по каким показателям можно рассчитать степень насыщенности почв основаниями
Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru
Агрономия, земледелие, сельское хозяйство
Home » Агрохимия » Степень насыщенности основаниями и буферность почвы
Популярные статьи
Приложения для Android
Степень насыщенности основаниями и буферность почвы
Степень насыщенности оснований (V) — сумма поглощенных оснований, выраженная в процентах от емкости катионного обмена (T).
Степень насыщенности оснований определяют по формуле:
Степень насыщенности почвы основаниями — показатель нуждаемости почв в известковании. Чем он ниже, тем выше необходимость внесения извести. Так, при одинаковых гидролитических кислотностях (Н) двух почв, например, 5 мг-экв/100 г почвы, но разных ЕКО (T), например, первой — 10 мг-экв/100 г, второй 20 мг-экв/100 г, степень насыщенности основаниями (V) в первом случае составит 50%, второй — 75%. Таким образом, при равной величине гидролитической кислотности первая почва кислее, так как 50% емкости катионного обмена приходится на подкисляющие катионы и она в большей степени нуждается в замене их на основания. При равных ЕКО в первую очередь в известковании будет нуждаться почва с большей величиной гидролитической кислотности.
Буферность почвы
Буферность почвы — способность противостоять изменению реакции среды. Буферность характеризуется величиной емкости катионного поглощения (T), составом поглощенных катионов и катионо-анионным составом почвенного раствора. Показатель используется для расчета оптимальных доз, форм, сроков и способов внесения удобрений и мелиорантов под сельскохозяйственные культуры. Чем выше значение ЕКО, тем выше буферность почвы.
Буферные свойства против кислотности возрастают с ростом насыщенности почв основаниями и с переходом от нейтральной к щелочной реакции среды. При появлении в почве ионов водорода, например, в результате нитрификации или физиологической кислотности NH4NO3, они обмениваются с катионами ППК, в результате образуется нейтральная соль и реакция раствора не меняется:
Буферные свойства против подщелачивания увеличиваются на нейтральных почвах с ростом гидролитической кислотности, с уменьшением степени насыщенности основаниями и с переходом от нейтральных к кислым почвам. При появлении в таких почвах гидроксид-ионов, например, Са(ОН)2 в результате внесения физиологически щелочного Са(NO3)2, катион кальция вытесняется из ППК эквивалентное количество ионов водорода, в результате образуется вода и реакция раствора не меняется:
Под действием подкисляющих и подщелачивающих факторов реакция почвенного раствора может изменяться, однако скорость изменений в почвах с низкой ЕКО, таких как, песчаные, супесчаные подзолы, гораздо выше, чем в высокоемких, например, суглинистых черноземах.
В почвенном растворе буферность создается присутствующими слабыми органическими и минеральными кислотами и их солями:
Буферность почв проявляется также в устойчивости к временному изменению концентрации почвенного раствора, вызванному недостатком влаги, неравномерным или периодическим внесением удобрений и мелиорантов. Почвы с высокой буферностью, ЕКО и разнообразным составом поглощенных ионов легко удерживают в поглощенном состоянии максимально допустимые разовые дозы мелиорантов и удобрений без значительного повышения концентрации почвенного раствора.
Малобуферные, малоемкие почвы не могут без увеличения концентрации почвенного раствора и роста потерь элементов от вымывания удерживать большие разовые дозы мелиорантов и удобрений, поэтому на таких почвах удобрения вносят дробно.
Применение органических и минеральных удобрений в сочетании с периодическим внесением мелиорантов позволяет повысить ЕКО, регулировать состав поглощенных катионов, повысить буферность почв.
ВЫЧИСЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОСТИ ПОЧВЫ ОСНОВАНИЯМИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММЫ ПОГЛОЩЕННЫХ ОСНОВАНИЙ
ПО КАППЕНУ-ГИЛЬКОВИЦУ (ГОСТ 27821-88)
Состав поглощенных оснований у различных почв разный. Он в большой степени влияет на свойства почвы. В дерново-подзолистых кислых почвах значительную, а иногда и большую часть поглощенных катионов составляют катионы водорода и алюминия. В черноземных почвах первое место среди поглощенных катионов принадлежит кальцию, магнию и ряду других катионов. В солонцеватых почвах и солонцах основное место среди поглощенных катионов занимает натрий.
