METODI utilizzati nelle ANALISI DEL TERRENO

effettuate durante il Progetto “Adottiamo un oliveto”

classi III C e III D corso per Perito agrario

anno scolastico 2005-2006

Docenti: Prof. Vanni Giacomo (IIS Santoni – Pisa), Prof.ssa Gabriella Salerno (IIS Santoni – Pisa),

Prof. Roberto Cardelli (Dip. Chimica e Biotecnologie agrarie – Fac. Agraria - Univ. degli Studi di Pisa)

Sommario

I Determinazione della granulometria (analisi fisico-meccanica) pag.2

II Determinazione del pH (in H₂O) pag.3

III Determinazione del Carbonio totale (lettura nell’IR della CO₂ emessa) pag.4

IV Determinazione del Carbonio organico (mineralizzazione con bicromato) pag.5

V Determinazione del Calcare (mediante calcimetro di Scheibler) pag.7

VI Determinazione dell’Azoto totale (metodo Kjeldahl) pag.8

VII Determinazione del Fosforo assimilabile (metodo Olsen) pag.10

VIII Determinazione del Potassio scambiabile (mediante assorbimento atomico) pag.11

Tabella dei risultati pag.12

DETERMINAZIONE DELLA GRANULOMETRIA (ANALISI FISICO-MECCANICA)

Bibliografia

SISS (1985) - Metodi normalizzati di analisi del suolo.

Edagricole, Bologna; 9-15.

E' un' indagine granulometrica: si effettua per determinare la grandezza delle particelle di un terreno.

Determinazione scheletro e terra fine

- scheletro : particelle con diam. maggiore 2 mm

- terra fine: particelle con diam. minore 2 mm

Procedimento

- 500mg di terreno seccato all'aria sono setacciati a 2mm. La quantità (determinata per pesata) che rimane sul setaccio rappresenta lo scheletro, quella raccolta al di sotto è la terra fine.

In genere i valori sono riferiti a 1000g di terreno seccato all'aria.

Determinazione sabbia - limo - argilla

- sabbia grossa: particelle con diam. 2-0.2mm

- sabbia fine: particelle con diam. 0.2-0.02mm

- limo: particelle con diam. 0.02-0.002mm

- argilla: particelle con diam. minore 0.002mm

Procedimento

- Porre 10g di terreno seccato all'aria in un becker da 250ml. Aggiungere circa 100ml di H₂O deion. e portare ad ebollizione su fiamma agitando frequentemente. Lasciar bollire per circa 1 ora e trasferire la miscela in un levigatore di Esenwein da 500ml lavando accuratamente le pareti del becker per evitare perdite di materiale (controllare la tenuta del rubinetto del levigatore prima di rovesciare la miscela)

- aggiungere H₂O deionizzata sino a 500ml, tappare il levigatore (tappo di gomma a perfetta tenuta), agitare accuratamente e lasciar riposare il tutto evitando assolutamente di rimuovere il levigatore

- dopo 12 minuti, dal levigatore, mediante l'apposito rubinetto a 3 vie, prelevare 10ml di miscela raccogliendoli in una capsulina di porcellana (precedentemente tarata in stufa a 105°C)

- portare la capsulina su bagnomaria per favorire l'evaporazione dell'H₂O in eccesso e quindi in stufa a 105°C per 24 ore. Al termine di questo periodo pesare la capsulina e, per differenza fra il lordo e la tara, ottenere il residuo, da esprimere in percentuale, indice della consistenza delle frazioni argillosa e limosa.

Calcoli

% di argilla + limo = peso netto * 500

(E' moltiplicato per 500 perché riportiamo tutto a 500ml e in percentuale, quindi: residuo di 10ml*50*10).

La % di sabbia si calcola per differenza a 100.

Segue procedimento

- Il liquido rimasto, contenuto del levigatore, è lasciato riposare per le successive 20 ore, al termine delle quali vengono prelevati altri 10ml di miscela in una capsulina (come sopra). Per pesata si ottiene quindi la percentuale di argilla che sottratta alla percentuale ottenuta precedentemte permette di calcolare anche la percentuale di limo.

L'analisi andrebbe preferibilmente condotta alla temperatura costante di 20°C.

I dati dell'analisi granulometrica vengono poi interpretati utilizzando il diagramma a coordinate triangolari che suddivide i suoli in 12 classi granulometriche secondo il Servizio del Suolo degli Stati Uniti (vedi pg. 89 SISS).

