Приготовление солевой вытяжки
Приготовление водной вытяжки
Подготовка пробы почвы к анализу
1. Измельчают материал, удаляют посторонние примеси, просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм и сокращают до небольшой массы (около 500 г).
2. Для сокращения пробы пользуются методом квартования.
Измельченный материал тщательно перемешивают, рассыпают ровным тонким слоем в виде квадрата или круга, делят на четыре сектора. Содержимое двух противоположных секторов отбрасывают, а содержимое двух остальных соединяют вместе. Операцию квартования проводят многократно.
3. Среднюю пробу высушивают до воздушного материала и делают различные вытяжки – водные, солевые, кислотные.
Водную почвенную вытяжку используют чаще всего для определения водорастворимых соединений, а также для определения актуальной кислотности почвы.
1. 20 г воздушно-сухой просеянной почвы помещают в колбу на 100 мл.
2. Добавляют 50 мл дистиллированной воды.
3. Взбалтывают в течение 5-10 мин и фильтруют.
Солевую вытяжку используют для определения обменной кислотности почвы
1. 10 г воздушно-сухой почвы помещают в колбу.
2. Приливают 25 мл 1 М раствора хлорида калия (или хлорида натрия).
3. Содержимое хорошо взбалтывают и оставляют до следующего дня, после чего фильтруют.
Гидролитическую кислотность почвы определяют в солевой почвенной вытяжке, приготовленной с использованием гидролитически щелочной соли (чаще всего ацетата натрия).
1. В колбу насыпают 40 г воздушно-сухой почвы.
2. Добавляют 100 мл 1 М раствора ацетата натрия.
3. Содержимое взбалтывают в течение 1 часа (желательно на ротаторе), фильтруют.
Водопрочность структурных агрегатов – способность противостоять размывающему действию воды.
1. Несколько структурных отдельностей поместить в стакан с водой.
2. Если при легком взбалтывании они быстро разрушаются, то это свидетельствует об их непрочности,
3. Если сохраняют свою форму, значит, почва обладает водопрочной структурой.
Методика определения влажности почвы методом гравиметрии:
Измерение влажности в течение вегетационного периода позволяет следить за сезонной динамикой увлажненности почв. Данные о влажности почвы, измеренные в различные годы, могут дать представление об изменении данного показателя в течение ряда лет. Влажность почв можно сравнивать и увязывать с климатическими параметрами – частота и количество осадков, температура воздуха и др.
1. Взвесить пустой бюкс или стакан, записать его массу (а).
2. Взвесить массу бюкса с почвой, записать его массу (в).
3. Поместить бюкс с почвой на 5 ч в сушильный шкаф при температуре 110°С.
4. Достать образец из шкафа, охладить в эксикаторе и взвесить (б);
5. Снова поместить образец в сушильный шкаф на несколько часов при температуре 110°С.
6. Вынуть бюкс, охладить, повторно взвесить, чтобы убедиться в постоянстве веса (б).
7. Если вес изменился, повторить операцию высушивания и взвешивания до постоянного веса (б).
8. Провести расчет процентного содержания воды от веса сухой почвы (влажность почвы – С) по формуле:
С = [(в – б) / (б – а)] ∙ 100, %
БИОИНДИКАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ МОНИТОРИНГА ПОЧВ
Многие особенности почвы, в том числе и плодородие, можно определить по населяющим ее растениям-индикаторам.
Например. О высоком плодородии свидетельствуют следующие растения: малина, крапива, иван-чай, таволга, сныть, чистотел, копытень, кислица, валериана, чина луговая, костер безостый, таволга.
Индикаторы умеренного (среднего) плодородия: майник двулистный, медуница, дудник, грушанка, гравилат речной, овсяница луговая, купальница, вероника длиннолистная.
О низком плодородии свидетельствуют сфагновые (торфяные) мхи, наземные лишайники, кошачья лапка, брусника, клюква, белоус, ситник нитевидный, душистый колосок.
Безразличны к почвенному плодородию: лютик едкий, пастушья сумка, мятлик луговой, Черноголовка, ежа сборная.
Малотребовательнак почвенному плодородию сосна обыкновенная.
Кроме общего понятия «плодородие почвы»,можно выяснить обеспеченность почвы определенными элементами.
Например.
О высоком содержании азота свидетельствуют растения – нитрофилы – иван-чай, малина, крапива;
На лугах и пашне – разрастания пырея, гусиной лапчатки, спорыша (горца птичьего).
При хорошем обеспечении азотом растения имеют интенсивно-зеленую окраску.
Недостаток азота проявляется бледно-зеленой окраской растений, уменьшением ветвистости и числа листьев.
Высокую обеспеченность кальцием показывают – кальциефилы,многие бобовые (например, люцерна серповидная), лиственница сибирская.
При недостатке кальция господствуют кальциефобы – растения кислых почв: белоус, щучка (луговик дернистый), щавелек, сфагнуми др.
Эти растения устойчивы к вредному действию ионов железа, марганца, алюминия.
1. Растения обитатели влажных, иногда заболоченных почв называются – гигрофиты.
Голубика, багульник, морошка, селезеночник очереднолистный, белозор, калужница, герань луговая, камыш лесной, сабельник болотный, таволга вязолистная, горец змеиный, мята полевая, чистец болотный.
2. Растения достаточно обеспеченных влагой мест, но не сырых и не заболоченных – мезофиты.
Это большая часть луговых трав: тимофеевка, лисохвост луговой, пырей ползучий, ежа сборная, клевер луговой, горошек мышиный, чина луговая, василек фригийский.
В лесу это брусника, костяника, копытень, золотая розга, плауны.
3. Растения сухихместообитаний – ксерофиты.
