Определение усвояемого фосфора
16-08-2016, 18:43
Метод Труога. Определение легкоусвояемой P2O5 в почвах производится в 0,002 н растворе H2SO4, забуференном сернокислым аммонием до pH 3,0.
Реактивы.
№ 1. Титрованный 0,1 н раствор H2SO4 разводят водой для получения 0,002 н раствора H2SO4. Для доведения реакции последнего раствора до pH 3,0 к нему добавляют сернокислого аммония, из расчета 3 г соли на 1 л.
№ 2. Растворяют 25 г молибденовокислого аммония в 200 мл воды, нагретой до 60°. Раствор фильтруют; 280 мл концентрированной серной кислоты, свободной от мышьяка и фосфора, разводят водой до 800 мл. После охлаждения растворов в серную кислоту медленно, при взбалтывании, вливают раствор молибденовокислого аммония; по охлаждении смеси объем доводят до 1 л.
№3. 25 г хлористого олова растворяют в 1 л 10%-ной HCl. Сохраняют в склянке с сифоном или тубусом, снабженным стеклянным краном для взятия раствора по каплям. Для защиты от воздействия воздуха на поверхность раствора наливают 5-миллиметровый слой белого машинного масла.
Определение. 2 г почвы, просеянной через сито с отверстием в 1 мм и 400 мл реактива № 1 помещают в колбу Эрленмейера на 750 мл, взбалтывают полчаса, фильтруют через беззольный фильтр. Первые порции фильтрата, пока он не станет прозрачным, отбрасывают. Определенное количество прозрачного фильтрата помещают в мерную колбу на 50—100 мл, разбавляют водой примерно до 40—90 мл, добавляют 2—4 мл реактива №2 и хорошо перемешивают; затем добавляют 3—6 капель хлористого олова, доводят до метки, опять хорошо перемешивают и в течение короткого промежутка времени сравнивают с образцовым раствором фосфата, просматривая в колориметре. Все колбы должны просматриваться через одно и то же время после добавления олова.
Приготовление образцового раствора фосфата. 0,1917 г перекристалли-зованного KH2PO4 растворяют в воде и разводят до 1 л; 100 мл этого крепкого раствора разводят до 1 л. Полученный рабочий образцовый раствор содержит 0,01 мг P2O5 в 1 мл.
Использование результатов. Tpyoг и Ден установили следующие показатели для метода Труога: если содержание легкодоступной P2O5 в почве равно или больше 100 мг на 1 кг почвы, то урожай злаков и бобовых обеспечен фосфором. Для максимальных урожаев зерновых, а также овощных растений необходимо более высокое содержание в почве доступной P2O5. Если содержание в почве P2O5, переходящей в вытяжку, равно или меньше 25 мг на 1 кг почвы, то необходимо внести фосфаты. Если из почвы экстрагируется от 25 до 100 мг P2O5 на 1 кг почвы, то для решений вопроса о потребности в фосфатах надо сделать еще две вытяжки с уменьшенными навесками почвы — 1 г и 0,5 г при том же количестве раствора в 400 мл. Если при уменьшении навески почвы количество экстрагируемой из почвы P2O5 быстро падает, то можно предположить, что в основном из почвы экстрагировались трехкальциевые фосфаты. Если, наоборот, наблюдается медленное падение содержания P2O5 в вытяжке, то можно предположить, что в почве присутствуют основные фосфаты железа, которые хотя и медленно растворяются, но, находясь в почве в больших количествах, могут обеспечить постепенное снабжение растений P2O5 в течение всего вегетационного сезона.
Метод Аррениуса (вариант ВИУА). Вариант ВИУА метода Аррениуса основан на извлечении фосфорной кислоты из почвы 1%-ным раствором лимонной кислоты и сравнении голубого окрашивания, получаемого от прибавления к лимоннокислой вытяжке молибденовокислого аммония и восстановителя, со стандартными растворами фосфата калия.
Приготовление лимоннокислой вытяжки. Почву в воздушносухом состоянии просеивают через сито в 1 мм и берут из нее навеску 5 г (навески можно брать на технических весах с точностью до 0,01 г). Навеску переносят в бутылку или склянку емкостью 200—250 мл и прибавляют 50 мл 1 %-ного раствора лимонной кислоты. Бутылки встряхивают на аппарате Вагнера (ротаторе) в продолжение 2 часов, после чего оставляют в покое на 20 часов; затем взбалтывают еще 2 часа и фильтруют через складчатый фильтр, причем всю почву из бутылей переносят на фильтр. Первые порции фильтрата отбрасывают.
Лимоннокислые вытяжки можно приготовить также другим способом, избегая фильтрования. Бутыли встряхивают в продолжение 4 часов на ротаторе и оставляют после этого в покое на 20 часов. Из отстоявшегося и прозрачного раствора пипеткой осторожно отбирают для анализа требуемое количество вытяжки.
