Análisis de nutrientes del suelo: Nitrógeno, fósforo y potasio
1. extracción de nitrógeno (nitrato NO3–)
- Encienda el equilibrio establece un barco pesa en la parte superior y cero la balanza.
- Use una espátula para pesar 10 g de suelo (secado y tamizado) y transferir a un vaso de precipitados de 100 mL etiquetado.
- Pesar 0,1 g de sulfato de calcio y ponerlo en el vaso.
- Usando un 25 mL graduada medida cilindro 20 mL de agua desionizada y transferencia en el vaso.
- Repita los pasos 1.1-1.4 para cada muestra de suelo de nitrógeno.
- Mezclar bien el contenido de cada vaso con una varilla de agitación.
- Asegure las muestras en un agitador de sobremesa y agitar durante 1 minuto.
2. extracción de fósforo y potasio
- Encienda el equilibrio establece un barco pesa en la parte superior y cero la balanza.
- Use una espátula para pesar 2 g de suelo (secado y tamizado) y transferir a un vaso de precipitados de 100 mL etiquetado.
- Use un cilindro graduado de 25 mL para medir 20 mL de solvente de extracción de Mehlich 2 suelo en el cilindro. Transferir al vaso de precipitados.
- Repita los pasos 2.1-2.3 para cada muestra de fósforo y potasio.
- Mezclar bien el contenido de cada vaso con una varilla de agitación.
- Asegure las muestras sobre una mesa de mesa coctelera y agite por 5 minutos.
3. nutrientes extracción filtración - este paso se realizará para todos los tres analitos (nitrato, fosfato y potasio)
- Fije un extremo de la manguera embudo en un jet vacío.
- Asegure el otro extremo de la manguera en el brazo lateral del matraz.
- Montar el embudo encajando el cilindro y perforado el disco superior. Coloque el embudo montado en la parte superior del frasco de brazo lateral insertando el tapón de goma en la parte superior del matraz para garantizar el embudo en la parte superior.
- Papel de filtro limpio Coloque 1 en la parte superior del embudo.
- Encienda el avión vacío.
- Vierta lentamente la solución del extracto de suelo en el embudo, permitiendo que el extracto drenar lejos de la tierra y en el fondo del embudo matraz.
- Vierta el extracto filtrado en un vaso de precipitados de 50 mL nueva y etiquetada. Este filtrado se analizará como está.
- Retire el embudo, papel de filtro de descarte y enjuague embudo y el matraz con agua desionizada. Use chorro de aire para secar embudo y frasco.
- Repita los pasos 3.3-3.7 para cada muestra de suelo.
4. análisis con comparador de Color para el nitrato
- Etiqueta color visión tubo "S" de la muestra y otro color, viendo el tubo "B" para en blanco.
- Enjuague bien los tubos de visualización de color con agua desionizada. Agitar los tubos para eliminar el agua de enjuague restante.
- Agregue una pequeña cantidad del extracto de muestra (preparado en pasos 1.1-1.7) cerca de ¼" de profundo color viendo el tubo marcado"S". Cerrar el tubo con un tapón de caucho y agitar durante 3 s. descartar esta solución.
- Añadir el extracto de la muestra a ambos tubos hasta que el menisco con la marca de 5 mL en tubos (fondo de la superficie helada).
- Añadir el contenido de una NitraVer 5 polvo de almohada al tubo marcado "S". La tapa y agitar el tubo vigorosamente durante exactamente un minuto.
- Inmediatamente colocar los tubos "S" y "B" en el comparador con el tubo "B" en el agujero exterior y el tubo "S" en el interior hueco.
- Espere 5 minutos, luego sostenga el comparador del color de una fuente de luz. Gire el disco hasta que el color en la ventana para el tubo "B" coincide con el color en la ventana para el tubo de "S". Registre el valor de la concentración (mg/L) que se muestra en la ventana inferior de la caja de comparador de color.
- Repita los pasos 4.1-4.7 para repeticiones todas y anote la media.
- Repita el paso 4.8 para todas las muestras de nitrato.
5. análisis con comparador de Color para fosfato
- Usando el gotero de 2,5 mL, agregar 2,5 mL del extracto de la muestra filtrada (preparado en pasos 2.1-2.6) a un cilindro graduado de 25 mL.
