Химический состав зольной части торфа.

ГОСТ 27784-88

Группа С09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛЬНОСТИ ТОРФЯНЫХ
И ОТОРФОВАННЫХ ГОРИЗОНТОВ ПОЧВ

Soils. Method for determination of ash content in peat
and peat-containing soil horizonts

ОКСТУ 0017

Срок действия с 01.01.89
до 01.01.94*
_________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 5-6, 1993 год). - Примечание "КОДЕКС".

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным агропромышленным комитетом СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

B.А.Большаков, д-р биол. наук; Л.А.Воробьева, д-р биол. наук; Г.В.Добровольский, член-корр. АН СССР; И.И.Лыткин, канд. биол. наук; Г.В.Мотузова, канд. биол. наук; C.И.Носов, канд. экон. наук; Д.С.Орлов, д-р биол. наук; В.Д.Скалабан, канд. биол. наук; О.В.Тюлина, канд. с.-х. наук; Ю.В.Федорин, канд. с.-х. наук; Л.Л.Шишов, член-корр. ВАСХНИЛ

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.07.88 N 2730

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. Срок первой проверки - 1993 г.

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт устанавливает метод определения зольности торфяных и оторфованных горизонтов почв при проведении почвенного, агрохимического, мелиоративного обследования угодий и контроля за состоянием почв.

Суммарная относительная погрешность метода, выражаемая коэффициентом вариации, составляет 6% при зольности 10% и 3% при зольности свыше 10%.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения к ним приведены в приложении.

1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ

1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ

1.1. Отбор, упаковка и транспортирование проб почвы - в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.3.01-83 .

1.2. Образцы почвы, поступившие на анализ, доводят до воздушно-сухого состояния. Масса воздушно-сухой пробы почвы должна быть не менее 1 кг.

1.3. Почву измельчают и просеивают через сито с отверстиями диаметром 5 мм до тех пор, пока вся почва не пройдет через сито, тщательно перемешивают, методом квартования отбирают 150-200 г и помещают в коробку или банку.

1.4. Приступая к анализу, всю почву из банки высыпают на лист стекла, пластмассы или полиэтиленовой пленки, распределяют тонким слоем не более 1 см, затем не менее чем из 5 мест отбирают пробы шпателем или ложечкой. Масса анализируемой пробы - от 3 до 5 г.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

Для проведения анализа применяют:

шкаф сушильный с автоматическим регулированием температуры (105±2) °С;

печь муфельную с электрическим обогревом и с автоматическим регулированием температуры (525±25) °С;

тигли фарфоровые по ГОСТ 9147-80 , обеспечивающие вмещение пробы массой 3-5 г без уплотнения;

весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104-80 ;

измельчитель почвенных и растительных проб, обеспечивающий измельчение до 5 мм;

сито с отверстиями диаметром 5 мм с поддоном и крышкой;

щипцы тигельные;

эксикатор по ГОСТ 25336-82 ;

перчатки термозащитные;

кальций хлористый по ГОСТ 4161-77, ч.д.а.;

воду дистиллированную по ГОСТ 6709-72 ;

водорода перекись по ГОСТ 10929-76 , 3%-ный раствор.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Подготовка тиглей

Чистые, сухие пронумерованные тигли прокаливают в муфельной печи при температуре (525±25) °С, охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием с погрешностью не более 0,001 г. Проводят повторное прокаливание и взвешивание до установления постоянной массы.

Если расхождение между результатами взвешиваний не превышает 0,005 г, прокаливание заканчивают. Тигли хранят в эксикаторе с хлористым кальцием, периодически проверяя их массу.

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1. Определение сухой массы почвы

Анализируемые пробы торфяных и оторфованных горизонтов почв помещают в предварительно взвешенные фарфоровые тигли с таким расчетом, чтобы почва занимала не более 2/3 объема тигля, взвешивают их с погрешностью не более 0,001 г, помещают в холодный сушильный шкаф и нагревают его до 105 °С.

Содержание влаги в пробах определяют по ГОСТ 19723-74 .

4.2. Определение зольности

Тигли с пробами почв, высушенными при (105±2) °С до постоянной массы, ставят в холодную муфельную печь и постепенно доводят температуру до 200 °С. При появлении дыма печь отключают и дверцу приоткрывают. В течение 1 ч постепенно доводят температуру в муфельной печи до 300 °С. После прекращения появления дыма печь закрывают, температуру в муфельной печи доводят до (525±25) °С и тигли прокаливают в течение 3 ч.

