ISO 14238:1997
(Main)Soil quality — Biological methods — Determination of nitrogen mineralization and nitrification in soils and the influence of chemicals on these processes
Soil quality — Biological methods — Determination of nitrogen mineralization and nitrification in soils and the influence of chemicals on these processes
Specifies laboratory procedures for measuring the mineralization and nitrification of nitrogen by the soil microflora. Gives a simple procedure for investigation of the potential toxicity of chemicals to N-mineralization in soils.
Qualité du sol — Méthodes biologiques — Détermination de la minéralisation de l'azote et de la nitrification dans les sols, et de l'influence des produits chimiques sur ces processus
La présente Norme internationale prescrit des procédures de laboratoire destinées à mesurer la minéralisation de l'azote et la nitrification par la microflore du sol. Pour les recherches de nature fondamentale ou à titre consultatif, elle donne les grandes lignes des procédures pour l'évaluation des taux et l'importance de la minéralisation de l'azote dans le ou les sol(s) de qualité connue ou inconnue. En ce qui concerne la recherche de la toxicité éventuelle des produits chimiques pour la minéralisation de l'azote dans les sols, elle présente une procédure simple qui permet d'évaluer l'effet de produits chimiques purs et fournit une base de comparaison des toxicités de différents produits chimiques.
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INTERNATIONAL IS0
STANDARD 14238
First edition
1997-02-15
Soil quality - Biological methods -
Determination of nitrogen mineralization
and nitrification in soils and the influence
of chemicals on these processes
Qualit6 du sol - M&hodes biologiques - Dgtermina tion de la
min&ralisation de I’azote et de la nitrifica tion dans les sols, et de I’in fluence
des produits chimiques sur ces processus
Reference number
IS0 14238:1997(E)
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IS0 14238:1997(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide fed-
eration of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 14238 was prepared by Technical Committee
lSO/lC 190, Soil quality, Subcommittee SC 4, Biological methods.
Annex A forms an integral part of this lnterna tional Standard. Annex B is
for info rmation only.
0 IS0 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be
reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including
photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Internet: central@iso.ch
x.400: c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Printed in Switzerland
ii
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@ IS0 IS0 14238:1997(E)
Introduction
The soil consists of both living and non-living components which exist in a
complex and heterogeneous environment. Microorganisms in the soil are
mainly responsible for nutrient cycling and thus play an essential role in the
maintenance of soil fertility. One of the most important microbial
processes in soil is the mineralization of nitrogen in organic compounds to
ammonium (ammonification) and thereafter to nitrite and nitrate (nitrifica-
tion). Clearly, any long-term interference with this process could influence
soil fertility.
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This page intentionally left blank
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IS0 14238:1997(E)
INTERNATIONAL STANDARD o IS0
Biological methods - Determination of nitrogen
Soil quality -
mineralization and nitrification in soils and the influence of
chemicals on these processes
1 Scope
This International Standard specifies laboratory procedures for measuring the mineralization and nitrification of nitrogen by
the soil microflora.
For investigations of a basic or advisory nature, outline procedures are given for evaluation of the rates and extent
of N-mineralization in soil or soils of known or unknown quality.
For investigation of the potential toxicity of chemicals to N-mineralization in soils, a simple procedure is given which
allows the impact of single chemicals to be assessed, and provides a basis for comparison of the toxicities of
different chemicals.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to
revision, and parties to agreements based on these International Standards are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and IS0 maintain
registers of currently valid International Standards.
IS0 10381-6: 1993, Soil quality - Sampling - Part 6: Guidance on the collection, handling and storage of soil for
the assessment of aerobic microbial processes in the laboratory.
IS0 10390: 994, Soil quality - Determination of p H.
Determination of organic and total carbon after dry combustion (elementary
IS0 10694: 995, Soil quality -
analysis).
Determination of effective cation exchange capacity and base saturation using
ISO11260: 994, Soil quality -
barium chloride solution.
Determination of total nitrogen - Modified Kjeldahl method.
IS0 11261: 1995, Soil quality -
IS0 11274: -I), Soil quality - Determination of the water retention characteris tics - Labora tory methods.
IS011277: ---I), Soil quality - Determination of particle size distribution in mineral soil material - Method by
sieving and sedimentation following removal of soluble salts, organic matter and carbonates.
1) To be published.
1
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0 IS0
IS0 14238:1997(E)
Determination of dry matter and water content on mass basis - Gravimetric
IS0 11465:1993, Soil quality -
method.
