Рабочая тетрадь по дополнительной профессиональной программе повышения
жүктеу/скачать 1,64 Mb. Pdf көрінісі
|
2 Агрономия
Раздел 7. Модуль компетенции 4 «Определение гидрофизических аэрофизических и агрохимических свойств почвы. Определение зерновых культур по всходам» Тема 7.1 Определение гидрофизических аэрофизических и агрохимических свойств почвы. Определение зерновых культур по всходам. 1.1.Техника взятия почвенных образцов Для характеристики агрофизических и агрохимических свойств почвы образцы отбирают на опытных делянках, производственных и целинных участках из пахотных слоев или из генетических горизонтов почвенных разрезов, что зависит от задачи исследования. Площадь поля, на котором можно взять почвенные образцы, не должна превышать 2 га. Если поля более крупные, их следует предварительно поделить на участки, не превышающие 2 га, а при заметной изменчивости почвы – даже на значительно меньшие участки. Лишь после этого следует приступить к отбору почвенных образцов. Почвенные образцы с нарушенным сложением отбирают из пахотного слоя с помощью лопаты. Для получения смешанного образца, берется, возможно, большее количество единичных образцов одинаковой величины, которые ссыпают вместе, тщательно перемешивают, и отбирают 1–1,5 кг почвы для дальнейших исследований. Взятие единичных образцов проводят по диагонали поля или вдоль поля по нескольким полосам. Образцы пахотного слоя обычно отбирают на мощность этого слоя, обычно до глубины 20 см. В специальных исследованиях образцы берут из слоёв 0 – 10 и 10 – 20см. Для подробной характеристики почвенного профиля образцы отбирают из почвенных разрезов или буровых скважин сплошной колонкой мощностью по 10 см (или 20 см) послойно до глубины 2 м и более. Для генетической характеристики почв образцы берут из средней части каждого горизонта мощностью 10 см. Для этого необходимо найти середину каждого выделенного горизонта (за исключением пахотного слоя и горизонта С), провести линию и отступая от нее вверх и вниз на 5 см, выделить границы слоя, из которого будет отобран образец. Из материнской породы (горизонт С) образец берут лопатой сразу же после его выкопки, а из пахотного – как описано выше для пахотного слоя. Образцы почв для повышения точности исследования следует отбирать из трех стенок разреза и составлять один смешанный образец. Масса образца 0,5–1 кг. Отбор образцов из почвенного профиля начинают снизу вверх, чтобы не засыпать и не засорять нижележащие горизонты почвой из верхних горизонтов. Для изучения некоторых физических свойств почв отбирают образцы с ненарушенным сложением. Для этой цели используют металлические цилиндры (кольца) с крышками и заточенными нижними краями объемом от 50 до 1000 см3. При помощи направителя их вбивают в почву, затем подкапывают лопатой и извлекают. После выравнивания наружных поверхностей почвенного монолита в цилиндре его закрывают крышками и используют для анализов. После взятия почвенных образцов их переносят на оберточную бумагу или в мешочки, они должны быть тщательно этикетированы. Этикетка должна содержать данные о месте, времени и глубине отбора образца. Каждый образец почвы должен иметь две этикетки идентичного содержания; одна из них помещается внутри образца, а другая – снаружи. 72 1.2. Подготовка почвы к анализу Почва, взятая в поле, должна быть высушена до воздушно – сухого состояния. С этой целью ее расстилают на чистой бумаге слоем 0,5–1,0 см, разламывают крупные агрегаты, удаляют корни, новообразования и включения. В процессе сушки почву необходимо периодически перемешивать для более быстрого высыхания. Высушенный образец почвы разравнивают в виде квадрата или прямоугольника и делят по диагонали на четыре части. Две противоположные части ссыпают вместе и растирают в фарфоровой ступке, просевают ее через сито с диаметром отверстий 1 мм. Для работы используют сито с крышкой и поддоном. Почва, которая не