3

تعیین ماده ی آلی خاک به روش والکلی-بلک را شرح دهید؟

 

سوال پاسخ داده شده
گذاشتن نظر
0

تعیین ماده ی آلی خاک به روش والکلی-بلک را شرح دهید؟

11-1- مقدمه

مادهی آلی (Matter Organic) در خاک نقش مهمی را ایفا مینماید و غذای موجودات ریز خاک را تامین میکند. این مواد در اثر تجزیهی میکروارگانیسمها از بقایای گیاهی یا جانوری در خاک تجمع مییابند. این مواد از نظر تجزیه به یک پایداری نسبی رسیدهاند. تجزیهی کامل هوموس 100 تا 200 سال زمان لازم دارد. هوموس فاقد فرمول شیمیائی مشخص است. برخی مواد که در مادهی آلی وجود دارد و یا در اثنای تجزیهی آن بدست می آیند، در بهبود ساختمان خاک و سایر خصوصیات فیزیکی خاک مانند تخلخل، نفوذپذیری، تهویه، ظرفیت نگهداری آب در خاک و … موثر میباشند. در خاکی که مواد آلی زیادی دارد، خاکدانهها اغلب دانهای، کروی یا اسفنجیاند. این مواد منبع اساسی بسیاری از مواد ضروری در تغذیهی گیاه بوده و برخی عناصر همانند ازت، گوگرد و بر تقریباً به طور کامل در بعضی خاکها از مادهی آلی تامین میگردد. فسفر آلی در بسیاری از خاکها به وفور یافت میشود. مقدار مادهی آلی در خاک در اکثر موارد معیاری از حاصلخیزی خاک به شمار میآید. اکثر خاکهای معدنی دارای 2/1 تا 5/3 درصد کربن آلی میباشند. چون به طور متوسط مادهی آلی خاک در حدود 58 درصد کربن دارد (مقادیر آن متغیر است ولی این مقدار مناسبترین درصد در خاکهای ایران است) در نتیجه خاکها، عموماً در حدود 2 تا 6 درصد مادهی آلی دارند. O.M = O.C % . 1.724 11-1( ضریب 724/1) فاکتور وان بملن) از تقسیم 100 بر 58 بدست میآید. یافتههای جدید نشان میدهد که ضریب مناسب برای خاکهای سطحی 9/1 و برای خاکهای زیر سطحی 5/2 میباشد. رابطهی نزدیکی بین کربن و ازت در خاکها وجود دارد. اغلب مواد آلی در حدود 5 درصد ازت دارند، بنابراین نسبت کربن به ازت آلی 58 به 5 یا 6/11 به 1 میباشد. اگرچه نسبت N/C در خاکها از 8 به 1 تا بیش از 20 به 1 متغیر بوده، اما عمدتاً نسبت N/C در بین دو نسبت 10 به 1 تا 12 به 1 واقع شده است. بنابراین با ضرب کردن عدد 05/0 در درصد مادهی آلی، یک مقدار تخمینی از درصد ازت خاک بدست میآید. برخی محققین این تخمین را برای ازت خاک اساسی نمیدانند. مادهی آلی به چهار روش سوزاندن در کوره، سوزاندن با آب اکسیژنه (H2O2 )اندازهگیری کربن آلی و اندازهگیری کربن کل و کم کردن کربن معدنی از آن بدست میآید. روش سوزاندن با کوره یا آب اکسیژنه دارای خطا بوده و قدیمی میباشد. در روش آب اکسیژنه نمیتوان مقدار مادهی آلی را به صورت کمی اندازه گرفت و روش کوره نیز به دلیل