ANÀLISI D'UN ADOB ORGÀNIC. Patricia Jiménez Montserrat ... - UPC

Esquema de treball al laboratori. Alba Muñoz2002
PRÀCTIQUES ANÀLISIS QUÍMICA AGRÍCOLA
ANÀLISI D'UN ADOB ORGÀNIC.
Patricia Jiménez
Montserrat Soliva
31

INTRODUCCIÓ
És difícil definir els adobs orgànics. Segons un BOE de 1970 els adobs orgànics es poden definir
de la següent manera: "Abono que procediendo de residuos animales o vegetales, contenga los
porcentajes mínimos de Matèria Orgànica (35% s.m.s.) y de elementos fertilizantes (2% de Norg,
del cual al menos el 80% ha de ser insoluble en agua; la suma de los contenidos en N total, P2O5
total y K2O total ha de ser, como mínimo, del 6%)".
El BOE nº 191 de 1988 fa els següents matisos: Els adobs orgànics han de tenir un contingut
mínim en Materia Orgànica del 30%; el contingut en fitonutrients es manté, però inclou altres
requisits com són els referents a:
− Humitat màxima (35%)
− Relació C/N estarà compresa entre 3 i 15
− S'indicarà la matèria prima de la qual prové el producte
− Els límits màxims permesos en relació als elements pesants són:
Cd ........30 ppm Cu .......1500 ppm Ni ...... 350 ppm
Zn ........3000 ppm Hg .......20 ppm Cr ...... 750 ppm
Pb ........1000 ppm
− El 85% del producte ha de passar per la malla de 10 mm
La fertilització orgànica és una de les tècniques tradicionals més eficaces per a millorar els sòls i
conreus. Els adobs orgànics són capaços d'influir profunda i positivament sobre totes o quasi bé
totes les propietats del sòl.
EFECTES DE LA MATÈRIA ORGÀNICA SOBRE LES PROPIETATS DEL SÒL
I LA INFLUÈNCIA SOBRE ELCREIXEMENT DE LES PLANTES
FONT: Saña J. i Soliva M. 1985
32

Els adobs orgànics poden tenir diferents orígens segons s’indica en la Taula-1; la majoria de
vegades no es poden aportar directament, sinó que necessiten barreges i/o tractaments previs per
estabilitzar la seva matèria orgànica i equilibrar al màxim el contingut en nutrients vegetals.
Taula-1. RESIDUS UTILITZABLES COM A ADOB (directament o després de ser
estabilitzats)
1.- D'origen animal 4- D'origen urbà
- Fems - Fracció orgànica de residus municipals
compostats
- Fems líquids o Purins - Fangs de depuradores
2- D'origen vegetal 5- D'indústries agrícoles i alimentàries.
- Restes de collites
- Adobs verds - Brises
- Fems artificials - Fangs de depuradores d'indústries
- Torbes alimentàries
- Residus forestals (Roldó)
3- D'origen marí 6- Altres residus
- Algues - D'indústries tèxtils o farmacèutiques
Els materials amb elevat contingut de M.O. i determinades característiques, a més d'utilitzar-se
com adobs orgànics, poden fer-se servir com:
* Esmenes: Producte sòlid que aplicat al sòl aporta o engendra humus, millorant les propietats
físiques, químiques i biològiques d'aquest (BOE nº 191, 1988)
* Substrats: Són aquells productes capaços de suportar un alt contingut d'arrels en un petit
espai, proporcionant a les plantes l'aigua, l'aire i els nutrients necessaris. Com es
tracta d'un medi físic, són les seves característiques físiques i fisicoquímiques,
més que les químiques, les que els caracteritzen (Trillas i col., 1986).
Les anàlisi a fer en els adobs orgànics són més complexes i menys conegudes que les dels
fertilitzants minerals.
33

En un adob orgànic cal estudiar diferents aspectes:
a) El contingut i la qualitat de la Matèria Orgànica.
b) El contingut i la velocitat d'alliberament dels nutrients minerals.
c) El possible contingut en components fitotòxics, ja que en general provenen de residus.
El contingut de la matèria orgànica es pot determinar per calcinació (via seca) o per
dicromatometria (oxidació per via humida).
La determinació de la qualitat és difícil de determinar en un producte del qual no se'n coneix ni
l'origen ni la seva història. La qualitat es refereix a l'estabilitat (maduresa) de l'adob orgànic, que
ens indica la resistència a la biodegradabilitat.
Alguns paràmetres químics que s'utilitzen per a determinar l'estabilitat són: la relació Cox/Norg, el
grau d'estabilitat, el contingut en substàncies húmiques, la capacitat de bescanvi catiònic, etc.
Tots aquests paràmetres donen molt millor informació si es determinen en una sèrie de mostres
corresponents a un procés d'estabilització (compostatge, per exemple). Aquests paràmetres són
més difícils d'interpretar en mostres individuals. (Saña J., Soliva M. 1987)
Existeixen proves biològiques respiromètriques que poden ser més útils en la qualificació de
mostres individuals però presenten un altre tipus de problemes.
La determinació del contingut en nutrients minerals d'un adob orgànic és més complicada, ja que
no els trobem en forma totalment assimilable pels conreus.El nutrient més problemàtic és el
nitrogen. Una part d'aquest pot ser alliberada immediatament després de l'aplicació de l'adob o
dins del mateix any (es tractaria del nitrogen amoniacal i del nitrogen orgànic que es mineralitza
fàcilment). Aquest nitrogen correspon a l'anomenat "d'efecte directe".
Una altra part no serà alliberada el primer any, però si que emmagatzemada en forma d'humus
s'anirà mineralitzant progressivament. Pot ser que una altra part es perdi per volatilització i/o
rentat. Aquestes pèrdues depenen de les condicions i de l'època d'aplicació. Així doncs, aquestes
pèrdues seran més grans a l'hivern o en un terreny nu, per que no hi ha absorció per part del
conreu. És difícil conèixer els percentatges de nitrogen que corresponen a cadascun dels apartats
anteriors per que depenen molt del tipus de adob, del tractament que ha rebut i també del terreny,
clima i tècniques d'aplicació i conreu.
34