Кошачья лапка, ястребинка волосистая, очитки (едкий, пурпурный, большой), ковыль перистый, толокнянка, полевица белая, наземные лишайники.
Установление показателей глубины залегания грунтовых водимеет значение для уточнения свойств почв и для выработки рекомендаций по их мелиорации.
Для индикации глубины залегания грунтовых вод можно использовать группы видов травянистых растений (индикаторные группы).
Для луговых почв выделяется 5 групп индикаторных видов (табл. 2.15).
Таблица 2.15
Индикаторные группы растений — указатели глубины грунтовых вод на лугах
(по Г.Л. Ремезовой, 1976)
Индикаторная группа | Глубина грунтовых вод |
I. Костер безостый, клевер луговой, подорожник большой, пырей ползучий | Более 150 см |
II Полевица белая, овсяница луговая, горошек мышиный, чина луговая | 100 - 150 см |
III. Таволга вязолистная, канареечник | 50 - 100см |
IV. Осока лисья, осока острая, вейник Лангсдорфа | 10 -50 см |
V. Осока дернистая, осока пузырчатая | 0 -10 см |
Глубину почвенно-грунтовых вод в лесных экосистемах и характер увлажнения почв можно определить по табл. 2.16.
Таблица 2.16
Растения-индикаторы глубины залегания грунтовых вод и характера увлажнения почв
(по С.В. Викторову и др., 1988)
Индикаторы | Глубина грунтовых вод (м) | |
тип леса | группы растений | |
1. Ельник-кисличник | Кислица заячья, седмичник европейский, майник двулистный | 3-5 |
2. Ельник-черничник | Черника, кислица заячья, зеленые мхи | 1-3 |
3. Ельники-долгомошники | Черника, багульник, мох политрихум | до 1 м |
4. Ельники сфагновые | Багульник, андромеда. Кассандра, сфагновые мхи | 0-0,5 |
5. Ельники дубовые | Ясменник душистый, медуница неясная, звездчатка ланцетовидная, зеленчук | 5-10 |
6. Сосново-ельник-кисличник | Кислица заячья, папоротники, зеленые мхи | 3-5 |
7. Сосново-ельник-черничник | Черника, брусника, кислица, папоротники, зеленые мхи | 3-5 |
8. Сосняк лишайниковый | Кошачья лапка, ястребинка волосистая, кладонии | более 10 |
9. Сосняк брусничный | Брусника, зеленые мхи | 3-5 |
10. Сосняк - черничник | Черника, кислица, зеленые мхи | до 2м |
12. Сосняк долгомошный | Голубика, черника, мох политрихум | 0,5-1 |
13. Сосняк сфагновый | Багульник, Кассандра, сфагнум | 0-0,2 |
Растения – индикаторы кислотности почв
Кислотность – одно из характерных свойств почвы лесной зоны.
Повышенная кислотностьотрицательно сказывается на росте и развитии ряда видов растений. Это происходит из-за появления в кислых почвах вредных для растений веществ, например растворимого алюминия или избытка марганца. Они нарушают углеводный и белковый обмен в растениях, задерживают образование генеративных органов и приводят к нарушению семенного размножения, а иногда вызывают гибель растений. Повышенная кислотность почв подавляет жизнедеятельность почвенных бактерий, участвующих в разложении органики и высвобождении питательных веществ, необходимых растениям.
В лабораторных условияхкислотность почв можно определить универсальной индикаторной бумагой, набором Алямовского, рН-метром, а в полевых условиях – при помощи растений-индикаторов.
В процессе эволюции сформировались три группы растений:
ацидофилы – растения кислых почв, нейтрофилы – обитатели нейтральных почв, базофилы– растут на щелочных почвах.
Зная растения каждой группы, в полевых условиях можно приблизительно определить кислотность почвы (табл. 2.17.).
Таблица. 2.17
Растения-индикаторы кислотности почв (по Л.Г. Раменскому, 1956)
Группа | Биоиндикатор | рН почвы |
1. Ацидофилы 1.1. Крайние ацидофилы | Сфагнум, зеленые мхи: гилокомиум, дикранум; плаун булавовидный, плаун годичный, плаун сплюснутый, ожика волосистая, пушица влагалищная, подбел многолистный, кошачьи лапки, Кассандра, цетрария, белоус, щучка дернистая, хвощ полевой, щавелек малый | 3,0 – 4,5 |
1.2. Умеренные ацидофилы | Черника, брусника, багульник, калужница болотная, сушеница, лютик ядовитый, толокнянка, седмичник европейский, белозор болотный, фиалка собачья, сердечник луговой, вейник наземный | 4,5 – 6,0 |
1.3. Слабые ацидофилы | Папоротник мужской, ветреница лютиковая, медуница неясная, зеленчук, колокольчик крапиволистный, колокольчик широколистный, бор развесистый, осока волосистая, осока ранняя, малина, смородина черная, вероника длиннолистная, горец змеиный, орляк, иван-да-марья, кислинка заячья | 5,0 – 6,7 |
1.4. Ацидофильно-нейтральные | Зеленые мхи: гилокомиум, плеврозиум, ива козья | 4,5 – 7,0 |
2. Нейтрофильные. 2.1. Околонейтральные | Сныть европейская, клубника зеленая, лисохвост луговой, клевер горный, клевер луговой, мыльнянка лекарственная, аистник цикутный, борщевик сибирский, цикорий, мятлик луговой | 6,0 – 7,3 |
2.2. Нейтрально-базифильные | Мать - и – мачеха, пупавка красильная, люцерна серповидная, келерия, осока мохнатая, лядвенец рогатый, гусиная лапка. | 6,7 – 7,8 |
2.3. Базифильные | Бузина сибирская, вяз шершавый, бересклет бородавчатый. | 7,8 – 9,0 |