Определение фосфорной кислоты. Окрашивание вытяжек и сравнение их со стандартными растворами производят в пробирках. Для этой цели подбирают 40—50 пробирок таким образом, чтобы налитые в них 10 мл жидкости находились на одном уровне, который отмечают на стенке пробирки восковым карандашом или тонкой чертой при помощи напильника.
В каждую прокалиброванную указанным способом пробирку отмеривают градуированной пипеткой 2 мл вытяжки и доливают дистиллированной водой приблизительно до 5 мл. Затем прибавляют 1 мл сульфатмолибденового аммония, содержимое пробирки тщательно перемешивают, прибавляют 2 капли сернокислого натрия и 2 капли гидрохинона, доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. После прибавления к вытяжке указанных реактивов жидкость окрашивается в голубой цвет.
Вытяжки не должны быть интенсивно окрашены, так как это указывает на большое содержание в них фосфорной кислоты; в таком случае уменьшают количество вытяжки и вместо 2 мл ее берут 1 мл.
Одновременно с испытуемыми растворами приготовляют и стандартную шкалу образцового раствора фосфата, в качестве которого употребляют раствор KH2PO4, содержащий в 1 мл 0,03 мг P3O6.
Для приготовления стандартной шкалы градуированной пипеткой отмеривают в пробирки следующие количества образцового раствора (в мл): 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,9; 1,10; 1,20; 1,50; 1,70 и доводят дистиллированной водой приблизительно до объема 5 мл. Затем прибавляют в пробирки по 1 мл сульфатмолибденового аммония и после тщательного перемешивания по 2 капли сернокислого натрия и по 2 капли гидрохинона. Жидкость в пробирках доводят дистиллированной водой до метки (до объема 10 мл) и снова тщательно перемешивают.
Все приготовленные указанным способом пробирки с испытуемыми и стандартными растворами ставят в деревянные штативы для пробирок или в стаканы и помещают на 6 часов в термостат при температуре не выше 50—55°.
По истечении 6 часов пробирки вынимают из термостата и определяют фосфорную кислоту путем сравнения окраски испытуемых растворов с окраской стандартной шкалы. Для сравнения пробирки стандартной шкалы в последовательном порядке устанавливают в деревянном штативе, задняя стенка которого заклеивается белой бумагой или загораживается пластинкой из молочного стекла. К пробирке с испытуемым раствором подбирают подходящую по окраске пробирку с образцовым раствором и показания о содержании P2O5 (в мг на 100 г почвы) записывают в тетрадь.
Окрашенные вытяжки и шкала сохраняют голубую окраску в течение 48 часов. Поэтому, в случае невозможности провести сравнение немедленно после 6-часового нагревания пробирок в термостате, оно может быть сделано на следующий день.
Pеактивы.
1. Сульфатмолибденовый реактив. Растворяют 25 г молибденовокислого аммония в 825 мл дистиллированной воды. После охлаждения раствора к нему осторожно приливают 175 мл концентрированной серной кислоты удельного веса 1,84. Реактив хранят в темной склянке.
2. Раствор гидрохинона. Растворяют 0,25 г гидрохинона в 100 мл дистиллированной воды и добавляют 1 каплю концентрированной H2SO4 удельного веса 1,84. Раствор хранят в темноте.
Реактив после растворения необходимо профильтровать через плотный фильтр, не содержащий P2O5, так как соль обычно бывает загрязнена.
Раствор гидрохинона очень быстро портится, поэтому его нужно чаще готовить. Пользоваться для определения сильно окрашенным раствором гидрохинона нельзя.
3. Раствор сульфита натрия — Na2SO3. Растворяют 20 г сернистокислого натрия в 80 мл дистиллированной воды и фильтруют.
4. Раствор фосфата для образцовой шкалы. Однозамещенный фосфат калия (KH2PO4) перекристаллизовывают, сушат, берут навеску в 0,0575 г безводной соли и растворяют в мерной колбе на 1 л. Навеску следует брать на аналитических весах. Для удобства можно приготовить сначала более концентрированный раствор и потом развести его. Например, берут навеску фосфата в 5,750 г, растворяют ее в мерной колбе на 1 л. Из этого концентрированного раствора берут проверенной пипеткой 10 мл и еще раз разводят до 1 л. Тогда полученный раствор будет иметь нужную концентрацию: 1 мл его будет содержать 0,03 мг P2O5.
5. Раствор 1%-ной лимонной кислоты. Растворяют 10 г кристаллической лимонной кислоты в 1 л воды.
Так как лимоннокислая вытяжка часто бывает окрашена в интенсивножелтый цвет, который мешает получению правильной голубой окраски, в метод Аррениуса в последние годы внесены некоторые изменения, широко используемые в лабораторной практике. Заключаются они в обесцвечивании окрашенной вытяжки и дальнейшем определении в ней фосфора колориметрически. Извлечение фосфора 1%-ной лимонной кислотой производится так же, как описано выше,
В дальнейшем берут 10 мл фильтрата, переносят в эрленмейеровскую колбу на 50—100 мл, добавляют 3 мл концентрированной HCl и 6 мл 5%-ного раствора KMnOH4; колбу осторожно взбалтывают и по истечении 30 минут ставят на горячую этернитовую плитку, взбалтывая время от времени. Нагревание ведут до полного исчезновения бурого осадка перекиси марганца.
После охлаждения окисленную вытяжку переносят в мерную колбу на 50 мл, доводят водой до метки, перемешивают и оставляют стоять на 18— 20 часов. После этого из колбы берут для анализа 5—25 мл раствора в мерную колбу на 50—100 мг добавляют 2 капли раствора β-динитрофенола и осторожно титруют до желтой окраски 20%-ным раствором Na2CO3; желтую окраску уничтожают добавлением 2—3 капель 10%-ного раствора H2SO4 или HCL После этого проводят определение фосфора колориметрически любой из модификаций метода Дениже.
Использование результатов. По Аррениусу, при содержании в 100 г почвы до 10 мг лимоннорастворимой P2O5 потребность почвы в фосфатах большая; при содержании 10—30 мг — потребность средняя; выше 30 мг вносить фосфаты в почву не требуется. Однако в полевых опытах, проведенных в России, получались иные показатели (до 17 мг потребность большая, при 40 мг н выше отсутствие потребности).
Метод Кирсанова. Основан на извлечении фосфорной кислоты из почвы 0,2 н раствором HCl и сравнении синего окрашивания, получаемого от прибавления к солянокислой вытяжке молибденовокислого аммония (при помешивании оловянной палочкой), со стандартными растворами фосфата кальция.
Реактивы.
1. 0,2 н соляная кислота.
2. Реактив А. 10 г химически чистого молибденовокислого аммония растворяют при нагревании (не доводя до кипения) в 100 мл воды; раствор фильтруют в горячем состоянии; по остывании прибавляют к нему при перемешивании 200 мл крепкой соляной кислоты (36%-ной) и 100 мл воды с тем, чтобы получить 5,0 н соляную кислоту. Раствор хранят в темноте.
3. Реактив В. К 1 объему реактива А прибавляют 4 объема дистиллированной воды.
4. Оловянная палочка должна быть приготовлена из химически чистого олова и впаяна в стеклянную трубочку; длина палочки 5 см, диаметр 4—5 мм. Палочка может быть заменена оловянной пластинкой такой же длины, 4—5 мм ширины.
5. Раствор химически чистого CaHPO4*2H2O. Для приготовления стандартных растворов 242 мг химически чистого СаНР04-2Н20 растворяют в 1 л 0,2 н соляной кислоты. В 1 л раствора содержится при этом 100 мг P2O5.
6. Стандартные растворы готовят из раствора СаНР04*2Н20, содержащего 100 мг P3O5 в 1 л. Из этого раствора берут 2,5; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50 мл, содержащих соответственно 0,25; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 мг P2O5, в мерные колбочки на 100 мл доливают 0,2 н соляной кислоты до метки и тщательно перемешивают. Иногда удобнее брать и меньшие интервалы между колбами в пределах до 30 мл образцового раствора (15 мг P2O5 на 100 г почвы), вводя еще колбы с 3,5; 7,5 и 12,5 мл образцового раствора. Все реактивы, а также фильтровальная бумага должны быть чисты от фосфорной кислоты и мышьяка.
Определение. Почву в воздушно-сухом состоянии просеивают через сито в 1 мм, берут из нее навеску в 5 г, помещают в колбу емкостью на 100 мл, приливают 25 мл 0,2 н раствора соляной кислоты и встряхивают 10 раз в течение 1 минуты. Удобно встряхивать последовательно одну за другой 5 колб, на что тратится 5 минут. В случае большого количества образцов встряхивание удобно производить на горизонтально встряхивающем аппарате.
После встряхивания колбы оставляют в покое на 15 минут, затем вытяжки фильтруют через небольшие складчатые фильтры. Из фильтрата берут по 5 мл в пробирки, прибавляют по 5 мл реактива B1 и жидкость в пробирках обрабатывают оловянной палочкой путем опускания и поднимания ее на всю глубину жидкости в пробирках. Обработка вытяжки оловянной палочкой продолжается несколько секунд до наступления постоянной, не увеличивающейся синей окраски. При перенесении оловянной палочки из одной пробирки в другую ее тщательно ополаскивают дистиллированной водой.