- Diluir hasta la marca de 25 mL con agua desionizada, tapa con el tapón e invertir para mezclar.
- Etiqueta color visión tubo "S" de la muestra y otro color, viendo el tubo "B" para en blanco.
- Enjuague bien los tubos de visualización de color con agua desionizada. Agitar los tubos para eliminar el agua de enjuague restante.
- Agregue una pequeña cantidad del extracto diluido aproximadamente ¼" profundo a la visualización de color del tubo marcado"S". Cerrar el tubo con un tapón de caucho y agitar durante unos segundos luego descartar esta solución.
- Añadir el extracto de la muestra a ambos tubos hasta que el menisco con la marca de 5 mL en tubos (fondo de la superficie helada).
- Agregar el contenido de un PhosVer 3 polvo almohadilla en el tubo en "S". La tapa y agitar el tubo vigorosamente durante un minuto.
- Inmediatamente colocar los tubos "S" y "B" en el comparador con el tubo "B" en el agujero exterior y el tubo "S" en el interior hueco.
- 3 minutos después de completar el paso 5.8, sostenga el comparador hasta una fuente de luz. Gire el disco hasta que el color en la ventana para el tubo "B" coincide con el color en la ventana para el tubo de "S". En una zona inferior de la pantalla en la caja, el disco de color muestra simultáneamente el valor de concentración correspondiente con la intensidad del color elegida. Registre el valor de concentración que muestra en la ventana.
- Repita los pasos 5.1-5.10 para todas repeticiones y registrar la media.
- Repita el paso 5.10 para todas las muestras de fósforo.
6. reactivo adición y el análisis de potasio
- Utilizando un gotero de 1 mL, añadir 3 mL de extracto de la muestra de potasio (preparado en pasos 2.1-2.6) a un cilindro de 25 mL.
- Añadir agua desionizada hasta la marca de 21 mL en el cilindro. Firmemente la tapa del cilindro con un tapón de caucho e invierta para mezclar.
- Añadir una almohada de polvo de reactivo de potasio 2 al cilindro.
- Añadir 3 mL de solución EDTA alcalino al cilindro.
- La tapa el cilindro e invertir varias veces para mezclar. Dejar la solución reposar 3 minutos.
- Agregar el contenido de una almohadilla de polvo de Reactivo 3 de potasio.
- El cilindro la tapa firmemente y agitar vigorosamente por 10 s.
- Dejar la solución reposar 3 min como una turbidez blanca se convierte.
- Mientras mira hacia abajo en el cilindro, introduzca lentamente la varilla de medición de potasio verticalmente en la solución hasta que punto negro no es visible desde arriba de la botella.
- Sujete la varilla en esa posición y girar el cilindro, por lo que puede ser visto la escala de la varilla. Buscar en toda la superficie de la escala de la varilla. Anotar el número en la escala de la varilla donde la superficie de la muestra con la escala de la varilla.
- Repita 6.10 6.1 para todas las repeticiones y media. Repita 6.11 para todas las muestras de potasio.
- Consulte la tabla de conversión de potasio para determinar la concentración de potasio en las muestras de suelo. Localizar la varilla en la columna de la izquierda y registre la concentración mg/L correspondiente en la columna de la derecha.
Fuente: Laboratorios de Margaret obrero y Kimberly Frye - Universidad de Depaul
En este experimento, tres macronutrientes del suelo se extraen química…
1. extracción de nitrógeno (nitrato NO3–)
- Encienda el equilibrio establece un barco pesa en la parte superior y cero la balanza.
- Use una espátula para pesar 10 g de suelo (secado y tamizado) y transferir a un vaso de precipitados de 100 mL etiquetado.
- Pesar 0,1 g de sulfato de calcio y ponerlo en el vaso.
- Usando un 25 mL graduada medida cilindro 20 mL de agua desionizada y transferencia en el vaso.
- Repita los pasos 1.1-1.4 para cada muestra de suelo de nitrógeno.
- Mezclar bien el contenido de cada vaso con una varilla de agitación.
- Asegure las muestras en un agitador de sobremesa y agitar durante 1 minuto.
2. extracción de fósforo y potasio
- Encienda el equilibrio establece un barco pesa en la parte superior y cero la balanza.