3 Definitions
For the purposes of this International Standard, the following definitions apply.
Microbial degradation of an organic substance containing
3.1 nitrogen mineralization (N-mineralization):
nitrogen, via the processes of ammonification and nitrification, to the respective inorganic end-products, specifically
ammonium and nitrate.
3.2 ammonification: Microbial degradation of organic nitrogen to ammonia.
3.3 nitrification: Microbial oxidation of ammonium to nitrite and thereafter to nitrate.
3.4 inhibitory dose (ID%): Amount of a chemical added to soil that effectively inhibits N-mineralization by a
stated percentage, after a given time, in comparison to an untreated control, for example, ID25 and lD50 indicate
25 % and 50 % inhibition of N-mineralization respectively.
4 Principle
The rates or extent of N-mineralization in aerobic soils are determined by measuring the concentrations of
ammonium, nitrite and nitrate released during mineralization of nitrogen contained in the soil organic matter, or
during mineralization of an added nitrogenous organic compound.
The influence of chemicals on N-mineralization is determined by amending soil with a readily degradable source of
organic nitrogen, and measuring the percentage inhibition of product formation in subsamples treated with different
quantities of a chemical as compared to an untreated control.
5 Materials
5.1 Soils
51.1 Selection of soils
5.1 .I .I Basic mineralization test
capacities of different soils, or for comparing
For basic tests used for comparing the N-mineralization
N-mineralization in one soil collected at different times of the year, ensure that the choice of soil(s) is consistent
with the purpose of the determination.
5.1 .I 2 Toxicity testing
use a soil with low content by mass of
For testing to determine the influence of chemicals on N-mineralization,
organic carbon (0,5 % to I,5 %) and clay known to be capable of mineralizing added nitrogenous organic matter to
the end-product (nitrate).
Such soil represents a worst-case situation since absorption is minimum, and availability of the chemical to the
NOTE -
microflora is maximum. For routine testing, soils with a pH less than 5 are not satisfactory as the rate of nitrification may be
too low to permit a valid assessment of the effects of the chemical on the process.
5.1.2
Collection, handling and storage of soils
II be followed.
For a II tests, the recommendations in IS0 10381-6 for collection, handling and storage of soil sha
2
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0 IS0 IS8 14238:1997(E)
The following information shall be documented:
- date of collection;
- date(s) used in experiments;
- storage conditions, including temperature, moisture content;
- length of storage.
5.1.3 Characterization of soils
To facilitate interpretation of data, and for comparative purposes, the following characteristics shall be determined.
Physical properties:
a)
particle size distribution measured in accordance with IS0 11277;
- water content in accordance with IS0 11465;
- water retention characteristic in accordance with IS0 11274 and/or water-holding capacity in accordance
with annex A.
b) Chemical properties:
- pH of the soil in accordance with IS0 10390 or pH determined in KCI or CaC12 solution;
- cation exchange capacity (CEC) in accordance with IS0 11260;
- organic matter content in accordance with IS0 10694;
- total nitrogen content in accordance with IS0 11261.
5.2 Reagents and materials
5.2.1 Quartz sand, fine and clean, of particle size from 0,l mm to 0,5 mm.
5.2.2 Potassium chloride, solution c(KCI) = 1 mol/l.
52.3 Nitrogeneous substrate, at a concentration which will give approximately 100 mg of nitrogen per kilogram
of soil.
For example:
- lucerne meal, with a C:N ratio of the 16:l;
- horn meal;
- any other appropriate organic nitrogen source.
measure mineralizat ion of nitrogen from the soil organic matter. In this case, soil is not
It is also allowable to
amended with an orga nit nitroge n source.
For tests in which nitrification alone is of interest, ammonium [(NH&SO41 is an appropriate nitrogen source.
5.3 Test substance
A test substance is only needed where the purpose of the investigation is to determine if the substance can
influence N-mineralization. Test substances shall be the purest that are commercially available. In many
circumstances, it may be appropriate to test technical-grade or commercial-grade chemicals or mixtures”
NOTE - If carriers or formu lation ingredients are mixed with the test substance, their influence on N-mineralization (if any)
should be taken into account.
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@ IS0
IS0 14238:1997(E)
In standard experiments with known test substances, the following data (if applicable) shall be given:
name (IUPAC);
structure;
Chemical Abstracts Service (CAS) number;
relative molecular mass;
purity;
stability in water;
solubility in organic solvents;
vapour pressure;
octanoI/water partition coefficient (POW);
acid dissociation constant (pKa);
absorption coefficient (Koc).
