طرق البحث الكيميائي في النباتات. التحليل الإجمالي للنباتات. الرصاص والكادميوم
يتم إجراء التحليل الإجمالي إما على أوراق موضع معين في النبات ، أو في الجزء الجوي بأكمله ، أو في أجهزة المؤشر الأخرى.
التشخيص بواسطة التحليل الإجماليالأوراق - ناضجة ، مكتملة النمو ، ولكن تعمل بنشاط ، كان يسمى "تشخيص الأوراق". تم اقتراحه من قبل العالمين الفرنسيين Lagatu و Mom وأيده Lundegard. هذا النوع حاليا التشخيص الكيميائييستخدم على نطاق واسع في الخارج وفي بلدنا ، خاصة بالنسبة للنباتات التي تستعيد جذورها النترات بالكامل تقريبًا وبالتالي من المستحيل التحكم في تغذية النيتروجين في هذا الشكل في الأجزاء الهوائية (التفاح وغيره من البذور والفاكهة ذات النواة والصنوبريات الغنية بالعفص ، بصلي الشكل ، وما إلى ذلك).
في التحليل الجماعي للأوراق أو أجزاء أخرى من النباتات ، تُستخدم الطرق المعتادة لرش المواد العضوية لتحديد N و P و K و Ca و Mg و S والعناصر الأخرى الموجودة فيه. في كثير من الأحيان ، يتم التحديد في جزأين: في أحدهما ، يتم تحديد النيتروجين بواسطة Kjeldahl ، وفي الآخر ، يتم تحديد العناصر المتبقية بعد الرماد الرطب أو شبه الجاف أو الجاف. في الرماد الرطب ، يتم استخدام H2SO4 القوي مع المحفزات ، أو خلطه مع HNO3 ، أو مع HClO4 ، أو مع H2O2. في الرماد الجاف ، من الضروري التحكم الدقيق في درجة الحرارة ، لأنه عند الاحتراق في درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية ، قد يكون هناك خسائر في P و S وعناصر أخرى.
بمبادرة من فرنسا ، في عام 1959 ، تم تنظيم اللجنة المشتركة بين المعاهد لدراسة تقنية تشخيص الصفيحة الكيميائية ، وتتألف من 13 معهدًا فرنسيًا و 5 بلجيكيًا وهولنديًا واثنين إسبانيًا وواحدًا إيطاليًا وواحدًا برتغاليًا. في 25 معملًا من هذه المعاهد ، تم إجراء تحليلات كيميائية لنفس عينات أوراق 13 محصولًا (حقليًا وحديقة) للمحتوى الكلي لـ N و P و K و Ca و Mg و Fe و Mn و Cu و Zn. سمح ذلك للجنة ، بعد المعالجة الرياضية للبيانات ، بالتوصية بطرق الحصول على عينات الأوراق القياسية وإعطاءها الطرق القياسيةهم تحليل كيميائيللتحكم في دقة هذه التحليلات في التشخيصات الورقية.
يوصى برماد عينات الأوراق على النحو التالي: لتحديد إجمالي النيتروجين وفقًا لـ Kjeldahl ، والرماد مع H2SO4 (sp. الوزن 1.84) ، مع المحفزات K2SO4 + CuSO4 والسيلينيوم. لتحديد العناصر الأخرى ، يتم استخدام الرماد الجاف للعينة في أطباق البلاتين مع تسخين تدريجي (ساعتان) للدثر إلى 450 درجة مئوية ؛ بعد التبريد في دثر لمدة ساعتين ، يذاب الرماد في 2-3 مل من الماء + 1 مل من حمض الهيدروكلوريك (sp. الوزن 1.19). تتبخر على الموقد حتى تظهر الأبخرة الأولى. يضاف الماء ، يصفى في دورق حجمي سعة 100 مل. يتم رماد عجينة المرشح عند 550 درجة مئوية (كحد أقصى) ، ويضاف 5 مل من حمض الهيدروفلوريك. يجف على بلاط عند درجة حرارة لا تزيد عن 250 درجة مئوية. بعد التبريد ، يضاف 1 مل من نفس حمض الهيدروكلوريك ويرشح مرة أخرى في نفس القارورة ، ويغسل ماء دافئ. يتم استخدام المرشح ، الذي يتم إحضاره إلى 100 مل بالماء ، لتحليل محتوى العناصر الكلية والصغرى.
هناك اختلاف كبير إلى حد ما في طرق جمع عينات النباتات ، والتي تختلف بشكل رئيسي في الأنواع النباتية - الغنية بالدهون أو السيليكون ، وما إلى ذلك ، وفي مهام تحديد عناصر معينة. كافية وصف مفصلتم إعطاء تقنية استخدام طرق الرماد الجاف هذه للعالم البولندي نوفوسيلسكي. كما يقدمون الأوصاف طرق مختلفةالرماد الرطب بمساعدة بعض العوامل المؤكسدة: H2SO4 ، HClO4 ، HNO3 أو H2O2 في مجموعة أو أخرى ، اعتمادًا على العناصر التي يتم تحديدها.
لتسريع التحليل ، ولكن ليس على حساب الدقة ، يتم البحث عن طرق لمثل هذه الطريقة لحرق عينة نباتية ، مما يجعل من الممكن تحديد عدة عناصر في عينة واحدة. استخدم V. V. تم العثور على مبدأ الرماد هذا ، مع بعض التحسينات تطبيق واسعفي العديد من المعامل في روسيا.
طريقة أخرى مستخدمة على نطاق واسع للرماد الحمضي لعينة من أجل التحديد المتزامن لعدة عناصر فيها اقترحها K.E. جينزبورغ ، ج. Shcheglova و E.A. يعتمد Wolfius على استخدام خليط من H2SO4 (sp. الوزن 1.84) و HClO4 (60٪) بنسبة 10: 1 ، ويتم تحضير خليط الأحماض مبدئيًا لكامل دفعة المادة التي تم تحليلها.
إذا كان من الضروري تحديد الكبريت في النباتات ، فإن طرق الرماد الموصوفة ليست مناسبة ، لأنها تحتوي على حامض الكبريتيك.
ص. اقترح أيدينيان ومعاونوه حرق عينة نباتية لتحديد الكبريت فيها ، وخلطها بملح البرثوليت والرمل النظيف. طريقة V. I. Kuznetsov مع زملائه في العمل هي طريقة Schöniger المنقحة إلى حد ما. يتكون مبدأ الطريقة من الرماد السريع للعينة في دورق مملوء بالأكسجين ، متبوعًا بمعايرة الكبريتات الناتجة بمحلول كلوريد الباريوم بمؤشر معدن نيتروماز الباريوم. لضمان دقة أكبر وإمكانية تكرار نتائج التحليل ، نوصي بتمرير الحل الناتج عبر عمود براتنج التبادل الأيوني في شكل H + من أجل تحرير المحلول من الكاتيونات. يجب تبخير محلول الكبريتات الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة على لوح تسخين إلى حجم 7-10 مل ومعايرته بعد التبريد.
نوفوسيلسكي ، مشيرًا إلى الخسائر الكبيرة للكبريت أثناء الرماد الجاف ، يعطي وصفات لرماد النباتات لهذه التحليلات. يعتبر المؤلف واحدة من أبسط و طريقة سريعةالرماد وفقًا للزبدة والتشنري بحمض النيتريك.
يتم تحديد محتوى كل عنصر في العينة بطريقة أو بأخرى بطرق مختلفة: القياس اللوني ، والقياسات المعقدة ، والقياسية الطيفية ، والتنشيط النيوتروني ، واستخدام المحلل الذاتي ، إلخ.
تاريخ دراسة فسيولوجيا النبات. الأقسام الرئيسية لفسيولوجيا النبات
فسيولوجيا النبات كفرع من علم النبات.
يجب أن يتم الاتفاق على موضوع العمل مع أمين التخصص المختار (اختياري) أ. لوفيروف.
ملامح هيكل الخلية النباتية ، التركيب الكيميائي.
1. تاريخ دراسة فسيولوجيا النبات. الأقسام والمهام الرئيسية لفسيولوجيا النبات
2. الأساليب الأساسية لدراسة فسيولوجيا النبات
3. هيكل الخلية النباتية
4. التركيب الكيميائي للخلية النباتية
5. الأغشية البيولوجية
فيزيولوجيا النبات علم يدرس عمليات الحياة التي تحدث في كائن نباتي.
تراكمت معلومات حول العمليات التي تحدث في نبات حي مع تطور علم النبات. تم تحديد تطور فسيولوجيا النبات ، كعلم ، من خلال استخدام طرق جديدة وأكثر تقدمًا في الكيمياء والفيزياء واحتياجات الزراعة.
نشأت فسيولوجيا النبات في القرنين السابع عشر والثامن عشر. تم وضع بداية فسيولوجيا النبات كعلم من خلال تجارب JB Van Helmont على التغذية المائية للنباتات (1634).
تم تحديد نتائج عدد من التجارب الفسيولوجية التي تثبت وجود تيارات تنازلية وتصاعدية من الماء والمواد المغذية ، وتغذية الهواء للنباتات في الأعمال الكلاسيكية لعالم الأحياء والطبيب الإيطالي M. Malpighi "تشريح النبات" (1675-1679) وعالم النبات والطبيب الإنجليزي S. Gales "Statics plants" (1727). في عام 1771 ، اكتشف العالم الإنجليزي د. بريستلي ووصف عملية التمثيل الضوئي - تغذية النباتات بالهواء. في عام 1800 ، نشر ج. سنيبير أطروحة بعنوان "نباتي فسيولوجي" في خمسة مجلدات ، حيث تم جمع جميع البيانات المعروفة في ذلك الوقت ومعالجتها وفهمها ، وتم اقتراح مصطلح "فسيولوجيا النباتات" ، وتم تحديد المهام ، وطرق الدراسة ثبت علم وظائف النبات تجريبيا أن ثاني أكسيد الكربون هو مصدر الكربون في عملية التمثيل الضوئي ، أرسى أسس الكيمياء الضوئية.
في القرنين التاسع عشر والعشرين ، تم إجراء عدد من الاكتشافات في مجال فسيولوجيا النبات:
1806 - وصف T.A. Knight ظاهرة التوجه الأرضي ودراستها تجريبياً ؛
1817 - عزل PJ Peltier و J. Kavantou صبغة خضراء من الأوراق وأطلقوا عليها اسم الكلوروفيل.
1826 - اكتشف G. Dutrochet ظاهرة التناضح.
1838-1839 - أثبت T. Schwann و M. Ya. شلايدن النظرية الخلوية لبنية النباتات والحيوانات.
1840 - طور J. Liebig نظرية التغذية المعدنية للنباتات.
1851 - اكتشف هوفميستر تناوب الأجيال في النباتات العليا.
1859 - وضع جيم داروين أسس علم وظائف الأعضاء التطوري للنبات ، وعلم وظائف الأعضاء للزهور ، والتغذية غيرية التغذية ، وحركة النباتات وتهيجها ؛
1862 - أظهر ج. ساكس أن النشا نتاج عملية التمثيل الضوئي.
1865 - 1875 - درس K.A. Timiryazev دور الضوء الأحمر في عمليات التمثيل الضوئي ، وطور فكرة عن الدور الكوني للنباتات الخضراء ؛
1877 - اكتشف دبليو فيفر قوانين التناضح.
1878-1880 - أظهر G.
1897 اكتشف M. Nentsky و L.Markhlevsky بنية الكلوروفيل.
1903 - طور G. Klebs عقيدة تأثير العوامل البيئية على نمو وتطور النباتات.
1912 - طرح VI Paladin فكرة المراحل اللاهوائية والهوائية للتنفس ؛
1920 - اكتشف دبليو دبليو غارنر وج.
1937 - وصف GA Krebs الدورة حمض الستريك;
1937 - طرح M.Kh Chailakhyan النظرية الهرمونية لتطور النبات ؛
1937-1939 - اكتشف كل من G.Kalkar و V.A Blitser الفسفرة المؤكسدة ؛
1946 - 1956 - قام إم كالفن وزملاؤه بفك شفرة المسار الرئيسي للكربون في عملية التمثيل الضوئي.
1943-1957 - أثبت R. Emerson تجريبياً وجود نظامين ضوئيين ؛
1954 - دي أرنون وآخرون. اكتشف الفسفرة الضوئية ؛
1961-1966 - طور P. Mitchel نظرية التناضح الكيميائي لاقتران الأكسدة والفسفرة.
