Oznaczanie azotu mineralnego w glebie

OZNACZANIE AZOTU MINERALNEGO W GLEBIE

(Z In sty tu tu ‘ M elioracji i U ż y tk ó w Z ielon ych — B ydgoszcz)

Azot m ineralny w glebie w ystępuje głównie w formie amonowej i azotanowej, a w pewnych wypadkach częściowo także w formie azo- tynowej. Pochodzi on bądź to z nawożenia, bądź też powstaje w pro­ cesach mikrobiologicznych, am onifikacji i nitryfikacji. Siedzenie ilościo­ wych przemian mineralnego azotu w glebie dostarcza informacji 0 żyzności gleby i jej aktywności biologicznej.

Opracowana metoda ma um ożliwić łatw e i szybkie ilościowe ozna­ czenie azotu amonowego i azotanowego, a w miarę potrzeby i azoty- nowego w glebie. Polega ona na bezpośrednim kolorym etrycznym ozna­ czeniu tych trzech form azotu w jednym wyciągu glebowym .

SP O R Z Ą D Z A N IE W Y C IĄ G U GLEBOW EGO

Do kolbki miarowej o pojemności 100 m l wsypuje się 10 g gleb y powietrznie suchej lub świeżej (w oddzielnej próbce oznacza się zawar­ tość wody). Następnie dodaje się 2 0 ml 5% roztworu K2SO4, m iesza

1 jeszcze 50— 60 m l wody destylowanej. Kolbkę korkuje się i silnie wytrząsa, po czym zostawia na 2 godz., wytrząsając od czasu do czasu

nie rzadziej jak co pół godziny. W końcu, po uzupełnieniu pojemności do kreski wodą, jeszcze raz się wytrząsa i pozostawia na jakiś czas do opadnięcia grubszego osadu. Zawartość kolby sączy się przez suchy fał­ dowany sączek odrzucając pierwsze 5— 10 ml przesączu. Przesącz powi­ nien być zupełnie klarowny i bezbarwny.

O Z N A C ZA N IE A Z O T U AM ONOW EGO

Do kolorym etrycznego oznaczania amoniaku bardzo powszechnie sto­ suje się odczynnik Nesslera. Reakcja barwna jest bardzo czuła, lecz kap­ ryśna i niestała z powodu koloidowego charakteru połączenia barwnego.

Inną reakcją barwną na amoniak, mało jeszcze rozpowszechnioną, choć znaną od czasów Bertholeta, otrzym uje się za pomocą fenolu i pod­ chlorynu. Powstające niebieskie zabarwienie jest bardzo trwałe, jednak starsze m etody nie daw ały ani zadowalającej czułości, ani reproduk- tywności.

Opisana niżej m etoda oparta na tej zasadzie jest modyfikacją m e­ tody ogłoszonej w 1958 r. w A nglii*). Daje wystarczająco ścisłe wyniki, jest czuła, choć nieco mniej od reakcji z odczynnikami Nesslera, jest selektywna; reagując tylko z amoniakiem pozwala w łaściw ie odtwarzać w yn iki, a zabarwienie wykazuje zgodność z prawem Lamberta-Beera

(co nie zachodzi w wypadku użycia odczynnika Nesslera). O d c z y n n i k i :

1) Roztwór fenolu. 25 g czystego, bezbarwnego fenolu rozpuszcza się w 10 m l acetonu i przelewa do kolbki miarowej na 50 ml. Resztki fenolu spłukuje się do kolbki 1 0 ml alkoholu n-butylow ego i kolbkę

dopełnia się wodą do kreski. Po wym ieszaniu kolbkę zamkniętą korecz- kiem szklanym przechowuje się w chłodnym i ciem nym miejscu.

2) Roztwór NaOH. 10,8 g NaOH rozpuszcza się w wodzie i w kolbce miarowej na 50 ml; uzupełnia się wodą do kreski. Zamiast stałego NaOH lepiej użyć stężonego roztworu NaOH, w którym wyznacza się ilość NaOH z jego gęstości.

3) Roztwór fenolanu sodu. Przygotowuje się w kolbce na 50 ml przez zmieszanie 10 m l roztworu fenolu (1) z 10 m l roztworu NaOH (2) i rozcieńczenie wodą do kreski.

