Тихоненко Д.Г., Дегтярьов В.В. та ін. Практикум з грунтознавства

Подождите немного. Документ загружается.

ількість прод

ктивної вологи визначає тип клімат

ґр

нт

в період ве-

гетації рослин (табл. 50), який є провідним фактором їх продуктивності.

50. Схема типізації клімат

ґр

нт

(за А. М. Ш

льгіним

)

апас прод

ктивної вологи, мм

Клімат ґрунту

в орному шарі в метровому шарі

>50

—

—2

—1

На

лишково вологи

Во

ги

омірно вологий

Недостатньо вологи

ухий

агрономічній практиці треба не лише констатувати наявність вологи

у ґрунті, а вміти прогнозувати її запаси на відповідний період. Л. А. Ра-

зумова (1971) розробила методику прогнозу запасів продуктивної вологи

метровом

шарі ґр

нт

на початок весняно-польових робіт. Вона ґр

н-

тується на залежності весняних запасів вологи (

вес

) у ґрунті від запасів

ологи восени

(

ос

)

та кількості опадів

(

) за осінньо-зимовий період.

міни запасів продуктивної вологи протягом зимового періоду опи-

уються такими рівняннями

для районів зі стійкою зимо

∆W

= 0

115

+ 0

56 ·

—

;

для районів з нестійкою зимо

∆W

—

∆

— зміни запасів продуктивної вологи в метровому шарі за період від

дати останнього визначення вологості ґрунту восени до дати переходу темпе-

рат

ри повітря через

навесні

мм

;

— кількість опадів за даний період,

мм

;

— дефіцит вологості ґрунту восени, мм.

чік

вані запаси прод

ктивної вологи

ґр

нті навесні б

ть дорів-

вати

вес

= W

ос

∆W

ри інтерпретації даних щодо вологості ґр

нт

, важливе значення

має характер представлення. Результати великого числа визначень во-

логості, якими супроводжуються більшість польових дослідів, часто

представляють у формі громіздких таблиць, які важко читаються. Тому,

по

яд з табличною

мою подачі мате

іалів

(

коли кількість визначень

незначна), застосовують відповідні способи графічного зображення да-

них: п

ільні к

иві, х

оно- і топоізоплети вологості, г

іки динаміки

ологозапасів тощо

Практичне застосування даних про вологість та водні властивості..

ИВЧЕННЯ РЕАК

ІЇ ҐРУНТОВОГО РОЗЧИН

рирода кислотност

ґр

нт

ід к

исло

тн

іс

розуміють здатність ґрунту підкислювати ґрунто-

ий розчин, воду і розчини нейтральних солей. Обумовлена кислотність

наявністю головним чином вуглецевої та органічних кислот, гідролі-

ично кислих солей

вільних іонів Н

у ґрунтовому розчині та обмінних

каті

нів

і Al

ґр

нтовом

вбирном

комплексі

Реакція ґрунтового розчин

визначається співвідношенням кон-

центрацій вільних іонів Н

та

–

. Якщо концентрація іонів водню

дорівнює концентрації гідроксильних іонів

—

реакція нейтральна

;

коли

концент

ація іонів Н

більша концент

ації іонів ОН

–

—

кисла

;

як

о кон-

центрація іонів Н

менша концентрації іонів О

–

—

лужна

алежно від величини рН водної витяжки або суспензії реакція ґрун-

у має наступну назву

Реакція ґрунтового розчин

рН Концентрація Н

в 1 л розчин

уже кисла

лабокисла

тральна

ла

ол

жн

жна

уже лужна

—4

—

7—8

8—

—1

–3

— 1

–

—

–5

—

–6

–7

— 1

–8

— 1

–9

— 1

–10

онцентрацію іонів водню в розчині прийнято виражати символом

Н, яки

ід’ємний десятковий лога

м концент

ації іонів водню

в розчині: рН= – lg [Н

]

исла

еакція властива підзолистим, де

ново-підзолистим, сі

им лі-

овим і болотним ґр

нтам; нейтральна — чорноземам; л

жна — кашта-

новим ґрунтам і солонцям.