Одновременно с испытуемыми растворами приготовляют и стандартную шкалу образцового раствора фосфата, в качестве которого употребляют раствор СаНР04*2Н2О, содержащий в 1 л 100 мг P2O5. Для этого из каждой колбы со стандартным раствором берут пипеткой в пробирки по 5 мл, добавляют 5 мл реактива В и обрабатывают оловянной палочкой, как указано выше. Обработанные таким образом в пробирках испытуемые и стандартные растворы сравнивают. В том случае, если окраска испытуемой вытяжки окажется более интенсивной, чем последний образец стандарта, фильтрат необходимо разбавить раствором 0,2 н соляной кислоты (например, в 3 или 4 раза, т. е. 1 мл вытяжки довести до объема 3 или 4 мл).
Использование результатов. На основании многочисленных анализов считается, что почвы при определении по этому методу, содержащие P2O5 больше 20 мг на 100 г почвы, не реагируют на внесение фосфорнокислых удобрений; содержащие от 8 до 20 мг — средне нуждаются и содержащие P2O5 меньше 7 мг на 100 г почвы сильно нуждаются в P2O5. По данным ВИУА, этот метод является наиболее простым для массовой работы и в то же время достаточно точным.
Метод Кирсанова рекомендуется применять для подзолистых почв; для черноземных почв он менее пригоден.
В последние годы, благодаря оснащению лабораторий различными колориметрами, определение P2O5 в вытяжке больше производят колориметрически, по любой из модификаций метода Дениже.
Метод Мачигина. Метод основан на извлечении P2O5 из почвы 1%-ным раствором углекислого аммония.
Реактивы:
1. Аммоний углекислый — 1%-ный раствор. 10 г углекислого аммония растворяют водой в мерной литровой колбе и доводят водой до метки. 20 мл раствора после нейтрализации по 3-динитрофенолу не должны давать заметной голубой окраски при обработке по методу Дениже.
2. Марганцовокислый калий — 0,5%-ный раствор. 15,8 г KMnO4 растворяют в мерной колбе, доводят до литра и сохраняют в склянке с темным стеклом.
3. Глюкоза — 10%-ный раствор. 10 г глюкозы растворяют водой в 100 мл мерной колбе и доводят водой до метки.
4. Coдa — 10%-ный раствор. 10 г Na2CO3 растворяют в мерной колбе на 100 мл и доводят водой до метки.
5. Серная кислота — 15%-ный по объему раствор. 150 мл H2SO4 уд. в. 1,84 в литровой колбе доводят до 1 л.
6. β-динитрофенол — насыщенный водный раствор.
7. Реактивы для колориметрического определения фосфора по одному из вариантов метода Дениже.
Определение. 5 г воздушносухой почвы, пропущенной через сито 1 мм, помещают в колбу Эрленмейера емкостью 200—250 мл, добавляют в колбу 100 мл 1%-ного раствора углекислого аммония и закрывают ее пробкой. Встряхивают рукой 5—6 раз и оставляют стоять, через 6—7 часов снова встряхивают. Через 20—24 часа от момента добавления раствора углекислого аммония снова взбалтывают и фильтруют через беззольный фильтр. Если вытяжка не окрашена, то 5—20 мл ее переносят в мерную колбу на 50 или 100 мл, добавляют 2 капли β-динитрофенола и титруют 10%-кой серной кислотой до слабожелтого окрашивания (pH 4,4). После этого обрабатывают раствор по одному из вариантов метода Дениже; авторы рекомендуют вариант Цинцадзе.
Если вытяжка из почвы окрашена растворившимся органическим веществом, то производится обесцвечивание вытяжки, для чего к 5—20 мл ее добавляют 2 мл 15%-ного раствора H2SO4 и 4 мл раствора KMnO4. Кипятят вытяжку 2 минуты для растворения выпавшей в раствор перекиси марганца; к горячему раствору добавляют 1 мл 10%-ного раствора глюкозы. После охлаждения добавляют 3 капли раствора β-динитрофенола и оттитровывают 10%-ной содой до светло-желтой окраски (pH 4,4). После этого определяется содержание P2O5 по одному из вариантов метода Дениже.
Авторами рекомендуется взятие для анализа сырой почвы; при этом навеска почвы увеличивается согласно определению ее влажности на ощупь.
Использование результатов. Полученные результаты анализов перечисляют в килограммы P2O5 на 1 га, учитывая объемный вес почвы и толщину пахотного слоя; по этим данным судят о количестве усвояемого фосфора в почве.
По данным СоюзНИХИ, для обеспеченности почв фосфатами приняты следующие количества P2O5 в углеаммонийной вытяжке: до 30 мг P2O5 на 1 кг почвы — низкая обеспеченность и сильная потребность в фосфатах; 30—60 мг P2O5 на 1 кг почвы — средняя и слабая обеспеченность; выше 60 мг P2O5 на 1 кг почвы — высокая обеспеченность, слабая потребность или отсутствие потребности в фосфорных удобрениях.