Суммой поглощенных оснований называется количество поглощенных почвой катионов (кроме водорода и алюминия), способных к обмену. Она обозначается буквой S и выражается в ммоль в 100 г почвы.
Значение анализа. Величина суммы поглощенных оснований характеризует поглотительную способность почвы и служит для вычисления емкости поглощения и степени насыщенности ее основаниями.
ГРУППИРОВКА ПОЧВ ПО СУММЕ ПОГЛОЩЕННЫХ ОСНОВАНИЙ
| Класс почвы | Значение S, ммоль/100 г почвы | Уровень признака |
| 1 | 30,0 | очень высокая |
Принцип метода. Анализ основан на обработке почвы определенным количеством соляной кислоты точно известной концентрации. При этом часть кислоты идет на вытеснение и нейтрализацию поглощенных оснований по уравнению:
| Почвенный | Н + | → | Почвенный | H + | СаCl2 |
| Поглощающий ¾ | Са 2+ + nHCl | Поглощающий ¾ | H + H + + | MgCl2 | |
| Комплекс | Mg 2+ | ← | Комплекс | H + H + | (n-4)HCl |
Остаток кислоты учитывается путем титрования ее щелочью известной концентрации, По разности между взятым и оставшимся количеством НС1 находят часть ее. пошедшую на вытеснение и нейтрализацию поглощенных почвой оснований.
Метод пригоден только для бескарбонатных почв.
1. На технохимических весах взять навеску почвы 20 г (для бескарбонатных почв 10 г) и поместить в коническую колбу 250 см 3
2. Прилить из бюретки точно 100 см 3 0,1 н. раствора HCl.
3. Содержимое взболтать на ротаторе в течение 1 часа и оставить в покое на 24 часа.
4. Тщательно перемешать. Отфильтровать через двойной складчатый фильтр в колбу для фильтрования, первые мутные порции фильтрата отбрасывают.
5. Пипеткой взять 50 см 3 фильтрата и поместить в коническую колбу;
6. Кипятить 2-3 минуты для удаления СО2;
7. Добавить 2-3 капли фенолфталеина, перемешать.
8. Титровать в горячем состоянии при постоянном помешивании 0,1 н. раствором NaOH до появления не исчезающей в течение 1 минуты слабо-розовой окраски. В случае выпадения осадка полуторных окислов при титровании с фенолфталеином окраску следует наблюдать в прозрачном слое над осадком.
Расчет ведется по формуле:
ВЫЧИСЛЕНИЕ ЕМКОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ ПОЧВЫ
По величине ёмкости поглощения судят о способности почвенно-поглощающего комплекса почвы удерживать в обменном состоянии определённое количество катионов из почвенного раствора. Почвы различаются не только величиной ЕКО, но и их составом. Поглощённый натрий в солонцовых почвах определяют для установления необходимости в гипсовании. Поглощённые водород и алюминий обусловливают кислотность почвы, которую необходимо знать для выяснения потребности в известковании.
ГРУППИРОВКА ПОЧВ ПО ЕМКОСТИ КАТИОННОГО ОБМЕНА (ПО А.А.ВАСИЛЬЕВУ, В.П.ДЬЯКОВУ, 1996)
| Класс почвы | Значение ЕКО, ммоль/100 г почвы | Уровень признака |
| 1 | 45,0 | высокая |
Принцип метода. Метод основан на математическом вычислении ЕКО, используя значения Нг и S.
Расчёт р езультатов:
Количество всех катионов в почве, способных к обмену называется емкостью поглощения. Для каждой почвы она является практически постоянной величиной. Выражается емкость поглощения в мг/экв на 100 г почвы, обозначается буквой Т и вычисляется на основании данных о гидролитической кислотности почвы и суммы поглощенных оснований по формуле:
ВЫЧИСЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОСТИ ПОЧВЫ ОСНОВАНИЯМИ
Степень насыщенности почвы основаниями – отношение суммы поглощённых оснований к ёмкости поглощения катионов почвой. Этот показатель даёт весьма ценную ориентировку при обосновании необходимости известкования и возможности использования фосфоритной муки. По степени насыщенности почв определяют очерёдность полей в известковании.