DETERMINAZIONE DEL pH

Bibliografia

SISS (1985) - Metodi normalizzati di analisi del suolo.

Edagricole, Bologna; 27.

Taratura dell'apparecchio e lettura dei campioni

- Accendere l'apparecchio e lasciarlo stabilizzare per circa 10 minuti

- togliere l'elettrodo dal beckerino contenente la soluzione tampone in cui è immerso, lavarlo con H₂O deionizzata e asciugarlo.

- tarare l'apparecchio immergendo l'elettrodo in due soluzioni tampone rispettivamente a pH 4.0 e a pH 7.0 (o a pH 7.0 e a pH 10.0), regolando la lettura dell’apparecchio tramite l’opportuna procedura. Ricordarsi di lavare ed asciugare l'elettrodo tra una misurazione e l'altra

- procedere alle letture dei valori sull'apposita scala dell'apparecchio immergendo l'elettrodo nel campione.

Dopo le misurazioni, chiuso il tappo ed effettuata la pulizia dell'elettrodo con H₂O deionizzata, immergere nuovamente quest'ultimo nell'apposito beckerino e spengere l'apparecchio.

Il beckerino normalmente contiene una soluzione di KCl 3M, mentre all'interno dell'elettrodo abbiamo una soluzione di KCl 4M: controllare sempre che il livello delle soluzioni sia quello ottimale.

MISURAZIONE DEL pH DEL TERRENO

- Aggiungere al terreno, preventivamente setacciato a 2 mm, H₂O deionizzata in rapporto 1:2.5 (tenendo conto dell'umidità del terreno stesso)

- agitare con una bacchetta di vetro alcune volte nell'arco di circa 15 minuti e lasciar riposare per una mezz'ora

- effettuare le letture dei campioni agitando la soluzione nel becker di tanto in tanto dopo che lo strumento si è stabilizzato sulla lettura.

(Nel caso di suoli torbosi può essere necessario utilizzare una quantità maggiore di liquido che, in tal caso, deve essere specificata).

DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO IN CARBONIO TOTALE

Bibliografia

F.K.V. (1992) – 900 CS – Nuovo Determinatore simultaneo automatico ad infrarossi del Carbonio e Zolfo in: acciai, ceneri, terreni, ghise, cementi, materiali organici, carboni, sabbie, idrocarburi - Manuale delle istruzioni dello strumento; 29-37.

Attrezzatura necessaria

1. F.K.V. 900 CS Determinatore simultaneo automatico ad infrarossi del Carbonio e Zolfo

2. Navicelle di porcellana per la mineralizzazione dei campioni

Il processo di misurazione è basato sull’analisi dei gas originati dalla combustione del campione per mezzo del loro assorbimento nell’infrarosso. Durante il processo di combustione lo solfo ed il carbonio contenuti nei campioni vengono ossidati sino a SO₂ e a CO₂ ad una temperatura di circa 1250°C. La combustione è sostenuta da un apporto continuo e costante di ossigeno che funge anche da gas trasportatore dei gas emessi.

L’analizzatore è composto da un circuito di flusso del gas, da una fornace, da un rivelatore nell’infrarosso e dalla parte elettronica.

Il campione viene immesso nella fornace attraverso un’apertura, posto all’interno di una navicella di combustione in porcellana. La fornace è controllata elettronicamente riguardo alla temperatura ed al flusso di gas in arrivo. Grazie al vuoto generato da una pompa, i gas di combustione vengono estratti dal forno. Il flusso del gas in entrata (O₂: 150l/h) è maggiore di quelli in uscita: ciò impedisce l’entrata nella camera di combustione dell’aria atmosferica.

Il gas di combustione dei campioni viene convogliato verso una cuvetta di misurazione illuminata da una lampada a luce infrarossa.

Il principio di misurazione da parte dell’analizzatore nell’infrarosso è basato sulla proprietà di molti gas di assorbire la luce infrarossa. Vari di questi gas assorbono alcuni intervalli caratteristici della radiazione infrarossa. Gli spettri di assorbimento sono associati con il numero, la configurazione e il tipo di atomi componenti le molecole di gas. Per ogni gas esiste una lunghezza d’onda alla quale l’assorbimento è massimo ed a questa lunghezza d’onda viene effettuata la misurazione. Il segnale così ottenuto viene amplificato e inviato al sistema elettronico che ha preventivamente calcolato il bianco.