Реактивы.
№ 1. Титрованный 0,1 н раствор H2SO4 разводят водой для получения 0,002 н раствора H2SO4. Для доведения реакции последнего раствора до pH 3,0 к нему добавляют сернокислого аммония, из расчета 3 г соли на 1 л.
№ 2. Растворяют 25 г молибденовокислого аммония в 200 мл воды, нагретой до 60°. Раствор фильтруют; 280 мл концентрированной серной кислоты, свободной от мышьяка и фосфора, разводят водой до 800 мл. После охлаждения растворов в серную кислоту медленно, при взбалтывании, вливают раствор молибденовокислого аммония; по охлаждении смеси объем доводят до 1 л.
№3. 25 г хлористого олова растворяют в 1 л 10%-ной HCl. Сохраняют в склянке с сифоном или тубусом, снабженным стеклянным краном для взятия раствора по каплям. Для защиты от воздействия воздуха на поверхность раствора наливают 5-миллиметровый слой белого машинного масла.
Определение. 2 г почвы, просеянной через сито с отверстием в 1 мм и 400 мл реактива № 1 помещают в колбу Эрленмейера на 750 мл, взбалтывают полчаса, фильтруют через беззольный фильтр. Первые порции фильтрата, пока он не станет прозрачным, отбрасывают. Определенное количество прозрачного фильтрата помещают в мерную колбу на 50—100 мл, разбавляют водой примерно до 40—90 мл, добавляют 2—4 мл реактива №2 и хорошо перемешивают; затем добавляют 3—6 капель хлористого олова, доводят до метки, опять хорошо перемешивают и в течение короткого промежутка времени сравнивают с образцовым раствором фосфата, просматривая в колориметре. Все колбы должны просматриваться через одно и то же время после добавления олова.
Приготовление образцового раствора фосфата. 0,1917 г перекристалли-зованного KH2PO4 растворяют в воде и разводят до 1 л; 100 мл этого крепкого раствора разводят до 1 л. Полученный рабочий образцовый раствор содержит 0,01 мг P2O5 в 1 мл.
Использование результатов. Tpyoг и Ден установили следующие показатели для метода Труога: если содержание легкодоступной P2O5 в почве равно или больше 100 мг на 1 кг почвы, то урожай злаков и бобовых обеспечен фосфором. Для максимальных урожаев зерновых, а также овощных растений необходимо более высокое содержание в почве доступной P2O5. Если содержание в почве P2O5, переходящей в вытяжку, равно или меньше 25 мг на 1 кг почвы, то необходимо внести фосфаты. Если из почвы экстрагируется от 25 до 100 мг P2O5 на 1 кг почвы, то для решений вопроса о потребности в фосфатах надо сделать еще две вытяжки с уменьшенными навесками почвы — 1 г и 0,5 г при том же количестве раствора в 400 мл. Если при уменьшении навески почвы количество экстрагируемой из почвы P2O5 быстро падает, то можно предположить, что в основном из почвы экстрагировались трехкальциевые фосфаты. Если, наоборот, наблюдается медленное падение содержания P2O5 в вытяжке, то можно предположить, что в почве присутствуют основные фосфаты железа, которые хотя и медленно растворяются, но, находясь в почве в больших количествах, могут обеспечить постепенное снабжение растений P2O5 в течение всего вегетационного сезона.
Метод Аррениуса (вариант ВИУА). Вариант ВИУА метода Аррениуса основан на извлечении фосфорной кислоты из почвы 1%-ным раствором лимонной кислоты и сравнении голубого окрашивания, получаемого от прибавления к лимоннокислой вытяжке молибденовокислого аммония и восстановителя, со стандартными растворами фосфата калия.
Приготовление лимоннокислой вытяжки. Почву в воздушносухом состоянии просеивают через сито в 1 мм и берут из нее навеску 5 г (навески можно брать на технических весах с точностью до 0,01 г). Навеску переносят в бутылку или склянку емкостью 200—250 мл и прибавляют 50 мл 1 %-ного раствора лимонной кислоты. Бутылки встряхивают на аппарате Вагнера (ротаторе) в продолжение 2 часов, после чего оставляют в покое на 20 часов; затем взбалтывают еще 2 часа и фильтруют через складчатый фильтр, причем всю почву из бутылей переносят на фильтр. Первые порции фильтрата отбрасывают.
Лимоннокислые вытяжки можно приготовить также другим способом, избегая фильтрования. Бутыли встряхивают в продолжение 4 часов на ротаторе и оставляют после этого в покое на 20 часов. Из отстоявшегося и прозрачного раствора пипеткой осторожно отбирают для анализа требуемое количество вытяжки.
