Методы определения почвы на кислотность
Для определения кислотности почвы существует множество способов. Далее представлены некоторые из них (Приложение 1).
Использование лакмусовой бумажки.Существует несколько видов или наборов кислотность почвы фотолакмусовой бумаги для определения кислотности.
Индикаторная бумага (ТУ 16-09-1181-71) либо универсальный набор лакмусовой бумаги. Фильтрованные полоски из набора имеют светло-оранжевый цвет, они пропитаны смесью индикаторов, которые, в зависимости от количества рН, принимают различные оттенки. К этому набору полосок прилагается таблица, где каждому из 10 кислотность почвы фотообозначенных цветов соответствует определенная величина рН. Это довольно точное измерение кислотности — до 1 единицы рН.
Более точный анализ можно получить при помощи индикаторной бумаги «Рифан» — это фильтрованные полоски длиной 8 см и шириной 1 см, поперек каждой полоски нанесен слой определенной окраски. Каждый оттенок указывает конкретную величину рН с малым интервалом: 5,8; 6,2; 6,6; 7,0; 7,4 и т. д. К этому набору индикаторных бумажек также прилагается цветная шкала, указывающая цифровое значение рН.
Кроме того, такой анализ проводится с помощью кислотно-щелочных двухцветных индикаторных бумаг: кислотность почвы фото нейтральной лакмусовой (красный цвет— до рН 5; синий — более 8), красной лакмусовой (вариация цветовых оттенков от красного до синего) и синей лакмусовой (вариации цветовых оттенков от красного до синего).
1) Для применения методов с использованием лакмусовой бумаги необходимо изъять почву для анализа. Затем в стеклянную или пластмассовую посуду наливается вода, почву кладут в чистый, плотный клочок ткани, который крепко завязывается. Далее мешочек с землей помещается в воду. На 1 часть почвы берется 4-5 частей воды. Через несколько минут в почвенный раствор опускается на 2-3 секунды индикаторная бумага. Сразу же после этого проявившийся на бумаге цвет сверяется со шкалой, и в результате вы получаете значение рН почвенного раствора.
2) Копаем ямку глубиной до 35 см. Землю набираем с вертикальных стенок не менее, чем в четырёх местах по 20 грамм. Тщательно перемешиваем, смачиваем дистиллированной водой. Сжимаем бумажку вместе с мокрой землёй. Цвет лакмусовой бумаги будет изменён в зависимости от кислотности. Бумажку прикладываем к индикатору и смотрим значение рН.
Красный цвет будет иметь сильнокислая почва, розовый — среднекислая, жёлтый — слабокислая. Нейтральная кислотность, к которой надо стремиться, считается рН 6. У неё будет зеленовато-голубой оттенок.
По внешним признаками природным индикаторам (растениям).
Если в канавах и ямках вода стоит ржаво-окрашенная, с радужной пленкой на поверхности и темно-желтым рыхлым осадком, знайте — на участке сильнокислая почва. Оттенок у нее, как правило, белесый. Белесая, похожая на золу, прослойка почвы на небольшой глубине также свидетельствует о кислой среде. Растущие на целине растения очень помогают в определении кислотности. Прежде чем убирать сорняки со своего участка, приглядитесь к ним, с их помощью можно определить кислотность почвы. Кислыми чаще всего бывают пойменные земли с высокой влажностью. Здесь в большом количестве растут типичные растения кислых почв: василек луговой, вереск, вероника дубравная, горец почечуйный, душистый колосок, иван-да-марья, лапчатка, лютик ползучий, маргаритка, мята, осока, пикульник, подорожник большой, торица, фиалка трехцветная, хвощ полевой, щавель конский.
На слабокислых почвах чаще других растений встречаются вьюнок полевой, горец птичий, клевер, люцерна, мать-и-мачеха, осот, мокрица, нивняк, пырей, репейник, ромашка пахучая, шиповник. Обилие крапивы, красного клевера, лебеды указывает на то, что почва имеет нейтральную реакцию. Хороший признак — на участке много крапивы. Корни крапивы благотворно действуют на окружающую почву, способствуя накоплению тонкого темного гумуса. Обилие горчицы полевой, гусиной лапки, донника, молочая, ромашки, смолевки, чертополоха свидетельствует о бедной гумусом почве.
На щелочной почве растут: вьюнок полевой, мак.
