Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 42
Текст из файла (страница 42)
раздел 7.1.3.2).7.3. Показатели и приемы оценки группового составасоединений фосфора в почвахСведения о групповом составе соединений фосфора используют при исследовании химии и генезиса почв, при оценке ихплодородия и трансформации соединений фосфора в почвах.Схемы определения состава неорганических соединений фосфора основаны на извлечении фосфатов, присутствующих в почвах в виде фосфатов кальция, алюминия и железа. В некоторых методах предусмотрено определение фосфатов, окклюдированных внутри кристаллических решеток оксидов железа.Разработано большое число методов фракционирования почвенных фосфатов.Кроме того, при изучении состояния фосфатов в почвах проводят идентификацию соединений, растворение или образование которых контролирует концентрацию фосфатов в жидкихфазах почв и почвенных суспензий.
Для этого определяют концентрацию фосфатов в жидких фазах исследуемых почвенныхсистем и сопоставляют ее с теоретической растворимостью фосфатов, рассчитанной по величинам произведений растворимостихимических соединений. Диаграммы растворимости различныхфосфатов в координатах: отрицательный логарифм активностиН2РО4 или НРО4" — рН приведены на рис.
20. Диаграммы показывают, что растворимость фосфатов алюминия и железа и фосфатов кальция по-разному зависит от изменения рН. В частности, с уменьшением рН растворимость фосфатов кальция увеличивается, а фосфатов алюминия и железа падает. Диаграммырастворимости фосфатов алюминия и железа, демонстрирующие191Рис. 20.
Диаграмма растворимости фосфатов (по Lindsay, 1979>увеличение концентрации фосфатов в растворе при увеличениирН, позволяют наглядно объяснить увеличение подвижности идоступности фосфатов растениям при известковании и повышении рН кислых почв.Экспериментальные исследования и расчеты показали, чтоконцентрация фосфатов в жидких фазах дерново-подзолистых,желтоземно-подзолистых почв и красноземов соответствует растворимости варисцита (А1Р04-2Н20), серых лесных почв и черноземов — растворимости гидроксилапатита [Са10(РО4)6(ОН)2],концентрация фосфатов в жидких фазах каштановых почв и сероземов соответствует растворимости гидроксилапатита и октакальцийфосфата Са 4 Н(Р0 4 ) 3 'ЗН 2 0 (Гинзбург.
Фосфор основныхтипов почв, 1981).1927.3.1. Методы определения группового составасоединений фосфора в почвахВ отличие от фракционирования соединений железа и алюминия, когда каждую их группу определяют из отдельной навески почвы, определение группового состава соединений фосфорапроводят в большинстве случаев в одной и той же навеске.В процессе анализа одну и ту же навеску почвы последовательно обрабатывают химическими реагентами разного состава,каждый из которых предположительно извлекает одну из группсоединений фосфора.
Однако, как уже отмечалось, интерпретация полученных результатов достаточно сложна. Трудно установить избирательность реагента по отношению к той или инойгруппе фосфатов. Кроме того, часть извлеченного фосфора может подвергаться процессам вторичного поглощения другимипочвенными компонентами во время процедуры извлечения фосфора из почвы. Поэтому количество фосфатов, извлеченное изпочвы реагентом, не всегда отражает все содержание определяемой группы соединений фосфора в почве.В России для фракцифнирования почвенных фосфатов наиболее часто используют методы Чирикова, Чанга-Джексона, Гинзбург—Лебедевой.
Их подробное описание приведено К.Е. Гинзбург в книге «Агрохимические методы исследования почв» (1975).Ф.В. Чириков (1939, 1956) групповой состав соединений фосфора предложил определять обрабатывая навески почвы растворами кислот с возрастающими константами диссоциации — раствором угольной кислоты, 0,5 М раствором уксусной кислоты и0,5 н. раствором соляной или серной кислоты. Принято считать,что угольная кислота извлекает из почвы фосфаты щелочныхметаллов и аммония, гидрофосфаты кальция и магния и частично свежеосажденные фосфаты кальция и магния. Уксусная кислота извлекает разноосновные фосфаты кальция и частично фосфат алюминия. Сильные кислоты (НС1, H 2 S0 4 ) в основном извлекают высокоосновные фосфаты кальция типа апатита,разноосновные фосфаты алюминия и железа.После обработки почв соляной кислотой фосфор органических соединений и оставшиеся в почвах фосфаты алюминия ижелеза извлекают 3 М раствором NH 4 OH.
Принято считать, чтофосфор остатка почвы представлен в основном фосфатами невыветрившихся минералов и трудногидролизуемыми соединениямифосфора с гумусовыми кислотами (Гинзбург, 1975).Метод Чанга и Джексона (Chang and Jackson, 1957) основан на последовательной обработке навески почвы различными по составу растворителями, каждый из которых извлекает определенные группы соединений фосфора. Авторы рекомендуют193обрабатывать 1 г почвы 50 мл соответствующего экстрагирующего раствора.