A la Taula-2 s'indiquen uns valors publicats per l'Institut Technique des Cereals et Fourrages, a
partir de treballs realitzats al llarg de molts anys, on exposen el que anomenen Coeficient
d'Eficàcia directa del N d'un fem.
A les Taules3 i 4 s'hi pot consultar el contingut en matèria orgànica i nivells de diferents
nutrients de diversos adobs orgànics.
Taula-2. COEFICIENTS D'EFICÀCIA DIRECTA DEL NITROGEN DELS FEMS
CONREUS
ÉPOCA D’APLICACIÓ
ENTERRAT
Primavera
si
CEREALS
no
si
Tardor
no
HORTÍCOLES
Primavera
si
no
si
Tardor
Hivern
no
Primavera
no
PRATS
Tardor
Hivern
Fems bovins 0,18 0,16 0,13 0,12 0,22 0,20 0,16 0,15 0,24 0,18
Boví 0,42 0,34 0,22 0,19 0,46 0,38 1,26 0,22 0,42 0,26
Purins Porcí 0,58 0,46 0,29 0,24 0,62 0,50 0,32 0,27 0,54 0,30
Aus 0,66 0,52 0,32 0,26 0,70 0,56 0,35 0,30 0,60 0,33
NOTA: El "Coeficient d'Eficàcia directa del N d'un fem fa referència a la fracció de N disponible
per al cultiu, i depèn del producte, de l'època d'aplicació, del fet de ser o no enterrat i del
tipus de conreu.
FONT: Institut des Cereals et Fourrages, 1988.
no
35

Taula-3. CONTINGUT EN MATÈRIA ORGÀNICA I NUTRIENTS DE
DIFERENTS ADOBS ORGÀNICS
(tots els resultats estan expressats sobre mostra seca (s.m.s)).
MOSTRA
%MOT
%Cox
% N-NH4 +
% Norg
% P2O5
% K2O
Gallinasa
compostada
44,3 24,6 0,87 2,19 1,80 4,78
Gallinasa
fresca
55,3 36,7 0,88 3,19 1,50 7,90
Fems ovella
compostats
70,6 30,5 --- 2,30 1,39 6,90
Fems ovella fresc 77 -87 33 -40 --- 2,2 -3,2 0,5 -1,5 4,1 -8,3
Fems conill
Fresc*
70 -85 29 -35 0,1 -0,54 1,60 -2,90 2,10 -3,70 0,6 -2,8
Fems conill
Compostats**
58,4-65,1 24,6-26,7 0,21-0,02 1,75-2,42 3,41-4,11 3,38-1,73
Purins
engreix***
63,0 --- 3,40 6,00 5,30 3,60
Purins maternitat 22,4 --- 2,50 3,40 1,80 2,30
NOTES: * Marge trobat en l'anàlisi de 10 mostres de diferent procedència.
** Resultats de 2 proves de compostatge diferents.
*** Resultats de l'anàlisi de 30 mostres.
FONT: Roselló M.J. 1987; Barraycoa G. 1989; Voltas J. i Vall-llosera X. 1988; Ferrer J.,
Sanz B. i Pomar J. 1981
36

DETERMINACIÓ DE LA MATÈRIA ORGÀNICA OXIDABLE DELS ADOBS
ORGÀNICS
Introducció:
La determinació de la matèria orgànica, tant en terres com en adobs, es realitza usualment per
mitjà de valoracions redox a base de dicromat potàssic en medi àcid (proporcionat per l'àcid
sulfúric). Són les anomenades "dicromatometries".
La reacció es pot escriure esquemàticament de la següent manera :
CwHxOyNz + Cr2O7 2- + H + → CO2 + H2O + N2 + Cr 3+
Ara bé, la reacció és molt més complexa i cal indicar dos aspectes importants:
A) El potencial redox de l'oxidant
La semirreacció de reducció del dicromat és la seguent:
Cr2O7 2- + 14 H + + 6 e- → 2 Cr 3+ + 7 H2O E 0 =1,33v
Aplicant l'equació de Nernst, el potencial de reducció d'aquesta semireacció seria:
0,059 [Cr 3+ ] 2
E = E 0 - × log
6 [Cr2O7 2- ][H + ] 14
És a dir, que el potencial de reducció dependrà fonamentalment de la concentració inicial de
dicromat i de protons (l'acidesa), a més d'altres factors com, per exemple, la temperatura.
Cal també indicar, que aquesta semirreacció no segueix exactament però si molt
aproximadament, el camí teòric marcat per l'equació de Nernst, doncs el procés és molt més
complex que la semirreacció indicada anteriorment: s'ha comprovat que passa per una sèrie
d'estadis intermedis com són, per exemple, les sals de Cr 5+ .
B) La resistència de la matèria orgànica a ser completament oxidada.
Compostos orgànics de naturalesa química simple, com ara sucres (glucosa, etc.), àcids orgànics
de cadena curta (l'àcid oxàl.lic, etc.) són oxidats completament a CO2 i H2O per medi de barreges
sulfocròmiques suficientment concentrades.
Però altres substàncies més complexes, com poden ser els compostos húmics dels sòls o dels
adobs orgànics (productes polimèrics amb marcat caràcter aromàtic i amb continguts
relativament importants de nitrogen, tant lineal com heterocíclic), i materials amb gran presència
38