Большинство растений приспособлены к широкому диапазону рН и погибают только на экстремально кислых или щелочных почвах. В неблагоприятной среде культурные растения обычно слабо развиваются, дают низкий урожай из-за нарушений в питании, менее устойчивы к болезням и неблагоприятным климатическим факторам. Из декоративных растений менее чувствительны к реакции почвы ирисы, гладиолусы, травы, розы, колокольчики, фиалки и другие. Из овощных и плодовых растений к этой группе можно отнести картофель, томаты, кукурузу, крыжовник, смородину, малину, вишню и другие. Однако для каждого вида растений существует определенный, наиболее оптимальный для роста и развития интервал реакции среды. По отношению к ней и отзывчивости на известкование культурные растения подразделяют на следующие группы.
Первая группа – кальциефильные растения, которые не переносят кислой реакции: свекла (столовая, кормовая, сахарная), капуста, люцерна. Оптимальная величина рН для них 7-7,5. Они положительно реагируют на внесение извести даже на слабокислых почвах.
Культуры, чувствительные к повышенной кислотности, включены во вторую группу. Это ячмень, пшеница, фасоль, горох, вика, клевер, огурец, лук, чеснок, тыква, салат, черешня, груша, яблоня, виноград, слива, абрикос и другие. Они лучше растут при близкой к нейтральной реакции (рН 6-7) и хорошо отзываются на известкование не только сильно- и среднекислых, но и слабокислых почв.
В третьей группе – растения, слабо чувствительные к повышенной кислотности: гречиха, овес, рожь, тимофеевка, редис, морковь, томат, земляника, а также декоративные и цветочные культуры – ирисы, лилии, гладиолусы, жасмин, пеларгония. Они удовлетворительно себя чувствуют в довольно широком диапазоне рН от 4,5 до 7,5, но наиболее благоприятны для них почвы с рН 5,5-6,0. Эти растения требуют известкования только сильно- и среднекислых почв.
К четвертой группе относятся культуры, требующие известкование средне- и сильнокислых почв, например, картофель и лен. При этом дозу извести уменьшают вдвое, так как при высоких дозах картофель заболевает паршой, а лен – бактериозом, затрудняется поступление в растения бора, магния, калия.
В пятой группе – растения-кальциефобы: щавель, люпин, сераделла, культурные формы голубики, черники, брусники, а также азалия, рододендроны, вереск. Они лучше растут на кислых почвах – рН 4,5-5,0.
Определения рH почвы с помощью метода В. М. Клычникова.
30 г предварительно подсушенной садовой земли помещают в бутылку с узким горлышком и заливают 50 г кипяченой воды комнатной температуры. Затем отвешивают 7 г измельченного мела, который завертывают в кусочек бумаги 6х6 см и опускают в бутылку. На ее горлышко надевают резиновый напальчник, скатанный в плотный валик. Освобожденная от пальцев руки резинка распрямляется, но остается сплюснутой. В таком виде сосуд обертывают полотенцем (чтобы не нагревался от руки) и в течение 5 минут энергично взбалтывают. Если исследуемый грунт кислый, то в результате взаимодействия кислоты с мелом в сосуде будет выделяться углекислый газ, и давление внутри него начнется повышаться. Это приведет к тому, что резинка выпрямится. Если грунт не был кислым, то углекислый газ внутри сосуда не образуется, и резинка останется сплюснутой.
Степень кислотности описанным способом определяют по состоянию резинки: если осталась сплюснутой — реакция почвенного раствора нейтральная (рН около 7), распрямилась наполовину — реакция среднекислая (рН 4,5-6), а распрямилась полностью — кислая (рН ниже 4,5).
Определение кислотности почвы при помощи pH-метров.
Это маленькие портативные приборы, которые вы просто помещаете в землю, а они вам выдают уровень кислотности почвы. Также очень часто прибор измеряет не только кислотность почвы, но и уровень влаги, что немаловажно и весьма полезно. Измеряют кислотность такие приборы очень оперативно – до минуты, с точностью до десятых.
Источник
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕАКЦИИ ПОЧВЕННОГО РАСТВОРА
Цель занятия:Ознакомится с лабораторными методами определения реакции почвенного раствора. Научиться определять актуальную кислотность почвы с помощью индикаторов.
Для характеристики актуальной кислотности (щелочности), т.е. реакции почвы, определяют величину рН суспензии почвы в воде.
