Stanovení kvality humusu spektrofotometricky

Transkript

1 Stanovení kvality humusu spektrofotometricky

2 Definice humusu Synonymum k půdní organické hmotě Odumřelá organická hmota v různém stupni rozkladu a syntézy, jejíž část je vázána na minerální podíl

3 Rozdělení půdní organické hmoty (podle stupně přeměny) Humusotvorný materiál Meziprodukty rozkladu a syntézy (nespecifické látky) Humus vlastní (specifické látky vzniklé procesem humifikace) Humus veškerý

4 Procesy přeměn org. hmoty v půdě MINERALIZACE ULMIFIKACE Rozklad organické hmoty v aerobním prostředí na základní sloučeniny (H 2 O, CO 2, NH 3 ) a energii, která se uvolňuje. KARBONIZACE HUMIFIKACE

5 Procesy přeměn org. hmoty v půdě MINERALIZACE ULMIFIKACE KARBONIZACE Produkce a hromadění energeticky bohatých sloučenin v anaerobním prostředí. HUMIFIKACE

6 Procesy přeměn org. hmoty v půdě MINERALIZACE ULMIFIKACE KARBONIZACE HUMIFIKACE Střídání aerobního a anaerobního prostředí rozklad i syntéza - vznikají specifické humusové látky.

7 Dělení podle Tjurina (podle chemických vlastností látek) Látky huminové (humusové) specifické Rozpustné v alkáliích (huminové kyseliny, fulvokyseliny, hymatomelanové kyseliny) Nerozpustné v alkáliích (humin, humusové uhlí) Látky nehuminové (nehumusové) nespecifické Jednoduché (rozpustné ve vodě); cukry, aminokyseliny... Složitější (rozpustné v kyselinách); polysacharidy, polypeptidy Látky lipofilní Rozpustné v organických rozpouštědlech; vosky, bitumeny

8 Látky huminové (humusové) specifické Společné rysy Vždy se jedná o směs látek Mají aromatické jádro, v jehož okolí jsou alifatické řetězce Jádro má hydrofobní charakter a jeho okolí hydrofilní Vysoká molekulová hmotnost (otázka makromolekul je poněkud problematická) Huminové látky Huminové kyseliny (+ hymatomelanové kyseliny) Fulvokyseliny Humin

9 Látky huminové (humusové) specifické Huminové kyseliny (HK) Velké aromatické jádro, méně kyselý charakter Hydrofobní charakter tvorba půdních agregátů Příznivé vlastnosti pro půdu Fulvokyseliny (FK) Velký alifatický obal, kyselejší Hydrofilní charakter, mobilní vyplavování látek Méně příznivé pro půdu Humin (HU) Je obdobou HK, ale je pevně poután na minerální podíl půdy

10 Látky huminové (humusové) specifické Vlastní chemické složení těchto látek je velice podobné, přechod jedné skupiny do druhé je ve skutečnosti pozvolný. Humin Huminové kyseliny Fulvokyseliny Klesá intenzita barvy Klesá polymerace a stupeň humifikace Klesá relativní obsah uhlíku Vzrůstá kyselý charakter Stoupá obsah kyslíku

11 Hodnocení kvality humusu Stupeň polymerace ; HK:FK, spektrometrické stanovení Q 4/6 Stupeň humifikace; rozpustnost v acetylbromidu, C:N Charakter vazeb s minerálním podílem Sorpční vlastnosti Koloidní vlastnosti Chemické složení

12 Extrakce huminových látek zemina Organické rozpouštědlo (benzen) zemina bez bitumenů bitumeny Alkalický roztok (NaOH, Na 4 P 2 O 7 ); ph 12; nedestruuje minerální podíl, nemění organické látky, nekontaminuje organickou hmotu minerálním podílem HU + minerální podíl HK + FK +HY HF HCl koncentrovaná; ph 1 HU minerální podíl HK + HY FK ethanol Doba trvání extrakce je zhruba 10 dní C HK :C FK odpovídá HK:FK HK HY

13 Spektrofotometrická metoda stanovení kvality humusu v oblasti UV-VIS Princip: více polymerované látky (tj. kvalitnější složky humusu, především HK) absorbují dlouhovlnné záření více než látky méně polymerované (FK) I 0 L I Transmise (optická propustnost) T = I / I 0 (0-1;0-100%) Absorpce B = 1 - T (0-1;0-100%) Absorbance (extinkce - E, optická hustota D) A = log1/t=logi 0 /I =εcl! A<1! Lambert Beerův zákon T=10 -εcl c...koncentrace, L...tloušťka vrstvy ε...absorpční koeficient látky

14 Spektrofotometrická metoda stanovení kvality humusu v oblasti UV-VIS Příprava extraktu: 2 g zeminy + 40 ml 0,05M Na 4 P 2 O 7 Postup: třepeme 45 minut odstředíme při ot./ min po dobu 2 min. čirý extrakt přelijeme do zkumavky a podle potřeby doředíme Na 4 P 2 O 7 spektrofotometrem naměříme absorbance zředěného extraktu v měřící kyvetě

15 absorbance Kvalita humusu Vyhodnocení výsledků Křivka absorbancí: A X =f(λ) 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 Kvalitnější Méně kvalitní 0, vlnová délka (nm)

16 Vyhodnocení výsledků Křivka absorbancí: A X =f(λ) Barevný kvocient Q 4/6 : Q 4/6 = A 400 /A 600 nižší hodnota = kvalitnější je humus hraniční hodnota: cca 4 HK:FK podle Pospíšila: HK:FK = 17,2(Q 4/6-2,19 ) vyšší hodnota = vyšší kvalita humusu hraniční hodnota: 1

17 Děkuji za pozornost.