Лабораторные методы определения показателей почвенного плодородия. Термины и определения в агрохимии. Учебник

3. Определение нитратного азота в почве

где W – массовая доля влаги в анализируемой почве, %;

2,5 – соотношениемассыпробыпочвыиобъемаэкстрагирующего раствора.

Массовую долю влаги в почве (W) в процентах определяют высушиванием пробы в термостате при температуре (105±5) °С в течение 6 ч и вычисляют по формуле

100 – коэффициент пересчета в проценты.

Массовую долю азота нитратов в пересчете на сухую почву (X1) в миллионных долях вычисляют по формуле

X1 = X K1K2,

где X – массовая доля азота нитратов во влажной почве, млн-1.

За результат анализа принимают значение единичного определения. Результат анализа выражают в миллионных долях (мг на 1 кг почвы) с округлением до первого десятичного знака.

Допускаемые относительные отклонения при двусторонней доверительной вероятности P = 0,95 от среднего арифметического результатов повторных анализов при выборочном статистическом контроле составляют:

20 % – при массовой доле азота нитратов в почве до 10 млн-1; 15% – св. 10 млн-1.

21

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АММОНИЙНОГО АЗОТА В ПОЧВЕ

Для определения аммонийного азота в почвах, вскрышных и вмещающих породах при проведении почвенного, агрохимического, мелиоративного обследований угодий, контроля за состоянием почв и других изыскательских и исследовательских работ используют метод ЦИНАО по определению обменного аммония, описанный в ГОСТ 26489–85.

Суммарная относительная погрешность метода составляет 15 % при массовой доле азота аммония в почве до 10 млн-1, 10 % – св. 10 до 30 млн-1, 7,5% – св. 30 млн-1.

Сущность метода заключается в извлечении обменного аммония из почвы раствором хлористого калия, получении окрашенного индофенольного соединения, образующегося при взаимодействии аммония с гипохлоритом и салицилатом натрия в щелочной среде и последующем фотометрировании окрашенного раствора.

Отбор проб

Отбор проб осуществляют по ГОСТ 26483–85.

Аппаратура и реактивы

Фотоэлектроколориметр.

Весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г и 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г по ГОСТ 24104–80.

Дозаторы с погрешностью дозирования не более 1 % или пипетки и бюретки 2-го класса точности по ГОСТ 20292–74.

Электроплитка.

Кассетыдесятипозиционныестехнологическимиемкостямииз материала, устойчивого к действию применяемых реактивов, или колбыконическиевместимостью100 см3 поГОСТ25336–82.

Посуда мерная лабораторная 2-го класса точности по ГОСТ 1770–74.

Кислота соляная по ГОСТ 3118–77, х. ч., раствор концентра-

ции c (HCl) = 1 моль/дм3 (1 н.).

22

4. Определение аммонийного азота в почве

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328–77, ч. д. а. Аммоний хлористый по ГОСТ 3773–72, х. ч. Известь хлорная.

Калий хлористый по ГОСТ 4234–77, х. ч., раствор концентрации c (КCl) = 1 моль/дм3 (1 н.).

Калий-натрий виннокислый по ГОСТ 5845–79, ч. д. а. Калий йодистый по ГОСТ 4232–74, х. ч. или ч. д. а. Натрий нитропруссидный, 2-водный, ч. д. а.

Натрий салициловокислый по ГОСТ 17628–72, ч.

Натрий серноватистокислый, 5-водный по СТ СЭВ 22375, х. ч. или ч. д. а. или стандарт-титр, c (Na2S2O3 · 5H2O) = = 0,1 моль/дм3 (1 н.).

Натрий углекислый, безводный по ГОСТ 83–79, х. ч. или ч. д. а.

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652–73, ч. д. а.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709–72, проверенная на отсутствие аммония.

Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026–76.

Подготовка к анализу

Приготовление запасного окрашивающего раствора

56,7 г салициловокислого натрия, 16,7 г виннокислого калиянатрия и 26,7 г гидроокиси натрия, взвешенных с погрешностью неболее0,1 г, помещаютвстаканизтермостойкогостеклавместимостью 1000 см3, растворяют в 700 см3 дистиллированной воды и кипятят в течение 20 мин для удаления аммиака. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, добавляют0,4 гнитропруссидногонатрия, взвешенногоспогрешностьюнеболее0,01 г, ипослеполногорастворениянавескидоводятдистиллированнойводойобъемрастворадометки.

Раствор хранят в холодильнике в склянке оранжевого стекла с притертой пробкой не более 2 мес.

Приготовление рабочего окрашивающего раствора

Запасной окрашивающий раствор разбавляют дистиллированной водой в соотношении 1:9 и растворяют в нем трилон Б из расчета 2 г на 1000 см3 конечного раствора.

23

Лабораторные методы определения показателей почвенного плодородия. Термины и определения в агрохимии

Раствор готовят в день проведения анализа.

Приготовлениерастворасерноватистокислогонатриякон-

центрации c (Na2S2O3 · 5H2O) = 0,1 моль/дм3 (1 н.)

Готовят по СТ СЭВ 3675–82 или из стандарт-титра.