Сначала навеску почвы обрабатывают 1 М растворомNH4C1 для удаления из почвы водорастворимых и рыхлосвязанных соединений фосфора и обменного кальция. Затем ту же самую навеску почвы обрабатывают нейтральным 0,5 М растворомNH 4 F, определяя фосфаты алюминия. Для извлечения фосфатовжелеза используют 0,1 М раствор NaOH. Группу фосфатов кальция извлекают последующей обработкой навески почвы 0,5 н.раствором серной кислоты.Затем навеску почвы обрабатывают 0,3 М раствором цитратанатрия с добавлением дитионита натрия, извлекая восстановленно-растворимые фосфаты, связанные с оксидами железа.Навески почв, богатых оксидами железа, снова обрабатывают раствором фторида аммония для извлечения окклюдированных фосфатов алюминия.
При анализе других почв навеску обрабатывают 0,1 М NaOH для извлечения окклюдированных фосфатов алюминия—железа. В книге «Агрохимические методыисследования почв» приведено несколько видоизмененное описание метода Чанга и Джексона. В частности, вместо нейтрального предложено использовать раствор фторида аммония с рН 8,5.К.Е. Гинзбург и Л.С. Лебедева (1975) внесли изменения вметодику Чанга и Джексона. В состав некоторых извлекающихфосфор растворов они ввели молибдат аммония, считая, что образование фосфорно-молибденовой гетерополикислоты снижаетпереосаждение фосфатов в процессе приготовления вытяжек.Метод рекомендуется для анализа любых почв, кроме торфяноболотных.Группу, в состав которой традиционно относят фосфаты щелочных металлов и аммония, гидрофосфаты и свежеосажденныефосфаты кальция и магния и частично фосфаты двухвалентногожелеза, извлекают раствором сульфата и молибдата аммония.К.Е.
Гинзбург (1981) отмечает, что эта группа включает водорастворимые фосфаты. Действительно, фосфаты щелочных металлов и аммония хорошо растворимы в воде. Однако трудно предположить, что эти соединения присутствуют в почвах. Фосфатион, взаимодействуя с почвенными компонентами, легко образуеттруднорастворимые фосфаты кальция, алюминия или железа.
Какуже отмечалось выше, концентрация фосфатов в жидких фазахпочвенных систем соответствует растворимости именно труднорастворимых фосфатов. Поэтому нельзя считать установленнымналичие легкорастворимых фосфатов натрия, калия и аммония всоставе соединений, извлекаемых из почв сульфатом аммония.Раствор, содержащий ацетат аммония, уксусную кислоту имолибдат аммония, применяют для извлечения разноосновныхфосфатов кальция (ди-, три-, октакальцийфосфатов и др.) и фос194фатов двухвалентного железа.
Затем, так же, как и в методе Чанга—Джексона, навеску почвы последовательно обрабатывают раствором фторида аммония, извлекая фосфаты алюминия. Далеераствором гидроксида натрия извлекают фосфаты железа и фосфор органических соединений и, наконец, раствором серной кислоты — высокоосновные фосфаты кальция. В остатке почвы содержатся фосфаты невыветрившихся минералов материнскойпороды и трудногидролизуемые соединения фосфора с гумусовыми кислотами.Более поздние исследования выявили недостатки в приемахи трактовке результатов фракционирования неорганических фосфатов. Было показано, что фторид аммония не позволяет надежно разделить фосфаты алюминия и фосфаты железа в почвах.Возникают трудности с интерпретацией результатов анализа сильно удобренных почв.
Образование фторида кальция в процессеобработки раствором NH 4 F карбонатных почв может привести кнедооценке фосфатов железа и алюминия и переоценке фосфора, окклюдированного оксидами и гидроксидами железа и кислоторастворимых фосфатов кальция. Поэтому из процедуры фракционирования фосфора, рекомендуемой «Methods of soil analysis»(1982), обработка почвы раствором фторида аммония исключена.Предложена другая, более простая и обоснованная схема фракционирования неорганических фосфатов. Она включает обработку (1) навески почвы 0,1 М NaOH для извлечения неокклкодированного фосфора, связанного с алюминием и железом (фосфатовалюминия и железа). Затем навеску почвы обрабатывают (2) растворами 1 М NaCl и цитрат-гидрокарбоната натрия для извлечения фосфора, сорбированного карбонатами во время предыдущей экстракции 0,1 М раствором NaOH. Следующей обработкой(3) раствором цитрата и гидрокарбоната натрия с добавлениемдитионита натрия извлекают фосфор, окклюдированный оксидами и гидроксидами железа.
Последней обработкой 1 н. НС1 (4)извлекают фосфор, связанный с кальцием. В «Methods of soilanalysis» (1982) отмечается, что эта процедура фракционированиядает более совершенное разделение фосфатов алюминия и железа, фосфора окклюдированного внутри оксидов и гидроксидовжелеза, извлекаемого растворами, содержащими восстановители,и фосфатов, связанных с кальцием, особенно при анализе карбонатных почв.Количественное определение фосфатов в вытяжках осуществляется фотометрическим методом по фосфорно-молибденовой гетерополикислоте.ГЛАВА 8ПОКАЗАТЕЛИ И СПОСОБЫ ОЦЕНКИПОДВИЖНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВВ ПОЧВАХСостояние легкорастворимых солей в почвах (см.
гл. 6) характеризуют с помощью показателей, которые позволяют получить представление о возможной концентрации солей в почвенных растворах, составе и содержании (количестве вещества) солей в почвах. Уровни этих показателей получают при анализепочвенных растворов, фильтратов из насыщенных водой почвенных паст и водных вытяжек.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
