41. Торфообразование, виды торфянников. Определение качества торфа

Анализ торфа:Если в лабораторию для анализа доставлен воздушно-сухой торф, его измельчают на мельнице или растирают в ступке и просеивают через сито с отверстиями 0,25 мм; хранят аналитическую пробу в стеклянной банке с пришлифованной пробкой. Определение кислотности торфа. Принцип определения кислотности торфов тот же, что и при определении кислотности почв, однако соотношение между навеской торфа и раствора экстрагента как правило шире. Ход анализа.Для определения pH в водной или солевой вытяжке из средней пробы берут 4 г воздушно-сухого торфа (или соответствующее этой навеске количество сырого), помещают в почвенную колбу вместимостью около 500 см3 и заливают 100 см3 дистиллированной воды (при определении водного pH) или 100 см" 1 н. хлористого калия (при определении солевого pH), добавляют туда же несколько капель толуола, закрывают пробкой и взбалтывают на ротаторе до 30 мин или от руки 3 раза по 3 - 5 мин с перерывами в 1 - 2 ч.Проводят определение pH на pH-метре, для которого не надо ждать отстаивания суспензии, а, наоборот, перед анализом содержимое колбы взбалтывают от руки еще раз. Определение обменной кислотности торфа. Обменную кислотность торфа, вызываемую наличием как ионов водорода, так и ионов алюминия, определяют по методу A.B. Соколова, при более широком, чем для почв, отношении между торфом и хлористым калием, например 5 : 250. Определение гидролитической кислотности Ионы водорода, обусловливающие гидролитическую кислотность торфа, принято вытеснять 1 н. раствором ацетата кальция (с pH 7,4) или ацетата натрия (с pH 8,2). Соотношение торф : раствор = 1 : 300.

560 Ход анализа.1,5 г воздушно-сухого торфа из тщательно отобранной, измельченной и просеянной через сито с ячейками в 0,25 - 1 мм средней пробы отвешивают на технических весах, переносят без потерь в колбу емкостью 1 л и наливают в нее 450 см3 1 н. раствора ацетата кальция или натрия. Закрыв колбу пробкой, взбалтывают содержимое сначала от руки (для лучшего смачивания торфа), а затем в течение 1 ч на ротаторе.

Полученную суспензию фильтруют через сухой складчатый фильтр в сухую колбу или стакан. Первые (мутные) порции фильтрата отбрасы-вают. Из фильтрата берут 100 см3 совершенно прозрачного раствора и титруют на холоду 0,1 н. щелочью в присутствии фенолфталеина до слабого порозовения жидкости, не исчезающего в течение 1 мин. Одновременно таким же образом титруют 100 см" исходного раствора ацетата, причем количество щелочи вычитают из результатов титрования фильтрата. Определение содержания азота, фосфора и калия в торфах проводят после мокрого или сухого озоления.

43.Расчет норм удобрений на планируемую урожайность.При разработке системы удобрений важным этапом является определение доз и соотношений минеральных удобрений, вносимых под основные сельскохозяйственные культуры в севооборотах, с учётом почвенно-климатических условий. Определение доз удобрений проводится различными методами. Эти методы можно условно разделить на три группы. 1. Методы, основанные на прямом использовании результатов полевых опытов. Эти методы основаны на обобщении результатов исследований в полевых экспериментах различных научно-исследовательских учреждений. Их суть состоит в разработке рекомендаций по внесению примерных оптимальных доз минеральных удобрений под различные сельскохозяйственные культуры для основных почвенно-климатических зон. 2. Расчётные методы:а) Расчёт доз удобрений на планируемую прибавку урожая. б) Расчёт доз удобрений на планируемый урожай или метод элементарного баланса.

Расчёт доз удобрений этими методами проводят по выносу элементов питания заданным урожаем с учётом данных агрохимического анализа почвы и коэффициента использования элементов питания растениями из почвы и удобрений, минеральных и органических. Однако значительная вариабельность исходных данных, применяемых в расчётах, а порой отсутствие некоторых из них для конкретных условий, затрудняет практическое использование этих методов. Кроме того, такой расчёт удобрений не учитывает некоторых факторов, влияющих на эффективность удобрений, прежде всего биологических возможностей растений поглощать питательные вещества почвы, причём, различных в разные периоды вегетации.

В связи с этим, рядом учёных (Е.Р. Боудис, В.В. Церлинг, Ю.И. Ep-мохин, И.И. Ельников и др.) предложены методы расчёта поправочных коэффициентов к дозам, рассчитанным только по анализам почв, основанных на растительной диагностике. Это позволяет в большей мере обеспечить сбалансированность элементов корневого питания растений. 3. Комплексные методы определения доз удобрений. Методы основаны на выражении урожая как функции действия отдельных факторов. Наибольшее распространение из этих методов получили эмпирические, суть которых состоит в том, что дозы удобрений определяют по уравнениям множественных регрессий, полученных на основе математической обработки данных факториальных опытов или данных географической сети опытов с удобрениями. Эти методы требуют применения современной вычислительной техники.

11. Источники органического вещества почвы. Сравнительная характеристика методов определения содержания общего углерода в почве. 1.Метод Кноппа-Сабанина(мокрое сжигание) –основан на окислении орг.вещ-ва почвы хромовой смесью.При мокром сжигании выделяется СО2, кот улавливается в трубках с поглотителем.Необходимо очищать СО2 от примесей, для этого дополнительные поглотители:для хлоридов-железная спираль; для водяных паров-калий-аппарат,заполненный конц.серн.к-той. Очищенный от примесей СО2поступает в трубки, заполненные на ¾ аскаритом,на ¼ хлористым кальцием. М\д ними ватная прокладка.Перед анализом через аппарат пропускают воздух в теч 30мин.Затем из образца почвы отбирают примеси ипросеивают через сито 0,25мм.Берут навеску 0,5-3 г, в колбу для сжигания. В делительную воронку приливают 30мл конц.серн.к-ты,и острожно спускают в колбу.Затем 25мл 10% двухромовокислого калия, и также медленно спускают в колбу.На холоду идет реакция сжигания орг.в-ва.Затем колбу кипятят 10-15мин.Через прибор просасываю воздух в теч60мин.СО2 поглощается поглотителями.Затем поглотители снимают,закрывают отводные трубки колпачками и кладут в эксикатор, затем взвешивают на аналит.весах. %С=привес трубок*0,273*100/навеска абсолют.сух.почвы. 2.Метод Густавсона(сухое сжигание). Навеска почвы помещается в фарфоровую лодочку,затем её в трубку для сожжения. Трубка заполняется след.образом:в переднем конце спираль из окиси меди, затем лодочка с почвой, медная сетка в виде диска,слой хромата свинца(поглощение окислов серы), спираль из серебрян.сетки(поглощ.галогенов), заканчивается трубка медной спиралью.Берут навеску почвы 1-5г в лодочку.Помещают в трубку для сожжения.Просасывают воздух через аппарат и начинают нагревать трубку двумя печами, перемещая их по трубке.Сжигание ведут 10 мин при темно-красном калении. Затем отключают печи, охлаждают аппарат, снимают поглотители,закрывают каучуковыми пробками, протирают и взвешивают на аналит весах. %С= привес трубочек*0,237*100/навеска почвы*1000. 3.Метод Тюрина-на аналит весах навеску 0,1-0,5г почвы,в коническую колбу на 100 мл, приливают 10мл р-ра двухромовокислого калия, закрывают воронкой и ставят на плитку.Кипятят 5 мин.Охлаждаю колбу,обмывают воронку и стенки колбы дистил.водой.Прибавляют неск капель фенилантраниловой к-ты и титруют солью Мора до зеленого цвета. Параллельно ведут холостое определение. %С=(кол-во солиМора на холл.титрование-кол-во солиМора на титрование образца)*нормальность соли*0,003*100/масса абсолют-сух навески.