Приготовление запасного раствора гипохлорита натрия

150 г хлорной извести взвешивают с погрешностью не более 0,1 г, помещают в химический стакан вместимостью 1000 см3, прибавляют 250 см3 дистиллированной воды и перемешивают.

150 гуглекислогонатриявзвешиваютспогрешностьюнеболее 0,1 г, помещают в химический стакан вместимостью 500 см3 и растворяют в 250 см3 дистиллированной воды.

Раствор углекислого натрия вливают в раствор хлорной извести при непрерывном перемешивании. Полученную смесь оставляют на 1–2 суток для отстаивания, затем надосадочную жидкость сливают и фильтруют.

Концентрацию активного хлора в растворе гипохлорита натрияустанавливаюттитрованием. Дляэтоговконическуюколбу вместимостью 100 см3 отбирают 1 см3 приготовленного раствора и разбавляют дистиллированной водой до объема 40–50 см3. Прибавляют 2 г йодистого калия, взвешенного с погрешностью не более 0,1 г, и 10 см3 раствора соляной кислоты концентрации 1 моль/дм3. Образовавшийсяйодтитруютрастворомсерноватистокислого натрия до исчезновения вишневой окраски.

Массовую долю активного хлора (X) в процентах в запасном растворе гипохлорита натрия вычисляют по формуле

X = 0,00355 · V · 100,

где 0,00355 – количествохлора, соответствующее1 см3 раствора серноватистокислогонатрияконцентрации0,1 моль/дм3, г; V – объем раствора серноватистокислого натрия концентрации 0,1 моль/дм3 , израсходованный на титрование, см; 100 – коэффициент пересчета в проценты.

Концентрацию раствора проверяют титрованием не реже одного раза в 3 мес.

24

4. Определение аммонийного азота в почве

Раствор хранят в холодильнике в склянке оранжевого стекла с притертой пробкой не более 1 года.

Приготовление раствора гипохлорита натрия с массовой долей 0,125 %

Запасной раствор гипохлорита натрия разбавляют дистиллированной водой до заданной концентрации в день проведения анализа.

Приготовление раствора азота аммония массовой концентрации 0,25 мг/см3

0,955 г хлористого аммония, высушенного при температуре 100–105 °С до постоянной массы, взвешивают с погрешностью не более 0,001 г, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и растворяют в растворе хлористого калия концентрации 1 моль/дм3, доводя объем до метки.

Растворхранятвсклянкеспритертойпробкойв холодильнике не более 1 мес.

Приготовление растворов сравнения

В мерные колбы вместимостью 250 см3 помещают указанные в таблице 5 объемы раствора азота аммония массовой концентрации 0,25 мг/см3 и доводят объемы до меток раствором хлористого калия концентрации 1 моль/дм3.

Таблица 5 – Справочные значения для приготовления раствора сравнения при определении аммонийного азота в почве

Растворы сравнения используют для градуировки фотоэлектроколориметра в день проведения анализа. Окрашивание рас-

25

Лабораторные методы определения показателей почвенного плодородия. Термины и определения в агрохимии

творов сравнения проводят аналогично окрашиванию анализируемых вытяжек и одновременно с ними.

Проведение анализа

Для анализа используют фильтраты вытяжек, приготовленных по ГОСТ 26483–85.

В технологические емкости или конические колбы отбирают по2 см3 фильтратовирастворовсравнения. Кпробамприбавляют по 40 см3 рабочего окрашивающего раствора, затем по 2 см3 раствора гипохлорита натрия с массовой долей 0,125 %. Растворыперемешиваютпослекаждогодозирования. Окрашенные растворы не ранее чем через 1 ч и не позже чем через 2,5 ч после прибавления раствора гипохлорита натрия фотометрируют в кювете с толщиной просвечиваемого слоя 1 см3 относительно раствора сравнения N 1 при длине волны 655 нм или используя красный светофильтр с максимумом пропускания в области

630–670 нм.

Допускается пропорциональное изменение объемов проб анализируемых вытяжек, растворов сравнения и растворов реагентов при погрешности дозирования не более 1 %.

Обработка результатов

По результатам фотометрирования растворов сравнения строят градуировочный график. По оси абсцисс откладывают концентрацииазотааммонияврастворахсравнениявпересчете на массовую долю в почве (млн-1), а по оси ординат – соответствующие им показания фотоэлектроколориметра.

Массовую долю азота аммония в анализируемой почве определяют непосредственно по градуировочному графику и вычитают из нее результат холостого опыта.

Если результат определения выходит за пределы градуировочного графика, определение повторяют, предварительно разбавив фильтрат раствором хлористого калия концентрации 1 моль/дм3. Результат, найденный по графику, увеличивают во столько раз, во сколько был разбавлен фильтрат.

При проведении массовых анализов вместо построения градуировочного графика допускается градуирование шкалы прибора по растворам сравнения в день проведения анализа.

26

4. Определение аммонийного азота в почве

За результат анализа принимают значение единичного определения аммония.

Результат анализа выражают в миллионных долях (млн-1) с округлением до первого десятичного знака.