прошла через сито, вновь растирается в ступке и просевается. Эта операция длится до тех пор, пока на сите останется только каменистая часть почвы. Растертая почва помещается в коробку, снабжается этикеткой и используется в дальнейшем для анализов. Оставшиеся каменистая часть почвы, новообразования и включения помещаются в фарфоровую чашку и после добавления дистиллированной воды кипятятся в течение часа. После промывки водой на сите и высушивания до постоянной массы, почвенный скелет просеивают через колонку сит с отверстиями 10; 5; 3 и 1 мм. Разделяют на камни /частицы >10мм/, крупный хрящ /10 – 5 мм/, мелкий хрящ /5 – 3 мм/ и гравий /3 – 1мм/.Вычисляют содержание каждой фракции /в %/ к массе всей почвы. Полученные данные используются при изучении гранулометрнического состава почв. Оставшиеся две противоположные части заворачивают в бумагу и хранят в нерастертом состоянии для последующего агрегатного (структурного) анализа почв. 1.3. Влажность почвы При изучении влажности почвы используют весовые (гравиметрические), электрометрические, радиометрические и тензиометрические методы. Весовые методы. Наиболее распространенным среди них является сушка образца почвы в сушильном шкафу при 105° до постоянной массы. Электрометрические методы. При использовании этих методов содержание влаги определяют по электропроводности гипсового блока или сопротивления (транзистора), помещенного в почву. При этом измеряют скорость нагревания или охлаждения зонда, помещенного в почву, или же учитывают величину нагрева зонда постоянной мощности за определенный промежуток времени. В основу этого метода положена зависимость между влажностью и тепловыми свойствами почвы. 1.3.1. Определение гигроскопической влажности весовым методом. Принцип метода. Гигроскопической называется влага, которая поглощается почвой из атмосферы и выделяется из нее при высушивании почвы при 105° до постоянного веса. Парообразная влага из воздуха адсорбируется на поверхности почвенных частиц в несколько слоев и удерживается молекулярными силами сцепления этих частиц, поэтому гигроскопическая влага растениям недоступна. Количество гигроскопической воды в почве зависит от следующих факторов: механического состава, содержания гумуса и легкорастворимых солей, относительной влажности и температуры воздуха (при повышении температуры содержание гигроскопической воды уменьшается). Так как в большинстве случаев анализ выполняется в воздушно-сухих образцах, содержащих некоторое количество гигроскопической влаги, пересчет результатов анализов на сухую почву проводят с использованием коэффициента гигроскопичности. С этой целью полученные аналитические данные умножают на указанный коэффициент. 73 Ход работы: 1. Поместить около 5г воздушно-сухой почвы, просеянной через сито с отверстиями 1 мм, в алюминиевый стаканчик, предварительно высушенный до постоянной массы и взвешенный с точностью до 0,0001г. 2. Поставить открытый стаканчик в сушильный шкаф с температурой 105° и высушивать почву в течение 3-х часов. 3. Закрыть после высушивания стаканчик крышкой, охладить в эксикаторе и взвесить. 4. Поставить стаканчик на повторное высушивание в течение 2-х часов. Если масса стаканчика с почвой осталась постоянной или разница между первым и вторым взвешиванием не превышает 0,001г, высушивание заканчивают. Если отмечается уменьшение массы после второго высушивания, эту операцию повторяют. 