Способ определения способности почв к агрегации Советский патент 1991 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к физико-химической механике дисперсных материалов, в частности к физико-химической механике почв, и может быть использовано для определения изменения микроструктуры почв от химического или мехаяического воздействия.

Целью изобретения является повышение точности оценки способности почв к агрегации.

Пример Отбирают образцы почв из гумусового горизонта и погребенного гумусового горизонта тундровой почвы острова Врагнель Отделяют илистые фракции разминания и седиментации частиц из водной суспензии, разделяют илистые фракции на три одинаковые части и одну часть оставля

ют без химической обработки, вторую часть обрабатывают пергидролем, третью часть обрабатывают пергидролем и цитрат-дитио- нитным буферным раствором

Отмывают избыток реактивов дистиллированной водой и сушат пробы на водяной бане.

Каждую из трех частей ила делят на три равных порции на 20 мг Добавляют по 1-2 капЛи дистиллированной воды Одну порцию разминают в состоянии густого теста в течение 3 мин вторую - 6 мин, третью - 9 мин

Добавляют к каждой порции по 1 мл дистиллированной воды и пипеткой переносят взвесь на одинаковые (18 х 18 мм), предварительно протертые этиловым спиртом

о

Јw

о о

&ь

покровные стекла и оставляют на ночь для высушивания.

Каждый из приготовленных таким образом ориентированных препаратов, различающихся типом химической обработки и временем разминания, рентгенографируют в пределах 2-24°20 медного излучения.

Результаты, приведенные в табл. 1, показывают, что илистое вещество обоих горизонтов состоит из гидрослюды, хлоритов, кварца и полевых шпатов в одинаковых соотношениях.

Наибольший прирост интенсивностей после обработки цитрат-дитионитом свидетельствует, что кристаллиты глинистых минералов связаны главным образом амфорными соединениями железа, гумусовые вещества играют меньшую роль в агрегации частиц минералов.

Разминание ила в течение 3 мин в состоянии теста и седиментации из суспензии позволяет уложить определенное количество частиц на базальные плоскости и образовать ориентированную псевдокристаллизационную структуру, которая видна на рентген- дифрактограмме в виде пика. Минералы в образце находятся в определенном соотношении. Эту интенсивность рентгеновского рефлекса каждого минерала принимают за 100%.

Часть частиц, находясь в коллоидном состоянии (меньше ), окружена органическими пленками и пленками соединений железа и алюминия и соединена между собой по углам и ребрам, поэтому не просматривается на рентгендифрактограмме.

Разминание ила в течение 6 мин позволяет дополнительно снять пленки, уложить дополнительное количество частиц на базальные плоскости и образовать дополнительно псевдокристаллическую структуру, которая просматривается на рентгендифрактограмме как прирост базальных рефлексов всех минералов.

Причем соотношение минералов практически сохраняется.

Результаты приведены в табл. 2,

В табл. 3 приведены данные по изменению интенсивностей рефлексов глинистых минералов по предлагаемому и известному способам.

Как видно из табл. 3, по известному способу в течение 28 сут(воднопептизирован- ный ил) не удается выявить прироста интенсивностей базального рефлекса, Улучшение дифракционной картины наступает лишь тогда, когда выделяют водноагрегиро- ванный ил, что выражается в упорядоченности структуры. С увеличением проб-сливов фиксируется лишь некоторый максимум интенсивностей рефлексов, затем происходит их резкое падение. Это свидетельствует о невозможности достичь совершенной укладки частиц.

По предлагаемому способу величина

интенсивности рефлексов глинистых минералов уже на первоначальных стадиях значительно превышает абсолютные значения интенсивностей глинистых минералов по известному способу, что отражает большую степень упорядоченности образца.

Путем увеличения времени разминания удается получить более совершенную структуру, а также зафиксировать момент перехода от одной структуры к другой, в результате этого обеспечивается более точное определение способности почвы к агрегации.

Повышение точности предлагаемого способа достигается по сравнению с известным тем, что интенсивность базальных рефлексов по предложенному способу выше, чем по известному, и говорит о том, что коагуляционная структура слабо переходит в конденсационно-кристаллиэационную.

Время разминания менее 3 мин недостаточно для этого перехода. Постепенным увеличением времени разминания достигается изменение структуры до предела перехода. Результаты сравнения предлагаемого

способа с известным приведены в табл.3 (на примере типичного чернозема, пахотный горизонт).

Применение предлагаемого способа дает возможность: осуществлять контроль перехода коагуляционной структуры в конденсационно-кристаллизационную при обработке дисперсных материалов, имеющих частицы с развитой плоскостью; осуществлять контроль перехода конденсационно- кристаллизационной структуры в коагуляционную при химической и механической обработке материалов; количественно оценить агрегацию илистого вещества

почв, что в настоящее время нельзя сделать никаким другим способом определить агенты агрегации и прочность связи кристаллитов глинистых минералов с помощью органических органоминеральных соединений, а также окислов - гидроокислов железа и алюминия; оценить качественно и количественно изменение микроструктуры почвы при ее сельскохозяйственном использовании, увеличить производительность анализа способности почвы к агрегации.

Количественное определение этих характеристик позволит более точно проводить диагностику почвенных генетических горизонтов.

Формула изобретения Способ определения способности почв к агрегации, включающий увлажнение пробы до состояния теста, выделение илистой фракции путем седиментации, суточного отбора проб, приготовление препаратов и их рентгенографирование, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности оценки, весь объем суточных проб разделяют на три части, причем из первой части

0

непосредственно готовят препарат, вторую часть подвергают обработке перекисью водорода до разложения органического вещества, а третью обрабатывают перекисью водорода и раствором дитион т-цитоатэ натрия, при этом каждую из трех частей ра;тн- рают в течение 3, 6 и 9 мин, затем рентгенографируют, а способность почвы к агрегированию оценивают по приросту бэ- зального рефлекса.

Т з п л и ц а 1

Изобретение относится к физико-химической механике дисперсных материалов, в частности к физико-химической механике почв, и может быть использовано для определения изменения микроструктуры почв от химического или механического воздействия. Цель изобретения - повышение точности оценки способности почв к агрегации Цель достигается способом определения способности почв к агрегации, включающим увлажнение пробы до состояния теста, выделение илистой фракции путем седиментации, суточного отбора проб, приготовление препаратов и их рентгенографию, отличающимся тем, что анализу подвергают весь объем суточных проб, который разделяют на три части, Мз первой части непосредственно готовят препарат, вторую часть подвергают обработке перекисью водорода до разложения органического вещества, а третью - обрабатывают перекисью водорода и раствором дитионит-цитрата натрия, при этом каждый из препаратов растирают в течение 3, 6, & мин, затем рентгенографируют, а способность почвы к агрегации оценивают по приросту базального рефлекса Предлагаемый способ позволяет зафиксировать моменты перехода от одной структуры к другой, в результате чего обеспечивается более точное определение способности почв к агрегации по сравнению с прототипом. 3 табл. (Л С