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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

ניתוח חומרים מזינים בקרקע: חנקן, זרחן ואשלגן

0 צפיות13:31 דק'

1. הפקת חנקן (חנקתי מס '₃^-)

הפעל את האיזון, הגדר סירת שקילה למעלה, ואפס את האיזון.
השתמש מרית לשקול 10 גרם של אדמה (מיובשת ומנופה) ולהעביר 100 מל שכותרתו.
שוקלים 0.1 גרם סידן גופרתי ומעבירים אותו אל.
באמצעות 25 מל מדורג גליל למדוד 20 מל של מים deionized ולהעביר את.
חזור על שלבים 1.1 - 1.4 עבור כל דגימת אדמה חנקן.
מערבבים היטב את התוכן של כל עם מוט ערבוב.
דגימות מאובטחות על שייקר שולחן ומנערים במשך דקה אחת.

2. מיצוי זרחן ואשלגן

הפעל את האיזון, הגדר סירת שקילה למעלה, ואפס את האיזון.
השתמש מרית לשקול 2 גרם של אדמה (מיובש מסונה) ולהעביר לתוך 100 מל שכותרת.
השתמש צילינדר בוגר 25 מ"ל כדי למדוד 20 מ"ל של מחלץ קרקע Mehlich 2 לתוך הגליל. העבר לכלוב.
חזור על שלבים 2.1 - 2.3 עבור כל דגימת זרחן ואשלגן.
מערבבים היטב את התוכן של כל עם מוט ערבוב.
דגימות מאובטחות על שולחן שייקר בראש השולחן ומנערים במשך 5 דקות.

3. סינון מיצוי חומרים מזינים - שלב זה יבוצע עבור כל שלושת הניתוחים (חנקתי, פוספט ואשלגן)

אבטח קצה אחד של צינור המשפך על סילון ואקום.
אבטחו את הקצה השני של הצינור לזרוע הצדדית של הבקבוקון.
להרכיב את המשפך על ידי הצמדת הגליל ואת הדיסק העליון המחורר. מניחים את המשפך המורכב על גבי בקבוקון הזרוע הצדדית על ידי החדרת פקק הגומי לחלק העליון של הבקבוקון כדי לאבטח את המשפך למעלה.
מניחים נייר סינון נקי אחד על גבי המשפך.
תדליק את סילון הוואקום.
לשפוך לאט פתרון תמצית הקרקע לתוך משפך, המאפשר את התמצית לנקז מן הקרקע לתוך החלק התחתון של בקבוקון משפך.
יוצקים תמצית מסוננת לתוך כף חדשה עם תווית של 50 מ"ל. סינון זה ינותח כפי שהוא.
מוציאים משפך, משליכים נייר סינון ושוטפים משפך ובקבוק במים מתובלים. השתמש סילון אוויר כדי לייבש משפך ובקבוק.
חזור על שלבים 3.3 - 3.7 עבור כל דגימת קרקע.

4. ניתוח מדגם עם משווה צבעים עבור חנקתי

תווית אחד צבע צפייה צינור "S" עבור מדגם וצינור צפייה צבע אחר "B" עבור ריק.
יש לשטוף ביסודיות את שני צינורות הצפייה בצבעים במים דה-יונים. לנער את הצינורות כדי להסיר את המים לשטוף הנותרים.
הוסף כמות קטנה של תמצית המדגם (מוכן בשלבים 1.1 - 1.7) על 1/4" עמוק לתצוגת צבע Tube מסומן "S". מכסים את הצינור עם פקק גומי ומנערים אותו במשך 3 s. בטל פתרון זה.
מוסיפים את תמצית המדגם לשני הצינורות עד המניסקוס הוא אפילו עם סימן 5-mL על הצינורות (תחתית האזור הקפוי).
הוסף את התוכן של כרית אבקה אחת NitraVer 5 לצינור המסומן "S". כובע ולנער את הצינור במרץ בדיוק לרגע אחד.
מיד למקם צינורות "S" ו "B" לתוך המשווה עם צינור "B" בחור החיצוני צינור "S" בחור הפנימי.
המתן 5 דקות ולאחר מכן החזק את משווה הצבעים עד למקור אור. סובב את הדיסק עד שהצבע בחלון עבור צינור "B" יתאים לצבע בחלון עבור צינור "S". הקלט את ערך הריכוז (mg/L) המוצג בחלון התחתון של תיבת משווה הצבעים.
חזור על שלבים 4.1 - 4.7 עבור כל המשכפלים ורשום את הממוצע.
חזור על שלב 4.8 עבור כל דגימות החנקות.