5. Вычислить содержание гигроскопической влаги и рассчитать коэффициент гигроскопичности: b−c ГВ = × 100 , c−a где ГВ – гигроскопическая влажность , %; а – масса пустого стаканчика, г; в – масса стаканчика с воздушно-сухой почвой, г; с – масса стаканчика с абсолютно-сухой почвой, г; 100 100 + ГВ К гв = или К гв = 100 − ГВ 100 1.3.2. Определение максимальной гигроскопичности Принцип метода. Максимальная гигроскопичность /МГ/ - это наибольшее количество влаги, которое почва может сорбировать из водяного пара при относительной влажности воздуха близкой к 100%. Эта влага удерживается молекулярными силами почвенных частиц, поэтому она недоступна для растений. Величина максимальной гигроскопичности служат для характеристики процессов передвижения и перераспределения почвенной влаги, расчета влажности завядания /ВЗ/, запасов продуктивной и недоступной влаги в почве. Определение влажности завядания биологическим путем – методом вегетационных миниатюр - более длительное и громоздкое, поэтому для получения этой величины максимальную гигроскопичность умножают на коэффициент 1,5, найденный экспериментальным путем. Максимальная гигроскопичность зависит от гранулометрического состава, количества гумуса, состава поглощенных оснований и водорастворимых солеи в почве. Поэтому при сельскохозяйственном освоении засоленных почв максимальную гигроскопичность следует определять после промывки, т.к. разница в этой величине до и после удаления солей может достигать 10%. Метод А.В. Николаева по определению максимальной гигроскопичности заключается в насыщении почвы в эксикаторе над раствором сернокислого калия, создающим в замкнутом пространстве относительную влажность воздуха 98 – 99%. По методу Митчерлиха используют 10% серную кислоту. Ход работы: 1. Поместить навеску почвы около 10 г, просеянной через сито с отверстиями 1 мм, в высушенный и взвешенный на аналитических весах стаканчик диаметром около 5 см и высотой 3 см. 74 2. Поставить открытый стаканчик в эксикатор, на дне которого находится около 100 мл насыщенного раствора K 2 SO4 , плотно закрыть эксикатор крышкой и поместить его в закрытое место с возможно меньшими колебаниями температуры. 3. Вынуть через 3 – 5 дней стаканчик из эксикатора, закрыть крышкой и взвесить. Контрольные взвешивания проводят через каждые 2 – 3 дня до тех пор, пока последние взвешивания не будут расходиться более чем на 0,02г. Наибольшая масса стаканчика с почвой считается окончательной и используется для расчета максимальной гигроскопичности. 4. Поместить открытый стаканчик в сушильный шкаф и высушивать почву при 105° до постоянного веса, как при определении гигроскопической влажности. 5. Вычислить содержание максимальной гигроскопической влаги и найти величину влажности завядания. b−c МГ = ×100 , ВЗ = 1,5 ⋅ МГ c−a где МГ – максимальная гигроскопичность, %; а – масса пустого стаканчика, г ; в – масса стаканчика с почвой после насыщения, г; с – масса стаканчика с абсолютно – сухой почвой, г; ВЗ – влажность завядания, %; 1,5 – коэффициент, пересчета МГ в ВЗ (1,34 для лёгких по гранулометрическому составу почв). Практическая работа № 7 Выполнение конкурсного задания «Определение гидрофизических аэрофизических и агрохимических свойств почвы. Определение зерновых культур по всходам» Почвенный раствор представляет собой жидкую фазу почвы, содержащую растворенные соли, органические и органо-минеральные соединения, газы и коллоидные золи. Формирование почвенного раствора происходит за счет взаимодействия влаги, поступающей в почву, с ее твердой, газообразной и живой фазами. В образовании почвенного раствора принимает участие рыхлосвязанная и свободная вода. Прочносвязанная вода представляет собой так называемый нерастворяющий объем почвенной влаги и не входит в состав почвенного раствора. Содержание влаги в почвах может колебаться в очень широких пределах, соответственно этому изменяется и количество почвенного раствора – от десятков процентов, когда почвенная влага заполняет практически все поры почвы, до единиц или долей процентов при ее сильном иссушении. Чаще всего почвенный раствор получают методом отпресовывания или с помощью вытесняющей жидкости. Наряду с этими методами для изучения водорастворимых компонентов почвы широкое применение получил метод водных вытяжек при различных соотношениях почва : вода (наиболее часто применяемое соотношение почва: вода = 1 : 5). Водная вытяжка может быть использована для решения различных задач, но в первую очередь она применяется при изучении засоленных почв, для которых является одним из основных видов анализа. 