بالإضافة إلى الاكتشافات الأخرى التي حددت تطور فسيولوجيا النبات كعلم.
تم التمييز بين الأقسام الرئيسية لفسيولوجيا النبات في القرن التاسع عشر - وهي:
1. فسيولوجيا التمثيل الضوئي
2. فسيولوجيا النظام المائي للنباتات
3. فسيولوجيا التغذية المعدنية
4. فسيولوجيا النمو والتطور
5. فسيولوجيا المقاومة
6. فسيولوجيا التكاثر
7. فسيولوجيا التنفس.
لكن لا يمكن فهم أي ظواهر في النبات في إطار قسم واحد فقط. لذلك ، في النصف الثاني من القرن العشرين. في فسيولوجيا النبات ، هناك ميل للاندماج في الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية والفيزياء الحيوية والنمذجة البيولوجية وعلم الخلايا وعلم التشريح وعلم الوراثة للنباتات.
علم وظائف النبات الحديث هو علم أساسي ، مهمته الرئيسية هي دراسة أنماط الحياة النباتية. لكنها ذات أهمية عملية كبيرة ، لذا فإن مهمتها الثانية هي تطوير الأسس النظرية للحصول على أقصى غلة من المحاصيل الزراعية والصناعية والطبية. فسيولوجيا النبات هو علم المستقبل ، ومهمته الثالثة ، التي لم يتم حلها بعد ، هي تطوير التركيبات لتنفيذ عمليات التمثيل الضوئي في الظروف الاصطناعية.
يستخدم فسيولوجيا النبات الحديث ترسانة الأساليب العلمية الموجودة اليوم بكاملها. هذه هي الميكروسكوبية ، والكيميائية الحيوية ، والمناعية ، والكروماتوغرافيا ، والنظائر المشعة ، إلخ.
دعونا ننظر في طرق البحث الفعالة المستخدمة على نطاق واسع في دراسة العمليات الفسيولوجية في النبات. تنقسم الطرق الآلية للعمل مع الكائنات البيولوجية إلى مجموعات اعتمادًا على أي معيار:
1. اعتمادًا على مكان وجود العناصر الحساسة للجهاز (في المصنع أم لا): الاتصال والبعيد;
2 - حسب طبيعة القيمة التي تم الحصول عليها: نوعي وشبه كمي وكمي.النوعية - يتلقى الباحث معلومات فقط عن وجود أو عدم وجود مادة أو عملية. شبه كمي - يمكن للباحث مقارنة قدرات كائن واحد مع الآخرين من حيث كثافة العملية ، من حيث محتوى المواد (إذا لم يتم التعبير عنها في شكل رقمي ، ولكن ، على سبيل المثال ، في شكل مقياس). الكمي - يتلقى الباحث مؤشرات عددية تميز أي عملية أو محتوى من المواد.
3. مباشر و غير مباشر. عند استخدام الأساليب المباشرة ، يتلقى الباحث معلومات حول العملية قيد الدراسة. تعتمد الطرق غير المباشرة على قياسات أي كميات مصاحبة ، بطريقة أو بأخرى تتعلق بالكميات المدروسة.
4. اعتمادًا على ظروف التجربة ، يتم تقسيم الطرق إلى المختبر والميدان.
عند إجراء بحث على الكائنات النباتية ، يمكن إجراء الأنواع التالية من القياسات:
1. قياس الشكل (قياس المؤشرات المورفولوجية المختلفة ودينامياتها (على سبيل المثال ، مساحة سطح الورقة ، ونسبة مناطق الأعضاء الموجودة فوق الأرض وتحت الأرض ، وما إلى ذلك)
2. قياسات الوزن. على سبيل المثال ، تحديد الديناميات اليومية لتراكم الكتلة الخضرية
3. قياس تركيز المحلول ، التركيب الكيميائي للعينات ، إلخ. باستخدام طرق قياس الموصلية وقياس الجهد وطرق أخرى.
4. دراسة تبادل الغازات (عند دراسة كثافة التمثيل الضوئي وتبادل الغازات)
يمكن تحديد المؤشرات المورفومترية من خلال العد البصري ، والقياس باستخدام المسطرة ، وورقة الرسم البياني ، وما إلى ذلك. لتحديد بعض المؤشرات ، على سبيل المثال ، الحجم الإجمالي لنظام الجذر ، يتم استخدام تركيبات خاصة - وعاء مع شعري متدرج. يتم تحديد حجم نظام الجذر من خلال حجم المياه المزاحة.
عند دراسة أي عملية ، يتم استخدام طرق مختلفة. على سبيل المثال ، لتحديد مستوى النتح ، استخدم:
1. طرق الوزن (الوزن الأولي للصفيحة ووزنها بعد مرور بعض الوقت) ؛
2. درجة الحرارة (استخدام غرف مناخية خاصة) ؛
3. بمساعدة أجهزة القياس ، يتم تحديد رطوبة الغرفة حيث يتم وضع مصنع الاختبار.
إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه
سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.
مقدمة
1. تحليل التربة
2. تحليل النبات
3. تحليل الأسمدة
استنتاج
فهرس
مقدمة
دراسات الكيمياء الزراعية الفصل. arr. أسئلة النيتروجين والتغذية المعدنية للصفحة - x. النباتات من أجل زيادة الغلة وتحسين الإنتاج. وهكذا ، أ. X. يستكشف تكوين الصفحة - x. النباتات والتربة والأسمدة وعمليات تأثيرها المتبادل. وبنفس الطريقة ، تدرس عمليات تحضير الأسمدة والمواد المستخدمة لمكافحة الآفات ، وتطور أيضًا طرقًا كيميائية. تحليل الأشياء الزراعية: التربة والنباتات والمنتجات التي تم الحصول عليها منها ، إلخ. تعتبر العمليات الميكروبيولوجية للتربة ذات أهمية خاصة. في هذا المجال أ. X. على اتصال بعلوم التربة والزراعة العامة. من ناحية أخرى ، أ. X. يعتمد على فسيولوجيا النبات وهو على اتصال به ، منذ أ. X. يتعامل مع دراسة العمليات التي تحدث أثناء الإنبات ، والتغذية ، ونضج البذور ، وما إلى ذلك ، ويستخدم طرق زراعة الماء والرمل والتربة. في أبحاثهم ، استخدم علماء الهندسة الزراعية الفصل. arr. كيم. الأساليب ، التي استخدمت الطرق الفيزيائية والكيميائية على نطاق واسع بشكل خاص في الآونة الأخيرة ، وفي نفس الوقت يجب أن يتقنوا أساليب الزراعة الاصطناعية وطرق البحث البكتريولوجي. نظرا لتعقيد المهام وتنوعها أ. x. ، بعض مجموعات الأسئلة التي تم تضمينها مسبقًا في أ. س ، برز في تخصصات مستقلة.
هذا ينطبق على الكيمياء ، التي تدرس التركيب الكيميائي للنباتات ، بشكل رئيسي الصفحة - x. والتقنية ، وكذلك الكيمياء البيولوجية والفيزياء البيولوجية ، التي تدرس عمليات الخلية الحية.
1 . التحليلاتتربة
ملامح التربة كموضوع للبحث الكيميائي ومؤشرات للحالة الكيميائية للتربة
التربة هي موضوع معقد للدراسة. يرجع تعقيد دراسة الحالة الكيميائية للتربة إلى خصائص خصائصها الكيميائية وترتبط بالحاجة إلى الحصول على معلومات تعكس بشكل مناسب خصائص التربة وتوفر الحل الأكثر عقلانية لكل من القضايا النظرية لعلوم التربة وقضايا الاستخدام العملي للتربة. يتم استخدام مجموعة واسعة من المؤشرات لوصف الحالة الكيميائية للتربة كميًا. يتضمن مؤشرات محددة في تحليل أي كائنات تقريبًا وتم تطويرها خصيصًا لأبحاث التربة (الحموضة القابلة للتبديل والتحلل المائي ، ومؤشرات المجموعة والتكوين الجزئي للدبال ، ودرجة تشبع التربة بالقواعد ، وما إلى ذلك)
وتتمثل سمات التربة كنظام كيميائي في عدم التجانس ، وتعدد الكيمياء ، والتشتت ، وعدم التجانس ، وتغيير الخصائص ودينامياتها ، والتخزين المؤقت ، فضلاً عن الحاجة إلى تحسين خصائص التربة.
الكيمياء المتعددة للتربة. في التربة ، يمكن أن يكون نفس العنصر الكيميائي جزءًا من مركبات مختلفة: أملاح قابلة للذوبان بسهولة ، وألومينوسيليكات معقدة ، ومواد عضوية معدنية. هذه المكونات لها خصائص مختلفة ، والتي ، على وجه الخصوص ، تحدد قدرة عنصر كيميائي على الانتقال من المراحل الصلبة للتربة إلى الحالة السائلة ، والهجرة في ملف التربة وفي المناظر الطبيعية ، واستهلاك النباتات ، إلخ. لذلك ، في التحليل الكيميائي للتربة ، لا يتم تحديد المحتوى الكلي للعناصر الكيميائية فحسب ، بل يتم أيضًا تحديد المؤشرات التي تميز تكوين ومحتوى المركبات الكيميائية الفردية أو مجموعات المركبات ذات الخصائص المتشابهة.
عدم تجانس التربة.تتكون التربة من مراحل صلبة وسائلة وغازية. عند دراسة الحالة الكيميائية للتربة ومكوناتها الفردية ، يتم تحديد المؤشرات التي لا تميز التربة ككل فحسب ، بل تميز أيضًا مراحلها الفردية. تم تطوير نماذج رياضية لتقييم العلاقة بين مستويات الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون في هواء التربة ، ودرجة الحموضة ، وقلوية الكربونات ، وتركيز الكالسيوم في محلول التربة.
تشتت التربة.تتكون المراحل الصلبة للتربة من جزيئات ذات أحجام مختلفة من حبيبات الرمل إلى جزيئات غروانية يبلغ قطرها عدة ميكرومترات. فهي مختلفة في التركيب ولها خصائص مختلفة. في دراسات خاصة عن نشأة التربة ، يتم تحديد مؤشرات التركيب الكيميائي والخصائص الأخرى للكسور الحبيبية الفردية. يرتبط تشتت التربة بقدرتها على التبادل الأيوني ، والذي يتميز بدوره بمجموعة محددة من المؤشرات - قدرة التبادل الكاتيوني والأنيون ، وتكوين الكاتيونات القابلة للتبديل ، وما إلى ذلك. الخصائص الفيزيائيةالتربة.
خصائص التربة الحمضية والقاعدية.يتضمن تكوين التربة مكونات تظهر خصائص الأحماض والقواعد ، عوامل مؤكسدة ومختزلة. في حل مختلف المشكلات النظرية والتطبيقية علم التربة والكيمياء الزراعية واستصلاح الأراضي تحديد المؤشرات ، توصيف حموضة وقلوية التربة وحالتها من الأكسدة والاختزال.
عدم التجانس ، التباين ، الديناميكيات ، التخزين المؤقت للخواص الكيميائية للتربة.تختلف خصائص التربة حتى في الداخل نفس الأفق الجيني. عند البحث يتم تقييم عمليات تكوين قطاع التربة الخصائص الكيميائية للعناصر الفردية لتنظيم التربة الجماهير. تختلف خصائص التربة في الفضاء ، وتتغير في الوقت نفسه ، تتمتع التربة بالقدرة مقاومة التغييرات في خصائصها ، أي أنها تظهر التخزين المؤقت. تم تطوير مؤشرات وطرق لتوصيف التباين ، ديناميات وخصائص عازلة للتربة.
التغيرات في خواص التربة.تحدث عمليات مختلفة بشكل مستمر في التربة ، مما يؤدي إلى تغييرات في الخصائص الكيميائية للتربة. الاستخدام العمليإيجاد المؤشرات التي تميز اتجاه وشدة وسرعة العمليات التي تحدث في التربة ؛ تمت دراسة ديناميات التغيرات في خواص التربة وأنظمتها. التباين في جودة تكوين التربة.يمكن أن يكون لمختلف أنواع التربة وحتى أنواعها وأنواعها خصائص مختلفة بحيث لا تستخدم طرق تحليلية مختلفة فحسب ، بل تستخدم أيضًا مجموعات مختلفة من المؤشرات لتوصيفها كيميائيًا. لذلك ، في تربة غابات بودزوليك ، بودزوليك ، رمادية ، يتم تحديد الرقم الهيدروجيني للمعلقات المائية والملحية ، والحموضة القابلة للتبديل والتحلل المائي ، ويتم تهجير القواعد القابلة للتبديل من التربة بواسطة المحاليل المائية للأملاح. عند تحليل التربة المالحة ، يتم تحديد الرقم الهيدروجيني للمعلقات المائية فقط ، وبدلاً من مؤشرات الحموضة ، يتم تحديد إجمالي الكربونات وأنواع القلوية الأخرى. تحدد السمات المدرجة للتربة إلى حد كبير المبادئ الأساسية لطرق دراسة الحالة الكيميائية للتربة ، والتسمية وتصنيف مؤشرات الخصائص الكيميائية للتربة والعمليات الكيميائية للتربة.