کاهش مواد اصلی آلی و غیر آلی در حین سوزاندن موجب تخمین بیش از حد مواد آلی میشود و فقط در خاکهای با مادهی آلی بالا کاربرد دارد. کربن آلی خود به روشهای احتراق تر و خشک تعیین میگردد که اساس آن تبدیل کربن به CO2 و عبارت از تکنیکهای وزنی، تیتراسیونی، حجمی، اسپکتروفتومتری و کروماتوگرافی گازی میباشد. در روش احتراق خشک (Method Ingition )جرم معینی از خاک هواخشک که از غربال 5/0 میلی متری عبور داده شده است، به وسیلهی گرم کردن به همراه عامل تسریع کنندهی شیمیایی در یک کوره مقاوم تا 1000 درجهی سانتیگراد یا در حضور مخلوط خاک و تسریع کنندهی واکنش در یک کورهی القا کننده که مخلوط را در جریان اکسیژن یا CO2 آزاد هوا قرار میدهد، انجام میگیرد تا کربن به CO2 تبدیل گردد. به عبارتی در این روش مادهی آلی دوام نیاورده و میسوزد (Organic Matter; O, H,C, N, S, …) 400°c H2O, CO2, NxO, NOx, SO2 + )چشمپوشی قابل خاکستر c °این روش دو عیب عمده دارد؛ در این دما ) 400 ) کربناتها تجزیه شده و به فرم CO2 خارج میشوند و مقداری از آب کانیها نیز به فرم بخار خارج میگردد. به همین خاطر این روش خطای زیادی دارد. جهت رفع این معایب، دمای کوره را مقداری پائین آورده و برای حذف کربناتها و آب ساختمانی از محلولی که متشکل از HCl و HF است، استفاده میکنند. احتراق تر یا روش اسیدسولفوریک که با جوشاندن یا اکسید کردن کربن آلی موجود در نمونهی خاک با مخلوط بیکرومات پتاسیم، اسید سولفوریک و اسید فسفریک در یک سیستم بسته با جریان CO2 آزاد هوا که CO2 آزاد شده از نمونه را (که در یک محفظه مشخص از نظر وزن میباشد) جذب سطحی میکند، انجام میگیرد. پس از تخمین، کربن با یک ضریب به مواد آلی ربط داده میشود که قبلاً شرح آن آمد. از بین روشهای موجود در اینجا، روش تیتراسیونی والکلی – بلک (Black – Walkley )به دلیل سادگی، General Pedology Laboratory By; S. Moradi Page 89 of 101 سرعت عمل، گستردگی استفاده و کمی تجهیزات مورد نیاز شرح داده میشود. البته روش کوره نیز به دلیل مقاسیه با روش ولکلی- بلک آورده میشود. تیتراسیون (Titration)؛ عیارسنجی یک مجهول بوسیلهی یک معلوم. برای اندازهگیری میزان کاتیونهای Na و K+ + در نمونههای خاک، آب و گیاه، از دستگاه فلم فتومتر یا نورسنج شعلهای ( Flame Photometer )و جهت اندازهگیری میزان عناصر کم مصرف (Fe ،Zn ،Cu ،Mn ،Mo و …) از دستگاه جذب اتمی ( Atomic Absorption )استفاده میشود. هود استریل محفظهی نسبتاً بستهای است که هوای عاری از میکروب در آن دمیده میشود و دارای دو فیلتر متوالی است که هوا را استریل میکند.