Розрізняють два види кислотності ґр

нт

ктивн

і потенційн

Активна кислотність ґрунт

— це кислотність ґрунтового розчи-

. Об

мовлена вона іонами Н+, які знаходяться в рідкій фазі ґр

нт

имірюється в одиницях рН і позначається p

або рН

одний

Активна

кислотність безпосе

едньо впливає на

іст

ослин та життєдіяльність

мікроорганізмів. У табл. 51 наводяться інтервали рН, сприятливі для

росту і розвитку сільськогосподарських культур та ґрунтових мікроор-

гані

мів

Для одних рослин оптимум рН знаходиться в інтервалі 4,0—5,5, для

нших — від 7,0 до 8,0, азотфікс

ючі бактерії найкраще розвиваються

при реакції, яка близька до нейтральної, а грибна мікрофлора — при

ки

лій

ни Н

які прис

тні

ґр

нтовом

розчині, складають незначн

час-

тину від водневих іонів, які знаходяться у ввібраному стані. Крім того,

активна кислотність д

же змінюється протягом вегетаційного період

Тому величина активної кислотності не може бути надійним показником

потреби ґрунту у вапнуванні для нейтралізації кислотності

Потен

ійна кислотність — це кислотність твердої фази ґрунту

ґрунтового розчину. Обумовлена вона іонами Н

і Al

які увібрані

КВК. Потенційна кислотність завжди більша активної

бо складаєть-

я з кислотності ґрунтового розчину і кислотності, яка утворюється за

рах

нок

вібраних іонів водню та алюмінію.

отенційну кислотність умовно ділять на дві форми:

бмінну і гід-

ролітичн

Обмінна кислотніст

— виявляється при взаємодії ґрунту з розчи-

ном нейтральної солі (тобто солі сильного лугу і сильної кислоти): KCl,

aCl

і т

У водну витяжку іони обмінного водню не переходять, але легко

итісняються нормальним сольовим розчином

HCl

ҐKВККCl

ҐKВК 2][2][ +↔+

бмінна кислотність позначається індексом р

о рН

со

ль

ви

вимірюється в одиницях рН. Титрована обмінна кислотність вимірюєть-

я в мг-екв на 100 г ґрунту. Залежить вона від кількості обмінних іонів

і наявності

ГВК обмінних іонів Al

які здатні витіснятися катіона-

ми нейтральної солі і переходити до ґрунтового розчину за схемою

][3][ AlCl

ҐKВККClAlҐKВК +↔+

Хлористий алюміній — сіль слабкого лугу і сильної кислоти, у вод-

них розчинах дисоціює за схемо

AlCl

+ 3H

= Al

(

)

+ 3H

+ 3Cl

–

(

)

як слабкий луг у водному розчині майже не розпадається,

а HCl у слабких розчинниках дисоціює на іони Н

та

–

що п

изводить

до підвищення кислотності

кремі сільськогосподарські культури добре розвиваються на кис-

лих ґр

нтах, але при підвищенні р

хомого алюмінію різко зниж

ють

ивчення реакц

ії

ґрунтового розчин

агальне ґрунтознавств

урожайність. По відношенню до вмісту алюмінію в ґрунті рослини роз-

поділяють на чотири групи

тійкі до високого вміст

— тимофіївка, овес, к

дза;

ередньостійкі — люпин, горох, вика, квасоля

;

тливі — ячмінь, льон, озиме жито;

уже чутливі — люцерна, конюшина, цукрові буряки, озима пше-

ни

Урожайність чутливих культур починає знижуватись при вмісті ру-

омого алюмінію 1,5—2,0 мг, а се

едньостійких п

и — 3,5—4,0 мг-екв

на 100 г ґрунту

міст рухомого алюмінію в ґрунті залежить від реакції середовища:

им нижче значення рН, тим більше в ґр

нті р

хомого алюмінію. При

рН

KCl

понад 5 рухомість алюмінію різко знижується і його вміст стає

значно меншим критичних значень.

