Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв, страница 7

Таким образомотделяют мелкозем от скелета почвы — элементарных частиц, пред­ставленных обломками пород и минералов, диаметр которых пре­вышает 1 мм. Растирание и просеивание повторяют до тех пор,пока на сите не будут оставаться только частицы скелета почвы.Из подготовленной таким образом почвы проводят определениеобменных катионов, кислотности, рН и легкорастворимых солей.Почвенные пробы хранят в банках с притертой пробкой, ко­робках или пакетиках.

Воздух помещений, в которых хранят по­чвенные пробы, не должен содержать кислот и аммиака. Почвен­ные пробы никогда не хранят в лабораториях.Аналитическая проба для валового анализа почв. Почву, просе­янную через сито с отверстиями диаметром 1—2 мм, распределя­ют равномерно на листе бумаги, делят на квадраты и составляютеще одну аналитическую пробу массой 5-7 г. Она предназначенадля проведения валового анализа. Почву небольшими порциямирастирают в агатовой, халцедоновой или яшмовой ступке до со­стояния пудры (в этом состоянии почва не царапает кожу).

Яшма,халцедон, агат обладают высокой твердостью, поэтому ступки изэтих материалов используют для растирания почв. Однако ониочень хрупкие и требуют осторожного обращения. Нельзя, на­пример, очищать пестик от почвы постукиванием о края ступки.Выбирая способ измельчения почвенной пробы, нужно иметь ввиду возможность попадания химических элементов из материа­ла ступки или другого растирочного аппарата в почвенную про­бу.

Так, при определении микроэлементов не рекомендуется ра­стирать почву в яшмовых ступках. Яшма содержит медь и можетпроизойти загрязнение почвенной пробы этим элементом.28Подготовленные аналитические пробы для валового анализахранят в пакетиках из кальки. Пакеты, коробки, банки, в кото­рых хранятся почвенные пробы, должны быть подписаны и снаб­жены этикетками.2.2.

Гигроскопическая влага и выражениерезультатов анализа на высушенную почвуВлажность взятых в поле почвенных проб зависит от свойствпочв, их водного режима, погодных условий. Анализируют же,как правило, воздушно-сухие почвенные пробы. Однако они со­держат влагу, которая может быть удалена высушиванием приболее высокой температуре, чем температура воздуха. Влагу, ко­торая удаляется из воздушно-сухой почвы при температуре 100105°, называют гигроскопической. Наличие ее связано со способ­ностью почвы, как всякого тонкодисперсного тела, сорбироватьпарообразную влагу из окружающего воздуха. Массовая доля гиг­роскопической влаги неодинакова в разных почвах и зависит отгранулометрического, химического, минералогического составовпочв и состояния окружающего воздуха.

Таким образом, массо­вая доля гигроскопической влаги может быть разной не только вразличных по составу почвах, но и в одной и той же почве взависимости от состояния воздуха, находящегося в соприкосно­вении с почвой, и от степени измельчения пробы.Чтобы исключить влияние гигроскопической влаги на резуль­таты анализа почв, их выражают на высушенную при 100—105°почву, которая не содержит гигроскопической влаги. Для этогоопределяют массовую долю гигроскопической влаги (%) в каждойпочве, а в некоторых случаях и в каждой аналитической пробе.Чтобы оценить, как отражается содержание гигроскопичес­кой влаги на результатах анализа, рассмотрим один пример.

Пред­положим, что анализируются две почвы, в одной из которых мас­совая доля гигроскопической влаги составляет 5,00, а в другой —1,00%. В обеих почвах массовая доля Si02, выраженная на воз­душно-сухую почву, одинакова и составляет 79,55%. Если резуль­таты анализа выразить на почву высушенную, не содержащуюгигроскопической влаги, то окажется, что в почве с более высо­ким содержанием гигроскопической влаги массовая доля Si02составляет 83,53, а в почве с меньшим ее содержанием — 80,34%.Зная содержание гигроскопической влаги можно:1) по массе воздушно-сухой почвы рассчитать соответствую­щую ей массу высушенной почвы;2) по массовой доле (%) компонента в воздушно-сухой почверассчитать его массовую долю (%) в высушенной почве.29Для осуществления этих расчетов могут быть использованысоответствующие множители Kw\i К\ук При расчете множителейнеобходимо помнить, что при вычислении массовой доли(%) гиг­роскопической влаги за 100% принимают массу высушенной, ане воздушно-сухой почвы.Тогда, чтобы найти массу высушенной почвы, известную ве­личину навески воздушно-сухой почвы умножают на множительК\у.

Чтобы рассчитать множитель Kw, позволяющий по массе воз­душно-сухой почвы найти соответствующую ей массу высушен­ной почвы, составим пропорцию. Для этого обозначим массовуюдолю гигроскопической влаги через Щ%), массу воздушно-сухойпочвы — через т, а массу высушенной почвы через /и1. Приняв за100% массу высушенной почвы, получим:тх - 100т - 100 + W.Тогда т1 =m, а множитель Кц^ляя расчета массы вы­сушенной почвы по известной массе воздушно-сухой почвы бу­дет иметь вид:v100ЮОч- ^КЭтот множитель удобно использовать в тех случаях, когда в од­ной навеске почвы определяют несколько компонентов, напримерпри валовом анализе почв.

