Краткие теоретические сведения:

В питании растений и микроорганизмов кроме азота, фосфора и калия большое значение имеют микроэлементы - бор, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден и др. Малые дозы этих элементов необходимы для многих биохимических процессов, протекающих в растениях и животных.

Положительное физиологическое действие микроэлементов про­является в определенных концентрациях. Избыток или недостаток микроэлементов отрицательно влияет на физиологические про­цессы.

Главным источником микроэлементов в почвах является почвообразующая порода. В процессе почвообразования и жизнедея­тельности растений и животных происходит перераспределение микроэлементов по почвенному профилю.

При изучении содержания микроэлементов в почве определяют их общее или валовое содержание и содержание доступных для питания растений, так называемых подвижных форм соединений микроэлементов.

Под подвижными формами микроэлементов, как и макроэле­ментов, понимают те соединения, которые легко переходят в раз­личные вытяжки.

К подвижным соединениям относят водорастворимые соедине­ния, обменные формы и соединения, растворимые в кислотах низких концентраций, а также в буферных растворах. Чаще всего для этой цели используют кислотные и буферные вытяжки.

Определение подвижных форм соединений микроэлементов в указанных вытяжках имеет целью выявить степень обеспеченности почв доступными для питания растений микроэлементами.

Микроэлементы находятся, в почве и почвообразующей породе преимущественно в виде оксидов, гидратов, сульфидов, силикатов, алюмосиликатов и простых солей, а также в виде различных орга­нических соединений. Они могут входить в кристаллическую ре­шетку почвенных минералов и находиться в почве в обменном состоянии.

Чтобы перевести все указанные соединения в раствор, почву разлагают сплавлением с углекислым калием и натрием (при опре­делении бора) и плавиковой кислотой или смесью концентрирован­ных кислот по Ринькису при определении Мn, Cu, Zn, Co и Мо.

Медь встречается в природе в виде сульфидов: медного колче­дана или халькопирита CuFeS₂, медного блеска или халькозина Cu₂S, ковеллина CuS, а также окислов - куприта или красной медной руды Cu₂О, тенорита CuО. Из минералов типа средних и основных солей известны: малахит CuCO₃*Cu(OH)2, азурит 2CuCO₃ * Cu(OH)₂, хризоколл CuSiO₃ * nН₂О и др.

Простые соли меди, как нитраты, сульфаты, хлориды и ацета­ты, растворимы в воде. Растворимы соли молочной и муравьиной кислот, а также некоторые соединения меди с органическими веще­ствами почвы.

Не растворимы в воде и растворяются лишь в кислотах - гид­раты оксиды меди CuОН и Cu(ОН)₂, карбонаты CuСО₃; CuCO₃ * Cu(OH)₂; 2CuCO₃ * Cu(OH)₂, а также фосфат Cu₃(РО₄)₂ и оксалат меди CuС₂О₄ * ½ Н₂О

Общее, или валовое, содержание меди в почвах колеблется в пределах от 1 до 140 мг на 1 кг почвы.

Приготовление растворов

1. Цитрат аммония: 5 % раствор 10 г двузамещенного лимоннокислого аммония растворяют в 200 мл дистиллированной воды. Помещают в делительную воронку прибавляют 1-2 капли фенолфталеина и подщелачивают аммиаком до слабо-розовой окраски. Проверяют раствор на присутствие меди: небольшое количество приготовленного раствора помещают в делительную воронку, приливают 10 капель раствора диэтилдитиокарбамата натрия и встряхивают с 2-3 мл ССl₄. Если органический слой окрасится в желтый цвет необходимо очистить от меди весь раствор. Для этого переносят весь раствор цитрата в делительную воронку емкостью 500 мл и в зависимости от результатов предварительного испытания приливают 2-5 мл 0,2 % - ного раствора диэтилдитиокарбамата натрия и 5 мл ССl₄. Энергично встряхивают 5 мин, оставляют стоять 5-10 мин, после чего сливают раствор в реактивную склянку и повторяют обработку раствора новой порцией ССl₄, до тех пор, пока органический слой не станет бесцветным.

2. Комплексон III (Трилон Б) – 10 % раствор. 10 г. Реактива растворить в мерной колбе на 100 мл и довести до метки дистиллированной водой. Приготовленный раствор испытывают на содержание меди, как описано выше и в случае загрязнения очищают тем же способом, как и цитрат.

3. Диэтилдитиокарбамат натрия – 0,2 % раствор. Берут 0,2 г реактива растворяют в 100 мл дистиллированной воды, фильтруют в делительную воронку, приливают 5 мл ССl₄, энергично встряхивают 5 мин и после отстаивания отбрасывают органическую фазу. Повторяют промывания до тех пор, пока ССl₄, не станет совершенно бесцветным.

4. Четыреххлористый углерод ССl₄ – бесцветная тяжелая негорючая жидкость не растворимая в воде. Реактивом можно пользоваться без очистки. Хранить ССl₄ необходимо в склянке с притертой пробкой. Каучуковая пробка не пригодна.

5. Основной эталонный раствор – 0,3928 CuSO₄ * 5 H₂O (лучше перекристаллизовать эту соль) помещают в мерную колбу на 1 литр, приливают 1-2 мл H₂SO₄ (пл 1,84), разбавляют дистиллированной водой до метки и перемешивают. Получают раствор с содержанием 0,1 мг Cu²⁺ в 1 мл.

6. Рабочий эталонный раствор – 10 мл Основного раствора переносят в мерную колбу на 100 мл прибавляют несколько капель концентрированной серной кислоты H₂SO₄, доводят раствор дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Приготовленный раствор содержит 0,01 мг Cu²⁺ в 1 мл. Этот раствор приготавливают в день анализа.

7. Фенолфталеин 0,5 % спиртовой раствор.

Построение градуировочного графика

В ряд мерных колб на 50 мл вносят 0,25; 0,5; 1,5; 2,0; 3,0 мл рабочего эталонного раствора с содержанием иона Cu²⁺ 0,005; 0,01; 0,03; 0,04; 0,06 мг в мл и обрабатывают также, как при анализе пробы.

Светопоглощение измеряют при λ = 436 нм в кюветах с толщиной слоя 10 мм. В качестве нулевого раствора используют чистый ССl_4.

Градуировочный график необходимо строить в координатах зависимости оптической плотности, от концентрации калибровочного раствора (С).

Подготовка проб

Воздушно-сухую почву измельченную и пропущенную через сито с отверстием 2 мм, растирают в фарфоровой ступке до пудры, взвешивают на технических весах 1 г почвы, помещают навеску в коническую колбу (ТС) вместимостью 200-250 мл приливают 1,2 мл H₂SO₄; 2 мл HNO₃; 2 мл HCl; 1,5 мл H₂O и выпаривают на электроплитке досуха. После охлаждения образовавшиеся соли растворяют дистиллированной водой и отфильтровывают через складчатый фильтр «синяя лента» в мерную колбу на 100 мл. Одновременно проводят «холостой» анализ, включая все его стадии, кроме взятия пробы почвы.