de lignines, presenten molta resistència a ser oxidats totalment, degut justament a aquest caracter
aromàtic i heterocíclic.
Aquestes substàncies parcialment oxidables són molt sensibles a la concentració de dicromat i de
protons (aportats per l'àcid sulfúric) present en el moment de l'oxidació.
Fonament:
S'utilitza una modificació del mètode de Suerlandt; la reacció es realitza amb excés de dicromat,
valorant posteriorment el dicromat no consumit amb Sal de Mohr.
Cr2O7 2- + 6 Fe 2+ + 14 H + → 6 Fe 3+ + 2 Cr 3+ + 7 H2O
Procediment:
1-Oxidació humida de la mostra
Es pesen, amb 0,1 mg de precisió, entre 0,1000 i 0,2500 grams de mostra seca i mòlta d'adob
orgànic, segons el nivell esperat de matèria orgànica, d'acord amb l'estimació:
Contingut aproximat de MO (en %) 10 20 30 40 50 60
Quantitat de mostra a pesar (mg) 850 400 300 200 150 100 (*)
(*) Les mostres que analitzareu a Pràctiques tenen un % M.O >60%, per tant
peseu com a màxim: 0,1g de mostra.
S’introdueix la pesada en un matràs Erlenmeyer de 250 mL, net i sec, i s'afegeix:
a) amb pipeta: 25 mL de solució 1 N de K2Cr2O7, que s'hi deixa en contacte el temps suficient
per a que es mulli la mostra.
b) amb l'ajut d'un dosificador (o amb proveta si no es disposa de dosificador): 50 mL de H2SO4
concentrat, remenant amb molta precaució i a poc a poc.
Feu també una prova en blanc, és a dir, poseu en un altre Erlenmeyer les mateixes quantitats
indicades de reactius, però sense la mostra.
A continuació s’agiten suaument els matrassos i s'introdueixen dins una estufa a 150ºC durant 15
minuts. (NOTA: Aneu molt amb compte amb la barreja H2SO4 i K2Cr2O7 perquè és molt
agressiva). Passats els 15 minuts, es deixen refredar.
39

2-Valoració d'una alíquota
A continuació s'afegeix aigua destil.lada fins a completar uns 150 mL, a tots els Erlenmeyers. Es
remena la mescla i es deixa refredar. Posteriorment, es traspassa tot el contingut de manera
quantitativa a un matràs aforat de 250 mL amb l'ajut d'aigua destil.lada. Agiteu, deixeu refredar i
enraseu amb aigua destil.lada.
Amb una pipeta es dipositen 10 mL d'aquesta solució, de 250 mL, en un Erlenmeyer de 100 mL,
s'afegeixen 5 gotes d'indicador difenilamina i 3 gotes de fosfóric concentrat i se'n valora l'excés
de dicromat potàssic amb una solució 0,25 N de sal de Mohr aplicada amb bureta de 10 mL,
seguint el mateix procediment valorem també el blanc. La volumetria per a cada prova es fa, com
a mínim, per triplicat.
Càlculs:
P = Pes de mostra seca.
A = Volum de solució 0,25 N de sal de Mohr gastat per a valorar l'excès de dicromat
de 10 mL de solució de la mostra.
B = Volum de solució 0,25 N de sal de Mohr gastat per a valorar l'excès de dicromat
de 10 mL de solució de la prova en blanc.
Cox = Percentatge de carboni orgànic oxidable.
f = Factor de normalització de la solució de sal de Mohr.
Realitzeu els càlculs seguint les pautes:
(a) Deduïu la concentració de dicromat (meq/mL) en la solució de blanc. Recordeu que els 25
mL inicials de dicromat potàssic 1 N els heu diluït a 250 mL en el moment de la valoració.
Amb el volum B, trobeu el factor f de la sal de Mohr.
(b) Amb el volum A, trobeu la concentració de dicromat (meq/mL) de la solució de la mostra.
(c) Feu la diferència de les concentracions de dicromat entre blanc i mostra ja que interessa
trobar el dicromat consumit pel carboni de la matèria orgànica.
(d) Tenint en compte que en el procés de tractament de mostra, P grams de mostra han donat
lloc a 250 mL de dissolució, transformeu l'anterior concentració de dicromat en meq/mL a
meq/g de mostra.
(e) Transformeu els meq de dicromat en meq de C i en mg de C. El pes equivalent del carboni
es considera igual a 3, donat que el grau d'oxidació del carboni orgànic de la matèria
orgànica dels adobs es pot considerar que té un valor promig de 0. Durant la seva oxidació
a CO2 hi ha un intercanvi de 4 electrons. Per tant, en els càlculs es considera que un
miliequivalent de Cr2O7 2- consumit equival a 3 mg de C.
(f) Finalment expresseu el Cox en g. de Coxidable per 100 g de matèria seca.
40

NOTA: Els resultats de les anàlisis de Cox es solen multiplicar per l'anomenat factor empíric de
recuperació (1.29 en aquest cas). Es considera que tot i les condicions dràstiques
d'oxidació, el procés pot ser incomplet i per tant el Cox no correspon a tot el C de la
MO.
DETERMINACIÓ DE LA MATÈRIA ORGÀNICA TOTAL PER GRAVIMETRIA
INDIRECTA (VIA SECA)
Introducció:
El sistema més utilitzat per determinar la matèria orgànica d'un adob orgànic (o d'un material
amb un contingut orgànic notable) és una gravimetria indirecta mesurant la pèrdua de pes de la
mostra al cremar la matèria orgànica per calcinació.
En aquest mètode es mesura el contingut total de matèria orgànica, mentre que en el mètode
d'oxidació per via humida abans indicat es determina el carboni oxidable, en les condicions de
treball, present en l'adob.
Procediment:
Peseu amb exactitud entre 1 i 2 grams de la mostra d'adob, seca i molturada, i col.loqueu-los en
un gresol de porcellana sec i prèviament calcinat (a la mufla a 470ºC durant mitja hora) i pesat.
Precalcineu la mostra en una manta calefactora i sota la vitrina, fins que deixi de treure fums. A
continuació poseu-lo a la mufla a 470ºC i deixeu-ho durant 3 hores. Al treure'l el deixeu refredar,
el dipositeu dins un dessecador i després de 15 minuts el peseu. La diferència de pes ens indicarà
el percentatge de matèria orgànica, que s'expressa normalment sobre matèria seca.
Interpretació dels resultats en relació al carboni oxidable:
Tingueu en compte que el contingut de carboni de la matèria orgànica és molt variable. En el cas
de la matèria orgànica dels sòls, s'ha considerat durant molt temps, que en terme mig en contenia
un 58%, i per això quan es transforma el %C en %MO es multiplica pel factor=1,724 (s'ha de
considerar només com un factor empíric) (No confondre amb el factor de recuperació (NOTA
anterior)). En el cas d'un adob orgànic encara és més complex, perquè l'origen de la MO dels
adobs és molt variable (normalment es pren f=2).
La relació que es troba entre el %Cox (per dicromatometria) i el %MO (per calcinació) us donarà
la proporció de carboni oxidable que té la matèria orgànica del producte, i no pas la proporció de
carboni total que té. S'acostuma a considerar que un residu orgànic fresc té més carboni oxidable
que el mateix residu orgànic estabilitzat (madur).
41

