Определение легкогидролизуемого азота в почве по методу И.В.Тюрина и М.М.Кононовой, Корнфильду. Их сравнительная характеристика

Азот находится в почве в органической форме (белковые вещества и продукты их распада и гумус). Минерального азота (нитраты, нитриты, аммиак) в почве не больше 1% от общего количества. Поступает азот почти исключительно в минеральной форме.

Большинство почв содержит малодоступного для растения азота.

Принцип метода

В основе метода лежит определение не только минерального азота, находящегося в данный момент в почве, но и часть органического азота, который может быть минерализован в течение вегетационного периода. Известно, что разложение органического вещества в почве естественных условиях выражается на первых этапах в реакциях гидролиза; в данной работе имеется ввиду определение подвижных форм азота после предварительного гидролиза органических веществ почвы 0,5 - нормальным раствором серной кислоты на холоде.

При этом в раствор переходит азот аммиака и нитратов, а также некоторое количество азота органических веществ входящего в состав аминокислот и амидов.

Ход анализа

Из средней пробы на технико-химических весах отвешивают 20 г воздушно-сухой измельченной почвы, переносит ее в коническую емкостью на 200 мл., прибавляют 100 мл. 0,5 нормального раствора серной кислоты, в течение 3 мин содержимое колбы взбалтывают и оставляют на ночь. На следующий день фильтруют через сухой фильтр. Берут пипеткой 50 мл. фильтрата в коническую колбу на 100 мл., прибавляют 0,5 г. металлической смеси (I часть железа + 9 частей цинка) и нагревают содержимое колбы до кипения. Охлаждают. После охлаждения прибавляют 5 мл. концентрированной серной кислоты (уд. веса 1,84). Доводят до кипения и кипятят на электроплитке с использованием асбестовой сетки до появления белых паров, содержащих SO₂, побурение жидкости.

Затем в колбу добавляют 2 мл. 20% раствора двухромовокислого калия, колбу закрывают маленькой воронкой (трубкой во внутрь) и энергично кипятят в течение 10 мин. до полного позеленения жидкости

Охладив колбу, содержимое ее переносят в отгоночную колбу аппарата Къельдаля емкостью на 500 мл. Коническую колбу и воронку смывают несколько раз 100 мл. воды с таким расчетом, чтобы количество жидкости достигло 120 мл. Одновременно готовят приемник для улавливания аммиака. Для этого в коническую коблу емкостью на 250 мл наливают 20 мл. 0,02 -нормальной серной кислоты прибавляют 5 капель метил-рот. Приемник устанавливают под холодильник аппарата Къельдаля так, чтобы конец газоотводной трубки был погружен в серную кислоту.

После этого в отгоночную колбу прибавляют 20 мл. 50% раствора натриевой щелочи, спускают кусочек цинка для равномерного кипения. Отгоночную колбу соединяют с каплеуловителем, который соединен с холодильником.

Отгонка аммиака протекает в течение 0,5-1,0 часа, при этом часть взятой кислоты в приемник пойдет на связание аммиака, а избыток несвязанной серной кислоты оттитровывают 0,02 - нормальной натриевой щелочью. Перед титрованием содержимое приемника необходимо прокипятить в течение 5 мин. для удаления углекислоты.

Вычисление результатов

Количество гидролизованного азота в мл. на 100 гр. воздушно сухой почвы вычисляют по следующей форме:

N = (20ti-at₂) 0,28*10

20 - мл. 0,02 нормальной серной кислоты, взятой в приемник для улавливания аммиака t_t - поправка к титру серной кислоты а - мл. 0,02 - нормальной натриевой щелочи, пошедшей на обратное оттитрование избытка серной кислоты т₂ - поправка к титру натриевой щелочи

0,28 - мг азота, отвечающее 1 мл. 0,02 нормальной серной кислоты

10 - коэффициент для пересчета на 100 г почвы.

Для пересчета полученного результата на абсолютно сухую почву

необходимо полученный результат умножить на

100

100-у

где у - процент гигроскопической влаги

Величину у находят в отдельном определении.

Полученные цифры содержания в почве гидролизуемого азота позволяют сделать ориентированный прогноз эффективности вносимых азотных удобрении.

Приводимая ниже таблица характеризует соотношение между количеством гидролизуемого азота в почвах и отзывчивость растений на азотные удобрения.

Реакция при гидролизе, отгоне и связывании аммиака

При обработке почвы 0,5 нормальной H₂SO₄ в вытяжку переходят NO₃, NH₄и некоторые количества аммиачного и амидного азота. При действии на аминокислоты H₂SO₄ и К₂Сr₂О₇ (как окислителя) последние превращаются в аммиачные соединения.

В сильной кислой среде двухромовокислый калий восстанавливается с молекулярным кислородом.