Due trappole provvedono inoltre a catturare l’H₂O originatasi dalle combustioni che potrebbe interferire con le letture. Per questo motivo sarebbe opportuno che venisse eliminata il più possibile l’umidità presente nei campioni essiccandoli in stufa preventivamente all’analisi. L’acqua può essere prodotta anche in seguito all’ossidazione dell’H₂ presente nei campioni.

I segnali emessi dall’analizzatore nell’infrarosso sono selettivi e corrispondono alla concentrazione di SO₂ e CO₂ nella miscela di gas originati dalla combustione. Essi sono elaborati dall’analizzatore che li rende lineari, li integra, li divide per il peso del campione e li esprime in % di S e di C.

Procedimento

I campioni vengono inseriti all’interno di apposite navicelle di porcellana e pesati con una bilancia analitica.

Successivamente vengono caricati sulla guida di metallo che conduce alla fornace e spinti al suo interno mediante un’asta di metallo. Una volta avuta luogo la combustione, la navicella con ciò che resta del campione (una frazione della parte inorganica) viene estratta dalla fornace ed eliminata. Nel frattempo i gas ottenuti dalla combustione sono analizzati ed il contenuto in Carbonio totale determinato dall’analizzatore.

Nelle navicelle sarebbe opportuno inserire quantitativi all’incirca pari ad 1g di terreno (la quantità può variare in relazione al supposto contenuto in Carbonio (0.5g, 2g, etc.).

Il risultato ottenuto si riferisce chiaramente al contenuto in Carbonio totale, senza differenziare fra quello organico ed inorganico (i vari carbonati) per cui se vogliamo differenziare i due pools carboniosi dobbiamo procedere per lo meno ad un’altra determinazione (Carbonio organico o Carbonio minerale).

DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO IN CARBONIO ORGANICO

Bibliografia

Lotti G. (1956) - La determinazione della sostanza organica nel terreno agrario. Ann. Fac. Agr. di Pisa. 17; 113-128.

Attrezzatura necessaria

1. Matracci da 100ml

2. Anelli di metallo per appesantire i matracci

3. Bagnomaria

4. Pipette tarate di classe A da 20ml

5. Becker da 250ml

6. Pipette tarate di classe A da 10ml

Reagenti

1. Soluzione di bicromato di potassio (K₂Cr₂O₇) 2N: sciogliere 98.0733g in circa 700ml di H₂O deionizzata e diluire sino ad un litro.

2. Acido solforico (H₂SO₄) concentrato.

3. Soluzione di acido solforico 1:4: porre in un matraccio da un litro circa 300ml di H₂O deionizzata, aggiungere cautamente 200ml di acido solforico concentrato tenendo immerso il matraccio in acqua, quindi diluire sino ad un litro.

4. Fluoruro di sodio.

5. Soluzione di difenilamina solforica: sciogliere 500mg di difenilamina (C₆H₅)2NH (P.M. 169.28) in 50ml di acido solforico concentrato.

6. Soluzione di sale di Mohr 0.2N: sciogliere 78.41g di ferro-ammonio solfato (ferroso): Fe(NH₄)₂(SO₄)₂*6H₂O in circa 700ml di H₂O deionizzata, aggiungere 20ml di acido solforico concentrato (che previene l'intorbidamento della soluzione) e diluire sino ad un litro.

7. Soluzione di bicromato di potassio (K₂Cr₂O₇) 0.1N: sciogliere 4.9035g (pesati con estrema precisione dopo essiccamento in stufa) in circa 700ml di H₂O deionizzata e diluire sino ad un litro.

Procedimento

La determinazione del Carbonio organico presente nel terreno viene effettuata ossidando la sostanza organica mediante K₂Cr₂O₇. L'eccesso di bicromato, successivamente titolato con una soluzione di ferro ferroso, attraverso semplici calcoli, ci permetterà di ricavare la % di Carbonio organico nel terreno preso in esame.

L'analisi può essere effettuata su campioni di terreno essiccato sia all'aria che in stufa (a 60°C per 48 ore oppure a 105°C per 16-18 ore). E' necessario in seguito specificare a cosa si riferiscono i dati ottenuti.

