Определение актуальной и обменной кислотности почвы (pН) потенциометрическим методом

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 9

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Потенциометрический метод определения pН основан на измерении электродвижущей силы (ЭДС), возникающей при опускании в почвенную суспензию, в водную или солевую вытяжку двух разных электродов (измерительного и электрода сравнения). Потенциал электрода сравнения не зависит от значения pН испытуемого раствора. Потенциал измерительного электрода связан с pН раствора или почвы и определяется им.

Измерения можно проводить в широком диапазоне значений pН. Рабочей частью стеклянного электрода является стеклянная мембрана. При измерении pН между мембраной и раствором (суспензией)возникает разность потенциалов, величина которой зависит от активности ионов водорода в растворе. По разности потенциалов на стеклянном электроде и электроде сравнения определяют pН. Применяемые в практике приборы откалиброваны в единицах pН ОВП (окислительно-восстановительного потенциала). Детальное описание и схема устройства их даны в прилагаемой к каждому прибору инструкции.

Для определения pН необходимо проделать следующее: 1) подготовить почву или суспензию для измерения; 2) подготовить прибор для измерения;

3) подготовить электроды для измерения. При подготовке электродов их вымачивают в 0,1 н. НСl 5-7 суток до установления постоянного потенциала асимметрии. Перед опусканием в суспензию электроды тщательно обмывают дистиллированной водой. Для подготовки прибора для измерений следует после включения электродов установить изопотенциальную точку, соответствующую применяемому электроду, температурную компенсацию, настроить прибор по буферным растворам.

Величину pН определяют в почве, суспензии и в различных вытяжках (чаще в водной и в вытяжке 1 н. КСl).

При определении актуальной кислотности навеску воздушно-сухой почвы 10 г, просеянной через сито с диаметром отверстий 1мм, помещают в стакан емкостью 50 мл и приливают 50 мл дистиллированной воды. Содержимое стакана тщательно перемешивают стеклянной палочкой в течение 2-3 минут. Затем в стакан погружают электроды потенциометра и определяют величину рН. Результаты заносят в таблицу.

При определении обменной кислотности к навеске воздушно-сухой массой 10 г приливают 25 мл 1,0 н раствора КСl, тщательно перемешивают стеклянной палочкой и определяют на потенциометре величину рН. Полученные результаты заносят в таблицу 2.

Таблица 2. Результаты определение актуальной (рН_Н2О) и потенциальной (рН_КСl) кислотности почвы.

Определение гидролитической кислотности основано на том, что при взаимодействии раствора СН₃СООNа с почвой образуется уксусная кислота, которая оттитровывается щелочью. По количеству миллилитров щелочи, пошедшей на титрование, и судят о величине гидролитической кислотности.

На технохимических весах отвешивают 20 г воздушно-сухой почвы, просеянной через сито в 1 мм, и высыпают в колбу на 200 мл. Приливают к почве 50 мл 1,0 н. раствора СН₃СООNа, взбалтывают содержимое колбы на приборе для взбалтывания в течение 1 часа. Суспензию отфильтровывают через сухой складчатый фильтр. Перед фильтрованием жидкость хорошо взбалтывают, на фильтр переносят и почву.

Если фильтрат окажется мутным, его следует снова профильтровать через тот же фильтр.

Затем отбирают пипеткой 25 мл прозрачного фильтрата и переносят в коническую колбу на 100 мл. Приливают 1-2 капли фенолфталеина и оттитровывают фильтрат без подогревания 0,1 н. раствором NаОН до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 минуты.

Гидролитическую кислотность вычисляют по формуле:

H = a × K NaOH ×100 × 0,1×1, 75 ,

C

где: Н – гидролитическая кислотность (в м. – экв. На 100 г почвы);

а – количество миллилитров 0,1 н. NаОН, пошедшей на титрование взятого объема фильтрата;

К _NаОН – поправка к титру;

100 – коэффициент пересчета на 100г почвы;

0,1 – коэффициент пересчета в миллиэквиваленты;

1,75 – поправка на полноту вытеснения ионов водорода;

С – навеска почвы, соответствующая взятому для титрования объему фильтрата.

