Определение гумуса в почве по методу Тюрина

  Главная      Учебники - Сельское хозяйство     Практикум по агрохимии: учебное пособие (Середа Н.А.) - 2004 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 

 


2.13 Определение гумуса в почве по методу Тюрина

Содержание гумуса – важнейший показатель плодородия почвы, поскольку в нем сосредоточено около 90 % валовых запасов азота, часть фосфора, серы, микроэлементов. Почвы с высоким содержанием гумуса имеют агрономически ценную структуру, большую емкость поглощения, большую буферность по отношению к кислотно-основным факторам воздействия. Гумусовые вещества могут также оказывать и непосредственное влияние на растения, стимулируя их рост и развитие.


2.13.1 Принцип метода

Метод основан на окислении органического вещества почвы хромовой кислотой до образования СО2. Количество кислорода, пошедшее на окисление органического углерода, находят по разности между количеством хромовой кислоты, взятой для окисления и оставшейся неизрасходованной после окисления. В качестве окислителя используют 0,4 н. раствор K2Cr2O7 в серной кислоте, предварительно разбавленной водой в соотношении 1 : 1.

Реакция окисления углерода гумуса почвы избытком дихромата калия протекает по уравнению:

3С0 (гумуса) + K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 2Cr(SO4)3 + 2K2SO4 + 8H2O + 3CO2,


где 3С0 (гумуса) + 4Cr6+Cr3+ + 3C4+.

Окисление идет в сильнокислой среде и сопровождается восстановлением шестивалентного хрома в трехвалентный.

Избыток хромовой кислоты, не израсходованный на окисление углерода, оттитровывают раствором соли Мора, представляющей собой двойную соль сульфата аммония и сульфата железа (II). Реакция протекает по уравнению:

6FeSO4(NH4)2SO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 =

= Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 6(NH4)2SO4 + K2SO4 + 7H2O,

где 2Cr6+ + 6Fe2+ 2Cr3+ + 6Fe3+.

По количеству дихромата калия, пошедшего на окисление гумуса, судят о содержании органического углерода в почве.

Для получения объективных результатов необходимо тщательно готовить образцы почвы к анализу и точно соблюдать продолжительность кипячения.


2.13.2 Ход анализа

1) Из среднего образца почвы, просеянного через сито с диаметром отверстий 1 мм взять навеску массой 5 г, тщательно отобрать корешки и другие органические остатки, используя пинцет и стеклянную палочку, натертую суконной или шерстяной тканью, растереть в фарфоровой ступке и просеять через сито с диаметром отверстий 0,25 мм.

2) Из подготовленного образца взять на часовое стекло или в пробирку навеску почвы с точностью до 0,001 г: при содержании гумуса в почве 7-10 % - 0,1 г; 4-7 – 0,2 г; 2-4 – 0,3 г; 1,2-2 – 0,5 г, если гумуса менее 1 % - 1 г.

3) Взвешенную почву перенести количественного в пробирку, калиброванную на объем 50 мл.

4) Прилить дозатором или из бюретки 10 мл хромовой смеси (реактив 1); перемешать стеклянной палочкой, пробирку поставить в кипящую водяную баню на 1 ч; содержимое пробирок перемешивать через каждые 20 мин.

5) После часовой экспозиции пробирки охладить и прилить в них 40 мл дистиллированной воды.

6) Содержимое пробирок тщательно перемешать, убрать из пробирок стеклянные палочки, дать отстояться до оседания почвенных частиц (если раствор над почвой остается мутным, пробирки оставляют до следующего дня).

7) Испытуемый раствор колориметрировать на фотоэлектроколориметре в кювете длиной 1 – 2 см при длине волны 590 нм с оранжево-красным светофильтром.


2.13.3 Расчет

V · К ·100

Содержание гумуса (%) = __________________,

m

где V – содержание гумуса в анализируемой пробе по графику, мг; К – поправка на концентрацию восстановителя; 100 – коэффициент для выражения результатов в процентах; m – масса пробы почвы в мг.

 

2.13.4 Форма записи

Почва

Навеска, г

Поправка на конц. восстан.

Показание ФЭК

Содержание гумуса, %

Нм

мг








2.13.5 Реактивы

1) Дихромат калия, 0,4 н. раствор (окислитель): 40 г измельченного в ступке K2Cr2O7 растворяют в дистиллированной воде, фильтруют через бумажный фильтр в мерную колбу на 1 л, доводят до метки, после чего переносят в колбу из тугоплавкого стекла на 3-5 л, где смешивают с 1 л Н2SO4 плотностью 1,84 (реактив 1). Во избежание сильного разогревания жидкости серную кислоту следует приливать к водному раствору K2Cr2O7 понемногу, с интервалом 15-20 мин. и при осторожном помешивании. Смеси дают остыть, вновь тщательно перемешивают и переливают через воронку в склянку с притертой пробкой. Срок хранения реактива неограничен.

2) Соль Мора, 0,1 н раствор (восстановитель): 39,2 г соли Мора (х.ч. или ч.д.а.) или 27,8 г сульфата железа семиводного (ч.д.а.), взвешенных с погрешностью 0,1 г, растворяют в 700 мл 0,5 н серной кислоты. Раствор взбалтывают до полного растворения соли, фильтруют через складчатый фильтр с двойным вкладышем, добавляют дистиллированную воду до 1 л и тщательно перемешивают (реактив 2). Обычно готовят 5 – 10 л раствора и хранят в бутылях из темного стекла, к которой с помощью сифона присоединяют бюретку. Для предохранения раствора от окисления кислородом воздуха используют склянку Тищенко с щелочным раствором сульфата натрия (40 г сульфата натрия безводного или 80 г сульфата натрия семиводного растворяют в 700 мл дистиллированной воды; 10 г КОН растворяют в 300 мл дистиллированной воды; полученные растворы смешивают).

Концентрацию восстановителя проверяют каждые 3 дня по 0,1 н. раствору KMnO4, приготовленному из фиксанала. В три конические колбы на 100 мл наливают по 10 мл раствора соли Мора (или сульфата железа) и добавляют 1 мл H2SO4 (плотность 1,84). Содержимое колб доливают горячей дистиллированной водой до 40-50 мл и сразу же оттитровывают раствором перманганата калия до слабо-розовой окраски, сохраняющейся в течение 1 минуты. Для расчета используют среднее из трех определений. Поправку на концентрацию восстановителя (К) определяют по формуле: К = V1/V2,

где V1 – объем раствора KMnO4, пошедший на титрование, мл; V2 – объем раствора соли Мора или сульфата железа семиводного, пошедшего на титрование, мл.

3) Серная кислота, 0,5 н раствор: 28 мл H2SO4 (плотность 1,84) растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л.


2.13.6 Построение калибровочного графика

1) В пробирки для приготовления шкалы образцовых растворов прилить раствор восстановителя (реактив 2) и дистиллированную воду в объемах, указанных ниже (Табл. 16 )

Таблица 16 Таблица построения калибровочной шкалы на гумус

пробирки

1

2

3

4

5

6

7

8

Количество воды, мл

40

38

36

32

30

25

20

15

Количество раствора восстановителя, мл

0

2

4

8

10

15

20

25

Масса гумуса, соответствующая количеству восстановителя в растворе сравнения, мг

0

1,03

2,07

4,14

5,17

7,76

10,30

12,90

Показания ФЭК, нм










2) В пробирки долить дозатором или из бюретки 10 мл хромовой смеси (реактив 1) и нагреть на водяной бане в течение часа.

3) Охлажденные растворы колориметрировать на ФЭК.

4) Построить калибровочный график.


      1. Использование результатов анализа

По содержанию гумуса в почве определяют степень ее обеспеченности органическим веществом (табл. 17) и составляют план мероприятий по его регулированию.

Таблица 17 Градации пахотных почв

по степени обеспеченности гумусом (по РБ)


