La determinarea necesității plantelor pentru îngrășăminte, împreună cu testele agrochimice ale solului, experimentele de câmp și vegetație, metode microbiologice și alte metode, metodele de diagnosticare a plantelor au început să fie din ce în ce mai utilizate.
În prezent, sunt utilizate pe scară largă următoarele metode de diagnosticare a plantelor: 1) analiza chimică a plantelor, 2) diagnosticarea vizuală și 3) injectarea și pulverizarea. Analiza chimică a plantelor este cea mai comună metodă de diagnosticare a necesității aplicării îngrășămintelor.
Diagnosticarea chimică este reprezentată de trei tipuri: 1) diagnosticarea frunzelor, 2) diagnosticarea țesuturilor și 3) metode rapide (expresse) de analiză a plantelor.
Etapele importante ale diagnosticării plantelor folosind analiza chimică sunt: ​​1) prelevarea unei probe de plantă pentru analiză; 2) luarea în considerare a condițiilor însoțitoare de creștere a plantelor; 3) analiza chimică a plantelor; 4) prelucrarea datelor analitice și elaborarea unei concluzii despre necesitatea plantelor pentru îngrășăminte.
Prelevarea unei probe de plantă pentru analiză. Atunci când selectați plante pentru analiză, trebuie să vă asigurați că plantele selectate corespund stării medii a plantelor dintr-o anumită zonă a câmpului. Dacă recolta este omogenă, atunci vă puteți limita la o singură probă; dacă există pete pe plante mai bine dezvoltate sau, dimpotrivă, mai prost dezvoltate, atunci se prelevează o probă separată din fiecare dintre aceste pete pentru a determina cauza stării modificate a plantei. Conținutul de nutrienți al plantelor bine dezvoltate poate fi utilizat în acest caz ca un indicator al compoziției normale a unei anumite specii de plante.
La efectuarea analizelor, este necesară unificarea tehnicii de prelevare și pregătire a unei probe: prelevarea de părți identice ale plantei în funcție de nivel, poziția pe plantă și vârsta fiziologică.
Alegerea părții plantei pentru analiză depinde de metodă diagnosticul chimic. Pentru a obține date fiabile, este necesar să se preleveze mostre de la cel puțin zece plante.
În culturile de arbori, datorită caracteristicilor modificărilor lor legate de vârstă, prelevarea de mostre de plante este ceva mai dificilă decât în ​​culturile de câmp. Se recomandă efectuarea cercetărilor în următoarele perioade de vârstă: răsaduri, puieți, plante tinere și fructifere. Frunzele, petiolele, mugurii, lăstarii sau alte organe ale acestora trebuie luate din treimea superioară a lăstarilor din zona mijlocie a coroanei copacilor sau arbuștilor de aceeași vârstă și calitate, respectând aceeași ordine, și anume: fie numai din roditor sau numai din lăstari nefructivi, sau din lăstari de creștere curentă, sau frunze expuse la lumina directă a soarelui sau la lumină difuză. Toate aceste puncte trebuie luate în considerare, deoarece toate afectează compoziție chimică frunze. Se observă că cea mai bună corelație între compoziția chimică a frunzei și producția de fructe se obține dacă proba este prelevată dintr-o frunză la axila căreia se dezvoltă un mugur floral.
În ce stadiu al dezvoltării plantelor ar trebui prelevate probe pentru analiză? Dacă avem în vedere să obținem cea mai bună corelație cu recolta, atunci analizarea plantelor în faza de înflorire sau de coacere se dovedește a fi cea mai bună. Astfel, Lundegård, Kolarzhik și alți cercetători consideră că o astfel de fază pentru toate plantele este înflorirea, deoarece în acest moment principalele procese de creștere s-au încheiat și creșterea în masă nu va „dilua” procentul de substanțe.
Pentru a rezolva problema modului de modificare a nutriției plantelor pentru a asigura formarea celei mai bune recolte, este necesar să se analizeze plantele în perioadele anterioare de dezvoltare și nu doar o dată, ci de mai multe ori (trei sau patru), începând cu aspectul uneia sau a două frunze.
Momentul prelevării probei. Termen: pentru boabele de primăvară (grâu, ovăz, porumb) - în faza cu trei frunze, adică înainte de începerea diferențierii spicului sau paniculului rudimentar; pentru in - începutul „osului de hering”; pentru cartofi, leguminoase, bumbac și altele - faza de patru până la cinci frunze adevărate, adică înainte de înmugurire; pentru sfecla de zahăr - faza a trei frunze adevărate.
Termenul II: pentru boabele de primăvară - în faza de cinci frunze, adică în faza de pornire; pentru sfeclă - în faza de expansiune a celei de-a șasea frunze; pentru toate celelalte - la formarea primilor muguri verzi mici, adică chiar la începutul înmuguririi.
III termen: în faza de înflorire; pentru sfeclă - la desfacerea celei de-a opta sau a noua frunză.
Termenul IV: în faza de coacere lăptoasă a semințelor; pentru sfeclă - cu o săptămână înainte de recoltare.
Pentru plantele lemnoase și plantele de fructe de pădure se prelevează probe în următoarele faze de formare a culturii: a) înainte de înflorire, adică la începutul creșterii puternice, b) înflorire, adică în perioada de creștere puternică și vărsare fiziologică a ovarelor, c) formarea fructelor, d ) coacerea și recoltarea și e) perioada căderii frunzelor de toamnă.
Atunci când se stabilește timpul pentru prelevarea unei probe de plantă, este, de asemenea, necesar să se ia în considerare în ce perioadă de creștere și dezvoltare apar nivelurile critice de nutriție. Termenul „niveluri critice” se referă la cele mai scăzute concentrații de nutrienți din plante în timpul unei perioade critice de dezvoltare a acestora, adică la concentrațiile sub care starea plantei se deteriorează și randamentul scade. Compoziția optimă a unei plante este înțeleasă ca conținutul de nutrienți din ea în fazele critice ale dezvoltării sale, ceea ce asigură un randament ridicat.
Valorile nivelurilor critice și compoziția optimă sunt date pentru unele culturi de mai jos. Probele sunt prelevate în toate cazurile la aceleași ore ale zilei, mai bine dimineata(la ora 8-9) pentru a evita modificarile in compozitia plantelor datorate alimentatiei zilnice.
Ținând cont de condițiile de însoțire. Nu este întotdeauna corect să judecăm suficiența sau insuficiența nutriției plantelor cu anumite elemente doar pe baza datelor de analiză chimică. Există multe fapte cunoscute atunci când o lipsă a unuia sau mai multor nutrienți, o întârziere a fotosintezei sau o încălcare a apei, a regimurilor termice și a altor regimuri vitale pot provoca acumularea unuia sau altui element în plantă, care în niciun caz nu ar trebui să caracterizeze suficiența. a acestui element în mediul nutritiv (sol). A evita posibile eroriși inexactități în concluzii, este necesar să se compare datele din analiza chimică a plantelor cu o serie de alți indicatori: cu greutatea, creșterea și rata de dezvoltare a plantelor în momentul prelevării probei și cu recolta finală, cu vizual. semne de diagnostic, cu caracteristicile tehnologiei agricole, cu proprietățile agrochimice ale solului, cu condițiile meteorologice și o serie de alți indicatori care afectează nutriția plantelor. Prin urmare, unul dintre cele mai importante conditii Utilizarea cu succes a diagnosticului plantelor este cea mai detaliată contabilizare a tuturor acestor indicatori pentru compararea lor ulterioară între ei și cu datele de analiză.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Introducere

