Валовой состав почвы
Результаты валового анализа, выраженные в процентах к сухой почве, позволяют дать заключение о количестве органической и минеральной частей почвы с подразделением последней на отдельные элементы, химически связанную воду и СО2 карбонатов.
Валовой анализ дает представление об элементарном составе почвы, не предрешая вопроса о формах соединений элементов. Изображение валового состава в виде оксидов не означает, что элементы находятся в почве в этой форме. Минеральная часть почвы состоит, как известно, в основном из ряда алюмосиликатов и силикатов (глинистые минералы, слюды т.д.), и лишь небольшая часть некоторых элементов действительно находится в виде оксидов (например, кварц SiO2, лимонит Fe2O3 nH2O). Кроме того, валовое содержание тех или иных оксидов наряду с минеральными соединениями почвы включает зольные элементы, входящие в состав органической части ее. Чем выше содержание органических веществ в почве, тем большая часть валового содержания Р и S, а отчасти R и Ca является компонентом органической части.
Для определения типа почвы необходимо установить характер почвообразовательного процесса, т.е. наличие или отсутствие процессов разрушения минералов и перемещения продуктов разрушения минералов. Иными словами необходимо установить, как изменилась по химическому составу минеральная часть почвы по сравнению с материнской породой. Для этого нужно знать содержание всех элементов в пересчете на безводную, безгумусную и бескарбонатную почву.
При анализе валового состава необходимо обращать внимание на следующие данные:
I)Количество гумуса и характер его изменения по профилю. Различные типы почв характеризуются как различным содержанием гумуса в верхнем горизонте, так и различной скоростью уменьшения его количества с глубиной. Наиболее часто встречаются три типа гумусового профиля:
1. Содержание гумуса постепенно убывает с глубиной. Этот тип гумусового профиля характерен для почв с глубоким проникновением ежегодно отмирающих корней травянистых растений, разлагающихся непосредственно в толще почвы. Таковы черноземы, каштановые почвы, сероземы.
2. Основные запасы гумуса сосредоточены в верхнем горизонте и очень резко уменьшаются с глубиной. Такое распределение гумуса свидетельствует о преимущественном накоплении органических остатков на поверхности почвы и в ее верхних горизонтах, где и развивается процесс гумификации. Примером этого типа гумусового профиля могут быть дерново-подзолистые почвы.
3. При общем резком падении количества гумуса по профилю наблюдается заметное увеличение его на некоторой глубине. Увеличение количества гумуса в средней и нижней частях профиля означает формирование гумусо-иллювиального горизонта за счет растворимых форм его, вымывающихся из верхней части профиля. Этот тип гумусового профиля характерен для подзолистых гумусово-иллювиальных почв, некоторых осолодевших солонцов.
II) Качественный состав гумуса. Для характеристика качественного состава гумуса необходимо располагать данными группового его анализа; некоторое представление о составе гумуса дает отношение С : N. Для вычисления этого отношения необходимо по количеству гумуса определить содержание С (среднее содержание С в гумусе равно 58%), а затем С:N. В среднем в почвах оно равно 10 с колебаними от 5 до 20. Чем уже отношение С:N, тем богаче гумус азотом и тем выше его питательная ценность.
III). Глубина залегания и характер распределения карбонатов по профилю. Эти показатели являются важными классификационными признаками и дают возможность установить степень развития процессов выщелачивания в почве. Обычно карбонатность профиля почвы является следствием карбонатности материнской породы, и в процессе почвообразования наблюдается лишь перемещение карбонатов по почвенной толще. Прежде всего необходимо установить глубину залегания карбонатов (т.е. глубину вскипания), сопоставляя ее с мощностью гумусового профиля. Почвы могут вскипать с поверхности, в верхней, средней или нижней части гумусового горизонта или вне пределов последнего – в горизонте В2 или материнской породе. Затем следует проанализировать характер распределения карбонатов по профилю. Лишь в редких случаях количество карбонатов остается постоянным по всему профилю или несколько увеличено в верхних горизонтах. Чаще всего количество карбонатов увеличивается с глубиной вследствии выщелачивания из верхних горизонтов нисходящими токами влаги. При этом нужно установить, имеется ли в профиле иллювиальный по отношению к карбонатам горизонт, в котором количество карбонатов всегда больше, чем в выше- и нижележащих горизонтах. Карбонатный иллювиальный горизонт характерен для многих типов.