55. Техника закладки и проведения опытов в почв. культурах. Почвенными культурами называют опыты, в которых раст. выращивают в сосудах, наполненных почвой. Это наиболее распространенная модификация вегет. метода. При постановке опытов осуществляется ряд основных последовательных операций. Подготовка вегет.сооружений. Перед закладкой все сооружения тщательно отчищают от прошлогодних остатков. Стеллажи моют, высушивают, красят. Подготовка сосудов и дренажа. Все сосуды моют внутри и снаружи водопровод.водой, высушивают, затем внутри наносят слой эмалевой краски, затем слой доммарового лака. Лакировку сосудов проводят в тканевых и резиновых перчатках мягкой тряпочкой, но не кисточкой. Покраску лаком проводят перед кажд. набивкой сосудов. Снаружи сосуды красят бел. краской, а затем ставят номера лаком. Тарирование сосудов – подбор сосудов по высоте и весу. Уравновешивают сосуды битым стеклом, галькой. Подобранные сосуды не д/отличаться др. от др. по весу более 100г., а по высоте – не более 0,5 см. Также подбирают и поддоны. Тщательная подготовка сосудов необходима, чтобы м/б заранее спланировать схему и число повторностей. При исп-ии дренажа в виде битого стекла и гальки, их выдерживают в теч. неск. дней в стекл. сосудах или двухромовокислом калии. Затем тщат. промыв-ют водой, споласкивают дистил.водой, и высушивают. Подготовка почвы. Для закладки опыта берут почву типичную для данной зоны. При этом необходимо знать тип, подтип, вид почвы, историю участка, с кот. б/отбираться почва. Особое внимание обращается на удобрен-ть участка. Обычно почву заготавливают с глубины пахот. горизонта, когда почва не мажется. Общее кол-во почвы зависит от числа сосудов и емкости их. К этому кол-ву добавляют 25 % на разл. потери. Если почва влажная – 40 %. При постановке опытов с азотн.удобр. почву отбирают рано весной, а для фосфорн.удобр. – летом для след. года. Нельзя отбирать почву на делянках, где вносились мин. и орг. удобр. Почву перевозят навалом или в мешках к вегет. опыту. Отбор почвы, перевозку и подготовку нужно рассчитать так, чтобы почва не успела высохнуть до набивки сосудов (1-2 дня). Привезен. почву – перемешивают, удаляют примеси. Затем ее просеивают через сито или грохот с диаметром ячеек 2-3 см. При этом грохот ставят под углом 45 градусов и на него в верх. части бросают почву. Удобрения. Почв. культ. изучают влияние различ. удобр., а также м/исп-ть хим. соли. Они вносятся в виде порошка, гранул или растворов. На сосуд с 5-8 кг почвы вносят: N=0.35-0.75г., P=0,3-0,5г., К = 0,3-0,5г. Рекомендуют для зерновых: N=0,15г., P=0,1г., К = 0,1г.; картофеля: N=0,12, P=0,2, К = 0,28; бобовые: N=0,1, P=0,15, К = 0,15. Набивка сосудов. На дно подготовленного сосуда кладут кружок из марли соот. диаметра. На марлю укладывают дренаж (стекло, гравий), сверху кладут марлевый кружок, диаметр кот. на 2-3 см больше диаметра сосуда. Этот кружок прижимают в стенкам точно отвешенным (300-400 г) увлажн. кварцев. песком (на 100 г песка – 15 мл воды). Затем в дренаж строго вертикально на расстоянии 1-1,5 см от стенки устанавливают стеклян. трубочку и приступают к набивке сосуда. Набивку сосудов нужно провести в 1 день. Обычно ее выполняют 3 чел. Первый – взвешивают почву, второй- вносит в почву удобр. и растворы, третий- перемешивает почву и набивает сосуды. Почва отвешивается в вегет. сосуде или ведре для кажд. сосуда отдельно. Затем ее пересыпают в эмалир. таз, тщат. перемешивают, вносят удобр. , перемеш., затем горстями насыпают в сосуд, периодич. уплотняют легк. нажатием руки. Поверх-ть почвы в сосуде выравнивают, уравень почвы не д/доходить до края сосуда на 1,5-2 см. Посев. Чаще проводят проросшими наклюнувшими семенами. Перед посевом пов-ть почвы выравнивают, слегка увлажняют. Затем шаблоном делают гнезда, куда кладут семена. Сверху засыпают почвой, предварительно выбранной из сосуда. В зав-ти от размера семян, посев проводят на 0,5-2 см. Сверху засыпают кварц. песком – 200г на сосуд (чтобы не образовывались корки, предохраняет от перегрева раст.). В сосуде диаметром 15 см необходимо оставить: клевера, люцерны – 20-25 шт раст.; злаковые, лен, гречиха – 15-20; горох, бобы, люпин – 10-15; карт- 1. Однако кол-во семян, высеваемых в сосуд д/б на 5-10 шт. больше. Сосуды устанавливают на стеллажи по повторностям. Через 2-3 дня после появления всходов, лишние раст. удаляют пинцетом. Полив. При проведении опытов в сосудах необх. поддерживать определ. влаж-ть. Полив производят ежедневно в ранние утренние или вечерние часы дистиллированной водой (в водопроводной воде могут содержаться азот, фосфор и кальций, изменяющий реакцию среды). Влажность почвы в сосудах поддерживаем на уровне 60-70% от ПВ. Чтобы определить, сколько воды необходимо наливать в каждый сосуд, надо знать массу сосуда; массу песка, вносимого при набивке и посеве; массу каркаса; массу абсолютно сухой почвы и найденного количества воды, необходимого для полива. Наблюдения. В период вегетации проводят фенологические и биометрические наблюдения – сроки наступления фаз развития, количество стеблей на одно растение, высота стеблей и др. При этом все полученные значения заносятся в журнал, где регистрируются данные по каждому сосуду в отдельности. Уборка и учет урожая. За 3-4 дня до уборки полив прекращ. Растения убирают в фазу полной спелости. Уборку урожая следует проводить одновременно со всех сосудов. Растения срезают у самой поверхности почвы, убирают в пакеты, а затем высушивают до воздушно-сухого состояния. Затем урожай обмолачивают и взвешивают. Расхождения между повторностями д/б не более 5-10%. В убранном урожае проводят биохимические анализы. После уборки урожая отбирают почвенные образцы для агрохимического анализа.

56. Песчаные и водные культуры. Песчаные культ. – исп-ют кварц. песок, кот необходимо отмыть от разл. примесей. Для этого в стекл. сосуд наливают конц. соляную кисл. и в нее всыпают песок. Оставл. на 5-6 ч. Затем песок промывают водой в теч. 1-5 ч. Затем промыв. дистил. водой в теч. 1-2 ч. Затем песок высушив. на открыт. месте. При изучении орг. в-ва песок прокаливают при 400 град. Сосуды для песч.культ. берут невысокие, т.к. водоподъемная сила песка маленькая, и раст. – не хват. воды. Для уравновешивания сосудов – исп. стекло, гравий. Для повышения влагоемкости песка добавляют мелкодробленое стекло. Песок исп-ся повторно. Техника закладки, уход, полив – как у почв. культур. Отличие в том, что в песч.культ. исп-ют пит. смеси.

Водные культуры. Субстратом явл. дист. вода. Раст. выращ-ют в стекл. цилиндрах или прямоуг. сосудах, объемом=3-10л., в зав-ти от особ-ей культ. Для водн. культ. предварит-но проращивают семена на увлажнен.фильтровальной бумаге, а затем проростки переносят на парафинированную сетку, положен. на кристаллизатор с разбавл. пит.раствором. После того, как корни достигли 5-7 см, раст. закрепл. в отверстиях крышки вегет. сосуда та, чтобы корни погрузились в пит. раствор. Пит. растворы готовят выс. концентрации (100-200 раз), а затем вносят в сосуд в мл. Необх. обеспечить аэрацию – она осущ-ся путем периодического продувания возд. через сосуд. Для этого в сосуд устанавливают прямую или изогнутую стеклян. трубочку. Немного не доходя до дна через трубку удал. избытки углекислоты. Воздух подают с пом. резиновой груши. Аэрацию проводят 1-2 раза в сутки в теч. 5-10 мин. Для предотвращения развития водорослей, сосуды затемняют; чаще – надевают черн. чехлы. Во избежание перегрева сосудов на солнце – сверху одевают бел. чехлы или белят. Недостаток метода – сложно поддерживать опт. рН.

57. Пит.смеси и модификации вегетац. опыта. Состав смеси определ-ся биол. особ-ями культ. и задачей исслед-ия. Чаще исп-ют норм. смеси, кот. д/содержать все необх. элем. пит. в усвояемой форме. Смесь д/обеспечить физиолог. уравновешенность пит. раствора и оптим. значение рН в теч. всей вегетации. Для приготовления смесей исп-ют хим. чистые соли и бидистил. воду. Пит. смеси готовят в концентрациях в 100-200 раз превышающие концентрации, использ-ые для пит., а потом их добавляют в песок или воду. Хранят исход. растворы в темноте, чтобы не образовался гидрат окиси железа и не развив. водоросли. Смесь Гельригеля (г/л): Ca(NO3)2 безводный – 0,492 или Ca(NO3)2*4 H2O – 0; FeO3*6H2O – 0.25; KCl – 0.75; KH2PO4 – 0.136; MgSO4 безводный – 0,06 или MgSO4*7H2O – 0.123. Смесь Кноппа (г/л): ): Ca(NO3)2 безводный – 1,0 или Ca(NO3)2*4 H2O – 1,44; FeCl (5%) – 1 капля; KCl – 0.12; KNO3 – 0.25; MgSO4 безводный – 0,25 или MgSO4*7H2O – 0.51. Смесь Сакса (г/л): ): KNO3 – 1.0; Ca3(PO4)2 – 0.5; FeCl (5%) – 1 капля; CaSO4*2H2O – 0.5; MgSO4*7H2O – 0.5; NaCl – 0.5. Кроме макроэлем., раст. нужд. в микроэлем. Смеси с микроэлем. (г/л): H3PO4 – 11; MnCl2*4H2O-7; CuSO4*5H2O – 1; ZnSO4 – 1; Al2(SO4)3 – 1; NiSO4*6H2O – 1; Co(NO3)2*6H2O – 1; TiO2 – 1; LiCl -0.5; KI – 0.5; SeCl*2H2O – 0.5; KBr – 0.5. Указанное кол-во солей растворяют в 18 л воды и добавляют по 1-1,5 мл к 1 л пит. смеси, кот. позволяют выращивать изолированные ткани и клетки.