Dobbiamo porre molta attenzione nel setacciare il terreno e nel liberarlo da pagliuzze o frammenti di radici che altrimenti potrebbero falsare la validità delle misurazioni.

L'entità del campione varia in base al suo supposto tenore in carbonio organico: affinché il metodo sia attendibile il campione preso in considerazione deve corrispondere a non più di 200mg di carbonio organico, per cui trovandoci in presenza di terreni con contenuti stimati di carbonio organico inferiori al 7-8% è conveniente prendere 2g di terreno, in presenza di terreni con percentuali ritenute maggiori 1g, o addirittura 500mg nel caso di terreni torbosi (con contenuti in carbonio organico aggirantesi attorno al 30%). Nel caso volessimo esaminare residui organici quali paglie o fanghi organici, ad esempio quelli derivati da acque di vegetazione o da liquami, dove il contenuto in carbonio organico può aggirarsi attorno al 40-50%, conviene ridurre la consistenza dei campioni a 100-200mg.

- Pesare il campione e porlo in un matraccio da 100ml

- aggiungere 20cc di una soluzione di K₂Cr₂O₇ 2N misurati con estrema precisione (avvalendosi di pipette tarate) e, goccia a goccia, 20cc di acido solforico concentrato.

- parallelamente effettuare la prova in bianco ponendo in un matraccio da 100cc: 20cc di K₂Cr₂O₇ 2N e 20cc di H₂SO₄ concentrato. Tutti i matracci sono posti in bagnomaria per un'ora e mezza: qui la sostanza organica viene ossidata dal bicromato di potassio in ambiente acido secondo la seguente reazione:

2 K₂Cr₂O₇+3C+8H₂SO₄ = 2Cr₂(SO₄)₃+2K₂SO₄+8H₂O+3CO₂

- in seguito il contenuto dei matracci è portato a volume (100cc). Di questi vengono prelevati 10cc (misurati precisamente con pipetta tarata) che sono posti in un becker da 250cc dove sono aggiunti nell'ordine: 20cc di H₂SO₄ 1:4, H₂O deionizzata sino a circa 100cc, una spatolata di NaF e un paio di gocce di difenilamina solforica 0.5N.

L'acido solforico 1:4 ha la funzione di creare un ambiente acido per le reazioni successive, il fluoruro di sodio agisce da agente complessante nei confronti del ferro ferrico spostando quindi la reazione di ossidoriduzione Fe²⁺ = Fe³⁺ + e^- verso i prodotti garantendole una buona velocità.

Il K₂Cr₂O₇ che non ha reagito con il carbonio organico è titolato con una soluzione di ferro ammonio solfato (sale di Mohr) 0.2N sino al viraggio dal blu-viola al verde ovvero sino al mutamento improvviso ed irreversibile del potenziale misurato con un apparecchio E 520 della METROHM-ERISAU. La normalità esatta del sale di Mohr era stata preventivamente determinata titolando con questa 10cc esatti di una soluzione di K₂Cr₂O₇ 0.1N.

Calcoli

Titolo della soluzione del sale di Mohr: 5 : 0.2 = (10-a) : X dove:

5 = ml di sale di Mohr 0.2N necessari per titolare 10cc di K₂Cr₂O₇ 0.1N

0.2 = titolo ipotetico del sale di Mohr 10 = ml del sale di Mohr usati per la titolazione

a = risultato della lettura X = titolo incognito

X = (10-a) * 0.2/5

Una volta ottenuto il titolo preciso del sale di Mohr si applica:

(A-B) * N = numero di equivalenti di C presenti in 10ml

dove:

A = lettura risultato della prova in bianco (dove tutto il sale di Mohr reagisce con il K₂Cr₂O₇)

B = lettura risultato della prova sul campione (dove il sale di Mohr reagisce con l'eccesso di K₂Cr₂O₇ che non ha ossidato il Carbonio organico)

A-B = ml di sale di Mohr che hanno reagito con il Carbonio organico: moltiplicandoli per la normalità del sale di Mohr otteniamo il numero degli equivalenti di sale di Mohr che non ha reagito con il K₂Cr₂O₇ e di conseguenza quelli del Carbonio organico ossidato dallo stesso K₂Cr₂O₇.

N = titolo del sale di Mohr impiegato nelle titolazioni.