IV). Распределение алюмосиликатной (безгумусной, безводной и бескарбонатной) части почвы по профилю. Является основным показателем наличия или отсутствия процессов разрушения минералов в почве, передвижения продуктов их разрушения вниз. Если по данным валового анализа наблюдается относительно равномерное содержание оксидов составляющих алюмосиликатную часть почвы, по всему профилю вплоть до материнской породы, необходимо сделать заключение об отсутствии процессов разрушения минералов. Если же для профиля характерно неодинаковое содержание основных оксидов, несомненно разрушение алюмосиликатов в процессе почвообразования и вымывание продуктов их разрушения за пределы профиля или в его нижние части. В этом случае верхние горизонты почвы относительно обогащаются кременземом как наиболее устойчивым компонентом минеральной части почвы и обедняются соединениями железа, алюминия и основаниями. В нижних горизонтах наблюдается обратная картина – содержание кремнезема меньше, а соединений железа, алюминия и оснований больше, чем в верхних горизонтах.
V) Абсолютное содержание отдельных оксидов. По этому показателю можно судить о богатстве почвы элементами питания и характере материнской породы. Почвы, богатые элементами питания, содержат много гумуса ( 10-15 %), азота (0,3-0,5%), Р (0,2-0,3%), S (0,1-0,2%). Высокое содержание кремензема в профиле ( до 90-95 %) свидетельствует о формировании почвы на песчаных породах. Повышенное количество карбонатов (до30-40%) – о специфичности материнской породы – ее принадлежности к аллитному типу коры выветривания и т.д.
По данным валового анализа можно вычислить запас каждого элемента питания в отдельных горизонтах или во всем профиле почвы, что дает возможность судить о миграции или аккумуляции элементов в пределах почвенной толщи и о потенциальном плодородии почвы. Для вычисления запаса элемента необходимо знать плотность почвы, мощность горизонтов почвенного профиля и процентное содержание элемента в них. Запасы вычисляют в тоннах на 1 га или в килограммах на 1 м2. Запас элемента в тоннах на 1га вычисляют по формуле: х=dha, где d- плотность горизонта, г/см3; h — его мощность, см; а – содержание элемента, %.
Запас элемента в килограммах на 1 м2 определяют по формуле х=dha/10.
Источник
Состав почвы валовой химический
Толковый словарь по почвоведению. — М.: Наука . Под редакцией А.А. Роде . 1975 .
Смотреть что такое «Состав почвы валовой химический» в других словарях:
Состав почвы валовой химический сокращенный — содержание в п. элементов или их окислов: Si, Al, Fe, иногда Са и Mg, потери при прокаливании, карбонатов, гумуса, гипса и воднорастворимых солей, если они присутствуют в п. С.п. в. х. с. дается с теми же пересчетами, которые указаны для состава… … Толковый словарь по почвоведению
Почвы анализ — определение состава и свойств почвы (См. Почва). Проводят механический, химический, минералогический и микробиологический анализы. Результаты используют для составления почвенных карт (См. Почвенные карты), в том числе картограмм… … Большая советская энциклопедия
Анализ почвы — Анализ почвы[1] совокупность операций, выполняемых с целью определения состава, физико механических, физико химических, химических, агрохимических и биологических свойств почвы. Проводят механический (гранулометрический), химический,… … Википедия
Армянская Советская Социалистическая Республика — (Айкакан Советакан Социалистакан Анрапетутюн) Армения (Айастан Страна армян). I. Общие сведения Армянская ССР образована 29 ноября 1920. С 12 марта 1922 по 5 декабря 1936 входила в состав Закавказской федерации (См.… … Большая советская энциклопедия
Белорусская Советская Социалистическая Республика — (Беларуская Савецкая Сацыялicтычная Рэспублiкa) Белоруссия (Беларусь). I. Общие сведения БССР образована 1 января 1919. С созданием Союза ССР 30 декабря 1922 вошла в его состав как союзная республика. Граничит на З. с… … Большая советская энциклопедия
Литовская Советская Социалистическая Республика — (Летувос Тарибу Социалистине Республика) Литва (Летува). I. Общие сведения Литовская ССР образована 21 июля 1940. С 3 августа 1940 в составе СССР. Расположена на З. Европейской части СССР. Граничит на С. с… … Большая советская энциклопедия
Казахская Советская Социалистическая Республика — (Казак Советтик Социалистик Республикасы) Казахстан (Казакстан). I. Общие сведения Казахская ССР образована первоначально как Киргизская АССР в составе РСФСР 26 августа 1920; 5 декабря 1936 АССР была преобразована в… … Большая советская энциклопедия
Украинская Советская Социалистическая Республика — УССР (Украïнська Радянська Социалicтична Республika), Украина (Украïна). I. Общие сведения УССР образована 25 декабря 1917. С созданием Союза ССР 30 декабря 1922 вошла в его состав как союзная республика. Расположена на… … Большая советская энциклопедия