- Use una espátula para pesar 2 g de suelo (secado y tamizado) y transferir a un vaso de precipitados de 100 mL etiquetado.
- Use un cilindro graduado de 25 mL para medir 20 mL de solvente de extracción de Mehlich 2 suelo en el cilindro. Transferir al vaso de precipitados.
- Repita los pasos 2.1-2.3 para cada muestra de fósforo y potasio.
- Mezclar bien el contenido de cada vaso con una varilla de agitación.
- Asegure las muestras sobre una mesa de mesa coctelera y agite por 5 minutos.
3. nutrientes extracción filtración - este paso se realizará para todos los tres analitos (nitrato, fosfato y potasio)
- Fije un extremo de la manguera embudo en un jet vacío.
- Asegure el otro extremo de la manguera en el brazo lateral del matraz.
- Montar el embudo encajando el cilindro y perforado el disco superior. Coloque el embudo montado en la parte superior del frasco de brazo lateral insertando el tapón de goma en la parte superior del matraz para garantizar el embudo en la parte superior.
- Papel de filtro limpio Coloque 1 en la parte superior del embudo.
- Encienda el avión vacío.
- Vierta lentamente la solución del extracto de suelo en el embudo, permitiendo que el extracto drenar lejos de la tierra y en el fondo del embudo matraz.
- Vierta el extracto filtrado en un vaso de precipitados de 50 mL nueva y etiquetada. Este filtrado se analizará como está.
- Retire el embudo, papel de filtro de descarte y enjuague embudo y el matraz con agua desionizada. Use chorro de aire para secar embudo y frasco.
- Repita los pasos 3.3-3.7 para cada muestra de suelo.
4. análisis con comparador de Color para el nitrato
- Etiqueta color visión tubo "S" de la muestra y otro color, viendo el tubo "B" para en blanco.
- Enjuague bien los tubos de visualización de color con agua desionizada. Agitar los tubos para eliminar el agua de enjuague restante.
- Agregue una pequeña cantidad del extracto de muestra (preparado en pasos 1.1-1.7) cerca de ¼" de profundo color viendo el tubo marcado"S". Cerrar el tubo con un tapón de caucho y agitar durante 3 s. descartar esta solución.
- Añadir el extracto de la muestra a ambos tubos hasta que el menisco con la marca de 5 mL en tubos (fondo de la superficie helada).
- Añadir el contenido de una NitraVer 5 polvo de almohada al tubo marcado "S". La tapa y agitar el tubo vigorosamente durante exactamente un minuto.
- Inmediatamente colocar los tubos "S" y "B" en el comparador con el tubo "B" en el agujero exterior y el tubo "S" en el interior hueco.
- Espere 5 minutos, luego sostenga el comparador del color de una fuente de luz. Gire el disco hasta que el color en la ventana para el tubo "B" coincide con el color en la ventana para el tubo de "S". Registre el valor de la concentración (mg/L) que se muestra en la ventana inferior de la caja de comparador de color.
- Repita los pasos 4.1-4.7 para repeticiones todas y anote la media.
- Repita el paso 4.8 para todas las muestras de nitrato.
5. análisis con comparador de Color para fosfato
- Usando el gotero de 2,5 mL, agregar 2,5 mL del extracto de la muestra filtrada (preparado en pasos 2.1-2.6) a un cilindro graduado de 25 mL.
- Diluir hasta la marca de 25 mL con agua desionizada, tapa con el tapón e invertir para mezclar.
- Etiqueta color visión tubo "S" de la muestra y otro color, viendo el tubo "B" para en blanco.
- Enjuague bien los tubos de visualización de color con agua desionizada. Agitar los tubos para eliminar el agua de enjuague restante.
- Agregue una pequeña cantidad del extracto diluido aproximadamente ¼" profundo a la visualización de color del tubo marcado"S". Cerrar el tubo con un tapón de caucho y agitar durante unos segundos luego descartar esta solución.
- Añadir el extracto de la muestra a ambos tubos hasta que el menisco con la marca de 5 mL en tubos (fondo de la superficie helada).
- Agregar el contenido de un PhosVer 3 polvo almohadilla en el tubo en "S". La tapa y agitar el tubo vigorosamente durante un minuto.