НУЖДАЕМОСТЬ ПОЧВ В ИЗВЕСТКОВАНИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗНАЧЕНИЯ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕННОСТИ ПОЧВ ОСНОВАНИЯМИ
Нуждаемость почв в известковании
Принцип метода. Метод основан на математическом вычислении V основаниями используя значения ЕКО и S.
Расчёт р езультатов:
Степень насыщенности почвы основаниями показывает, какая часть емкости поглощения насыщена основаниями. Она выражается в процентах к емкости и обозначается буквой V. Чем больше в почвенном поглощающем комплексе ионов водорода, тем меньше насыщенность почвы основаниями и наоборот. Степень насыщенности почв основаниями вычисляют по формуле:
Обычно почвы с низкой степенью насыщенности обладают обменной кислотностью и кислой реакцией почвенного раствора, но прямой корреляции между этими величинами нет.
Дата добавления: 2021-03-18 ; просмотров: 70 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Почвы, насыщенные и ненасыщенные основаниями. Степень насыщенности почв основаниями.
В зависимости от содержания катионов Н+ и А13+ все почвы можно разделить на две группы: почвы, насыщенные основаниями (не содержат Н+ и А13+), и почвы, не насыщенные основаниями (содержат Н+ и А13+). Почвы, не насыщенные основаниями: подзолистые, дерново-подзолистые, болотные, серые и бурые лесные почвы, некоторые черноземы и почвы влажных субтропиков. Насыщенные основаниями почвы — это преимущественно степные почвы (черноземы, каштановые, сероземы, бурые и серо-бурые степные), а также почвы различных зон, сформированные при участии жестких грунтовых вод или на карбонатных породах.
Насыщенные основаниями – все южные почвы (черноземы, каштановые, сероземы). Содержат катионы кальция, магния, натрия.
Ненасыщенные основаниями – подзолистые, дерново-подзолистые, болотные, серые лесные, т.е. почвы таежно-лесной и тундровой зон. В этих почвах большее количество ионов водорода, которые создают кислую реакцию и разрушают структуру почвы.
Степень насыщенности почв основаниями,%:
V= (100*S)/(S+Hг), где S- сумма поглощенных оснований, Hг – гидролитическая кислотность (вся сумма ионов водорода).
Величина степени насыщенности почвы основаниями – важный показатель для характеристики поглотительной способности и степени кислотности почв. Ее определение позволяет точнее решать вопрос о необходимости (очередности) известкования. Следовательно, чем меньше степень насыщенности почвы основаниями (при одинаковой абсолютной величине кислотности). Тем сильнее ее нуждаемость в известковании.
Роль поглотительной способности почв в процессах почвообразования и формировании почвенного плодородия.
Поглотительная способность выполняет чрезвычайно важную роль в генезисе почв, формировании их свойств и уровня плодородия.
1. Среди разнообразных процессов поглощения, протекающих в почве, большое значение имеет сорбционное закрепление гумусовых веществ. Благодаря этому происходит формирование специфической поверхности почвенных частиц, составляющих основу ППК, образование и стабилизация гумусового профиля почвы с количественными и качественными характеристиками, соответствующими конкретному типу почвообразования.
2. Поглотительная способность играет важную роль в процессах профильной дифференциации разнообразных органических и неорганических веществ.
3. От поглотительной способности во многом зависит питательный режим почв. ППК- хранилище биофильных элементов, защищенное от вымывания атмосферными осадками.
4. Состав почвенного поглощающего комплекса определяет реакцию почвенной среды и ее стабильность.
6. Почвенный поглощающий комплекс является геохимическим барьером для катионов-загразнителей тяжелых металлов и радионуклидов.