4) Roztwór podchlorynu sodu zawierający 1% czynnego chloru. P o s t ę p o w a n i e :

Do probówki pipetuje się 10 m l wyciągu glebowego, a w wypadku większej ilości azotu amonowego odpowiednio mniej, uzupełniając obję­ tość do 10 m l wodą. Następnie wprowadza ' się 1 ml roztworu fenolanu (3) i po przemieszaniu 0,5 ml roztworu podchlorynu (4). Miesza się i zo­ staw ia na ~ 2 godz., po czym kolorym etruje się przy l = 625mu (filtr jasnoczerwony — probówki kolorym etryczne o średnicy ~ 18 mm).

Roztwór wzorcowy, sporządzony z (NH4)2S0 4 , powinien być tak roz­

cieńczony, by 1 m l zawierał 1 M*g N-am onowego. Do kalibrowania daje się do probówek roztworu wzorcowego 1 1 0 m l uzupełniając objętość

odpowiednio wodą do 10 ml. Dalsze postępowanie jest takie same jak z w yciągiem glebowym .

*) C r o w t h e r А. В i L a r g e R. S«, Im p roved con d ition s for th e sodium p h e n o x id e sod iu m h y p o ch lo rite m eth od ’ for th e d eterm in a tio n of am m onia, A n a ­ ly s t , t. 81, 64— 65 (1956).

Czułość oznaczenia leży poniżej 1 |xg N-am onowego w 10 m l wyciągu*

co odpowiada 0 , 1 mg N w 100 g badanej gleby.

Ponieważ gleba zajmuje około 5% objętości kolby, to dla większej ścisłości można otrzym any w ynik pomnożyć przez 0,95; najczęściej

jednak jest to zbyteczne.

O Z N A C ZA N IE A Z O T U AZO TA N O W EG O

Zasada oznaczania oparta jest na nitrowaniu przez azotany kwasu fenolodw usulfonowego do odpowiedniego nitrofenolu, którego roztwory -alkaliczne (amoniakalne) są intensyw nie zabarwione na żółto.

O d c z y n n i k i :

1) Kwas fenolodw usulfonowy. W kolbie z okrągłym dnem o pojem ­

ności 500 m l 25 g fenolu rozpuszcza się w 150 m l stęż, H2SO4 oraz

w 75 m l 15% dym iącego H2SO4. Kolbę zaopatrzoną w chłodnicę po­

w ietrzną ogrzewa się we wrzącej łaźni wodnej przez 2 godziny. 2) Woda amoniakalna.

P o s t ę p o w a n i e :

W parowniczkach o pojemności 50 ml odparowuje się do sucha na wrzącej łaźni wodnej odpowiednią ilość wyciągu glebowego potrakto­ wanego 0,5 m l 0,1-n NaOH; zw ykle wystarcza 20 m l wyciągu, jednak przy bogatszych w azotany mniej, a przy ubogich można odparować w ięcej. Suchą pozostałość w parowniczce zwilża się dokładnie 2 ml

kwasu fenolodw usulfonowego (1), po czym dodaje się 1 ml wody, m ie­

sza, 3 — 5 minut ogrzewa na łaźni wodnej. Zawartość parowniczki roz­ cieńcza się wodą i przenosi ilościowo do kolbki miarowej na 50 ml. Alka- lizuje się amoniakiem (lekki nadmiar) i dopełnia wodą do kreski. K olo­ ry metru je się przy X = 410 min. Gdy roztwór jest zbyt intensyw nie za­ barwiony, można go odpowiednio rozcieńczyć wodą i potem kolory- m etrować, uwzględniając przy obliczaniu wyników na 1 0 0 g gleby za­

stosowane rozcieńczenie.

Roztwór wzorcowy przygotowuje się z roztworu K N O 3 rozcieńcza­ jąc go tak, że 1 m l zawiera 5 \ig N-azotanowego. Do parowniczek pipe- tuje się 2, 4, 6, 8 i 10 ml roztworu wzorcowego i po 0,5 ml 0,1-n NaOH

i dalej postępuje tak jak z wyciągiem glebowym .

Czułość oznaczenia przy odparowaniu 20 m l wyciągu wynosi ~ 0,25 mg N-azotanowego w 100 g badanej gleby.

O ZN AC ZA N IE A ZO TU AZOTA NO W EG O

A zotyny powstają w procesie nitryfikacji tylko w glebach o pH > 7. W glebach słabo kwaśnych i kwaśnych oznaczanie azotynów jest bez­

celowe. Do kolor ym erycznego oznaczania azotynów wyzyskano reakcję w środowisku słabo kwaśnym m iędzy azotynami, a m -fenylenodw ua- miną. Powstające barwne połączenia są bardzo trwałe.

