Навігація
Зараз на сайті
Гостей: 3

Користувачів: 0

Всього користувачів: 30
Новий користувач: sanchopex
Останні статті
Высадка рассады томатов в открытый грунт
Оцінювання тісноти кореляційної залежності між ...
Процедура обчислень при перевірці статестичних ...
Вредители и болезни кукурузы.
Вредители и болезни ячменя и других колосовых з...
Останні завантаження
Приклад розрахунку т...
Куртенер Д. А. Усков...
Підказки на деякі за...
Презентация на тему ...
Підручник "Мікроклім...
Останнi огляди:
Капельный полив в те...
Экстрим в городе
Очистка зерна
Высококачественная г...
Уголок от "Металлург...
Компания TPG - отдых...
Как выбрать одежду д...
Наш сад
Структура статей
Усі статті » 6) Методические материалы » Хімічні властивості грунту.
Хімічні властивості грунту.

Частина №1.

Методи визначення гумусу у ґрунті

Теорія.

Гумусом ґрунту називають складний динамічний комплекс органічних сполук, що утворюється при розкладанні і гуміфікації органічних за-лишків у ґрунті.

Гумус містить:

1) велику групу негумифікованих речовин, органічних залишків і продуктів їхнього розпаду;

2) групу гумусових речовин, що складають головну і специфічну частину гумусу.

Існуючі методики дозволяють визначати як окремі групи гумусових речовин, так і сумарний їхній вміст.

При визначенні сумарного вмісту гумусу враховують усі форми органічної речовини ґрунту. Тому при підготовці її до аналізу ретельно відбирають корінці і усі видимі органічні залишки для того, щоб по можливості виключити органічні речовини негумусової природи.

Класичний метод визначення гумусу ґрунту розробив російський вчений Г. Г. Густавсон. Цей метод заснований на сухому спалюванні гумусу до вуглекислого газу при прожарюванні ґрунту. Золу збирають, зважують і по її кількості обчислюють вміст гумусу.

В даний час у практиці лабораторних робіт для визначення гумусу мінеральних ґрунтів застосовують метод Кнопа-Сабаніна і метод Тюріна, які засновані на спалюванні органічної речовини мокрим засобом. Для обчислення кількості органічної речовини в торф'яних ґрунтах визнача-ють втрати при прожарюванні.

Визначення гумусу методом І.В.Тюріна

Метод І. В. Тюріна відрізняється простотою, точністю і швидкістю визначення гумусу. Його широко застосовують при масових аналізах ґрунтів.

Метод І. В. Тюріна заснований на окислюванні гумусу 0,4 н, розчином двохромовокислого калію (К2Сr2С7), який приготовлений на сірчаній кислоті, розведеній у воді в об'ємному відношенні 1:1. За кількістю хромової кислоти, яка пішла на окислення гумусу, судять про його кількість.

Цим методом не можна визначати гумус у ґрунтах, сильно засолених хлоридами, а також з вбирним закисним залізом і великою кількістю марганцю (виходять завищені результати). Карбонати в ґрунті не заважають визначенню гумусу.

Практика.

1. З підготовленого для визначення гумусу й азоту ґрунту беруть наважку на аналітичних чи терзійних терезах. Величина її залежить від вмісту гумусу в аналізованому ґрунті: чим більше в ній гумусу, тим менша наважка.

Зміст гумусу (%) Наважка ( г)
>10
10—5
5-1
1—0,5
<0,5
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5

При зважуванні на аналітичних терезах наважку ґрунту варто брати в зважену суху пробірку.

2. Наважку ґрунту висипають обережно, не розпорошуючи, на дно конічної колби обсягом 100 мл.

3. Доливають у колбу з ґрунтом з бюретки точно 10 мл* (* При вмісті гумусу >10% варто доливати 15 мл К2Сr2О7) 0,4 н розчину двохромовокислого калію, розчиненого в сірчаній кислоті, і вміст обережно перемішують круговим рухом колби.

