Bestimmung von K, Mg und Ca im Ammoniumacetat+EDTA-Extrakt (1:10)

(1)

Bestimmung von K, Mg und Ca im

Ammoniumacetat+EDTA-Extrakt (1:10)

Version 3.1 (2020)

Code der Referenzmethode AAE10-K-Mg-Ca Mögliche

Einsatzbereiche

Einsatzbereich

Düngeberatung

Ackerkulturen und Grasland x Gemüsebau (Freiland /

Gewächshaus) x

Weinbau, Obstbau, Beerenanbau, Gewürz- und Medizinalpflanen x Standortcharakterisierung

Schadstoffbeurteilung x

Recyclingdünger

Kompost Gärgut fest Gärgut flüssig Klärschlamm

Hofdünger Mist

Gülle Mineraldünger

Pflanzenkohle Forschung Rechtliche Grundlagen /

Vollzugshilfen

Messung von Nährstoffgehalten für den ökologischen Leistungsnachweis (ÖLN) laut der Direktzahlungsverordnung (DZV, Anhang 1, Ziffer 2) und für Düngeberatung laut den Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD).

Zulassungskriterien für Labors

Die Grenzen des Ringversuches PEP (WEPAL) werden eingehalten. Jährlich wird eine aktuelle Liste der für den ökologischen Leistungsnachweis zugelassenen und für Bodenuntersuchungen zur Düngeberatung empfohlenen Labors auf den Internetseiten von Agroscope und BLW publiziert.

Analysenprogramm

Probennahme AF-PN, OW-PN Probenaufbereitung AF-OW-PN

Aufschluss AAE10-Ex

Messung AAE10-P, AAE10-K-Mg-Ca

Konzentrations- / Messbereich

GRUD: oberer Bereich

K: 420 mg K / kg Feinerde für alle Kulturen Mg: 450 mg Mg / kg Feinerde für alle Kulturen Angabe der Ergebnisse

mg K/kg trockenen Boden; keine Dezimalstelle mg Mg/kg trockenen Boden; keine Dezimalstelle mg Ca/kg trockenen Boden; keine Dezimalstelle

Äquivalente Methoden K, Mg und Ca im AAE10-Extrakt können mit verschiedenen Methoden gemessen werden. Die F-AAS Methode und die ICP-OES Methode werden hier beschrieben.

Sicherheit / Umwelt Extrakte müssen als Sonderabfall entsorgt werden.

(2)

2/ 15 AAE10-K-Mg-Ca Version 3.1 (2020)

Bestimmung von K im AAE10-Extrakt mit F-AAS

1.

Prinzip

Im Ammoniumacetat-EDTA-Extrakt wird das Kalium durch Atomabsorptions-Spektrophotometrie bei einer Wellenlänge von 766.5 nm gemessen.

2.

Durchführung

Apparaturen und Geräte

(A) Atomabsorptions-Spektrophotometer (AAS) mit spezifischer Lampe Luft/Acetylen-Flamme, oxidierend (mager, blau)

(B) Diverse Pipetten, Messkolben, Reagenzgläser Reagenzien

(1) Demineralisiertes Wasser (H2O, Leitfähigkeit < 5 µS/cm).

(2) Salzsäure rauchend p.a., (HCl 37 % p.a., M = 36.46 g/mol, d = 1.19).

(3) Lanthan(III)-chlorid Heptahydrat p.a. (LaCl3·7H2O, M = 371.37 g/mol) (4) Standardlösungen: 1000 mg K/L, gebrauchsfertig

(5) Lanthanchlorid-Lösung mit 0.5% La: 66.5 g Lanthanchlorid (3) in einen 5000 ml Messkolben einwägen, 30 ml Salzsäure (2) dazugeben und mit H2O (1) bis zur Marke auffüllen.

 Anmerkung: Die Lanthanchlorid-Lösung ist angesäuert, 0.07M HCl.