6 Apparatus
Usual laboratory apparatus and the following:
6.1 Mechanical shaker.
6.2 Centrifuge or folded filter paper: (nitrate-free).
6.3 instruments for measurement of concentrations of ammonium, nitrate and nitrite in soil extracts.
7 Procedures
7.1 Experimental options
7.1 .I Basic mineralization test
For comparing the N-mineralization capacities in different soils, or for comparison of N-mineralization in one soil
of the experiment and the analyses performed are
collected at different times of the year, ensure that the design
consistent with the goals of the experiment.
7.1.2 Toxicity testing
To determine the influence of chemicals on N-mineralization, treat a single microbiologically active soil with at least
five concentrations of the test substance. For convenience, limit the analyses to measurement of the quantities of
nitrate formed (in milligrams of NO, per kilogram of dry mass of soil) in treated and control samples after 28 days
incubation. Using this simple test design, dose-response relationships can be established. In some cases, for
by rough screening (e.g. pesticides), dose-
example, where soil concentrations are known or can be predicted
response information may not be needed and an untreated sample and one appropriate concentration of test
chemical is sufficient.
7.2 Treatment of soils
7.2.1 Basic mineralization test
he final
Choose a substrate from the list given n 5.2.3 a lthough t choice of specific organic substra te used depe nds
organic materia chosen thorough ly and homogeneously into the soi I. If
on the purpose of the test. Mix the
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@ IS0 IS0 14238::1997(EI)
mineralization of nitrogen from the soil organic matter is being investigated, a nitrogeneous substrate need to be
added.
7.2.2 Toxicity testing
To determine the influence of chemicals on N-mineralization, use any of the nitrogenous substrates given under
5.3.2.
NOTE - Compounds with low C:N ratios are probably the best choice as little of the nitrogen released during mineralization
is immobilized by the soil microflora.
Mix the chosen nitrogenous substrate (5.2.3) thoroughly and homogeneously into the soil. Then, divide the soil into
six subsamples of equal mass. Mix five of these subsamples with different concentrations of the substance to be
te
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14238
Première édition
1997-02-15
- Méthodes biologiques -
Qualité du sol
’ Détermination de la minéralisation de
l’azote et de la nitrification dans les sols, et
de l’influence des produits chimiques sur
ces processus
Soi1 quality - Biological methods - Determination of nitrogen
mineralization and nitrification in soils and the influence of chemicals on
these processes
Numéro de référence
ISO 14238:1997(F)
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ISO 14238:1997(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 14238 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité SC 4, Méthodes biologiques.
L’annexe A fait partie intégrante de la présente Norme internationale.
L’annexe B est donnée uniquement a titre d’information.
0 ISO 1997
Droits de reproduction reservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
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Imprimé en Suisse
ii
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@ ISO ISO 14238:1997(F)
Le sol se compose d’éléments vivants et non vivants qui existent dans un
milieu complexe et hétérogène. Dans le sol, les microorganismes sont
principalement responsables du cycle nutritif et jouent ainsi un rôle
essentiel dans le maintien de la fertilité du sol. La minéralisation de l’azote
dans les composés organiques pour donner de I’ammonium (ammonifi-
cation) et ensuite des nitrites et des nitrates (nitrification) constitue l’un
des principaux processus microbiens. En clair, toute interférence a long
terme avec ce processus pourrait avoir une influence sur la fertilité du sol.
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ISO 14238:1997(F)
NORME INTERNATIONALE @ ISO
Qualité du sol - Méthodes biologiques - Détermination de la
minéralisation de l’azote et de la nitrification dans les sols, et de
l’influence des produits chimiques sur ces processus
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale prescrit des procédures de laboratoire destinées à mesurer la minéralisation de
l’azote et la nitrification par la microflore du sol.
Pour les recherches de nature fondamentale ou à titre consultatif, elle donne les grandes lignes des procédures
pour l’évaluation des taux et l’importance de la minéralisation de l’azote dans le ou les sol(s) de qualité connue ou
Inconnue.
En ce qui concerne la recherche de la toxicité éventuelle des produits chimiques pour la minéralisation de l’azote
dans les sols, elle présente une procédure simple qui permet d’évaluer l’effet de produits chimiques purs et fournit
une base de comparaison des toxicités de différents produits chimiques.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
Norme internationale sont invitées a rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
ISO 10381-6: 1993, Qualité du sol - Échantillonnage - Partie 6: Lignes directrices pour la collecte, la manipulation
et la conservation de sols destinés à une étude en laboratoire des processus microbiens aérobies.
