출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 – 데폴 대학
본 실험에서, 3개의 토양 다량 영양소는 화학적으로 추출되고, 색계 시약과 결합한 다음, 토양 샘플에 존재하는 영양소 농도를 결정하기 위해 색상을 사용하여 분석한다.
질소, 인 및 칼륨은 토양 비료의 주요 구성 요소입니다. 이러한 방법은 토양 샘플에 존재하는 영양소의 농도를 결정하기 위해 탁도 및 색상을 사용하여 분석 할 수있는 용액으로 토양에서 각 영양소를 분리합니다. 현재의 농도를 아는 것은 환경 과학자들에게 식물 생산을 지원하는 데 사용되는 토양에서 영양 결핍이나 잉여를 알리고 생태계의 기본적인 생화학 적 주기에 대한 일반적인 통찰력을 제공합니다.
화학적으로 토양에서 분리될 때, 이 기술을 사용하여 영양소를 검출할 수 있습니다. 질소와 인은 일반적으로 질산염과 인산염의 형태로 발견되며 관심 영양소를 결합하는 화학 추출물로 추출됩니다. 토양에서 추출되면, 각 영양소는 영양소 용액이 선형 관계에서 영양소 별 색으로 변경되는 알려진 시약과 결합될 수 있으며, 더 어두운 색으로 영양소의 농도가 증가합니다. 각 영양소의 농도를 분석하기 위해, 화학 시약은 영양소의 농도증가를 나타내는 색 강도의 증가와 함께 각 시료의 색을 착색하는 데 사용될 것이다.
고중범위 질산염 테스트에서 카드뮴 금속은 질산염(NO3-)을아질산염(NO2-)으로줄이는 데 사용된다. 카드뮴은 구입한 니트라버 5(고중레인지) 및 니트라버 6(저거리) 파우더 베개에 포함되어 있습니다.
NO3– + Cd + 2 H+ → NO2– + Cd2+ + H2O
아질산 이온은 황자닐산(NitraVer 5 분말에 함유된 산성 배지)과 반응하여 중간 디아조늄 염을 형성합니다. 젠트리시스산(NitraVer 5에 함유됨)과 결합하면 호박색 용액이 형성됩니다. 이 화합물의 색상 강도는 물 샘플의 질산염 농도에 직접 비례하며 연속 질산염 호박색 디스크를 사용하여 질산염 색상 비교기 상자를 사용하여 정량화 될 수 있습니다.
인의 경우, 몰리다테 나트륨, 및 칼륨 피로술파테의 구입인 3 시약 분말은 수용성 반응성 인산염과 반응하여 인 몰리비데이트 복합체를 형성한다.
H2PO4– + 12 Na2MoO4 + → PMo12O403-
복합체는 몰리브덴 블루 컬러를 형성하기 위해 아스코르브산(포스버 3 분말에 함유됨)에 의해 감소된다. 블루 컬러는 연속 인산염 블루 컬러 디스크가 있는 인산염 색상 비교기 상자를 사용하여 정량화됩니다.
이 메서드에 색상 비교기 상자가 사용됩니다. 이 도구는 0-50 mg/L 사이의 각 농도에 대해 알려진 색상 강도에 따라 작동합니다. 상자의 색상 디스크는 창(빈 및 샘플)의 색상이 일치할 때까지 설정됩니다. 색상이 일치하면 해당 영양소 농도(mg/L)가 색상 비교기 상자의 별도의 하부 창에 표시됩니다. 이 상자는 소개 대학 과정까지 모든 수준에서 학생들과 함께 사용할 수있을만큼 견고하며 샘플링 위치에서 사용할 수있는 필드 토양 테스트 키트의 일부로 쉽게 운반 할 수 있습니다. 이러한 방법을 사용하면 사용하지 못할 수 있는 고가의 장비가 필요하지 않고 교실 실험실에서 기본적인 영양소 테스트를 할 수 있습니다. 시험 정확도를 보장하기 위해 질산염 및 인산염 표준 솔루션은 현장 현장으로 이동하거나 실험실의 토양 샘플 분석을 시작하기 전에 절차의 샘플 대신 사용할 수 있습니다.
칼륨 테스트에서 칼륨 이온은 구입한 칼륨 3 시약 분말에 함유 된 테트라페닐보산나트륨과 결합하여 칼륨 테트라페닐보레이트, 백색 침전물을 형성합니다. 침전은 샘플의 현탁액에 남아 탁도가 증가합니다.
NO3– + Cd + 2 H+ NaB (C6H5)4 + K+ → KB (C6H5)4 + Na+
칼륨 측정 딥스틱은 칼륨 농도로 변환되는 탁도의 양을 정량화하는 데 사용됩니다. 딥스틱은 한쪽 끝에 검정점이 있어 점이 더 이상 흰색 침전을 통해 볼 수 없을 때까지 샘플에 배치됩니다. 딥스틱은 점진적으로 표시되어 전환 차트를 사용하여 칼륨 농도로 변환되는 가시성 의 척도를 나타냅니다. 이 방법은 야외 샘플링 사이트로 운반 할 수있는 최소한의 장비와 입문 대학 과정까지 모든 수준에서 학생들과 함께 사용할 수있을만큼 강력한 저렴한 절차입니다.
질산염, 인산염 및 칼륨에 대한 영양소 농도를 결정하면 토양이 의도한 사용과 영양소가 토양을 통해 어떻게 사이클링되는지에 대해 토양이 어떻게 작동하는지 알 수 있습니다. 영양소 테스트는 테스트된 모든 영양소에 대한 평균 영양소 농도(mg/L)에 대한 보고서를 제공합니다. 농업 환경에서, 영양소의 농도 알고 음식 생산자 비료를 추가 하는 때 알고 도움이 될 수 있습니다., 얼마나 많은 추가, 그리고 어떤 영양소 보충 필요 하 고 어떤 양에. 일관되게 높은 질소 토양, 예를 들어, 콩과 옥수수와 같은 질소 요구 작물을 성장에 좋은 것입니다. 높은 질소 수준은 식물의 녹색 부분에 질소가 필요하기 때문에 비 개화 식물에도 특히 유용합니다. 높은 질소 수준은 그러나, 인 수준 보다는 높게 남아 있는 경우에, 꽃을 억제할 수 있습니다. 인은 식물에서 꽃을 제어하고 종종 더 큰 작물 크기와 식물 당 과일 생산의 증가 양을 증가하기 위해 꽃 과일과 식물과 인을 포함하는 식물 생산에 중요하다 종종 토양이나 꽃과 과일 주기 단계 전후 및 과일 주기 단계 동안 식물에 직접 추가됩니다. 칼륨은 가뭄 허용 오차 및 수분 조절을 포함하여 식물 의 수명을 지원하는 데 필요한 많은 화학 반응을 촉매하는 데 관여합니다. 토양 개정이 불가능한 경우 낮은 칼륨 토양은 관개해야 할 가능성이 높습니다. 영양소 농도는 또한 식물 성장에 해로울 수 있는 영양 결핍 또는 잉여를 알 릴 수 있습니다. 영양소가 너무 높으면 뿌리 덮개를 추가하거나 토양을 경작하는 것과 같은 잉여를 줄이기 위해 개정을 수행 할 수 있습니다. 영양소가 식물 생산을 지원하기에 너무 낮은 경우, 수정은 특정 작물에 필요한 양분을 추가하는 데 사용할 수 있습니다. 낮은 영양 토양은 또한 레크리에이션 또는 개발 (포장 표면 또는 건물 건설) 공간에 대한 토지 관리자에 더 적용 가능한 용도가있을 수 있습니다.