(6) Extraktionslösung (vgl. Methode AAE10-Ex) (7) Kalibrationslösungen:

(7a) 50 ml Lösung (6), auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5)

= 0 mg K/L

(7b) 0.2 ml Standardlösung B (4) + 50 ml Lösung (6), auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5)

= 0.4 mg K/L

(7c) 0.4 ml Standardlösung B (4) + 50 ml Lösung (6), auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5)

= 0.8 mg K/L

(7d) 0.8 ml Standardlösung B (4) + 50 ml Lösung (6), auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5)

= 1.6 mg K/L

(7e) 1.5 ml Standardlösung B (4) + 50 ml Lösung (6), auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5)

= 3.0 mg K/L

(7c) 2.5 ml Standardlösung B (4) + 50 ml Lösung (6), auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5)

= 5.0 mg K/L

 Anmerkung: Die Kalibration ist gegebenenfalls an gerätespezifische Eigenschaften anzupassen.

Arbeitsvorschrift:

Die zu messenden Extrakte (Methode AAE10-EX) werden in entsprechend dimensionierten Glasröhrchen (B) mit Lanthanchloridlösung (5) 1:10 verdünnt.

Der verdünnte Extrakt wird bei einer Wellenlänge von 766.5 nm mit dem AAS (A) gemessen.

Wenn weitere Verdünnungen notwendig sind, wird dafür die 0-ppm-Kalibrationslösung (7a) verwendet.

3. Berechnung

Extraktion: 10 g Boden in 100 ml Extraktionslösung Resultat: Gehalt in mg/kg trockenen Boden

a = Ablesung des K-Gehaltes in mg K/L

(3)

3/ 15 AAE10-K-Mg-Ca Version 3.1 (2020) mg K/kg trockenen Boden

= a [mg K/L] ▪ Verdünnungsfaktor ▪ Extraktionsvolumen [L] / Einwaage [kg]

= a ∙ 10 ∙ 0.1 / 0.01 = a ∙ 100

 Anmerkung: Weitere Verdünnungen der Bodenextrakte sind bei der Berechnung entsprechend zu berücksichtigen.

4.

Resultatangabe

mg K/kg trockenen Boden; keine Dezimalstelle.

5. Bemerkungen

- Es wird die empfindlichste Wellenlänge (766.5 nm) für K verwendet.

- Die Messung von Kalium ist relativ stark von gerätespezifischen Eigenschaften (Brenner, Zerstäuber, etc.) abhängig. Unter diesem Vorbehalt sind die folgenden Hinweise zur Messmethodik zu verstehen:

- Von der Verwendung des Emissions-Modus wird abgeraten. Häufigere Ausreisser dürften auf verstärkten Matrixeffekten verglichen mit Atomabsorption beruhen.

- Die Verwendung von Natriumchlorid als Ionisationspuffer - was auch eine Erhöhung der Empfindlichkeit mit sich bringt - hat sich bisher nicht bewährt.

- Auch 0.1% Cäsiumchlorid wird von vielen Geräteherstellern als Ionisationspuffer empfohlen, wurde aber noch nicht getestet.

- Die Messregelmässigkeit bei den relativ schmierigen Lösungen kann verbessert werden, indem das Ansaugsystem regelmässig mit einem Netzmittel (0.3% Brij-Lösung) gespült wird, auch zwischen jeder Probe.

- Wo gerätetechnisch möglich, verbessert ein Rotfilter das Handling: linearere und robustere Kalibrationskurven, weniger Ausreisser.

- Zur Kontrolle der Messwerte werden in jeder Serie 2-3 Referenzböden und Blindwerte mituntersucht.

6.

Validierung

Allgemeines:

Nach der 1:10-Verdünnung mit der sauren Lanthanlösung (0.07 M HCl) ist die Pufferkapazität des Acetats bei kalkfreien Böden erschöpft (pH 1.9), während man bei den kalkhaltigen Böden immer noch im Puffergebiet Essigsäure/Acetat ist (pH 3.9 bei 25% Kalk). Dies könnte gewisse Unregelmässigkeiten bei der Messung (z.B. Anzahl Ausreisser) erklären, jedoch wurden noch keine robusteren Bedingungen gefunden.

