8.5. Определение содержания нитратного азота в почве дисульфофеновым методом

Об обеспеченности растений азотом судят по содержанию в почве его минеральных соединений, так как органические (азот гумуса) не­посредственно не доступны растениям. Избыточный азот накапливается в почве обычно в форме нитратов. Так как в этой форме азот в почве не сорбируется, он легко вымывается почвенными водами. Неконтролируемый источник поступления соединений азота в почву - промышленность по производству азотных удобрений.

Одним из методов определения нитратного азота в почве является дисульфофеноловый, который позволяет определить только азот нитратов. Даже при большом содержании в почве нитратов он даст правильные показате­ли.

Материалы, реактивы, оборудование: почва разного типа; фильтровальные бумажки для обтирания кювет; фильтры плотные; дисульфофеноловая кислота C₆H₅OH(HSO₃)₂; гидроксид натрия NaOH; 20%-ный раствор азотной кислоты НNО₃; 0,05%-ный раствор сульфата калия K₂SO₄; эталонный раствор (в 1 мл раствора содержится 1 мг азота); дистиллированная вода; х.ч. нитрат калия KNO₃; толуол C₆H₅CH₃; хлороформ CHCl₃; 1%-ный раствор дифениламина в серной кислоте ((C₆H₅)₂NH₂)HSO₄); мерная колба на 50, 100, 250 мл, 1 л; пипетки мерные на 5, 10, 15, 20, 25 мл; пипетка с грушей на 1 мл для дисульфофеноловой кислоты; чашка фарфоровая; стакан химический; водяная баня с электрообогревом; воронка; палочка стеклянная; промывалка; стеклянные пробки; фотоэлектроколориметр; весы технические; емкость для слива жидкости при колориметрировании.

В пробирку переносят 2 мл фильтрата водной вытяжки и по каплям добавляют раствор дифениламина в серной кислоте. При наличии нитратов раствор окрашивается в синий цвет.

Количественное определение нитратов в почве проводят фотоколориметрическим методом.

Метод основан на образовании в присутствии дисульфофеноловой кислоты и NaOH соли пикриновой кислоты (пикрата натрия), окраши­вающей раствор в желтый цвет. Интенсивность окрашивания зависит от содержания нитратного азота.

НNОз + C₆H₅OH(HSO₃)₂  C₆H₅OH(NO₂)₃+ 2H₂S0₄ + н₂О,

C₆H₅OH(NO₂)₃+ NaOH  C₆H₂OH(NO₂)₃ONa + Н₂0.

пикрат натрия

Взвешивают на технических весах 10 г воздушно-сухой почвы (или 10-20 г свежей почвы) и помещают в колбу емкостью 250 мл. К почве приливают 5-кратное количество 0,05%-ного рас­твора K₂SO₄ взбалтывают 3 мин., после чего фильтруют через склад­чатый фильтр из плотной бумаги.

Первые порции фильтрата отбрасывают, а если после фильтрова­ния раствор мутный, его перефильтровывают через тот же фильтр.

Берут пипеткой 5-50 мл фильтрата (в зависимости от предполагае­мого количества нитратов), помещают в фарфоровую чашку соответ­ствующего объема и выпаривают на водяной бане с электрообогревом. Одновременно в фарфоровой чашке выпаривают 20 мл эталонного раствора (в 1 мл содержится 1 мг азота).

После выпаривания чашки снимают с бани и охлаждают. Затем сухой остаток тщательно расти­рают с дисульфофеноловой кислотой, приливая в каждую чашку точно по 1 мл кислоты. (Нельзя набирать реактив всасыванием в пипетку ртом! Нужно пользоваться склянкой с притертой к ней пипеткой ёмко­стью 1 мл или автоматической пипеткой). Растирание следует прово­дить стеклянной палочкой не только на середине чашки, но и по бокам, где не видно осадка. Стеклянная палочка остается в чашке до конца рабо­ты.

После растирания чашки с веществами оставляют стоять 10 минут, затем в каждую из них приливают по 15 мл дистиллированной воды, так как без добавления воды возможно разбрызгивание содержимого чашек при последующей обработке кислоты щелочью. Водой смачивают поверхность чашек полностью, чтобы собрать все продукты реакции.

Кислый раствор в чашках нейтрализуют добавлением по каплям 20%-ного раствора NaOH до появления неисчезающей, желтой окраски (щелочная реакция), после чего добавляют ещё одну каплю щелочи.

Окрашенные растворы переливают по палочке через маленькую воронку в мерные колбы емкостью 50 мл (или 100 мл), несколько раз обмывают чашки из промывалки дистиллированной водой и полученную жидкость по палоч­ке также приливают к основному раствору. Раствор в колбах доводят до метки дистиллированной водой, закрывают стеклянными пробками и перемешивают.

Сравнение окрасок растворов производят сразу же, так как при стоянии цвет изменяется. Для этого применяют метод фотоколориметрирования.

При фотоколориметрировании используют синий свето­фильтр с областью светопропускания 400-450 нм. При работе на спек­трофотометре длина волны 453 нм. В качестве раствора сравнения берут дистиллированную воду.

Одновременно колориметрируют серию рабочих эталонных рас­творов сравнения (Прил. 3), необходимых для построения калибровочного гра­фика.

Приготовление рабочей шкалы растворов сравнения: Для построения калибровочного графика в мерные колбы ем­костью 50 мл пипеткой берут 2,5; 5; 10; 15, 20, 25 мл рабочего эталон­ного раствора, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают и коло-риметрируют при синем светофильтре той же длины вол­ны.

Подсчеты результатов анализа: По полученным при колориметрировании серии рабочих растворов сравнения строят калибровочный график в координатах: объем рабочего раствора (мл) - оптическая плотность или коэффициент пропускания (отсчеты на шкале прибо­ра).

Находят по графику показания испытуемых растворов и подсчи­тывают содержание нитратного азота в мг на 1 кг почвы по формуле:

N-NO₃^- мг/кг=

где Н - навеска почвы, г; V₁ - объем вытяжки, взятый для выпаривания, мл; V - общий объём фильтрата мл; а - отсчет по графику, мл; 0,01 - содержание азота в 1 мл рабочего раствора, мг; 1000 - коэффициент пересчета на 1 кг почвы.

Исследуйте почвы разного типа на содержание в них нитратного азота. Результаты сравните со шкалой обеспеченности растений азотом (табл. 20).

Таблица 20

Шкала обеспеченности растений азотом и потребности полевых культур в азотных удобрениях

(по Гамзикову Г. П., 1981)

Обеспеченность растений азотом	Интервалы содержания N-NO3- в почвах, мг/кг		Потребность растений в азотных удобрениях	Ориентировочные дозы внесения азота, кг/га
	в слое
	0-20 м	0-40 см
Очень низкая Низкая Средняя Высокая	10 10-15 15-20 20	5 5-10 10-15 15	Очень сильная Сильная Средняя Отсутствует	60-90 45-60 30-45 0