Determinazione dell’ammonio nei suoli

Determinazione fotometrica con il metodo del blu d’indofenolo dopo estrazione con una soluzione di cloruro di calcio

• Introduzione
• Reagenti, strumenti e materiali
• Procedura sperimentale
• Analisi
• Operazioni di calcolo
• Materiali
• Bibliografia

Introduzione

Prodotto della mineralizzazione della materia organica decomposta, lo ione ammonio (NH₄⁺) è una delle fonti di azoto più importanti per il nutrimento delle piante, ¹. La ricerca ha potuto dimostrare che in natura l’ammonio è la fonte di azoto di preferenza nella crescita dei vegetali². A fronte di una domanda crescente, su scala globale, di prodotti alimentari biologici, i coltivatori sono portati a ricorrere sempre più all’impiego di compost e di letame come concimanti. Mentre i fertilizzanti a base di ammonio pronti all’uso sono caratterizzati da concentrazioni ben definite del catione ammoniacale e dei composti ad esso correlati, diventa importante analizzare i compost e il letame per stabilire in modo accurato la concentrazione di ammonio presente in essi. È noto che i livelli di ammonio nel compost si riducono col passare del tempo: sono elevati nelle fasi iniziali del processo di compostaggio, poi diminuiscono per perdita naturale di ammonio³. È stato inoltre sostenuto che, nelle piante superiori, un eccesso di ammonio può avere effetti tossici⁴.  

Questa nota applicativa esamina in dettaglio la determinazione fotometrica dell’ammonio nei suoli mediante il metodo del blu d’indofenolo, dopo estrazione con una soluzione di cloruro di calcio. Successivamente all’estrazione dal campione, in soluzione fortemente alcalina l’azoto ammoniacale è presente quasi esclusivamente come ammoniaca in grado di reagire con ioni ipoclorito a dare monoclorammina. Questa reagisce a sua volta con un composto fenolico, con formazione di un derivato del blu d’indofenolo determinato poi per via fotometrica.

Reagenti, strumenti e materiali

Kit analitici per lo ione ammonio/reagenti

Per la determinazione è necessario disporre di uno dei seguenti kit analitici Spectroquant^®: 

• Test in cuvetta dell’ammonio Spectroquant^® (1.14739)
• Test in cuvetta dell’ammonio Spectroquant^® (1.14544)*
• Test in cuvetta dell’ammonio Spectroquant^® (1.14558)
• Test in cuvetta dell’ammonio Spectroquant^® (1.14559)
• Test dell’ammonio Spectroquant^® (1.14739)
• Test dell’ammonio Spectroquant^® (1.14752)
• Test dell’ammonio Spectroquant^® (1.00683)

*non compatibile con Move 100

Strumenti 

Per la determinazione è necessario disporre di uno dei seguenti fotometri Spectroquant^®:

• Spettrofotometro VIS Spectroquant^® Prove 100 (173016) 
• Spettrofotometro UV/VIS Spectroquant^® Prove 300 (173017)
• Spettrofotometro UV/VIS Spectroquant^® Prove 600 (173018)

Software per il trasferimento dei dati

Per trasferire i propri dati ad un sistema LIMS già operativo, è disponibile il pacchetto software opzionale Spectroquant^® Prove Connect to LIMS (Y.11086).

Accessori per gli strumenti

• Cuvette rettangolari da 10 mm (1.14946) e/o
• Cuvette rettangolari da 20 mm (1.14947) e/o
• Cuvette rettangolari da 50 mm (1.14944) 

Altri reagenti ed accessori

• Cloruro di calcio diidrato per analisi (1.02382)
• Acqua per analisi (1.16754)
• Carbone attivo per l’analisi dei suoli 
• Filtro a pieghe

Procedura sperimentale

Preparazione dei reagenti

Sciogliere 3,68 g di cloruro di calcio diidrato per analisi in 1 l di acqua, così da ottenere una soluzione di cloruro di calcio di concentrazione 0,025 mol/l.

Preparazione dei campioni

• In una bottiglia di vetro mescolare 50 g di campione umido allo stato naturale, privo di pietre e sassi di dimensioni rilevanti, con 100 ml della soluzione di cloruro di calcio. 
• Aggiungere una buona punta di spatola di carbone attivo per l’analisi dei suoli e agitare la bottiglia chiusa per un’ora con un’agitatore meccanico (in alternativa: sottoporre ad agitazione in un becher). 
• Lasciar sedimentare la sospensione e filtrare su filtro a pieghe. 
• Per determinare il contenuto di acqua, essiccare fino a peso costante, in un forno per essiccazione a 105 °C, un campione equivalente. L’essiccazione del campione prima della determinazione non è consigliata vista la facilità con cui le forme di azoto si interconvertono tra loro. 
• L’analisi deve essere condotta in modo molto rapido. 
• È sufficiente conservare i campioni i buste di plastica a temperatura ambiente anche solo per un breve lasso di tempo perché i valori dell’analisi si modifichino.

Analisi

Procedere alla determinazione con i kit analitici sopra elencati.

Operazioni di calcolo:

Contenuto di ammonio in mg/kg NH₄⁺ = valore misurato in mg/L NH₄⁺ x 2 

*Il prodotto 1.14544 non è compatibile con lo strumento Move 100.

Bibliografia

1. Loqué D, Yuan L, Kojima S, Gojon A, Wirth J, Gazzarrini S, Ishiyama K, Takahashi H, von Wirén N. 2006. Additive contribution of AMT1;1 and AMT1;3 to high-affinity ammonium uptake across the plasma membrane of nitrogen-deficient Arabidopsis roots. 48(4):522-534. https://doi.org/10.1111/j.1365-313x.2006.02887.x

2. Sasakawa H, Yamamoto Y. 1978. Comparison of the Uptake of Nitrate and Ammonium by Rice Seedlings. Plant Physiol.. 62(4):665-669. https://doi.org/10.1104/pp.62.4.665

3. Clemson University Regulatory Services, South Carolina - Compost Interpretation | Public | Clemson University, South Carolina: Available from: https://www.clemson.edu/public/regulatory/ag-srvc-lab/compost/index

4. Britto DT, Kronzucker HJ. 2002. NH4+ toxicity in higher plants: a critical review. Journal of Plant Physiology. 159(6):567-584. https://doi.org/10.1078/0176-1617-0774