🌿 Fosfor przyswajalny w glebie — ekstrakcja mleczanem wapnia (Egner-Riehm) i kolorymetria błękitu fosforomolibdenowego
Krótko: o co chodzi
Ekstrakcja związków fosforu z gleby zakwaszonym kwasem solnym roztworem mleczanu wapnia (pH 3,6), wywołanie błękitu fosforomolibdenowego z chlorkiem cynawym jako reduktorem i pomiar absorbancji przy 660 nm; wynik w mg P₂O₅/100 g gleby klasyfikuje zasobność (b. Badanie wykonuje się według normy PN-R-04023:1996 (norma wycofana przez PKN bez zastąpienia; metoda nadal stosowana w doradztwie nawozowym); Ekstrahent: mleczan wapnia 0,04 N + HCl 0,02 N, pH 3,6. Procedura obejmuje 6 kroków; stosuje się je m.in. do: Ocena zasobności gleb ornych i użytków zielonych w fosfor do ustalania dawek nawozów fosforowych (doradztwo nawozowe, okręgowe stacje chemiczno-rolnicze), Plany nawożenia i korekta dawek współczynnikami zależnymi od klasy zasobności, Monitoring przenawożenia fosforem (granica 40 mg P₂O₅/100 g; 80 mg w glebach węglanowych) i ochrona wód przed eutrofizacją.
W skrócie
- Norma: PN-R-04023:1996 (norma wycofana przez PKN bez zastąpienia; metoda nadal stosowana w doradztwie nawozowym)
- Kategoria: Środowisko
- Kroków procedury: 6
- Ekstrahent: mleczan wapnia 0,04 N + HCl 0,02 N, pH 3,6
- Stosunek gleba : roztwór: 5 g suchej gleby : 250 cm³; 90 min mieszania (ok. 40 obr./min)
- Barwa: błękit fosforomolibdenowy (molibdenian + fotoreks, reduktor SnCl₂); pomiar 660 nm po 30 min–6 h
Przegląd
Zawartość dostępnych dla roślin form fosforu w glebie jest niewielka — zaledwie około 4 % zawartości całkowitej, najczęściej 0,2–8 mg/100 g; formą dostępną jest anion H₂PO₄⁻. Podstawą racjonalnego nawożenia jest ocena stanu agrochemicznego gleby, której najważniejsze wskaźniki to odczyn oraz zasobność w przyswajalny fosfor, potas i magnez; badania takie powinny być wykonywane raz na 3–5 lat (Krajowa Stacja Chemiczno-Rolnicza, IUNG-PIB, instrukcja nr 251). Wyniki wyraża się w wartościach bezwzględnych lub w 5-stopniowej skali zasobności (bardzo niska, niska, średnia, wysoka, bardzo wysoka): bardzo niska i niska zawartość wskazuje na potrzebę intensywnego nawożenia, średnia — nawożenia zwracającego pobranie, wysoka i bardzo wysoka — ograniczenia dawek (współczynniki korekty dla fosforu 1,5 / 1,25 / 0,5 / 0,25). Nie zaleca się nawożenia fosforem, gdy zawartość przekracza 40 mg P₂O₅/100 g (80 mg/100 g w glebach węglanowych). Do oznaczania przyswajalnych form fosforu powszechnie stosuje się metodę Egnera-Riehma, znormalizowaną w PN-R-04023:1996 (wycofanej przez PKN, bez normy zastępującej). Klasy zasobności wg liczb granicznych: V — bardzo niska < 5,0; IV — niska 5,1–10,0; III — średnia 10,1–15,0; II — wysoka 15,1–20,0; I — bardzo wysoka > 20,0 mg P₂O₅/100 g gleby.