Почва

Степень обеспеченности

I

Очень низкая

II

Низкая

III

Средняя

IV

Повышенная

V

Высокая

Дерново-подзолистая

2,0

2,1-2,5

2,6-3,0

3,1-4,0

> 4,0

Светло-серая лесная

2,5

2,6-3,0

3,1-4,0

4,1-5,0

> 5,0

Серая лесная

3,5

3,6-4,0

4,1-5,0

5,1-6,0

> 6,0

Темно-серая лесная

4,5

4,6-5,0

5,1-6,0

6,1-7,0

> 7,0

Дерно-карбонатная

3,0

3,1-3,5

3,6-4,0

4,1-5,0

> 5,0

Чернозем оподзоленный

6,0

6,1-7,0

7,1-8,0

8,1-9,0

> 9,0

Чернозем выщелоченный

7,0

7,1-8,0

8,1-9,0

9,1-10,0

> 10,0

Чернозем типичный

6,0

6,1-7,0

7,1-8,0

8,1-9,0

> 9,0

Чернозем обыкновенный

6,0

6,1-7,0

7,1-8,0

8,1-9,0

> 9,0

Аллювиальная

2,0

2,1-4,0

4,1-7,0

7,1-9,0

> 9,0


    1. Контрольные вопросы и задания к разделу 2

«Определение содержания элементов питания в почве»


Контрольные вопросы


1 Какие элементы питания растений относятся к макро-, микро- и ультрамикроэлементам?

2 Назовите формы основных элементов питания растений в почве.

3 Каковы потенциальные и эффективные запасы питательных веществ в почвах разного типа?

4 Дайте агрохимическую характеристику основных типов почв РБ.

5 Каково значение минеральной части почвы в питании растений? Назовите ее химический состав в зависимости от типа почвы.

6 Что такое гумус? Каков его состав? Какова роль гумуса в создании плодородия почвы?

7 В результате каких почвенных процессов происходит увеличение и снижение содержания доступных для растений форм основных элементов питания растений?

8 Назовите пути поступления азота в почву.

9 Объясните понятия мобилизации, иммобилизации и ретроградации почвенных фосфатов.

10 Что понимается под фиксацией калия в почве, в каких условиях она происходит ?

11 В каком виде поглощаются и усваиваются аммонийный, нитратный азот, фосфор и калий растениями?


Задания:

1 По данным, представленным в таблице 18, установить:

а) метод определения подвижных форм фосфора и обменного калия в почвах;

б) степень обеспеченности почвы элементами питания;

в) класс обеспеченности почвы элементами питания.


2 Рассчитать (табл. 19):

а) запасы (кг/га) элементов питания в слое почвы;

б) сколько азота, фосфора и калия будет использовано растениями из почвы?

в) какой урожай культуры могут обеспечить данные запасы элементов питания в почве?


Таблица 18 Агрохимические свойства почв РБ


Район


Тип, подтип, род почвы


рНKCl

Содержание в почве, мгг

Р2О5

К2О

Аскинский

светло-серая лесная

4,8

60

116

Балтачевский

серая лесная

5,1

80

93

Бирский

темно-серая лесная

5,6

117

123

Белокатайский

светло-серая лесная

5

36

94

Мечетлинский

темно-серая лесная

5,6

58

88

Бакалинский

чернозем оподзоленный

5,7

137

125

Гафурийский

чернозем выщелоченный

5,4

99

139

Илишевский

чернозем типичный

5,6

164

132

Белебеевский

чернозем типичный

5,9

95

111

Буздякский

чернозем типичный карбонатный

6,7

48

365

Мелеузовский

чернозем типичный

5,7

127

153

Туймазинский

чернозем типичный карбонатный

6,8

51

280

Баймакский

чернозем обыкновенный

5,8

81

166

Хайбуллинский

чернозем южный

6,2

76

132

Бурзянский

темно-серая лесная

4,8

56

101


Таблица 19 Агрохимические свойства почвы, вынос и использование элементов питания растениями

Плот-ность, г/см3

Слой почвы, см

Содержание в почве, мгг


Культура

Использование элементов питания из почвы, %

Вынос элементов питания, кг

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

0,9

40

12

48

87

Ячмень

45

7,6

11,5

21,7

9,5

20,3

1,2

25

25

82

117

Яр. пшеница

60

7,7

7,6

28

9

23

1,1

30

8

93

130

Оз. рожь

70

6,8

9,6

28

10

22

1,0

25

19

85

126

Картофель

50

8

28

6,3

2,0

8,3

1,05

28

15

70

130

Овес

55

8,1

18,9

24,9

8,7

30,7

0,95

25

28

99

85

Горох

65

5,9

14,9

59

12,9

42,3

1,1

28

12

85

78

Кукуруза

60

12,6

19,5

3,1

1,1

4,4

1,12

22

21

69

95

Сах. Свекла

50

5,3

20,9

4,3

1,2

5,8

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..