(6a) Arbeitsbereich und Bezugsfunktion

Der Kalibrationsbereich entspricht 40-500 mg K/kg Boden. Eine weitere Ausdehnung der Kalibration nach tieferen Konzentration hat sich nicht bewährt. Der Punkt 0.2 mg K/L lag zu nahe bei Null und hatte einen zu grossen Einfluss auf die Krümmung der Kalibrationskurve.

Mit diesem Kalibrationsbereich können die meisten Proben mit der Standardverdünnung von 1:10 gemessen werden.

(4)

4/ 15 AAE10-K-Mg-Ca Version 3.1 (2020) Die Blindwerte der Messserien betrugen 0±3 mg K/kg Boden (31 Serien). Die mittlere

Standardabweichung der einzelnen Blindwerte innerhalb der Serien war 2 mg K/kg Boden (6b) Reproduzierbarkeit

94 Proben mit pH-Werten von 5.5-8.6, sowie Gehalten von 0-26% Kalk, 1-20% Humus, 8-68%

Ton, 5-65% Schluff und 2-74% Sand wurden 5fach bis 16fach bestimmt und zeigten folgende mittlere Reproduzierbarkeit:

Gehaltsbereich Median von

Anzahl Standardabweichu

ng

Variationskoeffizien t

14 - 200 mg K/kg 3 mg K/kg 75

40 - 830 mg K/kg 3%. 83

(40 mg K/kg Boden entsprechen der tiefsten Kalibrationslösung 7b.)

(6c) Richtigkeit

Die bisherige Bestimmung darf durch die Nährstoff-Ringanalyse als validiert betrachtet werden. Die Messung von K mittels Atomabsorption ist eine Standardmethode für die Bestimmung des Totalgehalts von K in der Lösung.

(6d) Robustheit: Stabilität der Extrakte

Die Extrakte sind bezüglich K mindestens 24 Std. stabil.

(5)

Bestimmung von Mg im AAE10-Extrakt mit F-AAS

7. Prinzip

Im Ammoniumacetat-EDTA-Extrakt wird das Magnesium durch Atomabsorptions- Spektrophotometrie bei einer Wellenlänge von 285.2 nm gemessen.

8. Durchführung

(A) Atomabsorptions-Spektrophotometer (AAS) mit spezifischer Lampe.

Luft/Acetylen-Flamme, oxidierend (mager, blau).

(B) Diverse Pipetten, Messkolben, Reagenzgläser.

Reagenzien

(3) Lanthan(III)-chlorid -Heptahydrat p.a. (LaCl3·7H2O, M = 371.37 g/mol) (4) Standardlösungen:

(4a) Standardlösung A (1000 mg Mg/L), gebrauchsfertig

(4b) Standardlösung B (100 mg Mg/L): Die Standardlösung A (4a) wird mit Wasser 1:10 verdünnt.

(5) Lanthanchlorid-Lösung mit 0.5% La:

66.5 g Lanthanchlorid (3) in einen 5000 ml Messkolben einwägen, 30 ml Salzsäure (2) dazugeben und mit H2O (1) bis zur Marke auffüllen.

(6) Kalibrationslösungen:

(6a) Lanthan-Lösung (5) = 0 mg Mg/L

(6b) 0.5 ml Standardlösung (4b) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 0.1 mg Mg/L (6c) 1.0 ml Standardlösung (4b) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 0.2 mg Mg/L (6d) 2.5 ml Standardlösung (4b) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 0.5 mg Mg/L (6e) 5.0 ml Standardlösung (4b) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 1.0 mg Mg/L (6f) 7.5 ml Standardlösung (4b) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 1.5 mg Mg/L

 Anmerkungen: - Aufgrund der hohen Verdünnung der Extrakte von 1:100 (vgl. Arbeitsvorschrift), erübrigt sich die Verwendung

von Extraktionslösung bei der Herstellung der Kalibrierlösungen.

- Da für Ca dieselbe Verdünnung 1:100 verwendet wird, können kombinierte Kalibrationslösungen mit Ca und Mg (siehe AAE10-Ca) hergestellt werden.

- Die Kalibration ist gegebenenfalls an gerätespezifische Eigenschaften anzupassen.