Sono stati utilizzati 10ml di soluzione per cui il risultato dovrà essere moltiplicato per 10 per riportarlo a 100ml. Abbiamo così i milliequivalenti di Carbonio organico presenti nella quantità di campione usata (2, 1, 0.500, 0.100g etc.). Dividendo questi ultimi per il peso del terreno usato otteniamo i mg di Carbonio organico presenti in un grammo del terreno. Per ottenere il valore in percentuale imposteremo una proporzione secondo la quale il valore espresso in mg di Carbonio contenuto in un grammo di terreno è moltiplicato per 100 e diviso per 1000. Complessivamente:

% Carbonio organico = (A-B) * N * 10 * 3 * 100/P * 1000

dove:

A = lettura prova in bianco B = lettura prova effuettuata sul campione

N = titolo esatto del sale di Mohr impiegato nelle titolazioni

10 = fattore di moltiplicazione da usare avendo considerato solo un decimo del Carbonio in esame (10 su 100)

3 = peso equivalente del Carbonio P = peso del campione usato per la determinazione

100/1000 = coefficiente per trasformare il risultato in percentuale

Considerando un contenuto medio di Carbonio della sostanza organica pari al 58%, si può introdurre un fattore (1.72) che ci darà la % di sostanza organica presente nel terreno in esame:

% Sostanza organica = % Carbonio organico * 1.72

Valori di riferimento

In base al contenuto di sostanza organica, il suolo può essere classificato:

povero: minore di 1.5% sufficientemente dotato: 1.6-2.5%

ben dotato: 2.6-3.5% ricco: maggiore di 3.5%

DETERMINAZIONE DEL CALCARE TOTALE

Bibliografia

SISS (1985) - Metodi normalizzati di analisi del suolo. Edagricole, Bologna; 28.

La determinazione dei carbonati di un terreno si effettua misurando l'anidride carbonica liberata con acido diluito. Dalla quantità di CO₂ si risale ai carbonati totali che sono espressi percentualmente come carbonato di calcio sul terreno seccato a 105°C.

Nel nostro laboratorio si adotta l'analisi gas-volumetrica che permette appunto di misurare il volume occupato dalla CO₂ liberata dal terreno dopo trattamento con acido cloridrico a freddo. L'apparecchio utilizzato è il calcimetro di Scheibler.

Apparecchio

L'apparecchio consiste di due cilindri graduati sorretti da un supporto. Alla base del cilindro di sinistra è posto un serbatoio in vetro con H₂O deionizzata che rifornisce, mediante l'utilizzo di una pinza, l'H₂O necessaria ai due cilindri sovrastanti.

All'inizio dell'esperimento il livello dell'H₂O nei due cilindri deve essere uguale e pari a 0 (leggere sulla scala graduata).

Procedimento

- Pesare 1g di terreno (la quantità è stabilita in previsione del contenuto in calcare) seccato all'aria e porlo nella bottiglia vuota a destra dell'apparecchio

- dosare 10ml di HCl diluito 1:2 in un beckerino che viene posto all'interno della stessa bottiglia

- chiudere la bottiglia con un apposito tappo di gomma e agitare in modo che l'acido bagni il terreno

- contemporaneamente con la pinza che regola il livello dell'H₂O nei tubi equilibrarne il livello

Lo sviluppo di anidride carbonica dal terreno per mezzo dell'acido sposta l'H₂O nei tubi; regolandone gradatamente con la pinza il livello, una volta stabilizzato il sistema, leggere sulla scala del tubo di destra i ml di CO₂ svolti

- annotare la T ambiente e la P atmosferica. Da una apposita tabella (affissa in laboratorio), che riporta le T e le P, si risale ad un fattore moltiplicativo (0,00...) impiegato nel calcolo.

Calcoli

ml CO₂ liberata * fattore * 100 = % CaCO₃ (calcare totale)

I risultati sono riferiti a 100g di terreno.

La SISS considera terreni calcarei quelli con percentuali di calcare superiori al 5%.

DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO IN AZOTO TOTALE (Metodo Kjeldahl)

Bibliografia

J.M. Bremner & C.S. Mulvaney, (1982) - Nitrogen-Total - In A.L. Page et al. (eds). Methods of soil analysis, part 2: Chemical and microbiological properties; 595-624. Am. Soc. of Agron., Inc. Madison, Wis.

SISS (1985) - Metodi normalizzati di analisi del suolo. Edagricole, Bologna; 57-59.