ISO 10390 1994, Qualité du sol - Détermination du pH.
ISO 10694: 1995, Qualité du sol - Dosage du carbone organique et du carbone total après combustion sèche
(analyse élémentaire).
ISO 11260: 1994, Qualité du sol - Détermination de la capacité d’échange cationique effective et du taux de
saturation en bases échangeables à l’aide d’une solution de chlorure de baryum.
ISO 11261: 1995, Qualité du sol - Dosage de l’azote total - Méthode de Kjeldahl modifiée.
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@ ISO
ISO 14238:1997(F)
ISO 11274:-l ), Qualité du sol - Détermination de la caractéristique de la rétention d’eau - Méthodes de
laboratoire.
ISO 11277:- 1), Qualité du sol - Détermination de la répartition granulométrique de la matière minérale des sols -
Méthode par tamisage et sédimentation après élimination des sols solubles de la matière organique et des
carbonates.
- Détermination de la teneur pondérale en matière sèche et en eau - Méthode
ISO 11465: 1993, Qualité du sol
gravimétrique.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions suivantes s’appliquent.
3.1 minéralisation de l’azote: Dégradation microbienne d’une substance organique azotée, par les processus
d’ammonification et de nitrification, donnant des produits inorganiques, plus particulièrement de I’ammonium et
des nitrates.
3.2 ammonification: Dégradation microbienne de l’azote organique en ammoniaque.
3.3 nitrification: Oxydation microbienne de I’ammonium en nitrites puis en nitrates.
3.4 dose d’inhibition (ID%): Quantité de produit chimique ajoutée au sol qui inhibe effectivement la
minéralisation de l’azote d’un pourcentage fixé, à l’issue d’un temps donné, par rapport à un échantillon d’essai
témoin non traité par exemple, ID2, et ID50 indiquent respectivement 25 % et 50 % d’inhibition de la minéralisation
de l’azote.
4 Principe
Les taux ou l’importance de la minéralisation de l’azote dans des sols aérobies sont déterminés en mesurant les
concentrations d’ammonium, de nitrites et de nitrates libérés au cours de la minéralisation de l’azote contenu dans
les matières organiques du sol ou au cours de la minéralisation d’un composé organique azoté ajouté.
L’influence des produits chimiques sur la minéralisation de l’azote est déterminée en amendant le sol à l’aide d’une
source d’azote organique facilement dégradable et en mesurant le pourcentage d’inhibition de la formation de
produit dans les sous-échantillons traités avec différentes quantités de produit chimique, par rapport à un
échantillon d’essai témoin non traité.
5 Matériaux
5.1 Sols
51.1 Sélection des sols
5.1.1.1 Essai de minéralisation de base
Pour les essais de base destinés a comparer les capacités de minéralisation de l’azote de différents sols ou à
comparer la minéralisation de l’azote dans un sol prélevé à différentes périodes de l’année, s’assurer que le choix
du ou des sol(s) est compatible avec l’objectif de la détermination.
1) À publier.
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ISO 14238:1997(F)
@ ISO
5.1 .1.2 Essais de toxicité
Pour les essais destinés a déterminer l’influence des produits chimiques sur la minéralisation de l’azote, utiliser un
sol ayant une faible teneur en masse de carbone organique (0,5 % à 1,5 %) et en argile et connu pour être capable
de minéraliser la matière organique azotée ajoutée en produit ultime (nitrate).
Ces sols représentent le pire des cas car l’absorption est minimale et la disponibilité des produits chimiques vis-à-
NOTE -
vis de la microflore est maximale. Le taux de nitrification pouvant être trop faible pour permettre une évaluation valable des
effets des produits chimiques sur le processus, les sols dont le pH est inférieur à 5 ne sont pas satisfaisants pour les essais de
routine.
5.1.2 Collecte, manipulation et conservation des sols
Pour tous les essais, les recommandations de I’ISO 10381-6 relatives à la collecte, à la manipulation et à la
conservation des sols doivent être respectées.
Les informations suivantes doivent être notées pour figurer dans le rapport d’essai:
- date de la collecte;
- date(s) des essais;
- conditions de conservation, y compris température, humidité;
- temps de conservation.
5.1.3 Caractérisation des sols
Les caractéristiques suivantes doivent être déterminées afin de faciliter l’interprétation des données et à des fins
comparatives.
