Determination of Carbon and Nitrogen in Soil

Význam tématu

Přesné stanovení celkového uhlíku a dusíku v půdě je klíčové pro optimalizaci hnojení, zachování rovnováhy živin a předcházení environmentálním dopadům. Obsah uhlíku odráží množství organické hmoty, dusík je nezbytný pro syntézu proteinů a enzymů v rostlinách. Společné měření těchto prvků umožňuje přesně odhadnout míru dostupnosti živin a napomáhá efektivnímu řízení agrochemických vstupů.

Cíle a přehled studie

Cílem application note je představit postup stanovení celkového uhlíku a dusíku v půdních vzorcích metodou suché oxidace (Dumasova metoda) na přístroji LECO CN828. Dokument shrnuje přípravu vzorků, parametry měření, kalibraci, kontrolu prázdných a atmosférických blanků a ukazuje typické výsledky pro referenční materiály a reálné půdní vzorky.

Použitá instrumentace

• Přístroj: LECO CN828 – vertikální křemenná pec, čistý kyslík, termoelektrický chladič, balón a dvě velikosti dávkovacích smyček (3 cm3 a 10 cm3).
• Detektory: nedisperzní infračervená buňka (NDIR) pro CO2 a termoelektrická vodivostní buňka (TC) pro N2.
• Použitá nosná plyn: hélium nebo argon.
• Doplňky: tinové kapsle, Com-Aid, špachtle, certifikované referenční materiály LCRM®, LRM®, NIST.

Použitá metodika

Metoda vychází z normy ISO 13878 pro stanovení celkového dusíku suchou oxidací. Postup zahrnuje:

1. Přípravu vzorků: sušení při 105 °C, úprava vlhkosti.
2. Nastavení přístroje a kondicionaci – sérií prázdných analýz.
3. Detekci atmosférického blanku s inertním materiálem (Com-Aid).
4. Kalibraci a korekci driftu lineární kalibrací „force through origin“ s referenčními materiály.
5. Analýzu vzorků – vážení ~0,25 g do tinových kapslí, zavedení do karuselu, měření s vybranou smyčkou.

Hlavní výsledky a diskuse

Typické výsledky pro certifikovaný půdní materiál ukazují:

• Střední hodnoty uhlíku 3,75 % až 3,79 % C a dusíku 0,320 % až 0,328 % N při použití hélia.
• Obdobná reprodukovatelnost (směrodatná odchylka C ≤ 0,01 %, N ≤ 0,004 %) s dávkovacími smyčkami 3 a 10 cm3.
• Při použití argonu je citlivost nižší, ale stále vyhovující pro průměrné hladiny dusíku v půdě (±0,01 %C, ±0,011 %N).
• Analýza druhého referenčního materiálu s nízkým obsahem C (≈0,72 %) a N (≈0,10 %) potvrzuje spolehlivost metody i v nižších koncentracích.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Vysokou přesnost a opakovatelnost díky použití čistého kyslíku a stabilních detektorů.
• Rychlý a automatizovaný provoz s možností volby optimální velikosti dávky plynu pro různé koncentrace prvků.
• Minimální provozní náklady při nižší spotřebě reagenčního plynu (smyčka 3 cm3 vs. 10 cm3).
• Jednoduchou kompenzaci vlhkosti a atmosférického blanku softwarovou korekcí.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• Integrace s robotizovanou přípravou vzorků a on-line sušením.
• Využití alternativních inertních plynů či směsí pro optimalizaci citlivosti a nákladů.
• Pokročilá softwarová analýza pro modelování poměru C/N a predikci biologické aktivity půdy.
• Rozšíření metodiky na sledování dalších prvek (S, H) v půdních a organických matricích.

Závěr

Metoda Dumasovy oxidace na přístroji LECO CN828 poskytuje spolehlivé stanovení celkového uhlíku a dusíku v půdách s vynikající přesností a reprodukovatelností. Díky možnosti volby carrier plynu a dávkovacích smyček je flexibilní pro široké spektrum koncentrací. Výsledky podporují efektivní rozhodování v agronomii a ochraně životního prostředí.

Reference

ISO 13878: Soil Quality - Determination of Total Nitrogen Content by Dry Combustion