4. У горло колби вставляють маленьку лійку, що служить холодиль-ником, ставлять колбу на азбестову сітку і нагрівають рідину на слабкому полум'ї газового пальника (чи на електричній плитці). В міру нагрівання з рідини виділяються дрібні пухирці СО2, що при закипанні рідини (що спостерігається через 3—5 хвилин) будуть більш великими. Відзначають час початку закипання і помірне кип'ятіння продовжують 5 хвилин. Стежать за колбою і не допускають бурхливого кипіння, що супроводжується виділенням пару через лійку. При сильному і тривалому кип'ятінні збільшується концентрація сірчаної кислоти, що може привести до розкладання хромової кислоти, а звідси і до невірних результатів аналізу.

5. Після кип'ятіння колбі дають охолонути, і її вміст переносять у колбу ємністю 500 мл. Спочатку обмивають і виймають лійку, а потім наливають у колбу на 100 мл дистильованої води і вміст переливають у велику колбу на 500 мл, куди попередньо наливають близько 100 мл дистильованої води. Після цього маленьку колбу кілька разів обполіскують водою, виливаючи її щоразу у велику колбу, поки в ній не збереться близько 300 мл розчину.

6. До отриманого у великій колбі розчину додають 10 крапель 85%-ний фосфорної кислоти і 8 крапель дифеніламіну, усе ретельно перемішують і відтитровують залишок хромовокислого калію (хромової кислоти), 0,2 н розчином солі Мору – до переходу кольору розчину з бурого в зелений.

На початку титрування рідина здобуває темно-червоно-фіолетовий (бурий) колір, що перед кінцем титрування переходить в інтенсивно-синій, а наприкінці титрування – сірувато-зеленуватий. При невеликому надлишку солі Мору рідина здобуває яскраво-зелений колір. До переходу бурого кольору в синій сіль Мора треба доливати невеликими порціями, а після появи синього кольору і до його переходу в зелений — по краплях, ретельно перемішуючи розчин у тому та іншому випадку.

7. Дифеніламін додають як індикатор, а фосфорна кислота усуваючи вплив іонів окисного заліза, обумовлює різкий перехід синього кольору в зелений.

По закінченню титрування визначають і записують кількість мілілітрів солі Мора, яка пішла на титрування залишку хромовокислого калію. При нагріванні хромовокислого калію в сірчаній кислоті в присутності гумусу ґрунту відбувається окислювання останнього до СО2:

2Cr2O7+8Н2SO4+ЗС (гумуси) = 7Сr2 (SO4)3 +2К2SO4+8Н2O + 3CO2

При титруванні сіллю Мора надлишку хромовокислого калію (невитраченого на окислювання гумусу) відбувається реакція:

6FeSO4(NH4)2SO4 + К2Cr2O7 + 7Н2SO4 = Сr2 (SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 6(NH4)2SO4 + К2SO4 + 7Н2O

8. Встановлюють, скільки солі Мора йде на титрування 10 мл розчину хромовокислого калію в сірчаній кислоті ) * (* 10 мл розчину хромовокислого калію виливають у півлітрову колбу. Додають 300 мл дистильованої води, фосфорної кислоти і дифеніламіну в таких, же кількостях, як і при визначенні гумусу, і титрують сіллю Мора до придбання розчином грязно-зеленого кольору).

Тому що сіль Мора готують удвічі слабкішу (0,2 н), то на 10 мл 0,4 н хромовокислого калію її йде звичайно близько 20 мл.

Вміст гумусу обчислюють за формулою:

А=((a-b)*Km*100*0.0010362*Kн2o)/c

де:

А – вміст гумусу ( % маси сухого ґрунту);

а – вміст солі Мора, яка пішла на титрування 10 мл хромовокислого калію (пункт 8);

b – кількість солі Мора, яка пішла на титрування залишку хромовокислого калію (пункт 7);

Km — поправка до титру солі Мора;

0,0010362 – коефіцієнт перерахування на гумус, тому що 1 мл 0,2н солі Мора відповідає зазначеній кількості гумусу;

KH2O– коефіцієнт гігроскопічності для перерахування на сухий ґрунт;

С - наважка повітряно-сухого ґрунту ( г).