- Inmediatamente colocar los tubos "S" y "B" en el comparador con el tubo "B" en el agujero exterior y el tubo "S" en el interior hueco.
- 3 minutos después de completar el paso 5.8, sostenga el comparador hasta una fuente de luz. Gire el disco hasta que el color en la ventana para el tubo "B" coincide con el color en la ventana para el tubo de "S". En una zona inferior de la pantalla en la caja, el disco de color muestra simultáneamente el valor de concentración correspondiente con la intensidad del color elegida. Registre el valor de concentración que muestra en la ventana.
- Repita los pasos 5.1-5.10 para todas repeticiones y registrar la media.
- Repita el paso 5.10 para todas las muestras de fósforo.
6. reactivo adición y el análisis de potasio
- Utilizando un gotero de 1 mL, añadir 3 mL de extracto de la muestra de potasio (preparado en pasos 2.1-2.6) a un cilindro de 25 mL.
- Añadir agua desionizada hasta la marca de 21 mL en el cilindro. Firmemente la tapa del cilindro con un tapón de caucho e invierta para mezclar.
- Añadir una almohada de polvo de reactivo de potasio 2 al cilindro.
- Añadir 3 mL de solución EDTA alcalino al cilindro.
- La tapa el cilindro e invertir varias veces para mezclar. Dejar la solución reposar 3 minutos.
- Agregar el contenido de una almohadilla de polvo de Reactivo 3 de potasio.
- El cilindro la tapa firmemente y agitar vigorosamente por 10 s.
- Dejar la solución reposar 3 min como una turbidez blanca se convierte.
- Mientras mira hacia abajo en el cilindro, introduzca lentamente la varilla de medición de potasio verticalmente en la solución hasta que punto negro no es visible desde arriba de la botella.
- Sujete la varilla en esa posición y girar el cilindro, por lo que puede ser visto la escala de la varilla. Buscar en toda la superficie de la escala de la varilla. Anotar el número en la escala de la varilla donde la superficie de la muestra con la escala de la varilla.
- Repita 6.10 6.1 para todas las repeticiones y media. Repita 6.11 para todas las muestras de potasio.
- Consulte la tabla de conversión de potasio para determinar la concentración de potasio en las muestras de suelo. Localizar la varilla en la columna de la izquierda y registre la concentración mg/L correspondiente en la columna de la derecha.
Los análisis de nutrientes del suelo se pueden llevar a cabo para extraer tres macronutrientes principales del suelo, nitrógeno, fósforo y potasio, y combinarlos con reactivos basados en el color para determinar su concentración.
El nitrógeno, el fósforo y el potasio son los principales componentes del fertilizante del suelo. Conocer su concentración en los suelos puede informar a los científicos ambientales sobre la deficiencia o el excedente de nutrientes en los suelos utilizados para apoyar la producción de plantas, y proporcionar una visión general de los ciclos biogeoquímicos básicos de un ecosistema.
El análisis de nutrientes del suelo se puede llevar a cabo utilizando productos químicos para unir el macronutriente de interés. Para el nitrógeno o el fósforo, se añaden reactivos que reaccionan a la presencia del macronutriente específico y producen productos coloreados. La concentración de potasio se determina formando precipitados en una cantidad proporcional a la concentración de potasio.
Estos métodos son simples, económicos, requieren un equipo mínimo y se pueden llevar a cabo en un entorno de campo si se desea. Este video ilustrará las técnicas utilizadas para extraer y cuantificar estos macronutrientes comunes del suelo.
Para comenzar el análisis, primero se extraen los macronutrientes de las muestras de suelo recolectadas. El nitrógeno se extrae utilizando sulfato de calcio; El fósforo y el potasio se extraen utilizando la solución Mehlich 2, una solución de ácido acético, cloruro de amonio, ácido clorhídrico, ácido fluorhídrico y agua desmineralizada. Los macronutrientes ligados presentes en suspensión pueden separarse de los componentes sólidos restantes del suelo mediante filtración al vacío.
Una vez extraídos los macronutrientes, se puede determinar su concentración. Para el nitrógeno, el cadmio metálico se utiliza para reducir los nitratos a nitritos. Este cadmio está presente en almohadas preempaquetadas que se añaden al filtrado del suelo. Los iones de nitrito reaccionan con el ácido sulfanílico para formar sal de diazonio. Este se acopla con el ácido gentísico y se forma una solución de color ámbar.
