07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Вычисление результатов анализов
 28.08.2012

Результаты анализов, т. е. определений углерода и азота во всех фракциях, вычисляются в процентах к почве и, кроме того, в процентах к общему углероду (для определений углерода) и к общему азоту (для определений азота). Примером выражения результатов описанных выше анализов служит табл. 1. Она позволяет составить представление о групповом составе гумуса данной почвы и о фракционном составе главных групп гумусовых веществ, т. е. гуминовых кислот и фульвокислот.
Групповой состав гумуса вычисляется на основании результатов последовательного хода анализа. Согласно данным табл. 1, этот состав выразится следующими цифрами (в % к общему углероду по данным определения углерода фракций):

Вычисление результатов анализов

Фракционный состав. Как уже было сказано выше, группа гуминовых кислот может быть разделена на три фракции:
1 - растворимую непосредственно в 0,1 н. NaOH,
2 - растворимую в 0,1 н. NaOH только после декальцирования 1,0 н. Na2SО4.
3 - растворимую в 0,1 н. NaOH только при попеременной обработке 0,5-1,0 н. H2SО4 и 0,1 н. NaOH.
Содержание фракции 1 берется из результатов анализа щелочной вытяжки, получаемой при непосредственной обработке отдельной навески почвы раствором 0,1 н. NaOH, т. е. из 7-й горизонтальной графы табл. 1; для данной почвы оно равно 14% (по углероду) от общего гумуса. Содержание фракции 2 (связанной с кальцием) вычисляется по разности между количеством гуминовых кислот, извлекаемых 0,1-0,2 н. NaOH после декальцирования 1,0 н. Na2SО4 (3-я горизонтальная графа табл. 1) и величиной предыдущей фракции: оно равно (по углероду): 39,7-14,0 = 25,7%. Содержание фракции 3 находим непосредственно в горизонтальной графе 4б той же таблицы; это содержание равно 6,8% (опять по углероду). Таким образом, фракционный состав гуминовых кислот выразится следующими величинами (в % углерода фракций к общему углероду почвы):
Вычисление результатов анализов

Группа фульвокислот может быть подразделена на четыре фракции, из которых три фракции (1, 2 и 3) извлекаются одновременно с соответствующими фракциями гуминовых кислот, а фракция четвертая, которая обозначается как 1а, растворима при непосредственной обработке почвы 0,5 н. H2SO4 (на холоду).
Содержание фракции 1а берется из 6-й горизонтальной графы табл. 1; в данной почве эта фракция отсутствует. Для определения содержания фракции 1 (связанной с фракцией 1 гуминовых кислот) необходимо из данных содержания фульвокислот, извлекаемых непосредственно щелочью (7-я горизонтальная графа табл. 1), вычесть величину фракции 1а, в данном случае отсутствующей; следовательно, оно равно (по углероду) 5,7%.
Вычисление результатов анализов

Содержание фракции 2 определяется по разности между количествами фульвокислот в 3-й и 7-й графах табл. 1; для данной почвы оно равно 16,0-5,7 = 10,3%. Величина фракции 3 берется непосредственно из данных горизонтальной графы 4б; она равна 6,2%. Следовательно, фракционный состав группы фульвокислот может быть представлен следующими данными:
Вычисление результатов анализов

В общем виде групповой и фракционный состав гумуса взятой для примера почвы - выщелоченного чернозема - представлен в табл. 2.
Вычисление результатов анализов

Данные этой таблицы показывают, что для состава гумуса выщелоченного чернозема характерно: высокое содержание группы гуминовых кислот (46%), в составе которых преобладает фракция 2 (т. е. черных гуминовых кислот в виде гумата кальция) при умеренном содержании фракции 1 и небольшом содержании фракции 3; значительно меньшее содержание фульвокислот (22%), в составе которых также преобладает фракция 2 и отсутствует фракция 1а; почти в равном количестве с фульвокислотами присутствует группа нерастворимого остатка («гуминов»). Содержание воско-смол и других групп незначительно.
Перечисленные фракции обнаруживают неодинаковое содержание азота, о чем можно судить по отношению С : N. Обращает на себя внимание, что наиболее значительные фракции гуминовых кислот и фульвокислот (2 и 3) отличаются пониженным содержанием азота.
Приведем еще несколько примеров для почв различных типов.
1. Серая лесная почва Бобровского района Воронежской области, горизонт 0-10 см. Результаты анализа состава гумуса приведены в табл. 3. По этим данным групповой состав может быть выражен следующими цифрами:
Вычисление результатов анализов