Caractéristiques physiques:
a)
- répartition granulométrique mesurée conformément à I’ISO 11277;
- teneur en eau, conformément à I’ISO 11465;
- caractéristique de la rétention d’eau, conformément à I’ISO 11274 et/ou capacité de rétention d’eau,
conformément à l’annexe A.
Caractéristiques chimiques:
b)
- pH du sol, conformément à I’ISO 10390, ou déterminé en solution de KCI ou de CaCI,;
- capacité d’échange cationique (CEC), conformément à I’ISO 11260;
- teneur en matières organiques, conformément à I’ISO 10694;
- teneur en azote total, conformément à I’ISO 11261.
5.2 Produits et réactifs
5.2.1 Sable de quartz, fin et propre, de granulométrie allant de 0,l mm à 0,5 mm.
5.2.2 Chlorure de potassium, solution c(KCI) = 1 mol/l.
5.2.3 Substrat azoté, à une concentration qui donnera environ 100 mg d’azote par kilogramme de sol.
Par exemple:
- farine de luzerne, avec un rapport de C:N inférieur ou égal à 16:l;
- corne broyée;
- tout autre source organique azotée appropriée.
3
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@ ISO
ISO 14238:1997(F)
II est également admissible de mesurer la minéralisation de l’azote à partir de la matière organique du sol. Dans ce
cas, le sol n’est pas amendé a l’aide d’une source d’azote organique.
Pour les essais où seule la nitrification présente de l’intérêt, le sulfate d’ammonium [(NH&S04] est une source
d’azote appropriée.
5.3 Substance d’essai
Une substance d’essai n’est nécessaire que lorsque la recherche a pour but de déterminer si la substance peut
avoir une influence sur la, minéralisation de l’azote. Les substances d’essai doivent être les plus pures disponibles
dans le commerce. Dans de nombreux cas, il peut être approprié d’expérimenter des produits chimiques ou des
mélanges de qualité technique ou commerciale.
d’essai, il convient de prendre en
ou d’ingrédie nts de formulation avec la subs tance
NOTE - En cas de mélange de supports
échéant).
compte leur influence sur la minéralisation de l’azote (le
Dans les expériences normalisées utilisant des substances d’essai connues, les données suivantes (le cas échéant)
doivent être indiquées:
nom (IUPAC);
structure;
numéro de registre CAS (Chemical Abstracts Service);
masse moléculaire relative;
pureté;
stabilité dans l’eau;
solubilité dans les solvants organiques;
pression de vapeur;
coefficient de partage eau/octanoI;
constante de dissociation des acides (pKa);
coefficient d’absorption.
6 Appareillage
Matériel courant de laboratoire et, en particulier, ce qui suit.
6.1 Agitateur mécanique.
6.2 Centrifugeuse ou papier filtre à plis (exempt de nitrates).
6.3 Instruments pour le mesurage des concentrations d’ammonium, de nitrates et de nitrites dans les extraits
de sol.
7 Modes opératoires
7.1 Options expérimentales
7.1.1 Essai de minéralisation de base
Pour la comparaison des capacités de minéralisation de l’azote dans différents sols ou pour la comparaison de la
minéralisation de l’azote dans un sol prélevé a differentes périodes de l’année, s’assurer que la conception de
l’expérience et les analyses effectuées sont compatibles avec les objectifs de l’expérience.
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@ ISO ISO 14238:1997(F)
7.1.2 Essais de toxicité
Afin de déterminer l’influence des produits chimiques sur la minéralisation de l’azote, traiter un seul sol
microbiologiquement actif avec au moins cinq concentrations de la substance d’essai. Pour plus de commodité,
limiter les analyses au mesurage des quantité de nitrates formés (en milligrammes de NO3 par kilogramme de
masse sèche de sol) dans des echantillons traites et des échantillons témoins après 28 jours d’incubation. Les
relations dose-réponse peuvent être établies en utilisant cette conception d’essai simple. Dans certains cas,
lorsque, par exemple, les concentrations du sol sont connues ou prévisibles par un tri grossier (par exemple avec
les pesticides), les informations dose-réponse peuvent être inutiles, un échantillon non traité et une concentration
appropriée de produit chimique d’essai étant suffisants.