O d c z y n n i k i :

1) 0,5% roztwór chlorowodorku m etafenylenodw uam iny zakwaszony kilku kroplami kwasu octowego.

2) Roztwór buforowy. W kolbie miarowej na 500 ml rozpuszcza się w wodzie 25 g NaCl, 10 g octanu sodu i 7,5 m l kwasu octowego lod.

a objętość uzupełnia się wodą do kreski. P o s t ę p o w a n i e :

Do probówek pipetuje się 10 m l wyciągu glebowego lub mniej, uzu­ pełniając objętość wodą do 10 ml. Następnie dodaje się 1 m l roztworu buforowego (2) oraz 0,2 m l odczynnika (1) miesza, a zakorkowane pro­ bówki zostawia się do następnego dnia. K olorym etruje się przy

I = 460 mim.

Celem przygotowania roztworu wzorcowego sporządza się roztwór wodny A g N 0 2. Czysty A g N 0 2 łatwo przygotować z AgNOy i N a N 0 2. Do roztworu A g N 0 2 o znanej ilości azotynów daje się nadmiar roz­ tworu NaCl. Roztwór nad osadem AgCl rozcieńcza się tak, by 1 m l zawierał 0,2 м-g N-azotynowego. Do probówek pipetuje się 2, 4, 6, 8 i 10 m l wzorca uzupełniając odpowiednio objętość wodą do 10 ml. Dalsze postępowanie jest takie jak z w yciągiem glebowym .

Czułość oznaczenia leży poniżej 0,4 \*g N -azotynowego w 10 ml lub 0,04 mg w 100 g gleby.

Opisane oznaczenia można łatwo przeprowadzić w bezbarwnych w y ­ ciągach glebowych. Niekiedy jednak są one żółte, zwłaszcza z gleb orga­ nicznych. W takich wypadkach najmniejsze zakłócenia występują przy oznaczaniu amoniaku.

Dąży się do opracowania m etody odbarwienia takich w yciągów w sposób, który by nie powodował żadnych strat azotu m ineralnego.

Р. Ш И Л Л А К О П Р Е Д Е Л Е Н И Е М И Н Е Р А Л Ь Н О Г О А З О Т А В П О ЧВЕ (Л аборатория удобрения Института В озделы вания, У добрения и Почвоведения — Быдгощь) Р е з ю м е В почве содерж и тся азот минеральный в ф орм е аммиачной, азотной и а зо ­ тистой. В се три формы азота определяю т колориметрически в одной и той ж е почвенной вытяжке, которую получают взбалты ванием ю г почвы с 2 0 мл 5% K2SO4 и 50 мл воды с последую щ им разбавлен ием до 100 мл.

Аммиачный азот определяю т следую щ им образом:

ю

DETERMINATION OF MINERAL NITROGEN IN SOIL

(S oil F ertilizin g E sta b lish m en t of th e In stitu te of S o il C ulture, F ertilizin g and S o il S c ie n c e — B ydgoszcz)

The mineral nitrogen exists in the soil as ammonia, nitrate and ni­ trite nitrogen and all the three forms are tested colorim etrically in the same soil extract. The extract is obtained by shaking 10 g of soil sample w ith 20 ml 5% K 2SO 4 and 50 ml of water, then diluting w ith water to 100 ml. For ammonia — N determination, the blue colour is develop­ ing in an aliquot of extract diluted to 10 ml after addition of sodium phenoxide and sodium hypochlorite. For nitrate determ ination 20 ml of extract (in some cases less or more) is evaporated to a dry state and the residue is nitrified with phenoldisulphonic acid in conc. H 2SO 4.

A yellow colour is developing after diluting with water and making alkaline with ammonia. The nitrate — N can be produced in soil with pH > 7 only. In an aliquot of extract diluted to 10 ml a buff or solu­ tion is added to make pH 4— 5 and then a solution of m eta- phenylene- diamine in diluted acetic acid. A pink-yellow colour w ill be developed on the next day. The sensitivity of these reactions is as follows: in re­ lation to 100 g soil for ammonia — N 0,1 mg, for nitrate — N 0,25 mg, and for nitrite — N 0,04 mg.

в 100 г почвы — аммиачного азота — азотнокислого — азотистого — ОД мг — 0,25 — 0,04 R. SC H IL L A K S u m m a r y