DETERMINACIÓ DEL N-ORGÀNIC: Digestió Kjeldahl i quantificació pel mètode de
l’elèctrode selectiu d'amoníac
Introducció:
La tècnica general per a la determinació del nitrogen orgànic en quasi tot tipus de mostres
constava originalment de tres passos: Digestió, Destil.lació i Valoració. En aquesta pràctica es
realitza una digestió, i posteriorment una quantificació per l'elèctrode selectiu.
Amb el procés de digestió es transforma tot el N-orgànic a la forma amoniacal. Aquest procés
s'aconsegueix atacant la mostra amb àcid sulfúric concentrat, un catalitzador i calor. L'acció de
l'àcid sulfúric és la d'oxidar el carboni orgànic a CO2 i produir al mateix temps la mineralització
del N-orgànic a N-amoniacal. Aquest procés vindrà accelerat per la temperatura, si bé no s'ha de
superar el punt d'ebullició de l'àcid, doncs el perdriem per evaporació. Per superar aquest
inconvenient s'afegeix un catalitzador, que en aquest cas, és una barreja de substàncies amb
funcions diverses: el K2SO4 actua augmentant el punt d'ebullició del H2SO4; els altres
components, normalment Se, CuSO4 o bé òxids de Hg(II), actuen com a veritables catalitzadors,
augmentant la cinètica del procés. La digestió es realitza en tubs especials que limiten al màxim
les pèrdues de l'àcid per evaporació.
Procediment:
1- Digestió
Es pesen, amb una precisió de 0,1 mg al voltant de 0,3500g de mostra seca i mòlta (P).
Es fa un petit paquet, amb una mica de paper de filtre que contingui la mostra i 1,5 g de
catalitzador. S'introdueix el paquet en un tub Kjeldahl de 100 mL i s'hi afegeixen 7 mL de H2SO4
concentrat, remenant el tub fins que es mulli tota la mostra.
Es posen a digerir els tubs de Kjeldahl al digestor, durant 1 hora, a la temperatura de 400ºC.
També s'engega la campana extractora (que s'emporta els vapors) i l'aixeta que hi ha dins la
vitrina, que té una trompa de buit connectada.
La mostra es digereix fins que la solució esdevé transparent, amb una certa tonalitat blavosa. Es
treuen els tubs Kjeldahl del bloc del digestor i es deixen refredar. Afegir amb precaució
(atenció!, que hi ha àcid sulfúric concentrat) uns mil.lilitres d'aigua destil.lada (de 15 mL a 20
mL). Es deixa refredar de nou i es traspassa quantitativament tot el líquid contingut en el matràs
Kjeldahl (filtrant-lo, si cal) a un matràs aforat de 100 mL; es fan els rentats oportuns, que es
recullen amb el digerit, i finalment s'enrasa el matràs amb aigua destil.lada (B).
42

2- Quantificació del nitrogen amoniacal amb l'elèctrode selectiu d'amoníac
ELÈCTRODE SELECTIU D'AMONI.
2.1-Fonament:
Els elèctrodes selectius mesuren l'activitat d'un ió segons l'equació de Nernst
0,059 1
E = Ec - × log
n aio
E : potencial del sistema,
Ec : potencial degut a l'elèctrode de referència i a les solucions internes,
n : càrrega en valor absolut de l'ió que es detecta,
aio : activitat iònica (activitat iònica = concentració en solució diluïda).
Elèctrode sensible a gasos:
Un exemple típic d'aquest tipus d'elèctrode el podeu trobar a l'esquema següent:
La cel.la es composa d'un elèctrode de referència i un elèctrode indicador que mesura el
potencial causat per el gas que passa selectivament a través de la membrana permeable.
La membrana microporosa de l'elèctrode és permeable a un gas determinat (en aquest cas
concret, al NH3) i impedeix que l'aigua i l'electròlit passin al seu través. Quan el gas penetra en la
membrana, s’assoleix un equilibri amb la solució interna seguint la seqüència:
NH4 + extern (aq) + OH - → NH3 membrana (g)
NH3 membrana (g) → NH3 intern (aq)
NH3 intern (aq) + H2O → NH4 + intern (aq) + OH - intern (aq)
43