7.2 Traitement des sols
Essai de minéralisation de base
7.2.1
Choisir un substrat a partir de la liste indiquée en 5.2.3 bien que le choix final d’un substrat organique spécifique
utilisé dépend du but de l’essai. Mélanger soigneusement et en homogénéisant la matière organique choisie avec
le sol. Si la minéralisation de l’azote a partir de matière organique du sol est examinée, il n’est pas nécessaire
d’ajouter un substrat azoté.
7.2.2 Essai de toxicité
Utiliser l’un des substrats azotés donnés en 5.2.3 pour déterminer l’influence des produits chimiques sur la
minéralisation de l’azote.
NOTE - Le choix de composés dont les rapports de C:N sont faibles est probablement le meilleur car peu d’azote libéré au
cours de la minéralisation est immobilisé par la microflore du sol.
Mélanger soigneusement le substrat azoté choisi (5.2.3) et l’homogénéiser avec le sol. Puis diviser le sol en six
sous-échantillons de masse égale. Mélanger cinq de ces sous-échantillons à différentes concentrations de la
substance à examiner (trois répétitions pour chaque dose). Mélanger le sous-échantillon restant, mais ne pas
ajouter de substance d’essai (en cas d’utilisation d’un support, ne mélanger qu’avec le sol). Le sous-échantillon ne
Si possible, sélectionner une série de
contenant pas de produit chimique sert d’essai témo
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14238
Première édition
1997-02-15
- Méthodes biologiques -
Qualité du sol
’ Détermination de la minéralisation de
l’azote et de la nitrification dans les sols, et
de l’influence des produits chimiques sur
ces processus
Soi1 quality - Biological methods - Determination of nitrogen
mineralization and nitrification in soils and the influence of chemicals on
these processes
Numéro de référence
ISO 14238:1997(F)
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ISO 14238:1997(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 14238 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité SC 4, Méthodes biologiques.
L’annexe A fait partie intégrante de la présente Norme internationale.
L’annexe B est donnée uniquement a titre d’information.
0 ISO 1997
Droits de reproduction reservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
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Internet: central@iso.ch
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Imprimé en Suisse
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Le sol se compose d’éléments vivants et non vivants qui existent dans un
milieu complexe et hétérogène. Dans le sol, les microorganismes sont
principalement responsables du cycle nutritif et jouent ainsi un rôle
essentiel dans le maintien de la fertilité du sol. La minéralisation de l’azote
dans les composés organiques pour donner de I’ammonium (ammonifi-
cation) et ensuite des nitrites et des nitrates (nitrification) constitue l’un
des principaux processus microbiens. En clair, toute interférence a long
terme avec ce processus pourrait avoir une influence sur la fertilité du sol.
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NORME INTERNATIONALE @ ISO
Qualité du sol - Méthodes biologiques - Détermination de la
minéralisation de l’azote et de la nitrification dans les sols, et de
l’influence des produits chimiques sur ces processus
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale prescrit des procédures de laboratoire destinées à mesurer la minéralisation de
l’azote et la nitrification par la microflore du sol.
Pour les recherches de nature fondamentale ou à titre consultatif, elle donne les grandes lignes des procédures
pour l’évaluation des taux et l’importance de la minéralisation de l’azote dans le ou les sol(s) de qualité connue ou
Inconnue.
En ce qui concerne la recherche de la toxicité éventuelle des produits chimiques pour la minéralisation de l’azote
dans les sols, elle présente une procédure simple qui permet d’évaluer l’effet de produits chimiques purs et fournit
une base de comparaison des toxicités de différents produits chimiques.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
Norme internationale sont invitées a rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
ISO 10381-6: 1993, Qualité du sol - Échantillonnage - Partie 6: Lignes directrices pour la collecte, la manipulation
et la conservation de sols destinés à une étude en laboratoire des processus microbiens aérobies.
ISO 10390 1994, Qualité du sol - Détermination du pH.
ISO 10694: 1995, Qualité du sol - Dosage du carbone organique et du carbone total après combustion sèche
(analyse élémentaire).
ISO 11260: 1994, Qualité du sol - Détermination de la capacité d’échange cationique effective et du taux de
saturation en bases échangeables à l’aide d’une solution de chlorure de baryum.
ISO 11261: 1995, Qualité du sol - Dosage de l’azote total - Méthode de Kjeldahl modifiée.
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ISO 11274:-l ), Qualité du sol - Détermination de la caractéristique de la rétention d’eau - Méthodes de
laboratoire.
ISO 11277:- 1), Qualité du sol - Détermination de la répartition granulométrique de la matière minérale des sols -
Méthode par tamisage et sédimentation après élimination des sols solubles de la matière organique et des
carbonates.
