Carbone Actif (POXC)

Pour voir le protocole détaillé, voir le manuel téléchargeable

Le carbone « actif », également connu sous le nom de carbone oxydable de permanganate (POXC), est un indicateur de fertilité du sol qui peut être utilisé pour mesurer l’impact des interventions de fertilité du sol. Le charbon actif se compose de la partie disponible ou labile de la matière organique du sol (MOS), dont le carbone dans les molécules organiques est un espece de « charpente » et environ 45% en poids. Le carbone du sol / MOS améliore la capacité de rétention d’eau des sols, nourrit la vie du sol qui lie les particules du sol et améliore le stockage des nutriments des plantes dans les sols, de sorte que la fraction active de carbone du sol mesurée par ce test est liée à de nombreuses fonctions écologiques de le sol. La vidéo et les instructions ci-dessous détaillent comment ce test est effectué.

Vidéo sur la Méthode

Matériel dont vous aurez besoin:

  • Tubes à centrifuger (50 ml) ou d’autres petits contenants de 50 à 100 ml
  • De l’eau du robinet ou de l’eau en bouteille peut être utilisée.
  • Sol tamisé à 2 mm et séché à l’air (2,5 g par analyse).
  • Solution pour le test: il s’agit d’une solution de 0,015 M du permanganate de potassium (KMnO4 ) et 0,1 M de Chlorure de calcium (CaCl2) dans la même solution. Consultez le manuel téléchargeable pour la recette pour faire de cette solution.
  • Flacons en verre transparent avec un volume de 11 ml et un diamètre de 0,75 pouces, pour effectuer la lecture des couleurs avec un colorimètre portable.
  1. Tubes à centrifuger (50 ml) ou tout autre petit récipient (volume environ 50 ml), pour diluer la solution KMnO4 digérée avant la lecture.
  2. Pipette graduée ou de transfert gradué avec mesures de volume. Ceux-ci peuvent être achetés avec des graduations de 0,5 ml. Vous pouvez également créer un compte-gouttes gradué à un volume de 0,5 ml avec un balance de précision pour marquer le niveau auquel le compte-gouttes contient 0,5 ml (égal à un poids d’eau de 0,5 g).

Procédure:

  1. Mélanger 2,5 g de sol dans 20 ml de solution de digestion (recette ci-dessus). Enregistrer le poids exact des calculs décrits ci-dessous, par exemple « 2,61 g ».
  2. Secouer 2 minutes, manuellement ou avec une machine à secouer.
  3. Laisser reposer 10 minutes. Le CaCl2 fera floculer et agréger l’argile, pour laisser une solution claire à l’exception de la couleur du KMnO4.
  4. Pendant ce temps, si cela n’a pas été préparé à l’avance, remplir un deuxième tube ou une bouteille de centrifugeuse avec 30 ml ou 30 g d’eau, pour préparer une dilution de 0,5 ml de KMnO4 à 30 ml d’eau.
  5. Diluer la solution agrégée de KMnO4 dans le tube avec 30 ml d’eau (la solution de KMnO4 sans dilution sera trop sombre pour être lue). Prendre 0,5 ml de cette solution agrégée avec un goutte-à-goutte gradué ou transférer par pipette de la couche supérieure de liquide dans le flacon, en prenant soin de s’assurer qu’il y a exactement 0,5 ml dans le flacon. Ajouter ces 0,5 ml aux 30 ml d’eau dans le tube, puis rincer la pipette ou le goutte-à-goutte avec les 30 ml (aspirer et expulser) pour transférer toute la couleur au tube.
  6. Un tube de « contrôle » contenant une solution 100% KMnO4, directement de la bouteille et sans avoir réagi avec le sol, est également nécessaire pour la comparaison avec l’échantillon de sol. Pour ce faire, diluer 0,5 ml de la solution directement à partir de la bouteille de réactif où elle a été préparée et diluer en ajoutant à 30 ml d’eau.
  7. La dernière étape de la mesure est de lire la couleur de la solution diluée (étape 5) par rapport à la couleur de la solution 100% diluée (étape 6). La mesure avec le colorimètre se fait de la manière suivante (voir les figures ci-dessous) :
  • Insérer une fiole dans le colorimètre avec de l’eau propre comme valeur vierge.
  • Appuyer sur le bouton pour allumer et attendre « C1 » à l’écran.
  • Appuyer à nouveau sur le bouton pour mesurer le flacon vierge et attendre « C2 » à l’écran
  • Verser environ 10 ml de la solution diluée avec du sol et diluée (étape 5) dans une autre fiole propre pour lecture dans le colorimètre. Appuyer sur le bouton.
Ci-dessus: procédure de lecture du colorimètre à phosphate Hanna
  • Attendre la valeur du résultat à l’écran, qui sera habituellement entre 0 et 22.
  1. Pour mesurer le contrôle à 100 %, répéter les étapes de (a) à (e), répéter la fiole vierge comme C1 et insérer une fiole avec la solution diluée à 100 % (à partir de l’étape 6) au lieu de la solution ayant réagi avec le sol comme C2 ; voir la figure ci-dessous. Mesurez à nouveau la valeur de contrôle à 100% de cette solution tous les quelques échantillons.
Ci-dessus: procédure de lecture du colorimètre à phosphate Hanna

