Валовой анализ почв это
При валовом анализе почвы вместе с элементами, входящими в состав минеральной части почвы, мы определяем и зольные элементы гумуса почвы; определить в отдельности количество какого либо элемента, принадлежащее минеральной и органической части, мы не умеем; так как содержание минеральных веществ в гумусе почв не торфянистых и не болотных по сравнению с общим их содержанием в почве вообще-ничтожно, то без особой погрешности можно считать, что для этих почв валовой анализ дает элементарный состав минеральной части почвы. Чем больше гумуса в почве, чем почва более торфяниста, тем дальше это допущение от действительности. По всей вероятности, из отдельных элементов, определяющихся при валовом анализе почвы, из металлоидов — фосфор и сера, а из металлов-кальций и магний, дают в этом отношении наибольшее отклонение: относительное содержание ЭТИХ элементов в органической части почвы значительно, и количество их, определяемое валовым анализом и представляющее общее количество их в почве, может заметно превышать их количество в одной лишь минеральной части почвы. Для определения валового содержания входящих в почву элементов последнюю необходимо перевести в раствор, что достигается или предварительным разложением почвы фтористоводородною кислотою иди сплавлением почвы с соответствующими солями.
Разложение почвы фтористоводородной кислотою
1-ый способ. Навеску тонкоистертой почвы, соответствующую о гр. сухой почвы (т. е. 100.5/(100-a) гр. возд.-сух., где а — гигроск. вода в % от в.-с. почвы), помещают в платиновую чашечку, смачивают небольшим количеством воды и приливают осторожно 3-5 к. стм. концентрированной серной кислоты; содержимое тщательно перемешивают платиновым шпателем и в чашку приливают (в вытяжном шкапу) около 25 к. стм. 38°/о фтористоводородной кислоты (Ac. hydrofluoricum fumans puriss.!); содержимое снова перемешивают шпателем и чашку ставят на водяную баню, температуру которой поддерживают при 60°-80° в течение часов 5; содержимое чашки перемешивается время от времени шпателем; затем около 1/2 часа чашка держится на кипящей бане и, если после этого при помешивании платиновым шпателем не слышно вовсе хрустения, — обработка фтористоводородной кислотой закончена: в противном случае, что обычно и бывает, ее надо повторить вторично, прилив снова фтористоводородной кислоты и снова продержав на водяной бане, как указано выше.
Закончив с разложением почвенных силикатов, приступают к разрушению органического вещества и удалению последних следов фтористоводородной кислоты, для чего чашку осторожно нагревают на асбестовой сетке сначала на слабом огне при частом помешивании, а затем пламя постепенно усиливают, но ни в коем случае не выше той t°, при которой дно чашки снаружи приобретает темнокрасное каление; в противном случае из сернокислого железа освобождается окись железа, которая после не растворится. При таком способе сжигания почти никогда не удается полностью удалить органические вещества; часть их остается в виде угля.
После описанной обработки все почвенные основания (а также алюминий и железо, входившие в кислотный комплекс почвы) будут в вице сернокислых и фосфорнокислых солей, кремния же вовсе не останется, так как он удалится в виде газообразного фтористого кремня при действии серной кислоты на кремнефтористые металлы.
Для растворения массы, получившейся в платиновой чашке, переносят содержимое чашки горячей водой, слабо подкисленной соляной кислотою, в фарфоровую чашку (диаметром около 15 стм.); жидкость в чашке нагревают, добавляя по мере надобности водою и подкисляя соляною кислотою; обычно растворяется не все, а остается немного угля и кремнезема. Полученный раствор отфильтровывают чрез маленький беззольный фильтр в стакан (если навеска почвы предназначалась для определения фосфорной к.) или в мерную колбу (в 500 к. стм. емкостью), если навеска почвы предназначалась для определения прочих веществ. Фильтр с остатком почвы, неразложенной фтористоводородной к., сжигается и взвешивается; если вес остатка оказался выше 1%, то его снова подвергают по вышеописанному (уменьшив соответственно количество реактивов) действию фтористоводородной к. и полученный в конце концов раствор присоединяют к ранее отфильтрованному.
Примечание. Получение в растворе почвенных минеральных соединений посредством обработки почвы фтористоводородною кислотою очень усложняется, вследствие присутствия гумуса; попытки упростить способ предварительным удалением органического вещества прокаливанием почвы перед обработкой не увенчались успехом, так как имеющиеся данные указывают на возможность потери фосфора и калия при прокаливании почвы.