Para el fósforo, el molibdato de sodio reacciona con el fosfato reactivo soluble para formar un complejo de fosfo-molibdato. Luego, esto se reduce con ácido ascórbico para formar un color azul molibdeno.
La intensidad del color de ambas soluciones es proporcional a la concentración de nutrientes. Las cajas comparativas de color se utilizan para el análisis de nitrato y fosfato. Las muestras se comparan con un espacio en blanco y se gira el disco de color hasta que ambas ventanas de visualización coincidan. La concentración de nutrientes correspondiente en mg/L se mostrará en una ventana separada. La intensidad del color de ambas soluciones es proporcional a la concentración de nutrientes.
Para cuantificar el potasio, los iones del filtrado del suelo se combinan con el tetrafenilborato de sodio para formar tetrafenilborato de potasio, un precipitado blanco. El precipitado permanece en suspensión, lo que provoca un aumento de la turbidez.
Se utiliza una tira reactiva de potasio para cuantificar la turbidez causada por el precipitado. La varilla medidora se coloca en la muestra y se baja hasta que el punto negro al final ya no es visible. La varilla se marca gradualmente y las lecturas en esta escala se pueden convertir en concentración de potasio utilizando una tabla de conversión.
Ahora que ya conocemos los principios de extracción y cuantificación de los macronutrientes del suelo, veamos cómo se llevan a cabo los procedimientos en el laboratorio.
Una vez que las muestras de suelo se han recogido, transportado y almacenado correctamente, se pueden llevar al laboratorio para su análisis, comenzando con la extracción de nitrógeno. Primero, encienda la balanza, coloque un bote de pesaje en la parte superior y tara.
Con una espátula, pese 10 g de muestra de suelo seca y tamizada y transfiérala a un vaso de precipitados de 100 ml etiquetado. A continuación, pese 0,1 g de sulfato de calcio y transfiéralo al vaso de precipitados.
Mida 20 ml de agua desionizada con un cilindro graduado y transfiéralo al vaso de precipitados. Mezcle bien el contenido del vaso de precipitados con una varilla de agitación. Repita estas adiciones para cada muestra de suelo de prueba. Asegure las muestras en un agitador de mesa y agite durante 1 min.
Para comenzar la extracción de fósforo y potasio de los suelos, use una espátula para pesar 2 g de muestra de suelo seca y tamizada, y transfiéralo a un vaso de precipitados de 100 ml etiquetado. Con un cilindro graduado, mida 20 mL de extractor de suelo Mehlich 2 y transfiéralo al vaso de precipitados. Mezcle bien el contenido del vaso de precipitados con una varilla para agitar. Asegure las muestras en una coctelera de mesa y agite durante 5 minutos. Después de la extracción, los tres conjuntos de muestras de nutrientes deben filtrarse al vacío con un matraz de vacío y un embudo B?chner.
Primero, encienda el chorro de vacío y vierta lentamente la solución de extracto de tierra en el embudo. El extracto debe escurrirse del embudo y entrar en el matraz. Vierta el filtrado en un vaso de precipitados limpio de 50 ml. Retire el embudo, deseche el papel de filtro y enjuague el embudo y el matraz con agua desionizada. Utilice un chorro de aire para secar el embudo y el matraz.
Ahora que se han filtrado las muestras de nutrientes, puede comenzar el análisis de contenido. Para cada prueba de nutrientes, comience etiquetando un tubo de visualización de color con una "S" para la muestra. Etiquete un segundo con una "B" para blanco.
Enjuague bien ambos tubos de visualización de color con agua desionizada, luego agite para eliminar el agua de enjuague restante. Agregue el extracto de muestra a una profundidad de ?? pulgadas en el tubo de visualización a color marcado con "S". Tape el tubo con un tapón de goma y agite durante 3 segundos, luego deseche la solución.
A continuación, agregue el extracto de muestra a ambos tubos hasta que el menisco esté nivelado con la marca de 5 ml en los tubos, en la parte inferior del área esmerilada. Añada el contenido de una almohadilla de reactivo de nitrógeno al tubo marcado con "S". Tape y agite el tubo vigorosamente durante 1 min. Coloque inmediatamente ambos tubos en el comparador, con el tubo "B" en el orificio exterior y el tubo "S" en el interior. Déjalo actuar durante 5 min.
