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    嘉禾彩票平台:土壤空气分析

    嘉禾彩票平台 www.taikelida.com 作者:汇感农业百科  阅读:次  类别:土壤卷

        土壤空气的容量、组成和通气性强弱的测定。

        空气容量测定 取决于土壤颗粒的排列状况和含水量,一般采用土壤密度和容重计算土壤总孔隙度然后减去持水孔隙度求得的。在田间条件下,由于受水分含量的影响,所以它是一个变量。良好土壤的空气容量要求在10%以上,若达到15%~20%以上则更佳。

        空气组成测定 大体可分为气量法和仪器分析法两类。

        气量法 用某一特定化学试剂吸收土壤空气中某一特定成分后,测量其体积的变化来确定含量。如用碱液吸收CO2,用焦性没石子酸的碱性溶液吸收氧,氯化亚铜的氨溶液吸收CO2,钯的胶态溶液吸收氢,溴水和发烟硫酸液吸收不饱和烃,磷酸酐或氯化钙吸收水汽等。

        仪器分析法 可用选择性电极测定溶解态气体成分的含量。测氧仪已得到了比较广泛的应用。土壤水中溶解态CO2的测定,是用化学滴定法测定水的总酸度,然后再测与非挥发性有机化合物有关的水的酸度。两者之差即为游离CO2的含量。土壤水中溶解态氧也可用碘量法测定,所加的Mn(OH)2在碱性溶液中被水中所含的氧定量地氧化成四价锰的化合物。然后,用HCl去还原四价锰为亚锰,同时将原先加入的碘化钾氧化使产生游离的碘。碘在量上与水中氧的含量相当,用Na2S2O3滴定所产生的碘的数量可计算氧的含量。用气相色谱仪测定土壤空气的组成及其含量,是较通用而精确的方法,该方法要求选用特定的吸附剂,如用分子筛的管柱,在一定温度和一定时间内,能将待测混合气体分离为单一的成分。用载气(氦或氢)将其导入热传导监测器并转换成电信号记录下来,再与标准样品比较而得出准确的结果。该法的优点是:①需要的样品用量少,这对空气含量本来就不多的土壤来说,是很适合的,一般用1毫升左右样品即可;②分析速度快,几分钟就行了;③分析精确度高;④最大的优点是能一次分离测定几种气体成分,如O2、N2、N2O、CO2、CH4等。

        土壤通气性测定 分田间直接测定和室内分析两类。用特定仪器或氧电极测定代表土壤通气性的某些特性表示,如①通气系数,②气体扩散系数,③氧扩散率,④通气孔隙度和⑤氧化还原电位(Eh)等。

        通气系数 指土壤在大气温度25℃及1达因压力下,在1小时的时间内和1平方厘米面积上通过1厘米厚度土层的空气量。即为:

        

    式中:K为通气系数;Q为通气量(厘米3);d为入土管面积(厘米2);L为入土管插入土壤的深度(厘米);△P为贮气罩内的压力(达因/厘米2);△t为测定所经历的时(秒);n25是25℃时水汽饱和的空气滞度(184.5×10-8泊);nr是测定时的大气温度(T)下水汽饱和空气的滞度。K值愈大,说明土壤通气性愈好。

        气体扩散系数 一般采用的是土壤的相对扩散系数,即气体在土壤中的扩散系数D与该气体在自由空气中的扩散系数D0的比值D/D0。它是判断土壤通气性的指标之一,但是,由于D值的测定较为复杂,在实际工作中应用得不广。

        氧扩散率 指每分钟通过每平方厘米土层扩散的氧的克数(或微克数),又称土壤氧流,其英文缩写符号是ODR。它的大小标志着土壤空气中氧的补给更新速率的快慢。据斯托尔兹等(L.H.Stolzy,etc.,1964)的报道,当土壤的ODR下降至约20×10-8克/厘米2·分时,大部分植物根系就停止生长,要保持植物的正常生长,土壤的ODR一般要求保持在30×10-8到40×10-8克/厘米2·分以上。各类植物对ODR的反应十分不同。一般来说,豆科植物的要求比禾本科植物的高,块茎类植物的要求则更高。ODR是根据氧在土壤溶液到模拟根系的细铂丝面上被还原,所产生的电流量来进行测定的。正极为铂电极,负极是一个标准参比电极(甘汞电极)。田间测定时通常要求达到稳定状态后再读电流微安数,并按下式算出ODR值。

        

    式中:M为氧的分子量;i为电流微安数;n为还原一分子的氧所需的电子数;A为铂电极的表面积(厘米2);F为法拉第常数;60为换算成每分钟的系数。这个方法有快速、准确、简便的特点,但要求电极表面一定要形成水膜。因此,它只适用于土壤含水量较高的范围(大致在pF1~2的范围内,或田间持水量以上)。

        通气孔隙度 因通气孔隙的直径较大,存在于其中的水分在重力作用下可以自由排出,留出通气的通道。一般认为,通气孔隙直径的下限约在0.02或0.03毫米。通气孔隙度决定着土壤通气性的好坏。良好的土壤通气性,要求通气孔隙度在10%以上,如在15%~20%以上则更佳。确定土壤通气孔隙的方法,是由土壤总孔隙度减去土壤田间持水量时水分所占的容积百分数,或采用土壤总孔隙度减去pF2时土壤所保持的水分的容积百分数计算。

        氧化还原电位(Eh) 土壤中氧化态物质和还原态物质的相对浓度,决定着土壤氧化还原电位的高低。土壤中氧化态物质和还原态物质的相对浓度,主要受土壤溶液的氧压或溶解态氧的浓度所制约,而溶液的氧压又直接与土壤空气中氧的含量密切有关。因此,土壤的氧化还原电位可以作为土壤通气性的指标。大体而言,土壤氧化还原电位在400毫伏以上可视为氧化状态,土壤通气性良好。一般说,旱地土壤的氧化还原电位较高,在没有渍水情况下Eh变化较小。但对于水稻土,由于它有淹水和脱水两个过程,因此Eh值的变化就十分明显。用土壤氧化还原电位作为判别水稻土的通气性具有非常重要的意义,亦是一个很有用的指标。土壤氧化还原电位的测定,在野外可应用pHS-29A型酸度计或其他型号的电位计。测定时将铂电极和饱和甘汞电极直接插在田间土壤中,平衡2分钟后读数,取得相对的结果。为了测得较为精确的Eh值,除对铂电极进行表面处理外,最常用的办法是延长平衡时间,直至读数稳定。

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