PROTOCOLE du TP « POTASSIUM ET PHOSPHATE - PLANTE ET SOL »

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PROTOCOLE du TP « POTASSIUM ET PHOSPHATE - PLANTE ET SOL »

L. MARQUES 

Les plantes puisent des éléments minéraux essentiels à leur nutrition, en particulier N, P et K, dans la solution du sol. Dans cette manipulation nous doserons la teneur en phosphate et en potassium dans des feuilles d'une graminée et dans une terre issue d'un sol argileux.

1. PRÉPARATION DE L'EXTRAIT DE PLANTE

1.1 Principe

Le dosage des éléments minéraux d'une plante se fait, en toute rigueur, sur un minéralisat. Notre façon de procéder est rapide, simple et permet une bonne première approche. Les plantes sont broyées dans un acide fort (HCl 0.1 M) qui va précipiter les molécules gênant les dosages (protéines, pigments, amidon...) et solubiliser les minéraux. On élimine les éléments non solubilisés par centrifugation. ATTENTION, une centrifugeuse est un appareil dangereux, bien suivre les consignes données pour EQUILIBRER LE ROTOR. Repérez votre tube en notant le n° sur le rotor. 

Le surnageant est filtré afin de permettre les dosages spectrophotométriques.

1.2 Manipulation

Peser 500 mg de feuille (MF). Prélever dans une fiole jaugée 25 ml de HCl 0.1 M (=VE=volume d’extraction). Ces valeurs sont importantes car elles permettent ensuite de faire les calculs de concentration des extraits puis de ramener les résultats en mg de feuille.

Dans un mortier, broyer en présence d'une pincée de sable et de quelques ml d'acide prélevés dans la fiole jaugée. Entraîner le broyat dans un tube de centrifugeuse en rinçant le mortier avec le reste de l'acide de la fiole jaugée. Vous avez donc mis exactement 500 mg de feuille dans 25 ml d'acide dans le tube à centrifuger. Il faut être attentif à bien équilibrer la centrifugeuse. Avant de centrifuger, il faut trouver un ensemble tube + portoir de même masse qui permettra d’équilibrer le rotor. Le plus simple est de travailler avec un autre binôme. Peser l’ensemble tube + portoir et ajouter un peu de sable dans le tube de l’ensemble le plus léger (ce sable, lavé aux acides, n’apporte pas d’éléments minéraux). Placer les portoirs ainsi équilibrés en position diamétralement opposée dans le rotor. Centrifuger 5 min à 4000 tr.min-1. Filtrer le surnageant obtenu sur papier. Il suffit d'avoir une quantité suffisante de filtrat pour les manips, inutile d'attendre que tout soit filtré.

2. EXTRACTION DES ÉLEMENTS MINÉRAUX DE LA TERRE

2.1 Principe

La terre est constituée de plusieurs phases : solide, liquide et gazeuse. On appelle complexe adsorbant un ensemble de particules qui fixent d'une façon plus ou moins forte les ions du sol. On appelle solution du sol le liquide en équilibre avec les éléments solides du sol. Nous allons reconstituer une solution du sol en mettant en suspension un volume de sol sec dans un volume déterminé d'eau.

Pour connaître la fertilité d'un sol, on déplace ensuite la totalité des éléments minéraux qui restent associés sur le complexe adsorbant grâce à une solution ionique très concentrée. Diverses solutions sont préconisées. L'acétate d'ammonium est classique, on utilise parfois CaCl2 ou KCl. Nous utiliserons de l’HCl à 0.1 M.          

1.2 Manipulation

 Peser 2,5 g de terre tamisée (MT) et la mettre dans un mortier. Avec une fiole jaugée, mesurer 25 ml d'eau distillée (=VE=volume d’extraction). Mettre la terre en suspension dans l’eau, bien mélanger au pilon et transférer dans un tube à centrifuger en plastique. Garder le mortier. Equilibrer 2 ensembles tube + portoir comme précédemment puis centrifuger 5 min à 4000 rpm. Filtrer le surnageant sur papier. On obtient une solution S1 qui contient les éléments aisément solubles dans l’eau (solution du sol).

Reprendre le sédiment de terre (culot de centrifugation) dans un volume final de 50 ml HCl 0.1 M : pour cela, mesurer 50 ml d'HCl avec une fiole jaugée, remettre en suspension le culot avec environ 25 ml, transvaser dans le mortier, puis utiliser les derniers 25 ml pour récupérer ce qui reste dans le tube de centrifugation et l’ajouter au contenu du mortier, bien mélanger. Votre volume d'extraction est donc ici de 50 ml. Décanter 5 min puis filtrer sur papier dans un bécher propre. On doit obtenir un extrait clair que l’on nommera S2. 

Vous aurez à diluer ces extraits pour faire certaines mesures, pensez à diluer avec la bonne solution.

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2. DOSAGE DU PHOSPHATE

2.1 Principe

 En présence de molybdate d'ammonium et en milieu acide, le phosphate forme un complexe coloré jaune de phosphomolybdate. Ce complexe, en milieu réducteur [Fe(SO4)2], devient bleu et est dosable par spectrophotométrie.

2.2  Manipulation

Préparer une dilution au 5ème de la solution S2, puis préparer les tubes suivants :

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