Calcul des Resultats:

Trois éléments d’information provenant de chaque échantillon sont utilisés ensemble pour calculer ce résultat : le poids du sol introduit au test (environ 2,5 g, par exemple), la valeur de l’échantillon ayant réagi avec le sol dans le colorimètre, et la valeur de la solution de KMnO4 à 100% (sans avoir réagi avec le sol). Noter que si l’échantillon de solution perd beaucoup de sa couleur et que la valeur de l’échantillon sur le colorimètre est faible, cela signifie qu’il y avait beaucoup d’oxydation du carbone dans le sol et la valeur du carbone activé sera élevé. Quand il n’y a pas beaucoup de changement de couleur, le niveau de carbone actif est faible.

Exemple : Disons qu’exactement 2,50 g de sol ont été pesés pour analyser, que la valeur de la solution à 100 % est de 17,6 et que celle de l’échantillon de sol est de 13,2. Le résultat de carbone actif ou POXC serait calculé de cette façon :

  1. La concentration connue de la solution à 100% est de 0,015 M.
  2. Tout d’abord, le changement dans la concentration de la solution KMnO4 est calculé :

Changement de la concentration de KMnO4 =

[1-(valeur de l’échantillon/valeur de la solution contrôle à 100%)] × 0,015M, où M représente les moles par litre

pour cet example, [1- (13,2 / 17,6)) * 0,015 = [1- 0,75] * 0,015 =

0,00375 M

  1. Dans l’étape suivante, nous utilisons le volume de la solution de permanganate pour déterminer le changement dans la quantité réelle de permanganate basée sur ce changement :

Changement du montant de KMnO4 = changement de la concentration×0,02 L, puisque la solution de 20 ml utilisée est égale à 0,02 litre:

Changement du montant de KMnO4 = 0,00375 M x 0,02 L =

0,000075 moles de KMnO4

  1. Pour convertir cette quantité en moles en mg de carbone activé dans le sol oxydé par le KMnO4, les auteurs de ce test ont déterminé qu’un facteur de conversion de 9000 peut être utilisé :

Carbone oxydé du sol (mg)=changement du montant de KMnO4 × 9000

Dans cet exemple, le carbone oxydé du sol = 0,000075 × 9000 = 0,675 mg C

  1. Cette quantité de C oxydé du sol (en mg) est ensuite divisée par la quantité initiale de sol utilisée (en kg) pour produire un résultat en mg/kg ou en parties par million (ppm) :

POXC ou carbone « actif » (mg C/kg) = [C oxydé du sol (mg)] / [poids initial du sol (kg)]

Dans l’exemple, POXC = 0,675 mg / 2,50 g de sol qui est égal à

0,675 mg / 0,0025 kg

ce qui devient enfin en faisant le calcul, 270 mg C/kg de sol.

  1. En comparant le tableau de notation qui peut être téléchargé ci-dessous, nous pouvons voir que cela représente un niveau très faible à faible de POXC. En general, les niveaux les plus élevés observés dans les sols peuvent approcher 1 500 mg C / kg ou même plus, mais des niveaux encore plus bas jusqu’à 100 mg C / kg sont observés dans les sols sableux et / ou très pauvres.
Table de notatión pour la interpretatión du test POXC