Quan hi ha un canvi de concentració de NH4 + en les mostres a analitzar, s'altera la concentració
interna de OH - (pH) i ens varia el potencial en l'elèctrode indicador (elèctrode de vidre).
Aquest elèctrode es pot utilitzar des de 0º a 50ºC i en un rang de concentracions compreses entre:
10 -6 M i 1 M en NH3.
2.2-Preparació de la solució de lectura de les mostres
Amb una pipeta es traspassen 10 mL de la mostra digerida (C) a un tub de Nessler de 50 mL, que
s’enrasarà amb aigua destil⋅lada (D). Aixó és l'anomenada solució de lectura. Aquesta dilució té
en compte la concentració en N-orgànic esperada de les mostres.
2.3-Preparació de la solució de lectura dels patrons
La recta patró ideal és la constituïda amb els patrons de 2, 5, 10, 20, 50 i 100 ppm de nitrogen.
La preparació d'aquests patrons es prepara com es detalla a continuació a partir de la solució
mare de 1000 ppm de N-amoniacal (D0)
- Solucions patrons intermèdies:
(D1): Solució intermedia de 50 ppm: 10 mL de D0 diluits en 200 mL
(D2): Solució intermedia de 500 ppm: 25 mL de D0 diluits en 50 mL
- Solucions de patrons:
2 ppm : 2 mL de D1 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
5 ppm : 5 mL de D1 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
10 ppm : 10 mL de D1 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
20 ppm : 20 mL de D1 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
50 ppm : 5 mL de D2 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
100 ppm : 10 mL de D2 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
IMPORTANT: Quan es preparen les solucions de lectura dels patrons cal recordar que: a
més d'afegir-hi els mil.lilitres corresponents dels respectius patrons, i abans d'enrasar-les,
s'hi han d'afegir 10 mL de digerit de la prova en blanc. Finalment s'enrasa tot.
2.4-Lectures
Es col⋅loca tota la solució de lectura en un vas de precipitats de plàstic de 50 mL, ben net i sec,
seguidament s'hi introdueix l'elèctrode i es remena el líquid amb l'agitador magnètic. Llavors s'hi
afegeixen 2,6 mL de la solució de NaOH al 40%, prenent la lectura que apareix a la pantalla d'1 a
2 minuts (en funció del temps que triga a estabilitzar-se) després d'haver-hi afegit la base.
Entre la determinació d'una mostra i la de la següent, cal rentar l'elèctrode amb aigua destil.lada i
assecar-lo sense tocar la membrana. Cal tenir molta cura amb el maneig de l'elèctrode, ja que la
membrana és molt sensible al fregament i a les turbulències.
44

Càlculs:
Aquest electrode és, de fet, un electrode de pH i, per tant, les lectures són logarítmiques. El
pendent de la recta patró ha de ser normalment de 57 + 3; ès a dir, si disminuïm 10 vegades la
concentració de NH3, la diferencia en mV ha de ser 57 + 3.
Z = ppm N de la solució de lectura de la mostra, calculats a partir de la recta
constituïda pels patrons. (ppm N = mg N/L)
K = ppm del digerit
P = pes mostra seca digerida (g)
Feu els càlculs seguint les pautes:
a) A partir de Z trobar la concentració K del digerit (ppm de N).
b) Transformar K (mg de N/L) en mg de N/g de mostra tenint en compte el procés de
tractament de mostra.
c) Expressar finalment la riquesa en N en percentatge (g de N/100 g de m.s.)
log ppm N-NH4 +
45

DETERMINACIÓ DEL FÒSFOR EN ADOBS ORGÀNICS I SUBSTRATS
Introducció:
Tant pel cas dels adobs orgànics com pel cas dels substrats, existeixen a la bibliografia molts i
diversos mètodes d'extracció de fòsfor per a cadascuna de les seves fraccions: soluble,
intercanviable, total i orgànic (Veure Taula-4). L'obtenció d'una o altra fracció dependrà, entre
d'altres factors, de l'extractant, del tractament realitzat, del temps d'extracció, de la temperatura,
etc; així doncs podem parlar de:
− FÒSFOR SOLUBLE: Fracció assimilable a curt termini per la planta. Pot quantificar-se
mitjançant extracció amb aigua o solucions tamponades (com per exemple amb acetat
amónic a diferents pH).
− FÒSFOR INTERCANVIABLE: Fracció assimilable a mig termini, ja que es tracta d'aquelles
formes de fòsfor que estan retingudes en el complex de bescanvi. Pot quantificar-se per
exemple mitjançant extracció amb resines d'intercanvi.
− FÒSFOR TOTAL: Fracció que temporalment no és totalment assimilable, ni a curt ni a mig
termini, ja que sol tractar-se de fòsfor insoluble (que pot solubilitzar-se) o bé de fòsfor
orgànic (que requereix una mineralització prèvia). Pot quantificar-se per dissolució de les
cendres (prèvia destrucció de la M.O. per calcinació a 475ºC) amb àcid (HCl, HNO3 ó
H2SO4).
Per a la realització d'aquesta pràctica s'ha cregut adient escollir els dos mètodes següents:
- Un mètode per a determinar el FÒSFOR SOLUBLE (Psol) que en aquest cas s’obtindrà
mitjançant una extracció amb acetat amònic a pH=7.
- Un mètode de determinació del FÒSFOR TOTAL (Ptotal) que s’obtindrà per dissolució de
les cendres amb HNO3 i en calent.
Per fer la quantificació del P extret en ambdós casos, es farà servir una colorimetria seguint el
mètode de Bray-Kurtz.
46

Taula-4. DETERMINACIO DE LES DIFERENTS FRACCIONS DE FÒSFOR EN
SUBSTRATS
FRACCIÓ SOLUBLE INTERCANVIABLE TOTAL
SUBSTRAT Aigua
(1:60)
Torba més Perleta
i Vermiculita
Torba més terra
Vegetal
82
Acetat
amònic
pH=7
Resina
aniònica
Resina
catiònica
152 --- 153 394
831 946 --- 754 1278
Torba Sphagnum 151 164 512 --- 628
Terra Negra 64 93 579 --- 1239
Torba i Compost 318 850 --- 2519 5943
Roldó i fang de
Depuradora
Dissolució
cendres amb
HNO33M
533 750 5763 --- 12535
NOTA: Els resultats estan expressats en ppm i sobre mostra seca.
En el cas del P soluble en aigua només s'ha realitzat una extracció.
FONT: F. Giró, 1987; J. Puig, 1988; S. Bañón, 1988.
47