Arbeitsvorschrift

Die zu messenden Extrakte (Methode AAE10-Ex) werden in entsprechend dimensionierten Glasröhrchen (B) 1:100 mit Lanthanchloridlösung (5) verdünnt.

Der verdünnte Extrakt wird bei einer Wellenlänge von 285.2 nm mit dem AAS (A) gemessen.

Wenn weitere Verdünnungen notwendig sind, wird dafür Lanthanchloridlösung (5) verwendet.

 Anmerkung: Der Zusatz von Lanthan dient der Vermeidung von Ca- und Mg-Phosphatbildung und als Ionisationspuffer.

In den 1:100 verdünnten Lösungen kann auch Ca bestimmt werden.

(6)

9. Berechnung

a = Ablesung des Mg-Gehaltes in mg Mg/L mg Mg/kg trockenen Boden

= a [mg Mg/L] ▪ Verdünnungsfaktor ▪ Extraktionsvolumen [L] / Einwaage [kg]

= a ▪ 100 ▪ 0.1 / 0.01 = a ▪ 1000

10. Resultatangabe

mg Mg/kg trockenen Boden; keine Dezimalstelle.

11. Bemerkungen

12. Validierung

(12a) Arbeitsbereich und Bezugsfunktion

Der Kalibrationsbereich entspricht 100-1500 mg Mg/kg Boden.

Mit dem vorgeschlagenen Kalibrationsbereich können die meisten Proben mit der Standard- verdünnung von 1:100 gemessen werden.

Die Blindwerte der Messserien betrugen 2±5 mg Mg/kg Boden (31 Serien). Die mittlere Standardabweichung der einzelnen Blindwerte innerhalb der Serien war 2 mg Mg/kg Boden.

(12b) Reproduzierbarkeit:

Gehaltsbereich Median von Anzahl

Standardabweichu ng

34 - 200 mg Mg/kg 3 mg Mg/kg 49

100 - 1150 mg Mg/kg 4%. 61

(100 mg Mg/kg Boden entsprechen der tiefsten Kalibrationslösung 6b.)

(12c) Richtigkeit

Die bisherige Bestimmung darf durch die Nährstoff-Ringanalyse als validiert betrachtet werden. Die Messung von Mg mittels Atomabsorption ist eine Standardmethode für die Bestimmung des Totalgehalts von Mg in der Lösung.

(7)

7/ 15 AAE10-K-Mg-Ca Version 3.1 (2020) (12d) Robustheit: Stabilität der Extrakte

Die Extrakte sind bezüglich Mg mindestens 24 Std. stabil.

(8)

Bestimmung von Ca im AAE10-Extrakt mit F-AAS

13. Prinzip

Im Ammoniumacetat-EDTA-Extrakt wird das Calcium durch Atomabsorptions-Spektrophotometrie bei einer Wellenlänge von 422.7 nm gemessen.

14. Durchführung

Apparaturen und Geräte:

(A) Atomabsorptions-Spektrophotometer (AAS) mit spezifischer Lampe.

Luft/Acetylen-Flamme, oxidierend (mager, blau).

(B) Diverse Pipetten, Messkolben, Reagenzgläser.

Reagenzien:

(3) Lanthan(III)-chlorid Heptahydrat p.a. (LaCl3·7H2O, M = 371.4 g/mol) (4) Standardlösung 1000 mg Ca/L, gebrauchsfertig

(5) Lanthanchlorid-Lösung mit 0.5% La:

66.5 g Lanthanchlorid (3) in einen 5000 ml Messkolben einwägen, 30 ml Salzsäure (2) dazugeben und mit H2O (1) bis zur Marke auffüllen.