Количество коллоидов в почвах различно и составляет от 1-2 до 30-40 % массы почвы. Образуются коллоиды при раздроблении более крупных частиц в процессе выветривания, путем поликонденсации в процессах почвообразования и образования гумуса, а также при химических реакциях между продуктами выветривания и почвообразования. Коллоиды представляют собой наиболее дисперсную часть твердой фазы почвы. Их размеры колеблются в пределах от 0,2…0,001мкм. Важно, что при размере менее 0,1…0,2 мкм резко возрастает адсорбционная емкость почвенных частиц благодаря росту их удельной поверхности.
Обычно коллоидные свойства начинают проявляться у частиц размером меньше 1 мкм, поэтому выделяют еще предколлоидную фракцию, объединяющую частицы размером от 1 до 0,2 мкм. Коллоиды не только поглощают и удерживают ионы и органические вещества, но и служат цементом для более крупных частиц и агрегатов, влияя на структуру почвы, от которой зависит ее водно-воздушный режим. Небольшие размеры коллоидов определяют огромную суммарную и удельную поверхность. От размеров удельной поверхности зависит величина поверхностной энергии, с которой связаны явления сорбции паров воды, газов и молекул других веществ. С поверхностной энергией дисперсных тел связан тепловой эффект – выделение тепла при их смачивании, который называется теплотой смачивания.
Дата добавления: 2019-07-17 ; просмотров: 1405 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Работа 3. Вычисление степени насыщенности почв
основаниями и емкости поглощения
Степень насыщенности основаниями показывает, какую часть всех поглощенных катионов составляют поглощенные основания. Выражают ее в процентах. При степени насыщенности меньше 100 % почву относят к группе ненасыщенных основаниями.
Вычисление степени насыщенности необходимо для определения потребности почв в известковании.
Цель работы: ознакомиться с расчетом степени насыщенности почвы основаниями.
Ход работы. Для вычисления степени насыщенности предложенных образцов почв основаниями необходимо знать величину гидролитической кислотности и сумму обменных оснований. Оба показателя определены методом титрования почвенного фильтрата щелочью в предыдущих работах. Эти результаты можно использовать в данной работе.
Сумма величин поглощенных оснований и гидролитической кислотности, выраженная в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы, определяет общее количество катионов, которое может удержать данный тип почвы, и представляет собой емкость поглощения – Е.
S – сумма поглощенных оснований, мг-экв /100 г;
HГ – гидролитическая кислотность, мг-экв /100 г.
Отношение суммы поглощенных оснований к емкости поглощения выраженное в процентах называется степенью насыщенности почв основаниями:
, где
V – степень насыщенности почвы основаниями (%);
S – сумма обменных оснований (мг-экв.);
Нr – гидролитическая кислотность (мг-экв.);
S+H – емкость поглощения кислых почв;
100 – коэффициент пересчета в проценты.
Задание: используя полученные результаты по определению суммы обменных оснований и гидролитической кислотности, проанализированных образцов почвы, рассчитайте степень насыщенности их основаниями. Полученные результаты запишите в таблицу 15, ранжируйте типы почв, сравните и сделайте выводы.
Степень насыщенности почв основаниями
| Тип почвы | Генетический гори-зонт | Глубина взятия почвенного образца, см | Сумма обменных оснований (S), мг-экв. | Гидролитическая кислотность (НГ), мг-экв. | Емкость поглощения (S+H) | Степень насыщенности почв основаниями (V), % | Ранг почвы |
Работа 4. Определение потребности почв в известковании
и вычисление норм извести
Чтобы определить потребность почвы в известковании, надо иметь о ней следующие данные:
1. рН солевой вытяжки;
2. Степень насыщенности основаниями;
3. Гранулометрический состав почв.
Кроме этих показателей, следует учитывать и чувствительность к кислотности возделываемых растений.
Цель работы: изучить потребность почв в известковании и провести вычисления по определению нормы извести для нейтрализации кислотности почв.
Ход работы. В первом приближении потребность почв в известковании определяют по величине рН солевой вытяжки (КСl), руководствуясь следующими данными:
I – почва сильно нуждается в известковании, рН 5,5.
