07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Определение различных форм минеральных фосфатов почвы
 31.08.2012

В последнее время большое внимание уделяется методу фракционирования почвенных фосфатов, разработанному Чангом и Джексоном. Общая схема, предложенная авторами, заключается в последовательной обработке одной навески почвы различными растворителями, каждый из которых извлекает определенные фракции минеральных почвенных фосфатов.
В Лаборатории агрохимии Почвенного института имени В. В. Докучаева был испытан как самый метод Чанга и Джексона, так и некоторые критические замечания к нему. В результате этих исследований в метод внесен ряд изменений. Кроме того, для определения главных форм фосфатов в почве (фосфатов -Al, -Fe и -Са) рекомендуется ограничиться сокращенным вариантом метода, т. е. первыми четырьмя последовательными вытяжками: 1 н. NH4Cl; 0,5 н. NH4F; 0,1 н. NaOH и 0,5 н. H2SО4. Выполнение же анализа форм фосфора по полной схеме Чанга и Джексона, с включением дитионит-цитратной вытяжки и повторных 0,5 н. NH4F и 0,1 н. NaOH вытяжек, желательно на почвах, богатых полуторными окислами железа и алюминия, а также при углубленных агрохимических и почвенных исследованиях.
В табл. 7 приводится схема извлечения из почвы различных форм фосфора по видоизмененному методу Чанга и Джексона.

Определение различных форм минеральных фосфатов почвы

Полный ход анализа. Приготовление 1 н. NH4Cl вытяжки. Навески почвы в 1 г помещают в 80-100-миллилитровые центрифужные пробирки, заливают 50 мл 1 н. раствора NH4Cl, закрывают пробками и взбалтывают в течение 30 мин. на ротаторе. После этого суспензию центрифугируют в течение 10 мин. со скоростью 2-3 тыс. об/мин. Прозрачный раствор сливают в плоскодонные колбочки на 50-100 мл. Остаток почвы сохраняют в центрифужной пробирке для извлечения последующих фракций почвенных фосфатов. 20-40 мл центрифугата переносят в мерные колбы на 50 мл и определяют перешедший в NH4Cl вытяжку фосфор колориметрически по Дениже в модификации Труога-Мейера. В эту вытяжку обычно переходит незначительное количество фосфора.
Приготовление 0,5 н. NH4F вытяжки. К навеске почвы, насыщенной NH4 (после обработки ее 1 н. NH4Cl), приливают 50 мл 0,5 н. раствора NH4F с рН=8,5, взбалтывают на ротаторе в течение 1 часа и затем центрифугируют 10 мин. при тех же условиях, что и 1 н. NH4Cl вытяжку. Если после 10-минутного центрифугирования раствор не осветлился, то проводят повторное центрифугирование. Прозрачный центрифугат сливают в пропарафинированные плоскодонные колбы или в полиэтиленовую посуду, так как 0,5 н. раствор NH4F способен выщелачивать из стекла значительные количества кремневой кислоты, которая может повысить результаты колориметрического определения фосфора.
Во фтораммонийную вытяжку наряду с минеральными соединениями фосфора почвы переходит значительное количество органического вещества (в том числе органических фосфатов), окрашивающих вытяжку в желтовато-красно-бурый цвет, что мешает колориметрическому определению фосфора.
Для определения фосфора в этой вытяжке следует окислить органические соединения, после чего определить общее содержание фосфора в ней (а); в неокисленной вытяжке (после удаления из нее органических веществ) определяют содержание фосфора, связанного с минеральной частью почвы (б).
а. 5-10 мл вытяжки выпаривают в плоскодонных колбах емкостью 50 мл на этернитовой плитке почти досуха (не пересушивать!). Затем в колбы приливают 3 мл НСlО4 (30-72%) и нагревают на электрической или этернитовой плитке до полного обесцвечивания раствора. После охлаждения окисленную таким образом вытяжку переносят небольшими порциями воды в мерные колбы на 50 мл, доводят водой до метки, перемешивают и часть раствора (5-20 мл) переносят в другие мерные колбы на 50 мл для колориметрического определения фосфора, которое производится после нейтрализации раствора 15%-ным раствором NH4OH по β-динитрофенолу с последующим разрушением образующейся желтой окраски 1-2 каплями 10%-ной НСl. Таким путем определяется во фтораммонийной вытяжке общее содержание фосфора (связанного с минеральным и органическим веществами почвы).
б. В другой части оставшейся фтораммонийной вытяжки определяют фосфор, связанный только с минеральной частью почвы. Для этого к прозрачной вытяжке добавляют 10-15 капель концентрированной НСl для коагуляции органических веществ, дают раствору постоять 15 мин., а затем для полного обесцвечивания вытяжки добавляют 0,15-0,2 г активированного угля. Смеси дают постоять еще 15 мин. и фильтруют через плотный фильтр (синяя лента). Далее берут 5-20 мл полученного прозрачного фильтрата в мерные колбы на 50 мл для колориметрического определения фосфора. При этом аликвотную часть испытуемого раствора вливают в мерные колбы, в которые предварительно добавлено около 10 мл дистиллированной воды и 10 мл 0,8 м. Н3ВО3 для связывания иона фтора в боратный комплекс - NH4 (BF4), так как F' мешает колориметрическому определению фосфора. После этого в эти же колбы добавляют 2 мл раствора молибдата аммония, приготовленного по Tpyoгу-Мейеру, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и колориметрируют.
