🌿 Pflanzenverfügbarer Phosphor im Boden — Extraktion mit Calciumlactat (Egner-Riehm) und Kolorimetrie des Phosphormolybdänblaus

Umwelt PN-R-04023

Übersicht

Status der Norm: PN-R-04023:1996 wurde vom PKN ohne Ersatz zurückgezogen; das Verfahren bleibt in der Düngeberatung in Gebrauch.

Der Gehalt der für die Pflanzen verfügbaren Phosphorformen im Boden ist gering — nur etwa 4 % des Gesamtgehalts, meist 0,2–8 mg/100 g; die verfügbare Form ist das Anion H₂PO₄⁻. Grundlage einer vernünftigen Düngung ist die Beurteilung des agrochemischen Zustands des Bodens, dessen wichtigste Kennzeichen der Säuregrad und die Versorgung mit pflanzenverfügbarem Phosphor, Kalium und Magnesium sind; solche Untersuchungen sollten alle 3–5 Jahre ausgeführt werden (Krajowa Stacja Chemiczno-Rolnicza (Landesstation für Chemie und Landwirtschaft), IUNG-PIB, Anweisung Nr. 251). Die Ergebnisse werden in absoluten Werten oder in einer fünfstufigen Skala des Versorgungsgrades angegeben (sehr niedrig, niedrig, mittel, hoch, sehr hoch): ein sehr niedriger und ein niedriger Gehalt weisen auf die Notwendigkeit einer starken Düngung hin, ein mittlerer — auf eine den Entzug ausgleichende Düngung, ein hoher und ein sehr hoher — auf eine Begrenzung der Gaben (Korrekturfaktoren für Phosphor 1,5 / 1,25 / 0,5 / 0,25). Eine Phosphordüngung wird nicht empfohlen, wenn der Gehalt 40 mg P₂O₅/100 g übersteigt (80 mg/100 g in carbonathaltigen Böden). Zur Bestimmung der pflanzenverfügbaren Phosphorformen wird allgemein das Egner-Riehm-Verfahren angewendet, genormt in der PN-R-04023:1996 (vom PKN zurückgezogen, ohne ersetzende Norm). Klassen des Versorgungsgrades nach den Grenzzahlen: V — sehr niedrig < 5,0; IV — niedrig 5,1–10,0; III — mittel 10,1–15,0; II — hoch 15,1–20,0; I — sehr hoch > 20,0 mg P₂O₅/100 g Boden.

Prinzip der Methode

Die Phosphorverbindungen werden aus dem Boden mit salzsauer angesäuertem Calciumlactat (CH₃·CHOH·COO)₂Ca extrahiert: eine Lösung, die 0,04 N an Calciumlactat und 0,02 N an HCl ist, pH 3,6, gut gepuffert sowohl gegenüber den Wasserstoff- als auch gegenüber den Calciumionen — den beiden Faktoren, die über die Löslichkeit der Phosphorverbindungen im Boden entscheiden. Die Anwesenheit des Calciums bewirkt nur eine geringfügige Auflösung der Huminstoffe, wodurch das Filtrat schwach gefärbt oder farblos und für die Kolorimetrie geeignet ist; das wesentliche Merkmal des Reagenzes ist es, gerade solche Phosphormengen in Lösung zu bringen, wie sie die Pflanzen aufnehmen können. Der Phosphor im Filtrat wird kolorimetrisch durch die Messung der Intensität der Färbung des Phosphormolybdänblaus bestimmt — eines Komplexes, den die Orthophosphationen im sauren Milieu mit Molybdat in Gegenwart von Photorex und von Zinn(II)-chlorid (SnCl₂) als Reduktionsmittel bilden; das Photorex fixiert die Färbung, die ohne Fixiermittel in einem zu sauren Milieu rasch verschwindet. Die Absorption wird bei 660 nm frühestens nach 30 min und spätestens nach 6 h nach der Entwicklung der Farbe gemessen. Der Gehalt wird berechnet als mg P₂O₅/100 g = a·100/s, wobei a — mg P₂O₅ in 25 cm³ des Filtrats, s — die Bodenmasse, die 25 cm³ des Filtrats entspricht (0,5 g bei einer Einwaage von 5 g und 250 cm³ Extraktionsmittel).

Anwendungen

• Beurteilung der Phosphorversorgung von Ackerböden und Grünland zur Festlegung der Gaben von Phosphordüngern (Düngeberatung, Bezirksstationen für Chemie und Landwirtschaft)
• Düngepläne und Korrektur der Gaben mit Faktoren, die von der Klasse des Versorgungsgrades abhängen
• Überwachung der Überdüngung mit Phosphor (Grenze 40 mg P₂O₅/100 g; 80 mg in carbonathaltigen Böden) und Schutz der Gewässer vor der Eutrophierung
• Bodenkundliche Untersuchungen und Lehre (Berechnung des Vorrats an pflanzenverfügbarem P in der Ackerkrume je ha)

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-R-04023:1996

Titel (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

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Extraktion

   Wiege 5 g trockenen Boden in eine Flasche von etwa 500 cm³ ein, gib 250 cm³ der Calciumlactatlösung zu und mische 90 min auf dem Überkopfschüttler (etwa 40 U/min).

2. Filtration

   Filtriere durch ein phosphor- und kaliumfreies Filter und verwirf die ersten 20–30 cm³ des Filtrats.

3. Entwicklung der Farbe

   Entnimm 25 cm³ des Filtrats in ein Egner-Röhrchen, gib 2 cm³ der Mischung aus Molybdat und Photorex zu und mische, gib 1 cm³ der Zinn(II)-chlorid-Lösung zu und mische erneut; stelle die Röhrchen an einen dunklen Ort.

4. Kalibrierkurve

   Bereite auf dieselbe Weise die Standardlösungen, miss ihre Absorption bei 660 nm und trage die Kalibrierkurve auf.

5. Messung

   Miss die Absorption der Probe bei 660 nm frühestens nach 30 min und spätestens nach 6 h nach der Entwicklung der Farbe; lies a — mg P₂O₅ in 25 cm³ des Filtrats — ab.

6. Berechnungen und Bewertung

   Berechne mg P₂O₅/100 g = a·100/s (s = 0,5 g), ordne die Klasse des Versorgungsgrades nach den Grenzzahlen zu und wende den Korrekturfaktor der Düngergabe an; rechne bei Bedarf den Vorrat an P in der 20 cm starken Ackerkrume um (etwa 3 000 000 kg Boden/ha).

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Die Extraktionslösung und die Reagenzien sind sauer — Augen- und Handschutz; behandle Zinn(II)-chlorid und die Molybdate nach den Sicherheitsdatenblättern
• Zinn- und molybdänhaltige Abfälle in den Behälter für chemische Abfälle sammeln

Häufige Fragen