12. Состав орг.в-ва почвы. Методы определения группового и фракционного состава гумуса. Органическое вещество почвы состоит из сложного комплекса соединений: неразложившихся и находящихся на различных стадиях разложения органических остатков высших и низших растений, микроорганизмов и животных, обитающих в почве, а также из специфических соединений, которые отсутствовали в первичных органических остатках. Эти специфические органические соединения представляют важнейшую часть почвы — гумус. Он составляет 60-90% органического вещества почвы. Гумус – высокомолекулярные азотсодержащие орг. кислоты циклического строения. Гумус сост. из специф. и неспециф. части. Неспециф.часть составляет 15 % от содеж-ия гумуса. Она извлекается деценорм. серн. кисл.. Представлена аминокислотами, низкомолекул. кисл., фенолами. Специфическая часть – 85 % от орг. в-ва. Представлена- гуминовыми и фульво-кислотами, кот. извлекаются деценорм. щелочью; и гумином, кот. извлек-ся деценорм. щелочью после гидролиза. Гумусовые кислоты сост. из ядра, представленного полифенольными соединениями и алифатической частью. В алифатич. части находятся карбоксильные, карбонильные, спиртовые и др. группировки. У гуминовых кисл. ядро плотное, а алифат. часть слабо развита. У фульвокисл. – наоборот. Гуминовые кислоты (ГК) — группа тёмноокрашенных гумусовых кислот, растворимых в щелочах и нерастворимых в кислотах. Фульвокислоты (ФК) — группа гумусовых кислот, растворимых в воде, щелочах и кислотах. Гумины – гумусовые кисл., прочно связанные с мин.частью почвы. Гумин нерастворим в кислотах, щелочах, органических растворителях.

Определение группового и фракционного состава гумуса

Гумусовые вещества - гетерогенная система органических соединений сложного состава и строения. Поэтому всякая методика разделения гумуса на фракции до известной степени условна. В основе изучения качественного состава гумуса лежит методика И.В. Тюрина, основанная на выделении в раствор различных групп и фракций гумусовых веществ. Метод Тюрина известен в настоящее время в нескольких модификациях. Приводимая модификация Пономаревой-Плотниковой отличается от основной методики Тюрина тем, что длительная попеременная обработка почвы кислотой и щелочью для выделения прочно связанных гумусовых веществ заменена однократной обработкой 0,02 н. раствором NaOH при нагревании, что предотвращает гидролиз гуминовых кислот в процессе экстракции.

Схема разделения гумусовых соединений по методу Тюрина в модификации Пономаревой-Плотниковой предусматривает определение трех основных типов гумусовых веществ:

1) воскосмолы и битумы, растворимые в спиртобензольной смеси;

2) гуминовые и фульвокислоты;

3) гумин - нерастворимый остаток гумусовых веществ.

В составе гуминовых и фульвокислот выделяют несколько фракций, различающихся по формам связи с минеральными компонентами почвы.

Данная методика позволяет разделить гумус почвы на три фракции гуминовых кислот и 4 фракции фульвокисл. и гумин:

Гуминовые кислоты:

Фракция 1 – растворимая непосредственно в 0,1 н. NaOH из отдельной навески, свободная и связанная с подвижными полуторными окислами; фракция буных гуминовых кислот.

Фракция 2 – растворимая в 0,1 н. NaOH после предварительного декальцирования почвы, связанная с основном с Ca.

Фракция 3 – растворимая в 0,02 н. NaOH при 6-часовом нагревании на водяной бане, связанная с глинистыми минералами и неподвижными формами полуторных окислов.

Фульвокислоты:

Фракция 1-а – растворимая в 0,1 н. H2SO4 при декальцировании почвы, свободная и связанная с подвижными полуторными окислами («агрессивная» фракция).

Фракция 1 – растворимая в 0,1 н. NaOH из недекальцированной почвы (из отдельной навески) и связанная в почве с фракцией 1 гуминовых кислот.

Фракция 2 - растворимая в 0,1 н. NaOH после предварительного декальцирования почвы и связанная с фракцией 2 гуминовых кислот.

Фракция 3 - растворимая в 0,02 н. NaOH при 6-часовом нагревании на водяной бане, связанная с фракцией 3 гуминовых кислот.

Гумины – нерастворимый осадок почвы хар-ет прочность закрепления гумусовых в-в с глинистой фракцией или слабую степень гумификации орг. в-ва.

Кроме того, в торфах, в лесных подстилках и в горизонтах, обогащенных неразложившимися раст. остатками, определяется фракция воско-смол и битумов.

Количество гуминовых кислот фракций 1 находят по результатам определения углерода в непосредственной щелочной вытяжке, а фракции 3 - в щелочной вытяжке при нагревании. Количество гуминовых кислот фракции 2 находят путем вычитания количества ГК в непосредственной вытяжке из Сгк в щелочной вытяжке после декальцирования.

Подготовка образцов почв для определения группового и фракционного

состава гумуса:

Из воздушно-сухого образца почвы берут среднюю аналитическую пробу весом ~ 100 г. Так же как и при подготовке почвы для определения общего содержания гумуса, очень важно тщательно выбрать из почвы неразложившиеся растительные остатки. По мере отделения корешков почву аккуратно раздавливают в ступке и просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм.

Определение воскосмол и битумов

Это определение авторы метода считают необязательным для большинства минеральных почв и рекомендуют при анализе органического вещества торфяных почв и лесных подстилок. Для определения воскосмол и битумов навески почв (10 - 20 г) экстрагируют в аппарате Сокслета смесью спирта и бензола (1 : 1). Фракция определяется по весу после отгонки органического растворителя на водяной бане и высушивания остатка до постоянного веса при температуре 70 - 8O0C Содержание углерода в этой фракции принимается равным 72%.

Выделение фракций гуминовых и фульвокислот. Непосредственная щелочная вытяжка.

В эту вытяжку переходят свободные и предположительно связанные с подвижными полуторными окислами гумусовые кислоты - фракция 1 ГК и фракции 1 и 1-a ФК.

Ход анализа:

В коническую колбу на 300 - 400 см" берут навеску почвы от 2,5 до 20 г в зависимости от содержания в почве гумуса. Определение содержания гумуса должно предшествовать определению его качественного состава, так как величина навески устанавливается исходя из его процентного содержания в почве. Приливают цилиндром 200 см3 0,1 н. раствора NaOH, перемешивают и оставляют на ночь, закрыв колбу корковой пробкой. Затем приливают пипеткой 50 мл насыщенного раствора Na2SO4 для коагуляции илистых частиц, перемешивают и оставляют на 15 - 20 мин. После этого перемешивают еще раз и отфильтровывают через бумажный фильтр диаметром 15 - 17 см, перенося почву на фильтр. Первые порции фильтрата перефильтровывают, добиваясь абсолютной прозрачности фильтрата. В отдельных аликвотах 10-50 см3 вытяжки определяют общее содержание углерода органических соединений и содержание углерода фульвокислот.

Определение углерода гуминовых и фульвокислот в щелочных вытяжках:

Во все щелочные вытяжки, используемые при разделении гумусовых веществ по фракциям, переходят как гуминовые, так и фульво-кислоты. Для разделения гуминовых и фульвокислот эти вытяжки нейтрализуют кислотой. При этом гуминовые кислоты выпадают в осадок, а фульвокислоты остаются в растворе. Осадок гуминовых кислот отделяют центрифугированием или фильтрованием.

Общее содержание углерода гуминовых и фульвокислот в щелочных вытяжках

10 - 15 мл отфильтрованной вытяжки переносят в коническую колбу на 100 мл, добавляют на кончике скальпеля порошок прокаленной пемзы и выпаривают до последней капли на кипящей водяной бане. Окончательное досушивание осадка проводят в сушильном шкафу при температуре 80 - 90°С. Мокрое озоление и последующее определение содержания углерода по методу Тюрина.