Грузинская Советская Социалистическая республика — (Сакартвелос Сабчота Социалистури Республика) Грузия (Сакартвело). I. Общие сведения Грузинская ССР образована 25 февраля 1921. С 12 марта 1922 по 5 декабря 1936 входила в состав Закавказской федерации (См. Закавказская… … Большая советская энциклопедия
Румыния — (România) Социалистическая Республика Румыния, СРР (Republica Socialistă România). I. Общие сведения Р. социалистическое государство в южной части Европы, в основном в бассейне нижнего Дуная. На В. омывается Чёрным морем … Большая советская энциклопедия
Источник
ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВ
ПОКАЗАТЕЛИ И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ВАЛОВОГО
Валовым анализом почв называют комплекс определений, позволяющих установить валовой или элементный состав почв, т. е. получить представление об общем содержании химических элементов в почве. Изначально валовой анализ был разработан для горных пород и минералов, а позднее был применен для анализа почв при изучении их генезиса и оценки почвенного плодородия. Данные валового состава почв дают возможность проследить изменения в содержании химических элементов по почвенному профилю в сравнении с почвообразующей породой, выявить направление почвообразовательного процесса. Кроме того, результаты валового анализа почв позволяют определить запасы питательных элементов в генетических горизонтах почвенного профиля, используются для уточнения минералогического состава почв. Также, знания элементного состава почв позволяют сделать долгосрочные прогнозы продуктивности агроландшафтов, а также оценить состояние ландшафтов, не затронутых деятельностью человека или изменяющихся в результате техногенеза.
В почвах представлены практически все встречающиеся в природе химические элементы. Наиболее высокое содержание в составе минеральной части почв приходится на долю Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, Ti, Mn, S, P. Имен-но эти элементы принято определять при валовом анализе почвы. По абсолютному содержанию (в процентах к массе почвы) все химические элементы подразделяются на несколько групп:
1. Первая группа включает кремний и кислород, содержание которых составляет десятки процентов, а в сумме они могут составлять 80-90 % почвенной массы.
2. Вторая группа включает элементы, содержание которых в почве меняется от целых до десятых долей процентов (Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, С). Первые две группы – типичные макроэлементы.
3. Третья группа, переходная к микроэлементам представлена такими элементами как Тi, Mn, N, P, S, их количество в почвах выражается сотыми и
десятыми долями процента.
4. В четвертую группу входят микро- и ультрамикроэлементы, которые содержатся в почвах в количествах от тысячных до миллионных долей процен-тов, т.е. «следы» (Ni, Ва, Cu, Mo, Cr, Cr, В, Li и др.)
Концентрационная группировка составляющих почву химических элементов является наиболее простой. Она наиболее полезна при выявлении роли отдельных элементов в формировании почвенного профиля и удобна для выбора методов химического анализа почв.
По классификации В.М. Гольдшмидта все элементы разделяются на четыре группы: литофильные, халькофильные, сидерофильные и атмофильные. Литофильные элементы отличаются сродством к кислороду и в условиях биосферы образуют минералы типа оксидов, гидроксидов, солей кислородных кислот. К их числу относятся: Si, Тi, S, P, F, CI, Al, Se, Na, K, Ca и др. (всего 54 элемента). Халькофилы склонны образовывать соединения с серой – Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, Mn и другие. Сидерофильные элементы растворяются в железных расплавах и дают сплавы с железом: Fe, Ni, Co, P, C, Pt, Au, Mo и др. В группу атмофилов входят элементы земной атмосферы – Н, N, C, О, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Cl, Br, I. В особую группу В.М. Гольдшмидт выделил биофильные элементы, то есть те элементы, которые концен-трируются в живых организмах (С, Н, О, N, Р, S, Cl, I и в меньшей степени В, Са, Mg, К, Na, V, Mn, Fe, Cu). Кроме того, при оценке роли отдельных элементов в почвообразовании используют группу элементов, играющих конституционную роль. К данной группе относят элементы, которые входят в структуру решетки минералов, или молекулы тех компонентов, из которых реально складывается масса почвы. В первую очередь это такие элементы как кремний, алюминий и кислород, составляющие основу почвенных силикатов и алюмосиликатов; углерод, водород, азот и кислород – важнейшие компоненты органического вещества.