Тигли с зольным остатком вынимают из муфельной печи, закрывают их крышками и ставят в эксикатор. Охлажденные до комнатной температуры тигли взвешивают с погрешностью не более 0,001 г.

Несгоревшие частицы почвы дополнительно выжигают. Для этого в тигли добавляют несколько капель горячей дистиллированной воды температурой более 90 °С или 3%-ного раствора перекиси водорода и повторно прокаливают при температуре (525±25) °С в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают с погрешностью не более 0,001 г.

После охлаждения и взвешивания оценивают изменение массы зольного остатка. Если изменение массы в сторону уменьшения или увеличения будет менее 0,005 г, то анализ заканчивают и для расчета принимают наименьшее значение массы. При уменьшении массы на 0,005 г и более тигли с зольным остатком прокаливают дополнительно. Прокаливание заканчивают, если разность в массе при двух последовательных взвешиваниях будет менее 0,005 г.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Массовую долю зольности торфяных и оторфованных горизонтов почв (), в процентах, вычисляют по формуле

где - масса тигля с зольным остатком, г;

- масса пустого тигля, г;

- масса сухой почвы, г.

Допускаемые расхождения между результатами повторных определений от их среднего арифметического при выборочном статистическом контроле и доверительной вероятности =0,95 составляют, в процентах:

16,8 - при зольности 10%;

8,4 - при зольности свыше 10%.

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

При выполнении анализа опасными производственными факторами являются возможность поражения электрическим током и наличие высокой температуры.

К выполнению работ допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности по ГОСТ 12.0.004-79 .

Лабораторные помещения должны быть оснащены проточно-вытяжной вентиляцией по ГОСТ 12.4.021-75 . Воздух рабочей зоны должен соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-76 . Установка электроприборов должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.019-79 , а также инструкциям предприятий-изготовителей по их установке и эксплуатации.

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ, И ПОЯСНЕНИЯ К НИМ

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1988

Особенности состава и свойств болотных торфяных почв определяют показателями состава и свойств торфяных горизонтов. Состав глеевых горизонтов разнообразен и в значительной степени зависит от гранулометрического, минералогического и химического составов пород и почв, на которых сформировались торфяные почвы. Общими их особенностями являются неблагоприятные физические свойства (дезагрегированность и уплотненность) и наличие закисных форм железа.

Генетическую и агрономическую оценку торфяных почв проводят по мощности торфяного слоя и следующим показателям торфа: степени разложения, ботаническому составу, составу органического вещества, содержанию азота, зольности и составу зольных элементов, реакции и физическим свойствам.

Органическое вещество

Органическое вещество. Оно составляет основную часть (в среднем 85-95%) торфа. В верховых болотных почвах оно представлено преимущественно целлюлозой, гемицеллюлозой, лигнином и воскосмолами. Торф этих почв слабо гумифицирован; гумусовые вещества составляют 10-15% общего углерода, в их составе преобладают ФК.

Торф низинных болотных почв хорошо гумифицирован, в нем до 40-50% гумусовых веществ, в составе которых преобладают гуминовые кислоты.

Торф болотных почв богат азотом (от 0,5-2,0% в верховых и до 3-4% в низинных почвах), но он содержится в трудномобилизуемых формах. В торфе верховых болотных почв азот представлен в различных азотсодержащих соединениях исходных растительных остатков, в торфе низинных почв - в значительной части и азотом гумусовых веществ. По запасам и формам соединений азота низинные болотные почвы более ценны по сравнению с верховыми как объект освоения и использования торфа для приготовления удобрений.

Реакция почв и емкость поглощения катионов

Реакция торфа верховых болотных почв кислая, а низинных колеблется от слабокислой до слабощелочной (в низинных карбонатных почвах). Лишь сульфатные низинные торфяные почвы имеют крайне кислую реакцию (рН КCL 1,1-3,0).

Все виды торфа имеют высокую емкость поглощения катионов (от 80-90 до 130-200 мг * экв), но различаются по гидролитической кислотности и насыщенности основаниями. У верховых почв V= 10-30%, а у низинных - 70-100%.

Степень разложения

Степень разложения - важную характеристику торфа - определяют по относительному содержанию (в%) продуктов распада тканей, утративших клеточное строение. Ее устанавливают специальными анализами торфа, изучением строения растительных остатков под микроскопом. В полевых условиях степень разложения можно определить глазомерно

(табл.2). Чем выше степень разложения торфа, тем ценнее агрономические качества торфяных почв как объекта возможного земледельческого освоения.

