Overview
マーガレット職人とキンバリー ・ フライ - デュポール大学のソース: 研究所
この実験では、3 土壌栄養素が化学的に抽出した土壌サンプルで現在の養分の濃度を決定する色を用いて分析して色ベースの試薬と組み合わせるが。
窒素、リンおよびカリウムは、土壌肥料の主要なコンポーネントです。これらのメソッドは、土壌サンプルで現在の栄養素の濃度濁度と色を使用して分析することができますソリューションに土壌から各栄養素を分離します。現在の濃度を知ること栄養素の欠乏や土壌植物生産をサポートするために使用で黒字の環境科学者を通知し、また一般的な生態系の物質循環の基本的な洞察を提供します。
Principles
化学的に土壌から分離された、このテクニックを使用して栄養素を検出できます。窒素とリン、硝酸塩やリン酸塩の形で一般的に見られる興味の栄養物を結合する化学的抽出剤と抽出されます。土壌から抽出される、各栄養素は栄養分の濃度の増加を示す暗い色の線形の関係で栄養固有色に変更する栄養解決を引き起こす知られている試薬と結合できます。各栄養素の濃度を分析するには、化学試薬は栄養分の濃度の増加を示す色強度の増加に伴い各サンプルの色に使用されます。
高い、中型の範囲の硝酸テスト カドミウム金属は硝酸塩 (3-) を減らすために亜硝酸塩 (2-) にされます。購入した Nitraver 5 (高および中範囲) Nitraver 6 (低域) のカドミウムが含まれている粉体の枕。
3- + Cd + 2 H+ →いいえ2- + Cd2 + + H2O
亜硝酸イオン、(NitraVer 5 粉末に含まれている酸性培地) でスルファニル酸を反応中間ジアゾニウム塩を形成します。ゲンチジン酸 (NitraVer 5 にも含まれる) と相まって、琥珀色のソリューションが形成されます。 この化合物の色の鮮やかさは、試料水の硝酸態窒素濃度に比例し琥珀色ディスクの連続的な硝酸硝酸色コンパレータ ボックスを使用して定量化することができます。
リン、ナトリウム モリブデンとカリウム大量購入した PhosVer 3 試薬粉はリンモリブデン酸複合体のフォームに水溶性の反応性リン酸塩と反応します。
H2PO4- + 12 の Na2MoO4 + → PMo12O403-
複合体は、モリブデン ブルー色を形成する (また PhosVer 3 粉末に含まれている) アスコルビン酸によって減らされます。青の色は、青色ディスクの連続リン酸リン酸色コンパレータ ボックスを使用して定量化されます。
コンパレータ、色のボックスは、このメソッドの使用されています。このツールは 0-50 mg の間各濃度既知の色強度に基づいて動作する/l.(空白やサンプル) の試合まで両方の表示ウィンドウでカラー ボックスのカラー ディスクとなっています。色が一致すると、対応する栄養塩濃度 (mg/L) は色比較ボックスに別の下のウィンドウに表示されます。これらのボックスは、入門大学コースまで任意のレベルで学生に使用するのに十分な堅牢な土壌サンプリング場所で使用することができますキットのテストの一部として簡単に転送することができます。これらのメソッド使用できない機器の高価な作品を必要とせず教室ラボで基本的な栄養テストを可能にします。テストの精度、硝酸塩とリン酸塩標準溶液は現場への旅行またはラボの土壌試料の分析を開始する前の手順でサンプルの代わりに使うことをようにします。
カリウム テストでカリウム イオンを組み合わせてテトラフェニルホウ酸ナトリウム テトラフェニルホウ酸カリウム、白色沈殿物を形成するため、購入したカリウム 3 試薬を粉末に含まれています。沈殿物のサンプル、濁度の増加を引き起こしてのサスペンションのままです。
3- + Cd + 2 H+ NaB ない Na+ ++ K → KB (C6H5)4 (C6H5)4