Il metodo prevede la mineralizzazione della sostanza organica con H₂SO₄ concentrato a caldo con aggiunta di una miscela catalizzante formata da solfato di potassio, selenio e solfato di rame che facilita sia l'aumento di temperatura del sistema che l'ossidazione della sostanza organica.

Dopo la mineralizzazione la soluzione che contiene azoto sotto forma ammoniacale è resa alcalina e sottoposta a distillazione. L'ammoniaca che distilla è raccolta quantitativamente in una soluzione di acido borico e titolata con acido solforico.

Apparecchiatura necessaria

Distillatore Kjeldahl di vetro ad uso manuale o apparecchio automatico (vedi manuale)

Reagenti

1. NaOH 30%

2. Soluzione H₃BO₃: porre 40g di H₃BO₃ puro in un matraccio da 2l. Aggiungere 1.9l di H₂O deionizzata. Scaldare ed agitare sino a che l'acido borico si sia completamente sciolto. Raffreddare la soluzione ed aggiungere 40ml di indicatore misto preparato sciogliendo 49.50mg di verde di bromocresolo e 33mg di rosso di metile in 50ml di etanolo. Aggiungere cautamente NaOH 1N sino a che la soluzione sia colorata di rosso (pH 5.0 ca.) ed H₂O deionizzata sino a volume. Agitare la soluzione prima dell'uso.

3. H₂SO₄ 0.1N

4. Catalizzatore: Na₂SO₄ + CuSO₄ + HgO + Se

5. Indicatore: rosso di metile

Procedimento con apparecchio manuale

- Porre 5g (o una diversa quantità a seconda della sostanza organica presente) di terreno o altro materiale da mineralizzare a secco in un provettone di vetro

- aggiungere una spatolata di catalizzatore

- chiudere i provettoni da mineralizzazione con gli appositi tappi di vetro a goccia

- lasciar reagire a freddo per una notte

- inserire le provette nel mineralizzatore sotto cappa ed elevare gradualmente la temperatura sino a circa 360°C

- lasciare mineralizzare per 3 giorni circa sino a quando il contenuto dei tubi si presenti limpido. Ricordarsi di spegnere il mineralizzatore durante la notte

- lasciare quindi raffreddare e recuperare il liquido in un matraccio da 100ml lavando bene con H₂O deionizzata (utilizzandone ogni volta piccoli volumi). Ricordarsi di lavare anche i tappi

- aggiungere H₂O deionizzata ed attendere che il liquido si raffreddi di nuovo sino ad aggiustare definitivamente il volume

- accendere l'apparecchio Kjeldahl inserendo la presa di corrente e regolando il flusso dell'acqua nella colonna refrigerante con i rubinetti in vetro alla base dell'apparecchio. Verificare che la serpentina della caldaia alla base dell'apparecchio sia sott'acqua

• prelevare, con una pipetta, 50ml della soluzione dai matracci e porli nell'imbuto del apparecchio Kjeldahl posto in alto a destra. Verificare che il rubinetto di plastica alla base dell'imbuto sia chiuso e quello di vetro alla base della camera sottostante sia in posizione di riposo (farfalla a destra)

- contemporaneamente in una beuta da 250ml porre 25ml di acido borico necessari per fissare l'ammoniaca liberata e posizionarla sul supporto di sinistra facendo attenzione che il tubo di scarico del condensatore sovrastante peschi nel liquido

- porre nell'imbuto con il campione poche gocce di indicatore, aprire il rubinetto di plastica facendo defluire il liquido nella camera sottostante e versare dall'imbuto una quantità di soda 30% tale da far virare l'indicatore sino ad un colore verdastro (ambiente basico). La soda sposta il sale d'ammonio permettendo lo svolgimento di ammoniaca libera

- lavare con H₂O deionizzata l'imbuto e richiuderlo lasciando poca acqua nell'imbuto in modo da non far entrare aria

- aprire velocemente il rubinetto di vetro (farfalla a sinistra) per permettere la distillazione in corrente di vapore

- lasciar distillare per 15 minuti circa

- togliere quindi per prima la beuta (dove il contenuto in presenza di ammoniaca è ora di color verde) e ripetere le suddette operazioni con un po' d'acqua deionizzata per eliminare eventuali residui raccogliendo il distillato nella stessa beuta.