51. Оптимальна реакц

я ґрунтового середовища для с

льськогоспо

арських к

льт

р, плодових насаджень і мікроорганізмі

Ку

льт

ра

рН

Ку

льт

ра

шени

я озима

шениця я

Ячмінь

ит

оз

им

Овес

укурудз

Ри

росо

речк

оро

оя

ва

со

ля

ик

пин

оби кормові

оняшник

уряки цукрові

артопля

ква

рнепс

Люце

Ко

шин

итня

Ра

грас

Тимофіївка

6,3

— 7

0 — 7

8 — 7

5 — 7

0 — 7

0 — 6

5 — 7

7 — 7

6,0

— 7

5 — 7

0 — 8

7 — 6

5 — 6

0 — 7

0 — 6

0 — 7

— 5

4,8

— 5

0 — 6

0 — 8

0 — 7

0 — 8

8 — 7

0 — 7

івсяниця л

гов

Ль

Ко

плі

Моркв

апуст

гірки

ибуля

мат

ала

авел

еле

ико

ар

узи

луня

руш

брикос

лив

Вишня

иног

ад

зото

акте

іт

ікато

Денітрифікатори

ульбочкові бактерії

шини

3 — 6

5 — 6

7,1

— 7

5 —

8,0

5 — 7

4 — 7

3 — 6

0 — 6

5 — 5

— 7

6,0

—

6,5

3 — 6

5 — 7

5 — 6

0 — 8

5 — 8

0 — 8

7 —

6,8

6,0

—

8,0

0 — 8

0 — 7

ри внесенні у ґрунт великої кількості фізіологічно кислих міне-

ральних добрив у формі нейтральних солей (NН

(

NН

)

SО

;

КCl та

н.) іон водню переходить

ґр

нтовий розчин і підкислює його. За таких

умов він збагачується шкідливими для рослин іонами Al

та М

Тому

бмінна кислотність є найбільш шкідливою для рослин формою кислот-

ності ґрунту

ідкислення ґрунту може відбуватися за рахунок життєдіяльності

мікроорганізмів. Наприклад, у процесі нітрифікації утворюється НN

ол

тична кислотн

сть — виявляється при взаємодії ґрунту

з розчином гідролітично лужної солі (солі сильної основи і слабкої кис-

лоти

)

: СН

ООNа, Са

(

СН

ОО

)

і т

становлено, якщо ґр

нт о

ро

ити нормальним розчином оцтово-

кислого натрію, то кислотність буде підвищуватись, бо з ҐКВК у ґрун-

товий розчин б

де переходити іон водню, який нейтральною сіллю не

иті

ня

ть

ри визначенні гідролітичної кислотності застосовують оцтовокис-

лий натрій. Внаслідок гідролізу СН

ООNа лужна реакція обумовлена

утворенням NаОН за реакціє

СН

СООNа + Н

О = СН

СООН + NаОН

цтова кислота дисоціює дуже слабо, а луг, що утворився, реагує

з обмінним воднем, який утворює в розчині гідролітичну кислотніст

[ҐКВК]Н

+ NаОН + СН

ООН = [ҐКВК]Nа

+ Н

О + СН

СООН

ри визначенні гідролітичної кислотності враховують усі види кис-

лотності: активну (іони водню ґрунтового розчину), обмінну (увібрані

одень та алюміній, які обмінюються на катіони нейтральної солі)

гідролітичну. Співвідношення видів кислотності можна зобразити

ою:

[ҐКВК]Н

|Н

| |Н

| + 6СН

СООN

а →

[ҐКВК]Н

Nа

|+ 6СН

СООН

де

НН

— іон водню

який не витісняється

Іон во

ню Н

знаходиться в першом

прошарці колоїдної частки

може бути витіснений при взаємодії з розчином 0,1 н NаОН, тобто

більш л

жним розчином, ніж 1,0 н СН

СОО

Nа.