2-ой способ. Описанный выше способ обработки почвы фтористоводородной кислотою имеет существенные неудобства:
1) Удаление избытка серной кислоты слишком длинная и неприятная операция, ведущая к тому же очень часто к заметной потере вещества, вследствие разбрызгивания;
2) Как бы тщательно ни изгонять серную кислоту, ее всегда останется много, что вредит осаждению фосфорной кислоты и очень усложняет определение щелочей;
3) при таком способе обработки нельзя определить в почве валовой серной кислоты.
Все указанные неудобства устраняются при замене серной кислоты соляною 1 ). Ход разложения почвы в этом случае таков.
1 ) К. Гедройц. Заметки по агрономическому анализу. Ж. Оп. Агр. 1915, стр. 83.
К 5 гр. тонкоистертой почвы в платиновой чашечке приливают около 40 к. стм. фтористоводородной кислоты; приливать необходимо осторожно, так как содержимое чашки при этом сильно нагревается и происходит сильное испарение. В том случае, когда почва содержит карбонаты, углекислоту необходимо предварительно удалить разведенной соляною кислотою и содержимое чашки высушить на водяной бане. Чашку с прилитой фтористоводородною кислотою помещают на водяную баню и медленно при частом помешивании выпаривают досуха (при температуре около 80°). К сухому остатку прибавляют очень осторожно около 25 к. стм. концентрированной соляной кислоты, а по охлаждении чашки — около 15 к. стм. фтористоводородной кислоты и снова медленно выпаривают; операцию эту повторяют еще раз, при чем на этот раз выпаривание ведут уже на кипящей бане. Когда разложение окончено, то для вытеснения всей фтористоводородной кислоты обрабатывают сухой остаток в чашке последовательно пять раз концентрированной соляной КИСЛОТОЮ, каждый раз (по 25 к. стм.) с выпариванием досуха на кипящей водяной бане. После этого содержимое чашки переносится водою при помощи стеклянной палочки с каучуком в фарфоровую чашку; чашку нагревают, прибавляют немного соляной кислоты и отфильтровывают через маленький беззольный фильтр (5892). На фильтре остается довольно много органического вещества; по нашим данным в этом остатке содержатся следы алюминия, фосфорной кислоты и калия и иногда довольно много извести; поэтому фильтр с промытым остатком нужно прокалить, и, после взвешивания, остаток выщелочить горячей водою, подкисленною соляною кислотою, отфильтровать и фильтрат присоединить к ранее полученному раствору. Общий фильтрат может содержать немного растворенного органического вещества; поэтому его следует выпарить на кипящей водяной бане в фарфоровой чашке, сухой остаток раза два обработать царской водкой и вытеснить азотную кислоту соляной кислотою. Полученный сухой остаток растворяют при нагревании водою, подкисленной соляною кислотою.
Анализ раствора, полученного разложением почвы фтористоводородной кислотою.
При полном валовом анализе с определением фосфорной кислоты разложение производится, как указывалось раньше, двух отдельных навесок почвы по 5 гр. каждая. Раствор от одной из этих навесок собирается в стакане для определения фосфорной кислоты, а второй из них — в мерную колбу в 500 к. стм. емкостью для определения суммы полуторных окислов (плюс фосфорная кислота), железа, марганца, кальция, магния, калия и натрия (а при обработке почвы фртористоводородной кислотою в присутствии соляной кислоты здесь же определяется и серная кислота).
Источник
Валовой анализ почвы
Валовой анализ почвы имеет своей задачей, как известно, или определение в почве общего количества некоторых соединений (общего количества минеральных соединений, гумуса, углекислоты, почвенных карбонатов, различных простых солей и пр.) или определение элементарного состава почвы (общего количества азота, фосфора, калия, кальция и пр.). С этой целью почву переводят в раствор или путем предварительного разложения ее 33% фтористоводородной кислотой или сплавлением ее с соответствующими солями (например, углекислыми солями калия и натрия).
He входя в рассмотрение высокой научной ценности данного метода для разрешения многих первостепенной важности вопросов теоретического порядка (например, для уяснения характера и сущности почвообразовательного процесса той или иной почвы) и обращаясь к оценке этого метода с точки зрения агрономической, мы должны сказать, что значение его, взятого в отдельности, при разрешении вопросов, связанных именно с плодородием почвы, очень не велико.