Zasada metody
Związki fosforu ekstrahuje się z gleby zakwaszonym kwasem solnym mleczanem wapniowym (CH₃·CHOH·COO)₂Ca: roztwór 0,04 N wobec mleczanu wapnia i 0,02 N wobec HCl, pH 3,6, dobrze zbuforowany zarówno wobec jonów wodorowych, jak i wapniowych — dwóch czynników decydujących o rozpuszczalności związków fosforu w glebie. Obecność wapnia powoduje tylko nieznaczne rozpuszczanie związków próchnicznych, dzięki czemu przesącz jest słabo zabarwiony lub bezbarwny i nadaje się do kolorymetrii; zasadniczą cechą odczynnika jest przeprowadzanie do roztworu takich ilości fosforu, jakie mogą pobrać rośliny. Fosfor w przesączu oznacza się kolorymetrycznie przez pomiar intensywności zabarwienia błękitu fosforomolibdenowego — kompleksu tworzonego przez jony ortofosforanowe w środowisku kwaśnym z molibdenianem w obecności fotoreksu i chlorku cynawego (SnCl₂) jako reduktora; fotoreks utrwala zabarwienie, które bez utrwalacza szybko zanika w zbyt kwaśnym środowisku. Absorbancję mierzy się przy 660 nm najwcześniej po 30 min i najpóźniej po 6 h od wywołania barwy. Zawartość oblicza się jako mg P₂O₅/100 g = a·100/s, gdzie a — mg P₂O₅ w 25 cm³ przesączu, s — masa gleby odpowiadająca 25 cm³ przesączu (0,5 g przy nawadze 5 g i 250 cm³ ekstrahenta).
Zastosowania
- Ocena zasobności gleb ornych i użytków zielonych w fosfor do ustalania dawek nawozów fosforowych (doradztwo nawozowe, okręgowe stacje chemiczno-rolnicze)
- Plany nawożenia i korekta dawek współczynnikami zależnymi od klasy zasobności
- Monitoring przenawożenia fosforem (granica 40 mg P₂O₅/100 g; 80 mg w glebach węglanowych) i ochrona wód przed eutrofizacją
- Badania gleboznawcze i dydaktyka (obliczanie zapasu przyswajalnego P w warstwie ornej na 1 ha)
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Ekstrahent | mleczan wapnia 0,04 N + HCl 0,02 N, pH 3,6 |
| Stosunek gleba : roztwór | 5 g suchej gleby : 250 cm³; 90 min mieszania (ok. 40 obr./min) |
| Barwa | błękit fosforomolibdenowy (molibdenian + fotoreks, reduktor SnCl₂); pomiar 660 nm po 30 min–6 h |
| Wynik | mg P₂O₅/100 g gleby = a·100/s (s = 0,5 g dla 25 cm³ przesączu) |
| Klasy zasobności | < 5,0 b. niska; 5,1–10,0 niska; 10,1–15,0 średnia; 15,1–20,0 wysoka; > 20,0 b. wysoka |
| Korekta dawek P | b. niska ×1,5; niska ×1,25; wysoka ×0,5; b. wysoka ×0,25; > 40 mg/100 g — bez nawożenia |
| Częstość badań | raz na 3–5 lat |
Norma
- Numer normy
- PN-R-04023:1996 (norma wycofana przez PKN bez zastąpienia; metoda nadal stosowana w doradztwie nawozowym)
- Tytuł (PL)
- Analiza chemiczno-rolnicza gleby — Oznaczanie zawartości przyswajalnego fosforu w glebach mineralnych
- Title (EN)
- Chemical and agricultural analysis of soil — Determination of available phosphorus content in mineral soils
Procedura krok po kroku
-
Ekstrakcja
Odważ 5 g suchej gleby do butelki ok. 500 cm³, dodaj 250 cm³ roztworu mleczanu wapnia i mieszaj 90 min na mieszadle obrotowym (ok. 40 obr./min).
-
Sączenie
Przesącz przez sączek bezfosforowy i bezpotasowy, odrzucając pierwsze 20–30 cm³ przesączu.
-
Wywołanie barwy
Pobierz 25 cm³ przesączu do probówki Egnera, dodaj 2 cm³ mieszaniny molibdenianu z fotoreksem i wymieszaj, dodaj 1 cm³ roztworu chlorku cynawego i ponownie wymieszaj; probówki pozostaw w ciemnym miejscu.
-
Krzywa wzorcowa
W ten sam sposób przygotuj roztwory wzorcowe, zmierz ich absorbancję przy 660 nm i wykreśl krzywą wzorcową.
-
Pomiar
Zmierz absorbancję próbki przy 660 nm najwcześniej po 30 min, najpóźniej po 6 h od wywołania barwy; odczytaj a — mg P₂O₅ w 25 cm³ przesączu.
-
Obliczenia i ocena
Oblicz mg P₂O₅/100 g = a·100/s (s = 0,5 g), przypisz klasę zasobności wg liczb granicznych i zastosuj współczynnik korekty dawki nawozu; w razie potrzeby przelicz zapas P w warstwie ornej 20 cm (ok. 3 000 000 kg gleby/ha).