Содержание углерода гуминовых кислот Аликвоту щелочной вытяжки 50 - 100 см3 берут пипеткой в коническую колбу на 200 см3. Прибавляют пипеткой двойное эквивалентное количество 1,0 н. раствора H2SO4. Концентрация свободной серной кислоты должна быть в подкисленной вытяжке около 0,05 н. и pH раствора 1,3 - 2,5. Осаждение гуминовых кислот концентрированной серной кислотой недопустимо. Раствор нагревают до 70 - 80°С, не доводя до кипения.

Образовавшийся осадок гуминовых кислот отфильтровывают через беззольный фильтр декантацией и промывают 2-3 раза слабым раствором серной кислоты (0,05 - 0,1 н. H2SO4).

Воронку с осадком гуминовых кислот на фильтре вставляют в ту же колбу, в которой проводилось осаждение, так как на их стенках всегда остаются частицы гуминовых кислот. На фильтр из промывалки приливают небольшие порции раствора 0,1 н. NaOH. Раствор переносят в мерную колбу на 100 см3 щелочным раствором 0,1 н. NaOH и им же доводят объем до метки, перемешивают.

В этом растворе определяют общее содержание углерода согласно методике (по методу Тюрина). Оно соответствует содержанию гуминовых кислот в щелочной вытяжке. Содержание углерода фульвокислот вычисляют по разности между общим содержанием углерода щелочной вытяжки и содержанием углерода гуминовых кислот.

Декалъцирование почвы

В эту вытяжку переходит только так называемая агрессивная фракция фульвокислот - фракция 1а. Ход анализа: Навеску почвы берут такую же, как и для непосредственной щелочной вытяжки и переносят ее в колбу на 250 см3. Приливают цилиндром 200 CMj 0,1 н. раствора H2SO4, периодически перемешивая раствор, и оставляют на 24 ч. При изучении состава гумуса в почвах с большим содержанием полуторных окислов (подзолистые, бурые лесные и др.) следует брать для декальцирования 0,5 н. раствор H2SO4. Колбы должны быть закрыты пробками во избежание попадания пыли.

На следующий день вытяжку отфильтровывают декантацией в колбу на 500 - 1000 CMj через рыхлый фильтр. После того как раствор отфильтрован, в стакан с почвой добавляют небольшими порциями 0,1 н. раствор H2SO4, перемешивают и продолжают фильтровать декантацией.

Затем всю навеску переносят на фильтр и продолжают промывание почвы на фильтре, периодически проводя пробу на кальций. Промывание почвы кислотой продолжают до полного вытеснения кальция. Затем промывают 2-3 раза водой, слабо подкисленной серной кислотой, для удаления из почвы излишней серной кислоты.

Пробу на кальций можно делать со щавелевокислым аммонием или с мурексидом. В стаканчик на 250 см" берут порцию фильтрата, нейтрализуют раствор аммиаком (если выпадает осадок полуторных окислов, его отфильтровывают), прибавляют 2 см" насыщенного раствора щавелевокислого аммония, оставляют на 15 мин в теплом месте. Полное отсутствие белого осадка щавелевокислого кальция указывает на полноту осаждения. Пробу на кальций можно делать и тригонометрически.

Фильтрат переносят в мерную колбу на 500 - 1000 см3, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Карбонатные почвы декальцируют раствором соляной кислоты. К навеске почвы приливают количество 1 н. раствора HCl, приблизительно эквивалентное содержанию карбонатов или, если содержание карбонатов неизвестно, то раствор соляной кислоты приливают небольшими порциями при постоянном помешивании до прекращения вскипания. Затем прибавляют-200 - 250 см3 0,1 н. HCl и проверяют полноту осаждения карбонатов. Концентрация свободной HCl в растворе должна быть близка 0,1 н. На следующий день отфильтровывают, промывают сначала 0,1 н. раствором HCl до удаления Ca2+, а затем 0,1 н. раствором H2SO4 до удаления хлорид-ионов.

Наличие в солянокислой вытяжке большого количества хлор-ионов, которые окисляются хромовой смесью, мешает определению углерода. Поэтому для приблизительного учета кислоторастворимой фракции органического вещества в образцах почв, содержащих карбонаты, отдельную навеску почвы заливают 0,1 н. раствором H2SO4 (200 см"), как описано выше для некарбонатных почв, и определяют в ней органический углерод. В этом случае навеску почвы на воронке не промывают, и доводить фильтрат до определенного объема не требуется.

В аликвоте вытяжки (50 - 100 см") определяют общее содержание органического углерода. Для этого предварительно аликвоту, перенесенную в коническую колбу на 250 мл нейтрализуют сухой содой (~ 0,2 -2 г) до начала выпадения полуторных окислов. Затем определение проводят так, как описано в на с. 224 для щелочных вытяжек. При этом нужно иметь в виду, что органические вещества в кислой вытяжке легко подвергаются микробиологическому разложению, поэтому определение должно быть проведено в течение 2-3 дней с момента получения вытяжки.

Щелочная вытяжка после декачьцирования почвы

В эту вытяжку переходят гуминовые и фульвокислоты, связанные в почве с кальцием, и растворимые в щелочи только после декальциро-вания почвы - фракции 2 ГК и ФК. Ход анализа: Сразу после декальцирования почв влажные навески тщательно и осторожно смывают с бумажного фильтра в те же колбы 200 см" 0,1 н. раствора NaOH (из промывалки). Эта операция требует большой тщательности и осторожности. Колбу закрывают воронкой диаметром 10 - 15 см с коротким и широким концом. Остатком щелочи обмывают широко-горлую воронку, вставленную в колбу. Если взятого количества щелочи недостаточно для смывания почвы с фильтра, следует добавить в про-мывалку еще 50 или 100 см3 раствора 0,1 н. NaOH и продолжать смывание. После того как навески почвы полностью смыты с фильтра в колбы, их закрывают пробками или стеклами и оставляют на 20 - 24 ч, периодически встряхивая.

На следующий день приливают пипеткой 50 мл насыщенного раствора Na2SO4 для коагуляции тонких илистых частиц и ускорения фильтрации, перемешивают и оставляют на 10 - 15 мин. Затем снова перемешивают и сразу отфильтровывают через плотно пригнанный к воронке бумажный фильтр, перенося на него раствор вместе с почвой.

Остатки почвы в колбе и на воронке промывают 1 - 2% раствором Na2SO4 до полного или почти полного обесцвечивания промывных вод. Щелочную вытяжку вместе с промывными водами переносят в мерную колбу, доводят до метки водой и перемешивают.

В отдельных аликвотах вытяжки определяют общее содержание органического углерода и углерода гуминовых кислот (по методу Тюрина). Углерод фульвокислот вычисляют по разности между общим углеродом щелочной вытяжки и углеродом гуминовых кислот.

Щелочная вытяжка при нагревании: В эту вытяжку переходят гуминовые кислоты и фульвокислоты, прочно связанные с глинистыми минералами и устойчивыми формами полуторных окислов (фракции 3 ГК и ФК). Ход анализа:

Остаток почвы после предыдущей щелочной вытяжки в сыром состоянии смывают в ту же колбу на 200 мл 0,02 н. раствором NaOH, подогретым до 70 - 80°С. Колбу накрывают часовым стеклом во избежание испарения жидкости и нагревают на кипящей бане в течение 6 ч. Охлаждают вытяжку до комнатной температуры и приливают цилиндром 50 мл насыщенного раствора Na2SO4. Отфильтровывают и промывают остаток почвы на фильтре, как описано для предыдущей вытяжки. Вытяжку вместе с промывными водами переносят в мерную колбу, доводят до метки водой, перемешивают и определяют общее содержание органического углерода и углерода гуминовых кислот (по методу Тюрина).

Определение остатка гумуса (гумина): Углерод гумина авторы метода рекомендуют определять по разности между общим содержанием органического углерода в почве и суммарным содержанием углерода в кислотной вытяжке при декальцировании, щелочной вытяжке после декальцирования и щелочной вытяжке при нагревании.

Вычисление рез-ов:

Содержание углерода восков исмол в % к почве: % С воско-смол = (q*0.72*100)/p, где q – найденное в опыте кол-во восков и смол(г), р – навеска почвы (г).

Содержание общего С в кислотных и щелочных вытяжках, а также С гуминовых кислот вычисляют в % к почве: %С = ((а-b)*н*0,0003*100)/р, где а – кол-во соли Мора(мл), пошедш. на титрование 10 мл хромовой смеси в холостом титровании; b – кол-во соли Мора на титрование избытка хромовой смеси после окисления гумусовых в-в; н – нормальность раствора соли Мора; 0,0003 – коэф. пересчета на 1 г С при 0,1н р-ре соли Мора; р – навеска почвы (г).

Содержание фульвокислот в щелочных вытяжках вычисляют по разности между общим содержанием в них С гумусовых в-в и С гуминовых кислот.