Sostén el comparador frente a una fuente de luz y gira el disco hasta que el color de la ventana del tubo "B" coincida con el de la ventana del tubo "S". Registre el valor de concentración que se muestra en la ventana inferior del cuadro del comparador de color.
Las muestras también se pueden analizar para determinar el contenido de fosfato utilizando el comparador de colores. Con un gotero, agregue 2,5 mL del extracto de muestra de fósforo filtrado a un cilindro graduado de 25 mL. Agregue agua desionizada hasta la marca de 25 mL, tape con un tapón e invierta para mezclar. Agregue el extracto de muestra diluido a aproximadamente ?? pulgada de profundidad en el tubo de visualización de color marcado con "S" para enjuagar el tubo. Tape con un tapón de goma y agite durante unos segundos antes de desechar la solución.
En ambos tubos, agregue el extracto de muestra hasta que el menisco esté nivelado con la marca de 5 mL. Agregue el contenido de una almohada de reactivo de fósforo al tubo "S", la tapa y agite vigorosamente durante 1 minuto. Coloque inmediatamente los tubos de color en el comparador de color, con el tubo en blanco en el orificio exterior y el tubo de muestra en el orificio interior. Dejar actuar durante 3 min. Sostenga el comparador frente a una fuente de luz y gire el disco hasta que la ventana del tubo "B" coincida con el color de la ventana del tubo "S". Registre el valor que se muestra en la ventana.
Finalmente, las muestras se pueden analizar para determinar el contenido de potasio. Con un gotero, agregue 3 mL de extracto de muestra de potasio a un cilindro de 25 mL. Agregue agua desionizada a la marca de 21 ml en el cilindro, tape firmemente con un tapón de goma e invierta. A continuación, agregue una almohada de reactivo de potasio 2 al cilindro. Agregue 3 ml de una solución alcalina de EDTA al cilindro, cubra con un tapón de goma e invierta varias veces para mezclar. Deje reposar la solución durante 3 minutos. Agregue el contenido de una almohada de reactivo de potasio, tape el cilindro y agite vigorosamente durante 10 s. Deje reposar la solución durante 3 minutos mientras se desarrolla una turbidez blanca.
Mirando directamente hacia abajo en el cilindro, inserte lentamente la varilla medidora de potasio verticalmente en la solución hasta que el punto negro ya no sea visible desde arriba. Sostenga la varilla medidora en su posición y gire el cilindro para ver la escala. Registre el número en la escala de la tira medidora donde la superficie de la muestra se encuentra con la varilla medidora. Consulte la tabla de conversión de potasio para determinar la concentración de muestras en mg/L. Ubique la lectura de la tira reactiva en la columna de la izquierda y registre la concentración de mg/L correspondiente informada en la columna de la derecha.
Una vez que se obtienen las concentraciones, se puede usar una tabla de rangos de nutrientes para evaluar la calidad de la muestra y determinar si el suelo muestreado necesita una enmienda de nutrientes y, de ser así, cuánto. La enmienda de nutrientes se puede llevar a cabo mediante la aplicación de fertilizantes específicos.
La capacidad de analizar la composición de nutrientes del suelo tiene una amplia variedad de aplicaciones, con implicaciones potenciales para las poblaciones humanas o los ecosistemas agrícolas.
Las diferentes plantas de cultivo tendrán diferentes requisitos potenciales de nutrientes para un crecimiento óptimo. Por ejemplo, se necesitan altos niveles de nitrógeno para el cultivo de cultivos que requieren nitrógeno, como la soja y el maíz. Los altos niveles de fósforo pueden estimular y mejorar la producción de flores o frutos. Por lo tanto, la capacidad de medir la composición de nutrientes del suelo en un área de cultivo prevista puede permitir a los agricultores o administradores de tierras complementar el suelo con los nutrientes necesarios para cultivar con éxito su cultivo previsto.