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Mieszadło obrotowe (ok. 40 obr./min) | butelki ok. 500 cm³ | — |
| Sączki bezfosforowe i bezpotasowe | pierwsze 20–30 cm³ przesączu odrzucane | — |
| Probówki Egnera, pipety | 25 cm³ przesączu na oznaczenie | — |
| Spektrofotometr (660 nm) | krzywa wzorcowa z roztworów wzorcowych fosforanów | — |
| Waga laboratoryjna | nawaga 5 g suchej gleby | — |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Roztwór ekstrakcyjny mleczanu wapnia zakwaszony HCl (0,04 N Ca-mleczan, 0,02 N HCl, pH 3,6) | — | |
| Mieszanina molibdenianu z fotoreksem | — | |
| Roztwór chlorku cynawego SnCl₂ | — | |
| Roztwory wzorcowe fosforanów | — |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Roztwór ekstrakcyjny i odczynniki są kwaśne — ochrona oczu i rąk; chlorek cynawy i molibdeniany traktuj zgodnie z kartami charakterystyki
- Odpady zawierające cynę i molibden zbieraj do pojemnika na odpady chemiczne
Najczęstsze pytania
Jaka norma opisuje to badanie?
Badanie wykonuje się według normy PN-R-04023:1996 (norma wycofana przez PKN bez zastąpienia; metoda nadal stosowana w doradztwie nawozowym) — „Analiza chemiczno-rolnicza gleby — Oznaczanie zawartości przyswajalnego fosforu w glebach mineralnych”. Tytuł angielski: „Chemical and agricultural analysis of soil — Determination of available phosphorus content in mineral soils”.
Na czym polega ta metoda?
Związki fosforu ekstrahuje się z gleby zakwaszonym kwasem solnym mleczanem wapniowym (CH₃·CHOH·COO)₂Ca: roztwór 0,04 N wobec mleczanu wapnia i 0,02 N wobec HCl, pH 3,6, dobrze zbuforowany zarówno wobec jonów wodorowych, jak i wapniowych — dwóch czynników decydujących o rozpuszczalności związków fosforu w glebie. Obecność wapnia powoduje tylko nieznaczne rozpuszczanie związków próchnicznych, dzięki czemu przesącz jest słabo zabarwiony lub bezbarwny i nadaje się do kolorymetrii; zasadniczą cechą odczynnika jest przeprowadzanie do roztworu takich ilości fosforu, jakie mogą pobrać rośliny.
Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?
Ekstrahent: mleczan wapnia 0,04 N + HCl 0,02 N, pH 3,6; Stosunek gleba : roztwór: 5 g suchej gleby : 250 cm³; 90 min mieszania (ok. 40 obr./min); Barwa: błękit fosforomolibdenowy (molibdenian + fotoreks, reduktor SnCl₂); pomiar 660 nm po 30 min–6 h; Wynik: mg P₂O₅/100 g gleby = a·100/s (s = 0,5 g dla 25 cm³ przesączu).
Ile trwa wykonanie badania?
Procedura obejmuje 6 kroków. Norma nie podaje czasu trwania dla wszystkich etapów — decyduje procedura laboratorium.
Jaki sprzęt jest potrzebny?
Mieszadło obrotowe (ok. 40 obr./min), Sączki bezfosforowe i bezpotasowe, Probówki Egnera, pipety, Spektrofotometr (660 nm), Waga laboratoryjna.
Gdzie stosuje się to badanie?
Ocena zasobności gleb ornych i użytków zielonych w fosfor do ustalania dawek nawozów fosforowych (doradztwo nawozowe, okręgowe stacje chemiczno-rolnicze); Plany nawożenia i korekta dawek współczynnikami zależnymi od klasy zasobności; Monitoring przenawożenia fosforem (granica 40 mg P₂O₅/100 g; 80 mg w glebach węglanowych) i ochrona wód przed eutrofizacją; Badania gleboznawcze i dydaktyka (obliczanie zapasu przyswajalnego P w warstwie ornej na 1 ha).
Jakie środki ostrożności obowiązują?
Roztwór ekstrakcyjny i odczynniki są kwaśne — ochrona oczu i rąk; chlorek cynawy i molibdeniany traktuj zgodnie z kartami charakterystyki; Odpady zawierające cynę i molibden zbieraj do pojemnika na odpady chemiczne.
Które laboratorium wykona to badanie?
Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-R-04023.