11-2-وسایل و مواد مورد نیاز

ارلن یا بشر 500 سی سی، ارلن، استوانهی مدرج، بورت، قیف متوسط، ماسک، کاغذ صافی مقاوم به اسید، بالن ژوژه 250 سی سی،  پیپت، پوار، ترازو با دقت 001/0 گرم و غربال نیم میلیمتر. اسید سولفوریک (H2SO4 )غلیظ (96 تا 98 درصد)، معرف او فنانترولین فرروس (Ferrus-phenanthroline-o.) بیکرومات دیکرومات پتاسیم (K2Cr2O7 (یک نرمال؛ 04/49 گرم بیکرومات پتاسیم خشک شده در 105 درجهی سانتیگراد را در کمی آب مقطر حل کرده و به حجم 1000 میلیلیتر میرسانیم. جرم مولکولی (M (بیکرومات پتاسیم 24/294 میباشد. در فرمول یا سه الکترون گرفته، به Cr 6 +واکنش (4-11 )Cr +3 تبدیل میشود و چون ضریب 2 دارد، ظرفیت 6 میشود و با توجه به فرمولهای (2-11 و 3-11 )وزن خشک مورد نیاز 04/49 گرم میشود.

سولفات آهنِ 7 آبِ (7H2O. Fe2SO4 (نیم نرمال؛ 140 گرم از این ماده را در مقداری آب مقطر حل میکنیم، سپس به آن 15 میلیلیتر اسید سولوفوریک غلیظ اضافه میکنیم و صبر میکنیم تا سرد شود. آنگاه با آب مقطر آن را به حجم 1000 میلیلیتر میرسانیم. جرم مولکولی سولفات آهن 2800 میباشد. در فرمول (واکنش) (5-11 (Fe +2 Fe به تبدیل میگردد که به دلیل کاهش 3+ یک الکترون با یک ظرفیت وارد عمل میشود. پس برای یک نرمال 280 گرم مادهی خشک لازم است و برای 5/0 نرمال 140 گرم بکار میرود. البته در اینجا میتوان از ترکیب فرروس آمونیوم سولفات (2)SO4(2)NH4(Fe (نیم نرمال نیز استفاده کرد. معرف دی فنیل آمین (Diphenylamine(؛ نیم گرم از این ماده را در 20 میلیلیتر آب مقطر حل کرده و به آن 100 میلیلیتر اسید سولفوریک غلیظ اضافه می نمائیم. میتوان از معرفهای دیگر نظیر ترکیب ان فنیل آنترانیلیک اسید ( Phenylanthranilic – N acid )نیز استفاده نمود.ü چون کار جنبهی آموزشی دارد، بهتر است که مواد در حجم های کم تهیه گردد.

11-3-روش کار

در این روش کربن آلی موجود در نمونهی خاک را در کنار اسید سولفوریک غلیظ با بیکرومات پتاسیم اکسید میکنند و بیکرومات پتاسیم باقی مانده را با سولفات آهن فرو تیتر میکنند. خاک خشک عبور داده شده از الک نیم (35.; No Mesh (یا 2 میلیمتر را میکوبیم تا نرم شود (از هاون آهنی یا استیل اجتناب شود). آنگاه یک نمونهی خاک با دقت 01/0 ،طوری برمیداریم که حاوی 10 تا 20 میلیگرم کربن آلی باشد (نباید وزن نمونه بیش از 10 گرم باشد، اگر بیش از 10 گرم باشد باید از ظرف 500 میلیلیتری استفاده شود). به طور کلی برای خاکهای خیلی شنی یا فقیر از مادهی آلی (کمتر از 5/1 درصد مادهی آلی) از یک نمونهی 2 گرمی استفاده میشود و برای خاکهای با بیش از 6 درصد مادهی آلی و خاکهای پیت و ماک، از یک نمونهی 1 گرمی استفاده میشود. سپس نمونه را به دقت در ته یک بشر یا ارلن 500 میلیلیتری میریزیم (دقت شود که خاک روی دیوارهی ظرف پخش نشود).

ر این آزمایش یک گرم خاک با رعایت شرایط ذکر شده در بالا انتخاب و 10 میلیلیتر بیکرومات پتاسیم یک نرمال با پیپت به نمونه اضافه میکنیم و ظرف را به آرامی میچرخانیم تا ذرات خاک به خوبی از هم جدا شده و در محلول پخش شوند (دقت شود که محلول روی دیوارهی ظرف نماند). سپس با سرعت 20 میلیلیتر اسید سولفوریک غلیظ با پیپت پوار دار، مستقیماً بر روی سوسپانسیون میریزیم. بلافاصله به آرامی ظرف را میچرخانیم تا مواد مخلوط شوند. بعد از آن به مدت یک دقیقه چرخش را تندتر میکنیم. در این حالت واکنش زیر در داخل محلول در حال انجام است (توصیه میشود که در این مرحله از ماسک استفاده شود). خارج شدن CO2 حاکی از اکسید شدم مواد آلی است.