Торф верховых болотных почв имеет слабую или среднюю степень разложения, а низинных - чаще всего высокую .

Таблица 2 - Признаки различной степени разложения торфа

Зольность торфов

Зольность торфов имеет важное агрономическое значение, так как в составе золы присутствуют зольные элементы питания (Р, К, Са, Mg и др.). В то же время повышенное содержание оксидов железа, водорастворимых солей в составе золы торфа резко снижает его качество. Зольность торфов верховых болотных почв наиболее низкая (2-5%), низинных - составляет от 5-10% у обедненных (переходных) до 30-50% у высокозольных.

В верховых болотных почвах состав и содержание зольных элементов определяются зольностью исходных растительных остатков, а в низинных в большой мере зависит от гидрогенной аккумуляции веществ и степени заиления торфа.

Наиболее важными компонентами золы являются фосфор, калий, кальций. Фосфор в торфе содержится в основном в органической форме и в небольших количествах (0,1-0,4%), за исключением некоторых травянистых и ольшаниковых болот, в торфе которых фосфор может накапливаться в виде вивианита до 2-8% на сухое вещество торфа.

Все виды торфа бедны калием. Содержание кальция в торфе верховых болот невелико, а в торфе низинных почв - в среднем 2-4%, достигая в карбонатных родах 30% и выше.

В торфе определенных видов содержится значительное количество железа (5-20% и более в пересчете на Fe 2 O 3); в засоленных торфяных почвах содержится до 2% водорастворимых солей.

Торфяные горизонты

Торфяные горизонты болотных почв имеют специфические физические свойства: низкие показатели плотности, высокую влагоемкость, слабую

водопроницаемость и теплопроводность. Влагоемкость низинного торфа колеблется от400 до 900%, верхового - от 1000 до 1200%.

Количество зольных элементов в залежах лесостепи зависит главным образом от местоположения торфяника в рельефе, определяющего тип его водного питания и возможность приноса аллювиальных и делювиальных продуктов, сильно повышающих зольность торфа. Естественно поэтому, что наименьшая зольность свойственна торфяникам водораздельной группы и наибольшая - пойменным торфяникам. Торфяники террасной группы занимают промежуточное положение между водораздельными и пойменными торфяниками.

Но и в пределах каждой топологической группы торфяников часто наблюдаются весьма значительные колебания зольности, зависящие от воздействия разнообразных факторов. Так, залежь гипновых и сфагновых торфяников водораздельной группы в южных степных районах содержит золы от 6 до 14%.

В лесной полосе зольность торфа ниже, а именно, для сфагновых залежей она колеблется от 2 до 10% для травяных и лесных - от 7 до 16%.

Зольность торфа террасных залежей, как правило, несколько выше, чем водораздельных, что находится в зависимости от возможности попадания сюда продуктов делювиального смыва. Так, в сфагновом торфянике «Лебяжье» содержание золы колеблется от 3,8 до 16,6%, в осоковом торфянике «Вознесенское» - от 6,6 до 26,0% и в лесном (в 47 квартале Серповского лесничества) - от 17,6 до 25,6%.

Что касается торфяников пойменной группы, то здесь колебания зольности достигают весьма широких пределов не только на разных торфяниках, но даже на отдельных участках одного и того же торфяника. Вообще же торфяники пойменной группы обладают повышенной зольностью, вследствие механического засорения аллювием и делювием в период торфообразования. Значительные колебания зольности торфа на разных торфяниках зависят от количества наносного материала, попадавшего в торфяник, а колебания золы на одном и том же торфянике - от неравномерного распределения наносов по его площади и накопления местами известкового туфа и вивианита в результате деятельности почвенно-грунтовых вод. В поймах сравнительно редко встречается торф с зольностью 6-8%; наоборот, зольность 15-30% и выше представляет обычное явление.

В распределении зольности по профилю ясно выраженной закономерности нет, но в большинстве случаев наблюдается возрастание ее в придонном, а также в самом верхнем горизонте. Это явление объясняется более сильным засорением названных горизонтов делювиально-аллювиальными наносами.

Значительные колебания зольности для различных участков торфяника часто не дают возможности судить по средней зольности о топливной или сельскохозяйственной ценности всего торфяника. Это вызывает необходимость разделения его на участки с различной зольностью, допускающей возможность использования торфа в том или другом направлении. Высокое содержание золы почти совершенно затемняет значение ботанического состава в качественной оценке торфа, обусловливая существенные изменения в теплотворной способности и химическом составе торфа.