カリウム測定のディップスティックを使用して、カリウム濃度に変換される濁度の量を定量化します。ディップスティックは、ドットが白色の沈殿物によって表示されなくなるまで、サンプルに配置されている 1 つの端に黒い点があります。ディップスティックは段階的変換グラフとカリウム濃度に変換し、可視性の大きさを示すためにマークされます。このメソッドは、入門大学コースまですべてのレベルの学生で使用される屋外のサンプリング サイトに、十分に堅牢に運ぶことができる最小限の設備と安価な手順です。
Procedure
1. 窒素の抽出 (硝酸なし3-)
- バランス オン上では、重量ボートを設定し、残高をゼロします。
- ヘラを使って、10 g (乾燥し、ふるわれた) 土壌の重量を量り、ラベル 100 mL ビーカーに転送。
- カルシウム硫酸塩 0.1 g を量りし、それをビーカーに転送します。
- 25 mL を使用してシリンダーのメジャー 20 mL の脱イオン水、ビーカーに転送を卒業しました。
- 窒素土壌ごとの 1.1 から 1.4 の手順を繰り返します。
- 徹底的に攪拌棒で各ビーカーの内容を混ぜます。
- テーブル トップ シェーカーでサンプルを確保し、1 分間振る。
2. リンおよびカリウムの抽出
- バランスをオンに上に、重量を量るボートを設定し、残高ゼロします。
- 土 (乾燥し、ふるわれた) の 2 g を量りにヘラを使用して、ラベル付き 100 mL ビーカーに転送。
- 25 mL のメスシリンダーを使用すると、シリンダー内に Mehlich 2 土壌抽出用溶液の 20 mL を測定します。ビーカーに転送します。
- リンとカリウムの各サンプルに対して 2.1 2.3 の手順を繰り返します。
- 徹底的に攪拌棒で各ビーカーの内容を混ぜます。
- テーブル トップ シェーカー テーブルにサンプルを確保し、5 分間振る。
3. 栄養抽出濾過 - この手順はすべての 3 検体 (硝酸態窒素、リン酸、カリウム) の実行
- 真空ジェットに漏斗ホースの片方の端を固定します。
- フラスコのサイドアームにホースのもう一方の端を固定します。
- シリンダーを一緒に撮って、漏斗をアセンブルし、上のディスクを穿孔します。場所フラスコの上部にゴム栓を挿入することによって側枝フラスコの上に組み立てられた漏斗の上に漏斗をセキュリティで保護します。
- 場所 1 漏斗の上にきれいなフィルター ペーパー。
- 真空ジェットを入れます。
- ゆっくりとドレインと漏斗フラスコの底に土から抽出を許可する漏斗に土壌抽出液を注ぐ。
- フィルタ リングの抽出を新しい、ラベル 50 mL ビーカーに注ぐ。この濾液をそのまま分析します。
- 脱イオン水をフラスコとリンス漏斗破棄ろ紙、目標到達プロセスを削除します。漏斗およびフラスコを乾燥するのに空気ジェットを使用します。
- 土壌ごとの 3.3 3.7 の手順を繰り返します。
4 硝酸イオン色コンパレータ付けサンプル分析
- チューブを表示する 1 つの色"S"サンプルのチューブ"B"を表示する別の色のラベル空白。
- 脱イオン水で両方の色の表示管を徹底的にすすいでください。残りの洗浄水を削除する管を振る。
- 追加サンプル抽出物 (の準備手順 1.1 1.7) の少量約 ¼"深い色のマーク チューブを視野に"S"。ゴム栓とチューブをキャップし、このソリューション 3 s. 破棄の振る。
- 半月板は、チューブ (霜で覆われた領域の下部) に 5 mL のマークもまで両方のチューブにサンプル抽出を追加します。
- チューブに 1 つ NitraVer 5 粉末枕の内容を追加"S"マーク。キャップし、チューブをシェイク積極的に正確に 1 分。
- すぐに外穴と内側の管"S"チューブ"S"と"B"コンパレータにチューブ"B"を置く穴。
- 5 分を待つし、光源色のコンパレータを保持します。チューブ"B"のウィンドウの色チューブ"S"のウィンドウの色を一致するまでディスクが回転します。色比較演算子ボックスの下のウィンドウに表示される濃度値 (mg/L) を記録します。
- すべて複製の手順 4.1 4.7、平均を記録します。
- すべての硝酸態窒素のサンプル手順 4.8.