(6) Kalibrationslösungen:

(6a) Lanthan-Lösung (5) = 0 mg Ca/L

(6b) 1.0 ml Standardlösung (4) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 2.0 mg Ca/L (6c) 2.5 ml Standardlösung (4) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 5.0 mg Ca/L (6d) 5.0 ml Standardlösung (4) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 10.0 mg Ca/L (6e) 10.0 ml Standardlösung (4) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 20.0 mg Ca/L (6f) 20.0 ml Standardlösung (4) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 40.0 mg Ca/L (6g) 30.0 ml Standardlösung (4) auffüllen auf 500 ml mit Lösung (5) = 60.0 mg Ca/L

 Anmerkungen: - Aufgrund der hohen Verdünnung der Extrakte von 1:100 (vgl. Arbeitsvorschrift), erübrigt sich die Verwendung

von Extraktionslösung bei der Herstellung der Kalibrationslösungen.

- Wenn die Kalibrationskurve aus gerätespezifischen Gründen zu stark gekrümmt ist, dürfen die Standards (6g) und evtl. (6f) nicht verwendet werden.

- Da für Mg dieselbe Verdünnung 1:100 verwendet wird, können kombinierte Kalibrationslösungen mit Ca und Mg (siehe AAE10-Mg) hergestellt werden.

Arbeitsvorschrift:

Die zu messenden Extrakte (Methode AAE10-Ex) werden in entsprechend dimensionierten Glasröhrchen 1:100 mit der Lösung (5) verdünnt, gemischt und bei einer Wellenlänge von 422.7 nm mit dem AAS (A) gemessen.

Wenn weitere Verdünnungen notwendig sind, wird dafür die Lösung (5) verwendet.

 Anmerkungen: Der Zusatz von Lanthan dient der Vermeidung von Ca- und Mg-Phosphatbildung und als Ionisationspuffer.

In den 1:100 verdünnten Lösungen kann auch Mg bestimmt werden.

Leichtes Schiefstellen des Brenners kann die Krümmung der Kalibrationskurve reduzieren.

(9)

15. Berechnung

a = Ablesung des Ca-Gehaltes in mg Ca/L mg Ca/kg trockenen Boden

= a [mg Ca] ▪ Verdünnungsfaktor ▪ Extraktionsvolumen [L] / Einwaage [kg]

= a ▪ 100 ▪ 0.1 / 0.01 = a ▪ 1000

16. Resultatangabe

mg Ca/kg trockenen Boden; keine Dezimalstelle.

17. Bemerkungen

- Mit diesem Extraktionsmittel wird sowohl austauschbares Ca als auch Kalk erfasst.

- Proben, die nach der Extraktion einen stark erhöhten Druck aufweisen, haben hohe Ca- Gehalte und können direkt mit einer grösseren Verdünnung gemessen werden. (Siehe

„Validierung“ - „Theoretisches“).

-

18. Validierung

Theoretisches:

Bei den kalkhaltigen Böden wird Kalk durch die Essigsäure aufgelöst:

CaCO3 + 2 H⁺ Ca²⁺ + H2O + CO2 Die vorliegende Essigsäure vermag nach dieser Gleichung bis zu 25% Kalk zu lösen, was einem maximalen Ca-Gehalt von 100'000 mg Ca/kg Boden entspricht. Dies deckt sich mit den von uns

gefundenen Werten (siehe Graphik). Die gestrichelte Linie entspricht der theoretischen Kalklösung. Proben oberhalb der Linie weisen auch austauschbares Ca auf, bei den Proben unterhalb wird nicht aller Kalk gelöst.

(18a) Arbeitsbereich und Bezugsfunktion

Der Kalibrationsbereich entspricht (bei Verdünnung 1:100) 2000-60‘000 mg Ca/kg Boden.

Mit diesem weiten Kalibrationsbereich können die meisten Proben mit der Standardver- dünnung von 1:100 gemessen werden. Da die Kalibrationskurve deutlich gekrümmt ist, sind Extrapolationen zu unterlassen.

Die Blindwerte der Messserien betrugen 36±60 mg Ca/kg Boden (31 Serien). Die mittlere Standardabweichung der einzelnen Blindwerte innerhalb der Serien war 31 mg Ca/kg Boden.

