Твердая фаза почв главным образом состоит из труднорастворимых карбонатов кальция (кальцит), кальция и магния (доломит, магнезиальный кальцит) и, возможно, магния (магнезит, несквегонит). Содержание и распределение по почвенному профилю карбонатов используются в качестве диагностических показателей при установлении принадлежности почв к некоторым таксономическим единицам в классификации почв. В частности, глубина залегания карбонатов является одним из важнейших диагностических признаков при разделении черноземных почв на подтипы.
От содержания карбонатов зависят многие свойства почв, в том числе и плодородие. На карбонатных почвах резко снижается подвижность фосфора и многих микроэлементов.
Определяют содержание карбонатов щелочно-земельных металлов главным образом измерением массы, объема или количества вещества диоксида углерода, выделившегося при разложении карбонатов. Обычно определяют общее содержание карбонатов, но предложены приемы раздельного определения карбонатов кальция и карбонатов магния.
|
|
Для определения карбонатов используют гравиметрические, титриметрические, газоволюмометрические и манометрические методы.
Можно проводить определение карбонатов на автоматических анализаторах, предназначенных для определения углерода органических соединений и карбонатов. При этом происходит термическое разложение органических веществ и карбонатов при разных температурах. Присутствие карбонатов магния искажает результаты, так как магнезиальные кальциты разлагаются в том же интервале температур, что и органические вещества почв.
Гравиметрические методы основаны на отгонке диоксида углерода после разложения карбонатов. СО2 карбонатов при этом можно определить двумя способами. Во-первых, по увеличению массы поглотительных трубок, заполненных аскаритом (метод Кнопа – Сабанина), во-вторых, по потере массы диоксида углерода с помощью приборов, специально разработанных для анализа почв на содержание карбонатов.
Титриметрические методы определения карбонатов делятся на ацидометрические и алкалиметрические.
Ацидометрический метод основан на реакции карбонатов с соляной кислотой. При этом остаток соляной кислоты, взятой для реакции в избытке оттитровывают щелочью. Метод применим только для почв с содержанием карбонатов свыше 20%, так как соляная кислота в почве реагирует не только с карбонатами.
Алкалиметрические методы предполагают также как и ацидометрические разрушение карбонатов соляной кислотой, но отличаются тем, что выделившийся диоксид углерода поглощается титрованным раствором едкого натра, а, добавляя в систему хлорид бария, осаждают карбонат – ион в виде карбоната бария, избыток едкого натра оттитровывают кислотой. По разности вычисляют содержание карбонатов. Возможно поглощать диоксид углерода раствором Ва(ОН)2, а избыток Ва(ОН)2 оттитровывать без предварительного отделения осадка карбоната бария.
|
|
Газоволюметрические методы основаны на оценке объема диоксида углерода, выделившегося при разложении карбонатов кислотой.
Манометрические методы основаны на изменении давления при обработке карбонатов в закрытой системе кислотой. Возрастание давления измеряют с помощью ртутного столба в стеклянной трубке. На трубке нанесена эмпирическая шкала, отражающая давление, соответствующее разным количествам карбоната кальция или углекислого газа.
Гипс является более растворимым соединением, чем карбонат кальция. Из-за этого он располагается в профиле незасоленных почв ниже карбонатов кальция и выше легкорастворимых солей. Существуют классификации почв по содержанию гипса в гипсовых горизонтах. Гипс в больших количествах (свыше 2% от массы почвы) способен оказывать негативное воздействие на рост и развитие сельскохозяйственных растений. Кроме того, гипс солонцовых почв рассматривается как их мелиорант.
Методы, которые применяются для определения гипса в почве, основаны на полном его извлечении из анализируемой навески почвы водой, растворами соляной кислоты или солей. В США при определении гипса используют в качестве растворителя воду (очень широкое соотношение вода: почва).
В России применяют методы определения гипса, основанные на извлечении его из почв 0,1-0,25М раствором соляной кислоты или солянокислыми растворами солей. При определении гипса в карбонатных почвах с применением соляной кислоты возникают некоторые трудности из-за снижения при этом растворимости гипса. Содержание гипса рассчитывают по количеству извлеченных из почвы сульфат-ионов и ионов кальция. При определении гипса в почвах одной из основных проблем является разделение ионов кальция и сульфат-ионов гипса от этих же ионов других соединений почвы.