В зависимости от величины рН реакция почв может быть:
Величину рН определяют при помощи индикаторов и электрометрическими методами.
Порядок работы.
Колориметрическое определение рН.
Колориметрический метод состоит в том, что водная вытяжка из почвы в присутствии универсального индикатора в зависимости от реакции принимает определенную окраску, которую сравнивают с образцовой цветной шкалой.
1. Небольшое количество почвенного материала, взятое из отдельного образца почвы, очищается от посторонних предметов (веточки, стебли и корни трав, обломки камней, угольки и т.д.), аккуратно растирается пестиком в фарфоровой ступке до максимально возможной однородной рассыпчатой массы.
2. Рассыпчатая почвенная масса (25 г) помещается в коническую колбу емкостью 250 см 3 Колбу наполовину (125 г) заливают дистиллированной водой, после чего содержимое колбы несколько раз аккуратно взбалтывается и отстаивается 5 – 10 минут.
3. Полученную после отстаивания водную вытяжку фильтруют.
4. Отфильтрованную водную вытяжку (5 см) наливают в пробирку, и добавляют в неё около 0,25 см 3 универсального индикатора, вследствие чего полученная смесь окрашивается в определённый цвет.
5. Пробирку со смесью встряхивают для равномерного распределения окраски.
6. Определяют рН испытуемого раствора, сравнивая его окраску с окраской цветной шкалой, приложенной к «универсальному индикатору» для определения рН.
7. Записать результат определения по следующей форме:
Окраска водной вытяжки
Критерии оценок при проведении и выполнении лабораторно-практических занятий
Основными критериями оценки выполнения лабораторно-практических работ являются:
— планирование деятельности, подготовка материалов, оборудования, соблюдение требований ТБ и ОТ
— правильность выполнения заданий и технологических операций
— аргументация и теоретическое обоснование выполняемых операций
— точность произведенных расчетов
— аккуратность и грамотность оформления результатов занятия
— своевременность выполнения работы
Оценка практических навыков:
Оценка «5» — ставится, если студент демонстрирует знание теоретического и практического материала по теме практической или лабораторной работы, даёт правильный алгоритм решения, точно определяет искомые показатели.
Оценка «4» — ставится, если студент демонстрирует знание теоретического и практического материала по теме практической или лабораторной работы, делает правильный выбор алгоритма решения задания, допуская незначительные неточности при решении задач или оформлении отчетных материалов.
Оценка «3» — ставится, если студент демонстрирует неполные знания теоретического и практического материала по теме практической или лабораторной работы, выбор алгоритма решения задачи возможен при наводящих вопросах преподавателя, допускает значительные неточности при решении задач или оформлении отчетных материалов.
Оценка «2» — ставится, если студент неправильно выбирает алгоритм решения задания, дает неверный результат при решении задач, измерениях.
Список литературы
1. А.Н.Голицын, Инженерная геоэкология (Раздел «Почвоведение»), М., ООО ОНИКС, 2010г.;
2. В.Ф. Вальков, К.Ш.Казеев, С.И.Колесников, Почвоведение, М. Изд. центр «Март», 2011г.;
3. А.Х.Шеуджен, Г.А.Галкин, Почвоведение. Изд. «Наука»,РАН, 2008г.;
4. С.И.Колесников, Почвоведение с основами геоэкологии, М., Изд. «РИОН», 2005г.;
5. В.Т.Мамонтов и др, Общее почвоведение, М., «Колос», 2008г.;
6. А.Н.Геннадиев, М.А.Глазовская. География почв с основами почвоведения. М. Изд. «Высшая школа», 2005г.;
7. Лабораторно-практические занятия по почвоведению, М. Изд. «Проспект науки», 2009г.
8. А.А.Роде, В.Н.Смирнов, Почвоведение, Высшая школа, 1972г.;
9. В.В. Добровольский, География почв с основами почвоведения, М. Изд. «Владос», 2001г.;
10. А.В.Хабаров, А.А.Яскин, Почвоведение, М. Изд. «Колос», 2008г.;
11. А.И.Горбылева. Почвоведение с основами геоэкологии, Минск. Изд. Новое знание, 2002г.;
12. Практикум по почвоведению, Изд. «Колос», 2006г.
