Определение нитрификационной способности почвы по Кравкову в модификации почвенного института им. В. В. Докучаева

Цель занятия:

  • а) определить нитрификационную способность почвы;
  • б) дать оценку обеспеченности почвы азотом по нитрифика-ционной способности, пользуясь агрохимической картограммой;
  • в) рассчитать запасы NO3 в почве. Определить возможный урожай по запасам нитратного азота.

Значение анализа. Азот почвы преимущественно (99 %) представлен органическими соединениями (перегной, корни, пожнивные остатки и бактерии), недоступными для питания растений. Лишь незначительная часть (около 1 %) находится в минеральной форме (нитраты, нитриты, аммоний, амиды).

В почву поступает азот с атмосферными осадками и фиксируется микробами из воздуха, главный же путь его накопления - минерализация органических азотсодержащих соединений почвы. Под влиянием ряда грибов и бактерий органические вещества почвы минерализуются с выделением аммиака (аммонификация). Эта форма азота, взаимодействуя с водой, кислотами (Н2СО3, HNO3 и др.) трансформируется в NH4, который хорошо поглощается ППК почвы и усваивается растениями.

Но основная его часть окисляется аэробными бактериями, сначала до азотистой, а затем - азотной кислоты (нитрификация).

Схематично процесс нитрификации можно представить в виде уравнения:

гумус белки —> аминокислоты —>

-> амиды -> NH3 HNO2 HNO3.

Способность почвы к минерализации почвенного азота - объективный показатель плодородия почвы.

Под влиянием образующейся HNO3 изменяется также доступность растениям почвенных фосфатов и калия.

Применение удобрений, в особенности минеральных, изменяет условия нитрификации, что важно знать в практических целях.

Принцип метода. Для определения мобилизуемой доли азота, почву на 7-14 дней помещают в благоприятные условия: влажность 60 % от ПВ, температура 28 °C и аэрация (доступ кислорода), которые поддерживаются в течении всего периода компостирования.

Образовавшиеся соли азотной кислоты (нитраты) определяют колориметрически с дисульфофеноловой кислотой, которая в присутствии NaOH образует нитросоединение, окрашивающее раствор в желтый цвет по уравнению:

3HNO3 + C6H3OH(HSO3)2 -> C6H2OH(NO2)3 + 3H2SO4 + Н2О пикриновая кислота

C6H2OH(NO2)3 + NaOH -? C6H2(NO2)3ONa + Н2О пикрат натрия

Интенсивность окраски зависит от количества NOJ в растворе. Для учета нитрифицирующей способности почвы определяют содержание нитратов в исходной навеске (до компостирования). Разница в содержании NO3 в компостированнных и исходных образцах показывает ее нитрифицирующую способность.

Техника компостирования. Навеску почвы 20 г помещают в предварительно взвешенный стакан. До закладки опыта определяют полную гигроскопическую влажность и капиллярную влагоем-кость почвы. Затем влажность почвы в стакане доводят до 60 % от полной влагоемкости. Необходимое количество воды определяют следующим образом: допустим, взятая почва имеет влажность 50 %, тогда 60 % составляет:

50 • 60 : 100 = 30 %

Значит, к 100 г почвы следовало бы добавить 30 мл воды. Но в почве содержится, например, 5 % гигроскопической влаги. Поэтому прилить ее нужно не 30, а 25 мл. Поскольку наве ска почвы берется не 100 г, а 20 г, то количество приливаемой воды составит:

25-20: 100 = 5 мл

Воду приливают до контрольного веса (г), складывающегося из:

1.

Вес тары (с этикеткой)

100

2.

Вес почвы (с влажностью 5 %)

20

3.

Вес воды (60 % от полной влагоемкости)

5

4.

Контрольный вес

125

На этикетке указывается контрольный вес.

Вес стакана с контролируемым весом проверяется ежедневно. При уменьшении его добавляется дистиллированная вода по каплям на весах до контрольного веса. Появившиеся проростки растений удаляются пинцетом.