Реактиви. 1.0,4 н розчин двохромовокислого калію в розведеній сірчаній кислоті (1:1). 2.0,2 н розчин солі Мора. 3.85 %-ний розчин ортофосфорної (НзРО4) кислоти. 4. Розчин дифеніламіну (С12Н11N) у сірчаній кислоті.

Визначення гумусу за І. В. Тюріним в модифікації В. Н. Сімакова

У модифікації В. Н. Сімакова визначення гумусу з початку і до моменту закінчення п'ятихвилинного кип'ятіння ведуть так само, як і за Тюріним (пункти 1, 2, 3, 4 стор. 118). Після кип'ятіння колбі дають охолонути. З промивалки обмивають дистильованою водою лійку і стінки колби, довівши в ній об’єм до 30 – 40 мл. Додають у колбу 4 – 5 крапель 0,2%-ного розчину фенілантранілової кислоти і титрують 0,2 н. розчином солі Мора. Кінець титрування визначають переходом вишнево-фіолетового
кольору в зелений. Обчислюють результати аналізу і титрування так само, як і за Тюріним.

Частина №2.

Розрахунок балансу гумусу в сівозміні

Гумус є складовою частиною твердої фази грунту органічного походження. Незважаючи на те, що масова доля гумусу становить всього від 1 до 10% твердої фази, проте екологічна роль його надзвичайно велика. Він є акумулятором органічних речовин та пов’язаною з ним енергією, яка сприяє стабільності біосфери. Енергія речовин органічних залишків в грунті використовується мікроорганізмами та безхребетними тваринами для своєї життєдіяльності, для фіксації азоту, а також для багатьох процесів, що протікають в грунті.

З запасами гумусу тісно пов’язані щільність, пористість, структура, водні, повітряні та теплові властивості грунту. В тісному зв’язку з наявністю органічних речовин в грунті знаходяться й фізико-хімічні властивості такі, як ємність вбирання, буферність.

Органічні речовини грунту є джерелом багатьох поживних компонентів, і перш за все, азоту: 50% цього елементу рослини беруть із запасів грунту.

Гумусовий стан грунту є важливим показником його родючості та стійкості як компонента біосфери. Окремі його параметри служать об’єктом моніторингу навколишнього середовища. Отже роль гумусу, який входить до складу грунту, надзвичайно велика та різноманітна.

Встановлено, що при сучасному стані землеробства, коли розорюються схилові землі, розширюються площі зрошуваних земель, зменшу-ється травосіяння та збільшується доля просапних культур в сівозмінах, спостерігається значне зниження гумусу в грунті. В районах Полісся середньорічні втрати гумусу тільки за рахунок мінералізації складають 0,7-0,8 т/га; в районах Лісостепу – 0,6-0,7 т/га, а в Степу – 0,5-0,6 т/га. Тільки з початку двадцятого століття середній вміст гумусу в грунті знизився на 30%.

Втрата гумусу призводить до зниження родючості грунт, ускладнення екологічної ситуації навколишнього середовища.

Для того, щоб запобігти зниженню гумусу в грунті, необхідно дотримуватися одного з основних законів землеробства – закону повернення речовин в грунт.

Оскільки основним матеріалом для утворення гумусу є органічні рештки різного походження, що в нього потрапляють, то першочерговим завданням по збагаченню гумусом грунту вважається надходження органічних речовин у вигляді післяжнивних та післяукісних решток, вирощування багаторічних трав, внесення гною та інших органічних добрив.

Вважається, що для бездефіцитного балансу гумусу в грунті, потрібно вносити щорічно на один гектар сівозміни в умовах Полісся 13-15 тон гною, в лісостепових та степових районах – відповідно 9-11 та 7-9 тон. Це в середньому, але в залежності від типу та виду сівозміни, ці норми, безперечно, можуть мінятися.

При насиченні сівозміни просапними культурами – вони збільшуватимуться, а при введені в сівозміну багаторічних трав – навпаки, зменшуватимуться.

При виконанні практичної роботи по розрахунку балансу гумусу в грунті студент повинен знати шляхи, що призволять до його втрат та основні заходи, за допомогою яких можливо здійснити бездефіцитний баланс.