Определение фосфорной кислоты. Окрашивание вытяжек и сравнение их со стандартными растворами производят в пробирках. Для этой цели подбирают 40—50 пробирок таким образом, чтобы налитые в них 10 мл жидкости находились на одном уровне, который отмечают на стенке пробирки восковым карандашом или тонкой чертой при помощи напильника.
В каждую прокалиброванную указанным способом пробирку отмеривают градуированной пипеткой 2 мл вытяжки и доливают дистиллированной водой приблизительно до 5 мл. Затем прибавляют 1 мл сульфатмолибденового аммония, содержимое пробирки тщательно перемешивают, прибавляют 2 капли сернокислого натрия и 2 капли гидрохинона, доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. После прибавления к вытяжке указанных реактивов жидкость окрашивается в голубой цвет.
Вытяжки не должны быть интенсивно окрашены, так как это указывает на большое содержание в них фосфорной кислоты; в таком случае уменьшают количество вытяжки и вместо 2 мл ее берут 1 мл.
Одновременно с испытуемыми растворами приготовляют и стандартную шкалу образцового раствора фосфата, в качестве которого употребляют раствор KH2PO4, содержащий в 1 мл 0,03 мг P3O6.
Для приготовления стандартной шкалы градуированной пипеткой отмеривают в пробирки следующие количества образцового раствора (в мл): 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,9; 1,10; 1,20; 1,50; 1,70 и доводят дистиллированной водой приблизительно до объема 5 мл. Затем прибавляют в пробирки по 1 мл сульфатмолибденового аммония и после тщательного перемешивания по 2 капли сернокислого натрия и по 2 капли гидрохинона. Жидкость в пробирках доводят дистиллированной водой до метки (до объема 10 мл) и снова тщательно перемешивают.
Все приготовленные указанным способом пробирки с испытуемыми и стандартными растворами ставят в деревянные штативы для пробирок или в стаканы и помещают на 6 часов в термостат при температуре не выше 50—55°.
По истечении 6 часов пробирки вынимают из термостата и определяют фосфорную кислоту путем сравнения окраски испытуемых растворов с окраской стандартной шкалы. Для сравнения пробирки стандартной шкалы в последовательном порядке устанавливают в деревянном штативе, задняя стенка которого заклеивается белой бумагой или загораживается пластинкой из молочного стекла. К пробирке с испытуемым раствором подбирают подходящую по окраске пробирку с образцовым раствором и показания о содержании P2O5 (в мг на 100 г почвы) записывают в тетрадь.
Окрашенные вытяжки и шкала сохраняют голубую окраску в течение 48 часов. Поэтому, в случае невозможности провести сравнение немедленно после 6-часового нагревания пробирок в термостате, оно может быть сделано на следующий день.
Pеактивы.
1. Сульфатмолибденовый реактив. Растворяют 25 г молибденовокислого аммония в 825 мл дистиллированной воды. После охлаждения раствора к нему осторожно приливают 175 мл концентрированной серной кислоты удельного веса 1,84. Реактив хранят в темной склянке.
2. Раствор гидрохинона. Растворяют 0,25 г гидрохинона в 100 мл дистиллированной воды и добавляют 1 каплю концентрированной H2SO4 удельного веса 1,84. Раствор хранят в темноте.
Реактив после растворения необходимо профильтровать через плотный фильтр, не содержащий P2O5, так как соль обычно бывает загрязнена.
Раствор гидрохинона очень быстро портится, поэтому его нужно чаще готовить. Пользоваться для определения сильно окрашенным раствором гидрохинона нельзя.
3. Раствор сульфита натрия — Na2SO3. Растворяют 20 г сернистокислого натрия в 80 мл дистиллированной воды и фильтруют.
4. Раствор фосфата для образцовой шкалы. Однозамещенный фосфат калия (KH2PO4) перекристаллизовывают, сушат, берут навеску в 0,0575 г безводной соли и растворяют в мерной колбе на 1 л. Навеску следует брать на аналитических весах. Для удобства можно приготовить сначала более концентрированный раствор и потом развести его. Например, берут навеску фосфата в 5,750 г, растворяют ее в мерной колбе на 1 л. Из этого концентрированного раствора берут проверенной пипеткой 10 мл и еще раз разводят до 1 л. Тогда полученный раствор будет иметь нужную концентрацию: 1 мл его будет содержать 0,03 мг P2O5.
5. Раствор 1%-ной лимонной кислоты. Растворяют 10 г кристаллической лимонной кислоты в 1 л воды.
