Příloha 1 Metoda Walkley Black v modifikaci Novák Pelíšek (JANDÁK a kol. 2003)

Transkript

1 PŘÍLOHY

2 Příloha 1 Metoda Walkley Black v modifikaci Novák Pelíšek (JANDÁK a kol. 2003) Princip: Organický uhlík se zoxiduje chromsírovou směsí při zvýšené teplotě (120 C) a oxidačně redukční titrací Mohrovou solí se určí nezreagovaný zbytek chromsírové směsi. Potřeby: Erlenmayerova baňka, pipeta, dvě byrety, odměrný válec 10 ml a 20 ml. Reagencie: 0,166M K 2 Cr 2 O 7 (1N), 0,5M Fe/NH 4 / 2 /SO 4 / 2 = Mohrova sůl (0,5N), konc. H 3 PO4, konc. H 2 SO 4, o-fenantrolin. Příprava reagencí: 0,166M K 2 Cr 2 O 7 molární hmotnost 294,21 děleno šesti = 49,035g. Rozpustíme ve 400 ml destilované vody a doplníme do 1000 ml. 0,5M (0,5N) Mohrovou sůl molární hmotnost 392,14 děleno dvěma = 196,07g Fe/NH 4 / 2 /SO 4 / 2. 6H 2 O rozpustíme v 500 ml destilované vody, přefiltrujeme, přidáme 20 ml konc. kyseliny sírové a po vychladnutí roztok doplníme na 1000 ml. 1,624g o-fenantrolinu a 0,695g síranu železnatého rozpustíme v destilované vodě a doplníme do 100 ml. Postup: Navážíme vzorek zeminy do Erlenmayerovy baňky o objemu 250 ml dle následující tabulky, která vychází z předpokládaného obsahu humusu. Humus (%) C org. (%) Navážka (g) < 1 < 0, ,60 1,20 1,00 0, ,20 2,30 0,50 0, ,30 4,10 0,20 0, ,10 5,80 0,15 0, ,80 8,70 0,10 0,05

3 Z byrety přidáme 10 ml dvojchromanu draselného a 10 ml konc. kyseliny sírové a obsah se opatrně promíchá. Směs se ponechá v klidu nejméně hodinu. Pak se zředí cca 200 ml destilované vody, na maskování Fe 2+ se válečkem přidá cca 6 ml konc. kyseliny fosforečné a 5 7 kapek o-fenantrolinu. Titrujeme 0,5M Mohrovou solí. Barevný přechod indikující konec titrace probíhá z lahvově zelené do hnědočervené barvy. Dále se stanoví faktor (titr) Mohrovy soli: 10 ml dvojchromanu draselného (0,166M) a 20 ml konc. kyseliny sírové po jedné hodině zředíme cca 200 ml destilované vody, přidáme konc. kyselinu fosforečnou a o-fenantrolin. Titrujeme 0,5M Mohrovou solí do hnědočervena. Výpočet: 10 počet ml dichromanu draselného (0,166M), c koncentrace roztoku Mohrovy soli, B spotřeba Mohrovy soli při zpětné titraci v ml, 0,003 faktor zvolený za předpokladu, že 1ml K 2 Cr 2 O 7 (0,166M) oxiduje 3 mg C org., g navážka vzorku (g)

4 Příloha 2 Metoda stanovení frakcí humusových látek podle Kononové Bělčikové (JANDÁK a kol. 2003) Princip: Spočívá v rozrušování stabilních humátů pufrovaným pyrofosfátem sodným. Přitom dochází k uvolňování sodných humátů, které jsou extrahovány z půdního vzorku. Vhodným postupem jsou humusové látky děleny na humínové kyseliny a fulvokyseliny. Potřeby: chemické sklo, pipety, byrety a odstředivka Reagencie: 0,166M K 2 Cr 2 O 7, 0,1M pyrofosforečnan sodný, 0,5M Fe/NH 4 / 2 /SO 4 / 2 = Mohrova sůl, konc. H 2 SO 4, o-fenantrolin, NaOH, síran železnatý Příprava reagencí: 44,60g pyrofosforečnanu a 4g NaOH do 1000 ml destilované vody 0,5M (0,5N) Mohrovou sůl molární hmotnost 392,14 děleno dvěma = 196,07g Fe/NH 4 / 2 /SO 4 / 2. 6H 2 O rozpustíme v 500 ml destilované vody, přefiltrujeme, přidáme 20 ml konc. kyseliny sírové a po vychladnutí roztok doplníme na 1000 ml 49,04g dvojchromanu do 1000 ml destilované vody 1,624g o-fenantrolinu a 0,695g síranu železnatého se rozpustí v destilované vodě a doplní se do 100 ml Postup: Navážíme 5g vzorku zeminy do 250 ml PE láhve, zalijeme 100ml směsí pyrofosforečnanu sodného a NaOH, necháme stát hod. Poté důkladně protřepeme a odstředíme (10 minut při 2000 otáčkách). Získaný čirý eluát sbíráme do 250 ml odměrky. Usazenina se opět zalije 50 ml pyrofosforečnanu sodného, důkladně promícháme a znovu odstředíme. Toto opakujeme třikrát. Eluát sbíráme do 250 ml odměrky a do požadovaného objemu doplníme zbylou směsí pyrofosforečnanu sodného. Získaný základní výluh promícháme a odpipetujeme 2 x 25 ml do Erlenmayerových baněk a dáme odpařit do sucha. Po vychladnutí přidáme spalovací směs (5 ml 0,166M K 2 Cr 2 O 7 ) a necháme stát 24 hod. Zředíme destilovanou vodou, přidáme kyselinu fosforečnou a o-fenantrolin. Titrujeme 0,5M Mohrovy soli a stanovíme obsah veškerých humusových látek.