1. Analiza solului

2. Analiza plantelor

3. Analiza îngrășămintelor

Concluzie

Bibliografie

Introducere

Chimia agronomică este studiată de Ch. arr. probleme de azot și nutriție minerală în agricultură. plante pentru a crește randamentul și a îmbunătăți produsele. Astfel, a. X. explorează compoziția produselor agricole. plante, sol, îngrășăminte și procesele de influență reciprocă a acestora. De asemenea, studiază procesele de preparare a îngrășămintelor și substanțelor folosite pentru combaterea dăunătorilor și dezvoltă și metode chimice. analiza obiectelor agronomice: sol, plante și produse obținute din acestea etc. Procesele microbiologice ale solului sunt deosebit de semnificative. În această zonă a. X. intră în contact cu știința solului și agricultura generală. Pe de altă parte, a. X. se bazează pe fiziologia plantelor și este în contact cu aceasta, deoarece a. X. studiază procesele care au loc în timpul germinării, nutriției, coacerii semințelor etc. și utilizează metodele culturilor cu apă, nisip și sol. În cercetările lor, agronomii-chimiști, folosind Ch. arr. chimic. metode, dintre care cele fizico-chimice au fost utilizate în special în ultima perioadă, în același timp trebuie să stăpânească metodele culturilor artificiale și metodele de cercetare bacteriologică. Datorită complexității și varietății sarcinilor a. x., unele grupuri de întrebări care au fost incluse anterior în a. x., au devenit discipline independente.

Acest lucru se aplică chimiei, care studiază compoziția chimică a plantelor, în principal a plantelor agricole. și tehnică, precum și chimia biologică și fizica biologică, care studiază procesele unei celule vii.

