Metoda Houby

Roztwór ekstrakcyjny w postaci 0,01 molowego roztworu CaCl₂ został za-proponowany przez Houbę i jest stosowany do oznaczeń dostępnych form składników pokarmowych w glebach ornych oraz ich odczynu [HOUBA i in. 1986]. Obecnie metoda z roztworem CaCl₂, jako metoda oficjalna, objęta została normą międzynarodową ISO 10390. Zaletą tej metody jest moŜliwość oznaczania w otrzymanym ekstrakcie zawartości, zarówno przyswajalnego fosforu, jak i potasu. Natomiast FOTYMA i SZEWCZYK [1996] na podstawie duŜego materiału badawczego nie odnotowali korelacji między zawartością fosforu przyswajalnego oznaczonego metodą Egnera-Riehma i metodą z CaCl₂ i stąd wniosek, Ŝe nie moŜna kalibrować danych metody z CaCl_a na podstawie testu Egnera-Riehma.

Warunki wykonania ekstrakcji są następujące: roztwór ekstrakcyjny roztwór CaC1₂ o stęŜeniu 0,01 mol⋅dm^-3, czas ekstrakcji 120 minut, stosunek gleby do roztworu 1 : 10 (wagowo).

Testy dynamiczne

Opisane powyŜej testy glebowe miały charakter statyczny, czyli opierały się na ilości składnika rozpuszczonego wyekstrahowanego z gleby określonym roztworem.

Obecnie usiłuje się wykorzystać równieŜ testy dynamiczne, dające obraz zaleŜności między róŜnymi formami danego składnika w glebie tzn. forma aktywną, ruchomą i zapasową. W tej grupie znajduje się, tzw. metoda Q/I. Proces ten opisuje się stosując izotermy adsorpcji, czyli równania Langmuira i Freundlicha. Znajduje tu równieŜ zastosowanie równanie Pagela, wyznaczone na drodze eksperymentalnej [FOTYMA, MERCIK 1995]. Równanie to ma postać:

Q = n √^{I + b}

Q ilość fosforu adsorbowana lub desorbowana do roztworu glebowego w mg⋅kg^-1 gleby,

I stęŜenie fosforu w roztworze ekstrakcyjnym w mg⋅dm^-3, n, b współczynniki równania.

Krzywa Q/I opisuje zaleŜność między zmianą zawartości ruchomej i aktywnej formy fosforu w glebie. W celu wyznaczenia krzywej Q/I przygotowuje się dwie nawaŜki gleby i jedną z nich wytrząsa się z roztworem CaCl₂ o stęŜeniu 0,01 mol⋅dm^-3

M. Gibczyńska 112

niezawierającym fosforu a drugą z roztworem CaCl₂ zawierającym np. 5 mg⋅dm^-3 jonów fosforanowych. Po odsączeniu oznacza się zmianę zawartości fosforu w roztworze ekstrakcyjnym. W roztworze samego CaCl₂ następuje zwiększenie zawartości fosforu, który uległ desorpcji z ruchomej formy składnika w glebie. Otrzymane dane doświadczalne pozwalają na rozwiązania powyŜszego równania. Wartości charakteryzujące sorpcję fosforu, tzn. I₀ i Q₀ jak wiadomo zaleŜą od własności gleby i jej stopnia zasobności w fosfor. Według FOTYMY i MERCIKA [1995] przy wartości I₀ = 0,6 do 1,0 mg P⋅dm^-3 rośliny są w wystarczającym stopniu zaopatrzone w fosfor i nie reagują na nawoŜenie tym składnikiem.

Obecnie w Polsce obowiązują dwie normy dotyczące oznaczania zawartości fosforu przyswajalnego w glebach, są to:

- PN-R-04023:1996 Analiza chemiczno-rolnicza gleby. Oznaczanie zawartości przyswajalnego fosforu w glebach mineralnych,

- PN-R-04024:1997 Analiza chemiczno-rolnicza gleby. Oznaczanie zawartości przyswajalnego fosforu, potasu, magnezu i manganu w glebach organicznych.

Literatura

ADAMS A.P., BARTHOLOMEW W.V., CLARK F.E. 1954. Measurement of nucleic acid com-ponents in soil. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 18: 40-46.

