Лабораторная работа по гигиене почвы

Раздел 2. САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВЫ
Почва – это поверхностный слой земной коры (литосферы), обладающий свойством плодородия, т.е. способностью обеспечивать растения питательными веществами. Почва – это пожалуй, одна из самых сложных естественных лабораторий, где постоянно идут физико-химические процессы, биохимические реакции и превращения.

Почва – приемник и поглотитель различных растительных, животных, хозяйственно-бытовых и промышленных отходов, резервуар и источник многообразной микрофлоры и микрофауны. Она оказывает большое прямое и косвенное влияние на здоровье и продуктивность животных. Почва имеет многообразное гигиеническое значение, которое определяется механическим составом, физическими, химическими и биологическими свойствами.

С целью зоогигиенической оценки почвы производят санитарно-топографическое исследование земельных участков взятием проб почвы для лабораторного анализа складывающегося из физического, химического, бактериологического и гельминтологического методов исследований.

Санитарно-топографическое исследование включает изучение рельефа участка, уклон его к водоемам и по отношению к сторонам света. Кроме того, при обследовании изучают растительный покров, определяют местонахождение участка по отношению к населенным пунктам, тип почвы и водный режим, выявляют источники возможного загрязнения почвы (свалки, навозохранилища и т.п.).
Лабораторная работа № 10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТАВА И ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ
Цель работы: знакомство с методами, приборами и аппаратурой для определения механического состава и физических свойств почвы.
Взятие средней пробы почвы. Необходимо, чтобы проба была характерна для определенного участка. При однородной по всему участку почве, берут несколько выемок в разных местах расположенных в шахматном порядке или по средней линии участка и на разной глубине.

Пробы почвы берут специальным буром или чистой лопаткой. Каждую пробу массой 2-3 кг помещают в стеклянные банки с притертой пробкой, в чистый мешок или в двойной слой плотной оберточной бумаги и снабжают этикеткой с указанием даты, места и глубины взятия образца. В лаборатории отобранные пробы почвы рассыпают тонким слоем на листы бумаги, раздавливают слежавшиеся комки и высушивают на воздухе. Для анализа отбирают 0,5-1,0 кг. Перед началом лабораторных исследований из почвы удаляют корни и другие нехарактерные примеси и взвешивают их для определения процентного содержания.
Определение механического состава

и величины зерен почвы

Почвы в зависимости от условий образования и характера почвообразующих пород имеют различный механический состав. Механическим составом называют относительное содержание в почве механических элементов различного диаметра.

Масса почвы всегда состоит из частиц различной величины – от нескольких миллиметров до нескольких микронов или миллимикронов. Эти чистицы имеют различный минералогический и химический состав, обладают различной активностью по отношению к развивающимся в почве физико-химическим и биологическим процессам, оказывают большое влияние на водный, воздушный, тепловой и питательный режимы ее. Отдельные частицы почвы, т.е. отдельные зерна минералов и обломки горных пород, называют механическими элементами, которые объединяются в группы или фракции.

Каждая фракция характеризуется суммой физических свойств, отличающих ее от других фракций. Для классификационных целей часто все частицы крупнее 0,01 мм объединяют во фракцию физического песка, а все частицы мельче 0,01 мм – во фракцию физической глины.

Термин “физический” обозначает наличие в той или другой фракции физических свойств песка или глины, не предопределяя химического состава фракции. Кроме того, обычно все частицы мельче 1 мм называются мелкоземом почв, а частицы крупнее 1 мм – почвенным скелетом.
Классификация механических элементов

(Фадеева-Вильямса-Сабанина в изменении Н.А.Качинского)

Классификация механического состава почв (Н.А.Качинского)

Выполнение анализа: Для определения величины зерен почвы применяют набор сит Кноппа, расположенных одно над другим и имеющим отверстия диаметром 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0,5, 0,25 мм.

В верхнее сито имеющее наибольшие размеры отверстий, насыпают 100 г воздушно-сухой почвы и просеивают последовательно через весь набор.