2 K₂Cr₂0₇+8 H₂SO₄ = 2К₂ SO₄+2 Cr₂ (SO₄)₃+8H₂O+3O₂t

Красно-оранжевый свет раствора бихромата калия переходит в зеленый присущий сернокислой окиси хрома. Кислород, в момент выделения энергично окисляет углерод тех органических веществ почвы, которые перешли из нее в кислотную вытяжку.

ЗС+ЗО₂=ЗСО₂

Пары кипящей серной кислоты распадаются на серный ангидрид и воду: H₂SO₄- => SO₃+H₂O

Серный ангидрид, в свою очередь, распадается на сернистый газ и кислород: 2S0₃=>2 S0₂+O₂

Кислород участвует в окислении углерода и водорода до углекислого газа и воды, а сернистый газ переводит азот аминогрупп (Н₂) в аммиак, который связывается с серной кислотой:

Нитраты, перешедшие вытяжку, восстанавливаются до аммиака Реакции идут по уравнениям:

H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂

H₂SO₄+Zn= Zn SO₄+H₂

HNO₃+H₂=HNO₂+H₂O

HNO₂+3 H₂=NH₃+2H₂O

2NH₃+ H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄

Аммиак вытесняется из сульфата аммония в отгонной колбе щелочью и вновь связывается с кислотой в приемнике:

(NH₄)₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₄OH

Занятие № 5

Содержание подвижного фосфора в почве по методу Ф.В.Чирикова.

Главным источником фосфора для растений в природных условиях служат соли ортофосфорной кислоты. Лучше всего растения усваивают воднорастворимые соли: однозамещенные фосфаты кальция - Са (H₂PO₄), магния Mg (H₂PO₄), соли одновалентных катионов - К₂НРО₄, NH₄PO₄ и т.д.

Двухзамещенные фосфаты кальция и магния (СаНРО₄, MgHPO₄) не растворяются в воде, но растворяются в слабых кислотах и легко усваиваются растениями.

Трехзамещенные фосфаты кальция и магния Са₃(РО)₄ и Mg₃(PO)₄ еще менее растворимы и растениями усваиваются слабее.

В почве фосфор находится в виде минеральных органических соединений. Органический фосфор в основном входит в состав гумуса, находится в неразложившихся корневых и других остатках и в телах микроорганизмов. Этот фосфор не усваивается растениями.

Минеральные фосфаты почвы представлены главным образом аппатитами: ЗСа₃(РО₄)2 * CaF₂ - фтораппатит, ЗСа₃ (PO₄)₂ * СаС!₂ -хлораппатит, ЗСаз(РО₄)₂ * СаОН₂ - гидроксилаппатит. В кислых почвах содержится фосфаты полуторных окислов: FePO₄, AlPO₄. Доступных растениями фосфатов в почве, как правило, содержится очень мало. Считается, что переходящая 0,5 н. уксусную кислоту Р₂О₅ в полнее доступна растениям. Этот метод определения доступной растениям фосфорной кислоты дает хорошие результаты на карбонатных черноземов.

Принцип метода

Почва обрабатывается 0,5 н раствором уксусной кислоты. Вытяжке определяется фосфорная кислота колориметрическим методом.

Этот метод основан на способности фосфорной кислоты давать голубое окрашивание с молибденово-кислым аммонием в присутствии хлористого олова, причем интенсивность окрашивания пропорционально содержанию в растворе фосфорной кислоты. При взаимодействии фосфорной кислоты и молибденово-кислого аммония образуется фосфорно-молибденовая гетерополикнслота.

Добавление восстановителя (хлористого олова) приводит к частичному восстановлению шестивалентного молибдена в пятивалентный и появлению соединения, окрашенного в синий цвет.

(МоО₂ * 4М_о0₃)₂ * Н₃РО₄ * 4Н₂О

Интенсивность и устойчивость окраски зависит не только от наличия в растворе фосфорной кислоты, но и от соотношения между кислотами, молибденово-кислым аммонием и восстановителем. Поэтому важно соблюдение техники анализа.

Ход анализа

На технических весах отвешивают 4 гр. почвы, переносят ее в круглую плоскодонную колбу емкостью примерно 250 мл., приливают 100 мл. 0,5 н. уксусной кислоты. Содержимое колбы взбалтывают 1 час и оставляют на сутки. Суспензию фильтруют через безвольный фильтр. Берут пипеткой 25 мл. дистиллированной воды. После этого приливают 20 мл. смеси серной кислоты и молибдиново-кислого аммония. Содержимое колбы тщательно перемешивают. Приливают 5-6 капель хлористого олова, доливают раствор в колбе дистиллированной водой до метки и снова тщательно перемешивают. Через 15 мин. колориметруют на фотоколориметре при красном светофильтре с кюветой в 10 мл., колориметрирование должно закончиться не позднее как через 1 час после добавления восстановителя.