Пример бланка описания образца почвы (укороченный вариант)
Ф.И.О.студента______________________Почвенный ящик №___________
Почвенный горизонт
Мазок
Морфологические признаки почвенного горизонта (подгоризонта)
Окраска и ее пятнистость:
Характер вскипания от 10% раствора HCI:
Окраска и ее пятнистость:
Характер вскипания от 10% раствора HCI:
Название почвы (с указанием типа, разновидности и состава почвообразующей породы):_________________________________________
Этикетка почвенного образца
Лесхоз, лесничество, квартал, выдел_____________________________________________________________
Источник
Реакция почвы
Агрохимические свойства характеризуют ППК: реакция почвы (рНН2О – актуальная, рНKCl – обменная, Н – гидролитическая (мг•экв на 100 г почвы), сумма обменных оснований (S, мг•экв на 100 г почвы), емкость поглощения (Е, мг•экв на 100 г почвы), степень насыщенности основаниями (V, %), гумус (%), подвижный фосфор, обменный калий (мг•экв на 100 г почвы).
Реакция почвы обычно проявляется при взаимодействии ее с водой или растворами солей. Почвы могут иметь кислую, нейтральную или щелочную реакцию в зависимости от соотношения концентраций иона водорода (H+) и гидроксида (ОН-). Реакция кислая, если в почве преобладают ионы Н+, и щелочная – если в почве больше ионов ОН-. При равенстве концентраций H+ и ОН- реакция почвы нейтральная. Кислая реакция устанавливается в тех условиях, где осадки преобладают над испарением (леса, тундра), нейтральная – количество осадков и испарение уравновешены (степи луговые, саванны типичные); щелочная – когда испарение преобладает над осадками как в пустынях.
Реакцию раствора обычно определяют по условной величине рН (отрицательный логарифм концентрации H+). Шкала рН имеет значение от 1 до 14. При рН 7 – реакция почвенного раствора нейтральная, ниже 7 – кислая, больше 7 – щелочная.
Различные типы почв имеют и различную реакцию. Ее показатели, (рН) могут колебаться от 3,5 до 9 и выше. Наиболее кислую реакцию имеют верховые торфяники. Кислой реакцией характеризуются подзолистые и дерново-подзолистые почвы. Для черноземов свойственна нейтральная реакция, для каштановых почв, солонцов – щелочная.
Сельскохозяйственные растения предъявляют разные требования к реакции почвы – наиболее благоприятными для большинства культур являются слабокислые или слабощелочные почвы. Нейтрализуют кислую реакцию внесением в почву известняков (СаСО3), а щелочную – внесением гипса (СаSО4). Максимальное количество ионов водорода устанавливается при определении гидролитической кислотности (Н).
С реакцией почв тесно связана и жизнедеятельность почвенных opганизмов. В кислой среде распространена грибная микрофлора. Для бактерий предпочтительной реакцией является реакция, близкая к нейтральной. Таким образом, реакцию почв можно рассматривать как важный экологический признак.
Кислотность почв – свойство почвы, обусловленное содержанием в почвенном растворе Н-ионов, а также обменных ионов водорода и алюминия в почвенном поглощающем комплексе.
Существуют разные источники кислотности почвы. Одной из наиболее распространенных минеральных кислот является угольная кислота, образующаяся при растворении углекислого газа. Значительное подкисление почвенного раствора могут вызвать ненасыщенные катионами гуминовые и фульвокислоты. Последние образуются при разложении остатков хвойной и моховой растительности.
В результате жизнедеятельности грибов и бактерий, разложения растительного опада, выделенные корнями и насекомыми в почве могут присутствовать свободные органические кислоты типа уксусной, щавелевой, лимонной.
В некоторых случаях при выветривании горных пород и минералов могут образовываться и сильные минеральные кислоты – соляная, серная. Существенным источником кислотности могут быть вносимые физиологически кислые удобрения – (NH4)2SO4, KC1 и др.
Повышенная кислотность – явление вредное для растений и полезной микрофлоры. В кислых почвах усложняется поступление кальция в растения, сосуды корневых волосков закупориваются, угнетается деятельность нитрификаторов, азотофиксаторов. Избыточная кислотность увеличивает до токсичных количеств содержание в почве подвижных алюминия и марганца. Кислые почвы бесструктурные, с неудовлетворительными водно-воздушными свойствами. Около 50% почв таежно-лесной зоны имеют избыточную кислотность. Кислотность почв необходимо изучать и регулировать.
Различают две формы почвенной кислотности – актуальную и потенциальную.