После просеивания почвы каждую порцию взвешивают и результат выражают в процентах. По результатам определяют соотношение всех частиц разного размера, механический состав и тип почвы, исходя из того, что на ситах № 1, 2, 3 собираются частицы диаметром более 3 мм (камни, гравий); на ситах № 4, 5 – частицы диаметром 1 — 3 мм (крупный песок); на ситах № 6, 7 – частицы диаметром 0,25 — 1 мм (средний песок); на дно набора попадает мелкий песок и пыль.
Определение структуры почвы

Структурностью называется способность почвы расчленяться по отдельности различной величины и формы. Структурой же называют сами отдельности (агрегаты), состоящие из механических элементов – песка, пыли, ила сцементированных между собой. Чрезвычайно важным свойством структуры является степень ее водопрочности, т.е. устойчивости против размывающего действия воды.

Водопрочные агрегаты называются истинными и определяют истинную структуру почвы, неводопрочные – ложные и образуют ложную структуру почвы.

Выполнение анализа: В химический стакан до половины налить воды и опустить исследуемые почвенные агрегаты (отдельности). Оставить на 15 мин. Если агрегат распался на отдельные механические элементы – значит, он относится к ложной структуре, если не распался – то к истинной структуре

От механического состава и структуры почвы зависит проницаемость почвы для воды и воздуха, степень рыхлости и плотности, тепловые и биохимические свойства.
Органолептические показатели

Цвет. Почва может быть темной (черной), светло-серой, коричневой и других оттенков в зависимости от количества находящихся в ней органических веществ и примесей. Темная окраска указывает на содержание в почве большого количества органических веществ, то есть гумуса и перегноя сильно удобренных навозом почв. В таких почвах патогенные микроорганизмы встречаются чаще, чем в черноземной. Почвы бедные гумусом, органическими веществами имеют светло-серую (подзолистые почвы) или светло-желтую (песчаная, глинистая почва) окраску. Такие почвы бедны не только органическими веществами, но и содержат очень мало биологически-активных минеральных соединений – кальция, фосфора, калия.

Запах. В гигиеническом отношении имеют значение запахи несвойственные чистой, незагрязненной почв: гнилостный, аммиачный, сероводородный, которые могут появляться при свежем загрязнении навозом, мочой, неочищенными сточными водами, трупами животных, химическими соединениями.

Запах определяют непосредственно на месте при взятии средней пробы. В лаборатории свежую пробу почвы помещают в колбу, обливают горячей водой, закрывают пробкой, встряхивают, затем открывают пробку и определяют запах.

Температура. К измерению температуры почвы в гигиенических целях прибегают редко, хотя она имеет значение при выборе мест для летних стойл, лагерей или ночной стоянки животных (стойбищ) ранней весной и поздней осенью на пастбищах, а также в загонах. Для таких целей служат специальные термометры.
Определение объема пор в почве (порозность)

Порозность почвы представляет собой общую сумму всех свободных промежутков между почвенными частицами выраженную в процентах к взятому объему почвы.

Порозность почвы зависит от величины почвенных частиц, их формы и структуры. В мелкозернистых почвах порозность выше, чем в крупнозернистых, т.к. при уменьшении размеров почвенных зерен возрастает количество их и пор между собой.

Порозность почвы имеет большое санитарно-гигиеническое значение, поскольку от нее зависит проницаемость почвы для воды и воздуха.

Различные виды почв имеют и разную порозность: песчаные почвы – 30-40%; глинистые – выше 50%; болотные – 84%.

Выполнение анализа: В градуированный цилиндр на 500 мл высыпают 250 мл почвы и наливают 250 мл воды.

После смешивания почвы с водой и заполнении всех пор определяют объем смеси и производят расчеты.

Р = (А – Б) – К / В · 100

где: Р – порозность почвы, %; А – объем почвы, мл; Б – объем воды, мл; К – объем смеси почвы и воды, мл; В – сумма объемов почвы и воды, мл.
Определение влагоемкости почвы

Влагоемкостью почвы называется способность почв вмещать и удерживать в себе определенное количество воды.