5 Ze základního výluhu odpipetujeme 2 x 50 ml do kádinek a přidáme 1 ml konc. kyseliny sírové, promícháme a spalujeme 15 minut v sušárně vyhřáté na C. Po vychladnutí sraženinu humínové kyseliny odstředíme (10 minut při 1800 otáčkách). Eluát, který obsahuje fulvokyseliny, se dá do další kádinky, kde po odpaření a titraci stanovíme C FK. Sraženina humínové kyseliny se poté také dá do kádinky odpařit. Titrací se stanoví obsah CHK a CFK. Barevný přechod jde z modrozelené do cihlově červené barvy. Tímto způsobem jsme provedli rozdělení humusových látek na humínové kyseliny a fulvokyseliny a stanovili jsme obsah jejich uhlíku. Paralelně se vzorky se připravuje slepý pokus (blank). Výpočty: C HL = (a - b) x 0,3 C HK = (a - b) x 0,15 a spotřeba Mohrovy soli na titraci slepého vzorku, b spotřeba Mohrovy soli na titraci vzorku.

6 TABULKY: Tabulka 9: Základní charakteristika lokality Vatín GPS Zrnitost (%) půda N E 2,00-0,05 0,05-0,002 < 0,002mm orná půda 49 31, , TTP 49 31, , Tabulka 10: Průměrné hodnoty vybraných chemických charakteristik kambizemě modální (Vatín) půda ph (H 2 O) ph (KCl) C org. (%) C HL C HK C FK C MIC C labile OP ,62 6,45 2,93 3,52 78,27 543,33 TTP ,06 8,02 3,55 4,46 164,05 606,67 Tabulka 11: Průměrné hodnoty sledovaných parametrů u kambizemě modální, varieta eutrická varianta orná půda faktory C org. (%) C HL C HK C FK C MIC C HW Poměr HK/FK jaro ,76 6,8 3,0 3,8 97, ,8 8,0 podzim ,67 6 2,5 3,5 92, ,7 6,7 jaro ,59 7,2 3,0 4,2 86, ,7 7,5 podzim ,60 7,7 3,5 4,2 78, ,8 7,5 jaro ,50 6 2,8 3,2 51, ,9 5,9 podzim ,30 5 2,8 2,2 75, ,3 6,0 Q ( 4/6 )

7 Tabulka 12: Průměrné hodnoty sledovaných parametrů u kambizemě modální, varieta eutrická varianta TTP faktory C org. (%) C HL C HK C FK C MIC C HW Poměr HK/FK jaro ,21 7,90 3,00 4, ,6 7,0 podzim ,10 9,00 4,00 5, ,8 7,0 jaro ,90 9,00 4,00 5, ,8 6,6 podzim ,00 9,50 4,50 5, ,9 6,6 jaro ,07 6,88 2,83 4, ,7 6,5 podzim ,18 5,80 3,00 2, ,1 6,8 Q ( 4/6 ) Tabulka 13: Sledované hodnoty poměru HK/FK, stupně humifikace a barevného indexu měření Poměr HK/FK Stupeň humifikace (Sh %) Barevný index (Q 4/6 ) OP TTP OP TTP OP TTP jaro ,8 0,6 17,0 13,6 8,0 7,0 podzim ,7 0,8 15,0 19,0 6,7 7,0 jaro ,7 0,8 18,9 21,1 7,5 6,6 podzim ,8 0,9 21,9 22,5 7,5 6,6 jaro ,9 0,7 18,7 13,6 5,9 6,5 podzim ,3 1,1 21,5 13,8 6,0 6,8 Průměr 0,9 0,8 18,8 17,3 6,9 6,7