У практиці визначати іони водню, які не витісняються катіонами

цтовокислого нат

ію, немає необхідності, бо доб

ив з такою

еакцією

не застосовують. Отже, ці іони не є небезпечними при внесенні добрив

у ґрунт, бо будуть у ввібраному стані

ивчення реакц

ії

ґрунтового розчин

цифри 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 — це прошарки колоїдної частки

агальне ґрунтознавств

ри відс

тності обмінної кислотності — гідролітична — не шкідлива

для рослин, бо іони Н

гідролітичної кислотності малорухомі. Вимірю-

ть гідролітичн

кислотність в мг-екв на 100 г ґр

нт

і позначають ін-

дексом Нг. За величиною гідролітичної кислотності розраховують дози

апна, необхідного для нейтралізації всіх присутніх у ґрунті іонів водню

а ал

міні

ю.

За ступенем кислотност

розрізняють ґрунти: дуже-, сильно-, серед-

ньо- слабокислі, близькі до нейтральних і нейтральні

рупування ґрун-

ів за ступенем кислотності, прийняте в Україні, наведено в табл. 52.

52. Гр

вання ґр

нтів за ст

пенем кислотності

тупінь кислотності

ка

ник ки

тн

ос

ті

Ґрунт

рН

мг-екв

на 1

рунт

уже сильнокисли

ідзол, торфовище верхове,

олотно-підзолистий, буро-

ем кислий, підзолисто-буро-

зе

мни

ильнокисли

4,1

—

4,5

5,9

—5

ерново-підзолисті оглеєні,

орфянисто- і торфовоглейо-

і, дерново-б

роземні кислі

ередньокислий

6—5

0—4

ерново-підзолисті,

підзолисто-дернові,

ясно-сірі лісові оглеєні

ла

окислий

5,1

—5

4,0

—

3,1

Ясно- і сі

і лісові, темно-сі

ісові оглеєні, дерново-борові

ли

ьки

до не

альни

6—6

0—2

Темно-сірі лісові, чорноземи

підзолені, вилужені

а реградовані, дернові

Не

тральни

>6,0

<2,0

Чорноземи типові та зви-

чайні, лучно-чорноземні,

коричневі

ЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ КИСЛОТНОСТІ

РУНТ

изначення активної кислотності ґрунт

потенц

омет

ичним методо

отенціометричний метод визначення концентрації іонів водню

розчинах заснований на вимірюванні електрор

хаючої сили, яка ви-

никає при занурюванні в розчин індикаторного та допоміжного елект-

родів. Робочою частиною індикаторного (скляного) електроду є скляна

мембрана. При вимірюванні рН між мембраною і розчином виникає різ-

ниця потенціалів, яка залежить від активності іонів водню. За

ізницею

потенціалів на скляном

електроді та електроді порівняння визначають

рН. Використання скляного електроду дозволяє визначати рН у широко-

діапазоні. Причом

на рез

льтати вимірювань не впливають віднов-

ники колоїдів грубих суспензій та забарвлення розчинів

Для визначення

Н необхідно

підготувати ґрунт або суспензію для вимірювання;

підготувати прилад для вимірювання (детальний опис і схема

устрою подана в інструкції, яка надається до кожного приладу)

;

підготувати електроди до вимірювання

ід аналіз

. 10 г повітряно с

хого ґр

нт

, розтертого і просіяного

крізь сито з отворами діаметром 1 мм, зважують на технічних терезах

з точністю до 0,1 г і переносять

плоскодонн

колб

місткістю 100 мл.

риливають мірною колбою або мірним циліндром 50 мл дистильованої

оди щоб співвідношення ґр

нт: вода становило 1:5, закривають проб-

кою, ретельно збовтують протягом 5 хвилин і залишають на добу. Після

ідстоювання прозору частину зливають у скляний стаканчик і вимірю-

ть p

потенціометричним методом

У торфах і лісових підстилках співвідношення ґрунт: вода повинно

тан

вити 1

ри масових визначеннях застосовують таку методику: 10 г ґрунту

зваж

ють на технічних терезах в точністю до 0,1 г і переносять

колб

на 50—100 мл. До наважки приливають мірним циліндром або мірною

колбою так

кількість дистильованої води, щоб співвідношення ґр

нт:

ода становило 1:2,5, тобто 25 мл. Колбу закривають пробкою і збовту-

ть 5 хвилин

У чистий стаканчик після відстоювання зливають освітлену частину

успензії і вимірюють pH

потенціомет

ичним методом.