نظام مؤشرات الحالة الكيميائية للتربة
مجموعة 1. مؤشرات خصائص التربة ومكوناتها
المجموعات الفرعية:
1. مؤشرات تكوين التربة ومكوناتها.
2 - مؤشرات تنقل العناصر الكيميائية في التربة.
3. مؤشرات الخصائص الحمضية القاعدية للتربة ؛
4 - مؤشرات التبادل الأيوني والخصائص الغروانية الكيميائية للتربة ؛
5. مؤشرات خصائص الأكسدة في التربة.
6. مؤشرات الخصائص التحفيزية للتربة.
المجموعة 2. مؤشرات عمليات التربة الكيميائية
المجموعات الفرعية:
1. مؤشرات اتجاه وخطورة العملية ؛
2. مؤشرات سرعة العملية.
مبادئ لتحديد وتفسير مستويات المؤشرات
تحتوي نتائج تحليل التربة على معلومات حول خصائص التربة وعمليات التربة ، وعلى هذا الأساس ، تجعل من الممكن حل المشكلة التي تواجه الباحث. تعتمد تقنيات تفسير مستويات المؤشرات على طرق تحديدها. يمكن تقسيم هذه الطرق إلى مجموعتين. تتيح طرق المجموعة الأولى تقييم خصائصها دون تغيير الحالة الكيميائية للتربة. المجموعة الثانية - طرق تعتمد على المعالجة الكيميائية لعينة التربة المحللة. الغرض من هذا العلاج هو إعادة إنتاج التوازن الكيميائي الذي يحدث في التربة الحقيقية أو يعطل عن عمد العلاقات التي تطورت في التربة واستخراج مكون من التربة ، مما يجعل من الممكن تقييم الخاصية الكيميائية للتربة أو العملية التي تجري فيه. تعكس هذه المرحلة من العملية التحليلية - المعالجة الكيميائية لعينة من التربة - السمة الرئيسية لطريقة البحث وتحدد طرق تفسير مستويات معظم المؤشرات التي يتم تحديدها.
تحضير عينات من التربة من المناطق المدروسة
يجب أخذ عينات التربة باستخدام قلب يبلغ قطرها حوالي 10 مم إلى عمق 10-20 سم ، ويفضل التعقيم المسبق لللباب في الماء المغلي (100 درجة مئوية). لتحليل التربة ، يتم أخذ عينات التربة المختلطة إلى عمق الطبقة المزروعة. كقاعدة عامة ، يكفي صنع عينة واحدة مختلطة لقطعة أرض تصل مساحتها إلى 2 هكتار. تتكون العينة المختلطة من 15-20 عينة تربة فردية تؤخذ بالتساوي على كامل مساحة الموقع. عينات لتحليل التربة لا تؤخذ مباشرة بعد إدخال المعادن و الأسمدة العضوية، تنويه. يتم تعبئة كل عينة مخلوطة تزن 500 جرام في كيس من القماش أو البلاستيك ويوضع عليها ملصق.
تحضير التربة لتحليل الكيماويات الزراعية
يعد تجميع العينة التحليلية عملية مسؤولة تضمن موثوقية النتائج التي تم الحصول عليها. لا يتم تعويض الإهمال والأخطاء في تحضير العينات وأخذ العينة المتوسطة بالعمل التحليلي النوعي اللاحق. عينات التربة المأخوذة من الحقل أو في بيت الزراعة تجفف مسبقًا في الهواء في درجة حرارة الغرفة. يؤدي تخزين العينات الخام إلى تغييرات كبيرة في خصائصها وتكوينها ، خاصة نتيجة العمليات الأنزيمية والميكروبيولوجية. على العكس من ذلك ، فإن ارتفاع درجة الحرارة مصحوب بتغيير في قابلية الحركة والذوبان للعديد من المركبات.
في حالة وجود العديد من العينات ، يتم إجراء التجفيف في خزانات ذات تهوية قسرية. تحديد النترات والنتريت والأمونيوم الممتص والأشكال القابلة للذوبان في الماء من البوتاسيوم والفوسفور ، إلخ. أجريت في يوم أخذ العينات في رطوبتها الطبيعية. يتم تنفيذ القرارات المتبقية في عينات الهواء الجاف. يتم طحن العينات الجافة في مطحنة التربة أو الأرض في ملاط خزفي بمدقة ذات رأس مطاطي. يتم تمرير العينة المطحونة والعينة المجففة عبر منخل بقطر ثقب يبلغ 2-3 مم. يتم إجراء عملية الطحن والغربلة حتى مرور العينة بأكملها عبر المنخل. يُسمح بتجاهل شظايا الحجارة والجذور الكبيرة والشوائب الأجنبية فقط. يتم تخزين العينات في أكياس حرفية مغلقة في غرفة لا توجد فيها مواد كيميائية. يتم أخذ عينة من التربة لتحليلها بواسطة طريقة "العينة المتوسطة". للقيام بذلك ، يتم نثر العينة المنخلية في طبقة رقيقة (حوالي 0.5 سم) على ورقة على شكل مربع ومقسمة بملعقة إلى مربعات صغيرة مع جانب 2-2.5 سم. جزء من يتم أخذ عينة من كل مربع مع ملعقة.
المؤشرات الكيميائية الزراعية الرئيسية لتحليل التربة ، والتي بدونها لا يمكن لزراعة الأرض القيام بها ، هي محتوى الدبال ، والأشكال المتحركة للفوسفور ، والنيتروجين والبوتاسيوم ، وحموضة التربة ، والكالسيوم ، والمغنيسيوم ، والعناصر الدقيقة ، بما في ذلك المعادن الثقيلة. تتيح طرق التحليل الحديثة تحديد 15-20 عنصرًا في عينة واحدة. الفوسفور من المغذيات الكبيرة. وفقًا لتوافر الفوسفات المتحرك ، تتميز التربة بمحتوى منخفض جدًا - أقل من ملجم ، منخفض - أقل من 8 مجم ، متوسط - 8-15 مجم. وعالية - أكثر من 15 ملغ. الفوسفات لكل 100 جرام من التربة. البوتاسيوم. بالنسبة لهذا العنصر ، تم تطوير التدرجات وفقًا لمحتوى الأشكال المتحركة في التربة: منخفض جدًا - يصل إلى 4 مجم ، منخفض - 4-8 مجم ، متوسط - 8-12 مجم ، مرتفع - 12-17 مجم ، مرتفع - أكثر من 17 مجم. البوتاسيوم القابل للاستبدال لكل 100 غرام من التربة. حموضة التربة - تميز محتوى بروتونات الهيدروجين في التربة. يتم التعبير عن هذا المؤشر بقيمة الأس الهيدروجيني.
تؤثر حموضة التربة على النباتات ليس فقط من خلال التأثير المباشر لبروتونات الهيدروجين السامة وأيونات الألومنيوم على جذور النباتات ، ولكن أيضًا من خلال طبيعة تناول العناصر الغذائية. يمكن أن ترتبط كاتيونات الألومنيوم بحمض الفوسفوريك وتحول الفوسفور إلى شكل لا يمكن للنباتات الوصول إليه.
ينعكس التأثير السلبي للحموضة المنخفضة في التربة نفسها. عندما يتم إزاحة بروتونات الهيدروجين من مجمع امتصاص التربة (SAC) من الكالسيوم والمغنيسيوم كاتيونات ، والتي تعمل على استقرار بنية التربة ، يتم تدمير حبيبات التربة وفقدان بنيتها.
يميز بين حموضة التربة الفعلية والمحتملة. ترجع الحموضة الفعلية للتربة إلى التركيز الزائد لبروتونات الهيدروجين فوق أيونات الهيدروكسيل في محلول التربة. تشتمل الحموضة المحتملة للتربة على بروتونات الهيدروجين المرتبطة بـ AUC. للحكم على الحموضة المحتملة للتربة ، يتم تحديد الرقم الهيدروجيني لمستخلص الملح (pH KCl). اعتمادًا على قيمة الأس الهيدروجيني KCl ، تتميز حموضة التربة: ما يصل إلى 4 - شديد الحموضة ، 4.1-4.5 - حمضي بشدة ، 4.6-5.0 - حمضي متوسط ، 5.1-5.5 - حمضي قليلاً ، 5.6-6.0 قريب من متعادل و 6.0 محايد.
يصنف تحليل التربة للمعادن الثقيلة وتحليل الإشعاع على أنها تحليلات نادرة.
إيصال المحلول المائيالتربة.
يتم الحصول على محاليل المواد الموجودة في التربة بعدة طرق ، والتي يمكن تقسيمها بشكل أساسي إلى مجموعتين: - الحصول على محلول التربة ؛ - الحصول على مستخلص مائي من التربة. في الحالة الأولى ، يتم الحصول على رطوبة التربة غير المقيدة أو الضعيفة - تلك الموجودة بين جزيئات التربة وفي الشعيرات الدموية للتربة. هذا محلول مشبع قليلاً ، لكن تركيبته الكيميائية مناسبة للنبات ، لأن هذه الرطوبة هي التي تغسل جذور النباتات وفيها يتم تبادل المواد الكيميائية. في الحالة الثانية ، يتم غسل المركبات الكيميائية القابلة للذوبان المرتبطة بجزيئاتها من التربة. يعتمد محصول الملح في مستخلص الماء على نسبة التربة والمحلول ويزيد مع زيادة درجة حرارة محلول الاستخلاص (حتى حدود معينة ، لأن درجة الحرارة العالية جدًا يمكن أن تدمر أي مواد أو تنقلها إلى حالة مختلفة ) وزيادة حجم المحلول ودرجة تنقية التربة (حتى حدود معينة ، نظرًا لأن جزيئات الغبار الدقيقة جدًا قد تجعل من الصعب أو المستحيل استخراج المحلول وتصفيته).
يتم الحصول على محلول التربة باستخدام عدد من الأدوات: الضغط ، والطرد المركزي ، وإزاحة محلول سائل غير قابل للامتزاج ، وطريقة الترشيح الفراغي ، وطريقة القياس.
يتم إجراء عملية الضغط بأخذ عينة من التربة من الحقل إلى المختبر. كلما زادت الحاجة إلى حل ، زادت العينة أو زاد الضغط المطبق أو كليهما.
يتم تنفيذ الطرد المركزي عند 60 دورة في الدقيقة لفترة طويلة. هذه الطريقة غير فعالة ومناسبة لعينات التربة ذات الرطوبة القريبة من المحتوى الرطوبي الكامل المحتمل للتربة المعينة. بالنسبة للتربة الجافة ، هذه الطريقة غير قابلة للتطبيق.
إن إزاحة رطوبة التربة بواسطة مادة غير قابلة للمزج بمحلول التربة يجعل من الممكن الحصول على كل رطوبة التربة تقريبًا ، بما في ذلك الرطوبة الشعرية ، دون استخدام معدات معقدة. يستخدم الكحول أو الجلسرين كسائل إزاحة. الإزعاج هو أن هذه المواد ، بالإضافة إلى كثافتها العالية ، تتمتع بقدرة استخلاص جيدة فيما يتعلق ببعض المركبات (على سبيل المثال ، يستخلص الكحول بسهولة المادة العضوية من التربة) ، لذلك من الممكن الحصول على قيم مبالغ فيها لمحتوى التربة. عدد من المواد مقارنة بمحتواها الفعلي في محلول التربة. الطريقة غير مناسبة لجميع أنواع التربة.
باستخدام طريقة الترشيح الفراغي ، يتم إنشاء فراغ فوق العينة بمساعدة الفراغ ، والذي يتجاوز مستوى توتر رطوبة التربة. في هذه الحالة ، لا يتم استخراج الرطوبة الشعرية ، لأن قوى التوتر في الشعيرات الدموية أعلى من قوى التوتر لسطح السائل الحر.