Так как лимоннокислая вытяжка часто бывает окрашена в интенсивножелтый цвет, который мешает получению правильной голубой окраски, в метод Аррениуса в последние годы внесены некоторые изменения, широко используемые в лабораторной практике. Заключаются они в обесцвечивании окрашенной вытяжки и дальнейшем определении в ней фосфора колориметрически. Извлечение фосфора 1%-ной лимонной кислотой производится так же, как описано выше,
В дальнейшем берут 10 мл фильтрата, переносят в эрленмейеровскую колбу на 50—100 мл, добавляют 3 мл концентрированной HCl и 6 мл 5%-ного раствора KMnOH4; колбу осторожно взбалтывают и по истечении 30 минут ставят на горячую этернитовую плитку, взбалтывая время от времени. Нагревание ведут до полного исчезновения бурого осадка перекиси марганца.
После охлаждения окисленную вытяжку переносят в мерную колбу на 50 мл, доводят водой до метки, перемешивают и оставляют стоять на 18— 20 часов. После этого из колбы берут для анализа 5—25 мл раствора в мерную колбу на 50—100 мг добавляют 2 капли раствора β-динитрофенола и осторожно титруют до желтой окраски 20%-ным раствором Na2CO3; желтую окраску уничтожают добавлением 2—3 капель 10%-ного раствора H2SO4 или HCL После этого проводят определение фосфора колориметрически любой из модификаций метода Дениже.
Использование результатов. По Аррениусу, при содержании в 100 г почвы до 10 мг лимоннорастворимой P2O5 потребность почвы в фосфатах большая; при содержании 10—30 мг — потребность средняя; выше 30 мг вносить фосфаты в почву не требуется. Однако в полевых опытах, проведенных в России, получались иные показатели (до 17 мг потребность большая, при 40 мг н выше отсутствие потребности).
Метод Кирсанова. Основан на извлечении фосфорной кислоты из почвы 0,2 н раствором HCl и сравнении синего окрашивания, получаемого от прибавления к солянокислой вытяжке молибденовокислого аммония (при помешивании оловянной палочкой), со стандартными растворами фосфата кальция.
Реактивы.
1. 0,2 н соляная кислота.
2. Реактив А. 10 г химически чистого молибденовокислого аммония растворяют при нагревании (не доводя до кипения) в 100 мл воды; раствор фильтруют в горячем состоянии; по остывании прибавляют к нему при перемешивании 200 мл крепкой соляной кислоты (36%-ной) и 100 мл воды с тем, чтобы получить 5,0 н соляную кислоту. Раствор хранят в темноте.
3. Реактив В. К 1 объему реактива А прибавляют 4 объема дистиллированной воды.
4. Оловянная палочка должна быть приготовлена из химически чистого олова и впаяна в стеклянную трубочку; длина палочки 5 см, диаметр 4—5 мм. Палочка может быть заменена оловянной пластинкой такой же длины, 4—5 мм ширины.
5. Раствор химически чистого CaHPO4*2H2O. Для приготовления стандартных растворов 242 мг химически чистого СаНР04-2Н20 растворяют в 1 л 0,2 н соляной кислоты. В 1 л раствора содержится при этом 100 мг P2O5.
6. Стандартные растворы готовят из раствора СаНР04*2Н20, содержащего 100 мг P3O5 в 1 л. Из этого раствора берут 2,5; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50 мл, содержащих соответственно 0,25; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 мг P2O5, в мерные колбочки на 100 мл доливают 0,2 н соляной кислоты до метки и тщательно перемешивают. Иногда удобнее брать и меньшие интервалы между колбами в пределах до 30 мл образцового раствора (15 мг P2O5 на 100 г почвы), вводя еще колбы с 3,5; 7,5 и 12,5 мл образцового раствора. Все реактивы, а также фильтровальная бумага должны быть чисты от фосфорной кислоты и мышьяка.
Определение. Почву в воздушно-сухом состоянии просеивают через сито в 1 мм, берут из нее навеску в 5 г, помещают в колбу емкостью на 100 мл, приливают 25 мл 0,2 н раствора соляной кислоты и встряхивают 10 раз в течение 1 минуты. Удобно встряхивать последовательно одну за другой 5 колб, на что тратится 5 минут. В случае большого количества образцов встряхивание удобно производить на горизонтально встряхивающем аппарате.
После встряхивания колбы оставляют в покое на 15 минут, затем вытяжки фильтруют через небольшие складчатые фильтры. Из фильтрата берут по 5 мл в пробирки, прибавляют по 5 мл реактива B1 и жидкость в пробирках обрабатывают оловянной палочкой путем опускания и поднимания ее на всю глубину жидкости в пробирках. Обработка вытяжки оловянной палочкой продолжается несколько секунд до наступления постоянной, не увеличивающейся синей окраски. При перенесении оловянной палочки из одной пробирки в другую ее тщательно ополаскивают дистиллированной водой.