Вычисление результатов анализов

Фракционный состав гуминовых кислот и фульвокислот на основании данных анализа представлен в табл. 4. Из этой таблицы видно, что в составе гуминовых кислот наиболее значительной является фракция 1 - бурых гуминовых кислот (т. е. ульминовых кислот), извлекаемых при непосредственной обработке щелочью; фракция 2 - черных гуминовых кислот значительно меньше. В составе фульвокислот появляется в небольшом количестве фракция ,1а, характерная для дерново-подзолистых почв; значительно увеличенной по сравнению с предыдущей почвой - черноземом, оказывается фракция, гидролизуемая 0,5-1,0 н. H2SO4.
Вычисление результатов анализов

2. Бурая лесная почва, горизонт 0,5-8 см. Результаты анализа состава гумуса приведены в табл. 5, а вычисленный на основании их групповой и фракционный состав - в табл. 6.
Вычисление результатов анализов

Вычисление результатов анализов

Особенностью состава гумуса этой почвы (повторяющейся и в следующем горизонте 13-19 см) является весьма высокое содержание группы «почвенных гуминов», т. е. нерастворимого остатка - 43,3%. В связи с этим содержание гуминовых кислот и фульвокислот значительно меньше, чем в предыдущих почвах. Обращает на себя внимание, что значительная часть гуминовых кислот - 19,1% из общего количества в 26,1% - представлена фракцией 1, растворимой не посредственно в щелочи, т. е. бурыми (ульминовыми) кислотами; фракция 2, собственно гуминовых (черных) кислот, связанных с кальцием, практически отсутствует, так же как и фракция 2 фульвокислот.
3. В заключение в табл. 7 приведем данные группового и фракционного состава гумуса двух черноземов из Beлико-Анадольской опытной станции: одного со степной поляны, другого - из-под леса, разведенного здесь на таком же черноземе более 80 лет назад (образцы собраны Б. В. Надеждиным).
Вычисление результатов анализов