5. ניתוח מדגם עם משווה צבעים עבור פוספט

באמצעות טפטפת 2.5 מ"ל, להוסיף 2.5 מ"ל של תמצית המדגם מסונן (מוכן בשלבים 2.1 - 2.6) כדי 25 מ"ל סיים את הצילינדר.
לדלל לסימן 25-mL עם מים deionized, כובע עם פקק, והפוך לערבב.
תווית צבע אחד צפייה צינור "S" עבור מדגם וצבע אחר הצגת Tube "B" עבור ריק.
יש לשטוף ביסודיות את שני צינורות הצפייה בצבעים במים דה-יונים. לנער את הצינורות כדי להסיר את המים לשטוף הנותרים.
הוסף כמות קטנה של תמצית מדוללת על 1/4" עמוק לצינור הצפייה בצבע מסומן "S". לכסות את הצינור עם פקק גומי לנער אותו במשך כמה שניות ואז להשליך את הפתרון הזה.
מוסיפים את תמצית המדגם לשני הצינורות עד המניסקוס הוא אפילו עם סימן 5-mL על הצינורות (תחתית האזור הקפוי).
הוסף את התוכן של כרית אבקה אחת PhosVer 3 לצינור "S". כובע ולנער את הצינור במרץ במשך דקה אחת.
מיד למקם צינורות "S" ו "B" לתוך המשווה עם צינור "B" בחור החיצוני צינור "S" בחור הפנימי.
3 דקות לאחר השלמת שלב 5.8, החזק את משווה הצבעים עד למקור אור. סובב את הדיסק עד שהצבע בחלון עבור צינור "B" יתאים לצבע בחלון עבור צינור "S". באזור תצוגה נמוך יותר בתיבה, דיסק הצבע יציג בו-זמנית את ערך הריכוז המתאים לעוצמת הצבע שנבחרה. הקלט את ערך הריכוז המוצג בחלון.
חזור על שלבים 5.1 - 5.10 עבור כל המשכפלים ורשום את הממוצע.
חזור על שלב 5.10 עבור כל דגימות הזרחן.

6. ריאגנט חיבור וניתוח אשלגן

באמצעות טפטפת 1 מ"ל, להוסיף 3 מ"ל של תמצית מדגם אשלגן (מוכן בשלבים 2.1 - 2.6) לצילינדר 25 מ"ל.
הוסף מי DI לסימן 21 מ"ל על הגליל. מכסים בחוזקה את הגליל עם פקק גומי והפכו לערבב.
מוסיפים כרית אבקת אשלגן 2 ריאגנט אחת לצילינדר.
הוסף 3 מ"ל של פתרון EDTA אלקליין לצילינדר.
מכסים את הגליל והופכים מספר פעמים לערבב. אפשר לפתרון לעמוד במשך 3 דקות.
מוסיפים את התוכן של כרית אבקת אשלגן 3 ריאגנט אחת.
מכסים בחוזקה את הגליל ומנערים במרץ במשך 10 s.
אפשר לפתרון לעמוד במשך 3 דקות עם התפתחות עכור לבן.
תוך כדי התבוננות ישר לתוך הגליל, לאט לאט להכניס את דיפסט האשלגן אנכית לתוך הפתרון עד נקודה שחורה כבר לא גלוי מעל הגליל.
החזק dipstick בתנוחה זו ולסובב את הגליל כך שניתן לראות את קנה המידה על dipstick. תסתכל על פני השטח של הסקאלה על הדיפסטיק. הקלט את המספר בסולם הדיפסטיקס שבו פני השטח של המדגם פוגש את סולם הדיפסטיק.
חזור על 6.1- 6.10 עבור כל השכפולים והממוצע. חזור על 6.11 עבור כל דגימות אשלגן.
עיין בטבלת המרת האשלגן כדי לקבוע את ריכוז האשלגן בדגימות קרקע. אתר את קריאת הדיפסטיק בעמודה השמאלית ורשום את ריכוז mg/L המתאים בעמודה הימנית.

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מקור: מעבדות של מרגרט וורקמן וקימברלי פריי - אוניברסיטת דפול

בניסוי זה, שלושה macronutrients הקרקע מופקים כימית, בשילוב עם ריאגנטים מבוססי צבע, ולאחר…

Browse More Videos

Mehlich 2

Dipstick