75 Для изучения химического состава засоленных почв проводится анализ водной вытяжки из этих почв. Засоленными считают почвы, содержащие сумму воднорастворимых солей более 0,1-0,3%. Эти соли делят на группы по их токсичности. Вредные легкорастворимые нейтральные соли создают осмотически и токсически опасные концентрации для растений. К ним относят NaCl , MgCl2 6H2O, CaCl2 6H2O , Na2 SO4 10H2O, Na2 SO4 7H2O, MgSO4 7H2O. Сульфаты менее токсичны, чем хлориды. Вредные легкорастворимые щелочные соли, повышают рН почвы до величин, угнетающих, и вызывающих гибель растений: NaHCO3 , Na2CO3 10H2O, MgCO3 3H2O. 53 Безвредные соли – CaCO3 , CaSO4 H2O , 3 2 Ca(HCO ) не создают опасных концентраций для растений. Вредные легкорастворимые соли делят, на хлориды, сульфаты и карбонаты. По степени вредности для растений их располагают по убывающему ряду: Na2CO3 NaHCO3 NaCl NaNO3 CaCl2 Na2 SO4 MgCl2 MgSO4 . При кратком, анализе водной вытяжки определяют сухой остаток (сумму солей), анионы HCO3 , Cl и 2 SO4 , катионы 2 Ca , 2 Mg , а Na расчетным методом. Полученные аналитические данные состава водной вытяжки выражают в % с точностью до 0,001 и в мг-экв. на 100 г почвы с точностью до 0,01. По результатам анализа водной вытяжки определяют химизм и степень засоления, содержание токсичных ионов и солей и возможность осолонцевания почв. Приготовление водной вытяжки ХОД РАБОТЫ: 1. Отвесить на технических весах 50 г воздушно-сухой почвы, просеянной через сито диаметром в 1 мм. 2. Навеску переносят в полулитровую плоскодонную колбу и заливают пятикратным количеством (250 мл) дистиллированной воды. 3. Взбалтывают содержимое колбы 3 минуты и фильтруют содержимое через фильтр из плотной бумаги. Перед перенесением суспензии на фильтр ее еще раз хорошо взбалтывают для того, чтобы почвенные коллоиды забили поры фильтра. Первые мутные порции фильтрата возвращаются из приемной колбы обратно на фильтр. Если фильтрация идет медленно, то определение щелочности и хлоридов проводят, когда соберется достаточное для этих анализов количество фильтрата. В засоленных почвах, богатых легкорастворимыми солями и не содержащих натрия, фильтрация идет быстро и фильтрат получается прозрачным, т.к. соли коагулируют коллоиды. В щелочных почвах с небольшим количеством легко растворимых солей наблюдается пептизация коллоидов, которые забивают поры фильтра и снижают скорость фильтрации. Определение сухого остатка ПРИНЦИП МЕТОДА. Сухой (плотный) остаток – это общее содержание в почве минеральных и органических соединений. Количество сухого остатка в водной вытяжке служит для выявления степени засоления почв. Его определяют весовым методом. ХОД РАБОТЫ: 1. Пипеткой отбирают 25 мл водной вытяжки и переносят ее в заранее просушенную и взвешенную на аналитических весах фарфоровую или алюминиевую чашку. 2. Чашку с вытяжкой устанавливают на водяную баню и содержимое выпаривают досуха. 3. После выпаривания чашку просушивают в сушильном шкафу при температуре 105°С в течение 1-2 часов. 4. Охлажденную в эксикаторе чашку с сухим остатком взвешивают на аналитических весах. 76 5. Величину сухого остатка рассчитывают в процентах по формуле: в с а V А 100 , где А - сухой остаток (%); а - масса сухого остатка (г); V - общее количество воды, взятой для приготовления водной вытяжки (250 мл); 100 - коэффициент перевода в проценты; в - объем вытяжки, взятой на выпаривание (25 мл); с - общая навеска почвы (50 г). Вывод ________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Результаты анализа водной вытяжки используют для выявления глубины залегания солевых горизонтов, оценки степени и типа засоления почвы, направленности миграции солей в почвенном профиле. жүктеу/скачать 1,64 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|