ANDERSON G., HANCE R.J. 1963. The nature of alkali-soluble soil organic phosphates.

Plant Soil 19: 296-303.

ANDRZEJEWSKI M., SOCHA T. 1998. Fosfor i jego przydatność w badaniach archeologi-cznych, w: Nauki przyrodnicze i fotografia lotnicza w archeologii. W. Śmigielski (Red.) Wyd. Muzeum Archeologiczne Poznań: 57-64.

BEDNAREK W., MAĆKOWIAK C., TKACZYK P. 1999. Mineralne frakcje fosforu w glebie nawoŜonej obornikiem i azotem. Biul. Magnez. 4: 494-498.

BORIE F., RUBIO R. 2003. Total and organic phosphorus in Chilean Volkanic soils.

Gayana Bot. 60(1): 69-79.

BOWMAN R.A., COLE C.V. 1978. An exploratory method for fractionation of organic phosphorus from grassland. Soil Sci. 125: 95-101.

BROGOWSKI Z. 1966. Metodyka oznaczania mineralnego i organicznego fosforu w glebie.

Rocz. Glebozn. 16(1): 194-207.

BRZEZIŃSKI W., DULINICZ M., KOBYLIŃSKI Z. 1983. Zawartość fosforu w glebie jako wskaźnik dawnej działalności ludzkiej. Kwartalnik Historii Kultury Materialnej 31:

277-297.

BUCKMAN H.C., BRADY N.C. 1971. Gleba i jej właściwości. W-wa: 421.

BUEHLER S., OBERSON A., RAO I.M., FRIESEN D.K., FROSSARD E. 2002. Sequential phos-phorus extraction of a 33P-Labeled oxisol under contrasting agricultural systems. Soil Sc. Soc. Am. J. 66(3): 868-877.

CALDWELL A.G., BLACK C.A. 1958. Inositol hexaphosphate: I. Quantitative determination in extracts of soils and manures. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 22: 290-293.

CHANG S.C., JACKSON M.L. 1957. Fractionation of soil phosphorus. Soil Sci. 84:

133-144.

CHRISTENSON D.R., WARNCKE D.D., VITOSH M.L., JACOBS L.W., DAHL J.G. 1992. Fertilizer recommendations for field crops in Michigan. Soils & Soil Management - Fertilizer - 06029704 07/10/97.

ZWIĄZKI FOSFORU W GLEBIE ... 113 DECHNIK I., BEDNAREK W. 1986. The content of mineral phosphorus fractions in soil fertilized with various phosphorus compounds. Pol. J. Soil Sci. 18(1-2): 63-67.

FOTYMA M., MERCIK S. 1995. Chemia rolna. PWN Warszawa: 212-219.

FOTYMA M., SZEWCZK M. 1996. Preliminary calibration of 0,01 mol⋅^{dm-3 CaCl}2 soil test in Poland. Polish J. of Soil Sci. vol. XXIX/1: 13-21.

FROSSARD E., BROSSARD M., HEDLEY M.J., METHERELL A. 1995. Reactions controlling the cycling of P in soils, w: Phosphorus in the global environment. Tiessen (Ed.) John Wiley & Sons Ltd. Chichester, England: 107-138.

GIBCZYŃSKA M. 2000. Długotrwałość wpływu wapnowania na zmiany niektórych właś-ciwości chemicznych gleby lekkiej. Rozpr. 193, AR Szczecin: 56 ss.

GIBCZYŃSKA M., GAŁCZYŃSKA M., KLIMEK J., MOCARSKI N. 2005. Contents of organic and inorganic phosphorus compounds in soils of West Pomerania. Chemical Products in Agriculture and Environment V6: 369-374.

GRZEBISZ W., BLECHARCZYK A., MAJ M. 1993. Wpływ wieloletniego nawoŜenia organi-cznego i mineralnego na formy fosforu w glebie pod monokulturą Ŝyta i ugorem czarnym. Zesz. Nauk. AR Kraków Sesje Nauk. 1: 27-37.

HANCE R.J., ANDERSON G. 1963. Extraction and estimation of soil phospholipids. Soil Sci. 96: 94-98.