5 リン酸の色コンパレータ付けサンプル分析
- 2.5 mL スポイトを使用して、25 mL のメスシリンダーにフィルター処理された検体抽出液に (手順 2.1-2.6 の準備) の 2.5 mL を追加します。
- 脱イオン水、ストッパー付きカード, キャップの 25 mL マークを希釈し、ミックスに反転します。
- チューブを表示する 1 つの色"S"サンプルのチューブ"B"を表示する別の色のラベル空白。
- 脱イオン水で両方の色の表示管を徹底的にすすいでください。残りの洗浄水を削除する管を振る。
- 希釈抽出約 ¼"の少量を追加深い色の表示管マーク"S"。ゴム栓とチューブをキャップし、数秒間振る、このソリューションを破棄します。
- 半月板は、チューブ (霜で覆われた領域の下部) に 5 mL のマークもまで両方のチューブにサンプル抽出を追加します。
- "S"チューブに 1 つ PhosVer 3 粉末枕の内容を追加します。キャップし、精力的に 1分間がチューブを振る。
- すぐに外穴と内側の管"S"チューブ"S"と"B"コンパレータにチューブ"B"を置く穴。
- ステップ 5.8 を完了した後 3 分光源色コンパレータを保持します。チューブ"B"のウィンドウの色チューブ"S"のウィンドウの色を一致するまでディスクが回転します。ボックスの下の表示領域、色ディスク同時に選択された色の輝度に対応する濃度の値が表示されます。ウィンドウに表示濃度の値を記録します。
- すべて複製の手順 5.1 5.10 を繰り返し、平均値を記録します。
- すべてのリンのサンプル手順 5.10.
6. 試薬の追加とカリウムの分析
- 1 mL のスポイトを使用して、25 ミリリットル シリンダーにカリウム検体抽出液に (手順 2.1-2.6 の準備) の 3 mL を追加します。
- シリンダーに 21 mL マークに DI 水を追加します。しっかりゴム ストッパー付きシリンダーのキャップし、ミックスに反転します。
- 1 カリウム 2 試薬粉枕をシリンダーに追加します。
- アルカリ EDTA 溶液 3 mL をシリンダーに追加します。
- シリンダーのキャップし、ミックスする数回を反転します。3 分のために立つソリューションを許可します。
- 1 カリウム 3 試薬粉枕の内容を追加します。
- しっかりとシリンダーのキャップ、積極的に 10 振る s。
- 白濁りが発展するにつれ、3 分間立ってソリューションを許可します。
- 見ながらまっすぐにシリンダーに、ゆっくりと挿入カリウム ディップスティック垂直ソリューションまで黒い点はシリンダーの上から表示されなくなります。
- その位置にディップスティックを保持し、シリンダーを回転することができますスケールは、ディップスティック。ディップスティックのスケールの表面を見てください。試料の表面が尿スケールを満たしているディップスティック スケールの番号を記録します。
- すべての複製および平均 6.1 6.10 を繰り返します。すべてのカリウム サンプル 6.11 を繰り返します。
- 土壌試料中のカリウムの濃度を決定するカリウムの変換テーブルを参照してください。左のコラムで読んでディップスティックを検索し、右側の列に対応する mg/L の濃度を記録します。
土壌養分分析は 3 つの主要な土壌栄養素、窒素、リン、カリウム、抽出に実施されることができるし、その濃度を測定するカラー ベースの試薬とそれらを組み合わせます。
窒素、リンおよびカリウムは、土壌肥料の主要なコンポーネントです。土壌中の濃度を知ることで、栄養素の欠乏や土壌植物生産をサポートするために使用で黒字の環境科学者を通知し、生態系の基本的な物質循環に一般的な洞察力を提供します。