AAE10-Ca als f(Kalk)

0 20'000 40'000 60'000 80'000 100'000 120'000

0 10 20 30 40 50

Kalk (%)

mg Ca / kg Boden

(10)

10/ 15 AAE10-K-Mg-Ca Version 3.1 (2020) (18b) Reproduzierbarkeit:

Gehaltsbereich Median von

Anzahl Standardabweichu

ng

500 - 4‘000 mg Ca/kg 77 mg Ca/kg 47

2‘000 - 94'000 mg Ca/kg 3%. 58

(2000 mg Ca/kg Boden entsprechen der tiefsten Kalibrationslösung 6b.)

(18c) Richtigkeit

Die bisherige Bestimmung darf durch die Nährstoff-Ringanalyse als validiert betrachtet werden. Die Messung von Ca mittels Atomabsorption ist eine Standardmethode für die Bestimmung des Totalgehalts von Ca in der Lösung.

An der FAL wurde seit 2 Jahren mit einer Kalibration von 1 bis 20 mg Ca/L gearbeitet, mit guten Resultaten in den Ringanalysen. Mit einer Serie von 74 verschiedenen Proben wurden mit der Kalibration bis 60 mg Ca/L die gleichen Resultate erhalten.

(18d) Stabilität der Extrakte

Die Extrakte sind bezüglich Ca mindestens 24 Stunden stabil.

(11)

Bestimmung von K, Mg und Ca im AAE10-Extrakt mit ICP-OES

19. Prinzip

Der Gehalt an Nährelementen (P, K, Mg, Ca) im Ammoniumacetat-EDTA-Extrakt (Methode AAE10-Ex) wird mit atomarer Emissionsspektrometrie im induktiv gekoppelten Plasma (ICP-OES) nach einer Verdünnung 1:10 bestimmt.

Die mit ICP-OES bestimmten Werte für Phosphor sind im Allgemeinen höher als diejenigen, welche photometrisch mit der Referenzmethode (AAE10-P) erhalten werden. Für Kalium, Magnesium und Calcium sind die Resultate mit ICP-OES vergleichbar mit denjenigen der Referenzmethoden (AAE10-K, AAE10-Mg und AAE10-Ca).

20. Durchführung

(A) Atomares Emissionsspektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) (B) Präzisionswaage (0.001 g Teilung)

(C) Verdünnungsapparat mit Spritzensatz

(D) Diverse Pipetten, Messkolben, Reagenzgläser Reagenzien

(1) Cäsiumchlorid (CsCl, M = 168.36 g/mol)

(2) Yttrium-Stammlösung (Y, 1 g/L, fertig zum Gebrauch mit zertifiziertem Gehalt) (3) Sacandium-Stammlösung (Sc, 10 g/L, fertig zum Gebrauch mit zertifiziertem Gehalt)

(4) Blindlösung: Ammoniumacetat-EDTA-Lösung (pH 4.65), gemäss Referenzmethode AAE10-Ex zubereitet

(5) Modifizierte Blindlösung:

1.24 g CsCl (1) in einen 1 L Messkolben einwägen. Den Messkolben zur Hälfte mit Reagens (4) füllen. 2 ml Yttrium-Stammlösung (2) sowie 0.5 ml Scandium-Stammlösung (3) zugeben und rühren, bis sich das CsCl gelöst hat. Mit Reagens (4) zur Marke auffüllen

(6) Stammlösungen der Elemente Phosphor, Kalium, Magnesium, und Calcium fertig zum Gebrauch mit zertifizierten Gehalten

(7) Multielement-Standardlösung:

Die Lösung wird gemäss untenstehender Tabelle hergestellt und mit Blindlösung (4) auf 100 ml aufgefüllt

Element

Kalibrations- konzentratio

n [mg/L]

Konzentration der Stammlsg.

(6) [mg/L]

Volumen der Stammlösung (6)

[(ml]

Volumen modifizierter Blindlösung (5)

[ml]

P 5 1000 0.5

K 5 1000 0.5 90

Mg 20 1000 2.0

Ca 150 10'000 1.5

(8) Kalibrations-Blindlösung: In einen 100 ml Messkolben werden 90 ml modifizierte Blindlösung (5) gegeben und mit Blindlösung (4) zur Marke aufgefüllt

(12)

12/ 15 AAE10-K-Mg-Ca Version 3.1 (2020) Arbeitsvorschrift:

Die Probenextrakte werden 1:10 mit modifizierter Blindlösung (5) verdünnt.