يتم استخدام طريقة lysimetric في هذا المجال. لا تسمح الطريقة lysimetric بتقدير رطوبة الجاذبية (أي الرطوبة القادرة على التحرك عبر طبقات التربة بسبب قوة الجاذبية - باستثناء الرطوبة الشعرية) ، ولكن لمقارنة محتوى وهجرة العناصر الكيميائية من محلول التربة. يتم ترشيح رطوبة التربة المجانية من خلال سماكة أفق التربة بواسطة قوى الجاذبية لأخذ العينات الموجود على سطح التربة.
للحصول على صورة أكثر اكتمالا للتركيب الكيميائي للتربة ، يتم تحضير مستخلص التربة. للحصول عليها ، يتم سحق عينة من التربة ، وتمريرها من خلال غربال بخلايا يبلغ قطرها 1 مم ، ويضاف الماء بنسبة كتلة من جزء واحد من التربة إلى 5 أجزاء من ثنائي تقطير (تنقيتها من أي شوائب ، وإزالة الغازات ومنزوعة الأيونات) الماء ، درجة الحموضة 6.6 - 6.8 ، درجة الحرارة 20 درجة مئوية ، يتم تفريغ الماء من الشوائب من ثاني أكسيد الكربون الغازي المذاب ، والذي ، عند مزجه مع بعض المواد ، يعطي راسبًا غير قابل للذوبان ، مما يقلل من دقة التجربة. يمكن أن يكون لشوائب الغازات الأخرى تأثير سلبي على نتائج التجربة.
للحصول على وزن أكثر دقة للعينة ، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار رطوبتها الطبيعية ، أو مجالها (لعينة مأخوذة حديثًا) أو استرطابي (لعينة مجففة ومخزنة). تُحدد كنسبة مئوية من كتلة العينة ، ويتحول محتواها الرطوبي إلى كتلة ويتم تلخيصها بالكتلة المطلوبة. توضع العينة في دورق جاف بحجم 500-750 مل ، يضاف الماء. يتم إغلاق القارورة مع عينة التربة والماء بإحكام ورجها لمدة دقيقتين إلى ثلاث دقائق. بعد ذلك ، يتم ترشيح المحلول الناتج من خلال مرشح مطوي من الورق الخالي من الرماد. من المهم عدم وجود أبخرة متطايرة للأحماض في الغرفة (يفضل القيام بالعمل تحت السحب ، حيث لا يتم تخزين المحاليل الحمضية). قبل التصفية ، يتم رج محلول التربة جيدًا بحيث تغلق جزيئات التربة الصغيرة أكبر مسام المرشح ويكون المرشح أكثر شفافية. يتم التخلص من حوالي 10 مل من المرشح الأولي لأنه يحتوي على شوائب من المرشح. يتم تكرار ترشيح باقي الترشيح الأولي عدة مرات للعمل على تحديد المحتوى مواد كيميائيةفي المستخلص المائي ، تبدأ فورًا بعد تلقيها ، حيث تحدث عمليات كيميائية مع مرور الوقت تغير قلوية المحلول ، وقابلية أكسدة المحلول ، وما إلى ذلك. يمكن أن يُظهر معدل الترشيح محتوى الملح النسبي الكلي في المحلول. إذا كان مستخلص الماء غنيًا بالأملاح ، فسيتم الترشيح بسرعة وسيصبح المحلول شفافًا ، لأن الأملاح تمنع تبلور غرويات التربة. إذا كان المحلول ضعيفًا في الأملاح ، فسيكون الترشيح بطيئًا وليس بجودة عالية جدًا. في هذه الحالة ، من المنطقي تصفية المحلول عدة مرات ، على الرغم من السرعة المنخفضة ، لأن. مع الترشيح الإضافي ، تزداد جودة المستخلص المائي بسبب انخفاض محتوى جزيئات التربة فيه.
طرق التحليل الكمي للمستخلصات أو أي حلول أخرى يتم الحصول عليها أثناء تحليل التربة.
في معظم الحالات ، لا يعتمد تفسير نتائج تحليل التربة على طريقة القياس. في التحليل الكيميائي للتربة ، يمكن استخدام أي من الطرق المتاحة للمحللين تقريبًا. في هذه الحالة ، يتم قياس القيمة المرغوبة بشكل مباشر للمؤشر ، أو القيمة المرتبطة وظيفيًا بها. الأقسام الرئيسية للكيمياء. تحليل التربة: التحليل الإجمالي أو الأولي - يسمح لك بمعرفة المحتوى الكلي لـ C و N و Si و Al و Fe و Ca و Mg و P و S و K و Na و Mn و Ti وعناصر أخرى في التربة ؛ تحليل مستخلص الماء (أساس دراسة التربة المالحة) - يعطي فكرة عن محتوى المواد القابلة للذوبان في الماء في التربة (الكبريتات والكلوريدات وكربونات الكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم وما إلى ذلك) ؛ تحديد القدرة الاستيعابية للتربة ؛ تحديد توفير التربة بالمغذيات - تحدد كمية المركبات القابلة للذوبان (المتنقلة) بسهولة من النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم وما إلى ذلك التي تمتصها النباتات. ويولى اهتمام كبير لدراسة التركيب الجزئي للمواد العضوية للتربة ، أشكال مركبات مكونات التربة الرئيسية ، بما في ذلك العناصر النزرة.
في الممارسة المختبرية لتحليل التربة ، يتم استخدام الطرق الكيميائية والأدوات الكلاسيكية. بمساعدة الكلاسيكية الطرق الكيميائيةيمكنك الحصول على أدق النتائج. الخطأ النسبي في التحديد هو 0.1-0.2٪. الخطأ في معظم الطرق الآلية أعلى بكثير - 2-5٪
من بين الطرق المفيدة في تحليل التربة ، يتم استخدام الطرق الكهروكيميائية والطيفية على نطاق واسع. من بين الطرق الكهروكيميائية ، يتم استخدام طرق قياس الجهد ، وقياس الموصلية ، وطرق قياس الفولتميتر ، بما في ذلك جميع أصناف حديثةعلم الاستقطاب.
لتقييم التربة ، تتم مقارنة نتائج التحليلات مع المستويات المثلى لمحتوى العناصر التي تم تحديدها تجريبيًا لنوع معين من التربة وتم اختبارها في ظل ظروف الإنتاج ، أو مع البيانات المتوفرة في الأدبيات حول توفير التربة ذات التربة الكبيرة. - والعناصر الدقيقة ، أو مع MPC للعناصر المدروسة في التربة. بعد ذلك ، يتم التوصل إلى استنتاج حول حالة التربة ، ويتم تقديم التوصيات لاستخدامها ، ويتم حساب جرعات المواد المحسنة ، والأسمدة العضوية والمعدنية للمحصول المخطط.
عند اختيار طريقة القياس ، خصائص الخواص الكيميائية للتربة التي تم تحليلها ، وطبيعة المؤشر ، والدقة المطلوبة لتحديد مستواها ، وإمكانيات طرق القياس ، وجدوى القياسات المطلوبة في ظل ظروف التجربة مأخوذ بالحسبان. بدورها ، يتم تحديد دقة القياسات من خلال الغرض من الدراسة والتغير الطبيعي للخاصية المدروسة. الدقة - خاصية جماعية للطريقة ، وتقييم صحة واستنساخ نتائج التحليل.
نسبة مستويات المحتوى في التربة لبعض العناصر الكيميائية.
لا تجعل المستويات المختلفة للمحتوى والخصائص الكيميائية المختلفة للعناصر من المناسب دائمًا استخدام نفس طريقة القياس للتحديد الكمي لمجموعة العناصر المطلوبة بأكملها.
في التحليل الأولي (الإجمالي) للتربة ، يتم استخدام طرق ذات حدود كشف مختلفة. لتحديد العناصر الكيميائية ، التي يتجاوز محتواها أعشار النسبة المئوية ، يمكن استخدام الطرق التقليدية للتحليل الكيميائي - قياس الجاذبية والمعايرة.
الخصائص المختلفة للعناصر الكيميائية ، ومستويات محتواها المختلفة ، والحاجة إلى تحديد مؤشرات مختلفة للحالة الكيميائية للعنصر في التربة تجعل من الضروري استخدام طرق قياس ذات حدود كشف مختلفة.
حموضة التربة
يعد تحديد تفاعل التربة أحد أكثر التحليلات شيوعًا ، سواء في البحث النظري أو التطبيقي. تتشكل الصورة الأكثر اكتمالا للخصائص الحمضية والأساسية للتربة من خلال القياس المتزامن لعدة مؤشرات ، بما في ذلك الحموضة أو القلوية القابلة للمعايرة - عامل السعة وقيمة الأس الهيدروجيني - عامل الكثافة. يميز عامل السعة المحتوى الكلي للأحماض أو القواعد في التربة ؛ وتعتمد عليه السعة العازلة للتربة ، واستقرار التفاعل بمرور الوقت وفيما يتعلق بالتأثيرات الخارجية. يميز عامل الكثافة قوة العمل الفوري للأحماض أو القواعد على التربة والنباتات ؛ يعتمد تدفق المعادن إلى النباتات في فترة زمنية معينة على ذلك. هذا يسمح لنا بإعطاء تقييم أكثر دقة لحموضة التربة ، لأنه في هذه الحالة يتم أخذ الكمية الإجمالية لأيونات الهيدروجين والألومنيوم في التربة في الحالة الحرة والممتصة في الاعتبار ، ويتم تحديد الحموضة الفعلية (pH) بشكل فعال. يتم تحديد الحموضة المحتملة عن طريق التحويل إلى محلول الأيوناتالهيدروجين والألمنيوم عند حرث التربة بفائض الأملاح المحايدة (KCl):
يتم الحكم على حموضة التربة التبادلية من خلال كمية حمض الهيدروكلوريك الحر المتكون. يبقى جزء من أيونات H + في حالة الامتصاص (يتفكك حمض الهيدروكلوريك القوي نتيجة لـ p-ii تمامًا ويمنع وجود فائض من H + المجاني في المحلول إزاحتها الكاملة من FPC). يمكن نقل الجزء الأقل حركة من أيونات H + إلى محلول فقط مع مزيد من معالجة التربة باستخدام محاليل الأملاح القلوية المتحللة بالماء (CH 3 COONa).
يتم الحكم على حموضة التربة بالماء من خلال كمية حمض الأسيتيك الحر المتكون. في هذه الحالة ، تنتقل أيونات الهيدروجين بشكل كامل إلى المحلول (يتم تهجيرها من PPC) ، لأن يرتبط حمض الأسيتيك الناتج بقوة بأيونات الهيدروجين ، ويتحول التفاعل إلى اليمين حتى الإزاحة الكاملة لأيونات الهيدروجين من FPC. قيمة الحموضة المائية تساوي الفرق بين النتائج التي تم الحصول عليها بالحرث باستخدام CH 3 COONa و KCl. في الممارسة العملية ، تؤخذ قيمة الحموضة المائية كنتيجة يتم الحصول عليها بالحراثة باستخدام CH 3 COONa.
لا يتم تحديد حموضة التربة فقط بواسطة أيونات الهيدروجين ، ولكن أيضًا بواسطة الألومنيوم:
يترسب هيدروكسيد الألومنيوم ، ولا يختلف النظام عمليًا عن النظام الذي يحتوي فقط على أيونات الهيدروجين الممتصة. ولكن حتى إذا ظل AlCl٪ في المحلول ، فعندئذٍ أثناء المعايرة
AlCl 3 + 3 NaOH \ u003d A (OH) 3 + 3 NaCl
وهو ما يعادل رد الفعل
3 HCl + 3 NaOH = 3 NaCl + 3 H 2 O. يتم أيضًا إزاحة أيونات الألومنيوم الممتصة عند زراعة التربة بمحلول CH 3 COONa. في هذه الحالة ، يترسب كل الألمنيوم المزاح على شكل هيدروكسيد.
وفقًا لدرجة الحموضة المحددة في مستخلص الملح 0.1n. KKCl الجهد ، وتنقسم التربة إلى:
تحديد درجة الحموضة والحموضة القابلة للتبديل والمتحركةحسب قول سوكولوف
يعتمد تحديد الحموضة القابلة للتبديل على إزاحة أيونات الهيدروجين والألومنيوم 1.0 ن من FPC. حل KKCl:
يتم معايرة الحمض الناتج بالقلويات ويتم حساب قيمة الحموضة القابلة للتبديل ، بسبب مجموع أيونات الهيدروجين والألمنيوم. يترسب Al بمحلول NaF 3.5٪.
تسمح لك المعايرة المتكررة للمحلول بتحديد الحموضة بسبب أيونات الهيدروجين فقط.
وفقًا للاختلاف بين بيانات المعايرة الأولى والثانية ، يتم حساب محتوى الألومنيوم في التربة.
تقدم التحليل
1. من الناحية الفنية ، خذ عينة من 40 جم من التربة الجافة باستخدام طريقة العينة المتوسطة.
2. نقل العينة إلى دورق مخروطي حجم 150-300 مل.
3. صب 100 مل من 1.0 N من السحاحة. بوكل (الرقم الهيدروجيني 5.6-6.0).
4. رجها على محور دوار لمدة ساعة أو رجها لمدة 15 دقيقة. واتركه بين عشية وضحاها.
5. قم بالترشيح من خلال قمع ورق جاف مطوي ، مع التخلص من الجزء الأول من المرشح.
6. تحديد قيمة الرقم الهيدروجيني في المرشح الجهد قياس الجهد.
7. لتحديد الحموضة القابلة للاستبدال ، ضع الماصة 25 مل من المرشح في دورق مخروطي سعة 100 مل.
8. غلي المرشح على موقد أو موقد كهربائي لمدة 5 دقائق. الساعة الرملية لإزالة ثاني أكسيد الكربون.
9. أضف قطرتين من الفينول فثالين إلى المرشح وعاير المحلول الساخن باستخدام 0.01 أو 0.02 نيوتن. محلول قلوي (KOH أو NaOH) إلى لون وردي ثابت - المعايرة الأولى.
10. في دورق إرلنماير آخر ، تُغلى الماصة أيضًا 25 مل من المرشح ، لمدة 5 دقائق ، تبرد في حمام مائي إلى درجة حرارة الغرفة.
11. صب 1.5 مل من محلول فلوريد الصوديوم 3.5٪ في المرشح المبرد بواسطة ماصة ، اخلط.
12. أضف قطرتين من الفينول فثالين وعاير باستخدام 0.01 أو 0.02 نيوتن. محلول قلوي للون وردي قليلاً - المعايرة الثانية.
عملية حسابية
1. الحموضة القابلة للتبديل بسبب أيونات الهيدروجين والألومنيوم (وفقًا لنتائج المعايرة الأولى) في مكي لكل 100 غرام من التربة الجافة:
حيث: P - التخفيف 100/25 = 4 ؛ ح - عينة من التربة بالجرام ؛ ك - معامل رطوبة التربة ؛ مل KOH - كمية القلويات المستخدمة في المعايرة. ن. KOH - الحالة الطبيعية القلوية.
2 حساب الحموضة بسبب أيونات الهيدروجين هو نفسه ، ولكن وفقًا لنتائج المعايرة الثانية ، بعد ترسيب الألومنيوم.
* عند تحديد هذه المؤشرات في التربة الرطبة ، يتم تحديد نسبة الرطوبة في نفس الوقت.
الكواشف
1. الحل 1 ن. بوكل ، 74.6 جم نقي كيميائيا قم بإذابة KCl في 400-500 مل من الماء المقطر ، وانقلها إلى دورق حجمي سعة 1 لتر وقم بعمل ما يصل إلى العلامة. يجب أن يكون الرقم الهيدروجيني للكاشف 5.6-6.0 (تحقق قبل بدء التحليل - إذا لزم الأمر ، اضبط قيمة الأس الهيدروجيني المطلوبة عن طريق إضافة محلول KOH بنسبة 10٪)
2. 0.01 أو 0.02 ن. يتم تحضير محلول من KOH أو NaOH من جزء موزون من الكاشف أو المثبت.
3. محلول فلوريد الصوديوم 3.5٪ ، محضر بماء مقطر بدون ثاني أكسيد الكربون (يغلي ماء مقطر ، يتبخر إلى ثلث الحجم الأصلي).
طرق تحديد الملوثات ذات الأولوية في التربة
بشكل منفصل ، في ضوء أهمية وأهمية المشكلة ، ينبغي ذكر الحاجة إلى تحليل المعادن الثقيلة في التربة. يتم التعرف على تلوث التربة بالمعادن الثقيلة بالطرق المباشرة لأخذ عينات التربة في المناطق المدروسة وتحليلها الكيميائي. كما يتم استخدام عدد من الطرق غير المباشرة: التقييم البصري لحالة تكوين النبات ، وتحليل توزيع وسلوك الأنواع المؤشرة بين النباتات واللافقاريات والكائنات الحية الدقيقة. يوصى بأخذ عينات من التربة والغطاء النباتي على طول نصف القطر من مصدر التلوث ، مع مراعاة الرياح السائدة على طول طريق يتراوح طوله بين 25 و 30 كم. يمكن أن تختلف المسافة من مصدر التلوث للكشف عن هالة التلوث من مئات الأمتار إلى عشرات الكيلومترات. إن تحديد مستوى سمية المعادن الثقيلة ليس بالأمر السهل. بالنسبة للتربة ذات التركيبات الميكانيكية المختلفة ومحتوى المادة العضوية ، سيكون هذا المستوى مختلفًا. تم اقتراح MPCs للزئبق - 25 مجم / كجم ، زرنيخ - 12-15 ، كادميوم - 20 مجم / كجم. تم تحديد بعض التركيزات الضارة لعدد من المعادن الثقيلة في النباتات (جم / مليون): الرصاص - 10 ، والزئبق - 0.04 ، والكروم - 2 ، والكادميوم - 3 ، والزنك والمنغنيز - 300 ، والنحاس - 150 ، والكوبالت - 5 ، الموليبدينوم والنيكل - 3 ، الفاناديوم - 2. الكادميوم. في محاليل التربة الحمضية ، يوجد في الأشكال Cd 2+ ، CdCl + ، CdSO 4 ، التربة القلوية - Cd 2+ ، CdCl + ، CdSO 4 ، CdHCO 3. تشكل أيونات الكادميوم (Cd 2+) 80-90٪ من الكمية الإجمالية في المحلول ، باستثناء التربة الملوثة بالكلوريدات والكبريتات. في هذه الحالة ، 50٪ من إجمالي كمية الكادميوم هي CdCl + و CdSO 4. الكادميوم عرضة للتركيز الحيوي النشط ، مما يؤدي إلى وقت قصيرإلى فائضه في التركيزات المتاحة بيولوجيا. وبالتالي ، فإن الكادميوم هو أقوى مادة سامة للتربة مقارنة بالمعادن الثقيلة الأخرى. لا يشكل الكادميوم معادن خاصة به ، ولكنه موجود على شكل شوائب ، ويتم تمثيل معظمه في التربة بأشكال التبادل (56-84٪). لا يرتبط الكادميوم عمليا بالمواد الدبالية. قيادة.تتميز التربة بأشكال أقل قابلية للذوبان وأقل حركة من الرصاص مقارنة بالكادميوم. محتوى هذا العنصر في شكل قابل للذوبان في الماء هو 1.4 ٪ ، في التبادل - 10 ٪ من الإجمالي ؛ أكثر من 8 ٪ من الرصاص مرتبط بالمواد العضوية ، ومعظم هذه الكمية عبارة عن fulvates. يرتبط 79٪ من الرصاص بالمكون المعدني للتربة. يتراوح تركيز الرصاص في تربة المناطق الخلفية من العالم من 1-80 مجم / كجم. أظهرت نتائج سنوات عديدة من البحث في جميع أنحاء العالم أن متوسط محتوى الرصاص في التربة يبلغ 16 مجم / كجم. الزئبق.الزئبق هو العنصر الأكثر سمية في النظم البيئية الطبيعية. يمكن أن يوجد أيون Hg 2+ في شكل مركبات زئبق عضوية فردية (ميثيل ، فينيل ، إيثيل الزئبق ، إلخ). يمكن ربط أيونات Hg 2+ و Hg + بالمعادن كجزء من شبكتها البلورية. عند قيم الأس الهيدروجيني المنخفضة لتعليق التربة ، يُمتص معظم الزئبق بالمواد العضوية ، ومع زيادة الرقم الهيدروجيني ، تزداد كمية الزئبق المرتبطة بمعادن التربة.
الرصاص والكادميوم
لتحديد محتوى الرصاص والكادميوم في كائنات البيئة الطبيعية على مستوى الخلفية ، يتم استخدام طريقة القياس الطيفي للامتصاص الذري (AAS) على نطاق واسع. تعتمد طريقة AAS على الانحلال للعنصر الذي تم تحليله المنقولة إلى محلول في خلية جرافيت في جو غاز خامل وامتصاص خط الرنين لطيف الانبعاث لمصباح الكاثود المجوف للمعدن المقابل. يُقاس امتصاص الرصاص بطول موجة 283.3 نانومتر ، والكادميوم بطول موجة 228.8 نانومتر. يمر المحلول الذي تم تحليله بمراحل التجفيف والرماد والتفتيت في خلية الجرافيت باستخدام التسخين بدرجة حرارة عالية صدمة كهربائيةفي تدفق غاز خامل. يتناسب امتصاص خط الرنين الخاص بطيف الانبعاث لمصباح الكاثود المجوف للعنصر المقابل مع محتوى هذا العنصر في العينة. أثناء الانحلال الكهروحراري في كوفيت الجرافيت ، يكون حد الكشف عن الرصاص 0.25 نانوغرام / مل ، للكادميوم 0.02 نانوغرام / مل.
توضع عينات التربة الصلبة في المحلول على النحو التالي: توضع 5 جم من التربة الجافة في كوب كوارتز ، وتُسكب مع 50 مل من حمض النيتريك المركز ، وتبخر بعناية إلى حجم يقارب 10 مل ، و 2 مل من حمض الهيدروكلوريك 1 ع. تم اضافتهم. محلول حمض النيتريك. يتم تبريد العينة وتصفيتها. يخفف المرشح إلى 50 مل بالماء المقطر في دورق حجمي. يتم إدخال قسامة 20 ميكرولتر من العينة في كفيت من الجرافيت باستخدام الماصة الدقيقة ويتم قياس تركيز العنصر.
الزئبق
الطريقة الأكثر انتقائية والأكثر حساسية لتحديد محتوى الزئبق في الأجسام الطبيعية المختلفة هي طريقة الامتصاص الذري للبخار البارد. يتم تمعدن عينات التربة وتذويبها بمزيج من أحماض الكبريتيك والنتريك. يتم تحليل الحلول الناتجة عن طريق الامتصاص الذري. يتم تقليل الزئبق الموجود في المحلول إلى زئبق معدني ، وباستخدام جهاز تهوية ، يتم تغذية بخار الزئبق مباشرة في كفيت مقياس الطيف الضوئي للامتصاص الذري. حد الكشف هو 4 ميكروجرام / كجم.
يتم إجراء القياسات على النحو التالي: يتم تشغيل الجهاز ، وتشغيل المعالج الدقيق ، ويتم سكب العينة المذابة بحجم 100 مل في العينة ، ثم يضاف 5 مل من محلول كلوريد القصدير بنسبة 10٪ ويضاف يتم إدخال مهوية مع سدادة على الجزء الرفيع على الفور. سجل القراءة القصوى لمقياس الطيف الضوئي ، والذي يستخدم لحساب التركيز.
2. تحليل النبات
يتيح لنا تحليل النبات حل المشكلات التالية.
1. التحقيق في تحول العناصر الكلية والصغرى في النظام التربة - النبات- الأسمدة لأنماط مختلفة من زراعة النباتات.
2. تحديد محتوى المكونات الحيوية الرئيسية في الكائنات النباتية والأعلاف: البروتينات والدهون والكربوهيدرات والفيتامينات والقلويدات ومدى تطابق محتواها المعايير المقبولةوالمعايير.
3. تقييم مدى ملاءمة النباتات للمستهلك (نترات ، معادن ثقيلة ، قلويدات ، مواد سامة).
أخذ العينات النباتية
يعتبر أخذ العينات من النبات مرحلة حرجة من العمل تتطلب مهارات وخبرات معينة. لا يتم تعويض الأخطاء في أخذ العينات والتحضير للتحليل من خلال المعالجة التحليلية عالية الجودة للمواد التي تم جمعها. أساس أخذ العينات من النباتات في الزراعة والحيوية هو طريقة متوسط أخذ العينات. من أجل أن تعكس العينة المتوسطة حالة المجموعة الكاملة للنباتات ، والإغاثة الكلية والجزئية ، والظروف الحرارية المائية ، والتساوي وكثافة مكانة النبات ، وخصائصها البيولوجية.
تؤخذ عينات من النبات في الطقس الجاف في الصباح بعد جفاف الندى. عند دراسة عمليات التمثيل الغذائي في النباتات في الديناميات ، يتم ملاحظة هذه الساعات طوال موسم النمو بأكمله.
توجد محاصيل البذر المستمر: القمح والشوفان والشعير ، محاصيل الحبوب، أعشاب ، وما إلى ذلك ، وحراثة: بطاطس ، ذرة ، بنجر ، إلخ.
لمحاصيل البذر المستمر ، يتم تخصيص 5-6 قطع بحجم 0.25-1.00 متر مربع بشكل موحد على قطعة الأرض التجريبية ، ويتم قص النباتات من قطعة الأرض على ارتفاع 3-5 سم. الحجم الإجمالي للمادة المأخوذة هو عينة مجمعة . بعد حساب متوسط دقيق لهذه العينة ، يتم أخذ عينة متوسطة تبلغ 1 كجم. يتم وزن عينة متوسطة ، ثم تحليلها من خلال التركيب النباتي ، مع مراعاة الأعشاب الضارة ، والنباتات المريضة ، والتي تم استبعادها من العينة.
يتم تقسيم النباتات إلى أعضاء مع حساب الوزن في عينة الأوراق والسيقان والكيزان والزهور والأذنين. لا يتم تمييز النباتات الصغيرة بالأعضاء ويتم إصلاحها ككل. للمحاصيل الصفية ، وخاصة المحاصيل الطويلة مثل الذرة وعباد الشمس ، إلخ. تتكون العينة المجمعة من 10-20 نباتًا متوسط الحجم ، مأخوذة قطريًا من قطعة الأرض أو بالتناوب في صفوف غير متجاورة.
عند اختيار المحاصيل الجذرية ، يتم حفر 10-20 نباتًا متوسط الحجم وتنظيف التربة وتجفيفها ووزنها وفصل الأعضاء الموجودة فوق الأرض ووزن المحاصيل الجذرية.
يتم أخذ متوسط العينة مع الأخذ في الاعتبار حجم الدرنات ، الكيزان ، السلال ، إلخ. للقيام بذلك ، يتم فرز المادة بصريًا إلى كبيرة ومتوسطة وصغيرة ، وبالتالي ، فإن حصة الكسر تشكل العينة المتوسطة. في المحاصيل الطويلة ، يمكن حساب متوسط العينة عن طريق التشريح الطولي للنبات بأكمله من أعلى إلى أسفل.
المعيار لتقييم أخذ العينات الصحيح هو تقارب نتائج التحليل الكيميائي في التحديدات المتوازية. معدل التفاعلات الكيميائية في عينات النبات المأخوذة خلال فترة الغطاء النباتي النشط أعلى بكثير من العديد من الكائنات التي تم تحليلها. بسبب عمل الإنزيمات ، تستمر العمليات الكيميائية الحيوية ، مما يؤدي إلى تحلل المواد مثل النشا والبروتينات والأحماض العضوية وخاصة الفيتامينات. تتمثل مهمة الباحث في تقليل الفترة من أخذ العينات إلى تحليل أو تثبيت المادة النباتية إلى الحد الأدنى. يمكن تحقيق الحد من معدل التفاعلات من خلال العمل مع النباتات الطازجة في البرد في غرفة مناخية (+ 4 درجات مئوية) ، وكذلك التخزين قصير الأجل في ثلاجة منزلية. في المواد النباتية الطازجة في الرطوبة الطبيعية ، يتم تحديد الأشكال القابلة للذوبان في الماء من البروتينات والكربوهيدرات والإنزيمات والبوتاسيوم والفوسفور ، ويتم تحديد محتوى النترات والنتريت. مع وجود خطأ بسيط ، يمكن إجراء هذه التحديدات في عينات النباتات بعد التجفيف بالتجميد.
في عينات الهواء الجاف الثابت ، يتم تحديد جميع المغذيات الكبيرة ، أي تكوين الرماد للنباتات ، المحتوى الكلي للبروتينات ، الكربوهيدرات ، الدهون ، الألياف ، مواد البكتين. تجفيف عينات النبات إلى الوزن الجاف المطلق للتحليل غير مقبول ، حيث يتم انتهاك قابلية الذوبان والخصائص الفيزيائية والكيميائية للعديد من المركبات العضوية ، ويحدث تمسخ لا رجعة فيه للبروتينات. عند التحليل الخصائص التكنولوجيةيسمح بالتجفيف عند درجة حرارة لا تزيد عن 30 درجة مئوية. تغير درجات الحرارة المرتفعة خصائص مجمعات البروتين والكربوهيدرات في النباتات وتشوه نتائج التحديد.
تثبيت المواد النباتية
يتم حفظ المواد العضوية والرماد في عينات النباتات بكميات قريبة من حالتها الطبيعية بسبب التثبيت. يتم استخدام تثبيت درجة الحرارة والتجفيف بالتجميد. في الحالة الأولى ، يتم تثبيت تركيبة النباتات بسبب تعطيل الإنزيمات ، وفي الحالة الثانية ، بسبب التسامي ، بينما تظل الإنزيمات النباتية في حالة نشطة ، لا تفسد البروتينات. يتم إجراء تثبيت درجة حرارة المواد النباتية في الفرن. يتم وضع المواد النباتية في أكياس ورق كرافت وتحميلها في فرن مُسخن مسبقًا إلى 105-110 درجة مئوية. بعد التحميل ، يتم الحفاظ على درجة الحرارة عند 90-95 درجة مئوية لمدة 10-20 دقيقة ، اعتمادًا على خصائص المادة النباتية. مع معالجة درجة الحرارة هذه بسبب بخار الماء ، يتم تعطيل إنزيمات النبات. في نهاية التثبيت ، يجب أن تكون المادة النباتية رطبة وبطيئة ، بينما يجب أن تحتفظ بلونها. يتم إجراء مزيد من التجفيف للعينة مع الوصول إلى الهواء في أكياس مفتوحة عند درجة حرارة 50-60 درجة مئوية لمدة 3-4 ساعات ، ويجب عدم تجاوز درجة الحرارة المحددة والفترات الزمنية. تدفئة مطولة في درجة حرارة عاليةيؤدي إلى التحلل الحراري للعديد من المواد المحتوية على النيتروجين وكربوهيدرات الكتلة النباتية. عينات نباتية تحتوي على نسبة عالية من الماء - الجذور ، والفواكه ، والتوت ، إلخ. تنقسم إلى شرائح بحيث يشمل التحليل الأجزاء الطرفية والمركزية للجنين. تتكون مجموعة الشرائح لأخذ العينات من شرائح الفاكهة أو الدرنات الكبيرة والمتوسطة والصغيرة في النسبة المناسبة منها في المحصول. يتم سحق أجزاء العينة المتوسطة وتثبيتها في كوات مطلية بالمينا. إذا كانت العينات ضخمة ، فسيتم سحق الجزء الجوي من النباتات مباشرة قبل التثبيت وإغلاقه بسرعة في أكياس. إذا كان من المفترض أن تحدد العينات مجموعة من العناصر الكيميائية فقط ، فلا يمكن إصلاحها ، بل تجفيفها في درجة حرارة الغرفة. من الأفضل أن يتم تجفيف المواد النباتية في منظم حرارة عند درجة حرارة 40-60 درجة مئوية ، حيث قد تتعفن الكتلة في درجة حرارة الغرفة وتصبح ملوثة بجزيئات الغبار من الغلاف الجوي. لا تخضع عينات الحبوب والبذور لتثبيت درجة الحرارة ، ولكن يتم تجفيفها عند درجة حرارة لا تزيد عن 30 درجة مئوية. يعتمد تجفيف المواد النباتية (التجفيف بالتسامي) على تبخر الجليد الذي يتجاوز المرحلة السائلة. يتم تجفيف المادة أثناء عملية التجفيد على النحو التالي: يتم تجميد المادة النباتية المختارة في حالة صلبة ، وملء العينة بالنيتروجين السائل. توضع العينة بعد ذلك في مجفف مجفف حيث يتم تجفيفها عند درجة حرارة منخفضة وتحت تفريغ. في هذه الحالة ، يتم امتصاص الرطوبة بواسطة مادة مجففة خاصة (كاشف) ، والتي تستخدم مثل هلام السيليكا ، وكلوريد الكالسيوم ، إلخ. يمنع التجفيف بالتجميد العمليات الأنزيمية ، ولكن يتم الحفاظ على الإنزيمات نفسها.
طحن العينات النباتية وتخزينها.
يتم طحن النباتات في حالة الهواء الجاف. تزداد سرعة الطحن إذا تم تجفيف العينات مسبقًا في منظم حرارة. يتم تحديد عدم وجود رطوبة استرطابية فيها بصريًا: السيقان والأوراق الهشة وسهلة الكسر في اليدين هي أنسب مادة للطحن.
لطحن العينات السائبة التي تزن أكثر من 30 جم ، يتم استخدام المطاحن المخبرية ؛ لطحن العينات الصغيرة ، يتم استخدام مطاحن القهوة المنزلية. بكميات صغيرة جدًا ، يتم طحن عينات النباتات في ملاط خزفي ، متبوعًا بتمرير المادة عبر غربال. يتم غربلة المواد المكسرة من خلال غربال. يعتمد قطر الثقوب على خصائص التحليل: من 1 مم إلى 0.25 مم. يتم إعادة طحن جزء المادة الذي لم يمر عبر الغربال في مطحنة أو في ملاط. غير مسموح بـ "رفض" المواد النباتية ، لأن هذا يغير تكوين العينة المتوسطة. مع وجود حجم كبير من عينات الأرض ، من الممكن تقليل الحجم عن طريق الانتقال من عينة معملية متوسطة إلى عينة تحليلية متوسطة ، ووزن الأخير هو 10-50 جم ، وللحبوب لا يقل عن 100 جم. الاختيار هو مصنوعة من قبل إيواء. يتم توزيع العينة المختبرية بالتساوي على الورق أو الزجاج على شكل دائرة أو مربع. الملعقة مقسمة إلى مربعات صغيرة (1-3 سم) أو شرائح. يتم أخذ المواد من المربعات غير المجاورة في العينة التحليلية.
تحديد المواد المختلفة في المواد النباتية
تحديد أشكال الكربوهيدرات القابلة للذوبان في الماء
يتم تحديد محتوى الكربوهيدرات وتنوعها من خلال الأنواع النباتية ومرحلة التطور والعوامل البيئية اللاأحيائية وتختلف على نطاق واسع. هناك طرق كمية لتحديد السكريات الأحادية: الكيميائية ، الاستقطاب. يتم تحديد السكريات في النباتات بنفس الطرق ، ولكن ، أولاً ، يتم تدمير رابطة الأكسجين (-O-) لهذه المركبات في عملية التحلل الحمضي. إحدى طرق التحديد الرئيسية - تعتمد طريقة برتراند على استخلاص الكربوهيدرات القابلة للذوبان من المواد النباتية بالماء المقطر الساخن. في جزء واحد من المرشح ، يتم تحديد السكريات الأحادية ، في الجزء الآخر - بعد التحلل المائي حامض الهيدروكلوريك- السكريات الثنائية والثلاثية ، والتي تتحلل في نفس الوقت إلى الجلوكوز
تقدير البوتاسيوم والفوسفور والنيتروجينعلى أساس على التفاعلات التحلل المائي وأكسدة المواد العضوية النباتية مع عوامل مؤكسدة قوية (خليط من الكبريت و الكلور ر). العامل المؤكسد الرئيسي هو حمض البيركلوريك (HclO 4). تتأكسد المواد العضوية الخالية من النيتروجين إلى الماء وثاني أكسيد الكربون ، وتطلق عناصر الرماد على شكل أكاسيد. يتم تحلل المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين وأكسدتها إلى الماء وثاني أكسيد الكربون ، مما يؤدي إلى إطلاق النيتروجين على شكل أمونيا ، والذي يرتبط مباشرة بحمض الكبريتيك. وهكذا ، يوجد في المحلول عناصر رماد على شكل أكاسيد ونيتروجين على شكل كبريتات الأمونيوم وملح الأمونيوم لحمض البيركلوريك. تقضي الطريقة على فقدان النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم في شكل أكاسيدهم ، حيث تتعرض المادة النباتية عند درجة حرارة 332 درجة مئوية. هذه هي نقطة غليان حامض الكبريتيك ، بينما يحتوي حمض البيركلوريك على نقطة غليان أقل بكثير - 121 درجة مئوية.