Одновременно с испытуемыми растворами приготовляют и стандартную шкалу образцового раствора фосфата, в качестве которого употребляют раствор СаНР04*2Н2О, содержащий в 1 л 100 мг P2O5. Для этого из каждой колбы со стандартным раствором берут пипеткой в пробирки по 5 мл, добавляют 5 мл реактива В и обрабатывают оловянной палочкой, как указано выше. Обработанные таким образом в пробирках испытуемые и стандартные растворы сравнивают. В том случае, если окраска испытуемой вытяжки окажется более интенсивной, чем последний образец стандарта, фильтрат необходимо разбавить раствором 0,2 н соляной кислоты (например, в 3 или 4 раза, т. е. 1 мл вытяжки довести до объема 3 или 4 мл).
Использование результатов. На основании многочисленных анализов считается, что почвы при определении по этому методу, содержащие P2O5 больше 20 мг на 100 г почвы, не реагируют на внесение фосфорнокислых удобрений; содержащие от 8 до 20 мг — средне нуждаются и содержащие P2O5 меньше 7 мг на 100 г почвы сильно нуждаются в P2O5. По данным ВИУА, этот метод является наиболее простым для массовой работы и в то же время достаточно точным.
Метод Кирсанова рекомендуется применять для подзолистых почв; для черноземных почв он менее пригоден.
В последние годы, благодаря оснащению лабораторий различными колориметрами, определение P2O5 в вытяжке больше производят колориметрически, по любой из модификаций метода Дениже.
Метод Мачигина. Метод основан на извлечении P2O5 из почвы 1%-ным раствором углекислого аммония.
Реактивы:
1. Аммоний углекислый — 1%-ный раствор. 10 г углекислого аммония растворяют водой в мерной литровой колбе и доводят водой до метки. 20 мл раствора после нейтрализации по 3-динитрофенолу не должны давать заметной голубой окраски при обработке по методу Дениже.
2. Марганцовокислый калий — 0,5%-ный раствор. 15,8 г KMnO4 растворяют в мерной колбе, доводят до литра и сохраняют в склянке с темным стеклом.
3. Глюкоза — 10%-ный раствор. 10 г глюкозы растворяют водой в 100 мл мерной колбе и доводят водой до метки.
4. Coдa — 10%-ный раствор. 10 г Na2CO3 растворяют в мерной колбе на 100 мл и доводят водой до метки.
5. Серная кислота — 15%-ный по объему раствор. 150 мл H2SO4 уд. в. 1,84 в литровой колбе доводят до 1 л.
6. β-динитрофенол — насыщенный водный раствор.
7. Реактивы для колориметрического определения фосфора по одному из вариантов метода Дениже.
Определение. 5 г воздушносухой почвы, пропущенной через сито 1 мм, помещают в колбу Эрленмейера емкостью 200—250 мл, добавляют в колбу 100 мл 1%-ного раствора углекислого аммония и закрывают ее пробкой. Встряхивают рукой 5—6 раз и оставляют стоять, через 6—7 часов снова встряхивают. Через 20—24 часа от момента добавления раствора углекислого аммония снова взбалтывают и фильтруют через беззольный фильтр. Если вытяжка не окрашена, то 5—20 мл ее переносят в мерную колбу на 50 или 100 мл, добавляют 2 капли β-динитрофенола и титруют 10%-кой серной кислотой до слабожелтого окрашивания (pH 4,4). После этого обрабатывают раствор по одному из вариантов метода Дениже; авторы рекомендуют вариант Цинцадзе.
Если вытяжка из почвы окрашена растворившимся органическим веществом, то производится обесцвечивание вытяжки, для чего к 5—20 мл ее добавляют 2 мл 15%-ного раствора H2SO4 и 4 мл раствора KMnO4. Кипятят вытяжку 2 минуты для растворения выпавшей в раствор перекиси марганца; к горячему раствору добавляют 1 мл 10%-ного раствора глюкозы. После охлаждения добавляют 3 капли раствора β-динитрофенола и оттитровывают 10%-ной содой до светло-желтой окраски (pH 4,4). После этого определяется содержание P2O5 по одному из вариантов метода Дениже.
Авторами рекомендуется взятие для анализа сырой почвы; при этом навеска почвы увеличивается согласно определению ее влажности на ощупь.
Использование результатов. Полученные результаты анализов перечисляют в килограммы P2O5 на 1 га, учитывая объемный вес почвы и толщину пахотного слоя; по этим данным судят о количестве усвояемого фосфора в почве.
По данным СоюзНИХИ, для обеспеченности почв фосфатами приняты следующие количества P2O5 в углеаммонийной вытяжке: до 30 мг P2O5 на 1 кг почвы — низкая обеспеченность и сильная потребность в фосфатах; 30—60 мг P2O5 на 1 кг почвы — средняя и слабая обеспеченность; выше 60 мг P2O5 на 1 кг почвы — высокая обеспеченность, слабая потребность или отсутствие потребности в фосфорных удобрениях.