La composición del suelo también puede tener implicaciones en su capacidad para retener agua, lo que a su vez puede influir en su capacidad para sustentar diferentes especies de flora o fauna. Por ejemplo, los suelos bajos en potasio tienen poca tolerancia a la sequía y pueden requerir una enmienda de nutrientes, mediante la fertilización del suelo con cantidades adecuadas del nutriente faltante. Alternativamente, el riego puede ser necesario para cultivar cualquier planta que no muestre una alta tolerancia a la sequía.
La composición del suelo y la calidad de los nutrientes también pueden ayudar a informar a los administradores de tierras para que designen el uso apropiado de la tierra. En áreas donde el suelo tiene mala calidad de nutrientes, que requerirían una gran modificación o suplementación para cultivar plantas de cultivo, puede ser más apropiado reservar tierra para el desarrollo de edificios o estructuras. Alternativamente, las áreas con una composición ideal para el cultivo previsto pueden reservarse y reservarse, protegidas del desarrollo.
Acabas de ver la introducción de JoVE al análisis de nutrientes del suelo. Ahora debe comprender la importancia de los macronutrientes del suelo, cómo extraerlos de los suelos y cómo determinar sus concentraciones. ¡Gracias por mirar!
Q1: What are the three major macronutrients analyzed in soil nutrient testing?
Nitrogen, phosphorus, and potassium are the three major soil macronutrients analyzed in soil nutrient testing. These elements are primary components of soil fertilizer and are essential for plant production. Analyzing their concentrations helps environmental scientists identify nutrient deficiencies or surpluses and provides insight into biogeochemical cycles within ecosystems.
Q2: How are nitrogen and phosphorus extracted from soil samples?
Nitrogen is extracted using calcium sulfate, while phosphorus and potassium are extracted using Mehlich 2 solution, which contains acetic acid, ammonium chloride, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, and demineralized water. After extraction, bound macronutrients in suspension are separated from solid soil components by vacuum filtration, yielding a clean filtrate for analysis.
Q3: What chemical reactions produce color changes for nitrogen and phosphorus detection?
For nitrogen, cadmium metal reduces nitrates to nitrites, which react with sulfanilic acid to form diazonium salt. This couples with gentisic acid to produce an amber solution. For phosphorus, sodium molybdate reacts with soluble reactive phosphate to form a phospho-molybdate complex, which is reduced by ascorbic acid to produce a molybdenum blue color. Color intensity is proportional to nutrient concentration.
Q4: How is potassium concentration determined using turbidity measurement?
Potassium ions from the soil filtrate combine with sodium tetraphenylborate to form potassium tetraphenylborate, a white precipitate that remains in suspension. A potassium dipstick is inserted vertically into the sample until the black dot is no longer visible. The dipstick reading is then converted to potassium concentration using a conversion chart, with turbidity and total solids in surface water providing similar analytical principles.
Q5: What equipment and methods are used to compare nutrient concentrations in samples?
Color comparator boxes are used to analyze nitrogen and phosphate concentrations. Sample and blank tubes are placed in the comparator, and the color disk is rotated until both viewing windows match. The corresponding nutrient concentration in mg/L is displayed in a separate window. This simple, inexpensive method requires minimal equipment and can be performed in field or laboratory settings.
Q6: Why is soil nutrient analysis important for agricultural and environmental management?
Soil nutrient analysis informs farmers and land managers about nutrient requirements for specific crops. High nitrogen levels support nitrogen-demanding crops like soy and corn, while high phosphorus enhances flower and fruit production. Low potassium soils have poor drought tolerance and may require fertilization or irrigation. Analysis also helps designate appropriate land-use by identifying areas suitable for crop production versus development.
Q7: What are the advantages of using color-based reagent methods for soil nutrient analysis?
Color-based reagent methods for soil nutrient analysis are simple, inexpensive, and require minimal equipment, making them accessible for field or laboratory use. These methods combine chemical extraction with color-based detection to determine nitrogen, phosphorus, and potassium concentrations. The proportional relationship between color intensity or turbidity and nutrient concentration allows for rapid, reliable quantification of soil macronutrients.
Capítulos en este video
0:00
Overview
1:28
Principles of Soil Nutrient Analysis
4:12
Extraction of Nutrients
6:21
Analyzing Samples for Nitrate
7:52
Analyzing Samples for Phosphate
9:16
Analyzing Samples for Potassium
11:13
Applications
13:08
Summary