Быстрый метод определения механического состава
Метод рекомендован для зональных агрохимических лабораторий («Межреспубликанские технические условия...»). Исследование почвы включает обработку раствором пирофосфата натрия, отстаивание взмученных частиц в литровом цилиндре и определение содержания частиц в суспензии по удельному весу.
Подготовка почвы растиранием с раствором пирофосфата. Для механического анализа берут навески мелкозема — почвы, прошедшей через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Одновременно берут две навески: для определения влажности и механического анализа.
Отвешивают 20—30 г воздушно-сухой почвы (для супесчаной почвы навеску увеличивают до 40 г, песчаной — до 50 г), помещают в фарфоровую чашку и смачивают определенным объемом 4%-ного раствора пирофосфата натрия (40 г безводной или 67 г кристаллической десятиводной соли Na4P2O7 в 1 л воды).
Для почв незасоленных, некарбонатных на каждые 10 г почвы необходимо добавить 5 мл раствора пирофосфата, карбонатных — 10 мл, засоленных и гипсоносных — 20 мл. Нужный объем отмеряют в стаканчик и из него постепенно увлажняют почву. Смочив образец до тестообразного состояния, его осторожно без нажима растирают в течение 10—15 мин. пестиком с резиновой головкой. (Такой пестик можно изготовить, насадив резиновый наконечник для палки на фарфоровый пестик.) Растирать образец тонкой палочкой с резиновым наконечником или пальцем в резиновом напалечнике не рекомендуют, так как это снижает выход физической глины.
Затем приливают остаток раствора пирофосфата, добавляют воду и, размешивая тем же пестиком, доводят почву до состояния жидкой суспензии. Суспензию переносят через сито с отверстиями диаметром 0,25 мм в литровый цилиндр и доводят объем до 1 л. Фракцию 0,25—1,0 мм переносят с сита в сушильный стаканчик и взвешивают после сушки.
Взбалтывают суспензию в течение 1 мин., энергично опуская и поднимая мешалку (стеклянная палочка с резиновым кружком на конце). Цилиндр оставляют в покое в помещении с ровной температурой, до отбора пробы пипеткой. Следует избегать нагрева суспензии, который вызывает конвекционные токи и замедляет оседание частиц.
При механическом анализе засоленных и богатых гипсом почв иногда наступает частичная или полная коагуляция суспензии, причем наблюдается осветление всего столба жидкости и выпадение твердой фазы в виде рыхлого осадка.
Для прекращения частичной коагуляции в большинстве случаев достаточно добавить некоторое количество пирофосфата. При явных признаках коагуляции суспензии в цилиндре пробы не отбирают, но оставляют суспензию стоять на 1—2 суток до полного осветления жидкости. Прозрачную жид кость с солями, вызвавшими коагуляцию, сливают возможно полнее (не менее 800—950 мл) и определяют содержание солей (плотный остаток). Вес плотного остатка вычитают из веса взятой для анализа почвы и расчет содержания фракций производят в процентах на бессолевую навеску.
К осадку в цилиндре вновь приливают 20 мл 4%-ного пирофосфата натрия, тщательно перемешивают с осадком, доводят объем до 1 л и отбирают пробы суспензии.
При высоком содержании в почве CaCl2 внесение пирофосфата вызывает образование большого нерастворимого осадка. В этом случае приходится почву перед добавкой пирофосфата промыть дистиллированной водой. Расчет фракций ведется на бессолевую навеску.
Пипетка для отбора проб емкостью 100 мл (4), отсекаемой трехходовым краном (2), имеет ствол длиной 15—16 см. Нижний конец ствола запаян снизу и имеет 4—6 отверстий по окружности, через которые идет заполнение пипетки (5). Засасывание суспензии происходит при помощи резиновой груши (6) емкостью не менее 200 мл. Шарик (1) выше крана пипетки емкостью 10 мл принимает избыток жидкости при заборе пробы (рис. 9).
Глубину и сроки взятия суспензии устанавливают соответственно скорости падения частиц определенного диаметра и удельного веса, пользуясь данными табл. 3.
Техника отбора проб. Поставив кран в положение 1 (рис. 10), нажимают грушу и выдувают остатки воды из верхней части пипетки над краном. Сжимают грушу и запирают кран, переведя его в положение 2. Медленно опускают ствол пипетки в цилиндр и закрепляют на необходимой глубине. Учитывая, что заполнение пипетки емкостью 100 мл требует около 1 мин., забор пробы начинают за 30 сек. до истечения срока отстаивания. Повернув кран в положение 3, заполняют пипетку до появления жидкости над краном, после чего кран перекрывают, переводя в положение 2. Сливают излишки суспензии над краном обратно в цилиндр, переводя кран в положение 1, и, продувая пипетку нажимом на грушу, удаляют капли суспензии из крана и отростка. Извлекают ствол пипетки из цилиндра, погружают его в сухой, предварительно взвешенный стакан емкостью 150 мл. Переводят кран в положение 4 и сливают суспензию. Для удаления осевших на стенках пипетки частиц переводят кран в положение 3, засасывают небольшой объем суспензии из верхней части стакана и выдувают его обратно в стакан, нажимая на грушу. Очень важно полностью удалять суспензию из нижнего окончания ствола с мелкими отверстиями, так как задержка лишних 0,1 мл жидкости дает ошибку содержания фракции на 5% от веса почвы.
Стаканчик с суспензией взвешивают на технических весах с точностью 0,01 г и определяют вес суспензии в объеме пипетки (Q). После взвешивания стакана суспензию выливают обратно в цилиндр, перемешивают и после отстаивания производят повторное определение или определение другой фракции.
Вес воды в объеме пипетки при данной температуре определяют 3—5 раз подряд, причем расхождение параллельных определений не должно превышать 0,03 г. Для расчета принимают среднюю величину (q).
Содержание каждой фракции в процентах на абсолютно сухую почву определяют по формуле
При серийных анализах одной почвы (постоянный удельный вес, навеска и объем пипетки) вычисляют коэффициент пересчета, заменяя им часть, взятую в квадратные скобки.
Для повышения точности полученных данных необходимо производить два — три повторных определения содержания фракций по удельному весу суспензий для каждого срока. Точность единичного определения содержания фракций невысока, нередки расхождения параллельных определений на 2—3% от веса почвы. Однако это не мешает оценке механического состава по классификационной шкале, имеющей градации через 10—15%.
Межреспубликанские технические условия проведения анализов почвы для зональных агрохимических лабораторий (МРТУ № 46-16-67) предлагают использовать единую классификационную шкалу механического состава для всех типов почв (табл. 2).
Содержание частиц менее 0,01 мм (физическая глина) определяет основную характеристику почвы по механическому составу. Более подробное определение показывает преобладание одной из фракций: песка (1—0,05 мм), крупный пыли (0,05—0,01 мм), мелкой и средней пыли (0,01—0,001 мм) или ила (<0,001 мм).