Допускаемые относительные отклонения от среднего арифметического результатов повторных анализов при выборочном статистическом контроле при доверительной вероятности Р = 0,95 составляют 25 % при массовой доле азота аммония в почве до 10 млн-1, 15 % – св. 10 до 30 млн-1, 10 % – св. 30 млн-1.

27

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНОГО ФОСФОРА В ПОЧВЕ

Для почвенных условий Ставропольского края самым широко используемым методом определения подвижных форм фосфора является метод Мачигина для карбонатных почв в модификации ЦИНАО, описанный в ГОСТ 26205–91.

Метод служит для определения подвижных соединений фосфора в сероземах, серо-бурых, бурых, каштановых, черноземах и других почвах, вскрышных и вмещающих породах пустынной, полупустынной, сухостепной и степной зон, в карбонатных почвах других зон.

Метод основан на извлечении подвижных соединений фосфора из почвы раствором углекислого аммония концентрации 10 г/дм3 при отношении почвы к раствору 1:20 и последующем определении фосфора в виде синего фосфорно-молибденового комплекса на фотоэлектроколориметре.

Отбор проб

Отбор проб для анализов проводят:

–по ГОСТ 28168 – при отборе проб с пахотных земель, почв сенокосов, пастбищ, лесных питомников для целей агрохимического обследования;

–ГОСТ 17.4.4.02 – при отборе проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа;

–ГОСТ 17.4.3.01 – в соответствии с общими требованиями к отбору проб по межгосударственному стандарту.

Аппаратура и реактивы

Фотоэлектроколориметр.

pH-метр или иономер с погрешностью измерений не более

0,05 единицы pH.

Ротатор с оборотом на 360° и частотой вращения не менее 30–40 мин-1 или взбалтыватель с возвратно-поступательным движением и частотой колебаний не менее 75 мин-1.

Термостат с автоматической регулировкой температуры в пределах (25±2) °С или кондиционер.

28

5. Определение подвижного фосфора в почве

Устройство нагревательное Н-1 (для колб) или другие нагревательные устройства.

Цилиндр или дозатор для отмеривания 100 см3 экстрагирующего раствора.

Колбы конические или технологические емкости вместимостью не менее 150 см3.

Колбы конические вместимостью не менее 100 см3 из термостойкого стекла.

Воронки.

Пипетка или дозатор для отмеривания 15 см3 проб растворов сравнения и вытяжек.

Бюретка вместимостью 10 см3.

Бюретка или дозатор для отмеривания 2 см3 смеси серной кислоты и марганцовокислого калия.

Цилиндр вместимостью 50 см3 или дозатор для отмеривания

35и 36 см3 реактива Б.

Колбы мерные вместимостью 250 см3 и 1 дм3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 25 % (молярной концентрации c (NН4ОH) = 13,4 моль/дм3).

Аммоний углекислый по ГОСТ 3770 или аммоний углекислый кислый по ГОСТ 3762.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765. Кислота аскорбиновая.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор концентрации 17,5 г/дм3.

Калий сурьмяновиннокислый, ч.

Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198. Калий хлористый по ГОСТ 4234.

Индикатор метиловый оранжевый по ТУ 6-09-5171-84, раствор концентрации 10 г/дм3.

Кислота серная по ГОСТ 4204, раствор с массовой долей 30 % и растворы концентрации c (1/2 Н2SO4) = 5 и 6 моль/дм3.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, титрованный раствор концентрации с (НСl) = 0,1 моль/дм3, приготовленный по ГОСТ 25794.1.

Вода дистиллированная.

29

Лабораторные методы определения показателей почвенного плодородия. Термины и определения в агрохимии

Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

Подготовка к анализу

Приготовление экстрагирующего раствора – раствора углекислого аммония концентрации 10 г/дм3 с pH = 9,0

Для приготовления 1 дм3 раствора взвешивают (10,0±0,1) г углекислого аммония, растворяют его в воде и доводят объем до 1 дм3.

Если раствор готовят из кислого углекислого аммония и аммиака, предварительноуточняютконцентрациюводногораствора аммиака. Для этого 1 см3 водного аммиака разбавляют водой в мерной колбе до 100 см3. Отбирают 20 см3 приготовленного раствора в коническую колбу, прибавляют 2 капли метилового оранжевого и титруют раствором соляной кислоты концентрации с (НСl) = 0,1 моль/дм3 до перехода желтой окраски в оранжевую.

Молярную концентрацию раствора аммиака (c), моль/дм3, вычисляют по уравнению

с = с1 V ∙ 100 ,

V1

где с1 – концентрация раствора соляной кислоты, моль/дм3; V – объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование, см3;

Vсм1 3–; объемрастворааммиака, отобранныйдлятитрования,

100 – коэффициент разведения водного раствора аммиака перед титрованием.

Для приготовления 1 дм3 экстрагирующего раствора взвешивают (8,22±0,01) г кислого углекислого аммония, прибавляют 107,2 ммоль аммиака в виде водного раствора и доводят объем дометкиводой. Объемводногорастворааммиака(V2), содержащий 107,2 ммоль аммиака, вычисляют по уравнению:

107,2 ,

V2 = с

30