6. Определение валового содержания полуторных окислов. Полуторные окислы Al2O3 и Fe2O3 по количеств. содержанию в почве занимают второе место после SiO2, т.к. алюмосиликаты, феррисиликаты и алюмоферрисиликаты являются наиболее растпростр. соединениями кремния в земной коре. Определение суммы полут.окислов позволяет установить распределение R2O3 по почвен. профилю и тем выявить направление почвообраз.процесса, а также получить данные о содержании Al2O3, если содержание этого окисли определяют по разности. Выделение полут.окислов из раствора м/произвести двумя способами: аммиачный и ацетатный. Аммиачный метод применяют в случае бескарбонатных почв, т.е. когда содержание R2O3 больше содержания Са и Mg. В карбонатных почвах и известняках, а также в марганцовожелезистых образованиях с содеражнием MnO выше 1% выделение Fe и Al из раствора проводят ацетатным методом.

Аммиачный метод: Взаимодействие Fe и Al с раствором аммиака ведет к выделению из р-ра гидроокисей Fe и Al. В осадок выпадает также фосфорн.кисл. Осаждение происходит при рН=3-5. В этих условиях вместе с гидроокисями Fe и Al осаждаются гидроокись Ti и др. элем. Ход анализа: Берут 50-100 мл фильтарата от кремниевой кислоты помещ. в хим.стакан. Нейтрал-ют большую часть кислоты 25%-ым р-ром NH4OH. Слабокислый р-р нагревают до кипения, снимают с огня, прибавляют 2-3 капли индик. метилового красного. Осаждают полут.окислы 10% р-ром NH4OH полностью, его приливают пока окраска не перейдет из красной- в желтую. Отстоявшийся до полной прозрачности горячий р-р фильтруют. Осадок на дне декантацией переносят на фильтр горячим 2% р-ром NH4NO3(слабощелочн.реакции). Продолжают промывание осадка на фильтре горячей промывной жид-тью (до отсутствия Cl- в пробе фильтрата). Далее переосаждают осадок, чтобы очистить его от примесей. Для этого осадок вместе с фильтром переносят в стакан, приливают 5-10 мл HCl и растворяют в ней осадок. Прибавляют 50-100 мл дистил. воды, нейтрал-ют крепким аммиаком до слабокислой реакции. Р-р нагревают, и проводят вторичное осаждение гидроокисей разбавленным 10% р-ром NH4OH. Отстоявшийся р-р фильтруют. Все частички осадка тщат. переносят на фильтр. Промывают фильтр горячим 2% NH4NO3 (до отсутствия Cl-). Фильтраты от первого и второго осаждения соединяют, перемешивают и выпаривают в стакане до объема 150-200 мл для последующего определения Са. Промытый и высушенный осадок R(OH)3 помещают в тигель и ставят в холодную муфельную печь. Прокаливание ведут до постоянного веса при 900-1100 град. Кроме полуторных окислов, осадок содержит Ti и Р, и др. элем. Состав этого осадка лбычно изображают: R2O3+TiO2+P2O5.

Ацетатный метод: Ацетат Na образует с солями Fe растворимые комплексные соли вишнево-красного цвета. При разбавлении водой комплексная соль гидролизуется с выделением красно-бурого осадка основного ацетата натрия. Вместе с Fe выделяется Al, кот. дает белый аморфный осадок основной соли. Выделяющаяся уксусная кисл. образует с ацетатом Na буферную смесь с опред. концентрацией Н+, что позволяет в силу гидролиза полностью выделить Fe и Al из р-ра и отделить от др.компонентов. растворяя осадок в соляной кисл., вторично осаждают полут.окислы аммиаком, и после прокаливания определ. содер. R2O3 в р-ре. Ацетатным методом пользуются для выделения полут. окислов когда в р-ре много Са и мало Fe и Al (известяки и жесткие грунтовые воды). Ход анализа: Берут пипеткой из мерной колбы 50 мл фильтрата от кремниевой кислоты, выпаривают почти досуха, чтобы удалить избыток HCl. Выпарившиеся при выпаривании соли растворяют в небольшом кол-ве воды. Нейтрализуют оставшуюся кислоту р-ром соды до появления мути от карбонатов. Прибавляют 15-20 мл 10 % CH3COOH или CH3COONH4, перемешивают. Приливают 75-80 мл гор. дистил воды, кипятят 30-40 мин. По окончании кипения – нагрев прекращают. Как только осадок соберется на дне, быстро фильтруют.Промывают осадок горячим 1% р-ром ацетата Na до отсутствия Cl-. Воронку с осадком переносят под др. стакан и растворяют осадок в горячей 10% HCl. Далее проводят осаждение и определяют R2O3 аммиачным методом.

10. Определение содержания обменных катионов в почве

Для вытеснения обменных катионов из ППК используются растворы хлористого аммония, хлористого натрия, хлористого калия и уксуснокислого аммония.

Наиболее мягким вытеснителем является ацетат аммония. При взаимодействии его с кислыми, не насыщенными основаниями почвами образуется уксусная кислота, относящаяся к слабым кислотам и не оказывающая сильного разрушающего воздействия на почву. В случае использования в качестве вытеснителей хлоридов К, Na, NH4+ образуется соляная кислота, относящаяся к разряду сильных кислот и способная переводить в раствор необменные формы катионов и значительные количества полуторных окислов.

Недостатком вытяжки ацетата аммония является то, что при комплексонометрическом определении обменного Ca и Mg необходимо предварительно разрушать ацетатгион и те органические вещества, которые перешли в вытяжку. Однако при определении Ca и Mg методом атомной адсорбции, а калия и натрия методом пламенной фотометрии разрушение ацетат-ионов проводить не следует.

Определение обменных катионов в ацетатно-аммонийной вытяжке

Ход анализа.

2 - 10 г воздушно-сухой почвы отвешивают в фарфоровую чашку и промывают декантацией 1,0 н. раствором уксуснокислого аммония с pH 7,0 до прекращения реакции на кальций.

По окончании вытеснения доводят объем раствора в мерной колбе до метки и перемешивают. В полученной вытяжке проводят определение обменного калия и натрия на пламенном фотометре, кальция и магния трилонометрически.

Реактивы

1. Раствор CH3COONH4 LO н. с pH 7,0. Приготовление см. в ПРИЛОЖЕНИИ. Реактив долго не хранится, его следует готовить перед проведением определения.

2. 10%-ный раствор HCl: на приготовление 1 дм3 раствора этой концентрации расходуется 236,4 см3 концентрированной HCl (d= 1,19).

27. Методика определения белкового азота в растениях:

В растительных тканях содержание белков обычно ниже, чем содержание углеводов, тем не менее, по значимости белки являются главным компонентом растительных клеток.

Методы определения содержания белкового азота широко используются для расчета количества белков и оценки качества растительной продукции в пищевой промышленности, в агрохимии для оценки влияния удобрений и других агротехнических факторов на качество получаемой продукции.

Ход определения: 1—2 г мелко размолотого растительного вещества помещают в химический стакан на 100—150 мл, размешивают в 50 мл горячей дистиллированной воды и нагревают до кипения. Затем приливают 25 мл раствора медного купороса, смесь размешивают и добавляют 25 мл раствора NaOH. Образуется основная соль сернокислой меди, которая и осаждает белки. Стакан с содержимым ставят на отстаивание в течение 1,5 ч, а затем сливают декантацией в колбу с фильтром. Осадок, остающийся на фильтре, многократно (не менее 10—12 раз) промывают кипящей дистиллированной водой, сливая каждый раз промывную воду на фильтр. Промывание продолжают до прекращения появления мути в промывных водах от прибавления 10 капель 5%-ного раствора хлорида бария. Промытый осадок подсушивают вместе с фильтром на воронке в термостате при t=50-60⁰C, затем фильтр сворачивают и опускают в колбу Кьельдаля для сжигания. В эту же колбу приливают 10-15 мл концентрированной серной кислоты с растворенным селеном, оставляют на 5-6 часов для медленного взаимодействия кислоты с осадком. Затем в колбу приливают 1-2 мл 30%-ого пергидроля, устанавливают колбу на газовую установку и озоляют при медленном кипении. Озоление ведут до осветления раствора. Затем раствор золы из колбы Кьельдаля количественно переносят в мерную колбу на 100 мл. Отгон аммиака проводят на аппарате Кьельдаля для макроопределений, используя в приемнике раствор борной кислоты. Содержимое приемника титруют 0,01 н. раствором серной кислоты.

Содержание белкового азота вычисляют по формуле:

х= ,

где а - количество 0,01н. серной кислоты на титрование исследуемого раствора, мл; в - количество 0,01н. серной кислоты на титрование контроля, мл; Т-поправка к титру 0,01н. серной кислоты; Н-масса абсолютно сухого растительного материала, г; V – исходный объем озоленного растительного вещества, мл; V₁- объем озоленного растительного вещества, взятого для отгона аммиака, мл; 0,0014 – количество азота, г, которое связывается с 1 мл точно 0,01 н. серной кислоты.