Nach der vom Hersteller angegebenen Stabilisationszeit wird das ICP-OES (A) eingestellt und optimiert (Ajustierung der Fackel, Kalibration der Wellenlänge).

Das ICP-OES (A) wird mit der Kalibrations-Blindlösung (8) und der Multielement-Standardlösung (7) kalibriert. Anschliessend werden die verdünnten Probelösungen gemessen.

Die untenstehenden Einstellungen sind als Hinweis zu verstehen. Sie wurden für ein ICP-OES mit axialem Plasma und simultanem Echelle-Polychromator gefunden. Sie können je nach

Gerätekonfiguration und Hersteller abweichen.

Leistung [kW]

Plasmaga s [Ar, L/min]

Hilfsgas [Ar, L/min]

Zerstäubergas [Ar, L/min]

Peristaltikpumpe [ml/min]

Integrations- zeit [sec]

Anzahl Messungen

1.2 15.0 1.5 0.8 1.1 10 5

Element P K Mg Ca

Wellenlänge [nm] 213.618 766.491 279.078 616.217

Die Linie für Phosphor (P) bei 213.618 nm wurde für die Interferenzen von Kupfer, Molybdän und Eisen in der Reihenfolge ihres Einflusses korrigiert.

Anmerkung:

- Die Zugabe von Cäsium dient als Ionisationspuffer und verhindert Ionisationsinterferenzen (K, Mg und Ca).

- Scandium und Yttrium können als interne Standards verwendet werden und Fluktuationen im Plasma kompensieren.

21. Berechnung

Extraktion: 10 g trockenen Boden in 100 ml Extraktionslösung Resultat: Gehalt in mg/kg trockenen Boden

a = in der Probelösung gemessene Elementkonzentration in mg Element/L

b = ursprünglicher Verdünnungsfaktor: 100 ml Extrakt entsprechen 10 g Boden = 100 ml / 10 g = 10 L / kg

c = zusätzlicher Verdünnungsfaktor = 10

mg Element/kg trockenen Boden = a



mg/L

  

bL/kg ca1010



mg/kg



a100



mg/kg



22. Resultatangabe

mg P/kg trockenen Boden; eine Dezimalstelle mg K/kg trockenen Boden; keine Dezimalstelle mg Mg/kg trockenen Boden; keine Dezimalstelle mg Ca/kg trockenen Boden; keine Dezimalstelle

23. Bemerkungen

Die mit ICP-OES bestimmten Werte für Phosphor sind im Allgemeinen höher als diejenigen, welche photometrisch mit der Referenzmethode (AAE10-P) erhalten werden, weil im Plasma organisch gebundenes Phosphor freigesetzt wird. Es konnte gezeigt werden, dass nach einer Oxydation der Extrakte, z. B. mit Oxisolv® (Merck) bei 95 °C während einer Stunde in Gegenwart von Schwefelsäure, mit der kolorimetrischen Referenzmethode ähnliche Resultate wie mit ICP- OES gefunden werden.

(13)

13/ 15 AAE10-K-Mg-Ca Version 3.1 (2020) Für Kalium, Magnesium und Calcium sind die Resultate mit ICP-OES vergleichbar mit denjenigen der Referenzmethoden (AAE10-K, AAE10-Mg und AAE10-Ca).

Bei Differenzen gelten die Werte der F-AAS-Messung.

Die Messung einer Extraktions-Blindlösung, welche die gleiche Behandlung gemäss

Referenzmethode AAE10-Ex wie die Bodenextrakte hilft, Kontaminationsprobleme zu erkennen.

Während der Messung sind in regelmässigen Abständen Qualitätskontrollen durchzuführen:

- durch die Messung einer Multielement-Standardlösung, die unabhängig von der Kalibrationslösung aus modifizierten Blindlösung (5) hergestellt wird;

- durch die Messung einer Referenzprobe mit ähnlicher Matrix wie die zu messenden Proben.

Es wird empfohlen, jede Messserie mit einer letzten Qualitätskontrolle zu beenden: durch die Messung einer Kalibrations-Blindlösung (8) sowie von Standardlösungen (7).

24. Validierung

Die Richtigkeit der Nährelementbestimmung mit ICP-OES wurde überprüft, indem die gleichen Extraktionslösungen von 227 Bodenproben sowohl mit den Referenzmethoden als auch mit ICP- OES analysiert wurden.

Die Proben wiesen folgende Charakteristik auf:

pH Ton Schluff Humus AAE10-P AAE10-K AAE10-Mg AAE10-Ca

Gehalt % mg / kg trockener Boden

minimal 4.2 5 12 1 0.4 26 28 183

maximal 7.8 62 65 20 395 499 839 75000

Die Vergleiche sind im folgenden grafisch dargestellt und mit den Werten der Linearen Regression charakterisiert. Die blaue Linie ist die Winkelhalbierende.

Bei P wurde zusätzlich der in der Grudaf beurteilte Gehaltsbereich vergrössert dargestellt.

AAE10-P: ICP-AES vs. Referenzmethode

y = 1.04x + 6.73 R² = 0.98

0 100 200 300 400 500

P-Referenzmethode [mg P / kg Boden]

P-ICP @ 213.618 nm [mg P / kg Boden] _Rot:

pH<6 oder AAE10-Ca <2000

AAE10-P: ICP-AES vs. Referenzmethode

y = 1.04x + 6.73 R² = 0.98

0 20 40 60 80 100 120 140

P-Referenzmethode [mg P / kg Boden]

P-ICP @ 213.618 nm [mg P / kg Boden]

Rot:

pH<6 oder AAE10-Ca <2000

(14)

14/ 15 AAE10-K-Mg-Ca Version 3.1 (2020) AAE10-K: ICP-AES vs. Referenzmethode

y = 1.00x - 5.26 R² = 0.99

0 100 200 300 400 500

K-Referenzmethode [mg K / kg Boden]

K-ICP @ 766.491 nm [mg K / kg Boden]

AAE10-Ca: ICP-AES vs. Referenzmethode

y = 1.04x - 349.67 R² = 1.00

0 20'000 40'000 60'000 80'000

Ca-Referenzmethode [mg Ca / kg Boden]

Ca-ICP @ 616.217 nm [mg Ca / kg Boden]

AAE10-Mg: ICP-AES vs. Referenzmethode

y = 1.00x - 2.21 R² = 1.00

0 200 400 600 800 1'000

0 200 400 600 800 1000

Mg-Referenzmethode [mg Mg / kg Boden]

Mg-ICP @ 279.078 nm [mg Mg / kg Boden]

(15)

25. Historie

Version Art der Änderung neu bisher

Version 1 (1995) Erstellung Methode Version 1.1 (1996)

Version 1.2 (1997)

Version 1.3 (1999) Änderung Einsatzbereich Änderung Methode

Zugabe Lanthanchlorid- Version 2.0 (2001) Überarbeitung Methode Kalibrationsbereiche

angepasst (Einheit mg/kg) AAE10-K: 40-500

AAE10-Mg: 100 – 1’500

AAE10-Ca: 2'000 – 60’000 AAE10-K: 100-500 AAE10-Mg: 100 – 500 AAE10-Ca: 1'000 – 5’000 Version 3.0 (2003) Erstellung Methode FM-

AAE10-ICP Version 3.1 (2020) Editorisch

Zusammenführen von Methoden

Änderung Code

Elektronische Veröffentlichung mit geändertem Layout

Zusammenfügen der Methoden AAE10-K, AAE10-Mg, AAE10-Ca und FM-AAE10-ICP in eine Methode

AAE10-K-Mg-Ca

Vorher 3 einzelne Referenzmethoden und 1 Forschungsmethode

AAE10-K, AAE10-Ca, AAE10-Mg

Impressum

Herausgeber Agroscope

Reckenholzstrasse 191 8046 Zürich

www.agroscope.ch/referenzmethoden

Auskünfte Diane Bürge