. А. Николаевой
- •Вычисление результатов анализа
- •Для анализа используют следующие реактивы:
- •3.8.3. Определение общего содержания азота в растительных материалах (торфах, лесных подстилках и пр.) методом к.Е. Гинзбурга и г.М. Щегловой
- •3.8.4. Определение содержания органического азота в вытяжках из торфов микрохромовым методом и.В. Тюрина
- •3.8.5. Определение состава органического вещества торфяно-болотных почв по методу в.В. Пономаревой и т.А. Николаевой.
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Раздел I. Валовой анализ ……………………………………
- •Раздел II. Ионно-солевой комплекс почв ……………………
- •Раздел III. Органическое вещество почв
1.5.7. Пероксидный метод определения титана
В кислой среде титан с пероксидом водорода образует комплексное соединение (TiO ∙ H2O2) окрашенное в желто-оранжевый цвет. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию титана в анализируемой пробе. Ход анализа. Берут пипеткой 25 мл фильтрата от кремниевой кислоты и переносят в мерную колбу на 100 мл. Добавляют 25 % раствор NH4OH до появления мути. Образовавшийся осадок растворяют 5 % раствором H2SO4, добавляя ее по каплям и перемешивая раствор. После растворения осадка прибавляют 1 мл H3PO4 пл. 1,7 и 1 мл 30 % Н2О2, доливают 5 % серной кислотой до метки, тщательно перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность окрашенного раствора при длине волны 410 нм. Содержание титана в испытуемой пробе находят по калибровочному графику.
Для построения калибровочного графика в мерную колбу на 100 мл отбирают от 1 до 10 мл запасного стандартного раствора титана с содержанием в 1 мл 0,1 мг TiO2, прибавляют 80 мл 5 % раствора серной кислоты, 1 мл H3PO4 пл. 1,7 и 1 мл 30 % Н2О2, доливают серной кислотой до метки и перемешивают. Через 10 мин измеряют оптическую плотность при длине волны 410 нм. По полученным данным строят калибровочный график зависимости оптической плотности от концентрации TiO2 и находят содержание TiO2 в анализируемой пробе по формуле:
где а – содержание титана, найденное по калибровочному графику, мг; V0 – общий объем фильтрата от кремниевой кислоты; V1 – объем фильтрата, взятого для определения титана; m0 – навеска прокаленной почвы; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы; 1000 – коэффициент перевода мг в г.
Пример расчета. Для определения титана взято 25 мл фильтрата от кремниевой кислоты из колбы объемом 250 мл. Количество титана, найденное по калибровочному графику равно 0,60 мг, навеска прокаленной почвы равна 1,0224 г. Содержание титана в почве составило:
1.5.8. Определение фосфора фотометрическим методом
Ход анализа. 5-10 мл фильтрата от кремниевой кислоты помещают в мерную колбу на 100 мл и добавляют до половины объема дистиллированную воду. Раствор нейтрализуют 10 % NH4OH, добавляя его по каплям при постоянном помешивании до появления мути от образовавшихся гидроксидов, которые затем растворяют несколькими каплями 10 % H2SO4.
В колбу приливают 16 мл реактива Б, доводят объем до метки дистиллированной водой, закрывают колбу пробкой и тщательно перемешивают. В присутствии фосфора раствор окрашивается в голубой цвет, который устойчив в течение 24 час.
Оптическую плотность измеряют при длине волны 650 или 840-882 нм не раньше, чем через 10 мин после окрашивания. Содержание фосфора в испытуемой пробе находят по калибровочному графику.
Для построения калибровочного графика в мерные колбы на 100 мл приливают 1, 2, 4, 6, 8 мл стандартного раствора фосфора, содержащего 0,01 мг P2O5 в 1 мл. При окрашивании эталонных растворов выполняют те же операции, что и при окрашивании анализируемых. Измеряют оптическую плотность и строят калибровочный график, по которому находят количество P2O5 в анализируемой пробе. Содержание P2O5 в сухой почве рассчитывают по формуле:
где а – количество фосфора, найденное по калибровочному графику, мг; V0 – общий объем фильтрата от кремниевой кислоты, мл; V1 – объем фильтрата, взятый на определение фосфора, мл; m0 – навеска почвы, взятая для спекания, г; 1000 – коэффициент перевода мг в г; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы.
Пример расчета. Для определения фосфора взято 10 мл фильтрата от кремниевой кислоты, общий объем которого равен 250 мл. Количество фосфора найденное по графику равно 0,058 мг, навеска прокаленной почвы, взятая для спекания равна 1,0224 г. Содержание P2O5 в почве составило:
Результаты валового анализа оформляют в виде таблицы:
Таблица 3 Результаты валового анализа (в % от массы прокаленной почвы)
Почва, горизонт, глубина образца, см |
Гигроскопическая влажность, % |
Потери при прокаливании, % |
SiO2 |
R2O3 |
Fe2O3 |
Al2O3 |
CaO |
MgO |
TiO2 |
P2O5 |
Серая лесная тяжелосуглинистая. А11-10 |
1,98 |
4,25 |
80,63 |
7,45 |
1,11 |
6,04 |
1,02 |
0,49 |
0,60 |
0,16 |