土壌養分分析は実施化学物質を使用して興味の栄養素をバインドすることができます。窒素やリン、特定の栄養素の存在に反応して色が製品を作り出す試薬が追加されます。カリウムの濃度は、カリウム濃度に比例した量の沈殿物を形成することによって決定されます。
これらのメソッドは、単純な安価な最小限の設備を必要とする、必要な場合フィールドの設定で実行できます。このビデオを抽出し、これらの共通の土の栄養素を定量化するためのテクニックを説明します。
解析を開始するには、栄養素はまず収集した土壌試料から抽出されます。カルシウム硫酸塩; を使用して窒素を抽出します。リンとカリウムは、Mehlich 2 ソリューション、酢酸、塩化アンモニウム、塩酸、フッ化水素酸、脱イオン水のソリューションを使用して抽出されます。Boundmacronutrients 懸濁液の存在は、真空濾過により残りの固体土壌成分から分離できます。
栄養素が抽出されたら、それらの濃度を決定できます。窒素、カドミウム金属が亜硝酸塩を硝酸塩を減らすために使用されます。このカドミウムは土壌濾液に追加される事前包装された枕です。亜硝酸イオンは、ジアゾニウム塩をフォームにスルファニル酸と反応します。ゲンチジン酸とこれのカップルし、琥珀のソリューションが形成されます。
リン、モリブデン酸ナトリウムはフォーム リンモリブデン酸複合体に反応性リン酸を可溶性と反応します。これは、モリブデン ブルー色を形成するアスコルビン酸によって減らされます。
両方のソリューションの色の鮮やかさは養分濃度に比例です。コンパレータのカラー ボックスは、硝酸態窒素とリン酸の分析に使用されます。空白のサンプルを比較して色のディスクは両方の表示ウィンドウが一致するまでになっています。Mg/L に対応する栄養塩濃度は、別ウィンドウで表示されます。両方のソリューションの色の鮮やかさは養分濃度に比例です。
カリウムを定量化するには、土壌濾液からイオンをテトラフェニルホウ酸ナトリウム テトラフェニルホウ酸カリウムを白色沈殿物を形成するために組み合わせます。沈殿物は、濁度の増加を引き起こして、懸濁液に残ります。
カリウム ディップスティックを使用して、沈殿による濁度を定量化します。ディップスティックはサンプルに置かれ、最後に黒のドットが表示されなくなるまで下げた。スティックはマークされ段階的、この規模での測定値を換算表を使ってカリウム濃度に変換できます。
今では私たちは抽出と定量化土壌栄養素の背後にある原理に精通している、研究室では、手順を実行する方法を見てをみましょう。
土壌サンプルの収集、正しく転送され格納されている、一度窒素抽出をはじめ、分析室に同伴可能です。まず、バランスの上に、上、風袋重量ボートを設定します。
ヘラを使用して、ラベル付き 100 mL ビーカーに乾燥、ふるわれた土のサンプルの 10 g を量り。次に、硫酸カルシウム 0.1 g の重量を量るし、ビーカーにそれを転送します。
20 mL をメスシリンダーに脱イオン水を測定し、ビーカーに転送。徹底的に攪拌棒でビーカーの内容を混ぜます。各土壌試料のこれらの追加を繰り返します。卓上シェーカーでサンプルを確保し、1 分間攪拌します。
リンとカリウムの土壌からの抽出を開始するには、乾燥、ふるわれた土のサンプルの 2 g を量り、ラベル 100 mL ビーカーに転送しヘラを使用します。卒業シリンダー 20 mL Mehlich 2 土壌抽出ビーカーへの転送を測定します。徹底的に攪拌棒でビーカーの内容を混ぜます。卓上シェーカーでサンプルを確保し、5 分間攪拌します。抽出後すべての 3 つの栄養のサンプル セットは真空真空フラスコと漏斗を Büchner を使用してフィルター処理をする必要があります。
まず、真空ジェットをオンにし、漏斗に土壌抽出液をゆっくりと注ぐ。エキスをフラスコに、漏斗から放電する必要があります。きれいな、ラベル 50 mL ビーカーに濾液を注ぐ。目標到達プロセスの削除、脱イオン水をフラスコとリンス漏斗、ろ紙を破棄します。漏斗およびフラスコを乾燥するのに空気ジェットを使用します。