Содержание белка вычисляют умножением содержания белкового азота (%) на коэффициент 6,25 (или на коэффициент, соответствующий зерновым культурам – 5,7).

28. Определение клетчатки весовым методом

Клетчатка - органическое вещество, на долю которого приходится 90% всей биомассы на нашей планете. Она составляет основную массу пожнивных остатков, растительного опада, лесной подстилки. Клетчатка необходима для нормальной работы желудочно-кишечного тракта человека и животных, она труднодоступный, но основной источник углерода для почвенной биоты, трансформация клетчатки - важный процесс для формирования гумуса почвы и обмена биогенных элементов в ней.

Чистая клетчатка или целлюлоза - полисахарид, нерастворимый в воде, но набухает в ней, нерастворим и в слабых кислотах.

Ход анализа

Навеску воздушно-сухого материала, грубого размола предварительно пропущенного через сито с диаметром отверстий 2 мм берут на аналитических весах (1 ± 0,0001 г), помещают в сухую коническую колбу на 300 CMj. В колбу приливают 30 см" смеси концентрированной азотной и уксусной кислот (1:20), плотно закрывают резиновой пробкой с обратным холодильником. Предварительно пробки покрывают фольгой или целлофаном, так как резина в этих условиях разрушается.

Колбу помещают на кипящую баню на 1 - 2 ч, периодически перемешивая содержимое. Надосадочная жидкость в процессе выщелачивания и окисления органики приобретает красно-бурую окраску, а навеска осветляется.

Рыхлый бумажный фильтр подбирают по диаметру воронки Бюх-нера и вырезают так, чтобы диаметр фильтра был больше нее на 2 см. Фильтры доводят до постоянного веса при 105°С, взвешивают с точностью до 0,0002 г и помещают в эксикатор.

Готовят воронку Бюхнера для горячего фильтрования. Бумажный фильтр осторожно укладывают на дно воронки, формируя «блюдце» с загнутыми краями. Воронку вставляют в колбу Бунзена.

Для плотного прилегания к воронке фильтр слегка смачивают горячей водой. Пропускают сначала кипящую воду, чтобы нагрелась воронка. Затем фильтруют горячую суспензию из конической колбы. Для отсасывания надосадочной жидкости подключают водоструйный насос.

Осадок клетчатки количественно переносят на фильтр и на фильтре 4-5 раз промывают горячей дистиллированной водой. Воду тщательно отсасывают. Затем отключают насос и клетчатку промывают два раза, используя по 10 см" раствора горячей 0,2 M спиртовой щелочи, которая извлекает смолы, дубильные вещества, остатки жира, воска, частично белок.

Осадок после этого еще 4-5 раз промывают горячей дистиллированной водой, тщательно отсасывают воду, подключая насос. Чистую клетчатку обрабатывают после этого 10 см3 этилового спирта для обезвоживания.

Фильтр с осадком осторожно вынимают из воронки, помещают на часовое стекло, высушивают в шкафу при 1050C до постоянного веса, помещают в эксикатор и взвешивают. Обычно проводят два-три взвешивания.

Расчет

(а-Ь)'100

Содержание клетчатки [%] = -^-~ }

где а - масса фильтра с осадком, г; b - масса фильтра, г; H- масса навески, г.

32.2. Определение группового состава фосфатов в почве

В зависимости от генетического типа почв состав минеральных форм фосфатов в них различен. В карбонатных и переизвесткованных почвах преобладают разнообразные формы фосфатов кальция (ди-, октакальцийфосфаты и др.), в слабокислых почвах - фосфаты кальция и полуторных окислов (гидроксила, фторапатитов, варисцита и др.), в кислых почвах - фосфаты полуторных окислов (R2O3 - варисцита, стрен-гита, баррандита и др.). Исследователями было выделено и идентифицировано около 200 различных минеральных соединений фосфора, устойчивость которых зависит от почвенных условий, в частности от кислотности, активности катионов (Ca2+, Mg2+, АГ+, FeJ+), применяемых удобрений, известкования, гипсования, орошения и т.д. В связи с этим одна и та же форма фосфорного соединения в различных почвенных условиях может иметь различную ценность для питания растений.

Для определения минеральных форм фосфатов в почвах у нас в стране широко используются методы Чирикова (1939, 1947), Чанга-Джексона (1957) и Гинзбург-Лебедевой (1971). Метод Чирикова основан на том, что навески почвы многократно обрабатываются различными кислотами - слабой 0,06 н. H2CO3, более крепкой 0,5 н. CH3COOH и еще более сильной 0,5 н. HCl - до полного вытеснения фосфатов из почвы данным растворителем. В результате в раствор переходят отдельные группы соединений почвенных фосфатов, различающихся по растворимости и доступности растениям. Одновременно после обработки почвы

0,5 н. раствором соляной кислоты выделяют с помощью 3 н. раствора аммиака (NH4OH) фракцию органических кислот. По разности между содержанием валового фосфора в почве и суммой извлеченных органических и минеральных форм фосфора в почве определяют содержание группы труднорастворимых фосфатов почвы.

51. Лизиметрический метод исследований. Основные конструкции лизиметров. Изучение выщелачивания орг. и мин. соед. из почвы и внесенных в нее удобр., контроль за динамикой влаж., просачиванием атмосферных осадков и проливных вод и вымыванием с ними пит. элем-ов с пом. спец. приборов – лизиметров называют лизиметрич. исследованиями. С пом. лизиметров изучают потери пит. в-в в зав-ти от норм, сроков, форм и способов внесения удобр. под посевами и без раст. с целью обоснованного определения необходимого баланса пит. в-в в почве. В лаборат. условиях в лизиметрах изучают законом-ти и скорости передвижения воды и содержащихся в ней пит. в-в через определенные слои почвы для обоснования и разработки рациональных приемов и способов внесения и заделки удобр.

Существует несколько конструкций лизиметров, отличающихся приспособлениями для сбора просачивающихся вод и растворенных в них в-в. Лизиметры изготавливают различных размеров в виде цилиндров, кубов, параллелепипедов или воронок (Эбермайера), причем стенки и дно лизиметров д/б из влагонепроницаемых материалов: бетона, металла, кирпича. Металлич. лизиметры покрывают консервантами (эмалью, цинком) для предотвращения коррозии. Для стока воды дно лизиметра д/иметь уклон в опред. сторону, где имеется отверстие, через кот. просочившаяся вода через трубки соединяется с приемником для сбора фильтрата. Для улучшения стока просочившейся воды на дне лизиметра укладывают дренирующий слой из гравия, песка или щебня.

Различают лизиметры по состоянию наполненной в них почвы: с почвой естественного сложения и с насыпной почвой. При насыпной почве ее предварительно просеивают и набивают послойно с сохранением природной последовательности размещения генетических горизонтов, причем при набивке каждый слой уплотняют до естеств. объема.

Для сравнительных исследований лизиметры размещают группами по 10 шт. и более в два и более рада с опред. расстоянием между ними, вкапывая их в грунт так, чтобы уровень почвы в них совпадал с поверх-тью окруж. среды. Для длит. многолет. исследований лизиметры делают из бетона с площадью поверх-ти каждого 1-4 м2. Располагают лизиметры парами рядов, между каждой пары рядов делают подземный коридор, в кот. выходят трубки из каждого лизиметра со сменными приемниками для сбора фильтрующихся растворов.

Метал. и пластмассовые лизиметры применяют для работы с насыпными почвами и с почвами естеств. сложения. Наиболее удобны для работы с почвами естеств. сложения лизиметрические воронки, т.к. они не имеют боковых стенок.

Т.к. вымывание пит.в-в из почвы непосредственно связано с просачиванием влаги сквозь нее, рез-ты исследований в лизиметрах в значит. степени зависят от конструкции лизиметров, глубины их , времени наблюдений, наличия растений и др. факторов, влияющих на интенсивность просачивания влаги.

52. Значение вегет. метода при изучении питания растений. Развитие методики вегет. метода. Вегетационный метод имеет большое значение при исследовании необычайно сложных процессов взаимодействия растения, удобрения и почвы. Благодаря детальному расчленению фактов роста культур и их регулированию он позволил установить закономерности этого взаимодействия, что очень важно для правильного применения удобрений.Сущность вегетационного метода заключается в выращивании растений в искусственных условиях. Опыты ведутся в стеклянных или железных сосудах различной емкости. Средой для роста корней служит чистый кварцевый песок или дистиллированная вода. Удобство вегетационного метода состоит в том, что он дает возможность полного контроля за составом и концентрацией питательных веществ.

Благодаря вегетационному методу было совершенно точно установлено, какие элементы необходимы для нормального питания растений, а также выявлено, в виде каких соединений растения способны их усваивать. Вегетационными опытами были решены и сложные проблемы усвоения растениями аммиачного и нитратного азота, использования разными культурами фосфора из труднорастворимых фосфатов и др. Вегетационный метод позволил установить потребность растений в питательных веществах в разные периоды их роста.