Задание 3. Изучить методы регулирования кислотности и щелочности почв. Дать оценку нуждаемости почв в известковании. Рассчитать норму известковых материалов для устранения избыточной кислотности почв.

В обменном состоянии в почве обычно находятся Са²⁺, Мg²⁺, К⁺, NH₄⁺, Na⁺, Mn²⁺, Fe²⁺ , Fe³⁺ , H⁺, Al³⁺ и др.

Общее количество всех поглощенных (обменных) катионов, которые могут быть вытеснены из почвы, называется емкостью поглощения или емкостью катионного обмена и выражается в милиграмм-эквивалентах на 100 г почвы.

При увеличении дисперсности почвы емкость поглощения возрастает, органическая часть ППК обладает значительно большей емкостью поглощения, чем минеральная.

Если почва содержит в качестве поглощенных катионов преимущественно основания (Са²⁺ , Мg²⁺ , NH₄⁺, , К⁺ , Na⁺), то она называется насыщенной основаниями. Количество поглощенной почвой оснований называется суммой обменных оснований (S, м-экв/100 г).

Если же в поглощающем комплексе почвы преобладающими являются водорода (Н⁺) и алюминия (Аl³⁺), то почва называется не насыщенной основаниями.

Суммарное количество поглощенных почвой ионов водорода и алюминия характеризуется величиной гидролитической кислотности (Н_г, м- экв/100 г). Сумма S + H_г определяет величину емкости поглощения почвы.

Для более полной оценки вероятного отрицательного действия кислотности почв важно установить не только ее разные формы, но и соотношение в почвенном поглощающем комплексе между суммой обменных оснований S (обычно Са + Мg²⁺) и гидролитической кислотностью. Этот показатель (V, %). называется степенью насыщенности почв основаниями. Чем меньше степень насыщенности основаниями (при одинаковой абсолютной величине кислотности), тем сильнее потребность почв в известковании (рис.1).

Рис.1. Оценка потребности почв в известковании

Для известкования кислых почв используют различные известковые материалы (табл. 3)

Таблица 3. Характеристика основных известковых материалов.

Известковые материалы являются химическими мелиорантами, известкование повышает эффективность внесенных минеральных удобрений. Урожайность и биопродуктивность растений на известкованных и удобренных полях значительно выше, чем на удобренных, но не известкованных.

В расчетную дозу известковых материалов должны быть внесены поправки на процентное содержание действующего вещества, влажность и тонину помола известкового материала.

Расчёт необходимого количества CaCO₃ (т/га) производят исходя из величины гидролитический кислотности (H_г) по формуле

P CaCO

= H × h × d;

где h - мощность пахотного слоя, d - его плотность.

Определение необходимого количества известковых материалов также может приблизительно производиться по величине pH_KCl с учётом гранулометрического состава почвы (табл.4; табл. 5) .

Таблица 4. Дозы CaCO₃ (т/га) для известкования дерново-подзолистых почв

Таблица 5. Дозы CaCO₃ (т/га) для известкования торфяно-болотных почв

Контрольные вопросы и задания.

1. Что такое поглотительная способность почвы. Назовите и охарактеризуйте ее типы.

2. Что такое ППК? Как проявляется физико-химическая поглотительная способность почвы и как она влияет на реакцию (кислотность, щелочность) почвы?

3. Перечислите и охарактеризуйте виды кислотности почв.

4. Какое влияние на рост и развитие растений оказывает повышенная кислотность почвы?

5. Приведите градацию дерново-подзолистых почв по степени кислотности.

6. Как регулируется кислотность почв?

7. Как определяется потребность почв в известковании?