- Détermination de la teneur pondérale en matière sèche et en eau - Méthode
ISO 11465: 1993, Qualité du sol
gravimétrique.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions suivantes s’appliquent.
3.1 minéralisation de l’azote: Dégradation microbienne d’une substance organique azotée, par les processus
d’ammonification et de nitrification, donnant des produits inorganiques, plus particulièrement de I’ammonium et
des nitrates.
3.2 ammonification: Dégradation microbienne de l’azote organique en ammoniaque.
3.3 nitrification: Oxydation microbienne de I’ammonium en nitrites puis en nitrates.
3.4 dose d’inhibition (ID%): Quantité de produit chimique ajoutée au sol qui inhibe effectivement la
minéralisation de l’azote d’un pourcentage fixé, à l’issue d’un temps donné, par rapport à un échantillon d’essai
témoin non traité par exemple, ID2, et ID50 indiquent respectivement 25 % et 50 % d’inhibition de la minéralisation
de l’azote.
4 Principe
Les taux ou l’importance de la minéralisation de l’azote dans des sols aérobies sont déterminés en mesurant les
concentrations d’ammonium, de nitrites et de nitrates libérés au cours de la minéralisation de l’azote contenu dans
les matières organiques du sol ou au cours de la minéralisation d’un composé organique azoté ajouté.
L’influence des produits chimiques sur la minéralisation de l’azote est déterminée en amendant le sol à l’aide d’une
source d’azote organique facilement dégradable et en mesurant le pourcentage d’inhibition de la formation de
produit dans les sous-échantillons traités avec différentes quantités de produit chimique, par rapport à un
échantillon d’essai témoin non traité.
5 Matériaux
5.1 Sols
51.1 Sélection des sols
5.1.1.1 Essai de minéralisation de base
Pour les essais de base destinés a comparer les capacités de minéralisation de l’azote de différents sols ou à
comparer la minéralisation de l’azote dans un sol prélevé à différentes périodes de l’année, s’assurer que le choix
du ou des sol(s) est compatible avec l’objectif de la détermination.
1) À publier.
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@ ISO
5.1 .1.2 Essais de toxicité
Pour les essais destinés a déterminer l’influence des produits chimiques sur la minéralisation de l’azote, utiliser un
sol ayant une faible teneur en masse de carbone organique (0,5 % à 1,5 %) et en argile et connu pour être capable
de minéraliser la matière organique azotée ajoutée en produit ultime (nitrate).
Ces sols représentent le pire des cas car l’absorption est minimale et la disponibilité des produits chimiques vis-à-
NOTE -
vis de la microflore est maximale. Le taux de nitrification pouvant être trop faible pour permettre une évaluation valable des
effets des produits chimiques sur le processus, les sols dont le pH est inférieur à 5 ne sont pas satisfaisants pour les essais de
routine.
5.1.2 Collecte, manipulation et conservation des sols
Pour tous les essais, les recommandations de I’ISO 10381-6 relatives à la collecte, à la manipulation et à la
conservation des sols doivent être respectées.
Les informations suivantes doivent être notées pour figurer dans le rapport d’essai:
- date de la collecte;
- date(s) des essais;
- conditions de conservation, y compris température, humidité;
- temps de conservation.
5.1.3 Caractérisation des sols
Les caractéristiques suivantes doivent être déterminées afin de faciliter l’interprétation des données et à des fins
comparatives.
Caractéristiques physiques:
a)
- répartition granulométrique mesurée conformément à I’ISO 11277;
- teneur en eau, conformément à I’ISO 11465;
- caractéristique de la rétention d’eau, conformément à I’ISO 11274 et/ou capacité de rétention d’eau,
conformément à l’annexe A.
Caractéristiques chimiques:
b)
- pH du sol, conformément à I’ISO 10390, ou déterminé en solution de KCI ou de CaCI,;
- capacité d’échange cationique (CEC), conformément à I’ISO 11260;
- teneur en matières organiques, conformément à I’ISO 10694;
- teneur en azote total, conformément à I’ISO 11261.
5.2 Produits et réactifs
5.2.1 Sable de quartz, fin et propre, de granulométrie allant de 0,l mm à 0,5 mm.
5.2.2 Chlorure de potassium, solution c(KCI) = 1 mol/l.
5.2.3 Substrat azoté, à une concentration qui donnera environ 100 mg d’azote par kilogramme de sol.
Par exemple:
- farine de luzerne, avec un rapport de C:N inférieur ou égal à 16:l;
- corne broyée;
- tout autre source organique azotée appropriée.