Вміти на основі різних таблиць, мінералізація гумусу під сільсько-господарськими культурами, ерозійні процеси, визначити втрати гумусу грунтом, та знайти шляхи його надходження в грунт за рахунок рослинних решток та внесення органічних добрив, тобто розрахувати баланс гумусу, зробити його бездефіцитним.
Як відомо, кожний баланс складається з витратних та прибуткових статей. До витратних статей відносяться: мінералізація гумусу, ерозійні процеси; до прибуткових – рослинні рештки та органічні добрива.

Практика.

Порядок розрахунку балансу гумусу в грунті

 1. Спочатку вписуємо в першу та другу колонки номера полів та чергування культур в сівозміні. Для прикладу візьмемо дев’ятипільну польову парозернопросапну сівозміну з таким чергуванням культур: пар чорний – озима пшениця – цукровий буряк – горох – озима пшениця – кукурудза на зерно – кукурудза на силос – озима пшениця – соняшник.
Далі всі розрахунки відносно до динаміки гумусу в грунті виконуються по кожній культурі та чорному пару окремо, поступово переходячи від одного до наступного.

Отже першим полем у нас буде чорний пар. В колонку “3” вписуємо площу, яку він займає. Для зручності розрахунків всі поля в сівозміні візьмемо за 1 гектар.

Так як, чорний пар не дає ніякої продукції, то у колонці “4” ставимо риску.

Вміст гумусу в орному шарі грунту в полі чорного пару розраховуємо, виходячи з грунтового та агрохімічного обстеження, користуючись формулою:

Г=rdvH

де:

Г – вміст гумусу, т/га

r – відсоток гумусу в грунті (за матеріалами грунтового обстеження);

dV – щільність грунту (об’ємна маса), т/см3;

H – глибина орного шару, см.

Приклад: в чорноземі звичайному, важкосуглинистому у верхньому шарі міститься 3,8% гумусу ( r ), при щільності грунту (dV )– 1,2 г/см3 , та глибині орного шару (H) – 30 см.

Г = 3,8 · 1,2 · 30 = 136,8 т/га

Таким чином в колонку «5» заносимо цифру 3,8, а в колонку 2:2 – 136,8. Така кількість гумусу була в орному шарі під чорним паром спочатку.

Під впливом інтенсивного обробітку грунту та активізації біологічної діяльності мікрофлори певна частина гумусу мінералізується. Це залежить від культури та механічного складу грунту. В нашому прикладі на важкосуглинистому грунті мінералізація становить 1,2 т/га.

Таблиця – Мінералізація гумусу під сільськогосподарськими культурами на грунтах різного механічного складу, т /га

Крім мінералізації гумусу значне місце в його зменшенні відіграють ерозійні процеси, інтенсивність яких залежить від багатьох факторів, серед яких не останнє місце належить рослинності. Чим довше грунт знаходиться під її захистом, тим менше він пошкоджується ерозією. Найменш захищеними будуть поля під чистими парами, просапними культурами, які пізно змикають рядки. Якщо виразити коефіцієнт ерозійної безпеки чорного пару через 1,0, то у просапних він знаходиться в межах 0,7-0,9; ярих зернових 0,4-0,5; озимих культур 0,2-0,3 та багаторічних трав –0,01-0,05.

Приймемо середньорічний змив грунту з поля чорного пару 8 т/га, що становить 0,30 т/га гумусу (8*3,8/100).

Загальні втрати гумусу (мінералізація + змив) складають 1,5 т/га. Так як в полі чорного пару в грунт не поступає ніяких решток, то в колонках “11”; “12” та “13” ставимо риски.

Таким чином баланс гумусу в полі чорного пару буде складатися тільки з видаткових статтєй (мінералізація та змив) – 1,5 т/га. Тепер в орному шарі грунту залишилося гумусу 136,8 т/га – 1,5 т/га = 135,3 т/га, що заносимо в колонку “14”.

Наступним полем у нас буде озима пшениця, середню врожайність якої після чорного пару приймемо за 5 т/га.

Якщо ми не вносили в поле органічних добрив, за рахунок яких можна підвищити вміст гумусу в грунт, то його кількість залишиться такою, яку ми одержали в результаті парування поля (135,3 т/га). Цю цифру заносимо у колонку “6”.