Нам уже известно из предыдущего изложения, что далеко не все соединения почвы являются одинаково легко усвояемыми для культурных растений, а некоторые из них представляются и совершенно для них недоступными. А так как валовой анализ почвы дает нам сведения об общем количестве того или другого элемента или того или иного соединения, не разграничивая их на усвояемые и неусвояемые, то естественно будет предположить, что почва, весьма обеспеченная тем или иным питательным веществом (согласно данным, полученным при валовом ее анализе), может оказаться весьма нуждающейся в усвояемых формах именно этого вещества и весьма благодарной за внесение в нее соответствующих удобрений. Мыслимы случаи и обратные, когда в почве будет находиться сравнительно небольшое количество того или другого элемента, но большая часть соединений последнего будет представлена усвояемыми формами; в результате на первой из упомянутых почв растение будет показывать все признаки голодания тем или иным элементом, на второй — будет вполне им обеспечено. Практика сельского хозяйства дает нам в этом отношении целый ряд наглядных примеров. Так, например, на некоторых торфяно-болотных почвах, весьма богатых валовым содержанием азота (доходящего в них до 2—3%), культивируемые растения часто показывают явные признаки голодания именно данным элементом. Объясняется этот факт тем, что большая часть азота в упомянутых почвах заключена в формы сложных органических соединений, из которых, как нам уже известно, высшие растения извлечь необходимый им азот практически не в состоянии. Укажем, далее, на некоторые наши черноземные почвы, весьма богатые общим содержанием фосфора, доходящего в некоторых представителях этих почв до 0,3—0,4%: между тем в агрономической литературе все более начинают накопляться факты, указывающие на резко выраженную потребность со стороны этих почв именно в усвояемых формах фосфора. И здесь объяснение мы находим в том, что большая часть имеющегося в этих почвах фосфора заключена в формы органо-минеральных соединений, недоступных культурным растениям. А. Mayer указывает случай, когда почва, содержащая 3% калия, весьма резко отзывалась на внесение калийных растворимых солей и т. д. Можно привести и целый ряд случаев обратных. Так, тот же исследователь приводит пример нильского ила, который содержал в себе валовое количество калия не более 0,5%, между тем он совершенно не реагировал на внесение в него калийных удобрений, и растения на нем не показывали и признаков калийного голодания. Аналогичные случаи можно умножить примерами почв некоторых поемных лугов, по валовому содержанию весьма часто бедных и азотом и фосфором, но вполне обеспечивающих этими питательными элементами те высокие урожаи органической массы, которые на них получаются.
Все приведенные факты и соображения делают полезным разграничение двух понятий: «богатство» почвы теми или иными веществами и ее «химическое» плодородие по отношению к этим веществам. Если под первым словом понимать общее суммарное содержание в почве того или другого элемента, то под вторым мы будем разуметь лишь то количество последнего, которое в данный момент может служить источником питания для растения или, другими словами, которое представлено в почве в данный момент в усвояемой для последнего форме.
Таким образом, валовой анализ почвы, давая нам представление о богатстве последней теми или иными питательными веществами, вместе с тем не в состоянии ответить на конкретный вопрос — о степени химического плодородия этой почвы, о том, в каком именно элементе будет нуждаться культивируемое на этой почве то или другое растение, какой удобрительный материал надо будет внести и т. д., не говоря уже о том, что при пользовании этим методом, без комбинирования его с другими (см. ниже), остается совершенно без освещения целый ряд многочисленных свойств почвы и явлений, в ней совершающихся, которые, как мы видели выше, играют также весьма важную роль в жизни культурных растений и которые с этой точки зрения также представляются весьма важными факторами плодородия почвы, как, например, физико-механические свойства почвы и пр.