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II est également admissible de mesurer la minéralisation de l’azote à partir de la matière organique du sol. Dans ce
cas, le sol n’est pas amendé a l’aide d’une source d’azote organique.
Pour les essais où seule la nitrification présente de l’intérêt, le sulfate d’ammonium [(NH&S04] est une source
d’azote appropriée.
5.3 Substance d’essai
Une substance d’essai n’est nécessaire que lorsque la recherche a pour but de déterminer si la substance peut
avoir une influence sur la, minéralisation de l’azote. Les substances d’essai doivent être les plus pures disponibles
dans le commerce. Dans de nombreux cas, il peut être approprié d’expérimenter des produits chimiques ou des
mélanges de qualité technique ou commerciale.
d’essai, il convient de prendre en
ou d’ingrédie nts de formulation avec la subs tance
NOTE - En cas de mélange de supports
échéant).
compte leur influence sur la minéralisation de l’azote (le
Dans les expériences normalisées utilisant des substances d’essai connues, les données suivantes (le cas échéant)
doivent être indiquées:
nom (IUPAC);
structure;
numéro de registre CAS (Chemical Abstracts Service);
masse moléculaire relative;
pureté;
stabilité dans l’eau;
solubilité dans les solvants organiques;
pression de vapeur;
coefficient de partage eau/octanoI;
constante de dissociation des acides (pKa);
coefficient d’absorption.
6 Appareillage
Matériel courant de laboratoire et, en particulier, ce qui suit.
6.1 Agitateur mécanique.
6.2 Centrifugeuse ou papier filtre à plis (exempt de nitrates).
6.3 Instruments pour le mesurage des concentrations d’ammonium, de nitrates et de nitrites dans les extraits
de sol.
7 Modes opératoires
7.1 Options expérimentales
7.1.1 Essai de minéralisation de base
Pour la comparaison des capacités de minéralisation de l’azote dans différents sols ou pour la comparaison de la
minéralisation de l’azote dans un sol prélevé a differentes périodes de l’année, s’assurer que la conception de
l’expérience et les analyses effectuées sont compatibles avec les objectifs de l’expérience.
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7.1.2 Essais de toxicité
Afin de déterminer l’influence des produits chimiques sur la minéralisation de l’azote, traiter un seul sol
microbiologiquement actif avec au moins cinq concentrations de la substance d’essai. Pour plus de commodité,
limiter les analyses au mesurage des quantité de nitrates formés (en milligrammes de NO3 par kilogramme de
masse sèche de sol) dans des echantillons traites et des échantillons témoins après 28 jours d’incubation. Les
relations dose-réponse peuvent être établies en utilisant cette conception d’essai simple. Dans certains cas,
lorsque, par exemple, les concentrations du sol sont connues ou prévisibles par un tri grossier (par exemple avec
les pesticides), les informations dose-réponse peuvent être inutiles, un échantillon non traité et une concentration
appropriée de produit chimique d’essai étant suffisants.
7.2 Traitement des sols
Essai de minéralisation de base
7.2.1
Choisir un substrat a partir de la liste indiquée en 5.2.3 bien que le choix final d’un substrat organique spécifique
utilisé dépend du but de l’essai. Mélanger soigneusement et en homogénéisant la matière organique choisie avec
le sol. Si la minéralisation de l’azote a partir de matière organique du sol est examinée, il n’est pas nécessaire
d’ajouter un substrat azoté.
7.2.2 Essai de toxicité
Utiliser l’un des substrats azotés donnés en 5.2.3 pour déterminer l’influence des produits chimiques sur la
minéralisation de l’azote.
NOTE - Le choix de composés dont les rapports de C:N sont faibles est probablement le meilleur car peu d’azote libéré au
cours de la minéralisation est immobilisé par la microflore du sol.
Mélanger soigneusement le substrat azoté choisi (5.2.3) et l’homogénéiser avec le sol. Puis diviser le sol en six
sous-échantillons de masse égale. Mélanger cinq de ces sous-échantillons à différentes concentrations de la
substance à examiner (trois répétitions pour chaque dose). Mélanger le sous-échantillon restant, mais ne pas
ajouter de substance d’essai (en cas d’utilisation d’un support, ne mélanger qu’avec le sol). Le sous-échantillon ne
Si possible, sélectionner une série de
contenant pas de produit chimique sert d’essai témo
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.