A) Determinació del Fòsfor soluble en acetat amònic 1 M a pH=7
Fonament:
Es tracta d'extreure la fracció de fòsfor soluble amb una solució tamponada d'acetat amónic de
pH=7. Cal tenir present que el pH de l'extractant és un factor important del procés d'extracció ja
que afecta a la solubilitat de les diferents formes de compostos de fòsfor. Recordeu que, en
general, a l'augmentar el pH disminueix la quantitat de fòsfor extret. En aquest cas l'extractant és
de pH neutre per tal de no alterar el pH del tipus de mostra amb què treballem en aquesta
pràctica.
Procediment:
S'agafa 1 g de mostra seca (pesat amb precisió de 0,01 g) i es posa dins d'una ampolla de plàstic.
S'hi afegeixen 25 mL d'acetat amònic 1 M a pH=7 i es sacseja durant una estona per tal
d'assegurar que la mostra queda ben mullada. Es posa durant una hora a l'agitador a temperatura
ambient i seguidament es filtra.
En el filtrat es pot fer directament la quantificació o bé es recull en un matràs aforat de 100 mL,
havent rentat prèviament l'ampolla i el residu amb petits volums d'aigua destil.lada.
NOTA: Penseu que segons seguiu un procediment o bé un altre, el volum d'extracte és
diferent i per tant els càlculs també.
El fòsfor extret es pot quantificar fent una colorimetria pel mètode de Bray-Kurtz, agafant
directament una alíquota del filtrat o fent la dilució adient tenint en compte el possible contingut
de fòsfor.
B) Determinació del Fòsfor total.
Fonament:
Es tracta de dissoldre les cendres resultants de la calcinació amb un àcid diluït. Un cop realitzat
aquest procés es filtren les cendres dissoltes i es recull el filtrat en un matràs.
A partir d'aquesta solució es pot determinar molts elements minerals entre ells el fòsfor, calci,
magnesi, potassi, sodi, ferro, crom, manganès, cadmi, níquel, plom, etc.
Procediment:
Per fer aquesta determinació es segueix el mateix procediment que en el cas de la determinació
del percentatge de la matèria orgànica i de les cendres (calcinació durant 3 hores de la mostra a
470ºC).
Les cendres resultants són atacades amb 15 mL de HNO3 3 N sobre una placa calefactora per tal
de dissoldre-les. De manera indicativa, es considera finalitzat l'atac quan el volum de HNO3 3 N
48

afegit inicialment s'ha reduït a la meitat. Un cop realitzat aquest procés es filtren les cendres i es
recull el filtrat en un matràs aforat de 100 mL.
La quantificació del fòsfor es farà, com en el cas del fòsfor soluble, per colorimetria seguint el
mètode de Bray-Kurtz.
C) Quantificació del Fòsfor. Métode Colorimètric Bray-Kurtz
Fonament:
Les colorimetries de fòsfor estan basades en els colors que adquireixen els productes de reducció
dels anomenats heteropoliàcids o heteropolicomplexes del fòsfor.
Els heteropoliàcids es formen mitjançant la coordinació dels grups molibdat, actuant el P com
àtom central, substituint aquells als àtoms d'oxigen del grup PO4 3- , reacció que té lloc en medi
àcid i que podem representar com:
H3PO4 + 12 H2MoO4 → H3P(Mo3O10)4 + 12 H20
H3P(Mo3O10)4+ 1,2,4-aminonaftolsulfònic → blau de molibdè
Mo +6 (reductor) Mo +3,+5
L'àcid molibdo-fosfòric té una coloració groga molt intensa, però la seva utilització per a la
determinació colorimètrica del P no és recomanable, doncs també dóna aquesta coloració l'àcid
molibdo-silícic i a més la seva corba d'absorció no presenta un màxim característic. Per això,
s'utilitza més el seu producte de reducció (el blau de molibdè) que presenta màxim d'absorció a
660nm.
Presenta no obstant els inconvenients següents:
− No és un compost estequiomètric i el seu espectre depèn del procés de preparació.
− Les seves solucions són col.loidals i varien amb el temps, amb el perill que floculin. Per
això, les lectures s'han de fer abans d'una o dues hores des del moment de la seva
preparació.
− Un altre motiu per fer la lectura dins d'un temps fix i curt, és que l'excés de molibdat
amònic també es pot reduir, encara que molt més a poc a poc.
Per tant s'ha de treballar en condicions molt controlades i llegir l'absorbància dins d'un període de
temps molt curt.
Procediment:
Tenint en compte el contingut esperable de fòsfor en les mostres i que els patrons que fem servir
oscil.len entre 5 i 50 ppm de P, convé calcular quina dilució cal fer per efectuar la lectura
colorimètrica correctament. Per això heu de saber la riquesa aproximada en P de la vostra
mostra i tenir present el procés de tractament de mostra que heu fet fins ara.
49

Un cop feta la corresponent dilució de la solució de cendres, ompliu uns tubs d'assaig segons
l'esquema següent:
PATRONS
MOSTR
ES
5 ppm
P
PATRONS DE FÒSFOR
10 ppm
P
20 ppm
P
50 ppm
P
DILUCIÓ
SOLUCIÓ
CENDRES
PTOTAL
EXTRACTE
PSOLUBLE
H2O
REACTIU
A
50
REACTIU
B
Tub 0 - - - - - - 2+10 mL 10 gotes 10 gotes
Tub 1 2 mL - - - - - 10 mL 10 gotes 10 gotes
Tub 2 - 2 mL - - - - 10 mL 10 gotes 10 gotes
Tub 3 - - 2 mL - - - 10 mL 10 gotes 10 gotes
Tub 4 - - - 2 mL - - 10 mL 10 gotes 10 gotes
Tub 5 - - - - 2 mL - 10 mL 10 gotes 10 gotes
Tub 6 - - - - 2 mL 10 mL 10 gotes 10 gotes
Essent: Tub 0: Blanc de la reacció.
Tub 1: Patró de 5 ppm de Fòsfor.
Tub 2: Patró de 10 ppm de Fòsfor.
Tub 3: Patró de 20 ppm de Fòsfor.
Tub 4: Patró de 50 ppm de Fòsfor.
Tub 5: Mostra per la determinació del Fòsfor Total.
Tub 6: Mostra per la determinació del Fòsfor Soluble.
NOTA: Tant els 2 mL de les diferents mostres com els 10 mL d'aigua cal que estiguin mesurats
amb pipeta.
Remeneu bé amb un agitador de tubs d'assaig. Deixeu reposar uns 15 minuts, a partir dels quals
ja podeu llegir la intensitat de color al fotocolorímetre (a 660 nm), després d'ajustar el zero amb
el blanc.
Càlculs:
Trobeu la recta de calibració i seguiu les pautes següents:
Fòsfor total:
a) A partir de la concentració (mg P/L) trobada segons la recta de calibrat, calcular la
concentració en P (mg P/L) de la dissolució de cendres.
b) Calcular la riquesa en P (g de P/100 g) de la mostra tenint en compte el volum de la
dissolució de cendres i el pes de mostra.
c) Transformar l'anterior resultat per expressar la riquesa com a P2O5 (g P2O5 /100 g)