今栄養のサンプルをフィルター処理すると、コンテンツの分析を開始できます。各栄養素のテストでは、"S"、サンプル管の表示色を表示から開始します。空白の"B"を 2 番目をラベルします。
徹底的にリンスは両方の色を脱イオン水でチューブを表示し、残りのすすぎ水を除去するために振る。マーク チューブの表示色で 1/4 インチの深さにサンプル抽出を追加"S"。ゴム栓と管のキャップし、3 秒、その後、破棄ソリューションのために振る。
次に、メニスカスがすりガラスのエリアの下部に、管に 5 mL マークまで両方のチューブにサンプル抽出を追加します。チューブに 1 つ窒素試薬枕の内容を追加"S"マーク。キャップ、コンパレータ、外側の穴にチューブ"B"と内側にチューブ"S"に管の場所両方すぐに 1 分は積極的に管を振る。5 分放置。
光源まで、コンパレータを押し、チューブ"B"のウィンドウの色チューブ"S"のウィンドウでと一致するまでディスクが回転します。色比較演算子ボックスの下のウィンドウに表示されている濃度の値を記録します。
サンプルは、リン酸コンテンツ色コンパレータを使用して分析できます。スポイトを使用して、25 mL のメスシリンダーのシリンダーにフィルター処理されたリン検体抽出液 2.5 mL を追加します。25 mL のマークに、ストッパー キャップ脱イオン水を追加し、ミックスに反転します。マーク チューブの表示色約 1/4 インチの深いに希釈サンプル抽出を追加"S"チューブを洗浄します。ゴム栓とキャップ、ソリューションを破棄する前に、数秒間振る。
半月板は、5 mL のマークもまで両方のチューブにサンプル抽出を追加します。"S"チューブに 1 つリン試薬枕の内容を追加、キャップと 1 分は積極的に振る直ちに配置色コンパレータに外側の穴に空の管の色チューブ、サンプル チューブ内に穴。3 分ホールド、光源までコンパレータを残すし、チューブ"B"のウィンドウは、チューブ"S"のウィンドウの色を一致するまでディスクが回転します。ウィンドウに表示される値を記録します。
最後に、カリウムのコンテンツのサンプルを分析できます。スポイトを使用して、25 ミリリットル シリンダーに検体抽出液にカリウムの 3 mL を追加します。シリンダー、ゴム栓でしっかりキャップ 21 mL マークに脱イオン水を追加し、反転します。次に、シリンダーに 1 つカリウム 2 試薬枕を追加します。シリンダー、ゴム栓でキャップするアルカリの EDTA 溶液 3 mL を追加し、ミックスに数回を反転します。1 カリウム試薬枕の内容を追加、シリンダー キャップ、白い濁りが発展するにつれ、3 分間立ってソリューション 10 s. 許可を積極的に振る 3 分用ソリューションのスタンドをしましょう。
シリンダーにまっすぐ見て、ゆっくりと挿入カリウム ディップスティック垂直ソリューションにまで黒い点は上から表示されなくなります。位置のディップスティックを押し、スケールを表示するのにはシリンダーを回転します。試料の表面が、ディップスティックを満たしているディップスティック スケールの番号を記録します。左側の列で読んでディップスティックで見つけて、レコード対応する mg/L の濃度は、右側の列での報告 mg/L でサンプルの濃度を決定するカリウムの変換表を参照します。
栄養範囲の表をサンプルの質を評価し、サンプリングした土壌養分の改正を必要かどうか、もしそうならを決定する使用ことができます濃度を取得した後どのくらい。特定の肥料の適用によって栄養補正が行えます。
土壌の土壌養分の組成を分析する能力はさまざまなアプリケーションを人口、農業生態系の潜在的な影響。