В тех случаях, когда навеску почвы ис­пользуют для определения только одного компонента (например,углерода или азота), можно вычислить множитель, с помощью ко­торого результат анализа, вычисленный на воздушно-сухую почву,пересчитывают на высушенную почву. Так как при расчете массо­вой доли любого компонента величина навески всегда находитсяв знаменателе расчетного уравнения, то множитель, позволяю­щий результаты анализа, выраженные на воздушно-сухую почву,отнести к почве высушенной, равен величине, обратной Kw:v'_1 _ 100+ FKВ процессе высушивания почвы при температуре 100—105° изпочвы удаляется не только гигроскопическая влага, но и адсор­бированные почвой газы (С0 2 , NH3 и др.) и кристаллизационная(гидратная) вода присутствующих в почве солей. Поэтому прианализе некоторых почв результаты определения гигроскопичес­кой влаги могут быть завышенными.

В то же время присутствие впочвах веществ, способных к окислению, может привести к по30лучению заниженных результатов из-за окисления в процессевысушивания восстановленных соединений.В связи с тем, что кристаллизационная вода, входящая в со­став гипса (CaS04*2H20) удаляется при температуре 100—105°,определение гигроскопической влаги в почвах, содержащих гипс,рекомендуется проводить, высушивая почву при температуре 60—65°, а не 100—105°.

Полученный результат умножают на эмпири­ческий коэффициент (1,23), учитывающий неполное удаление изпочвы гигроскопической влаги (Руководство по лабораторнымметодам..., 1990).2.2.1. Методика определения гигроскопической влагиНавеску почвы 2-5 г берут на аналитических весах в предва­рительно высушенных при температуре 100-105° и взвешенныхстеклянных бюксах (бюксы взвешивают с крышками). Бюксы спочвой в течение 5 ч выдерживают в сушильном шкафу при тем­пературе 100—105°.

С помощью щипцов с резиновыми наконеч­никами бюксы вынимают из сушильного шкафа, закрывают крыш­ками, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Условились счи­тать, что выдерживание почвы в течение 5 ч при температуре100—105° приводит к полной потере гигроскопической влаги. Еслинеобходимо проверить полноту удаления гигроскопической вла­ги, бюксы с почвой снова ставят в сушильный шкаф на 1,5—3 ч ивзвешивают. Высушивание прекращают, если масса равна илибольше результата предыдущего взвешивания (увеличение массыможет произойти за счет окисления некоторых компонентов почв).Расчет массовой доли гигроскопической влаги (%) проводят поуравнению:W% =1(т-т)-№K- /rrv,где т — масса воздушно-сухой почвы, г; т1 — масса высушеннойпочвы, г.Обратите внимание, что при расчете за 100% почвоведы при­нимают массу высушенной, а не воздушно-сухой почвы.Форма записи результатовпробы бюкса721Масса бюкса Масса бюкса Массас воздушносвлаги,сухой почвой, высушеннойггпочвой, г0,059711,626012,919212,8595Массабюкса,гГигроскопичес­кая влажность,%4,84312.3.

Потеря от прокаливания и выражениерезультатов анализа на прокаленную почвуДля почвоведа важно не только получить правильные резуль­таты анализа, но и уметь грамотно читать или интерпретироватьих. В процессе почвообразования происходит дифференциацияпочвенного профиля на генетические горизонты. Эта дифферен­циация обусловлена перераспределением химических соединений.Оценить процессы перемещения веществ в пределах почвеннойтолщи помогает валовой анализ почв.

При его проведении опре­деляют общее, или валовое, содержание элемента в почве. Ре­зультаты валового анализа могут быть выражены в процентах навысушенную почву, но часто их представляют в процентах напрокаленную почву. Пересчет результатов анализа на прокален­ную почву Б.Б. Полынов (1956) считал крупным усовершенство­ванием, облегчившим чтение результатов анализа почвенных проб,взятых из почвенного профиля по генетическим горизонтам.Для того, чтобы выразить результаты анализа на прокален­ную почву, почву выдерживают при 750-800° и находят массовуюдолю летучих компонентов. Ее принимают за потерю от прока­ливания (пп).

Результаты определения потери от прокаливаниявыражают в процентах на высушенную почву. Потеря от прока­ливания некарбонатных почв включает гумус и химически свя­занную воду, т.е. группы ОН, входящие в состав молекул и припрокаливании удаляющиеся в виде Н 2 0. По мнению А.А. Роде(1971), содержание химически связанной воды может дать цен­ные сведения о минералогическом составе почв, особенно прианализе илистой и коллоидной фракции. Содержание химическисвязанной воды вычисляют, вычитая из потери от прокаливания(%) массовую долю (%) гумуса.

При анализе карбонатных почв впотерю от прокаливания входит также С0 2 карбонатов, при ана­лизе засоленных почв — хлориды.В табл. 7 приведены результаты анализа дерново-сильнопод­золистой почвы, выраженные в процентах на высушенную и про­каленную почву.Результаты анализа, выраженные на высушенную почву, сви­детельствуют о более низком содержании Si0 2 в гор.