Показать все

Физические и химические характеристики

Торф - органическое удобрение, представляет собой растительную массу, разложившуюся в условиях избыточного увлажнения и недостатка воздуха. В состав торфа включены негумифицированные растительные остатки, перегной, минеральные соединения.

Классификация торфа

По условиям образования торф делят на три типа:

Агрохимическая оценка торфа проводится по следующим свойствам:

Ботанический состав

Степень разложения торфа

Зольность торфа

• . Больше всего в торфе содержится именно этого элемента. Основная его часть находится в органической форме и становится доступной растениям только после минерализации.
• . Содержание в торфах низкое. При этом две трети его растворимы в слабых кислотах и доступны растениям.
• . Содержание очень низкое, только менее половины его находится в состоянии, доступном растениям.
• . Из всех микроэлементов в торфе содержится самое малое количество.

Кислотность торфа (

Поглотительная способность, емкость поглощения (ЕКО)

Максимальная влагоемкость - отличительный признак верховых торфов. Показатель постепенно уменьшается при переходе к низинным типам, но остается достаточно высоким.

Применение

Сельское хозяйство

Торф используется в сельском хозяйстве очень широко. В животноводстве различные типы торфа используют для подстилки животным. В растениеводстве торф применяется в качестве компонента различных компостов, при приготовлении торфоперегнойных горшочков и кубиков, как субстрат для теплиц, в качестве мульчирующего материала, в качестве самостоятельного удобрения.

Зарегистрированные и разрешенные к использованию на территории России марки удобрений, в производстве которых используют торф размещены в таблице справа.

Способы внесения

Торф в качестве удобрения вносится на легких почвах в или .

В качестве мульчирующего материала применяют поверхностно проветренные торфы низинного и переходного типа.

Осушенные торфяники используются для возделывания сельскохозяйственных культур. Для этих целей подходят торфоразработки после снятия верхнего слоя торфяника с мощностью оставшегося торфяного слоя не менее 50 см. При этом необходимо известкование, применение различных и .

Промышленность

Торф - горючее полезное ископаемое, предшественник ряда углей, применяется в качестве топлива. (фото)

Глубокая химическая переработка торфяного сырья позволяет получить гуминовые кислоты, битум, метиловый и этиловый спирт, уксусную и щавелевую кислоты, фурфурол, сухой лед, кормовые дрожжи, торфяной кокс, полукокс и прочее.

Поведение в почве

Внесение в почву чистого торфа признано неэффективным. Сырой торф содержит 80-90 % воды, и с одной его тонной вносится только 100-200 кг сухого вещества.

Сухой торф обладает высокой поглотительной способностью, и его внесение приводит к поглощению влаги из почвы. Торф даже при влажности 35-40 % вызывает иссушение почвы, что, в свою очередь, приводит к замедлению разложения самого торфа, поскольку он плохо разлагается сухом пахотном слое.

Применение на различных типах почв

Для повышения доступности азота и других питательных веществ торф компостируют с биологически активными компонентами ( , навозной жижей, фекалиями). Для компостирования используют торф при степени разложения более 20 %, для улучшения питательных качеств компоста добавляют известь, золу. (фото)

Торф применяют для приготовления торфоаммиачных удобрений (ТМАУ) и различных торфяных субстратов для овощеводства закрытого грунта.

Легкие почвы

Влияние на сельскохозяйственные культуры

Торфяные удобрения и компосты положительно влияют на все сельскохозяйственные культуры, увеличивая количественные и качественные характеристики урожайности.

Получение

Торф из природных залежей получают различными способами. Наиболее современный - фрезерный. Торфяная залежь осушается с помощью системы отводных каналов, затем очищается от древесной и кустарниковой растительности и выравнивается. Все операции по добыче торфа выполняет один специализированный комбайн, конструкция которого предусматривает укрепление на передней части всасывающего сопла, а на задней - стальных фрез.

Фрезы разрушают слои торфа, через сопла разрыхленный торф всасывается внутрь комбайна и с потоком воздуха транспортируется в кузов. По пути торфяная крошка подсыхает. Из кузова по ленточному транспортеру ее складируют вдоль кромки поля и в дальнейшем поставляют на торфоперерабатывающие заводы. (фото)

Зольность торфа зависит прежде всего от химического состава растений-торфообразователей: от малозольных сфагновых мхов (2,3-3,9%) до высокозольных камышей и хвощей (14,4-17,6%). Кроме того, зольность отдельных видов торфа возрастает с увеличением степени их разложения.