Для суждения о необходимости известкования минеральных и торфяных почв с учетом их рН и степени насыщенности надо использовать примерные нормативы, указанные в таблице 16.
В данном случае показатель степени насыщенности почв основаниями (V, %) позволяет более правильно подойти к обоснованию вопроса о необходимости известкования почвы. Не всегда при большой абсолютной величине гидролитической кислотности почва сильно нуждается в известковании.
При одних и тех же значениях кислотности легкие почвы меньше нуждаются в известковании, чем тяжелые. Вносить известь в первую очередь рекомендуется в такую почву, которая при меньшей абсолютной величине гидролитической кислотности имеет и меньшую степень насыщенности основаниями, то есть содержит в ППК относительно больше ионов водорода.
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-19; Просмотров: 195; Нарушение авторского права страницы
Емкость поглощения, насыщенность и буферность почвы
Ёмкостью поглощения или емкостью катионного обмена (ЕКО) называется общее количество катионов, которое может быть вытеснено из почвы. Выражается в мг-эквивалент на 100 г почвы. ЕКО характеризует физико-химическую поглотительную способность почв и зависит от минерального и гранулометрического состава почв, а также от содержания в них гумуса. Емкость поглощения колеблется в широких пределах: она выше в суглинистых почвах, чем в песчаных, и выше в черноземах, чем в дерново- подзолистых. Органическая часть почвы обладает более высокой поглотительной способностью, чем минеральная. Поэтому несмотря на то, что в составе мелкодисперсной фракции преобладают минеральные коллоиды, ЕКО тем выше, чем больше в почве гумуса, а увеличение гумусированности почвы не влияет на емкость поглощения минеральной части. Различные почвы отличаются не только по ЕКО, но и по составу поглощенных катионов. Он разнообразен: все почвы содержат в поглощенном состоянии почти все катионы, среди них больше катионов кальция, магния, калия, аммония, присутствуют микроэлементы, катионы водорода и алюминия.
Общее содержание поглощенных катионов оснований (кроме Н+ и А13+) называют суммой обменных оснований. На их долю в черноземах приходится до 80—90%; в дерново-подзолистых почвах и красноземах иногда 50% и более от ЕКО приходится на ионы водорода и алюминия. В солонцах и солончаках наряду с кальцием и магнием в поглощенном состоянии присутствует натрий. Сумма обменных оснований (S), выраженная в процентах от общей емкости катионного обмена (ЕКО), называется степенью насыщенности основаниями (V), которую определяют по формуле V= S+ ЕКО х 100%. По этому показателю почвы делятся на насыщенные (V > 80%) и ненасыщенные (V 50—70%) основаниями. Наилучшие условия для растений создаются при V в пределах 80—90% от ЕКО. При этом, однако, важны уровни насыщения ППК отдельными обменными катионами, особенно кальцием, магнием и калием. Уровни определяются так же, как и степень насыщенности основаниями. Реакция почвенного раствора зависит не только от размеров обменной и гидролитической кислотности, но и от степени насыщенности почвы основаниями. Степень насыщенности показывает, какая часть общей емкости приходится на поглощенные основания и какая — на гидролитическую кислотность. Величина степени насыщенности основаниями — важный показатель для характеристики поглотительной способности и степени кислотности почвы.
Способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора имеет большое значение при внесении минеральных удобрений. На почвах, обладающих низкой буферностью (песчаных и супесчаных, многих дерново-подзолистых, бедных гумусом), при внесении кислых удобрений возможны резкие сдвиги реакции, которые могут оказать неблагоприятное влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов. На тяжелых и богатых гумусом почвах, обладающих высокой емкостью поглощения и значительным буферным действием, реакция раствора смещается слабо даже при систематическом внесении высоких норм кислых или щелочных минеральных удобрений. Против подкисления раствора особенно устойчивы почвы с высокой степенью насыщенности основаниями, а против подщелачивания — почвы с низкой степенью насыщенности. Систематическое внесение органических удобрений в сочетании с известкованием повышает емкость поглощения и степень насыщенности почвы основаниями, а, следовательно, увеличивает и ее буферность.
