Раздел 4. Химия почвы

1. Определение гумуса в почве (лабораторная работа)

Материалы и оборудование: почвенные образцы, аналитические весы, сушильный шкаф, конические колбы на 100 мл, воронки, пипетки, бюретка для титрования, реактивы (0,4 н. раствор хромовокислого калия, 0,2 н. раствор соли Мора, 0,2 % раствор фенилатраниловой кислоты), иллюстративные таблицы, миллиметровая бумага.

Содержание работы:

Принцип и химизм метода. Из методов определения гумуса наибольшим распространением пользуется метод И.В.Тюрина. Он основан на окислении углерода гумусовых веществ до СО₂ 0,4 н. раствором двухромовокислого калия (К₂Сr₂О₇), приготовленного на серной кислоте, разведенной в воде в объёмном отношении 1:1. По количеству хромовой смеси, пошедшей на окисление органического углерода, судят о его количестве.

Реакция окисления протекает по следующему уравнению:

2К₂Сr₂О₇ + 8Н₂SО₄ = 2К₂SО₄ + 2Сr2(SО₄)₃ + 8Н₂О + 3О₂;

3О₂ + 3С (гумуса) = 3СО₂

Остаток двухромовокислого калия, оставшийся после окисления гумуса, титруют солью Мора. Реакция идет по уравнению:

К₂Сr₂О₇ + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 3Fe₂(SO₄)₃ + 7H₂O

Подготовка почвы к анализу. Для определения гумуса почву подвергают особой подготовке, которая заключается в тщательном удалении всех корешков и дополнительном растирании. Для этого почву, просеянную через сито с отверстиями 1 мм, высыпают на бумагу, разравнивают тонким слоем и делят на ряд квадратиков площадью около 4 х 4 см. Из каждого квадратика берут небольшое количество почвы, составляя среднюю пробу около 5 грамм. Отобранный образец вновь расстилают тонким слоем на листе бумаги и пинцетом тщательно отбирают крупные корешки. В процессе отбора корешков почву несколько раз перемешивают и вновь расстилают тонким слоем. По окончании отбора корешков почву растирают в фарфоровой или агатовой ступке и просеивают через сито с отверстиями 0,25 мм. Оставшуюся на сите почву вновь растирают в ступке и просеивают, повторяя эту операцию до полного просеивания всей пробы. Подготовленную таким образом почву хранят в маленьком пакете из плотной бумаги.

Ход работы. 1. Из подготовленной для определения гумуса почвы берут навеску на аналитических или торзионных весах, которая зависит от содержания гумуса (табл. 21).

Таблица 21.

Навеска на определение гумуса в почве

Окраска почвы	Предполагаемое содержание гумуса, %	Величина навески, мг
Очень черная	10-15	50
Черная	7-10	100
Темно-серая	4-7	200
Серая	2-4	300
Светло-серая	1-2	400
Белесая	0,5-1	500

1. Навеску почвы высыпают осторожно, не распыляя, в коническую колбу на 100 мл. В колбу из бюретки или мерного цилиндра приливают 10 мл хромовой смеси (при содержании гумуса > 10 % - 15 мл) и содержимое осторожно перемешивают круговым движением.

2. В колбу вставляют маленькую воронку, которая служит обратным холодильником. Колбу помещают в предварительно нагретый сушильный шкаф и выдерживают их в течение 20 минут при температуре 150˚С.

3. Колбу остужают, затем воронку и стенки колбы обмывают из промывалки дистиллированной водой, доводя объем до 30-40 мл. Добавляют 5-6 капель 0,2 % раствора фенилантраниловой кислоты и титруют 0,2 н. раствором соли Мора. Конец титрования определяют переходом вишнево-фиолетовой окраски в зеленую.

4. Для определения нормальности хромовой смеси проводят холостое титрование: Нк₂сr₂о₇ = Нсоли мора ∙ Vсоли мора / Н к₂сr₂о₇

5. Содержание органического углерода вычисляют по формуле:

С = ((а ∙ Н₁) – (в ∙ Н₂)) ∙ 0,003 ∙ 100 / с ,

где С – содержание органического углерода, % к массе сухой почвы; а – количество хромовой кислоты, взятой на определение, мл; Н₁ – нормальность хромовой кислоты; в – количество соли Мора, пошедшее на титрование, мл; Н₂ – нормальность соли Мора; 0,003 – масса в граммах 1 мг-экв углерода; с- навеска почвы, г.

6. Вычисляют процентное содержание гумуса из расчета, что в его составе содержится в среднем 58 % органического углерода (1г углерода соответствует 1,724 г гумуса).

Гумус (%) = С (%) ∙ 1,724

Обсуждение результатов

При выполнении лабораторной работы каждый студент получает индивидуальный почвенный образец, характеризующий один из генетических горизонтов почвенного профиля. Результаты анализа заносятся в сводную таблицу по всему разделу «химия почв» (табл.22).

Таблица 22.