Vzhledem k tomu, botanika studuje poměrně málo různých aspektů organizace a fungování rostlinné organismy, pak je v každém konkrétním případě použit jiný soubor výzkumných metod. Botanika využívá jak obecné metody (pozorování, srovnávání, rozbor, experiment, zobecnění), tak mnohé
speciální metody (biochemické a cytochemické metody, světelné metody (konvenční, fázově kontrastní, interference, polarizační, fluorescenční, ultrafialová) a elektronová (transmisní, skenovací) mikroskopie, metody buněčných kultur, mikroskopická chirurgie, metody molekulární biologie, genetické metody, elektrofyziologické metody , metody zmrazování a čipování, biochronologické metody, biometrické metody, matematické modelování, statistické metody).
Speciální metody berou v úvahu zvláštnosti té či oné úrovně organizace rostlinného světa. Ke studiu nižších úrovní organizace se tedy používají různé biochemické metody, metody kvalitativní a kvantitativní chemické analýzy. Ke studiu buněk se používají různé cytologické metody, zejména metody elektronové mikroskopie. Ke studiu tkání a vnitřní stavby orgánů se používají metody světelné mikroskopie, mikroskopické chirurgie a selektivního barvení. Studovat flóru na populačně-druhové a biocenotické úrovni, různé genetické, geobotanické a ekologické metody výzkum. V rostlinné taxonomii důležité místo obsazené takovými metodami, jako jsou srovnávací morfologické, paleontologické, historické, cytogenetické.
Asimilace materiálu z různých částí botaniky je teoretický základ ve výchově budoucích specialistů na zemědělské chemiky-půdníky. Vzhledem k neoddělitelnému vztahu mezi rostlinným organismem a prostředím jeho existence jsou morfologické znaky a vnitřní struktura rostliny do značné míry určovány vlastnostmi půdy. Směr a intenzita průběhu fyziologických a biochemických procesů přitom závisí i na chemickém složení půdy a jejích dalších vlastnostech, což v konečném důsledku podmiňuje nárůst rostlinné biomasy a produktivitu rostlinné výroby jako průmyslu jako Celý. Proto botanické znalosti umožňují doložit potřebu a dávky aplikace různých látek do půdy, ovlivnit výnos pěstovaných rostlin. Ve skutečnosti jakýkoli dopad na půdu s cílem zvýšit výnos plodin a divoké rostliny na základě údajů získaných v různých odvětvích botaniky. Metody biologické kontroly růstu a vývoje rostlin jsou založeny téměř výhradně na botanické morfologii a embryologii.
Rostlinný svět je zase důležitým faktorem při tvorbě půdy a určuje mnoho vlastností půdy. Každý typ vegetace je charakterizován určitými typy půd a tyto vzory se úspěšně používají pro mapování půd. Spolehlivým fytoindikátorem potravních (přízemních) podmínek mohou být rostlinné druhy a jejich jednotlivé systematické skupiny. Indikátorová geobotanika dává půdopiscům a agrochemikům jednu z důležitých metod hodnocení kvality půd, jejich fyzikálně-chemických a chemických vlastností,
Botanika je teoretickým základem zemědělské chemie, stejně jako aplikovaných oblastí, jako je rostlinná výroba a lesnictví. Nyní bylo do pěstování zavedeno asi 2000 rostlinných druhů, ale jen nevýznamná část z nich je široce pěstována. Mnoho divoce rostoucích druhů flóry se může v budoucnu stát velmi slibnými plodinami. Botanika dokládá možnost a účelnost rozvoje zemědělství přírodní oblasti, provádějící meliorační opatření za účelem zvýšení produktivity přirozených skupin rostlin, zejména luk a lesů, přispívá k rozvoji a racionální použití rostlinné zdroje země, sladké vody a oceánů.
Pro specialisty v oblasti agrochemie a pedologie je botanika základním základem, který umožňuje hlouběji pochopit podstatu půdotvorných procesů, vidět závislost určitých vlastností půdy na charakteristikách vegetační kryt, pochopit potřeby pěstovaných rostlin na specifické živiny.
Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu ve svém studiu a práci, vám budou velmi vděční.
Úvod
1. Analýza půdy
2. Analýza rostlin
3. Analýza hnojiv
Závěr
Bibliografie
Úvod
Studium agrochemie Ch. arr. dusík a minerální výživa s.-x. rostliny za účelem zvýšení výnosu a zlepšení produkce. Tedy a. X. zkoumá složení stránky - x. rostliny, půda, hnojiva a procesy jejich vzájemného ovlivňování. Stejně tak studuje procesy přípravy hnojiv a látek používaných k hubení škůdců a také vyvíjí chemické metody. rozbor agronomických objektů: půdy, rostlin a produktů z nich získaných atd. Významné jsou zejména mikrobiologické procesy v půdě. V této oblasti a. X. v kontaktu s půdou a obecným zemědělstvím. Na druhou stranu a. X. spoléhá na fyziologii rostlin a je s ní v kontaktu, protože a. X. se zabývá studiem procesů probíhajících při klíčení, výživě, zrání semen apod. a využívá metody vodních, pískových a půdních kultur. Agronomové-chemici ve svém výzkumu využívající Ch. arr. chem. metod, z nichž v poslední době jsou zvláště široce používány fyzikálně-chemické metody, zároveň musí ovládat metody umělých kultur a bakteriologické výzkumné metody. Vzhledem ke složitosti a rozmanitosti úkolů a. x., některé skupiny otázek, které byly dříve zahrnuty do a. x., vynikla v samostatných disciplínách.
To se týká chemie, která studuje chemické složení rostlin, hlavně strana - x. a technická, stejně jako biologická chemie a biologická fyzika, které studují procesy živé buňky.
1 . Analýzapůda
Vlastnosti půdy jako objektu chemického výzkumu a ukazatele chemického stavu půd
Půda je komplexní objekt studia. Složitost studia chemického stavu půd je dána zvláštnostmi jejich chemických vlastností a je spojena s nutností získat informace, které adekvátně odrážejí vlastnosti půd a poskytují co nejracionálnější řešení jak teoretických otázek pedologie, tak otázek praktické využití zemin. Ke kvantitativnímu popisu chemického stavu půd se používá široká škála ukazatelů. Zahrnuje ukazatele určené při analýze téměř všech objektů a vyvinuté speciálně pro výzkum půdy (výměnná a hydrolytická kyselost, ukazatele skupinového a frakčního složení humusu, stupeň nasycení půd zásadami atd.)
Vlastnosti půdy jako chemického systému jsou heterogenita, polychemie, disperzita, heterogenita, změna a dynamika vlastností, pufrování a také potřeba optimalizace půdních vlastností.
Polychemie půdy. V půdách může být stejný chemický prvek součástí různých sloučenin: snadno rozpustných solí, komplexních hlinitokřemičitanů a organominerálních látek. Tyto složky mají různé vlastnosti, které určují zejména schopnost chemického prvku přecházet z pevných fází půdy do kapalné, migrovat v půdním profilu a v krajině, být spotřebováván rostlinami atd. Při chemickém rozboru půd se proto zjišťuje nejen celkový obsah chemických prvků, ale také ukazatele charakterizující složení a obsah jednotlivých chemických sloučenin nebo skupin sloučenin s podobnými vlastnostmi.
Heterogenita půdy. Půda se skládá z pevné, kapalné a plynné fáze. Při studiu chemického stavu půdy a jejích jednotlivých složek se zjišťují ukazatele, které charakterizují nejen půdu jako celek, ale i její jednotlivé fáze. Rozvinutý matematické modely, umožňující vyhodnotit vztah mezi úrovněmi parciálního tlaku oxidu uhličitého v půdním vzduchu, pH, uhličitanovou alkalitou a koncentrací vápníku v půdním roztoku.
Polydisperzita půdy. Pevné fáze půdy se skládají z částic různých velikostí od zrnek písku až po koloidní částice o průměru několika mikrometrů. Liší se složením a mají různé vlastnosti. Ve speciálních studiích geneze půd se zjišťují ukazatele chemického složení a další vlastnosti jednotlivých granulometrických frakcí. Disperzita půd souvisí s jejich schopností iontové výměny, která se zase vyznačuje specifickým souborem ukazatelů - kapacitou kationtové a aniontové výměny, složením výměnných kationtů atd. Mnoho chemických a fyzikální vlastnosti půdy.
Acidobazické a redoxní vlastnosti půd. Složení půd zahrnuje složky, které vykazují vlastnosti kyseliny a zásady, oxidační a redukční činidla. V řešení různých teoretických a aplikačních problémů pedologie, agrochemie, meliorace určují ukazatele, charakterizující kyselost a zásaditost půd, jejich redoxní stav.
Heterogenita, variabilita, dynamika, pufrování chemických vlastností půd. Vlastnosti půdy se liší i uvnitř stejný genetický horizont. Při zkoumání hodnotí se procesy tvorby půdního profilu chemické vlastnosti jednotlivých prvků organizace půdy masy. Vlastnosti půdy se mění v prostoru, mění se v času a zároveň půdy mají schopnost odolávat změnám jejich vlastností, tj. vykazují vyrovnávací paměť. Byly vyvinuty indikátory a metody pro charakterizaci variability, dynamika, pufrační vlastnosti půd.
Změny vlastností půdy. V půdách nepřetržitě probíhají různé procesy, které vedou ke změnám chemických vlastností půd. Praktické uplatnění nacházejí indikátory charakterizující směr, stupeň závažnosti a rychlost procesů probíhajících v půdách; studuje se dynamika změn půdních vlastností a jejich režimů. Rozdíly v kvalitě složení půdy. odlišné typy a dokonce i typy a odrůdy půd mohou mít tak odlišné vlastnosti, že se k jejich chemické charakterizaci používají nejen různé analytické metody, ale také různé sady indikátorů. Tedy v podzolickém, drnovém podzolickém, šedém lesní půdy, stanovení pH vodných a solných suspenzí, výměnná a hydrolytická kyselost, výměnné zásady jsou vytěsňovány z půd vodní roztoky soli. Při rozboru zasolených půd se zjišťuje pH pouze vodných suspenzí a místo ukazatelů kyselosti se stanovuje celková, uhličitanová a další typy alkality. Uvedené vlastnosti půd do značné míry určují základní principy metod studia chemického stavu půd, nomenklatury a klasifikace ukazatelů chemických vlastností půd a chemických půdních procesů.
Systém ukazatelů chemického stavu půd
Skupina 1. Ukazatele půdních vlastností a půdních složek
Podskupiny:
1. Ukazatele složení půdy a půdních složek;
2. Ukazatele mobility chemických prvků v půdách;
3. Ukazatele acidobazických vlastností půd;
4. Indikátory iontově výměnných a koloidně-chemických vlastností půd;
5. Indikátory redoxních vlastností půd;
6. Ukazatele katalytických vlastností půd;
Skupina 2. Indikátory chemických půdních procesů
Podskupiny:
1. Ukazatele směru a závažnosti procesu;
2. Indikátory rychlosti procesu.
Zásady pro stanovení a interpretaci úrovní indikátorů
Výsledky půdních rozborů obsahují informace o půdních vlastnostech a půdních procesech a na tomto základě umožňují řešit problém, kterému výzkumník čelí. Techniky interpretace úrovní ukazatelů závisí na metodách jejich stanovení. Tyto metody lze rozdělit do dvou skupin. Metody první skupiny umožňují vyhodnotit její vlastnosti beze změny chemického stavu půdy. Druhá skupina - metody založené na chemickém ošetření analyzovaného vzorku půdy. Účelem tohoto zpracování je reprodukce chemické rovnováhy, které se provádějí ve skutečné půdě, nebo záměrně porušují vztahy, které se v půdách vytvořily, a extrahují z půdy složku, jejíž množství umožňuje posoudit chemickou vlastnost půdy nebo proces v ní probíhající. Tato fáze analytického procesu - chemické ošetření vzorku půdy - se odráží hlavní rys výzkumnou metodu a určuje metody pro interpretaci úrovní většiny zjišťovaných ukazatelů.
Příprava vzorků půdy ze studovaných oblastí
Vzorky půdy by měly být odebírány pomocí jader o průměru asi 10 mm do hloubky 10-20 cm, je lepší jádra předem sterilizovat ve vroucí vodě (100 0 C). Pro analýzu půdy se odebírají smíšené vzorky půdy do hloubky kultivované vrstvy. Zpravidla stačí udělat jeden směsný vzorek na pozemek do 2 ha. Smíšený vzorek se skládá z 15-20 jednotlivých vzorků půdy odebraných rovnoměrně po celé ploše lokality. Vzorky pro rozbor půdy se neodebírají ihned po navezení minerální a organická hnojiva, oznámení. Každý směsný vzorek o hmotnosti 500 g je zabalen do látkového nebo plastového sáčku a označen.
Příprava půdy pro agro chemický rozbor
Sestavení analytického vzorku je odpovědná operace, která zajišťuje spolehlivost získaných výsledků. Nedbalost a chyby při přípravě vzorků a odběru průměrného vzorku nejsou kompenzovány následnou kvalitativní analytickou prací. Vzorky půdy odebrané na poli nebo v pěstírně se předsuší na vzduchu při pokojové teplotě. Skladováním surových vzorků dochází k výrazným změnám jejich vlastností a složení, zejména v důsledku enzymatických a mikrobiologických procesů. Naopak teplotní přehřívání je doprovázeno změnou pohyblivosti a rozpustnosti mnoha sloučenin.
Pokud existuje mnoho vzorků, sušení se provádí ve skříních s nucené větrání. Stanovení dusičnanů, dusitanů, absorbovaného amonia, vodorozpustných forem draslíku, fosforu atd. prováděny v den odběru vzorků při jejich přirozené vlhkosti. Zbývající stanovení se provádějí ve vzorcích vysušených na vzduchu. Suché vzorky jsou rozemlety v půdním mlýnu nebo rozemlety v porcelánovém hmoždíři pomocí paličky s pryžovou špičkou. Rozemletý a vysušený vzorek se nechá projít sítem o průměru otvoru 2-3 mm. Mletí a prosévá se, dokud celý odebraný vzorek neprojde sítem. Je povoleno vyhazovat pouze fragmenty kamenů, velké kořeny a cizí inkluze. Vzorky jsou uloženy v uzavřených řemeslných sáčcích v místnosti, kde nejsou žádné chemikálie. Vzorek půdy pro analýzu se odebírá metodou „průměrný vzorek“. K tomu se prosátý vzorek nasype v tenké vrstvě (asi 0,5 cm) na list papíru ve tvaru čtverce a rozdělí stěrkou na malé čtverečky o straně 2-2,5 cm. z každého čtverce se špachtlí odebere vzorek.
Hlavními agrochemickými ukazateli půdních rozborů, bez kterých se neobejde ani jedno obdělávání půdy, jsou obsah humusu, mobilní formy fosforu, dusíku a draslíku, kyselost půdy, vápník, hořčík a mikroprvky včetně těžkých kovů. Moderní metody analýzy umožňují stanovit 15-20 prvků v jednom vzorku. Fosfor je makroživina. Podle dostupnosti mobilních fosfátů se rozlišují půdy s velmi nízkým obsahem - méně než mg., Nízké - méně než 8 mg., Střední - 8 - 15 mg. a vysoké - více než 15 mg. fosforečnanů na 100 g půdy. Draslík. Pro tento prvek byly vyvinuty gradace podle obsahu mobilních forem v půdě: velmi nízká - do 4 mg, nízká - 4-8 mg, střední - 8-12 mg, vysoká - 12-17 mg, vysoká - více než 17 mg. vyměnitelný draslík na 100 g půdy. Kyselost půdy – charakterizuje obsah protonů vodíku v půdě. Tento indikátor je vyjádřen hodnotou pH.
Kyselost půdy ovlivňuje rostliny nejen přímým působením toxických vodíkových protonů a hliníkových iontů na kořeny rostlin, ale také charakterem příjmu živin. Kationty hliníku se mohou vázat s kyselinou fosforečnou a přeměňovat fosfor do formy nepřístupné rostlinám.
Negativní vliv nízké kyselosti se projevuje v půdě samotné. Když jsou protony vodíku vytěsněny z půdního absorbujícího komplexu (SAC) kationtů vápníku a hořčíku, které stabilizují půdní strukturu, půdní granule jsou zničeny a jejich struktura je ztracena.
Rozlišujte mezi skutečnou a potenciální kyselostí půdy. Skutečná kyselost půdy je způsobena nadměrnou koncentrací vodíkových protonů nad hydroxylovými ionty v půdním roztoku. Potenciální kyselost půdy zahrnuje protony vodíku vázané na AUC. Pro posouzení potenciální kyselosti půdy se stanoví pH solného extraktu (pH KCl). Podle hodnoty pH KCl se rozlišuje kyselost půdy: do 4 - velmi silně kyselá, 4,1-4,5 - silně kyselá, 4,6-5,0 - středně kyselá, 5,1-5,5 - mírně kyselá, 5,6- 6,0 se blíží neutrální a 6,0 je neutrální.
Analýza půdy na těžké kovy a radiační analýza jsou klasifikovány jako vzácné analýzy.
Účtenka vodní roztok půdy.
Roztoky látek obsažených v půdě se získávají mnoha způsoby, které lze zásadně rozdělit do dvou skupin: - získání půdního roztoku - získání vodného extraktu z půdy. V prvním případě se získá nevázaná nebo slabě vázaná půdní vlhkost - ta, která je obsažena mezi částicemi půdy a v půdních kapilárách. Jedná se o mírně nasycený roztok, ale jeho chemické složení je pro rostlinu relevantní, protože právě tato vlhkost omývá kořeny rostlin a v ní dochází k výměně chemikálií. Ve druhém případě se z půdy vymyjí rozpustné chemické sloučeniny spojené s jeho částicemi. Výtěžnost soli ve vodním extraktu závisí na poměru půdy a roztoku a zvyšuje se se zvyšováním teploty extrakčního roztoku (až do určitých mezí, protože příliš vysoká teplota může zničit jakékoli látky nebo je převést do jiného skupenství ) a zvýšení objemu roztoku a stupně zjemnění půdy (až do určitých limitů, protože příliš jemné prachové částice mohou ztížit nebo znemožnit extrakci a filtraci roztoku).
Půdní roztok se získává pomocí řady nástrojů: lisování, centrifugace, vytěsnění nemísitelného kapalného roztoku, metoda vakuové filtrace a lyzimetrická metoda.
Tlakování se provádí vzorkem půdy odebraným z pole v laboratorní podmínky. Čím více roztoku je potřeba, tím větší je vzorek nebo vyšší aplikovaný tlak nebo obojí.
Centrifugace se provádí při 60 otáčkách za minutu po dlouhou dobu. Metoda je neefektivní a je vhodná pro vzorky půdy s vlhkostí blízkou plné možné vlhkosti dané půdy. Pro suchou půdu tato metoda není použitelná.
Vytěsnění půdní vlhkosti látkou nemísitelnou s půdním roztokem umožňuje získat prakticky veškerou půdní vlhkost, včetně kapilární, bez použití složitého zařízení. Jako vytěsňovací kapalina se používá alkohol nebo glycerin. Nevýhoda spočívá v tom, že tyto látky mají kromě své vysoké hustoty vzhledem k některým sloučeninám dobrou extrakční schopnost (např. alkohol snadno extrahuje půdní organickou hmotu), takže je možné získat nadhodnocené hodnoty obsahu množství látek oproti jejich skutečnému obsahu v půdním roztoku. Metoda není vhodná pro všechny typy půd.
Při metodě vakuové filtrace se nad vzorkem pomocí vakua vytvoří podtlak, který překročí úroveň napětí půdní vlhkosti. V tomto případě nedochází k extrakci kapilární vlhkosti, protože tahové síly v kapiláře jsou vyšší než tahové síly volného povrchu kapaliny.
V terénu se používá lyzimetrická metoda. Lyzimetrická metoda umožňuje ani ne tak odhadnout gravitační vlhkost (tedy vlhkost schopnou pohybu zemními vrstvami vlivem gravitační síly - s výjimkou kapilární vlhkosti), ale porovnat obsah a migraci chemických prvků půdní roztok. Volná půdní vlhkost je gravitačními silami filtrována přes tloušťku půdního horizontu do vzorkovače umístěného na povrchu půdy.
Pro získání úplnějšího obrazu o chemickém složení půdy se připravuje půdní extrakt. K jeho získání se vzorek půdy rozdrtí, protlačí sítem s buňkami o průměru 1 mm, přidá se voda v hmotnostním poměru 1 díl půdy na 5 dílů bidestilované (očištěné od případných nečistot, odplyněno a deionizováno) voda, pH 6,6 - 6,8, teplota 20 0 C. Odplynění se provádí za účelem zbavení vody nečistot rozpuštěného plynného oxidu uhličitého, který ve spojení s určitými látkami dává nerozpustnou sraženinu snižující přesnost experimentu. Negativní vliv na výsledky experimentu mohou mít i nečistoty jiných plynů.
Pro přesnější vážení vzorku je třeba vzít v úvahu jeho přirozenou vlhkost, pole (u čerstvě odebraného vzorku) nebo hygroskopické (u vysušeného a skladovaného vzorku). Stanoví se jako procento hmotnosti vzorku, jeho obsah vlhkosti se převede na hmotnost a sečte se s požadovanou hmotností. Vzorek se umístí do suché baňky o objemu 500-750 ml, přidá se voda. Baňka se vzorkem půdy a vodou se pevně uzavře a dvě až tři minuty se protřepává. Poté se výsledný roztok filtruje přes bezpopelný papírový skládaný filtr. Je důležité, aby v místnosti nebyly žádné těkavé výpary kyselin (vhodné je provádět práce pod průvanem, kde se neskladují roztoky kyselin). Před filtrací se půdní roztok dobře protřepe, aby malé částice zeminy uzavřely největší póry filtru a filtrát byl průhlednější. Přibližně 10 ml výchozího filtrátu se vyhodí, protože obsahuje nečistoty z filtru. Filtrace zbytku primárního filtrátu se několikrát opakuje, práce na stanovení obsahu chemikálií ve vodném extraktu se zahajují ihned po jeho získání, neboť časem dochází k chemickým procesům, které mění alkalitu roztoku, jeho oxidovatelnost atd. Již rychlost filtrace může ukázat relativní celkový obsah soli v roztoku. Pokud je vodní extrakt bohatý na soli, pak filtrace proběhne rychle a roztok se ukáže jako průhledný, protože soli zabraňují peptizaci půdních koloidů. Pokud je roztok chudý na soli, bude filtrace pomalá a nepříliš kvalitní. V tomto případě má smysl roztok několikrát filtrovat i přes nízkou rychlost, protože. při dodatečné filtraci se kvalita vodního extraktu zvyšuje v důsledku poklesu obsahu půdních částic v něm.
Metody pro kvantitativní analýzu extraktů nebo jakýchkoli jiných roztoků získaných během analýzy půd.
Interpretace výsledků půdních rozborů ve většině případů nezávisí na metodě měření. Při chemické analýze půd lze použít téměř jakoukoli z metod, které mají analytici k dispozici. V tomto případě se měří buď přímo požadovaná hodnota ukazatele, nebo hodnota, která s ní funkčně souvisí. Hlavní úseky chem. půdní rozbor: hrubý neboli elementární rozbor - umožňuje zjistit celkový obsah C, N, Si, Al, Fe, Ca, Mg, P, S, K, Na, Mn, Ti a dalších prvků v půdě ; analýza vodního extraktu (základ pro studium solných půd) - dává představu o obsahu ve vodě rozpustných látek v půdě (sírany, chloridy a uhličitany vápníku, hořčíku, sodíku atd.); stanovení nasákavosti půdy; identifikace zásobování půd živinami - stanovují množství snadno rozpustných (mobilních) sloučenin dusíku, fosforu, draslíku apod. absorbované rostlinami Velká pozornost je věnována studiu frakčního složení půdních organických látek, formy sloučenin hlavních složek půdy včetně stopových prvků.
V laboratorní praxi rozboru půdy se používají klasické chemické a instrumentální metody. Klasickými chemickými metodami lze získat nejpřesnější výsledky. Relativní chyba stanovení je 0,1-0,2 %. Chyba většiny instrumentálních metod je mnohem vyšší - 2-5%
Z instrumentálních metod v analýze půdy se nejvíce používají elektrochemické a spektroskopické metody. Z elektrochemických metod se používají metody potenciometrické, konduktometrické, coulometrické a voltametrické, včetně všech moderních variant polarografie.
Pro hodnocení půdy se výsledky rozborů porovnávají s optimálními úrovněmi obsahu prvků, experimentálně stanovenými pro tento typ půdy a ověřenými v r. pracovní podmínky, případně s údaji dostupnými v literatuře o zásobování půd makro- a mikroprvky, případně s MPC studovaných prvků v půdě. Poté je učiněn závěr o stavu půdy, jsou uvedena doporučení pro její použití, jsou vypočteny dávky meliorantů, minerálních a organických hnojiv pro plánovanou plodinu.
Při volbě metody měření je třeba vzít v úvahu charakteristiky chemických vlastností analyzované půdy, charakter indikátoru, požadovanou přesnost stanovení jeho hladiny, možnosti metod měření a proveditelnost požadovaných měření v podmínkách experimentu. jsou brány v úvahu. Přesnost měření je zase dána účelem studie a přirozenou variabilitou studované vlastnosti. Přesnost -- souhrnná charakteristika metody, hodnotící správnost a reprodukovatelnost výsledků analýzy.
Poměr úrovní obsahu některých chemických prvků v půdách.
Různé úrovně obsahu a různé chemické vlastnosti prvků neumožňují vždy použít stejnou metodu měření pro kvantitativní stanovení celého požadovaného souboru prvků.
Při elementární (hrubé) analýze půd se používají metody s různými detekčními limity. Pro stanovení chemických prvků, jejichž obsah přesahuje desetiny procenta, je možné použít klasické metody chemické analýzy - gravimetrické a titrimetrické.
Různé vlastnosti chemických prvků, různé úrovně jejich obsahu, nutnost stanovení různých ukazatelů chemického stavu prvku v půdě vyžadují použití metod měření s různými detekčními limity.
Kyselost půdy
Stanovení reakce zemin je jednou z nejběžnějších analýz jak v teoretickém, tak v aplikovaném výzkumu. Nejúplnější obraz o kyselých a zásaditých vlastnostech půd tvoří současné měření několika ukazatelů, včetně titrační kyselosti nebo zásaditosti - kapacitního faktoru a hodnoty pH - faktoru intenzity. Kapacitní faktor charakterizuje celkový obsah kyselin nebo zásad v půdách, závisí na něm pufrační kapacita půd, stabilita reakce v čase a ve vztahu k vnějším vlivům. Faktor intenzity charakterizuje sílu okamžitého působení kyselin nebo zásad na půdu a rostliny; závisí na tom tok minerálů do rostlin v daném časovém období. To nám umožňuje přesněji odhadnout kyselost půdy, protože v tomto případě se bere v úvahu celkové množství vodíkových a hliníkových iontů v půdě ve volném a absorbovaném stavu, aktuální kyselost (pH) se určuje potenciometricky. Potenciální kyselost se určuje převodem na roztok iontů vodík a hliník při obdělávání půdy nadbytkem neutrálních solí (KCl):
Výměnná kyselost půdy se posuzuje podle množství vytvořené volné kyseliny chlorovodíkové. Část iontů H + zůstává v absorbovaném stavu (silná HCl vzniklá v důsledku p-ii zcela disociuje a nadbytek volného H + v roztoku brání jejich úplnému vytěsnění z FPC). Méně pohyblivou část H + iontů lze převést do roztoku pouze dalším ošetřením půdy roztoky hydrolyticky alkalických solí (CH 3 COONa).
Hydrolytická kyselost půd se posuzuje podle množství vytvořené volné kyseliny octové. V tomto případě vodíkové ionty zcela přecházejí do roztoku (jsou vytěsněny z PPC), protože výsledná kyselina octová silně váže vodíkové ionty a reakce se posouvá doprava až do úplného vytěsnění vodíkových iontů z FPC. Hodnota hydrolytické acidity je rovna rozdílu mezi výsledky získanými zpracováním půdy s CH 3 COONa a KCl. V praxi se hodnota hydrolytické kyselosti bere jako výsledek získaný zpracováním půdy s CH 3 COONa.
Kyselost půdy je určena nejen vodíkovými ionty, ale také hliníkem:
Vysráží se hydroxid hlinitý a systém se prakticky neliší od systému, který obsahuje pouze absorbované vodíkové ionty. Ale i když AlCl% zůstane v roztoku, pak během titrace
AlCl3 + 3 NaOH \u003d A (OH) 3 + 3 NaCl
což je ekvivalentní reakci
3 HCl + 3 NaOH = 3 NaCl + 3 H 2 O. Absorbované hliníkové ionty jsou vytěsněny také při kultivaci půdy roztokem CH 3 COONa. V tomto případě se veškerý vytěsněný hliník vysráží ve formě hydroxidu.
Podle stupně kyselosti, stanoveno v solném extraktu 0,1n. KKCl potenciometricky se půdy dělí na:
Stanovení pH, výměnné kyselosti a mobilhliník podle Sokolova
Stanovení výměnné kyselosti je založeno na vytěsnění vodíkových a hliníkových iontů 1,0 n z FPC. Roztok KKCl:
Vzniklá kyselina se titruje alkálií a vypočítá se hodnota vyměnitelné kyselosti, vzhledem k součtu vodíkových a hliníkových iontů. Al se vysráží 3,5% roztokem NaF.
Opakovaná titrace roztoku umožňuje určit kyselost pouze díky vodíkovým iontům.
Podle rozdílu mezi údaji první a druhé titrace se vypočítá obsah hliníku v půdě.
Průběh analýzy
1. Na technické váze odeberte vzorek 40 g zeminy suché na vzduchu metodou průměrného vzorku.
2. Přeneste vzorek do kónické baňky o objemu 150–300 ml.
3. Nalijte 100 ml 1,0 N z byrety. KCI (pH 5,6-6,0).
4. Třepejte na rotátoru 1 hodinu nebo třepejte 15 minut. a nechte přes noc.
5. Filtrujte přes suchou papírovou skládanou nálevku, první část filtrátu vyhoďte.
6. Potenciometricky určete hodnotu pH ve filtrátu.
7. Ke stanovení vyměnitelné kyselosti napipetujte 25 ml filtrátu do 100 ml Erlenmeyerovy baňky.
8. Filtrát vařte na hořáku nebo elektrickém sporáku 5 minut. přesýpací hodiny k odstranění oxidu uhličitého.
9. K filtrátu přidejte 2 kapky fenolftaleinu a horký roztok titrujte 0,01 nebo 0,02 N. alkalického roztoku (KOH nebo NaOH) do stabilní růžové barvy - 1. titrace.
10. Do jiné Erlenmeyerovy baňky napipetujte také 25 ml filtrátu, vařte 5 minut, ochlaďte ve vodní lázni na pokojovou teplotu.
11. Do vychladlého filtrátu nalijte pipetou 1,5 ml 3,5% roztoku fluoridu sodného, promíchejte.
12. Přidejte 2 kapky fenolftaleinu a titrujte 0,01 nebo 0,02 N. alkalický roztok do mírně růžového zbarvení - 2. titrace.
Výpočet
1. Výměnná kyselost díky vodíkovým a hliníkovým iontům (podle výsledků 1. titrace) v meq na 100 g suché půdy:
kde: P - ředění 100/25=4; H - vzorek půdy v gramech; K - koeficient půdní vlhkosti; ml KOH - množství alkálie použité pro titraci; n. KOH - alkalická normalita.
2 Výpočet kyselosti vlivem vodíkových iontů je stejný, ale podle výsledků druhé titrace, po vysrážení hliníku.
* Při stanovení těchto ukazatelů ve vlhké půdě se současně zjišťuje procento vlhkosti.
Reagencie
1. Řešení 1 n. KCl, 74,6 g chemicky čistý KCl se rozpustí ve 400-500 ml destilované vody, převede se do odměrné baňky na 1 litr a doplní se po značku. pH činidla by mělo být 5,6-6,0 (před zahájením analýzy zkontrolujte - v případě potřeby nastavte požadovanou hodnotu pH přidáním 10% roztoku KOH)
2. 0,01 nebo 0,02 n. roztok KOH nebo NaOH se připraví z navážené části činidla nebo fixanalu.
3. 3,5% roztok fluoridu sodného, připravený s destilovanou vodou bez CO 2 (destilovaná voda se vaří, odpaří se na 1/3 původního objemu).
Metody stanovení prioritních polutantů v půdách
Samostatně, s ohledem na závažnost a důležitost problému, je třeba zmínit potřebu analýzy těžkých kovů v půdách. Identifikace kontaminace půd těžkými kovy je prováděna přímými metodami vzorkování půd ve studovaných oblastech a jejich chemickým rozborem. Používá se také řada nepřímých metod: vizuální hodnocení stavu fytogeneze, analýza distribuce a chování indikačních druhů mezi rostlinami, bezobratlými a mikroorganismy. Doporučuje se odebírat vzorky půdy a vegetace podél poloměru od zdroje znečištění s přihlédnutím k převládajícím větrům na trase dlouhé 25-30 km. Vzdálenost od zdroje znečištění k detekci halo znečištění se může lišit od stovek metrů až po desítky kilometrů. Stanovení úrovně toxicity těžkých kovů není jednoduché. U půd s různým mechanickým složením a obsahem organické hmoty bude tato úroveň odlišná. MPC byly navrženy pro rtuť - 25 mg/kg, arsen - 12-15, kadmium - 20 mg/kg. Byly stanoveny některé škodlivé koncentrace řady těžkých kovů v rostlinách (g/mil.): olovo - 10, rtuť - 0,04, chrom - 2, kadmium - 3, zinek a mangan - 300, měď - 150, kobalt - 5, molybden a nikl - 3, vanad - 2. Kadmium. V kyselých půdních roztocích je přítomen ve formách Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, alkalické půdy - Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, CdHCO 3. Ionty kadmia (Cd 2+) tvoří 80-90 % z celkového množství v roztoku, kromě těch půd, které jsou kontaminovány chloridy a sírany. V tomto případě je 50 % z celkového množství kadmia CdCl + a CdS04. Kadmium je náchylné k aktivní biokoncentraci, která vede v krátké době k jeho přebytku v biologicky dostupných koncentracích. Kadmium je tedy nejsilnější půdní toxický ve srovnání s jinými těžkými kovy. Kadmium netvoří vlastní minerály, ale je přítomno ve formě nečistot, nejvíce je v půdách zastoupeno výměnnými formami (56-84 %). Kadmium se s humusovými látkami prakticky neváže. Vést. Půdy se vyznačují méně rozpustnými a méně pohyblivými formami olova ve srovnání s kadmiem. Obsah tohoto prvku ve vodě rozpustné formě je 1,4%, ve výměně - 10% hrubého; více než 8 % olova je spojeno s organickou hmotou, většina z tato částka je zaúčtována fulváty. 79 % olova je spojeno s minerální složkou půdy. Koncentrace olova v půdách pozaďových oblastí světa je 1-80 mg/kg. Výsledky mnohaletého celosvětového výzkumu ukázaly průměrný obsah olova v půdách 16 mg/kg. Rtuť. Rtuť je nejtoxičtějším prvkem v přírodních ekosystémech. Iont Hg 2+ může být přítomen ve formě jednotlivých organortuťových sloučenin (methyl-, fenyl-, ethylrtuť atd.). Ionty Hg 2+ a Hg + mohou být spojeny s minerály jako součást jejich krystalové mřížky. Při nízkých hodnotách pH půdní suspenze je většina rtuti sorbována organickou hmotou a se zvyšujícím se pH se zvyšuje množství rtuti spojené s půdními minerály.
Olovo a kadmium
Pro stanovení obsahu olova a kadmia v objektech přírodního prostředí na úrovni pozadí se nejvíce využívá metoda atomové absorpční spektrofotometrie (AAS). Metoda AAS je založena na atomizaci analyzovaného prvku převedeného do roztoku v grafitovém článku v atmosféře inertního plynu a absorpci rezonanční čáry emisního spektra duté katodové výbojky odpovídajícího kovu. Absorpce olova se měří při vlnové délce 283,3 nm, kadmium při vlnové délce 228,8 nm. Analyzovaný roztok prochází fázemi sušení, zpopelnění a atomizace v grafitovém článku pomocí vysokoteplotního ohřevu elektrickým proudem v proudu inertního plynu. Absorpce rezonanční čáry emisního spektra duté katodové lampy odpovídajícího prvku je úměrná obsahu tohoto prvku ve vzorku. Při elektrotermické atomizaci v grafitové kyvetě je limit detekce pro olovo 0,25 ng/ml, pro kadmium 0,02 ng/ml.
Pevné vzorky půdy se vloží do roztoku takto: 5 g na vzduchu vysušené půdy se vloží do křemenného kelímku, zalije se 50 ml koncentrované kyseliny dusičné, opatrně se odpaří na objem přibližně 10 ml, 2 ml 1N kyseliny chlorovodíkové jsou přidány. roztok kyseliny dusičné. Vzorek se ochladí a zfiltruje. Filtrát se v odměrné baňce zředí dvakrát destilovanou vodou na objem 50 ml. Do grafitové kyvety se mikropipetou zavede alikvot 20 μl vzorku a změří se koncentrace prvku.
Rtuť
Nejselektivnější a vysoce citlivou metodou pro stanovení obsahu rtuti v různých přírodních objektech je metoda atomové absorpce za studena. Vzorky půdy se mineralizují a rozpouštějí směsí kyseliny sírové a dusičné. Výsledné roztoky se analyzují atomovou absorpcí. Rtuť v roztoku se redukuje na kovovou rtuť a pomocí provzdušňovače se rtuťové páry přivádějí přímo do kyvety atomového absorpčního spektrofotometru. Mez detekce je 4 µg/kg.
Měření se provádí následovně: zařízení se uvede do provozu, zapne se mikroprocesor, do vzorku se nalije rozpuštěný vzorek o objemu 100 ml, poté se přidá 5 ml 10% roztoku chloridu cínatého a perlátor se zátkou na tenké části je okamžitě vložen. Zaznamenejte maximální hodnotu spektrofotometru, který se používá k výpočtu koncentrace.
2. Analýza rostlin
Analýza rostlin nám umožňuje vyřešit následující problémy.
1. Zkoumejte transformaci makro- a mikroprvků v systému půda - rostlina- hnojiva pro různé způsoby pěstování rostlin.
2. Určete obsah hlavních biosložek v rostlinných předmětech a krmivech: bílkovin, tuků, sacharidů, vitamínů, alkaloidů a korespondenci jejich obsahu přijaté normy a standardy.
3. Posoudit vhodnost rostlin pro spotřebitele (dusičnany, těžké kovy, alkaloidy, toxické látky).
Výběr vzorek rostliny
Odběr vzorků rostlin je kritickou fází práce, která vyžaduje určité dovednosti a zkušenosti. Chyby ve vzorkování a přípravě k analýze nejsou kompenzovány kvalitním analytickým zpracováním odebraného materiálu. Základem vzorkování rostlin v agro- a biocenózách je metoda průměrného vzorkování. Aby průměrný vzorek odrážel stav celé populace rostlin, bere se v úvahu makro- a mikroreliéf, hydrotermální podmínky, rovnoměrnost a hustota postavení rostlin a jejich biologické charakteristiky.
Vzorky rostlin se odebírají za suchého počasí, ráno, po zaschnutí rosy. Při studiu metabolických procesů v rostlinách v dynamice jsou tyto hodiny pozorovány během celého vegetačního období.
Jsou zde kontinuální výsevné plodiny: pšenice, oves, ječmen, obiloviny, trávy atd. a kultivované plodiny: brambory, kukuřice, řepa atd.
Pro kontinuální výsev je na pokusném pozemku rovnoměrně rozděleno 5-6 pozemků o velikosti 0,25-1,00 m 2, rostliny z pozemku sečou na výšku 3-5 cm Celkový objem odebraného materiálu je kombinovaný vzorek . Po pečlivém zprůměrování tohoto vzorku se odebere průměrný vzorek o hmotnosti 1 kg. Průměrný vzorek se zváží a poté se analyzuje podle botanického složení, přičemž se zohlední plevel, nemocné rostliny, které jsou vyloučeny ze vzorku.
Rozdělení rostlin na orgány se provádí s váhovým účtováním ve vzorku listů, stonků, klasů, květů, klasů. Mladé rostliny nejsou rozlišeny podle orgánů a jsou fixovány jako celek. Pro řádkové plodiny, zejména vysoké plodiny, jako je kukuřice, slunečnice atd. kombinovaný vzorek se skládá z 10-20 rostlin střední velikosti odebraných diagonálně z pozemku nebo střídavě v nesousedních řadách.
Při výběru okopanin se vykope 10-20 rostlin střední velikosti, očistí se od půdy, vysuší, zváží, oddělí se nadzemní orgány a zváží se okopaniny.
Průměrný vzorek je vyroben s ohledem na velikost hlíz, klasů, košů atd. K tomu se materiál vizuálně třídí na velké, střední, malé a podle toho majetková účast zlomky tvoří průměrný vzorek. U vysokých plodin lze vzorek zprůměrovat podélnou disekcí celé rostliny shora dolů.
Kritériem pro posouzení správného odběru vzorků je konvergence výsledků chemické analýzy při paralelních stanoveních. Rychlost chemických reakcí ve vzorcích rostlin odebraných během aktivní vegetace je mnohem vyšší než u mnoha analyzovaných objektů. Díky práci enzymů pokračují biochemické procesy, jejichž výsledkem je rozklad látek, jako je škrob, bílkoviny, organické kyseliny a především vitamíny. Úkolem výzkumníka je zkrátit na minimum dobu od odběru vzorků po analýzu nebo fixaci rostlinného materiálu. Snížení rychlosti reakcí lze dosáhnout prací s čerstvými rostlinami v chladu v klimatické komoře (+4°C), jakož i krátkodobým skladováním v domácí lednici. V čerstvém rostlinném materiálu při přirozené vlhkosti se stanovují ve vodě rozpustné formy bílkovin, sacharidů, enzymů, draslíku, fosforu a stanovuje se obsah dusičnanů a dusitanů. S malou chybou lze tato stanovení provést ve vzorcích rostlin po lyofilizaci.
Ve fixovaných vzorcích suchých na vzduchu jsou stanoveny všechny makroživiny, tzn. složení popela rostlin, celkový obsah bílkovin, sacharidů, tuků, vlákniny, pektinových látek. Sušení vzorky rostlin na absolutně suchou hmotnost pro analýzu je nepřijatelné, protože je narušena rozpustnost a fyzikálně-chemické vlastnosti mnoha organických sloučenin a dochází k nevratné denaturaci proteinů. Při analýze technologické vlastnosti jakékoliv předměty, je povoleno sušení při teplotě nepřesahující 30 °C. Zvýšené teploty měnit vlastnosti protein-sacharidových komplexů v rostlinách a zkreslovat výsledky stanovení.
Fixace rostlinného materiálu
Uchování organických a popelovitých látek ve vzorcích rostlin v množství blízkém jejich přirozenému stavu se provádí z důvodu fixace. Používá se fixace teploty a sušení mrazem. V prvním případě se stabilizace složení rostlin provádí díky inaktivaci enzymů a ve druhém případě díky sublimaci, zatímco rostlinné enzymy zůstávají v aktivním stavu, proteiny nedenaturují. Teplotní fixace rostlinného materiálu se provádí v peci. Rostlinný materiál se umístí do kraftových papírových sáčků a vloží do pece předehřáté na 105-110 °C. Po naložení se teplota udržuje na 90-95°C po dobu 10-20 minut v závislosti na vlastnostech rostlinného materiálu. Při takovém teplotním ošetření vlivem vodní páry dochází k inaktivaci rostlinných enzymů. Na konci fixace by měl být rostlinný materiál vlhký a zpomalený, přičemž by si měl zachovat barvu. Další sušení vzorku se provádí za přístupu vzduchu v otevřených sáčcích při teplotě 50-60°C po dobu 3-4 hod. Uvedené teploty a časové intervaly by neměly být překročeny. Dlouhé zahřívání při vysoká teplota vede k tepelnému rozkladu mnoha látek obsahujících dusík a karamelizaci sacharidů rostlinné hmoty. Vzorky rostlin s vysokým obsahem vody - kořeny, plody, bobule atd. rozdělena na segmenty tak, aby analýza zahrnovala periferní a centrální část plodu. Soubor segmentů pro odběr vzorků je tvořen segmenty velkých, středních a malých plodů nebo hlíz v jejich vhodném poměru v porostu. Segmenty průměrného vzorku jsou rozdrceny a fixovány v smaltovaných kyvetách. Pokud jsou vzorky objemné, pak se nadzemní část rostlin těsně před fixací rozdrtí a rychle uzavře do sáčků. Pokud mají vzorky určovat pouze soubor chemických prvků, nelze je fixovat, ale sušit při pokojové teplotě. Sušení rostlinného materiálu se nejlépe provádí v termostatu při teplotě 40-60 0 C, protože při pokojové teplotě může hmota hnít a kontaminovat se prachovými částicemi z atmosféry. Vzorky obilí a semen nepodléhají teplotní fixaci, ale suší se při teplotě do 30°C. Lyofilizace rostlinného materiálu (sušení sublimací) je založena na odpařování ledu s obtokem kapalné fáze. Sušení materiálu během lyofilizace se provádí následovně: vybraný rostlinný materiál se zmrazí do pevného stavu a vzorek se naplní kapalným dusíkem. Vzorek se poté umístí do lyofilizátoru, kde se suší při nízké teplotě a ve vakuu. V tomto případě je vlhkost absorbována speciálním desikantem (reagentem), který se používá jako silikagel, chlorid vápenatý atd. Lyofilizace inhibuje enzymatické procesy, ale enzymy samotné zůstávají zachovány.
Mletí vzorků rostlin a jejich skladování.
Mletí rostlin se provádí za sucha na vzduchu. Rychlost mletí se zvyšuje, pokud jsou vzorky předsušené v termostatu. Nepřítomnost hygroskopické vlhkosti v nich je určena vizuálně: křehké, snadno lámavé stonky a listy v rukou jsou nejvhodnějším materiálem pro broušení.
Pro mletí sypkých vzorků o hmotnosti nad 30 g se používají laboratorní mlýnky, pro mletí malých vzorků domácí mlýnky na kávu. Ve velmi malých množstvích jsou vzorky rostlin rozemlety v porcelánovém hmoždíři a poté materiál prochází sítem. Rozdrcený materiál se proseje přes síto. Průměr otvorů závisí na specifikách analýzy: od 1 mm do 0,25 mm. Část materiálu, která neprošla sítem, se znovu mele ve mlýně nebo v hmoždíři. "Odmítnutí" rostlinného materiálu není povoleno, protože se tím mění složení průměrného vzorku. Při velkém objemu mletých vzorků je možné objem zmenšit přechodem z průměrného laboratorního vzorku na průměrný analytický, jehož hmotnost je 10-50 g, u zrna minimálně 100 g. Výběr je vyrobeno čtvrcením. Laboratorní vzorek je rovnoměrně rozložen na papíře nebo skle ve formě kruhu nebo čtverce. Špachtle je rozdělena na malé čtverce (1-3 cm) nebo segmenty. Materiál z nesousedících čtverců se odebírá do analytického vzorku.
Stanovení různých látek v rostlinném materiálu
Stanovení vodorozpustných forem sacharidů
Obsah sacharidů a jejich rozmanitost jsou určeny rostlinným druhem, vývojovou fází a abiotickými faktory prostředí a značně se liší. Pro stanovení monosacharidů existují kvantitativní metody: chemické, polarimetrické. Stanovení polysacharidů v rostlinách se provádí stejnými metodami, ale nejprve je kyslíková vazba (-O-) těchto sloučenin zničena v procesu kyselé hydrolýzy. Jedna z hlavních metod stanovení - Bertrandova metoda je založena na extrakci rozpustných sacharidů z rostlinného materiálu horkou destilovanou vodou. V jedné části filtrátu se stanovují monosacharidy, ve druhé se po hydrolýze kyselinou chlorovodíkovou stanovují di- a trisacharidy, které se rozkládají na glukózu.
Stanovení draslíku, fosforu, dusíku na základě na reakce hydrolýzy a oxidace organických látek rostlin se silnými oxidačními činidly (směs síry a chloru na-t). Hlavním oxidačním činidlem je kyselina chloristá (HclO 4). Organické látky bez dusíku se oxidují na vodu a oxid uhličitý, přičemž se uvolňují prvky popela ve formě oxidů. Organické sloučeniny obsahující dusík se hydrolyzují a oxidují na vodu a oxid uhličitý, přičemž se uvolňuje dusík ve formě amoniaku, který je okamžitě vázán kyselinou sírovou. V roztoku jsou tedy prvky popela ve formě oxidů a dusík ve formě síranu amonného a amonné soli kyseliny chloristé. Metoda eliminuje ztráty dusíku, fosforu a draslíku ve formě jejich oxidů, protože rostlinná hmota je vystavena teplotě 332°C. To je bod varu kyseliny sírové, zatímco kyselina chloristá má mnohem nižší bod varu - 121 °C.
Definiceobsah dusičnanů a dusitanů. Rostliny akumulují dusičnany a dusitany ve velkém množství. Tyto sloučeniny jsou toxické pro člověka i zvířata, nebezpečné jsou zejména dusitany, jejichž toxicita je 10x vyšší než u dusičnanů. Dusitany v lidském a zvířecím těle přeměňují železnaté železo hemoglobinu na trojmocné. Výsledný metahemoglobin není schopen přenášet kyslík. Je nutná přísná kontrola obsahu dusičnanů a dusitanů v rostlinných produktech. Pro stanovení obsahu dusičnanů v rostlinách byla vyvinuta řada metod. Nejpoužívanější ionometrická expresní metoda. Dusičnany se extrahují roztokem kamence draselného, následuje měření koncentrace dusičnanů v roztoku pomocí iontově selektivní elektrody. Citlivost metody je 6 mg/dm 3 . Mez stanovení dusičnanů v suchém vzorku je 300 ml -1 , v surovém - 24 -30 ml - 1 . Zastavme se podrobněji u analýzy celkového dusíku v rostlinách.
Stanovení celkového dusíku pomocí Kbeldalu
Vyšší obsah dusíku je pozorován v generativních orgánech, zejména v obilí, a jeho koncentrace je nižší v listech, stoncích, kořenech, okopaninách a velmi málo ve slámě. Celkový dusík v rostlině je reprezentován dvěma formami: bílkovinným dusíkem a dusíkem nebílkovinných sloučenin. Mezi posledně jmenované patří dusík, který je součástí amidů, volné aminokyseliny, dusičnany a amoniak.
Obsah bílkovin v rostlinách je určen množstvím bílkovinného dusíku, obsah bílkovinného dusíku (v procentech) se násobí faktorem 6,25 při analýze vegetativních orgánů a okopanin a 5,7 při analýze zrna. Nebílkovinné formy dusíku tvoří 10-30 % celkového dusíku ve vegetativních orgánech a ne více než 10 % v zrnu. Obsah nebílkovinného dusíku ke konci vegetačního období klesá, proto je v produkčních podmínkách jeho podíl zanedbáván. V tomto případě se stanoví celkový dusík (v procentech) a jeho obsah se převede na bílkoviny. Tento indikátor se nazývá „surový protein“ nebo protein. Princip metody. Část rostlinného materiálu je spálena v Kjeldahlově baňce s koncentrovanou kyselinou sírovou za přítomnosti jednoho z katalyzátorů (kovový selen, peroxid vodíku, kyselina chloristá atd.) Teplota zpopelnění 332°C. V procesu hydrolýzy a oxidace organické hmoty se dusík v baňce ukládá v roztoku ve formě síranu amonného.
Amoniak se oddestiluje v Kjeldahlově přístroji zahříváním a varem roztoku.
V kyselém prostředí nedochází k hydrolytické disociaci síranu amonného, parciální tlak amoniaku je nulový. V alkalickém prostředí se rovnováha posouvá, v roztoku vzniká amoniak, který se při zahřívání snadno odpařuje.
2NH4OH \u003d 2NH3 * 2H20.
Amoniak se neztrácí, ale prochází lednicí nejprve ve formě plynu a poté, kondenzuje, padá do přijímače s titrovanou kyselinou sírovou a váže se s ní, opět tvoří síran amonný:
2NH3 + H2SO4 \u003d (NH4)2S04.
Přebytek kyseliny, který není spojen s amoniakem, se titruje zásadou přesně stanovené normality pomocí kombinovaného indikátoru nebo methyl rota.
Průběh analýzy
1. Na analytické váze odeberte pomocí zkumavky vzorek rostlinného materiálu? 0,3-0,5 ± 0,0001 g (podle rozdílu mezi hmotností zkumavky se vzorkem a hmotností zkumavky se zbytky materiál) a na konec zkumavky nasaďte pryžovou hadičku 12-15 cm a opatrně spusťte vzorek na dno Kjeldahlovy baňky. Do baňky s malým válečkem nalijte 10-12 ml koncentrované kyseliny sírové (d=1,84). Rovnoměrné zpopelnění rostlinného materiálu začíná již při pokojové teplotě, proto je lepší nechat vzorky naplněné kyselinou přes noc.
2. Baňky položte na elektrický sporák a provádějte postupné spalování, nejprve na nízkou teplotu (dejte azbest), poté na vysokou za občasného mírného protřepávání. Když se roztok stane homogenním, přidejte katalyzátor (několik krystalů selenu nebo několik kapek peroxidu vodíku) a pokračujte v hoření, dokud se roztok zcela nezbarví.
Katalyzátory. Použití katalyzátorů přispívá ke zvýšení bodu varu kyseliny sírové a urychlení zpopelnění. V různých modifikacích Kjeldahlovy metody se používá kovová rtuť a selen, síran draselný, síran měďnatý, peroxid vodíku. Nedoporučuje se používat pro spalování jako katalyzátor samotnou kyselinu chloristou nebo smíchanou s kyselinou sírovou. Rychlost oxidace materiálu je v tomto případě zajištěna nikoli zvýšením teploty, ale rychlým uvolňováním kyslíku, které je doprovázeno ztrátami dusíku při zpopelňování.
3. Odstraňování amoniaku. Po ukončení spalování se Kjeldahlova baňka ochladí a po stěnách se do ní opatrně nalije destilovaná voda, obsah se promíchá a hrdlo baňky se opláchne. První část vody se nalije po hrdlo a kvantitativně se přenese do 1 1 baňky s kulatým dnem. Kjeldahlova baňka se ještě 5-6krát promyje malými dávkami horké destilované vody, přičemž se promývací voda pokaždé vypustí do destilační baňky. Destilační baňku naplňte promývací vodou do 2/3 objemu a přidejte 2-3 kapky fenolftaleinu. Malé množství vody znesnadňuje odpařování během destilace a velké množství může způsobit přesun vroucí vody do chladničky.
4. Nalijte 25-30 ml 0,1 n. H 2 SO 4 (s přesně nastaveným titrem), přidejte 2-3 kapky methylroth indikátoru nebo Groakova činidla (fialová barva). Špička trubice chladničky je ponořena do kyseliny. Odizolovací baňka se umístí na ohřívač a připojí se k lednici, přičemž se kontroluje těsnost spoje. Ke zničení síranu amonného a odstranění amoniaku se používá 40% roztok alkálie odebraný v objemu, který je čtyřnásobkem objemu koncentrované kyseliny sírové odebrané během spalování vzorku.
Podstata agronomické chemie. Půdní znaky, soustava ukazatelů chemického složení, principy stanovení a interpretace. Metody stanovení prioritních znečišťujících látek. Analýza rostlin. Stanovení druhů a forem minerálních hnojiv.
semestrální práce, přidáno 25.03.2009
Metody klasifikace hnojiv. Vlastnosti skladování a manipulace s minerálními hnojivy, požadavky na jejich kvalitu. Povinné označování minerálních hnojiv. Výpočet dávek minerálních hnojiv podle účinné látky. Technika hnojení.
tutoriál, přidáno 15.06.2010
Monitoring, klasifikace půd. Metoda stanovení hygroskopické vlhkosti půdy, výměnná kyselost. Stanovení celkové alkality a alkality vlivem uhličitanových iontů. Komplexometrické stanovení celkového obsahu železa v půdách.
úkol, přidáno 11.9.2010
Metody stanovení železa v půdách: atomová absorpce a komplexometrické. Poměr skupin sloučenin železa v různých půdách. Metody stanovení mobilních forem železa pomocí thiokyanatanu amonného. Referenční roztoky pro analýzu.
test, přidáno 12.8.2010
Látky, především soli, které obsahují živiny potřebné pro rostliny. Dusíkatá, fosfátová a draselná hnojiva. Význam a využití všech faktorů, které určují vysoký účinek hnojiv s přihlédnutím k agrometeorologickým podmínkám.
abstrakt, přidáno 24.12.2013
Složení a vlastnosti základních dusíkatých hnojiv. Draselná hnojiva, jejich vlastnosti. Vysoká, nížinná a přechodná rašelina. Hodnota produkce minerálních hnojiv v ekonomice země. Technologický proces Výroba. Ochrana životního prostředí.
semestrální práce, přidáno 16.12.2015
Přehled vývoje metody stanovení dusíku v oceli. Charakteristika systému analyzátoru kapalného kovového dusíku multilaboratorní nitrisový systém. Vlastnosti špičky sondy Nitris ponořené do tekuté oceli. Analýza fází cyklu měření obsahu dusíku.
test, přidáno 05.03.2015
abstrakt, přidáno 23.01.2010
obecné charakteristiky minerální hnojiva. Technologický systém výroba dusičnanu amonného v JSC "Akron". Příprava materiálové a tepelné bilance. Stanovení teploty procesu, konečné koncentrace ledku; vlastnosti produktu.
zpráva z praxe, přidáno 30.08.2015
Vlastnosti měření složení látek a materiálů. Podrobný popis metod pro stanovení neznámých koncentrací v instrumentálních metodách analýzy. Zobecněný výklad fyzikální a chemické analýzy jako samostatná vědní disciplína.
Vlastnosti všech rostlinných organismů a vnitřních struktur, které jsou jim vlastní určité typy, jsou určovány mnohostrannými, neustále se měnícími vlivy prostředí. Významný je vliv takových faktorů, jako je klima, půda, ale i oběh látek a energie. Tradičně se pro identifikaci vlastností léčivých přípravků nebo potravin stanovují podíly látek, které lze analyticky izolovat. Ale tyto jednotlivé látky nemohou pokrýt všechny vnitřní vlastnosti, například léčivých a aromatických rostlin. Proto takové popisy jednotlivých vlastností rostlin nemohou uspokojit všechny naše potřeby. Pro vyčerpávající popis vlastností rostlinných léčivých přípravků, včetně biologické aktivity, je zapotřebí komplexní komplexní studie. Existuje řada metod, jak identifikovat kvalitu a množství biologicky aktivních látek ve složení rostliny a také místa jejich akumulace.
Luminiscenční mikroskopická analýza založené na skutečnosti, že biologicky aktivní látky obsažené v rostlině dávají jasně barevnou záři ve fluorescenčním mikroskopu a různé chemikálie se vyznačují různými barvami. Alkaloidy tedy dávají žlutou barvu a glykosidy oranžovou. Tato metoda se používá především k identifikaci oblastí akumulace účinných látek v rostlinných pletivech a intenzita záře ukazuje na větší či menší koncentraci těchto látek. Fytochemická analýza je určen k identifikaci kvalitativního a kvantitativního ukazatele obsahu účinných látek v eastenium. Ke stanovení kvality se používají chemické reakce. Množství účinných látek v rostlině je hlavním ukazatelem její dobré kvality, proto se jejich objemová analýza provádí i chemickými metodami. Pro studium rostlin obsahujících účinné látky, jako jsou alkaloidy, kumariny,
glavony, které vyžadují nejen jednoduchou souhrnnou analýzu, ale také jejich separaci na složky, se nazývají chromatografická analýza. Chromatografická metoda analýzy byl poprvé představen v roce 1903 botanikem
barvu a od té doby byly vyvinuty její různé varianty, které mají nezávislou
význam. Tento způsob dělení směsi g-zeets na složky je založen na rozdílu v jejich fyzikálních a chemické vlastnosti. Fotografickou metodou, pomocí panoramatické chromatografie, lze zviditelnit vnitřní struktura rostliny, viz linie, tvary a barvy rostlin. Takové obrázky, získané z vodných extraktů, jsou uchovány na filtračním papíru s dusičnanem stříbrným a reprodukovány. Úspěšně se vyvíjí metoda pro interpretaci chromatogramů. Tato metodika je podpořena daty získanými pomocí jiných, již známých, ověřených metod.
Na základě cirkulačních chromodiagramů pokračuje vývoj metody panoramatické chromatografie pro stanovení kvality rostliny podle přítomnosti koncentrovaných živin v ní. Výsledky získané pomocí této metody by měly být podpořeny daty z analýzy úrovně kyselosti rostliny, interakcí enzymů v ní obsažených atd. Hlavním úkolem dalšího rozvoje chromatografické metody analýzy rostlin by mělo být nalezení způsoby ovlivnění rostlinných surovin při jejich pěstování, prvotním zpracování, skladování a ve fázi přímého příjmu lékových forem za účelem zvýšení obsahu cenných účinných látek v nich.
Aktualizováno: 09.07.2019 22:27:53
Při zjišťování potřeby rostlin na hnojiva se spolu s agrochemickými rozbory půdy, polními a vegetačními pokusy, mikrobiologickými a dalšími metodami začaly stále více uplatňovat metody diagnostiky rostlin.
V současné době jsou široce používány následující metody diagnostiky rostlin: 1) chemický rozbor rostlin, 2) vizuální diagnostika a 3) injektáž a postřik. Chemický rozbor rostlin je nejběžnější metodou pro diagnostiku potřeby aplikace hnojiv.
Chemická diagnostika je zastoupena třemi typy: 1) listová diagnostika, 2) tkáňová diagnostika a 3) rychlé (expresní) metody analýzy rostlin.
Důležité kroky v diagnostice rostlin pomocí chemické analýzy jsou: 1) odebrání vzorku rostliny pro analýzu; 2) zohlednění doprovodných podmínek růstu rostlin; 3) chemická analýza rostlin; 4) zpracování analytických dat a vypracování závěru o potřebě rostlin v hnojivech.
Odebírání vzorků rostlin k analýze. Při výběru rostlin k analýze je třeba dbát na to, aby odebrané rostliny odpovídaly průměrnému stavu rostlin v daném úseku pole. Pokud je výsev homogenní, pak lze omezit jeden vzorek; pokud existují skvrny lépe vyvinutých nebo naopak hůře vyvinutých rostlin, pak se z každé z těchto skvrn odebere samostatný vzorek ke zjištění příčiny změněného stavu rostliny. Obsah živin v dobře vyvinutých rostlinách lze v tomto případě použít jako indikátor normálního složení daného rostlinného druhu.
Při provádění rozborů je nutné sjednotit techniku odběru a přípravy vzorku: odběr stejných částí rostliny vrstvením, polohu na rostlině a fyziologické stáří.
Výběr části rostliny pro analýzu závisí na metodě chemické diagnostiky. Pro získání spolehlivých dat je nutné odebrat vzorky alespoň z deseti rostlin.
Ve stromových kulturách, vzhledem k jejich zvláštnostem změny související s věkem odběr vzorků rostlin je poněkud obtížnější než u polních plodin. Doporučuje se provádět výzkum v následujících věkových obdobích: sazenice, sazenice, mladé a plodící rostliny. Listy, jejich řapíky, pupeny, výhonky nebo jiné orgány odebírat z horní třetiny výhonů ze středního pásma koruny stromů nebo keřů stejného stáří a kvality, dodržující stejné pořadí, a to: buď pouze od ovocné výhonky, nebo pouze z neovocných výhonků, případně z výhonků současného růstu, nebo listů na přímém slunci nebo rozptýleném světle. Všechny tyto body je třeba vzít v úvahu, protože všechny ovlivňují chemické složení listů. Je třeba poznamenat, že nejlepší korelace mezi chemické složení výnosu listů a plodů se získá, když se jako vzorek odebere list, v jehož paždí se vyvine poupě.
V jaké fázi vývoje rostliny by měly být odebrány vzorky pro analýzu? Budeme-li mít na paměti získání nejlepší korelace se sklizní, pak nejlépe vyjde analýza rostlin ve fázi květu nebo zrání. Lundegard, Kolarzhik a další výzkumníci se tedy domnívají, že kvetení je takovou fází pro všechny rostliny, protože v tuto chvíli jsou hlavní růstové procesy u konce a nárůst hmoty „neředí“ procento látek.
K vyřešení problému, jak změnit výživu rostlin, aby se zajistila tvorba nejlepšího výnosu, je nutné analyzovat rostliny v dřívějších obdobích vývoje a ne jednou, ale několikrát (tři nebo čtyři), počínaje vzhled jednoho nebo dvou listů.
Doba odběru vzorků. I termín: pro jarní obilniny (pšenice, oves, kukuřice) - ve fázi třílistů, tj. před začátkem diferenciace zárodečného klasu nebo laty; pro len - začátek "vánočního stromu"; u brambor, luštěnin, bavlny a dalších - fáze čtyř až pěti pravých listů, tedy před rašením; u cukrové řepy - fáze tří pravých listů.
II termín: pro jarní obilniny - ve fázi pěti listů, tj. ve fázi potrubí; u řepy - ve fázi nasazení šestého listu; pro všechny ostatní - při tvorbě prvních malých zelených poupat, tedy až do samého začátku pučení.
III termín: ve fázi květu; u řepy - při nasazení osmého-devátého listu.
IV termín: ve fázi mléčné zralosti semen; pro řepu - týden před sklizní.
U dřevin a bobulí se vzorky odebírají podle těchto fází tvorby plodiny: a) před květem, tj. na začátku silného růstu, b) kvetení, tj. v období silného růstu a fyziologického opadávání vaječníků, c) tvorbu plodů, d) zrání a sklizeň a e) období podzimního opadu listů.
Při stanovení načasování odběru vzorků rostlin je také nutné vzít v úvahu, v jakém období růstu a vývoje se vyskytují kritické nutriční hladiny. Termín "kritické úrovně" znamená nejnižší koncentrace živin v rostlinách během kritického období jejich vývoje, tj. koncentrace, pod kterými se rostlina zhoršuje a výnos klesá. Optimálním složením rostliny se rozumí takový obsah živin v ní v kritických fázích jejího vývoje, který zajišťuje vysoký výnos.
Hodnoty kritických úrovní a optimální složení zobrazeno pro některé kultury níže. Vzorky se odebírají ve všech případech ve stejnou denní dobu, nejlépe ráno (v 8-9 hodin), aby se předešlo změnám ve složení rostlin v důsledku každodenní stravy.
Účtování souvisejících podmínek. Ne vždy je správné posuzovat dostatek či nedostatečnost výživy rostlin některými prvky pouze podle chemického rozboru. Je známo mnoho skutečností, kdy nedostatek jedné nebo více živin, zpoždění fotosyntézy nebo narušení vodního, tepelného a jiného životně důležitého režimu může způsobit akumulaci toho či onoho prvku v rostlině, což by v žádném případě nemělo charakterizovat dostatek tento prvek v živném médiu (půda). Vyhnout se možné chyby a nepřesnosti v závěrech je nutné porovnat údaje chemického rozboru rostlin s řadou dalších ukazatelů: s hmotností, růstem a rychlostí vývoje rostlin v době odběru vzorků a s konečnou sklizní, s vizuální diagnostické znaky, se znaky zemědělské techniky, s agrochemickými vlastnostmi půdy, s povětrnostními podmínkami a řadou dalších ukazatelů ovlivňujících výživu rostlin. Proto je jednou z nejdůležitějších podmínek úspěšného využití diagnostiky rostlin co nejpodrobnější popis všech těchto ukazatelů pro jejich následné porovnání mezi sebou a s daty analýzy.
.jpg)