Широкое использование вегетационного метода сыграло большую роль в развитии физиологии растений и агрохимии при выяснении вопросов механизма питания растений ( поступление и превращение элементов питания, их обмен), роли отдельных элементов и факторов ( тепло, свет, влага, питательные вещества, субстрат) в создании урожая и его качестве, выявлении наилучших видов, форм и доз удобрений, изучении свойств почв в связи с их влиянием на рост растений и отзывчивость их на удобрения, а также для оценки быстрых методов определения потребности растений в удобрениях.

Только с помощью вегетационного метода открыта роль микроэлементов в жизни и питании растений. В стерильных культурах показано и частичное усвоение растениями органических веществ, поступающих через корни. Этим же методом детально изучено отношение растений к неблагоприятным свойствам почв ( кислотность, щелочность, засоленность и пр.).

Впервые вегет.опыт был проведен бельгийским ученым Ван Гельмонтом в 1629г. в Брюсселе. А первые попытки постановки вегет.опытов – в сер. 18 в., основоположником явл. Жан Бусенго. Одним из важных условий выполнения вегет.опытов явл. выбор среды, кот. обеспечивала бы норм. рост и разв. раст. и позволяла бы изучить влияние отд. факторов. Такой средой были предложены – вода и песок. В 50г 19 в. Кноп и Сакс разработали пит. среду для норм. роста и разв. раст. в дистил.воде. В 60г. 19 в. Гельригель разраб. среду для песка. В конце 19 в. в Германии были проведены первые полевые опыты с удобр., в кот. изучались виды, дозы, формы удобр. и влияние их на урож-ть культ. Полученные данные носили противореч. хар-р. Эти данные позволили Вагнеру прийти к выводу, что при изучении какого-либо приема все остальные факторы д/б одинаковы. Он предложил в вегет. опыте наряду с водой и песком исп-ть истощенную почву. Заслугой рус. агрохимии явл. выдвижение на первый план в изучении питания раст. тесных взаимосвязей между условиями пит-я раст. и обменом в-в. Менделеев и Тимирязев положили начало в нашей стране системат. науч. исслед-ий в области пит-я и примен-я удобр. с исп-ем вегет. метода исслед-ий. Менделееву принадлежит инициатива в постановке опытов в разл. почв.-клим. усл. (в 1866г). Заслуга Тимирязева закл. в том, что в развитие агрохимии он ввел вегет. метод исслед-ий и под его руководством в 1872 г. на тер-рии бывшей Петровской с/х академии был впервые посторен вегет. домик. Ученик Тимирязева – Прянишников – развивал физиол. направление в агрохимии, противопоставляя его чисто хим. Ученик Прянишникова – Коссович – он доказал в стерильных условиях спос-ть высш.раст. усваивать аммиачн. азот без перевода его в нитратный. Гедройц – он установил 5 видов поглотит. спос-ти, он изуч. влияние рамеров вегет. сосудов, св-в почвы и др. на рост и разв.раст. Энгельгардт – он впервые начал работы по исп-ию в качестве удобр-я фосфорит. сырья (фосфорит. мука).

Вегет. методу исслед-ий принадлежит осн. роль при постановке агрохим. опытов. Следует помнить, что вегет. опыт проводят в исключит. обстановке и полученные рез-ты нельзя полностью переносить в поевые условия.

54. Схемы вегет. опытов принципы их построения. Почвенные культуры. Первым обязательным условием результативности опытной работы явл. точная формулировка цели и задач опыта с указанием конкретных условий его проведения, т.е. составление целенаправленной схемы опыта и программы исследований. При составлении схемы опыта руководствуются принципом единственного различия между отдельными вариантами. Сравниваемые варианты д/отличаться изменением того условия, выявление действия которого и является задачей сравнения, все другие условия д/б одинаковы.

Вариант – часть опыта, в которой проводят сравнение продук-ти раст., выращ-ых в одном или неск. сосудах при неоднородных условиях. Схема опыта – сов-ть всех вариантов, кот. сравниваются между собой. Варианты, с пом. кот. устанавливают степень чувствительности растений к изучаемому фактору, наз. контрольным. В качестве контроля м/б один или неск. вариантов. В агрохим. исслед-ях контролем м/б: вариант без удобр.; фон; стандарт. удобр. Для получения достоверных рез-ов обязательно неоднократное повторение схемы опыта в пространстве и во времени. Повторность- число одинак. вариантов, примен. в опыте для устранения возможных случайных отклонений. В опытах с зерновыми, зернобобов. культ. и травами лучше 3-4 повторности, с картофелем, корнеплодами, капустой, огурцами – 5-6 повторностей.

Схемы исследований в вегет.опыте м/б различными. Напр.: тема: определение действия осн. видов удобр. на Д/П почве. Схема: 1. Контроль.2.N.3.P.4.K.5.NP.6.NK.7.PK. 8.NPK. Схема Вагнера (сокращ.): 1.Контроль.2.NP.3.NK.4.PK.5.NPK. Схема Митчерлиха: 1. NP.2.NK.3.PK.4.NPK. Тема: Действие разл. доз аммиач.селитры на урож-ть и качество зерна оз.пшен. Схема: 1. Контроль.2. N-1,PK.3.N-2,PK.4.N-3,PK.

Почвенные культуры. В зависимотсти от поставленной задачи, исп-ют водные, песчаные, почвенные культуры и др. Наиболее часто – почв.культ. В этом случае раст. выращив. в почве, что приближает к естеств. условиям. Этот метод исп-ся для изучения взаимодействия удобр. и почвы, почвы и раст., для изуч. св-в почвы и удобр. Недостаток метода – в дан. случае есть ограниченность объемов почвы, поэтому корн. сист. располагается более скручено. В этом случае раст. будут сильно реагировать на недоствток к-л элем. пит. В этом случае м/сделать не совсем верный вывод о влиянии элем. пит., роли их в росте раст.. Также недостаток – для опыта исп-ся почва пахотного горизонта, поэт. получен. данные счит-ся предварит-ыми.