Titolazione

L'ammoniaca raccolta in acido è titolata con acido solforico 0.1N. Si titola sino a viraggio del colore (da verde a viola).

Calcoli

Sapendo che 1ml di H₂SO₄ 0.005N è necessario per titolare 70µg N, 1ml di H₂SO₄ 0.1N ne titolerà 1400. Da questo semplice presupposto si può risalire velocemente al quantitativo di N presente applicando la seguente formula:

‰ di N totale = 1400 * a * 100/50 * b : 1000

dove:

1400 = vedi sopra

a = ml di H2SO4 0.1N necessari nella titolazione

100 = ml di soluzione iniziale

50 = ml di soluzione utilizzati nella distillazione

b = peso secco del materiale

DETERMINAZIONE DEL FOSFORO ASSIMILABILE

Bibliografia

Olsen S.R., Cole C.V., Watanabe F.S. & Dean L.A. (1954) - Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. U.S. Dep. of Agric. Circ. 939.

Watanabe F.S. & Olsen S.R. (1965) - Test of an ascorbic acid method for determining phosphorus in water and NaHCO₃ extract from soil. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 29; 677-678.

Attrezzatura necessaria

1. Bottiglie in polietilene da 150ml

2. Agitatore meccanico regolato ad una frequenza di 150 colpi/min

3. Palloni tarati da 100ml

4. Spettrofotometro regolato alla lunghezza d'onda di 650nm

Reagenti

1. Soluzione NaOH 5N: sciogliere 200g di NaOH in circa 800ml di H₂O deionizzata e portare a volume di un litro.

2. Soluzione estraente: sciogliere 42g di sodio bicarbonato (NaHCO₃) in 1l di H₂O deionizzata, aggiungere sodio idrato (NaOH) 5N (circa 1.6ml) sino a portare la soluzione a pH 8.5+0.1.

3. Soluzione H₂SO4 5N: diluire con cautela 141ml di acido solforico concentrato sino ad un litro.

4. Soluzione H₂SO4 2N: diluire con cautela 56.5ml di acido solforico concentrato sino ad un litro.

5. Soluzione A: sciogliere 8g di molibdato ammonico (NH₄)6Mo₇O₂₄*4H₂O) in circa 250ml di H₂O deionizzata. Sciogliere inoltre 250mg di potassio antimoniltartrato (KSbOC₄H₄O₆*1/2H₂O) in 100ml di H₂O deionizzata. Addizionare le due soluzioni a 800ml di acido solforico 5N contenuto in un matraccio da 2000ml, mescolare accuratamente e portare a volume (la soluzione va conservata al riparo dalla luce).

6. Soluzione B: sciogliere 1g di acido ascorbico in 250ml della soluzione A. Questa soluzione è stabile per 24 ore.

7. Soluzione standard di fosfato: sciogliere 100mg di KH₂PO₄ in maniera da ottenere una soluzione contenente 100mg di P₂0₅/l(100ppm di P₂O₅).

Procedimento

- Porre 5g di suolo secco all'aria (di cui a parte è stata determinata l'umidità) in un contenitore di polietilene da 150ml insieme a 100ml di soluzione estraente. Agitare su agitatore meccanico per 30 minuti e centrifugare per 5 minuti (3000 giri/min)

- prelevare 50ml di estratto limpido e trasferirlo in pallone tarato da 100ml aggiungendo lentamente 12ml di acido solforico 2N per portare il pH a 5.0+0.1. (Nell'eventualità che l'estratto sia molto colorato, come nel caso di alcuni terreni particolarmente ricchi in sostanza organica, filtrare su carbone attivo Merck esente da fosforo in ragione di 100mg di carbone attivo ogni 2g di terreno)

- aggiungere una goccia di alcool ottilico e agitare per facilitare lo svolgimento di CO₂

- aggiungere 18ml di H₂O deionizzata e 20ml della soluzione B per lo sviluppo del colore. Portare a volume, agitare con cautela e misurare a 650nm dopo aver lasciato riposare a freddo per 15 minuti. Le letture debbono essere effettuate entro due ore.

Contemporaneamente abbiamo costruito lo standard da usare come valore di riferimento per lo spettrofotometro; per lo standard si utilizzano quantità variabili da 10 a 25ml della soluzione standard (15ml) diluendoli sino a 100ml con H₂O deionizzata, se ne prelevano 50ml e si segue quindi la procedura usata per i campioni.