تعريفمحتوى النترات والنتريت. تجمع النباتات النترات والنتريت بكميات كبيرة. هذه المركبات سامة للإنسان والحيوان ، والنتريت خطير بشكل خاص ، وسميته أعلى بعشر مرات من تلك الموجودة في النترات. النتريت في جسم الإنسان والحيوان يحول الحديد الهيموجلوبين إلى ثلاثي التكافؤ. الميتهيموغلوبين الناتج غير قادر على حمل الأكسجين. من الضروري التحكم الصارم في محتوى النترات والنتريت في منتجات المحاصيل. تم تطوير عدد من الطرق لتحديد محتوى النترات في النباتات. الطريقة الأيونية السريعة الأكثر استخدامًا. يتم استخلاص النترات بمحلول شب البوتاسيوم ، متبوعًا بقياس تركيز النترات في المحلول باستخدام قطب كهربائي انتقائي للأيونات. حساسية الطريقة هي 6 مجم / دسم 3. حد تحديد النترات في عينة جافة هو 300 مل -1 ، في عينة خام - 24-30 مل - 1. دعونا نتناول المزيد من التفاصيل حول تحليل إجمالي النيتروجين في النباتات.
تحديد النيتروجين الكلي بالكيلو بايتeldalu
لوحظ وجود نسبة عالية من النيتروجين في الأعضاء المنتجة ، خاصة في الحبوب ، وتركيزه أقل في الأوراق والسيقان والجذور والمحاصيل الجذرية وقليل جدًا في القش. يتم تمثيل النيتروجين الكلي في النبات بشكلين: نيتروجين البروتين والنيتروجين للمركبات غير البروتينية. وتشمل الأخيرة النيتروجين ، وهو جزء من الأميدات والأحماض الأمينية الحرة والنترات والأمونيا.
يتم تحديد محتوى البروتين في النباتات بكمية النيتروجين البروتيني ، حيث يتم ضرب محتوى بروتين النيتروجين (بالنسبة المئوية) في معامل 6.25 عند تحليل الأعضاء الخضرية والمحاصيل الجذرية و 5.7 عند تحليل الحبوب. تمثل أشكال النيتروجين غير البروتينية 10-30٪ من إجمالي النيتروجين في الأعضاء الخضرية ، ولا تزيد عن 10٪ في الحبوب. ينخفض محتوى النيتروجين غير البروتيني بنهاية موسم النمو ، وبالتالي ، في ظل ظروف الإنتاج ، يتم إهمال نصيبه. في هذه الحالة ، يتم تحديد إجمالي النيتروجين (كنسبة مئوية) ويتم تحويل محتواه إلى بروتين. يسمى هذا المؤشر "بروتين خام" أو بروتين. مبدأ الطريقة. يتم حرق جزء من المادة النباتية في دورق Kjeldahl مع حمض الكبريتيك المركز في وجود أحد المحفزات (معدن السيلينيوم ، بيروكسيد الهيدروجين ، حمض البيركلوريك ، إلخ.) درجة حرارة Ashing 332 درجة مئوية. في عملية التحلل المائي وأكسدة الكتلة العضوية ، يتم تخزين النيتروجين في القارورة في محلول على شكل كبريتات الأمونيوم.
يتم تقطير الأمونيا في جهاز Kjeldahl عن طريق تسخين المحلول وغليانه.
في بيئة حمضية ، لا يوجد تفكك مائي لكبريتات الأمونيوم ، والضغط الجزئي للأمونيا هو صفر. في بيئة قلوية ، يتغير التوازن ، وتتشكل الأمونيا في المحلول ، والتي تتبخر بسهولة عند تسخينها.
2NH 4 OH = 2NH 3 * 2H 2 0.
لا تضيع الأمونيا ، لكنها تمر عبر الثلاجة أولاً على شكل غاز ، ثم ، بعد ذلك ، يسقط التكثيف في المستقبل بحمض الكبريتيك المعاير ويرتبط به ، مما يؤدي مرة أخرى إلى تكوين كبريتات الأمونيوم:
2NH 3 + H 2 SO 4 \ u003d (NH 4) 2 S0 4.
يتم معايرة الفائض من الحمض ، غير المرتبط بالأمونيا ، بقليل من الحالة الطبيعية المحددة بدقة باستخدام مؤشر مشترك أو ميثيل روتا.
تقدم التحليل
1. على الميزان التحليلي ، خذ عينة من مادة نباتية - 0.3-0.5 ± 0.0001 جم باستخدام أنبوب اختبار (وفقًا للاختلاف بين وزن أنبوب الاختبار مع العينة ووزن أنبوب الاختبار مع بقايا المادة) ووضع أنبوب مطاطي في نهاية أنبوب الاختبار 12-15 سم ، قم بخفض العينة بعناية إلى أسفل قارورة Kjeldahl. صب في القارورة مع اسطوانة صغيرة 10-12 مل من حامض الكبريتيك المركز (د = 1.84). يبدأ الرماد المنتظم للمواد النباتية بالفعل في درجة حرارة الغرفة ، لذلك من الأفضل ترك عينات مملوءة بالأحماض طوال الليل.
2. ضع القوارير على الموقد الكهربائي وقم بالاحتراق التدريجي ، أولاً على حرارة منخفضة (ضع الأسبستوس) ، ثم على حرارة عالية ، قم بالرج بشكل دوري برفق. عندما يصبح المحلول متجانسًا ، أضف محفزًا (بضع بلورات من السيلينيوم أو بضع قطرات من بيروكسيد الهيدروجين) واستمر في الاحتراق حتى يتغير لون المحلول تمامًا.
المحفزات. يساهم استخدام المحفزات في زيادة درجة غليان حامض الكبريتيك وتسريع عملية الرماد. في التعديلات المختلفة لطريقة Kjeldahl ، يتم استخدام الزئبق المعدني والسيلينيوم وكبريتات البوتاسيوم وكبريتات النحاس وبيروكسيد الهيدروجين. لا يوصى باستخدام حمض البيركلوريك بمفرده أو ممزوجًا بحمض الكبريتيك للاحتراق كعامل مساعد. يتم ضمان معدل أكسدة المادة في هذه الحالة ليس بسبب زيادة درجة الحرارة ، ولكن بسبب الإطلاق السريع للأكسجين ، والذي يصاحبه فقدان النيتروجين أثناء الرماد.
3. تجريد الأمونيا. بعد انتهاء الاحتراق ، يتم تبريد دورق Kjeldahl ويصب الماء المقطر فيه بعناية على طول الجدران ، وتختلط المحتويات ويتم شطف عنق القارورة. يُسكب الجزء الأول من الماء حتى الرقبة وينقل كميًا إلى دورق دائري سعة 1 لتر. يتم غسل دورق Kjeldahl 5-6 مرات أخرى بأجزاء صغيرة من الماء المقطر الساخن ، ويتم تصريف ماء الغسيل في كل مرة في دورق التقطير. املأ دورق التقطير بماء غسيل حتى 2/3 من الحجم وأضف 2-3 قطرات من الفينول فثالين. تجعل كمية صغيرة من الماء التبخر أثناء التقطير أمرًا صعبًا ، ويمكن أن تتسبب كمية كبيرة في نقل الماء المغلي إلى الثلاجة.
4. صب 25-30 مل من 0.1 ن. H 2 SO 4 (مع عيار محدد بدقة) ، أضف 2-3 قطرات من مؤشر methylroth أو كاشف Groak (اللون الأرجواني). غمس أنبوب الثلاجة مغمور في الحمض. يتم وضع دورق التقشير على المدفأة وتوصيله بالثلاجة للتحقق من إحكام التوصيل. لتدمير كبريتات الأمونيوم وإزالة الأمونيا ، يتم استخدام محلول قلوي بنسبة 40٪ ، يتم تناوله بحجم أربعة أضعاف حجم حمض الكبريتيك المركز المأخوذ أثناء احتراق العينة.
وثائق مماثلة
جوهر الكيمياء الزراعية. خصائص التربة ، نظام مؤشرات التركيب الكيميائي ، مبادئ التحديد والتفسير. طرق تحديد الملوثات ذات الأولوية. تحليل النبات. تحديد أنواع وأشكال الأسمدة المعدنية.
ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 03/25/2009
طرق تصنيف الأسمدة. ميزات تخزين ومناولة الأسمدة المعدنية ومتطلبات جودتها. التوسيم الإلزامي للأسمدة المعدنية. حساب جرعات الأسمدة المعدنية بالمادة الفعالة. تقنية التسميد.
البرنامج التعليمي ، تمت إضافة 06/15/2010
مراقبة وتصنيف التربة. طريقة لتحديد رطوبة التربة وتبادل الحموضة. تقدير القلوية الكلية والقلوية الناتجة عن أيونات الكربونات. التقدير المعقد لمحتوى الحديد الكلي في التربة.
المهمة ، تمت إضافة 11/09/2010
طرق تحديد الحديد في التربة: الامتصاص الذري والقياسات المعقدة. نسبة مجموعات مركبات الحديد في أنواع التربة المختلفة. طرق تحديد الأشكال المتحركة للحديد باستخدام ثيوسيانات الأمونيوم. الحلول المرجعية للتحليل.
الاختبار ، تمت الإضافة في 12/08/2010
المواد وخاصة الأملاح التي تحتوي على العناصر الغذائية الضرورية للنباتات. أسمدة النيتروجين والفوسفات والبوتاس. أهمية واستخدام جميع العوامل التي تحدد التأثير العالي للأسمدة ، مع مراعاة ظروف الأرصاد الجوية الزراعية.
الملخص ، تمت الإضافة في 12/24/2013
تكوين وخصائص الأسمدة النيتروجينية الأساسية. أسمدة البوتاس ، خصائصها. الخث المرتفع والمنخفض والانتقالي. قيمة إنتاج الأسمدة المعدنية في اقتصاد البلاد. العملية التكنولوجيةإنتاج. حماية البيئة.
ورقة المصطلح ، تمت إضافتها في 12/16/2015
مراجعة تطوير طريقة لتقدير النيتروجين في الفولاذ. خصائص نظام محلل النيتروجين المعدني السائل متعدد المختبرات نظام النيتريس. ملامح طرف مسبار Nitris مغمورة في الفولاذ السائل. تحليل مراحل دورة قياس محتوى النيتروجين.
الاختبار ، تمت الإضافة في 05/03/2015
الملخص ، تمت الإضافة في 01/23/2010
الخصائص العامة للأسمدة المعدنية. المخطط التكنولوجي لإنتاج نترات الأمونيوم في JSC "أكرون". تحضير المواد وتوازن الحرارة. تحديد درجة حرارة العملية ، التركيز النهائي للملح الصخري ؛ خصائص المنتج.
تقرير الممارسة ، تمت إضافة 2015/08/30
ميزات قياس تركيبة المواد والمواد. وصف مفصل لطرق تحديد التركيزات غير المعروفة في طرق التحليل الآلية. تفسير معمم للتحليل الفيزيائي والكيميائي كتخصص علمي مستقل.
عند تحديد احتياجات النباتات للأسمدة ، إلى جانب التحليلات الكيميائية الزراعية للتربة ، والتجارب الميدانية والغطاء النباتي ، والطرق الميكروبيولوجية وغيرها ، بدأ استخدام طرق تشخيص النبات أكثر فأكثر.
حاليًا ، تُستخدم الطرق التالية لتشخيص النبات على نطاق واسع: 1) التحليل الكيميائي للنباتات ، 2) التشخيص البصري و 3) الحقن والرش. يعد التحليل الكيميائي للنباتات الطريقة الأكثر شيوعًا لتشخيص الحاجة إلى استخدام الأسمدة.
يتم تمثيل التشخيص الكيميائي بثلاثة أنواع: 1) تشخيص الأوراق ، 2) تشخيص الأنسجة ، و 3) طرق سريعة (صريحة) لتحليل النبات.
الخطوات المهمة في تشخيص النبات باستخدام التحليل الكيميائي هي: 1) أخذ عينة نباتية لتحليلها. 2) مراعاة الظروف المصاحبة لنمو النبات ؛ 3) التحليل الكيميائي للنباتات. 4) معالجة البيانات التحليلية والتوصل إلى استنتاج حول الحاجة للنباتات في الأسمدة.