HARTIKAINEN H. 1982. Water soluble phosphorus in finish mineral soils and its depen-dence on soil properties. J. of Scientifik Agricultural Society of Finland 54: 89-98.

HARTIKAINEN H. 1983. Effect of liming on phosphorus in two soils different organic matter content. Part I. Changes of native and applied phosphorus in incubation ex-periment. J. Sci. Agric. Soc. Finl. 55: 345-354.

HEDLEY M.J., STEWART J.W.B., CHAUHAN B.S. 1982. Changes inorganic and organic soil phosporus fraction induced by cultivation practices and by laboratory incubations. Soil Sc. Soc. Am. J. 46: 970-976.

HEISERMAN D.L. 1997. Księga pierwiastków chemicznych. Prószyński i S-ka, Warszawa:

76-78.

HENRIQUEZ C., KILLORN R. 2005. Soil P forms and P uptake under intensive plant growth in the greenhouse. Agronomia Costarcense 29(2): 83-97.

HONGQING HU, CHUNYING TAN, CHONGFA CAI, JIZHENG HE, XUEYUAN LI 2001. Availability and residual effects of phosphate rocks and inorganic P fraction in red soil of Central China. Nutrient Cycling in Agroecosystems. 59: 251-258.

HOUBA V.J.G., NOVOZAMSKI J., HUYBREGTS A.M.W. 1986. Comparison of soil extractions by 0.01 CaCl₂, by EUF and by some conventional extraction procedures. Plant and Soil 96: 433-437.

KOPER J. 1996. Zmiany zawartości fosforu związków organicznych i jego frakcji w glebie wywołane wieloletnim nawoŜeniem organicznym. Rozpr. 75 AT-R Bydgoszcz: 21 ss.

MCKERCHER R.B.,ANDERSON G. 1968. Content of inositol penta- and hexa phosphates in some Canadian soils. J. Soil Sci. 19: 47-55.

NOWOSIELSKI O. 1968. Metody oznaczania potrzeb nawoŜenia. PWRiL Warszawa: 249 ss.

OLSEN S.R., DEAN L.A. 1965. Methods of soil analysis. Part 2. Black C.A. (Ed.) in Chief.

Madison, Wisconsin USA: 1035-1049.

PARDO P., LÓPEZ-SÁNCHEZ J.F., RAURET G. 2003. Relationships between phosphorus fractionation and major components in sediments using the SMT harmonised extraction

M. Gibczyńska 114

procedure. Analytical and Bioanalytical Chemistry: 248-254.

PAUL E., CLARK F. 2000. Mikrobiologia i biochemia gleb. UMCS Lublin: 345-354.

PETERSEN G.W., COREY R.B. 1966. A modified Chang and Jackson procedure for routine fractionation of inorganic soil phosphates. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 30: 563-565.

RACZUK J. 1998. Rozmieszczenie mineralnych związków fosforu w glebach piaskowych Niziny Południowopodlaskiej. Rocz. Glebozn. 49(3/4): 135-141.

RUBĆK G.H., GUGGENBERGER G., ZECH W., CHRISTENSEN B.T. 1999. Organic phosphorus in soil size separates characterized by phosphorus - 31 nuclear magnetic resonance and resin extraction. Soil Sci. Soc. Am. J. 63: 1123-1132.

RZEŚNOWIECKA-SULIMIERSKA G., CIEŚLA W., KOPER J. 1983. Badania nad fosforem or-ganicznym. Część I. Fosfor organiczny na tle zawartości C, N i S w niektórych glebach uprawnych i leśnych. Roczn. Glebozn. 34: 63-74.

SAUNDERS W.M.H., WILIAMS E.G. 1955. Observations on the determinationof total or-ganic phosphorus in soils. J. Soil Sci. 6: 254-267.

SIPPOLA J., SAARELA J. 1986. Some extraction methods as indicators of need for phos-phorus fertilization. Annales Agriculturae Fenniae: 265-271.

SPURWAY C.H., LAWTON K. 1949. Soil testing. A practical system of soil fertility diagno-sis. Mich. Agr. Exp. Sta. Tech. Bulletin 132 (4th revision).