Шкалу образцовых растворов фосфатов готовят с добавлением исходного раствора 0,5 н. NH4F и 0,8 м. Н3ВО3 в таком же количестве, какое берется для определения испытуемого раствора.
Фосфор органических соединений, извлеченных фтористым аммонием, можно определить по разности между общим содержанием фосфора в вытяжке (а) и фосфором минеральных соединений (б), т. е. по а-б.
Приготовление 0,1 н. NaOH вытяжки. В центрифужные пробирки с остатком почвы после обработки раствором NH4F приливают дважды по 25 мл насыщенного раствора NaCl (для удаления из почвы остатков механически задержанного раствора фторидной вытяжки), взбалтывают по 10-20 мин. и центрифугируют. Центрифугат сливают и выбрасывают.
Оставшуюся в центрифужной пробирке почву обрабатывают 50 мл 0,1 н. NaOH, взбалтывают на ротаторе в течение 17 час. при комнатной температуре, после чего суспензию центрифугируют 10 мин. до прозрачного состояния.
В прозрачной вытяжке определяют:
1. Общее содержание фосфора в вытяжке. Для этого 10 мл щелочного фильтрата выпаривают и далее обрабатывают хлорной кислотой, как было описано выше при определении общего содержания фосфора в NH4F вытяжке.
2. «Минеральный» фосфор. К оставшейся части фильтрата добавляют 10-15 капель концентрированной H2SО4, спустя 10-15 мин. добавляют активированный уголь (0,15-0,20 г) и оставляют стоять еще в течение 15 мин. После этого смесь фильтруют через плотные фильтры. 5-20 мл прозрачного фильтрата помещают в мерные колбы на 50 мл, разбавляют дистиллированной водой до 30-35 мл, затем нейтрализуют раствор по β-динитрофенолу, как описано выше, и колориметрируют.
Фосфор органических соединений, извлеченных раствором NaOH, определяется по разности между содержанием общего фосфора и фосфора минеральных соединений в этой вытяжке (1-2).
Когда в почве желательно установить содержание только минеральных форм фосфатов, определение общего и органического фосфора в 0,5 н. NH4F и 0,1 н. NaOH вытяжках опускается.
Приготовление 0,5 н. H2SО4 вытяжки. Остаток почвы после щелочной вытяжки вновь дважды промывают насыщенным раствором NaCl (порциями по 25 мл), как описано выше, а затем взбалтывают с 50 мл 0,5 н. H2SО4 на ротаторе в течение 1 часа. Суспензию центрифугируют в течение 10 мин. 5-20 мл прозрачного центрифугата переносят в мерные колбы емкостью 50 мл, нейтрализуют по β-динитрофенолу и колориметрируют.
На почвах, богатых подвижными формами железа, в 0,5 н. H2SО4 вытяжку могут переходить значительные их количества и окрашивать раствор в желтый цвет. В этих случаях следует обратить внимание на то, чтобы в испытуемом растворе, взятом для колориметрирования, не содержалось Fe••• в количествах, мешающих определению фосфора (т. е. не более 1,8 мг Fe••• в 50 мл раствора). При повышенном содержании железа наблюдается быстрое обесцвечивание голубой окраски фосфорномолибденовой сини и появление зеленых оттенков окрашенных растворов. В этих случаях в испытуемом растворе перед колориметрированием осаждают железо по Уоррен и Пью, как описано выше.
Приготовление дитионит-цитратной вытяжки. После сернокислотной вытяжки почву также промывают (дважды по 25 мл) насыщенным раствором NaCl. К промытому остатку почвы в центрифужную пробирку приливают 40 мл 0,3 м. раствора цитрата натрия (Na3C6H5О7) и 5 мл 1 м. NaHCО3, погружают их в водяную баню и нагревают в течение 10 мин. при 80°; после этого к суспензии добавляют 1 г гидросульфита натрия (Na2S2О4), быстро перемешивают стеклянной палочкой, выдерживают на водяной бане еще 15 мин. и центрифугируют, как описано выше. Прозрачный раствор осторожно сливают в мерные колбы на 100 мл. Остаток почвы в пробирке дважды промывают (по 25 мл) насыщенным раствором NaCl и обе порции промывных вод сливают в те же мерные колбы на 100 мл, присоединяя их таким образом к основной части вытяжки. Затем растворы в этих же колбах доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают. Для разрушения цитратов и осаждения железа берут из каждой колбы 20 мл раствора и переносят в плоскодонные колбы на 100 мл; туда же приливают 12 мл концентрированной НСl и 24 мл 5%-ного раствора КМnO4. Колбы оставляют стоять в течение 30 мин., затем их нагревают на этернитовой плитке до исчезновения бурых хлопьев МnO2. После этого раствор упаривают до объема 20-25 мл, охлаждают и переносят в другие мерные колбы на 100 мл, промывая горлышко и стенки колбы небольшими порциями дистиллированной воды так, чтобы общий объем раствора не превышал 50-60 мл, и осаждают железо по Уоррен-Пью, как описано выше. После разрушения цитратов и удаления железа 20-40 мл фильтрата переносят в мерные колбы на 50 мл, нейтрализуют его по β-динитрофенолу и затем колориметрируют.