Валовой химический анализ включает определение гигроскопической влаги, потерь при прокаливании, содержания органического углерода и азота, а также содержания вышеуказанных элементов, входящих в состав минеральной части почв. В некоторых случаях проводят сокращенный анализ и определяют те элементы, которые в процессе почвообразования в наибольшей мере выносятся или накапливаются в почвенном профиле. Валовой химический анализ чаще всего ограничивается следующим набором элементов и включает определение кремния, алюминия, железа, кальция и магния, так как данный анализ достаточно длительный и трудоемкий процесс. При оценке техногенного загрязнения почв набор определяемых элементов зависит от состава загрязняющего вещества.
Результаты определения SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MnO, CaO, Mg3O, SO3, P2O5, K2O, и Na2O выражают количеством оксидов. В карбонатных почвах, кроме того, определяют содержание карбонатов. Результаты валового химического состава почв чаще всего выражают в процентах различных оксидов. Полученную величину затем пересчитывают на сухую почву, используя коэффициент гигроскопичности.
Для реального представления о химическом составе минеральной части почвы используют следующие перерасчеты: на бесперегнойную (безгумусную) почву – для устранения маскирующего влияния гумуса на содержание химических элементов, входящих в состав минеральных компонентов почвы; на бескарбонатную почву — устраняют влияние свободных карбонатов на химический состав алюмосиликатной части почвы; на прокаленную почву – это позволяет определить содержание минеральных компонентов в бескарбонатных почвах и наиболее полно выявить изменения в химическом составе минеральной части почв по сравнению с почвообразующей породой.
Существует несколько методов определения валового химического состава почв – химический, спектрофотометрический, атомно-абсорбционный и другие, но поскольку минеральная часть твердой фазы почвы состоит из компонентов, не растворимых ни в кислотах, ни в щелочах, то первым этапом валового анализа является разложение почвенного образца (навески).
Разложение почвы – процесс, в результате которого минералы, входящие в состав почвы, переходят в форму соединений, способных раствориться в воде или кислотах. Способность минералов к разложению определяется их составом и зависит от свойств металлов, входящих в кристаллическую решетку минерала, а также зависит от количества оксида кремния в составе минерала к сумме оксидов металла.
В валовом анализе почв используют методы кислотного разложения, сплавления и спекания. Для разложения почв используют такие минеральные кислоты как HCL, H2SO4, НF, HCLO4, НNO3. Хорошим растворителем считается концентрированная хлорная кислота, но в присутствии органических веществ окислительный процесс может сопровождаться взрывом. При определении элементного состава почв, в частности микроэлементов, используют смесь кислот HCL, H2SO4, НNO3. В тех случаях, когда не требуется определить содержание кремния, применяют смесь фтороводородной (плавиковой) кислоты с серной или азотной кислотами. Недостатком данного метода является то, что при разложении почвы плавиковой кислотой органическое вещество не окисляется и в последующем мешает количественному определению элементов. Поэтому при использовании для разложения почв хлорной или плавиковой кислот почву обычно предварительно прокаливают.
При разложении почв сплавлением используют специальные добавки (плавни) при высокой температуре в расплавленном состоянии. Для сплавления используют щелочные, кислотные, окислительные и восстановительные плавни. Выбор плавня зависит от состава почвы, набора определяемых элементов и используемых методов анализа. Чаще всего в качестве плавня применяют углекислый натрий, углекислый калий и т. д., либо используют смесь карбонатов калия и натрия. Смесь плавится при температуре около 700 0 С, т. е. при более низкой температуре, чем температура плавления каждого из компонентов. Сплавление почв с плавнем проводится при температуре около 1000 0 С в платиновых тиглях. Платиновые тигли применяются при сплавлении почв и для других особо точных анализов, так как они отличаются высокой температурой плавления (1773 0 С). Платина обладает очень малой гигроскопичностью, значительной устойчивостью в отношении многих сильнодействующих реактивов. Она хорошо сохраняет массу и сравнительно мало изменяется при нагревании. Спекание позволяет проводить разложение почвы при температуре ниже точки плавления, в результате происходит разрыхление кристаллической решетки минералов и диффузия щелочных металлов вглубь решетки кристалла. Чаще всего в качестве плавня используется карбонат натрия.
Источник