Для изучения интенсивности нитрификации используются почвенные образцы, отобранные со стационарного опыта с удобренных и не удобренных делянок. Динамика отбора почвенных образцов включила следующие фазы развития озимой пшеницы: кущение, выход в трубку, колошение - цветение, уборка.

Ход анализа. Подготовить водную вытяжку, для чего:

  • а) отмерить мерным цилиндром 100 мл дистиллированной воды и небольшими порциями добавлять в стакан с почвой (20 г), перенося ее в бутылку;
  • б) взбалтывать вручную 3 мин и отфильтровывать в колбу;
  • в) для ускорения фильтрации и избежания окрашивания вытяжки к дистиллированной воде добавляют 1-5 кристалликов алюмокалиевых квасцов.

Отмерить пипеткой 25 мл вытяжки и поместить в фарфоровую чашечку.

Отмерить пипеткой 1, 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80 мл образцового раствора (искусственно приготовленный раствор из KNO3, содержащий 0,01 мг/мл NOJ) и перенести в фарфоровые чашечки.

Фарфоровые чашечки с рабочими и образцовыми растворами поставить на водяную баню и досуха выпаривать.

Снять чашечки с бани и к сухому выпаренному осадку прибавить 1 мл дисульфофеноловой кислоты (соблюдать осторожность).

Стеклянной палочкой равномерно смочить (растереть внутреннюю поверхность чашечки), дать постоять 10 минут и вновь растереть.

В чашечки добавить 10 мл дистиллированной воды.

Содержимое чашечки нейтрализовать NaOH (КОН) по лакмусовой бумажке (до перехода ее розовой окраски в синюю).

Полученные растворы декантацией перелить из чашечки в 50 мл мерные колбы, тщательно перемешать и довести водой до метки.

Через 10 минут растворы (вначале образцовые) исследуют, строят калибровочный график и по нему находят концентрацию NO3 для искомого образца.

Содержание нитратов вычисляют в мг/кг абсолютно сухой почвы по формуле

N= а • b • 1000 100 ,

c-d 100-у

где N - содержание NO3, мг/кг;

а - концентрация NO3 по графику, мг/мл;

b - количество растворителя, приливаемого к почве, мл;

с - количество раствора, взятого для исследования, мл;

d - навеска почвы, г;

  • 1000 - для пересчета на 1 кг почвы;
  • 100 - для пересчета на абсолютно сухую почву;

у - гигроскопическая влажность почвы.

В задачу студента входит:

  • 1. Определить нитрификационную способность почвы.
  • 2. Установить действие удобрений на интенсивность нитрификации.
  • 3. Дать оценку обеспеченности почвы азотом по нитрификаци-онной способности, пользуясь агрохимической картограммой.
  • 4. Рассчитать содержание азота в пахотном слое почвы в кг/га NO3 и N, если 10 см слой карбонатной почвы весит 1200 т, некарбонатной - 1340 т, коэффициент пересчета NO3 в N - 0,226.
  • 5. Определить возможный урожай озимой пшеницы на основе содержания азота в почве (при оптимальном обеспечении другими элементами), если коэффициент использования его из почвы составляет 50 %. Вынос азота урожаем этой культуры берется из результатов анализа растений.
  • 6. Рассчитать ориентировочную дозу азотных удобрений под озимую пшеницу на данной почве по разности между выносом азота урожаем и запасом его в почве.

Форма записи:

Содержание NO3

мг/кг

Действие на интенсивность нитрификации (вариант удобрения)

Обеспеченность почвы азотом (группа почвы)

мг/кг

Содержание в пахотном слое NOJ

кг/га

N

кг/га

Использование азота из почвы

кг/га

Возможный урожай

ц/га

Ориентировочная доза удобрений Заключение о степени влияния удобрения на нитрификационную способность почвы.

кг/га

Контрольные вопросы:

  • 1. Что такое аммонификация, нитрификация и денитрификация?
  • 2. Каковы оптимальные условия среды (температура, влажность, аэрация, реакция почвы и т. д.) для этих процессов?
  • 3. Назовите ингибиторы нитрификации, их свойства и условия применения?
  • 4. Дайте определение нитрификационной способности почвы.
  • 5. От каких факторов зависит скорость нитрификации?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >