Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Агрохимические методы исследования состава соединений азота, фосфора и калия в торфяных почвах
.pdf
0,2 %, приготовленного по п. 1.1.2.2.5. Растворы перемешивают после каждого добавления реагентов. Окрашенные
растворы не ранее чем через 1 час и не позже чем через
2,5 часа после прибавления раствора гипохлорита натрия
фотометрируют в зависимости от интенсивности окраски растворов в кювете с толщиной просвечиваемого слоя
10–30 мм относительно раствора сравнения № 1 при длине
волны 655 нм или используя красный светофильтр с максимумом пропускания в области 630–670 нм. Растворы сравнения фотометрируют в тех же кюветах, что и растворы
анализируемых вытяжек.
Допускается пропорциональное изменение объемов проб
анализируемых вытяжек, растворов сравнения и растворов реагентов при погрешности дозирования не более 1 %.
1.3.4.4. Обработка результатов
По результатам фотометрирования растворов сравнения массовую долю азота аммония в анализируемой почве
определяют с помощью персонального компьютера путем
расчета зависимости показаний прибора (оптическая плотность растворов) от концентрации определяемых стандартных растворов азота, описываемой соответствующим уравнением регрессии:
у = ах ± в,
где: у – содержание азота аммония, мг на 1 кг почвы; х – величина отсчета на приборе оптической плотности испытуемых растворов; а и в – параметры линейного уравнения,
устанавливаемые компьютером.
Для этого в программе EXCEL строится точечная диаграмма. В электронную таблицу заносятся данные по оси
х – показания прибора оптической плотности исследуемых
стандартных растворов, из которых предварительно вычитают результат холостого опыта, а по оси у – соответствующее им содержание (концентрация) азота в почве, мг/кг
31
(см. табл. 5). Затем к полученной кривой добавляют линию
тренда, определяют уравнение регрессии и величину досто-
2
верности аппроксимации (R
). Для определения содержания азота в почве в полученное уравнение вместо х подставляют значения показаний прибора оптической плотности
испытуемых растворов, из которых также предварительно
вычитают результат холостого опыта.
Применимость уравнения для определения содержа-
ния азота аммония в исследуемых почвах – в пределах от 1
2
до 250 мг/кг почвы при R
≥ 0,8.
За результат анализа принимают значение единичного
определения азота аммония. Результат анализа выражают
в мг на 1 кг почвы с округлением до целого числа или в процентах. Допускаемое отклонение от среднего арифметического при повторных анализах проб почв составляет 10 %.
Допускаемое отклонение от среднего арифметического
при повторных анализах проб почв составляет в одной лаборатории – 10, в разных лабораториях – до 15 %.
В связи с тем, что при определении разных форм азота
каждый раз берут новую навеску почвы, то при расчетах легкогидролизуемого азота из гидролизата (0,25 М H
2SO4
) вычитают содержание минерального аммонийного азота. При
расчетах содержания в почве трудногидролизуемых форм
азота из азота гидролизата (2,5 М H
) вычитают содержа-
2SO4
ние минерального аммонийного и легкогидролизуемого азота. Для определения содержания в почве фракции негидроли-
зуемого из количества общего азота вычитают сумму минеральных, легко- и трудногидролизуемых соединений азота.
Азотный фонд пахотного слоя торфяных почв представлен преимущественно органическими соединениями,
азот которых становится доступным растениям в результате биологической минерализации органического веще-
32
ства – процессов аммонификации и нитрификации [19, 28].
Величина и интенсивность этих процессов, а, следовательно, и размеры накопления минеральных соединений азота
в почве находятся в тесной связи с состоянием ряда условий
внешней среды: наличие в почве и состава органического
вещества, температуры, влажности и др.
В торфяных почвах после удаления избыточной влаги
и в результате сельскохозяйственного использования процесс минерализации органического вещества преобладает
над его образованием и проходит постоянно. В результате чего со временем на месте торфяных образуются комплексы, включающие торфяные, торфяно-минеральные, минеральные остаточно-торфяные и минеральные постторфяные почвы. Плодородие этих почв и величина их аммонифицирующей, нитрифицирующей и в целом азотминерализующей способности (АМС) различаются.
Проблема оценки интенсивности процесса минерализации органических соединений торфа и потенциальной
азотминерализующей способности торфяных почв разных стадий эволюции имеет значение с двух точек зрения. С одной стороны – разработка приемов, замедляющих
интенсивность этого процесса, способствует сохранению
плодородия почв на возможно более длительный срок,
а с другой – высвобождаемый в результате минерализации
органических соединений азот аммония и нитратов является источником азотного питания растений и загрязнения грунтовых вод.
Обычно о минерализации органических соединений
и плодородии почв судят по их нитрифицирующей или
азотминерализующей способности. Известен биологический метод С. Н. Кравкова, 1931 [10, 11] и его модификации
определения нитрифицирующей или азотминерализующей способности минеральных (подзолистых, дерновоподзолистых и др.) почв [2, 9, 25]: почва компостируется
в течение 14 суток при оптимальных для микробиологической деятельности условиях влажности и температу-
33
ры, с последующим определением содержания в ней минеральных соединений азота. Однако эти методы имеют
ряд недостатков – длительность проведения анализа, повышенные затраты энергии, времени и финансов. Это особенно важно при проведении анализа торфяных почв, где
необходимый период их инкубации по нашим данным составляет 45 суток. Поэтому для определения азотминерализующей способности торфяных почв вместо биологического предлагается использовать впервые разработанный
химический метод.
В исследованиях с применением стабильного изотопа
15
азота N
доказано [19], что фракция азота почвы, включающая минеральные и легкоминерализуемые (ближайший
резерв минеральных) соединения, в течение вегетационного периода вступает в малый биологический круговорот
и может быть усвоена растениями. Поэтому она названа
«потенциально усвояемой (активной)». Ниже излагается
метод определения этой фракции азота в торфяной почве.
Сущность его заключается в обработке почвы 0,2 М КОН
и последующем определении суммы азота минеральных
и гидролизуемых органических соединений. Азот в аммонийной форме определяют фотометрически по степени
окрашенности индофенольного соединения, которое образуется при взаи модействии аммония с салициловокислым
натрием и гипохлоритом натрия. Максимум поглощения
при фотометрировании – 670 НМ (красный свето фильтр).
Обработку результатов проводят с помощью персонального
компьютера.
2
Исследованиями установлена тесная связь (R
= 0,9)
между результатами определения азотминерализующей
способности торфяных почв, выполненных по биологическому (экспозиция инкубации 45 суток) и предлагаемому
методу (в течение 1 суток) потенциально усвояемого азота. Средняя суммарная погрешность отклонения от средних значений определений по этим методам составляет
менее 10 %.
34
Пробу на анализ из коробки отбирают ложкой или шпателем, предварительно тщательно перемешав почву на всю
глубину коробки. Из пакетов почву высыпают на ровную
поверхность, перемешивают, распределяют слоем толщиной не более 1 см и отбирают пробу не менее, чем из пяти
мест. Масса пробы 5 г.
Фотоэлектроколориметр.
Весы технические квадрантные ВЛТК-500.
Термостат.
Кассеты десятипозиционные или другие емкости из материала, устойчивого к действию применяемых реактивов.
3
Дозаторы на 50, 10, 5 и 2 см
с погрешностью дозировки
не более 1 %.
3
Колбы конические вместимостью 100 см
(ГОСТ 25336 –82).
Фильтры из бумаги (ГОСТ 12026–76) или дру гие, проверенные на присутствие аммония.
Фильтровальные установки десятипозиционные.
3
Бытовые банки вместимостью 200 см
(ГОСТ 5717.1–2003
и 5717.2–2003) или другие технические емкости.
3
Мерные колбы на 250, 1000, 2000 см
, бюретки на 50 см 3
(ГОСТ 1770–74).
Аммоний сернокислый (ГОСТ 3773–72), х. ч.
Калия гидроокись (ГОСТ 4328–77), ч. д. а.
Натрия гидроокись (ГОСТ 4328–77), х. ч.
Натрий салициловокислый (ТУ-6–09–4224–76).
Натрий нитропрусид (ГОСТ 4218–48), ч. д. а.
Калий-натрий виннокислый (ГОСТ 5845–79), ч. д. а.
Известь хлорная техническая (ГОСТ 1692–85).
Натрий углекислый безводный (ГОСТ 4201–79), х. ч.
Кислота серная (ТОСТ 3118–77), х. ч.
Кислота соляная (ГОСТ 3118–77), х. ч.
35
Алюминий сернокислый (ГОСТ 3758–75), ч.
Калий йодистый (ГОСТ 4232–74), х. ч.
Натрий серноватистокислый, 5-водный (фиксанал),
(ГОСТ 27068–86), ч. д. а.
Сплав Деварда тонкорастертый (ТУ 6-09-3671–74), ч. д. а.
Цинковая пыль (ГОСТ 12601–76), ч. д. а.
Вода дистиллированная (ГОСТ 6709–72), про веренная
на присутствие аммония.
1.4.3.1. Приготовление экстрагирующего
раствора – 0,2 М раствор гидроокиси калия
3
Навеску 11,2 г КОН растворяют в 1000 см
дистиллированной воды. Молярность раствора проверяют по 0,1 М HCI
(фиксанал). Допускается использовать раствор с концентра-
3
цией гидрата окиси калия от 0,19 до 0,21 моль/дм
.
1.4.3.2. Приготовление запасных и рабочих растворов
окрашивающего реактива и гипохлорита натрия
проводят аналогично, как и для определения
содержания в почвах общего азота п. 1.1.2.2.
1.4.3.3. Приготовление 15 %-го раствора
сернокислого алюминия в 0,5 М серной кислоте
3
В мерную колбу вместимостью 1 дм
3
500 см
ке колбы приливают 28 см
дистиллированной воды, затем медленно по стен-
3
серной кислоты (уд. масса 1,84).
помещают около
Содержимое колбы при этом разогревается. После охлаждения содержимого колбы добавляют 150 г сернокислого алюминия и общий объем раствора доводят до метки. Раст ворение
происходит при подогревании. Раствор хранят до 1 месяца.
1.4.3.4. Приготовление исходного образцового раствора
0,471 г сернокислого аммония перекристаллизованного
и высушенного при температуре 100–105 ° до постоянной
36
массы, взвешивают с погрешностью 0,01 г и растворяют
3
в 1000 см
0,2 М гидрата окиси калия. Полученный рас-
твор используют для приготовления растворов сравнения.
3
В 1 см
раствора содер жится 0,1 мг аммонийного азота.
1.4.3.5. Приготовление рабочей шкалы образцовых растворов
В мерные колбы вместимостью 250 см 3 помещают из бюретки указанные в таблице 6 объемы раствора, приготовленного по п. 1.4.3.4. Объемы растворов доводят до метки 0,2 М
раствором гидрата окиси калия и тщательно перемешивают.
Растворы сравнения используют для градуировки фотоэлектроколориметра в день проведения анализа. Окрашивание
растворов сравнения проводят аналогично окрашиванию
анализируемых вытяжек и одновременно с ними.
Таблица 6
Показатели
Объем исходного образцового
раствора, приготовленного
по п. 1.4.3.4., см
Концентрация азота аммония:
в растворе сравнения, мг/дм
в пересчете на почву, мг/кг
*
Холостое определение, приливают 0,2 М КОН.
3
3
;
Номер рас твора сравнен ия
1 2 3 4 5 6 7
0*5 10 20 40 60 80
002444888
176163522452832704
Пробы воздушно-сухой почвы массой 5 г, взвешенные
с погрешностью не более 0,1 г, пере носят в конические
3
колбы вместимостью 200 см
, установленные в десятипо-
зиционные кассеты. К пробам дозатором или мерным ци-
3
линдром приливают по 100 см
экстрагирующего раствора 0,2 М гидрата окиси калия, добавляют около 0,5 г тонко растертого сплава Деварда или цинковой пыли. Почву
с экстрагирующим раствором взбалтывают 3 мин и остав-
ляют стоять на 18 ± 0,5 часа в термостате при темпе ратуре
27 ± 1 °C.
По истечении указанного срока для получения про-
зрачных фильтратов вытяжек в колбы до бавляют
3
по 10 см
Н
2SО4.
15 %-го раствора сернокислого алюминия в 0,5 М
Содержимое колб переме шивают и оставляют стоять на 15–20 мин. Затем суспензию фильтруют через бумажные фильтры, проверенные на присутствие аммония.
Одновремен но проводят двукратное холостое определение
с добавлением всех реактивов.
Из полученной вытяжки (по п. 1.4.4.) и растворов срав-
3
нения отбирают дозатором по 5 см
и переносят в бытовые
банки или другие емкости, установленные в 10-позицион-
3
ные кассеты. Добавляют к ним по 43 см
3
вающего реактива и по 2 см
0,2 %-го раствора гипохлори-
рабочего окраши-
та натрия. По сле каждого добавления реагентов растворы
перемешивают. Окрашенные растворы фотоколориметрируют не ранее чем через 1 час в кювете с толщиной просвечиваемого слоя 10 мм при длине волны 670 НМ (красный
светофильтр). Устойчивое окрашивание растворов сохраняется в течение 2,5 часов после при бавления раствора гипохлорита натрия. Температура в помещении, где проводят
аналитические работы, должна быть не ниже 18 °C.
Растворы сравнения фотометрируют в тех же кюветах,
что и растворы анализируемых вытяжек.
Допускается пропорциональное изменение объемов проб
анализируемых вытяжек, растворов сравнения и растворов
реагентов при погрешности дозирования не более 1 %.
По результатам фотометрирования растворов сравнения массовую долю азота аммония в анализируемой почве
38
определяют с помощью персонального компьютера путем
расчета зависимости показаний прибора (оптическая плотность растворов) от концентрации определяемых стандартных растворов азота, описываемой соответствующим уравнением регрессии:
у = ах ± в,
где: у – содержание нитратного азота, мг на 1 кг почвы; х –
величина отсчета на приборе оптической плотности испытуемых растворов; а и в – параметры линейного уравнения,
устанавливаемые компьютером.
Для этого в программе EXCEL строится точечная диаграмма. В электронную таблицу заносятся данные по оси
х – показания прибора оптической плотности исследуемых
стандартных растворов, из которых предварительно вычитают результат холостого опыта, а по оси у – соответствующее им содержание (концентрация) азота в почве, мг/кг
(см. табл. 6). Затем к полученной кривой добавляют линию
тренда, определяют уравнение регрессии и величину досто-
2
верности аппроксимации (R
). Для определения содержания азота в почве в полученное уравнение вместо х подставляют значения показаний прибора оптической плотности
испытуемых растворов, из которых также предварительно
вычитают результат холостого опыта.
Применимость уравнения для определения содержания
нитратного азота в исследуемых почвах в пределах от 1
2
до 600 мг/кг почвы при R
≥ 0,8.
За результат анализа принимают значение единичного
определения нитратного азота. Результат анализа выражают
в мг на 1 кг почвы с округлением до целого числа или в процентах. Допускаемое отклонение от среднего арифметического при повторных анализах проб почв составляет 10 %.
Допускаемое отклонение от среднего арифметического
при повторных анализах проб в пахотном горизонте почв
составляет в одной лаборатории – 10, в разных лабораториях – 15 %.
2
Валовое содержание фосфатов в торфяных почвах разных стадий эволюции может колебаться в пределах от 0,02
до 0,70 % на сухую массу. Представлены они органическими и минеральными соединениями. По результатам
исследований ряда авторов [5, 7, 13, 14, 17, 22, 23 и др.], содержание органических соединений фосфатов в торфяных
почвах колеблется в пределах от 74 – до 93 % от общего.
Эти соединения фосфора доступны растениям только после минерализации органического вещества. Минеральные
соединения фосфатов находятся в почве в виде солей ортофосфорной кислоты одновалентных (К, NH
валентных (Са, Mg и др.) и трехвалентных катионов (Al,
Fe и др.). Чем больше основная соль, тем меньше ее растворимость и доступность фосфатов растениям. Все соли
калия, натрия и аммония и одноосновные соли кальция
и магния растворимы в воде и являются непосредственным
источником фосфорного питания растений. Их количество
в торфяных почвах колеблется в пределах 0,5–2,5 % от валового содержания. Двухосновные соли кальция и магния,
фосфаты полуторных окислов алюминия и железа не растворимы в почвенном растворе, но растворимы в лимонной
кислоте или в растворе лимоннокислого аммония и являются потенциально усвояемыми для растений соединениями. Трехосновные фосфаты кальция, магния и полуторных
окислов лишь частично растворимы в лимонной кислоте
и практически недоступны растениям. Доказано, что содержание потенциально усвояемых фосфатов в почвах со-
, Nа,), двух-
4
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]