Валовой анализ почвы может дать нам в руки только тогда ценное средство, когда покажет, например, полное отсутствие в почве того или другого элемента. Ho такие случаи принадлежат к величайшим редкостям, а обычно приходится иметь дело со средними «нормальными» почвами, в которых все необходимые для растений питательные вещества находятся обычно налицо, но только последние в различных почвах бывают представлены различными формами соединений. Далее, необходимо указать на возможность открытия валовым анализом в исследуемой почве тех или иных вредных или ядовитых веществ, что может указать на необходимость применения к такой почве соответствующих культур-технических приемов и т. д. С точки зрения такой ограничительной оценки сельскохозяйственного значения валового анализа почв, быть может, отчасти и прав был Pfannstiehl, который указал, что этот метод исследования почв не дает никакого представления о плодородии последних, а может лишь иногда указывать на причины их неплодородия.
Источник
Валовой анализ почв это
Под валовым анализов почвы понимается, с одной стороны, определение в почве общего количества некоторых соединений (определение так называемых, «главных составных частей почвы»), а с другой стороны, определение элементарного состава почвы.
К первым определениям относятся: определение потери от прокаливания почвы, общего количества минеральных веществ почвы, гигроскопической воды, химически связанной воды, углекислоты почвенных карбонатов, углекислого кальция к углекислого магния, гумуса вычислением па количеству углерода в почве: сюда же надо отнести и такие определения, которые не подходят под рубрику «глв. составных частей почвы», как, напр., определение содержания в почве азотной кислоты, аммиака, гипса и других простых солей; но в виду растворимости соединений этой группы в воде, определение их излагается при описании анализа водных вытяжек (см. ниже). Ко вторым определениям относятся определение общего количества входящих в почву элементов: органического углерода, азота, фосфора, серы, титана, кремния, алюминия, железа, марганца, кальция, магния, калия, натрия, а также элементов, встречающихся в почвах сравнительно редко и в малых количествах; в виду удобства изложения методика определения редких элементов будет описана в отдельной главе; там же будет изложен метод определения титана в почвах.
Для большинства определений при валовом анализе берутся сравнительно очень небольшие навески; для таковых же почва, просеянная через сито с отверстиями в 1 мм., оказывается слишком неоднородной по величине своих зерен; взять из общего сравнительно значительного количества ее небольшую навеску, которая являлась бы действительно средней навескою, не представляется возможным; поэтому для валового анализа почвы необходимо произвести дальнейшую подготовку почвы. С этой целью из общего количества почвы, прошедшей через сито с отверстиями в 1 мм., берутся две средних навески в 25-50 гр. каждая с соблюдением всех необходимых предосторожностей, обеспечивающих их средний состав (растилание всей почвы на бумаге и взятие почвы из различных мест этого слоя); величина этих навесок находится в обратной зависимости от содержания в почве гумуса, карбонатов и глинистости почвы; одна из них идет на определения: потери от прокаливания, гигроскопической воды 1 ), органического углерода и азота; в этой навеске тщательно отбираются корешки с помощью лупы и пинцета; затем почва растирается в фарфоровой ступке так, чтобы она вся прошла бы через сито с отверстиями в 0,25 мм.; просеянная таким образом почва помещается в банку с притертой пробкой; определяют в почве гигроскопическую воду и отсюда берут затем необходимые навески для выше указанных определений.
Вторую из взятых средних навесок растирают сначала полностью, также как и предшествующую, в фарфоровой ступке с просеиванием через сито в 0,25 мм.; одна часть просеянной таким образом почвы идет на определение углекислоты; остальная же растирается еще в агатовой ступке; растирание надо производить очень тщательно, пока почва между пальцами не будет давать ощущения тончайшего порошка без крупинок. Растертую таким образом почву помещают в банку с притертой пробкой, определяют гигроскопическую воду и берут отсюда необходимые навески почвы для сплавления, спекания и для обработки фтористо-водородною кислотою; быстрота и успешность этих операций очень сильно зависит от тонкости помола почвы.
1 ) Знания содержания воды в образце почвы, просеянной через сито в 1 мм., недостаточно, так как содержание этой воды в почве, растертой до 0,25 мм., может быть иным; разница достигает иногда до 2% от веса почвы. Особенно существенно это новое определение гигроскопической воды в тех случаях, когда в мелкорастертой почве на основании процента этой воды, потери от прокаливания и гумуса вычисляют химически-связанную воду.
Для взятия навески почвы с целью определения углекислоты в почве не требуется ни отбирания корешков, ни растирания почвы в агатовой ступке, а лишь растирания ее до прохождения через сито в 0,25 мм.; поэтому для этого определения может пойти остаток почвы второй навески, не растертый в агатовой ступке.
Источник