أخذ عينات النبات للتحليل. عند اختيار النباتات للتحليل ، يجب توخي الحذر للتأكد من أن النباتات المأخوذة تتوافق مع متوسط حالة النباتات في قسم معين من الحقل. إذا كان البذر متجانسًا ، فيمكن تقييد عينة واحدة ؛ إذا كانت هناك مناطق بها نباتات متطورة بشكل أفضل أو ، على العكس من ذلك ، أسوأ نموًا ، يتم أخذ عينة منفصلة من كل من هذه البقع لتحديد سبب الحالة المتغيرة للنبات. يمكن استخدام المحتوى الغذائي للنباتات المتطورة جيدًا في هذه الحالة كمؤشر على التركيب الطبيعي لنوع نباتي معين.
عند إجراء التحليلات ، من الضروري توحيد أسلوب أخذ العينة وتحضيرها: أخذ نفس أجزاء النبات عن طريق وضع طبقات ، ووضعها على النبات ، والعمر الفسيولوجي.
يعتمد اختيار جزء النبات للتحليل على طريقة التشخيص الكيميائي. للحصول على بيانات موثوقة ، من الضروري أخذ عينات من عشرة مصانع على الأقل.
في المحاصيل الشجرية ، نظرًا لخصائص التغيرات المرتبطة بالعمر ، فإن أخذ عينات النبات يعد أكثر صعوبة إلى حد ما من المحاصيل الحقلية. يوصى بإجراء البحوث في الفترات العمرية التالية: الشتلات ، والشتلات ، والنباتات الشابة والمثمرة. يجب أن تؤخذ الأوراق أو أعناقها أو براعمها أو براعمها أو أعضاء أخرى من الثلث العلوي للبراعم من المنطقة الوسطى لتاج الأشجار أو الشجيرات من نفس العمر والجودة ، مع الالتزام بنفس الترتيب ، أي: إما فقط من براعم الفاكهة ، أو فقط من براعم غير الفاكهة ، أو من براعم النمو الحالي ، أو الأوراق في ضوء الشمس المباشر أو الضوء المنتشر. يجب أن تؤخذ كل هذه النقاط في الاعتبار ، لأنها تؤثر جميعها على التركيب الكيميائي للأوراق. ويلاحظ أنه يتم الحصول على أفضل ارتباط بين التركيب الكيميائي للورقة وحاصل الثمار إذا تم أخذ الورقة كعينة ، في محور نمو برعم الزهرة.
في أي مرحلة من مراحل تطوير المصنع يجب أخذ العينات لتحليلها؟ إذا أخذنا في الاعتبار الحصول على أفضل ارتباط مع الحصاد ، فسيكون تحليل النباتات في مرحلة الإزهار أو مرحلة النضج هو الأفضل. لذلك ، يعتقد Lundegard و Kolarzhik وباحثون آخرون أن الإزهار مثل هذه المرحلة بالنسبة لجميع النباتات ، لأنه في هذه اللحظة تنتهي عمليات النمو الرئيسية ولن يؤدي اكتساب الكتلة إلى "تخفيف" نسبة المواد.
لحل مشكلة كيفية تغيير تغذية النباتات لضمان تكوينها أفضل حصاد، من الضروري تحليل النباتات في فترات مبكرة من التطور وليس مرة واحدة ، ولكن عدة مرات (ثلاث أو أربع مرات) ، بدءًا من ظهور ورقة أو ورقتين.
وقت الحصول على العينات. المصطلح: للحبوب الربيعية (القمح ، الشوفان ، الذرة) - في مرحلة الأوراق الثلاث ، أي قبل بدء تمايز الأذن الجنينية أو الدالية ؛ للكتان - بداية "شجرة عيد الميلاد" ؛ للبطاطس والبقوليات والقطن وغيرها - مرحلة من أربع إلى خمس أوراق حقيقية ، أي قبل التبرعم ؛ بنجر السكر - مرحلة ثلاث أوراق حقيقية.
المصطلح الثاني: لحبوب الربيع - في مرحلة الأوراق الخمس ، أي في مرحلة الأنابيب ؛ للبنجر - في مرحلة نشر الورقة السادسة ؛ لأي شخص آخر - أثناء تكوين البراعم الخضراء الصغيرة الأولى ، أي حتى بداية التبرعم.
المصطلح الثالث: في مرحلة الإزهار ؛ للبنجر - عند نشر الورقة التاسعة.
المصطلح الرابع: في مرحلة نضج الحليب من البذور ؛ للبنجر - قبل أسبوع من الحصاد.
في النباتات الخشبية والتوت ، تؤخذ العينات وفقًا للمراحل التالية من تكوين المحاصيل: أ) قبل الإزهار ، أي في بداية النمو القوي ، ب) الإزهار ، أي خلال فترة النمو القوي والتساقط الفسيولوجي للمبايض ، ج) تكوين الفاكهة ، د) النضج والحصاد ؛ و) فترة سقوط أوراق الخريف.
عند تحديد توقيت أخذ العينات النباتية ، من الضروري أيضًا مراعاة فترة النمو والتنمية التي تحدث فيها المستويات الغذائية الحرجة. يعني مصطلح "المستويات الحرجة" أدنى تركيزات المغذيات في النباتات خلال الفترة الحرجة لتطورها ، أي التركيزات التي يتدهور دونها النبات وينخفض المحصول. يُفهم التركيب الأمثل للنبات على أنه محتوى من العناصر الغذائية فيه في المراحل الحرجة من تطوره ، مما يضمن عائدًا مرتفعًا.
يتم إعطاء قيم المستويات الحرجة والتركيب الأمثل لبعض الثقافات أدناه. تؤخذ العينات في جميع الحالات في نفس ساعات اليوم ويفضل في الصباح (الساعة 8-9) وذلك لتجنب التغيرات في تكوين النباتات بسبب النظام اليوميتَغذِيَة.
المحاسبة عن الشروط ذات الصلة. ليس من الصحيح دائمًا الحكم على كفاية أو عدم كفاية تغذية النبات بعناصر معينة فقط وفقًا للتحليل الكيميائي. تُعرف العديد من الحقائق عندما يؤدي نقص عنصر أو أكثر من العناصر الغذائية ، أو التأخير في التمثيل الضوئي أو انتهاك المياه ، والأنظمة الحرارية وغيرها من النظم الحيوية إلى تراكم عنصر أو آخر في النبات ، والذي لا ينبغي بأي حال من الأحوال وصف مدى كفاية هذا العنصر في وسط المغذيات (التربة). لتجنب الأخطاء المحتملةوعدم الدقة في الاستنتاجات ، من الضروري مقارنة بيانات التحليل الكيميائي للنباتات مع عدد من المؤشرات الأخرى: مع الوزن والنمو ومعدل تطور النباتات في وقت أخذ العينات ومع الحصاد النهائي ، مع المرئي علامات تشخيصية ، بخصائص التكنولوجيا الزراعية ، مع الخصائص الكيميائية الزراعية للتربة ، مع الظروف الجوية وعدد من المؤشرات الأخرى التي تؤثر على تغذية النبات. لذلك ، فإن أحد أهم شروط الاستخدام الناجح لتشخيصات النبات هو الحساب الأكثر تفصيلاً لجميع هذه المؤشرات لمقارنتها اللاحقة مع بعضها البعض ومع بيانات التحليل.
منذ دراسات علم النبات عدد قليل من الجوانب المختلفة لتنظيم وعمل الكائنات الحية النباتية، ثم في كل حالة محددة يتم استخدام مجموعة مختلفة من طرق البحث. يستخدم علم النبات كلاً من الأساليب العامة (الملاحظة ، المقارنة ، التحليل ، التجربة ، التعميم) والعديد من الأساليب
طرق خاصة (الكيمياء الحيوية والكيميائية الخلوية ، طرق الضوء (التقليدية ، تباين الطور ، التداخل ، الاستقطاب ، التألق ، الأشعة فوق البنفسجية) والإلكترون (الإرسال ، المسح) المجهري ، طرق زراعة الخلايا ، الجراحة المجهرية ، طرق البيولوجيا الجزيئية ، الطرق الجينية، طرق الفيزيولوجيا الكهربية ، طرق التجميد والتقطيع ، الطرق الحيوية ، طرق القياسات الحيوية ، النمذجة الرياضية ، الطرق الإحصائية).
تأخذ الأساليب الخاصة في الاعتبار خصوصيات مستوى أو آخر من مستويات تنظيم عالم النبات. لذلك ، لدراسة المستويات الأدنى من التنظيم ، يتم استخدام طرق بيوكيميائية مختلفة وطرق التحليل الكيميائي النوعي والكمي. يتم استخدام طرق خلوية مختلفة لدراسة الخلايا ، وخاصة طرق الفحص المجهري الإلكتروني. لدراسة الأنسجة والبنية الداخلية للأعضاء ، يتم استخدام طرق الفحص المجهري الضوئي والجراحة المجهرية والتلوين الانتقائي. لدراسة النباتات في الأنواع السكانية ومستويات التكاثر الحيوي ، يتم استخدام طرق بحث جينية وجيولوجية وبيئية مختلفة. في تصنيف النباتات ، يتم احتلال مكان مهم من خلال طرق مثل المقارنة المورفولوجية ، وعلم الأحافير ، والتاريخية ، والخلوية الوراثية.
استيعاب المواد من أقسام مختلفة من علم النبات اساس نظرىفي تدريب المتخصصين المستقبليين في الكيميائيين الزراعيين وعلماء التربة. نظرًا للعلاقة التي لا تنفصم بين الكائن النباتي والبيئة لوجودها ، فإن السمات المورفولوجية و الهيكل الداخلييتم تحديد النباتات إلى حد كبير من خلال خصائص التربة. في الوقت نفسه ، يعتمد اتجاه وشدة مسار العمليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية أيضًا على التركيب الكيميائي للتربة وخصائصها الأخرى ، والتي تحدد في النهاية الزيادة في الكتلة الحيوية النباتية وإنتاجية إنتاج المحاصيل كصناعة كصناعة. كامل. لهذا المعرفة النباتيةجعل من الممكن إثبات الحاجة والجرعات من تطبيق مواد مختلفة على التربة ، للتأثير على محصول النباتات المزروعة. في الواقع ، فإن أي تأثير على التربة من أجل زيادة غلة النباتات المزروعة والبرية يعتمد على البيانات التي تم الحصول عليها في أقسام مختلفة من علم النبات. تعتمد طرق المكافحة البيولوجية لنمو النبات وتطوره بالكامل تقريبًا على علم التشكل النباتي وعلم الأجنة.
بدوره ، يعد عالم النبات عاملاً مهمًا في تكوين التربة ويحدد العديد من خصائص التربة. يتميز كل نوع من أنواع النباتات بأنواع معينة من التربة ، وتستخدم هذه الأنماط بنجاح لرسم خرائط التربة. يمكن أن تكون الأنواع النباتية ومجموعاتها المنهجية الفردية مؤشرات نباتية موثوقة لظروف الغذاء (الأرض). يعطي المؤشر علم النبات الجيولوجي لعلماء التربة والكيميائيين الزراعيين إحدى الطرق المهمة لتقييم جودة التربة وخصائصها الفيزيائية والكيميائية ،
علم النبات هو الأساس النظري للكيمياء الزراعية ، وكذلك المجالات التطبيقية مثل إنتاج المحاصيل والغابات. تم الآن إدخال حوالي 2000 نوع من النباتات في الزراعة ، ولكن فقط جزء ضئيل منها يزرع على نطاق واسع. يمكن أن تصبح العديد من أنواع النباتات البرية محاصيل واعدة جدًا في المستقبل. يثبت علم النبات إمكانية وملاءمة التنمية الزراعية للمناطق الطبيعية ، وتنفيذ تدابير استصلاح الأراضي لزيادة إنتاجية مجموعات النباتات الطبيعية ، ولا سيما المروج والغابات ، ويعزز التنمية والاستخدام الرشيد للموارد النباتية على الأرض ، والمسطحات المائية العذبة ، و محيط العالم.
بالنسبة للمتخصصين في مجال الكيمياء الزراعية وعلوم التربة ، فإن علم النبات هو الأساس الأساسي ، والذي يسمح بفهم أعمق لجوهر عمليات تكوين التربة ، ومعرفة اعتماد بعض خصائص التربة على خصائص الغطاء النباتي ، وفهمها احتياجات النباتات المزروعة لمغذيات معينة.