На зольность торфа влияют внешние условия образования торфяной залежи того или иного болота. Ветер и атмосферные осадки могут приносить на болото воздушную пыль; аллювиальные и делювиальные воды отлагают на поверхности болота песчанистые и илистые частицы; путем инфильтрации почвенно-грунтовые и грунтовые воды обогащают торф. растворенными в них минеральными и органическими веществами.

Немаловажная роль принадлежит процессам вымывания из торфяной залежи различных минеральных и органо-минеральных соединений, перемещающихся почвенно-грунтовыми водами.

На основании анализов большого количества образцов торфа центральных областей европейской части СССР, а также образцов торфа, собранных в различных географических районах (Карельская АССР, Латвийская ССР, Украинская ССР, РСФСР - Нарым и Печора), М. Н. Никонов выявил некоторые закономерности происхождения и состава золы торфа лесной зоны. Установлено, что зависимость между характером золы и ботаническим составом торфа сохраняется только в определенных пределах зольности, которую автор называет нормальной (в противоположность высокой зольности). Для низинного торфа эти пределы равны 4,5-12%, для верховых - 1,5-5,5%. У высокозольного низинного торфа (зольность больше 12%) эта зависимость нарушается или теряется совсем.

Средняя зольность нормально зольного низинного торфа составляла около 7,5, верхового - около 3%.

Прямая зависимость зольности от степени разложения четко выявляется в торфе верхового типа; в низинном торфе она зависит и от поступающих извне зольных элементов нерастительного происхождения.

По предположению автора, зольность в 12% составляет тот предел, за которым количество CaO в торфе может быть выше 4,8% и Fe 2 O 3 больше 3%. Этот предел соответствует полному насыщению данного типа торфа основаниями (при поглощении их главным образом органическими кислотами). При большем насыщении торфа кальцием и железом отлагаются уже минеральные соединения этих элементов.

Низинный торф по возрастанию содержания СаО классифицируется следующим образом: сфагновый, гипновый, осоковый, древесно-осоковый, тростниковый и древесный.

Содержание фосфора (Р 2 О 5) в торфе составляет десятые и даже сотые доли процента. В торфе с зольностью до 12% количество фосфора редко превышает 0,2-0,3%. Его содержание не зависит от вида и типа торфа. В количествах, представляющих практическое значение (более 0,5-1%), фосфор появляется только в торфах с зольностью выше 12%, что обычно связано с присутствием в них вивианита.

Содержание окиси железа (Fe 2 O 3) изменяется в торфе примерно так же, как и содержание СаО. Железо отчасти напоминает кальций в отношении закономерностей связи с типами торфа. Однако в пределах типа содержание железа не обнаруживает строгой зависимости от вида торфа и не является характерным показателем. Только при содержании окиси железа выше 7% она отрицательно влияет на свойства торфа.

Изучение химического состава золы торфа показывает, что минеральные вещества, попадающие в торф из воздуха, играют в питании торфяников более значительную роль, чем считалось до настоящего времени. Кремний осаждается на поверхность болот главным образом в виде атмосферной пыли; можно допустить в некоторой мере, что так же попадают фосфор, сера, магний и алюминий. В противоположность им кальций и железо в низинный торф в основном приносятся почвенно-грунтовыми и грунтовыми водами.

Максимальная зольность высокозольного торфа условно принимается 40-50%. Этот торф формируется, как указывалось выше, при обильном поступлении на поверхность торфяника и в ее залежь различных минеральных наносов и соединений.

В зависимости от характера наносов различают песчанистый и глинистый торф. Особый интерес представляет высокозольный торф, происхождение которого связано с минерализованными отложениями грунтовых вод. Соли кальция, откладывающиеся преимущественно в виде CaCO 3 , образуют известковый торф (с содержанием СаО до 20-30%); при обогащении верхних горизонтов залежи солями железа (Fe 2 O 3) или фосфора формируется охристый или вивианитовый торф. Содержание Р 2 О 5 в последнем колеблется в пределах 2-3% от сухого веса торфа.

Для общей сравнительной характеристики химического состава торфа основных типов болот европейской части нечерноземной полосы СССР (нормально зольных) могут быть приведены следующие данные.