Lo spettrofotometro ci fornirà cosi' direttamente il contenuto in ppm di P₂O₅ della nostra soluzione.

Calcoli

Avendo noi la concentrazione della P₂O₅ dei nostri campioni espressa in ppm cioè in µg/ml di soluzione per ottenere il contenuto in P₂O₅ di 1g di terreno basterà moltiplicare la concentrazione della P₂O₅ per 100 e dividere per 5: otterremo il contenuto (espresso in µg/g cioè in ppm) di P₂O₅ di un grammo del nostro terreno.

DETERMINAZIONE DELLE BASI SCAMBIABILI: POTASSIO, MAGNESIO, CALCIO E SODIO

Bibliografia

G.W. Thomas (1982) - Exchangeable cations. In A.L. Page et al (eds). Methods of soil analysis, part 2: Chemical and microbiological properties; 159-165. Am. Soc. of Agron.,Inc. Madison, Wis..

SISS (1985) - Metodi normalizzati di analisi del suolo. Edagricole, Bologna; 35-39.

I cationi scambiabili sono quelli che possono essere sostituiti nel terreno da altri cationi presenti in soluzioni saline aggiunte. Da questa definizione si intuisce come il concetto di elemento scambiabile sia del tutto relativo alla soluzione aggiunta al terreno.

I cationi scambiabili Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ e Na⁺, detti basi scambiabili, si ritrovano comunemente nei suoli nell'ordine citato.

Attrezzatura necessaria

1. Bottiglie in polietilene da 100ml

2. Agitatore meccanico regolato ad una frequenza di 150 colpi al minuto

3. Tubi da centrifuga in plastica

4. Centrifuga

5. Assorbimento atomico

Reagenti

Soluzione di acetato d'ammonio (NH₄C₂H₃O₂): a 700ml di H₂O deionizzata posti in un pallone tarato da un litro aggiungere 68ml di ammoniaca 30% e 57ml di acido acetico glaciale (CH₃COOH al 99.5%). Raffreddare, aggiustare il pH a 7.0 (in genere con piccoli volumi di acido acetico o, talvolta, di ammoniaca) e portare a volume. La preparazione di questa soluzione va opportunamente eseguita sotto cappa. Poiché il pH della soluzione stessa tende a mutare nel tempo, va verificato (ed eventualmente corretto) ogni volta che questa viene usata.

Procedimento

Il campione di terreno è estratto con un eccesso di NH₄C₂H₃O₂. L'elemento estratto in maniera meno rispondente è senza dubbio il Ca²⁺, specialmente in presenza di CaCO₃ libero o gesso e K⁺ in suoli dominati da mica e vermiculite. Si cerca di ovviare a questo inconveniente ponendo nella soluzione estraente - quando necessario - quando cioè il terreno in esame ha un pH maggiore di 7 - 2.84g/l di ossalato ammonico: questo dovrebbe far precipitare il Ca²⁺.

Porre in una bottiglia di polietilene 1g di terreno e 50ml di soluzione di NH₄C₂H₃O₂ 1N a pH 7. Porre in agitazione per 2 ore, centrifugare o filtrare su filtri Whatman n°42. In seguito determinare gli elementi: calcio e magnesio si dosano per spettrofotometria in AA, mentre sodio e potassio con la stessa apparecchiatura ma in emissione. Sono disponibili schede tratte dall'handbook dell'AA relative ad ogni elemento ed ai problemi ad esso connessi (vedi). E'inoltre opportuno che gli standard contengano ammonio acetato nella stessa proporzione della soluzione in esame. I risultati vengono espressi in meq/100g.

Calcoli

Poiché il risultato fornitoci dalla lettura all'AA è espresso in ppm (di solito di una soluzione diluita 100 volte) per avere il risultato espresso in meq/100g dovrò applicare la seguente formula:

C*D*50*100/1000*peq

dove:

C = concentrazione dell'elemento (in ppm) letta all'AA

D = diluizione eventualmente effettuata

peq = peso equivalente dell'elemento che stiamo determinando

Parametri di fertilità del terreno coltivato ad oliveto sito nell’Azienda Agricola Fondi Rustici di Montefoscoli (Pi)

N.B. I valori dei parametri sono stati determinati come media di minimo tre replicazioni.