STEVENSON F.J. 1986. Cycles of soil carbon,nitrogen, phosphorus, sulfur, micronutriens.

John Wiley & Sons Ltd.: 231-284.

STOTT D.E., TABATABAI M.A. 1985. Identification of phospholipids in soils and sewage sludges by high-performance liquid chromatography. J. Environ. Qual. 14: 107-110.

SYERS J.K., SMILLE G.W., WILLIAMS J.D.H. 1972. Calcium fluoride formating during extraction of calcareous soils with fluoride. I. Implication to inorganic P fractionation scheme. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 36: 20-25.

TURNER B.L., CADE-MENUN B.J., WESTERMAN D.T. 2003. Organic phpsphorus composi-tion and potential bioavailability in semi-arid arable soils of the Western United States.

Soil Sc. Soc. Am. J. 67: 1168-1179.

VAN DER PAAUW F. 1971. An effective water extraction method for the determination of plant-available soil phosphorus. Plant Soil 34: 467-481.

WILLIAMS J.D.H., SYERS J.K., WALKER T.W. 1967. Fractionation of soil inorganic phos-phate by a modification of Chang and Jackson procedure. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 31:

736-739.

YOSHIKAWA G., YAMASAKI M., YOSHIDA K. 1978. Phosphorus status of the upland field soils treated with calcined phosphate. Res. Rep. of Kochi Univer. Agricul. Sci. 27:

45-51.

ZHONGQI H.E., TIMOTHY S., GRIFFIN C., WAYNE HONEYCUT T. 2004. Enzymatic hydrolysis of organic phosphorus in swine manure and soil. J. Environ. Qual. 33: 367-372.

<www.genchem.chem.wisc.edu>

<www.nzic.org.nz>

<www. mvproduce.com.pl>

ZWIĄZKI FOSFORU W GLEBIE ... 115 Słowa kluczowe: gleba, fosfor ogólny, fosfor nieorganiczny fosfor organiczny,

fosfor przyswajalny

Streszczenie

Niniejszy artykuł zawiera charakterystykę podstawowych organicznych i nie-organicznych związków fosforu występujących w glebach. Jednocześnie omawia w sposób chronologiczny rozwój metod mających na celu określenie ilości tych związków w glebach. Omawiane metody oparte są ekstrakcji gleby roztworami róŜnych związków chemicznych. Ponadto w artykule przedstawiono opis podstawowych zasad dotyczących metod oznaczania zawartości fosforu przyswajalnego w glebach.

Omawiane metody to metody: biologiczne, biologiczno-chemiczne i chemiczne.

Odnośnie metod chemicznych przedstawiono przydatność stosowanych roztworów ekstrakcyjnych w porównaniu do warunków istniejących podczas pobierania przez rośliny fosforu z gleby.

PHOSPHORUS COMPOUNDS AND DETERMINATION METHODS

OF THEIR CONTENT IN THE SOIL

Marzena Gibczyńska

Department of General Chemistry, Agicultural University, Szczecin

Key words: soil, total phosphorus, inorganic phosphorus, organic phosphorus, available phosphorus

Summary

The present paper contains a characteristic of basic organic and inorganic phosphorus compounds, appearing in the soil. Meanwhile the paper discusses in a chronological order the evolution of methods aiming at determining the abundance of these compounds in the soil. Described methods are based on soil extraction by the solutions of various chemical compounds. The article presents basic rules of methodology of the determination of available phosphorus in soil. Described methods include biological, bio-chemical and chemical ones. For chemical methods the usability of different extraction solutions, in relation to the conditions of phosphorus assimilation from soil by plants is discussed.

Dr hab. Marzena Gibczyńska, prof. nadzw. AR Katedra Chemii Ogólnej

Akademia Rolnicza ul. Słowackiego 17 71-434 SZCZECIN

e-mail: marzena.gibczynska@agro.ar.szczecin.pl

Rys. 6. Schemat frakcjonowania fosforu nieorganicznego i organicznego w glebie wg TURNERA i in. [2003]

Fig. 6. A diagram of fractionation of inorganic and organic phosphorus in the soil, acc. to TURNER et al. [2003]

ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2008 z. 533: 117-123

PORÓWNANIE METOD OZNACZANIA