Fòsfor assimilable:
a) A partir de la concentració de l'extracte (mg P/L) trobada segons la recta de calibrat,
calcular la riquesa en P (g P/100 g) de la mostra tenint en compte el volum d'extracte i el
pes de la mostra.
b) Transformar l'anterior resultat per expressar la riquesa com a P2O5 (g P2O5 /100 g).
REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA:
1) A l´iniciar la pràctica heu d´entregar un esquema d´un full on es vegi una guia resumida de les
5 determinacions analítiques que realitzeu.
2) D´entre una col·lecció de mostres d´adobs orgànics que trobareu al laboratori en triareu una
(per parella) per fer les anàlisis.
3) Cada mostra té una fitxa on consten un conjunt de característiques. Aquesta informació us ha
de ser útil per a conèixer el material què analitzeu així com per fer la interpretació dels resultats
que obtingueu.
MODEL DE FITXA DE CADASCUN DELS MATERIALS:
ANÀLISI QUÍMICA
Laboratori Anàlisi Química Agrícola.ESAB
NºMostra:
Tipus de mostra:
Presentació:
%M.O.T
% Norg
%P
%K
%Ca
%Fe
mg·Kg -1 Zn
mg·Kg -1 Cu
mg·Kg -1 Cd
Tots els resultats excepte la humitat estan expresats sobre matèria seca.
MOT= Matèria orgànica total (determinada per calcinació)
Norg= determinat pel mètode Kjeldahl sobre matèria seca.
Els nutrients (excepte el N) i els metalls s’han determinat en una dissolució àcida de cendres.
51

INFORME: Primera part (entregar a l'acabar la pràctica)
NOM: TITULACIÓ I GRUP:
NOM:
MOSTRA: DATA:
Mostra
Blanc
Càlcul del % de C-oxidable
DETERMINACIÓ DEL CARBONI OXIDABLE
Pes mL H2SO4 mL K2Cr2O7 Volum total mL aliquota mLsal de Mohr Factor sal de Mohr
DETERMINACIÓ DE LA MATÈRIA ORGÀNICA
Nº gresol Pes gresol Pes gresol + mostra Pes mostra Pes gresol + cendres
Càlcul del % M.O total i % cendres
Riquesa aproximada de
fòsfor total de la mostra:
DETERMINACIÓ DEL FÒSFOR TOTAL I ASSIMILABLE
Càlcul de la dilució adient de la dissolució de cendres per la lectura del P-total
52

INFORME:
segona part
P total
P assimilable
NOM: TITULACIÓ I GRUP:
NOM:
MOSTRA: DATA:
Pes mostra
seca
DETERMINACIÓ DEL FÒSFOR TOTAL I ASSIMILABLE
Tipus tractament de
mostra
Reactius i volums Volum total Dilució Tècnica de quantificació
Recta de calibració BLANC PATRÓ PATRÓ PATRÓ PATRÓ Dilució del P-total Extracte del P-assimilable
CONCENTRACIÓ
mg/L
ABSORBÀNCIA
Càlcul de la riquesa en fòsfor total i fòsfor assimilable . Expresseu els resultats en % de P i en % de P2O5.
53

Pes de mostra Reactius de digestió Temps i
temperatura
de digestió
Recta de calibració PATRÓ PATRÓ PATRÓ
CONCENTRACIÓ
mg/L
LECTURA mv
DETERMINACIÓ DEL NITROGEN ORGÀNIC
Volum de
digerit
ML aliquota del
digerit
Volum total Dilució del
digerit
PATRÓ PATRÓ PATRÓ Dilució del
DIGERIT
Mètode de quantificació
DIGERIT
mg N/L mg N/mL mg N-NH4 +/ L mg NH4 + /L mequiv NH4 + Expressió de la
concentració del
digerit en diferents
unitats
/L mequiv. N/L mols N/L
Càlcul del % N de la mostra
TAULA RESUM DE RESULTATS
Carboni oxidable
(% s.m.s)
Matèria orgànica total
(% s.m.s)
N-orgànic
(% s.m.s)
Fòsfor total
(%P sm.s)
C-oxidable/ M.O total C-oxidable/N P-total/P-assimilable
COMENTARI DELS RESULTATS
Fòsfor assimilable
(%P s.m.s)
54