異なる作物でお越しの際にも最適な成長のための別の潜在的な栄養要求。たとえば,高い窒素のレベルは、大豆やトウモロコシなど、窒素を要求する農作物の栽培に必要です。リンの高レベルを刺激させ、花またはフルーツの生産が。産地目的のトリミングで土壌養分組成を測定する能力は、農民や土地管理者が正常に彼らの目的の作物を育てる土に必要な栄養素を補うためできます。
土壌の組成も順番異なった植物相または動物群をサポートする能力に影響を与えることができます水を保持する能力に影響を持つことができます。たとえば、低カリウムの土壌は貧しい干ばつ耐性を持っているし、不足している栄養素の適切な量と土壌の施肥による栄養の改正が求められることがあります。また、灌漑高乾燥耐性を表示しない植物を育てる必要があります。
土壌の組成と栄養素の質では、適切な土地利用を指定する土地管理者に通知できます。土が重い変更や作物栽培のための補充が必要となる、栄養質の悪いエリアの建物や構造の開発のための土地はともかくより適切かもしれない。また、目的の作物の成長のための理想的な組成の区域ことを計上し脇、開発から保護されています。
ゼウスの土壌養分分析入門を見てきただけ。今、土壌栄養素の重要性、土壌からそれらを抽出する方法とその濃度を決定する方法を理解する必要があります。見てくれてありがとう!
Results
それぞれの栄養分析濃度 mg/L で報告になります
硝酸態窒素とリン酸の濃度はコンパレータの色ボックスで決定し、ウィンドウに結果を表示します。
図 1。(左) 硝酸とリン酸 (右) の色比較ボックスの例カラー ディスクです。色の強度はディスクの外側の端に、栄養塩濃度 (mg/L) がディスクの内側の端に。
テーブル 1。ディップスティック カリウムの mg/l. への読み込みを変換する使用されるカリウム換算表左のコラムで読んでディップスティックを検索し、右側の列に対応する mg/L の濃度を記録します。
| 窒素 | リン | カリウム | |
| Ppm の栄養レベル範囲 | |||
| 低 | 0-15 | 0-25 | 0-60 |
| 媒体 | 15-30 | 25-50 | 60-100 |
| 高 | 30 + | 50 + | 100 + |
表 2。カテゴリー別に整理栄養の範囲の表。
Applications and Summary
硝酸態窒素、リン酸、カリウムの栄養塩類の濃度を決定すると、その使用目的に関して、土壌が機能している方法や土からの栄養素のサイクリング方法が発見できます。栄養テストは、テストのすべての栄養素の平均栄養塩濃度 (mg/L) のレポートを提供します。 農業の設定、栄養素の濃度は、食品の生産を追加するどのくらい肥料を追加知っている助けることができる知っているとする栄養素は、補われた、どのような金額を必要があります。例えば、一貫して高い窒素の土は、大豆やトウモロコシなどの作物の窒素要求の成長のためよいでしょう。高い窒素のレベルは、窒素の植物の緑の部分に必要なためにまた開花植物の特に便利です。高い窒素のレベルは、ままリンのレベルよりも高い場合、ただし、開花を抑制できます。リン植物で開花をコントロールや結実植物とリンは土壌や植物に直接が前に、と開花や結実の大型作物と植物果実生産の増加量の農業の歩留まりを向上させるライフ サイクル段階中に追加しばしば任意の工場生産含む開花することが重要です。カリウムは、植物の干ばつ耐性と水分の調節などをサポートするために必要な多くの化学反応を触媒に関与しています。低カリウムの土壌は、土壌改良ができない場合灌漑する必要があります。栄養塩濃度は、栄養不足や黒字成長を植物に有害なことができるのも知らせることができます。 栄養分が高すぎる場合、腐葉土の追加や土を耕すなど、黒字を削減する改正を実行できます。栄養素は植物の生産をサポートするためには低すぎる場合、受精は特定の作物に必要な量の栄養素を追加する使用できます。低栄養土壌に (舗装表面または建築) レクリエーションまたは開発のため土地の管理者により該当する用途もありますスペース。