Прилади, посуд і реактиви. рН-метр. Колба плоскодонна місткістю

0—100 мл. Мі

ний цилінд

на 50 мл або мі

на колба на 25 та 50 мл. Скля-

ний

такан мі

ткі

50 мл

•

агальне ґрунтознавств

Визначення о

мінної кислотності ґрунт

за методом

хар

Дана форма кислотності визначається при взаємодії ґрунту з нейт-

альною сіллю

HCl

ҐKВККCl

ҐKВК 2][2][ +→+

ількість кислоти, що утворилася при даній реакції, свідчить про на-

явність легкозв’язаних з ҐКВК іонів водню, які можуть бути витіснені

ншими іонами. У випадках, коли в ГВК переважають іони алюмінію,

реакція проходить за схемою:

][3][ AlCl

ҐKВККClAlҐKВК +→+

Хлористий алюміній легко гідроліз

ється в ґр

нті з

творенням со-

ян

ої

ки

ти

AlCl

→ Al

(

)

Cl.

становлюючи титруванням кількість кислоти, що утворилася в обох

ипадках, визначаємо обмінну кислотність ґрунту

ід аналіз

40 г повітряно сухого ґрунту, розтертого і просіяного

ізь сито з отво

ами діамет

ом 1 мм, зваженого на технічних те

езах

з точністю до 0,1 г, переносять у колбу місткістю 250—300 мл

У колбу приливають мірною колбою 100 мл розчину КСl (рН 5,6—

6,0). Колб

закривають пробкою і збовт

ють періодично протягом

1 години

Су

спензію фільтр

ють крізь складчастий фільтр середньої щільності.

ерші порції фільтрату відкидають. Мутний фільтрат перефільтровують

крізь той же фільтр з ґрунтом

іпеткою відбирають 50 мл прозорого фільтрату і переносять у колбу

на 100—150 мл для титрування. В колбу прибавляють 2—3 краплі фе-

нолфталеїну і титрують 0,1 н розчином NаОН до слабо рожевого забарв-

ення, яке не зникає п

отягом 1 хвилини

а кількістю л

, який пішов на титр

вання, розрахов

ють величин

бмінної кислотності у мг-екв на 100 г ґрунту за формулою

К,Ка

ОНNaOH

7511002н

обм

⋅⋅⋅⋅⋅⋅

етоди визначення кислотност

ґрунт

де

— кількість мл розчин

NаОН, який пішов на титр

вання 50 мл фільт-

рату; н — нормальність розчину NаОН;

— поправочний коефіцієнт на

нормальність розчину NаОН; 2 — коефіцієнт переводу проби, що титрується

(

50 мл), на весь об’єм розчину (100 мл); 100 — коефіцієнт переводу резуль-

атів аналізу на 100 г повітряно сухого ґрунту; 1,75 — умовний коефіцієнт

для введення поправки на повнот

витіснення всього обмінного водню, за

умов однократної обробки ґрунту розчином КСl;

— коефіцієнт гігро-

копічності ґр

нт

;

— наважка ґрунту.

Приклад розрахунк

в. Наважка повітряно сухого ґрунту 40 г. Ви-

трачено на титр

вання 50 мл фільтрат

1,6 мл 0,1 н розчин

NаОН.

NаОН

= 1.

= 1

агальна обмінна кислотність

мг-екв на 100 г ґр

нт

де ста-

вити

431

02175110021061

обм

,,,,

Н =

⋅⋅⋅⋅⋅

Пос

д та реактиви. Колби плоско

онні на 250—300 мл — 2 шт. Колба

конічна на 100—150 мл. Колба мірна на 100 мл. Лійка. Піпетка на 50 мл. Бю-

етка на 50 мл. Фільт

и се

едньої щільності. Розчин 1,0 н КСl

(р

Н 5,6—6,0

)

Титрований розчин 0,2 н NаОН. Індикатор фенолфталеїн

Визначення обмінної кислотност

потенціометричним методо

Даний метод застосов

ють при масових аналізах, а обмінн

кислот-

ність ґрунту вимірюють в одиницях рН

КС

ід аналіз

20 г повітряно с

хого ґр

нт

, розтертого і просіяного

крізь сито з діаметром отворів 1 мм, зважують на технічних терезах

з точністю до 0,1 г і переносять у плоскодонну колбу місткістю 100 мл.

Мірною колбою приливають 50 мл 1,0 н розчину КСl (рН 5,6—6,0).

олбу закривають пробкою і періодично збовтують протягом 1 години.

ісля відстоювання в чистий скляний стаканчик зливають прозор

час-

тину суспензії і вимірюють рН

КСl

потенціомет

ичним методом.

изначення гідролітичної кислотност

а мето

ом

аппен

Дана форма кислотності обумовлена іонами водню, які більш міцно

зв’язані з ҐКВК і проявляється при взаємодії ґр

нт

з розчинами гідролі-

тично лужних солей або лугів. Реакція може відбувається у дві стадії

агальне ґрунтознавств

NaOHCOOHCHOHCOONaCH +→+

323

а таких умов у розчин переходить більша кількість іонів водню, ніж

при взаємодії ґрунту з нейтральною сіллю (КСl). Гідролітично лужна

іль взаємодіє як з ҐКВК, так і з ґр

нтовим розчином, том

гідролітична

кислотність являє собою суму активної і потенційної кислотності. Да-

ний показник використов

ють

практиці для розрах

нк

доз вапна на

кислих ґрунтах

ід аналіз

. На технічних терезах зваж

ють з точністю до 0,1 г

0 г повітряно сухого ґрунту, розтертого і просіяного крізь сито з отвора-

ми діаметром 1 мм. Наважку вміщують у колбу місткістю 250—300 мл,

приливають 100 мл 1,0 н розчину СН

ООNа (рН 8,3—8,4), закривають

пробкою і збовтують 1 годину на ротаторі. Часове збовтування можна

замінити 3-хвилинним з наст

пним відстоюванням протягом доби і пе-

ріодичним (5—6 разів) збовтуванням

Су

спензію фільтр

ють крізь с

хий складчастий фільтр (діаметром

11,0—12,5 см) середньої щільності (біла стрічка). Перед титруванням

міст склянки збовт

ють від р

ки і переносять на фільтр більш

частин

ґрунту. Перші 10—20 мл фільтрату відкидають, щоб видалити домішки,

які перейшли в нього. В подальшому, якщо фільтрат мутний, його пере-

фільтровують крізь той же фільтр

ідбирають піпеткою 50 мл прозорого фільтрату, вміщують у коніч-

колб

місткістю 250 мл, прибавляють 2—3 краплі фенолфталеїн

титрують 0,1 н розчином NаОН до слабко-рожевого забарвлення, яке

не зникає протягом одної хвилини. Якщо фільтрат забарвлений, то тит-

рування здійснюють у присутності «свідка». За кількістю витраченого

на титр

вання л

розрахов

ють величин

гідролітичної кислотності

мг-екв на 100 г ґрунту за формулою

751

1002н

ККа

ОНNаОН

⋅

⋅⋅⋅⋅⋅

де

— кількість мл розчину NаОН, який пішов на титрування 50 мл фільт-

рат

; н — нормальність розчин

NаОН;

NаОН

— поправочний коефіцієнт

на нормальність розчину NаОН; 2 — число перерахунку титруємої проби

(

50 мл) на весь об’єм розчин

(100 мл); 100 — коефіцієнт перерах

нк

ре-