BIBLIOGRAFIA
− GUITIAN, CARBALLAS. Técnicas de análisis de suelos. Editorial Pico Sacro. 1976.
− MINISTERIO DE AGRICULTURA, PESCA Y ALIMENTACION. BOE nº 191.10 Agost
1988.
− TRILLAS M.I., PAGES M. i COL. Algunes consideracions sobre el cultiu de plantes en
substrats artificials dins containers. Monografia de l'obra Agrícola de la Caixa. 1986.
− SAÑA J. i SOLIVA M. Necessitat d'una caracterització dels adobs orgànics. Quaderns
agraris no 6. pp. 7-22. 1985.
− GUELL A. Estudio de las oxidaciones dicromatométricas de las fracciones húmicas de
abonos orgánicos. Treball Final de Carrera Escola Superior d’agricultura (TFC. ESAB.)
1982.
− SERRA X. Parametres químics que informen sobre la maduresa dels adobs orgànics. 1988.
− ROSELLO M.J. Influencia del tratamiento dado al estiércol procedente de una granja avícola
sobre su calidad como abono orgánico y mineral. TFC. ESAB. 1987.
− VOLTAS J. I VALL-LLOSERA X. Obtenció d'adob orgànic a partir de fems de conill.
Estudi de la influencia del tractament aplicat. TFC. ESAB. 1988.
− BARRAYCOA G. Caracterització dels fems d'ovella com a adob orgànic i evolució de les
seves propietats al llarg de la maduració. TFC. ESAB. 1989.
− FERRER J., SANZ B. I POMAR J. Utilización agrícola del estiercol líquido porcino. Fulls
d'informació Tècnica no 14. La Caixa. 1981
− PRIMO YUFERA E. Química Agrícola I. Suelos y fertilizantes. Ed. Alhambra. 1 era Edición.
1973.
− POUPLANA F. Comparación de diferentes mètodos de determinación de nitrógeno en
muestras de tipo diverso (abonos orgánicos, tierras y tejidos vegetales). TFC. ESAB. 1986.
− GIRO F. Estudi d'alguns mètodes de determinació de fósfor assimilable en diversos
composts utilitzables com a substrats. TFC. ESAB. 1987.
− PUIG J. Determinació de les diferents formes de fòsfor en substrats durant el creixement del
Ficus Benjamina. TFC. ESAB. 1988.
− BAÑON S. Determinació del fòsfor intercanviable mitjançant el mètode de les resines
d'intercanvi iònic. TFC. ESAB. 1988.
56

REACTIUS ANÀLISI D'ADOBS ORGÀNICS
1. Determinació del Carboni Oxidable
1.1. K2Cr2O7 1N. Dissoldre 245,175 g de K2Cr2O7, assecats 1 hora a 130ºC, en 5 litres
d'aigua destil.lada.
1.2. Acid Sulfúric concentrat.
1.3. Sal de Mohr (NH4)2Fe(SO4)2 0,5N. Dissoldre 980,5 g de (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O en 4
litres d'aigua destil.lada amb 100 mL d'H2SO4. Enrasar a 5 litres amb aigua destil.lada.
1.4. Difenilamina. Afegir 400 mL d'H2SO4 concentrat sobre 80 mL d'aigua destil.lada, i un
cop fred hi tireu 0,5 g d'indicador. Remenar fins a dissolució completa.
1.5. Acid Fosforic concentrat.
2. Determinació del Nitrogen Orgànic. Mètode Kjeldahl
2.1. Catalitzador Kjeldahl. Barrejar 80 g de CuSO4.5H2O (o bè 51 g de CuSO4 anhidre)
amb 4 g de Se i 400 g de K2SO4 (o bé 331 g de Na2SO4). Molturar finament.
2.2. H2SO4 concentrat.
2.3. NaOH 10M (40%). Dissoldre 400 g de llenties de NaOH en 1 litre d'aigua destil.lada.
2.4. NH4Cl 0,1M.
2.5. Solució mare de 1.000 ppm de N-NH4 + (D0). Es prepara pesant 3,8214 grams de clorur
amònic, assecats a l'estufa a 110ºC durant una hora, i diluïts en 1 litre d'aigua.
2.6. Solució intermèdia de 50 ppm de N (D1). Diluir 10 mL de la dilució D0 en 200 mL
d'aigua destil.lada.
2.7. Solució intermèdia de 500 ppm de N (D2). Diluir 25 mL de la dilució D0 en 50 mL
d'aigua destil.lada.
2.8. Solucions patrons de 2, 5, 10, 20, 50 i 100 ppm de N.
2 ppm : 2 mL de D1 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
5 ppm : 5 mL de D1 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
10 ppm : 10 mL de D1 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
20 ppm : 20 mL de D1 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
50 ppm : 5 mL de D2 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
100 ppm : 10 mL de D2 diluits en 50 mL (tubs Nessler)
57

3. Determinació del Fòsfor soluble amb Acetat Amònic
3.1. Acetat amònic 1M pH=7. Dissoldre 78 g d'acetat amònic en 1 litre d'aigua destil.lada.
Ajustar el pH a 7 abans d'enrasar.
3.2. Reactiu A. Dissoldre 10 g de (NH4)2Mo04 en 85 mL d'aigua destil.lada. Barrejar-la
amb una solució formada per 16 mL d'aigua destil.lada i 170 mL de HCl concentrat.
3.3. Reactiu B. Barrejar 2,5 g d'acid 1,2,4-aminonaftolsulfonic amb 5 g de Na2SO3 i 146,25
g de NaHSO3, i molturar. Dissoldre 3 grams d'aquesta barreja en 50 mL d'aigua
destil.lada calenta. Nota: El Na2SO3 i el NaHSO3 eliminen les possibles interferencies
dels arseniats.
3.4. Solució mare de 1000 ppm de P. Dissoldre 4,3936 g de KH2PO4 en 1 litre d'aigua
destil.lada.
3.5. Patrons de 10, 20, 30 i 50 ppm de P. Diluir respectivament 1, 2, 3 i 5 mL de la
soluciói mare de P fins a 100 mL.
4. Determinació del Fosfor total
4.1. Solució de HNO3 3 N. Dissoldre 1070 mL d'HNO3 concentrat en 5 litres d'aigua
destil.lada.
4.2. Reactiu A.
4.3. Reactiu B.
4.4. Solució mare de 1000 ppm de P.
4.5. Patrons de 10, 20, 30 i 50 ppm de P.
58