8 Tabulka 14: Zjištěné hodnoty sledovaných parametrů u kambizemě modální, varieta eutrická v průběhu let FAKTORY MAXIMUM MINIMUM KDY KOLIK KDY KOLIK CELKOVÝ PRŮMĚR C org. na orné půdě (%) C org. na TTP (%) C HL na orné půdě C HL na TTP C HK na orné půdě C HK na TTP C FK na orné půdě C FK na TTP C MIC na orné půdě C MIC na TTP C (labile) na orné půdě C (labile) na TTP jaro ,76 podzim ,30 1,57 jaro ,21 jaro ,9 2,08 podzim ,7 podzim ,0 6,45 podzim ,5 podzim ,8 8,01 podzim ,5 podzim ,5 2,90 podzim ,5 jaro ,8 3,55 podzim ,2 podzim ,2 3,50 podzim ,0 podzim ,8 4,46 jaro jaro ,5 80,0 jaro podzim ,8 jaro jaro jaro podzim

9 Tabulka 15: Statisticky průkazné rozdíly v obsahu Corg na variantě orná půda a TTP (ANOVA jeden faktor, n= 6, α =0,05, r krit = 3,365) FAKTOR Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl Corg (TTP) 6 12, , , Corg (OP) 6 9,4225 1, , ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit. Mezi výběry 0, , , ,62E-05 4,9646 Všechny výběry 0, , Celkem 0, Tabulka 16: Statistické zpracování dat (ANOVA) rozdíly v obsahu HL nebyly statisticky průkazné (ANOVA jeden faktor, n= 6, α =0,05, r krit = 3,365) FAKTOR Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl HL (TTP) 6 48,075 8,0125 2, HL (OP) 6 38,7 6,45 0,951 ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit. Mezi výběry 7, , , , ,9646 Všechny výběry 15, , Celkem 22,

10 Tabulka 17: Statistické zpracování dat (ANOVA) rozdíly v obsahu HK nebyly statisticky průkazné (ANOVA jeden faktor, n= 6, α =0,05, r krit = 3,365) FAKTOR Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl HK (TTP) 6 21,325 3, , HK (OP) 6 17,600 2, , ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit. Mezi výběry 1, , , , ,9646 Všechny výběry 2, , Celkem 4, Tabulka 18: Statistické zpracování dat (ANOVA) - obsah fulvokyselin nebyl statisticky průkazný (ANOVA jeden faktor, n= 6, α =0,05, r krit = 3,365) FAKTOR Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl FK (TTP) 6 26,75 4, , FK (OP) 6 21,1 3, , ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit. Mezi výběry 2, , , , ,9646 Všechny výběry 6, , Celkem 9, Tabulka 19: Elementární složení a atomové humínových kyselin izolovaných z kambizemě modální Varianta C (atom.%) H (atom.%) N (atom.%) O (atom.%) C:H O:C C:N H:C C:O HK - TTP 36,5±0,06 41,6±0,15 2,4±0,02 19,5 0,88 0,53 15,21 1,14 1,90 HK - OP 34,8±0,01 43,3±0,10 2,5±0,01 19,4 0,8 0,56 13,92 1,24 1,80 Průměr 35,65 42,45 2,45 19,45 0,84 0,545 14,56 1,19 1,83

11 Tabulka 20: Statisticky průkazný rozdíl v obsahu aktivního uhlíku (ANOVA jeden faktor, n= 6, α =0,05, r krit = 3,365) FAKTOR Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl C labile (TTP) C labile (OP) ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit. Mezi výběry , , ,9646 Všechny výběry Celkem Tabulka 21: Statisticky průkazný rozdíl v obsahu bakteriální biomasy (ANOVA jeden faktor, n= 6, α =0,05, r krit = 3,365) FAKTOR Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl Cmic (OP) 6 479,8 79, ,7867 Cmic (TTP) , ,5667 ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit. Mezi výběry 42387, ,85 148,377 2,54E-07 4,9646 Všechny výběry 2856, ,6767 Celkem 45244,62 11 Tabulka 22: Korelační tabulka sledovaných parametrů u kambizemě modální, varieta eutrická C org (%) C org (%) 1 C HL C HK C FK C MIC C labile C HL C HK C FK C MIC C labile 0, , , , , , , , , , , , , , ,

12 OBRÁZKY: Obr. 7: Mapa organizačního uspořádání výzkumných ploch v VPS Vatín

13 Obr. 8: Celkový obsah C org (%) na sledovaných variantách pokusu Obr. 9: Frakční složení humusu kambizemě modální, varieta eutrická - orná půda

14 Obr. 10: Frakční složení humusu u kambizemě modální, varieta eutrická pod TTP Obr. 11: Poměr HK/FK na vybraných variantách pokusu

15 Obr. 12: Stupeň humifikace humusových látek na vybraných variantách pokusu Obr. 13: Barevný index (Q 4/6 ) humusových látek na vybraných variantách pokusu

16 Obr. 14: Van Krevelenův diagram HK izolovaných z orné půdy a půdy pod TTP Obr. 15: Celkový obsah C labile v orné půdě a TTP

17 Obr. 16: Množství bakteriální biomasy v orné půdě a TTP