При необходимости в оставшейся части дитионит-цитратной вытяжки определяют железо.
Для предотвращения развития грибов и микроорганизмов в дитионит-цитратную вытяжку добавляют 1- 2 капли толуола или кристаллик тимола.
0,5 н. NH4F и 0,1 н. NaOH вытяжки (повторные). В полученном после вышеописанных извлечений остатке почвы, дважды промытом насыщенным раствором NaCl, сначала извлекают окклюдированные А1-фосфаты повторной обработкой почвы 50 мл 0,5 н. NH4F точно по прописи, описанной выше. После последующего промывания почвы насыщенным раствором NaCl (вновь дважды по 25 мл) и ее обработки 50 мл 0,1 н. NaOH извлекают окклюдированный Al(Fe)PO4.
Эти две повторные вытяжки (0,5 н. NH4F и 0,1 н. NaOH) обычно извлекают из остатка почвы незначительное количество Аl- и Fe-фосфатов. После последней 0,1 н. NaOH вытяжки остаток почвы вновь дважды промывают 25 мл насыщенного раствора NaCl и определяют в нем общее количество оставшегося фосфора. Для этого из центрифужной пробирки остаток почвы дистиллированной водой количественно переносят в плоскодонные колбочки на 100 мл жаростойкого стекла, выпаривают почти досуха, избегая пересушивания, затем добавляют 8 мл концентрированной H2SO4 и 0,5 мл НСlO4 (50-72%); остаток почвы сжигают на электрической плитке, как описано выше при определении валового фосфора в почвах. В тех случаях, когда почву обрабатывают только первыми четырьмя последовательными вытяжками (1 н. NH4Cl; 0,5 н. NH4F; 0,1 н. NaOH и 0,5 н. H2SO4), общее содержание фосфора определяют в остатке почвы, после последней 0,5 н. H2SO4 вытяжки, предварительно промыв его дважды раствором NaCl. Отдельно в исходном образце почвы определяют валовое содержание фосфора таким же методом, т. е. в смеси концентрированной H2SO4 и НСlO4 (50-72%).
Полученные в результате последовательных обработок почвы данные содержания фосфора в отдельных вытяжках рекомендуется пересчитать в миллиграммы Р2О5 на 100 г почвы и в проценты от валового содержания фосфора в почве. Кроме того, желательно подсчитать количество фосфора, содержащегося в почве в минеральной форме, часть органического фосфора, перешедшего в вытяжки 0,5 н. NH4F и 0,1 н. NaOH и общее количество фосфора, извлеченного последовательными вытяжками.
Реактивы
1. 1 н. раствор NH4Cl - 53,5 г на 1 л воды.
2. 0,5 н. раствор NH4F - 18,5 г на 1 л воды.
3. 0,5 н. раствор H2SO4.
4. 0,3 н. Na-цитрат - 88 г Na3C6H5O7 • 2Н2O на 1 л воды.
5. 1 н. раствор NaHCO3 - 84 г на 1 л воды.
6. Na2S2O4 - дитионит или гидросульфит (1 г соли на одно определение).
7. 5%-нын раствор КМnO4 - 50 г растворяют в 1 л горячей воды.
8. 10%-ный раствор K4[Fe(CN)6] - 100 г на 1 л воды.
9. 10%-ный раствор MnSO4 - 100 г на 1 л воды.
10. 2 н. H2SO4 и концентрированная H2SO4.
11. 30-72%-ный раствор НСlO4.
12. Насыщенный раствор NaCl - 400 г в 1 л воды.
13. 0,8 м. раствор Н3ВO3 - 50 г в 1 л горячей воды.
14. 0,1 н. раствор NaOH.
15. Активированный уголь очищенный. Очистку угля проводят следующим образом. Продажный препарат (желательно крупночешуйчатый) насыпают в несколько стеклянных или фарфоровых стаканов емкостью 2-3 л каждый, заливают концентрированной соляной кислотой и оставляют стоять в течение 1,5-2 суток, периодически перемешивая смесь стеклянной палочкой. Затем кислоту сливают, уголь осторожно переносят на воронку Бюхнера, присоединенную к водоструйному или масляному насосу, и промывают его горячей дистиллированной водой до исчезновения в промывных водах иона Сl (проба с азотнокислым серебром). Промытый уголь оставляют на воронке в течение 18-20 час. для доведения его до воздушно-сухого состояния. После этого уголь растирают в фарфоровой ступке (или на мельнице типа «Пируэт») до топкого порошка.