Выполнение анализа: Берут цилиндр с сетчатым дном и взвешивают его. Взвешенный цилиндр наполняют на ¾ объема воздушно-сухой почвой и снова взвешивают.

Погружают цилиндр с почвой в сосуд с водой и доводят уровень воды в сосуде до уровня почвы в цилиндре. После того, как вода пропитает всю почву, дают стечь излишней воде, протирают увлажненную поверхность цилиндра, взвешивают и производят расчеты.

А = 100 (с — в) / (в — а)

где: А – влагоемкость почвы, %; а – масса пустого цилиндра, г; в – масса цилиндра с почвой до погружения в воду, г; с – масса цилиндра с почвой после насыщения водой, г.
Определение капиллярности почвы

Под капиллярностью понимают водоподъемную способность почвы по капиллярам из нижних слоев в верхние, которая зависит от ее механического состава, т.е. чем меньше частицы почвы, тем выше капиллярный подъем влаги. Высокая капиллярность нередко служит основной причиной сырости почвы, помещений, если не принимаются соответствующие меры (гидроизоляция).

Выполнение анализа: В штативе устанавливают ряд (в зависимости от образцов почвы) высоких 50 – 100 см стеклянных трубок диаметром 2-3 см с сантиметровым делением. Каждую трубку заполняют исследуемой почвой. Нижние концы трубок обвязывают полотном и погружают в ванночки с водой на глубину 0,5 см. По изменению окраски почвы следят за быстротой и высотой подъема воды, отмечая её уровень в сантиметрах через 5; 10; 15; 20 и 60 минут, а далее через каждый час до прекращения водоподъема.
Определение водопроницаемости почвы

Водопроницаемостью называется способность почвы проводить воду из верхних слоев в нижние. Водопроницаемость (фильтрационная способность) определяется количеством воды, просачивающейся через определенный слой почвы в единицу времени и зависит от размера ее зерен, наличия коллоидных частиц, а также от высоты слоя воды над ней.

Водопроницаемость песчаных почв – 5-8 мин, глинистых – 15 мин и более.

Выполнение анализа: Берут стеклянную трубку диаметром 3-4 см, высотой 25-30 см. Нижний конец трубки подвязывают полотном и наполняют сухой измельченной почвой до высоты 20 см, равномерно распределяя ее легким постукиванием о стенки трубки. Трубку с почвой укрепляют в штативе и наливают в нее воду, постоянно поддерживая высоту уровня воды над почвой в 4 см до появления первой капли прошедшей через матерчатое дно трубки. В ходе определения водопроницаемости отмечают время с начала заливания воды, и время появления первой капли. Разница во времени показывает быстроту прохождения воды через слой почвы в 20 см.

Источник

Конспект практической работы «Исследование почвы»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

1.1. Определение механического состава почвы

Оборудование: пробы почвы, вода в склянках.

Ход работы : В ходе исследования нами было отобрано 250 грамм почвы из разных участков:1 и 2. Затем мы слегка увлажнили комочек почвы, размешали до тестообразного состояния и скатали в шнур, который затем сгибали в кольцо. По тому, как скатывалась почва и сгибалась в кольцо, мы определяли ее механический состав.

Рис. 1. Мокрый способ определения механического состава почв в поле

Вид образца в плане после раскатывания

Шнур не образуется — песок

Зачатки шнура — супесь

Шнур дробится при раскатывании — легкий суглинок

Шнур сплошной кольцо при свертывании распадается — средний суглинок

Шнур сплошной кольцо с трещинами — тяжелый суглинок

Шнур сплошной кольцо дельное — глина

1 .2.Определение структуры почвы.

Под структурностью почвы подразумевают ее способность естественно распадаться на структурные отдельности и агрегаты, состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов почвы. Форма структурных отдельностей зависит от свойств самой почвы.

В поле у разреза определяют структуру почв следующим образом. На передней стенке из исследуемого горизонта ножом вырезается небольшой образец грунта и подбрасывается несколько раз на ладони (или лопате) до тез пор, пока он не распадается на структурные отдельности. Рассматривая эти структурные элементы, определяют степень их однородности, размер, характер поверхности.

Если структура неоднородна, то для её характеристики пользуются двойными названиями (комковато-зернистая и т.д.), последним словом указывая преобладающий вид структуры.

Рис. 2 Типичные структурные элементы почв (по С.А.Захарову).

1.3.Определение плотности и сложения почвы.

Определяется с помощью ножа, лопатки или лопаты.

Под сложением почвы внешнее выражение степени и характера её плотности и прозрачности (величина и форма воздушных пор и полостей).

Различают следующие степени плотности почв в сухом состоянии:

*Очень плотное или слитое сложение — почва не поддаётся действию лопаты (входит в почву не более 1 см.)

* Плотное сложение — лопата или нож с трудом входят в почву на глубину 4-5 см, и почва с трудом разламывается руками;

* Рыхлое сложение — лопата или нож легко входят в почву, почва хорошо оструктурена, но структурные агрегаты сравнительно мало сцементированы между собой

* Рассыпчатое сложение — почва обладает сыпучестью, отдельные частицы не сцементированы между собой.

1.4. Определение окраски почвы

Для определения окраски почвенного горизонта необходимо:

1.Установить преобладающий цвет.

2.Определить насыщенность этого цвета (темно-светлоокрашенная).

3.Отметить оттенки основного цвета (например, буровато — палевый и т.д.).

При описании почвы необходимо указывать и степень однородности окраски. Например, буровато — сизый, неоднородный, на сизом фоне бурые и ржавые пятна и примазки. Такое описание помогает полнее охарактеризовать почву и оценить её в генетическом отношении.

При определении окраски почвы в полевых условиях необходимо учитывать влажность почвы и степень освещенности почвенного разреза. Влажная почва имеет более тёмную окраску, чем воздушно-сухая, поэтому очень важно указывать при описании почвы степень её увлажнения. Это облегчает дальнейшую камеральную обработку полевых материалов.

Многое также зависит и от освещения почвы солнцем. Освещение должно быть равномерным по всему профилю почвы, так как в тени почва выглядит темнее и можно легко ошибиться при определении её цвета. Лучше определять окраску почвы при высоком стоянии солнца, чем рано утром или вечером.

По цвету почву можно условно разделить на категории по содержанию гумуса и плодородию: одним из главных признаков плодородия почвы является наличие в ней гумусовых веществ, которые обуславливают окраску.

1.5. Изучение насыщенности почвы воздухом

Насыщенность почвы воздухом (т.е. аэрация) – важная почвенная характеристика. Атмосферный воздух проникает в почву, создавая условия для прорастания семян, развития корней и корневых систем, окисления веществ. Благодаря учениям Б. Небела, мы также сможем определить аэрацию почв (рис 2).

Рис. 2.

Для проведения опыта нам потребовались два разных образца почв. Мы отобрали цилиндрические образцы песчаной и глинистой почв. Затем поместили образцы в сосуды с водой и наблюдали, как выделяется из почвы воздух, замещаясь водой. В ходе работы мы зафиксировали время выделения воздуха, величину пузырьков и интенсивность выделения воздуха.

1.6. Исследование кислотности почвы

Оборудование и реактивы: пробирки, фильтровальная бумага, воронка; дистиллированная вода, универсальный индикатор, образцы почвы.

Ход работы: в пробирку поместили почву (столбик почвы должен быть 2-3 см ). Прилили дистиллированную воду, объем которой должен быть в три раза больше объема почвы. Закрыли пробирку пробкой, тщательно встряхивали в течение 1-2 минут. Профильтровали полученную смесь почвы и воды. Почва осталась на фильтре, а собранный в пробирке фильтрат представляет собой почвенную вытяжку (почвенный раствор). Взяли универсальный индикатор, нанесли на него палочкой почвенный раствор. Определили по окраске универсального индикатора рН почвенного раствора. Если лакмус окрашивается в розовый цвет, то почва является кислой, а если в зеленоватый, то щелочной.

Источник