55. Техника закладки и проведения опытов в почв. культурах. Почвенными культурами называют опыты, в которых раст. выращивают в сосудах, наполненных почвой. Это наиболее распространенная модификация вегет. метода. При постановке опытов осуществляется ряд основных последовательных операций. Подготовка вегет.сооружений. Перед закладкой все сооружения тщательно отчищают от прошлогодних остатков. Стеллажи моют, высушивают, красят. Подготовка сосудов и дренажа. Все сосуды моют внутри и снаружи водопровод.водой, высушивают, затем внутри наносят слой эмалевой краски, затем слой доммарового лака. Лакировку сосудов проводят в тканевых и резиновых перчатках мягкой тряпочкой, но не кисточкой. Покраску лаком проводят перед кажд. набивкой сосудов. Снаружи сосуды красят бел. краской, а затем ставят номера лаком. Тарирование сосудов – подбор сосудов по высоте и весу. Уравновешивают сосуды битым стеклом, галькой. Подобранные сосуды не д/отличаться др. от др. по весу более 100г., а по высоте – не более 0,5 см. Также подбирают и поддоны. Тщательная подготовка сосудов необходима, чтобы м/б заранее спланировать схему и число повторностей. При исп-ии дренажа в виде битого стекла и гальки, их выдерживают в теч. неск. дней в стекл. сосудах или двухромовокислом калии. Затем тщат. промыв-ют водой, споласкивают дистил.водой, и высушивают. Подготовка почвы. Для закладки опыта берут почву типичную для данной зоны. При этом необходимо знать тип, подтип, вид почвы, историю участка, с кот. б/отбираться почва. Особое внимание обращается на удобрен-ть участка. Обычно почву заготавливают с глубины пахот. горизонта, когда почва не мажется. Общее кол-во почвы зависит от числа сосудов и емкости их. К этому кол-ву добавляют 25 % на разл. потери. Если почва влажная – 40 %. При постановке опытов с азотн.удобр. почву отбирают рано весной, а для фосфорн.удобр. – летом для след. года. Нельзя отбирать почву на делянках, где вносились мин. и орг. удобр. Почву перевозят навалом или в мешках к вегет. опыту. Отбор почвы, перевозку и подготовку нужно рассчитать так, чтобы почва не успела высохнуть до набивки сосудов (1-2 дня). Привезен. почву – перемешивают, удаляют примеси. Затем ее просеивают через сито или грохот с диаметром ячеек 2-3 см. При этом грохот ставят под углом 45 градусов и на него в верх. части бросают почву. Удобрения. Почв. культ. изучают влияние различ. удобр., а также м/исп-ть хим. соли. Они вносятся в виде порошка, гранул или растворов. На сосуд с 5-8 кг почвы вносят: N=0.35-0.75г., P=0,3-0,5г., К = 0,3-0,5г. Рекомендуют для зерновых: N=0,15г., P=0,1г., К = 0,1г.; картофеля: N=0,12, P=0,2, К = 0,28; бобовые: N=0,1, P=0,15, К = 0,15. Набивка сосудов. На дно подготовленного сосуда кладут кружок из марли соот. диаметра. На марлю укладывают дренаж (стекло, гравий), сверху кладут марлевый кружок, диаметр кот. на 2-3 см больше диаметра сосуда. Этот кружок прижимают в стенкам точно отвешенным (300-400 г) увлажн. кварцев. песком (на 100 г песка – 15 мл воды). Затем в дренаж строго вертикально на расстоянии 1-1,5 см от стенки устанавливают стеклян. трубочку и приступают к набивке сосуда. Набивку сосудов нужно провести в 1 день. Обычно ее выполняют 3 чел. Первый – взвешивают почву, второй- вносит в почву удобр. и растворы, третий- перемешивает почву и набивает сосуды. Почва отвешивается в вегет. сосуде или ведре для кажд. сосуда отдельно. Затем ее пересыпают в эмалир. таз, тщат. перемешивают, вносят удобр. , перемеш., затем горстями насыпают в сосуд, периодич. уплотняют легк. нажатием руки. Поверх-ть почвы в сосуде выравнивают, уравень почвы не д/доходить до края сосуда на 1,5-2 см. Посев. Чаще проводят проросшими наклюнувшими семенами. Перед посевом пов-ть почвы выравнивают, слегка увлажняют. Затем шаблоном делают гнезда, куда кладут семена. Сверху засыпают почвой, предварительно выбранной из сосуда. В зав-ти от размера семян, посев проводят на 0,5-2 см. Сверху засыпают кварц. песком – 200г на сосуд (чтобы не образовывались корки, предохраняет от перегрева раст.). В сосуде диаметром 15 см необходимо оставить: клевера, люцерны – 20-25 шт раст.; злаковые, лен, гречиха – 15-20; горох, бобы, люпин – 10-15; карт- 1. Однако кол-во семян, высеваемых в сосуд д/б на 5-10 шт. больше. Сосуды устанавливают на стеллажи по повторностям. Через 2-3 дня после появления всходов, лишние раст. удаляют пинцетом. Полив. При проведении опытов в сосудах необх. поддерживать определ. влаж-ть. Полив производят ежедневно в ранние утренние или вечерние часы дистиллированной водой (в водопроводной воде могут содержаться азот, фосфор и кальций, изменяющий реакцию среды). Влажность почвы в сосудах поддерживаем на уровне 60-70% от ПВ. Чтобы определить, сколько воды необходимо наливать в каждый сосуд, надо знать массу сосуда; массу песка, вносимого при набивке и посеве; массу каркаса; массу абсолютно сухой почвы и найденного количества воды, необходимого для полива. Наблюдения. В период вегетации проводят фенологические и биометрические наблюдения – сроки наступления фаз развития, количество стеблей на одно растение, высота стеблей и др. При этом все полученные значения заносятся в журнал, где регистрируются данные по каждому сосуду в отдельности. Уборка и учет урожая. За 3-4 дня до уборки полив прекращ. Растения убирают в фазу полной спелости. Уборку урожая следует проводить одновременно со всех сосудов. Растения срезают у самой поверхности почвы, убирают в пакеты, а затем высушивают до воздушно-сухого состояния. Затем урожай обмолачивают и взвешивают. Расхождения между повторностями д/б не более 5-10%. В убранном урожае проводят биохимические анализы. После уборки урожая отбирают почвенные образцы для агрохимического анализа.

56. Песчаные и водные культуры. Песчаные культ. – исп-ют кварц. песок, кот необходимо отмыть от разл. примесей. Для этого в стекл. сосуд наливают конц. соляную кисл. и в нее всыпают песок. Оставл. на 5-6 ч. Затем песок промывают водой в теч. 1-5 ч. Затем промыв. дистил. водой в теч. 1-2 ч. Затем песок высушив. на открыт. месте. При изучении орг. в-ва песок прокаливают при 400 град. Сосуды для песч.культ. берут невысокие, т.к. водоподъемная сила песка маленькая, и раст. – не хват. воды. Для уравновешивания сосудов – исп. стекло, гравий. Для повышения влагоемкости песка добавляют мелкодробленое стекло. Песок исп-ся повторно. Техника закладки, уход, полив – как у почв. культур. Отличие в том, что в песч.культ. исп-ют пит. смеси.

Водные культуры. Субстратом явл. дист. вода. Раст. выращ-ют в стекл. цилиндрах или прямоуг. сосудах, объемом=3-10л., в зав-ти от особ-ей культ. Для водн. культ. предварит-но проращивают семена на увлажнен.фильтровальной бумаге, а затем проростки переносят на парафинированную сетку, положен. на кристаллизатор с разбавл. пит.раствором. После того, как корни достигли 5-7 см, раст. закрепл. в отверстиях крышки вегет. сосуда та, чтобы корни погрузились в пит. раствор. Пит. растворы готовят выс. концентрации (100-200 раз), а затем вносят в сосуд в мл. Необх. обеспечить аэрацию – она осущ-ся путем периодического продувания возд. через сосуд. Для этого в сосуд устанавливают прямую или изогнутую стеклян. трубочку. Немного не доходя до дна через трубку удал. избытки углекислоты. Воздух подают с пом. резиновой груши. Аэрацию проводят 1-2 раза в сутки в теч. 5-10 мин. Для предотвращения развития водорослей, сосуды затемняют; чаще – надевают черн. чехлы. Во избежание перегрева сосудов на солнце – сверху одевают бел. чехлы или белят. Недостаток метода – сложно поддерживать опт. рН.

57. Пит.смеси и модификации вегетац. опыта. Состав смеси определ-ся биол. особ-ями культ. и задачей исслед-ия. Чаще исп-ют норм. смеси, кот. д/содержать все необх. элем. пит. в усвояемой форме. Смесь д/обеспечить физиолог. уравновешенность пит. раствора и оптим. значение рН в теч. всей вегетации. Для приготовления смесей исп-ют хим. чистые соли и бидистил. воду. Пит. смеси готовят в концентрациях в 100-200 раз превышающие концентрации, использ-ые для пит., а потом их добавляют в песок или воду. Хранят исход. растворы в темноте, чтобы не образовался гидрат окиси железа и не развив. водоросли. Смесь Гельригеля (г/л): Ca(NO3)2 безводный – 0,492 или Ca(NO3)2*4 H2O – 0; FeO3*6H2O – 0.25; KCl – 0.75; KH2PO4 – 0.136; MgSO4 безводный – 0,06 или MgSO4*7H2O – 0.123. Смесь Кнопа (г/л): ): Ca(NO3)2 безводный – 1,0 или Ca(NO3)2*4 H2O – 1,44; FeCl (5%) – 1 капля; KCl – 0.12; KNO3 – 0.25; MgSO4 безводный – 0,25 или MgSO4*7H2O – 0.51. Смесь Сакса (г/л): ): KNO3 – 1.0; Ca3(PO4)2 – 0.5; FeCl (5%) – 1 капля; CaSO4*2H2O – 0.5; MgSO4*7H2O – 0.5; NaCl – 0.5. Кроме макроэлем., раст. нужд. в микроэлем. Смеси с микроэлем. (г/л): H3PO4 – 11; MnCl2*4H2O-7; CuSO4*5H2O – 1; ZnSO4 – 1; Al2(SO4)3 – 1; NiSO4*6H2O – 1; Co(NO3)2*6H2O – 1; TiO2 – 1; LiCl -0.5; KI – 0.5; SeCl*2H2O – 0.5; KBr – 0.5. Указанное кол-во солей растворяют в 18 л воды и добавляют по 1-1,5 мл к 1 л пит. смеси, кот. позволяют выращивать изолированные ткани и клетки.

38. Комплексные удобрения и их распознавание. Гранулы комплексных удобрений перед проведением соотвествующих реакций тщательно растирают в фарфоровой чашке.2г удобрения помещают в чистую сухую пробирку,в кот доюавляют дистил воды.Содержимое пробирки осторожно нагревают и тщательно перемешивают в теч 5 мин.После остаивания жидкость над осадком разливают в 5 пробирок для проведения реакций с NaOH,хлоридом бария ,нитратом серебра,дефиниламином и реактивом Баргона(при наличии фосфатных инов р-р окрашивается в желто-оранжевый цвет).Пламя газовой горелки при наличии калия приобретает фиолетовую окраску.Нитрофоска содержит в своем составе и дает характреные реакции на Са++,К+,NH4+No4?So4.В состав аммофоса входят NH4 b Н2PO4, а в нитроаммофоске легко выявляются с помощью приведенных выше реакций NO2,H2PO4,K+,CL.