Мінералізація гумусу під озимою пшеницею складе 0,6 т/га Змив – 2 т/га ( 8*0,25 ) грунту, або 0,08 т/га гумусу (2,0*3,8/100).

Втрати гумусу в результаті мінералізації та змиву складуть 0,68 т/га. Але в полі, що було зайнято озимою пшеницею, після її збирання залишилися рештки рослин (стерня та коренева система), які поповнюють грунт органічною речовиною, певна частина якої в результаті гуміфікації перетворюється на гумус.

Кількість органічних решток, що потрапляє в грунт залежить від вирощуваної культури/

Таблиця – Вихід післяжнивних та кореневих залишків від уро-
жайності основної продукції

Якщо врожайність основної продукції озимої пшениці у нас була 5 т/га, то органічних решток надійде в грунт 5,5 т/га, так як коефіцієнт складає 1,1.

В результаті гуміфікації цих решток в грунт надійде 1,37 т/га гумусу (5,5 * 0,25 ) – дивись таблицю.

Всього гумусу з урахуванням прибуткових та видаткових статтєй надійде в грунт 0,69 т/га (1,37 – 0,68 ).

За такою методою ведеться розрахунок балансу гумусу по всіх культурах сівозміни.

Таблиця – Коефіцієнт гуміфікації рослинних рештків та органічних добрив

Після того як буде підраховано загальний баланс гумусу в сівозміні, а він безумовно від’ємним, приступають до розрахунків потреби в органічних добривах, щоб створити бездефіцитним вміст гумусу в грунті.

Припустимо, що за ротацію сівозміни вміст гумусу в орному шарі грунту зменшився на 4 т/га. Для того, щоб поповнити грунт такою кількістю гумусу необхідно в нього внести певну частину органічних добрив. Виходячи з того, що 1 тонна гною дає 0,080 т. гумусу того, щоб одержати 4 т. гумусу необхідно розрахувати пропорцію:

1 – 0,080

X=(4,0*1/0,08)=50 т.

х – 4,0

та на основі цих розрахунків внести 50 т гною на 1 гектар за ротацію сівозміни.

Так як гній є не тільки джерелом гумусу, але й поживних речовин длярослин, які накопичуються в грунті під час його мінералізації та використовуються на протязі 2-3 років, то вносити гній необхідно не щорічно, а через 3-4 роки під найвибагливіші до мінерального живлення культури. В нашій сівозміні це будуть цукрові буряки, кукурудза на зерно і соняшник. Потрібно ще й виходити із організаційно-господарських можливостей. Попередниками цих культур є озима пшениця. Збирання її проводиться в середині літа і в господарства є досталь часу, щоб до останньої оранки справитись з цим завданням.

50 тон гною, що необхідно внести на кожен гектар сівозміни за ротацію, доцільно розподілити так: під цукрові буряки 20 т/га, кукурудзу на зерно та соняшник – по 15 т/га.

Перевір себе:

1. Що таке гумус (перегній)?

2. За рахунок яких джерел органічних речовин утворюється гумус в ґрунті?

3. З яких компонентів складаються гумусові кислоти?

4. Охарактеризуйте гумінову та фульвокислоти.

5. Які сполуки утворюються в результаті взаємодії перегнійних кислот з мінеральною частиною ґрунту?

6. Вплив різних сполук гумусових кислот з мінеральною частиною ґру-нту на ґрунтоутворення і властивості ґрунту.

7. Яка кількість гумусу міститься в основних типах ґрунтів?

8. Чим різниться якісний склад гумусу підзолистих ґрунтів від чорноземів?

9. Екологічна роль гумусу.



Опубліковано: Admin February 21 2016 · Категорія: 6) Методические материалы · 0 коментарів · 2164 переглядів · Друк
Коментарі
Коментарі відсутні
Додати коментар
Щоб отримати можливість додавання коментарів, будь ласка, спочатку авторизуйтесь на сайті через власний обліковий запис.
Перекладач
Ми в соціальних мережах:
Лічильники:
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru