Определение обменных кальция и магния

Поглотительная способность почвы — одно из ее важнейших свойств, в значительной степени определяющих почвенное плодородие. Обменная поглотительная способность — способность почвы поглощать и обменивать ионы, находящиеся на поверхности коллоидных частиц, на эквивалентное количество ионов раствора, взаимодействующего с твердой фазой почвы. Это свойство почвы обусловлено наличием в ней почвенно-поглощающего комплекса (ППК).

Обменные катионы составляют небольшую часть от их общего содержания в почве. В обменном состоянии в почвах обычно находятся Са²⁺, Mg²⁺, К⁺, Na⁺ , NH₄⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, H⁺, А1³⁺. Общее количество всех поглощенных (обменных) катионов, которые могут быть вытеснены из почвы, называется емкостью поглощения или емкостью катионного обмена (ЕКО) и выражается в мг-экв на 100 г почвы. Это относительно стабильная величина для каждой почвы, однако, и она зависит от рН, типа почвы, гранулометрического состава, а также от природы ионов, участвующих в обменном поглощении, поэтому можно указать лишь преобладающие ее значения для различных почв.

Таблица 20-ЕКО для различных типов почв

Почва	ЕКО мг-экв/почвы
Дерново подзолистая среднесуглинистая	10 -20
Серая лесная среднесуглинистая	15 - 30
Чернозем типичный тяжелосуглинистый	30 – 70
Чернозем южный суглинистый	20 – 50
Светло-каштановая суглинистая	20 – 40
Серозем типичный суглинистый	8 – 20
Краснозем суглинистый	13 – 25

Качественный состав и количество обменных катионов существенно влияют на свойства почвы: структуру, реакцию почвенной среды, степень солонцеватости и т. д. Для создания оптимального соотношения катионов ППК и окультуривания почв кислые почвы известкуют, щелочные — гипсуют по следующим схемам:

	Н+								СО2↑
ППК		+	СаСО3	→	ППК	Са2+	+	Н2СО3↨
	Н+		известь						Н2О
Подзол

	Na+
ППК		+	СаSО4	→	ППК	Са2+	+	Na2SO4↓
	Na+		гипс
Солонец

Обменные катионы прочно удерживаются почвенными коллоидами и потому вытесняются не водой, а растворами солей. Определение вытесненных катионов ведется трилонометрическим методом.

	Са2+					NH4+
ППК		+	4NH4Cl	→	ППК	NH4+	+	CaCl2	+	MgCl2
	Mg2+		соль			NH4+
Почва						NH4+

Ход работы

На фильтр с воронкой над мерной колбой емкостью 100 мл помещают 1 г почвы, растертой и просеянной через миллиметровое сито, и обрабатывают 1 моль/л раствора хлористого аммония до тех пор, пока колба не наполнится до метки. В полученном фильтрате определяют Са²⁺ и Mg²⁺. Так же, как и в анализе водной вытяжки, индикаторами являются: для суммы кальция и магния — хромоген, для кальция — мурексид.

Титрование проводят в щелочной среде, для чего в первом случае к пробе фильтрата (25 мл) приливают аммиачный буфер (10 мл), а во втором – едкий натр (2 – 5 мл). Расчет осуществляется по формуле

Х = а·0,05·100/С, где

Х – катионы (сумма или кальций), мг-экв. на 100 г почвы; а – количество трилона Б, пошедшее на титрование, мл; 0,05 – молярная концентрация трилона Б; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы; С – масса почвы, соответствующая объему фильтрата, взятого для анализа.

Лабораторная работа № 13

Бонитировка почв

Бонитировка почв (добротность) — это сравнительная оценка почв по их производительности. Она позволяет установить в количественном выражении (баллах) почвенное плодородие и соответствующую его уровню урожайность сельскохозяйственных культур.

Основой для бонитировки почв являются данные, отражающие их естественные признаки и свойства (гумусность, кислотность, емкость поглощения и т. д.), а также показатели средней многолетней урожайности сельскохозяйственных культур (для пашни) или биологической продуктивности растений (для пастбищных и лесных угодий).

Ход работы

Для получения сведений о естественных признаках и свойствах почв следует пользоваться почвенными картами и почвенными очерками, основанными на съемках прошлых лет. Данные уточняют с помощью рекогносцировочной почвенной съемки и аналитической обработки образцов, взятых из преобладающих почвенных типов. Для получения сведении о производительности основных почв берут средние показатели урожаев основных сельскохозяйственных культур за последние 5—10 лет по материалам хозяйственной урожайности хозяйств, опытных станций и сортоучастков, а также прямого учета урожаев на учетных площадках опытных полей.

Главными естественными признаками, лежащими в основе оценки почв, являются: запас гумуса, мощность гумусовогогоризонта, емкость поглощения, рН, гранулометрический состав. По этим показателям дается оценка почвы в баллах. Существует 100-балльная система, она может быть разомкнутой и замкнутой. При замкнутой системе в 100 баллов оцениваются почвы лучшего качества, при разомкнутой– среднего. Сущность разомкнутой системы заключается в том, что вначале определяют почву-эталон, которая оценивается в 100 баллов. Для этого суммируют данные какого-либо признака по всем почвам, полученную сумму делят на количество слагаемых (среднее арифметическое). Почва, которая характеризуется числовым выражением признака, равным или близким среднему арифметическому показателю, оценивается в 100 баллов. Для оценки остальных почв расчет произво­дится по следующей формуле:

Б = 3₁·100/3₂,где

Б — балл почвы; 3₁ — значение оцениваемого признака; 3₂ — значение признака, оцениваемого в 100 баллов.

Если почвы в пределах типа различаются по гранулометрическому составу, солонцеватости, эродированности, смытости и т. п., то к полученному среднему баллу вносят поправочный коэффициент Для оценки почвенного покрова в целом для отдельного хозяйства, района или области учитывают не только свойства почв, но и площади, которые они занимают. Рассчитывают средневзвешенный балл по формуле

Б_{ср. взв} = (а·б + а₁·б₁ + а₂·б₂+ ... +а_n·б_n)/(а + а₁ + а₂ +... + а_n), где

Б_{ср. взв} – средневзвешенный балл; а — площади, занятые почвами; б – оценочный балл почвы, с учетом К.

Таблица 21-Бонитировка почвы

Тип, подтип почвы	Площадь, занимаемая почвой, га	Мощность гумусового горизонта	Общий запас гумуса	Ёмкость поглощения ЕКО	Средний урожай зерна за 5 лет	Средний балл по свойствам почв	Поправочный коэффициент К	Оценочный балл с учетом К
см	балл	т/га	балл	мг/экв на 100 г почвы	балл	т/га	балл
Чернозем обыкно-венный						40,1		1,9			1,0
Чернозем южный						34,5		1,5			0,9
Темно- каштановая						28,7		1,3			0,8
Каштановая						25,0		1,1			0,7
Светло- каштановая						23,0		1,0			0,6

Лабораторная работа № 14