Определение остатка гумуса, нерастворимого при данной схеме анализа
Прямое определение органического С в остатке почвы после всех предыдущих операций, для чего требуется количественно собрать его с фильтра, довести до воздушно-сухого состояния, взвесить, растереть и просеять через сито, определить в нем С и ввести поправку на убыль в весе по сравнению с исходной навеской почвы, как правило, не дает надежных результатов, но требует затраты большого труда и времени. Поэтому в практике обычных аналитических работ рекомендуется определять С остатка по разности между общим содержанием органического С в почве и суммой С всех выделенных фракций гумусовых веществ, исключая, понятно, С непосредственной щелочной вытяжки № 1.
Дополнительные методические рекомендации
1. По описанной схеме и методике можно анализировать одновременно 10—16 образцов почв, на что затрачивается в зависимости от опытности аналитика 3—4 недели. При фракционировании гумуса можно определять в получаемых вытяжках не только С, но, если необходимо, и N. Однако в этом случае следует в 2 раза увеличить навески почв и объемы растворителей против тех, которые рекомендованы в начале описания метода.
2. Очень важно соблюдение по возможности строго одинаковых условий фракционирования гумуса в разных почвах и разными аналитиками. Главными условиями являются: соотношение навесок почв с растворителями, время воздействия растворителей, концентрация растворителей, температурные условия растворения.
3. Для определения состава гумуса по С не следует брать навески почв более 20 г, особенно глинистых почв, так как в щелочной среде происходит сильное набухание почв и замедляется процесс фильтрации вытяжек. Кроме того, при большой навеске малогумусной почвы выходу органического вещества в раствор мешает узкое отношение растворителя к почве: в этом случае ничтожное количество органического вещества «закрыто» от действия растворителя огромной минеральной массой почвы. При очень низком содержании органического С в почве, порядка 0,1—0,2%, получаемые данные состава гумуса следует считать приблизительными.
4. Все сернокислые растворы гумусовых веществ необходимо перед тем, как выпаривать досуха, нейтрализовать химически чистой сухой содой, а все щелочные растворы гумусовых веществ следует выпаривать без нейтрализации их кислотой. Необходимо по возможности быстро анализировать как кислотные, так и щелочные вытяжки из почв, так как при стоянии кислых вытяжек их органическое вещество подвергается микробиологическому разложению, а при стоянии щелочных вытяжек содержащиеся в них гуминовые кислоты под влиянием щелочного гидролиза частично превращаются в фульвокислоты. Каждая вытяжка должна анализироваться не позднее 3—4 дней со времени ее получения.
5. В зависимости от задач исследования декальцирование почв иногда производят не 0,1 н., а 0,5 н. раствором H2SO4. Это нужно делать в тех случаях, когда хотят получить более полный выход в сернокислую вытяжку подвижных полуторных окислов и производят их определение, что представляет интерес для подзолистых, бурых лесных, влажных субтропических и тропических почв. Отметим, что 0,5 н. сернокислая вытяжка употреблялась И. В. Тюриным в его схеме 1940 г. В схеме же И. В. Тюрина 1951 г. для декальцирования почв употреблялся 1,0 н. раствор Na2SO4. В настоящее время имеются основания не рекомендовать раствор Na2SO4 для декальцирования почв.
6. Точность определения органического С в почвах и вытяжках из почв зависит в общем от содержания С во взятой пробе. Нужно стремиться к тому, чтобы на окисление испытуемой пробы расходовалось около половины, но не больше, взятого количества хромовой смеси, т. е. чтобы на титрование испытуемой пробы расходовалось не менее половины того количества соли Мора, которое идет на холостое титрование. Если на окисление затрачивается больше половины взятого количества окислителя, что сопровождается позеленением раствора, результаты определения С будут заниженными, так как при концентрации CrO3 ниже 0,2 н. уменьшается полнота окисления гумуса. Определение С по И.В. Тюрину можно считать надежным, если разница между холостым и испытуемым титрованием составляет не менее 2 мл соли Мора и не более 10—12 мл при величине холостого титрования 20—22 мл. В противном случае нужно повторить определение С, взяв для этого соответственно большую или меньшую навеску почвы или пробу раствора.
Результаты определения группового и фракционного состава гумуса принято выражать в процентах к общему содержанию органического углерода в почве. Сначала данные состава гумуса вычисляют в процентах к почве с точностью до двух знаков после запятой, при очень малых цифрах — с точностью до трех знаков. Окончательные данные состава гумуса в процентах к общему С следует вычислять с точностью до одного знака после запятой — такова максимальная разрешающая способность этого метода. В некоторых случаях, например при выведении средних чисел из массовых данных, можно выражать состав гумуса в процентах к общему С в целых числах.
Описанная схема и методика дают возможность фракционировать почвенный гумус на три фракции гуминовых кислот и четыре фракции фульвокислот, а именно:
гуминовые кислоты:
фракция 1 — растворимая непосредственно в 0,1 н. NaOH — свободная и связанная с подвижными полуторными окислами;
фракция 2 — растворимая в 0,1 н. NaOH только после декальцирования почвы и связанная в основном с кальцием;
фракция 3 — растворимая в 0,02 н. NaOH при 6-часовом нагревании на водяной бане и связанная с глинистой фракцией и устойчивыми полуторными окислами
фульвокислоты:
фракция 1a — растворимая в 0,1 н. H2SO4 при декальцировании почвы, свободная и связанная с подвижными полуторными окислами (так называемая агрессивная фракция);
фракция 1 — растворимая в 0,1 н. NaOH из недекальцированной почвы и связанная в почве с фракцией 1 гуминовых кислот;
фракция 2 — растворимая в 0,1 н. NaOH только после декальцирования и связанная с фракцией 2 гуминовых кислот;
фракция 3 — растворимая в 0,02 н. NаOH при 6-часовсм нагревании на водяной бане и связанная с фракцией 3 гуминовых кислот.
Перечисленные фракции находят следующим образом:
фракции гуминовых кислот:
1 — определяется непосредственно из щелочной вытяжки № 1;
2 — вычисляется по разности между содержанием гуминовых кислот в щелочной вытяжке № 2 и № 1;
3 — определяется из щелочной вытяжки № 3.
фракции фульвокислот:
1a — определяется из 0,1 н. H2SO4 вытяжки;
1 — вычисляется по разности между содержанием фульвокислот в щелочной вытяжке № 1 и в 0,1 н. H2SO4 вытяжке;
2 — вычисляется по разности между содержанием фульвокислот в щелочной вытяжке № 2 и в щелочной вытяжке № 1 за вычетом фульвокислот 1а;
3 — определяется из щелочной вытяжки № 3.
Кроме того, получается величина нерастворимого остатка гумуса, которая характеризует прочность закрепления гумусовых веществ с глинистой фракцией или слабую степень гумификации органического вещества, например в торфе, лесной подстилке и т. п.
Ниже приводим формы вычисления данных состава гумуса и их табличного выражения. Форма 1 является рабочей, форма 2 — окончательной.
Принято также графическое выражение данных состава гумуса (по Пономаревой, 1956), если он определяется в полном профиле почвы.