Актуальная (активная) кислотность почвы обусловлена наличием водородных ионов (протонов) в почвенном растворе. Определяется обычно при взаимодействии почвы с дистиллированной водой и выражается показателем рНH2O. Показатель актуальной кислотности очень динамичен, нестабилен, зависит от многочисленных реакций, постоянно совершающихся в почве.
Потенциальная кислотность (скрытая, пассивная) обнаруживается при взаимодействии почвы с растворами солей. Природа ее сложная. Носителями потенциальной кислотности являются обменные катионы водорода (H+), алюминия (А13+) почвенных коллоидов.
В зависимости от соли, используемой для выявления потенциальной кислотности, ее подразделяют на обменную и гидролитическую.
Обменная кислотность – та часть потенциальной кислотности, которая обнаруживается при вытеснении из почвы ионов H+ и А13+ растворами нейтральной соли. Обычно для определения обменной кислотности почв используют 1н. раствор КС1 (рН
6,0):
[ППК-]H++ КСl → [ППК-]К+ + НС1;
[ППК-]А13+ + ЗКС1 → [ППК-]ЗК+ + A1C13.
А1С13 – соль слабого основания и сильной кислоты. Гидролитически распадаясь образует соляную кислоту и гидрооксид алюминия:
А1С13+ ЗН2О →А1 (ОН)3 + ЗНС1.
Образующаяся в растворе кислота оттитровывается – кислотность тогда выражается в мг•экв /100 г, либо определяется величиной рН раствора – рНKCl.
В зависимости от величины рН солевой вытяжки почвы подразделяются на следующие группы: сильнокислые (рН 80%) не нуждаются в известковании, а при V – менее 50%, имеют высокую необходимость в нем.
Известкование – основной прием повышения продуктивности кислых почв. При известковании внесенный СаСО3 (при наличии углекислоты) переходит в растворимый Са(НСОз)2 и взаимодействует с почвой по следующей схеме:
[ППК-]2H++ Са(НСО3)2 →[ППК-]Са2++ 2Н2О + 2СО2.
Дозу извести обычно рассчитывают по гидролитической кислотности: Н•1,5 = т СаСОз на 1 га, то есть 1 мг•экв гидролитической кислотности на 100 г почвы требуется для нейтрализации 1,5т СаСО3 на 1 га.
Дозу СаСО3 для известкования кислых почв можно определить и по обменной кислотности – в зависимости от величины рНКCl и механического состава почвы доза извести может изменяться от 2,0 до 6,0 т СаСО3 на 1 га; при рНКCl 5,6 и выше почвы не известкуют.
Щелочность почв – способность их подщелачивать воду и растворы нейтральных солей. Связана с присутствием в почве гидролитически щелочных солей – Na2CO3, NaHC03, Са(Н2СО3)2 и других, создающих при диссоциации повышенную концентрацию ОН-ионов:
Na2CO3 + 2HOH→ H2CO3 + 2Na + 2ОH-.
Различают активную и потенциальную щелочность почвы. Первая связана с наличием гидролитически щелочных солей в почвенном растворе. Потенциальная щелочность обусловлена обменно поглощенным Na.
Щелочная реакция угнетает деятельность микроорганизмов, ухудшает структуру и физические свойства почвы, режим питания растений.
Ликвидируют избыточную щелочность гипсованием:
[ППК-]2Na + CaSO4→ [ППК-]Ca2 + Na2SO4.
Образующийся сернокислый натрий может быть вымыт из почвы при выпадении атмосферных осадков или при поливе.
Буферность почв – способность противостоять резкому изменению реакции почвенного раствора при введении в почву кислот и щелочей или их солей. Обусловлена наличием в почве буферных систем, представленных обычно слабыми кислотами (органические, угольная) и их солями.
Против подщелачивания буферное воздействие оказывают слабые кислоты, а против подкисления – слабые кислоты и их соли:
СНзСОО- + H++ CH3COO- + Na+ + Н+ + Сl- = СН3СООН + NaCl
диссоциация диссоциация диссоциация диссоциация
слабая сильная сильная слабая
Против подкисления также сильное воздействие оказывают поглощенные основания, особенно кальций.
Высокой буферностью обычно отличаются суглинистые и глинистые почвы, обогащенные гумусовыми веществами. Низкая буферность характерна для песчаных бедных гумусом почв. Эту особенность необходимо учитывать при определении доз удобрений, извести.
Источник