Эти данные представляют большой интерес в том отношении, что они указывают на заметное изменение группового и фракционного состава гумуса типичного степного чернозема под влиянием облесения. Это изменение заключается и основном в перераспределении двух групп гумусовых веществ - гуминовых кислот и нерастворимого остатка (т. е. почвенных гуминов).
В облесенном черноземе значительно увеличивается содержание гуминовых кислот (извлекаемых щелочами) при одновременном значительном уменьшении нерастворимого остатка, т. е. гуминов; при этом общая сумма относительного содержания двух названных групп остается приблизительно одной и той же (около 60%) во всех горизонтах как в степном, так и в облесенном черноземе.
Из прочих групп небольшое изменение наблюдается только для фульвокислот, содержание которых в нижних горизонтах облесенного чернозема увеличивается по сравнению с соответственными горизонтами степного чернозема.
Увеличение общего содержания гуминовых кислот, извлекаемых разведенными щелочами, в облесенном черноземе в условиях Велико-Анадоля происходит главным образом благодаря увеличению фракции 2, т. е. гуматов кальция; менее значительное увеличение наблюдается для фракций 3 и 1.
Несомненно, что отмеченные изменения обусловлены не только изменением состава прежнего гумуса степного чернозема, но и характером новообразовавшихся гумусовых веществ под покровом лесной растительности. Об этом, между прочим, говорит заметное увеличение содержания общего гумуса в верхнем слое облесенного чернозема. В общем итоге перечисленные изменения могут быть охарактеризованы как заметный сдвиг от наиболее устойчивых форм гумусовых веществ к более подвижным. Это указывает на существенные изменения условий гумусообразования в сторону известного приближения к условиям, характерным для черноземов лесостепной зоны (т. е. выщелоченным). Такой характер изменений в составе гумуса типичного степного чернозема Велико-Анадоля под влиянием облесения находится в соответствии с наблюдаемыми изменениями в структуре, которая под лесными посадками делается особенно хорошо выраженной; причиной этого, надо полагать, является новообразование гуматов кальция.
Приведенные примеры показывают, что разработанная нами методика изучения группового и фракционного состава гумуса позволяет вскрывать различия в составе гумуса не только почв различных типов, но и различного культурного состояния в пределах одного типа.
В целях выявления более тонких различий, особенно у почв, близких, по своим генетическим признакам, описанная методика анализа может быть дополнена другими определениями для более детальной характеристики состава гумуса и его состояния. Такими определениями, например, могут быть: 1) определение воднорастворимого гумуса в исходной почве; 2) определение воднорастворимого гумуса (и гуминовых кислот) после декальцирования и насыщения натрием (из 1,0 н. раствора Na2SO4); 3) дополнительное разделение группы фульвокислот (по фракциям) на осаждаемые и неосаждаемые гидроокисью Аl при слабокислой реакции (рН 4,8) или гидроокисью кальция при щелочной реакции. Осаждаемые при указанных условиях фульвокислоты отличаются темно-желтой окраской и, по-видимому, соответствуют апокреновой кислоте, тогда как неосаждаемые имеют бледно-желтую окраску или бесцветны и, следовательно, соответствуют креновой кислоте.
С другой стороны, эта методика в ряде случаев может быть упрощена, прежде всего путем исключения определений азота, что значительно сократит затрату времени на выполнение анализов. В некоторых случаях возможно исключить операцию попеременной обработки кислотой и щелочью, ограничив задачу анализа определением содержания фракций 1 и 2 гуминовых кислот и фракций 1a, 1 и 2 фульвокислот. Понятно, что такого рода сокращения схемы анализа можно рекомендовать для повторных образцов при наличии полных анализов для основных.
При разработке описанной в настоящей статье методики анализа существенную помощь мне оказали сотрудники кафедры почвоведения Ленинградского ордена Ленина государственного университета им. А.А. Жданова кандидаты наук А.М. Мясникова и В.В. Пономарева. Считаю своим приятным долгом выразить им за это глубокую признательность.
Дополнение. Описанная методика разработана для почв, не содержащих карбонатов. Для карбонатных почв (карбонатных горизонтов) эта методика требует некоторых видоизменений. В случае карбонатных почв в основном ходе анализа не применимо декальцирование 1,0 н. Na2SО4; для этой цели здесь необходимо применять обработку соляной кислотой. При этом в случае почв с небольшим содержанием карбонатов и диффузным распределением их в массе почвы можно пользоваться слабыми растворами соляной кислоты: сначала 0,2-0,1 н., затем - 0,02 н. Для почв со значительным содержанием карбонатов, особенно в виде кусочков известняка, конкреций и т. д., целесообразно начинать с обработки более концентрированным раствором соляной кислоты - 1,0-0,5 н., для скорейшего разложения углекислого кальция, после чего перейти к отмыванию кальция 0,02 н. кислотой.
Обработанная соляной кислотой навеска почвы отмывается от кислоты водой до удаления С1-иона, после чего высушивается, взвешивается и в ней производится определение С и N, на основании чего вычисляется количество органических веществ, перешедших в раствор при обработке кислотой.
Дальнейший ход последовательного анализа будет тот же, что и дли бескарбонатных почв. Из дополнительных определений сохраняется непосредственная обработка 0,1 н. NaOH; другая обработка - 0,5 н. H2SO4 - исключается, так как ее в известной мере заменяет операция декальцирования соляной кислотой с вычислением перешедших при этом в раствор органических веществ.
При сопоставлении результатов анализа карбонатных почв с результатами анализов бескарбонатных почв (по основной методике) следует иметь в виду, что в случае карбонатных почв может наблюдаться некоторое увеличение фракции 2 гуминовых кислот (и той же фракции фульвокислот) за счет фракции 3, ввиду частичного растворения соляной кислотой устойчивых форм гидратов окиси Al и Fe, с которыми связана фракция 3 гуминовых кислот.