اجازه میدهیم تا سوسپانسیون به مدت 30 دقیقه به حال خود بماند و سرد شود (البته اگر ظرف را بر پنبه نسوز قرار دهیم بهتر است). از این مرحله به بعد به دو روش زیر میتوان کار را ادامه داد.

الف) سپس 100 میلیلیتر آب مقطر به سوسپانسیون اضافه میکنیم و با کاغذ صافی مقاوم به اسید صاف میکنیم.

ü به دو روش نمونه را میتوان صاف نمود؛
1 (روش معمولی که به حدود 2 الی 3 ساعت وقت نیاز دارد. 2 (با استفاده از دستگاه مکش؛ یک کاغذ صافی را ته قیف بوخنر قرار داده و بر روی ارلن تخلیه نصب مینماییم. پس از روشن کردن دستگاه سوسپانسیون، خاک را روی آن میریزیم و با شستشوی مناسب در مدت 30 دقیقه صاف میشود. بعد از مرحلهی صاف کردن، سوسپانسیون به رنگ زرد در میآید، اما اگر مادهی آلی زیاد باشد تمام بیکرومات مصرف شده به علت ) به رنگ سبز در میآید. در این صورت باید نمونه با بیکرومات پتاسیم بیشتری (15،20 و … میلیلیتر) تکرار 3 +غالبیت کروم 3 ) Cr شود یا اینکه آزماش با خاک کمتری تکرار شود. راه دیگر اینکه اگر در انتها مشاهده شد که بیش از 75 %بیکرومات پتاسیم مصرف شده، آزمایش با خاک کمتر تکرار شود.
ü بعد از این مرحله میتوانیم ادامهی کار را بر روی تمام محلول انجام دهیم ولی برای اینکه سرعت کار بالا رود و سولفات آهن کمتری مصرف شود، محلول را به حجم 250 میلیلیتر میرسانیم، آنگاه اگر از این حجم 50 میلیلیتر برداریم، 5 بار آن را رقیق کردهایم. 50 میلیلیتر را در یک بشر میریزیم و 2 تا 3 قطره او- فنانترولین- فرروس اضافه میکنیم که در نتیجهی این کار محلول به رنگ سبز تیره در میآید. آنگاه مقدار مشخصی سولفات آهن 5/0 نرمال را در بورت ریخته و قطره قطره به محلول اضافه میکنیم. در نقطهی پایانی، محلول به رنگ قرمز زرشکی (رنگ اول معرف) در میآید. برای اطمینان از نقطهی پایانی، مقداری مشخص بیکرومات پتاسیم (مثلاً 5/0 میلیلیتر؛ طوری که محلول به رنگ آبی درآید) اضاف میکنیم. آنگاه با اضافه کردن یک قطره سولفات آهن، محلول به رنگ قرمز زرشکی در میآید. در این مرحله نباید بیش از 5/1 میلیلیتر سولفات آهن به کار رود. در این مرحله واکنش بدین صورت است.

منبع :

دانشگاه پیام نور، دانشکدهی علوم کشاورزی، گروه اب و خاک

جهت خرید انواع خاک مناسب برای بستر های کشاورزی و نیز خاک های مناسب گیاهان زینتی به صورت بسته بندی به بستر عرضه خاک و مشتقات وارد شوید . بستر خاک و مشتقات

جهت تماشای ویدئوی آموزشی رایگان وارد بستر مرکز آموزش شوید . بستر مرکز آموزش ویدئویی

سوال پاسخ داده شده
گذاشتن نظر
شما در حال مشاهده 1 از 1 پاسخ هستید ، برای دیدن همه پاسخها اینجا را کلیک کنید .
پاسخ خود را بنویسید .