1 . Analizăsoluri

Caracteristicile solului ca obiect de cercetare chimică și indicatori stare chimică soluri

Solul este un obiect complex de studiu. Complexitatea studierii stării chimice a solurilor se datorează particularităților proprietăților lor chimice și este asociată cu necesitatea de a obține informații care să reflecte în mod adecvat proprietățile solurilor și să ofere cea mai rațională soluție atât la problemele teoretice ale științei solului, cât și uz practic sol O gamă largă de indicatori sunt utilizați pentru a descrie cantitativ starea chimică a solurilor. Include indicatori determinați în timpul analizei aproape oricăror obiecte și dezvoltați special pentru cercetarea solului (aciditate metabolică și hidrolitică, indicatori ai compoziției grupului și fracționat al humusului, gradul de saturație a solului cu baze etc.)

Caracteristicile solului cum ar fi sistem chimic este eterogenitatea, polichimismul, dispersia, eterogenitatea, modificarea și dinamica proprietăților, tamponarea, precum și necesitatea de a optimiza proprietățile solului.

Polichimia solului. În sol, același element chimic poate face parte din diverși compuși: săruri ușor solubile, aluminosilicați complecși, organici. minerale. Aceste componente au proprietăți diferite, de care depinde, în special, capacitatea unui element chimic de a trece din fazele solide ale solului în fazele lichide, de a migra în profilul solului și în peisaj, de a fi consumat de plante etc. Prin urmare, în analiza chimică a solurilor, se determină nu numai conținutul total de elemente chimice, ci și indicatori care caracterizează compoziția și conținutul de compuși chimici individuali sau grupuri de compuși cu proprietăți similare.

Eterogenitatea solului. Solul este format din faze solide, lichide și gazoase. La studierea stării chimice a solului și a componentelor sale individuale, se determină indicatori care caracterizează nu numai solul în ansamblu, ci și fazele sale individuale. Dezvoltat modele matematice, permițând evaluarea relației dintre nivelurile de presiune parțială a dioxidului de carbon din aerul solului, pH-ul, alcalinitatea carbonatului și concentrația de calciu în soluția de sol.

Polidispersitatea solului. Fazele solide ale solului constau din particule de diferite dimensiuni, de la granule de nisip la particule coloidale cu un diametru de câțiva micrometri. Nu sunt aceleași ca compoziție și au proprietăți diferite. În studiile speciale ale genezei solului, se determină compoziția chimică și alte proprietăți ale fracțiilor granulometrice individuale. Dispersia solurilor este asociată cu capacitatea lor de schimb ionic, care, la rândul său, se caracterizează printr-un set specific de indicatori - capacitatea de schimb de cationi și anioni, compoziția cationilor schimbabili etc. Multe substanțe chimice și proprietăți fizice sol

Proprietățile acido-bazice și redox ale solurilor. Compoziția solului include componente care prezintă proprietăți acizi și baze, agenți de oxidare și agenți reducători. La rezolvarea diverselor probleme teoretice și aplicative știința solului, agrochimia, reabilitarea terenurilor determină indicatorii caracterizarea acidității și alcalinității solurilor, starea lor redox.

Eterogenitatea, variabilitatea, dinamica, tamponarea proprietăților chimice ale solurilor. Proprietățile solului nu sunt aceleași nici măcar în interior acelaşi orizont genetic. Când cercetăm sunt evaluate procesele de formare a profilului solului Proprietăți chimice elemente individuale organizarea solului mase. Proprietățile solului variază în spațiu, se schimbă timp şi în acelaşi timp solurile au capacitatea rezistă la modificări ale proprietăților lor, adică prezintă tamponare. Au fost dezvoltați indicatori și metode de caracterizare a variabilității, dinamica, proprietăţile tampon ale solurilor.

Modificări ale proprietăților solului.În sol au loc continuu diverse procese, care duc la modificări ale proprietăților chimice ale solurilor. Aplicația practică se găsește în indicatorii care caracterizează direcția, gradul de exprimare și viteza proceselor care au loc în sol; Se studiază dinamica modificărilor proprietăților solului și regimurile acestora. Variația compoziției solului. Tipuri diferiteși chiar tipurile și soiurile de sol pot avea proprietăți atât de diferite încât pentru caracterizarea lor chimică folosesc nu numai tehnici analitice diferite, ci și seturi diferite de indicatori. Astfel, în solurile podzolice, soddy-podzolice, cenușii de pădure se determină pH-ul suspensiilor apoase și sărate, aciditatea interschimbabilă și hidrolitică, bazele schimbătoare sunt deplasate din sol prin soluții apoase de săruri. La analiza solurilor saline, se determină pH-ul doar al suspensiilor de apă, iar în locul indicatorilor de aciditate se determină total, carbonat și alte tipuri de alcalinitate. Caracteristicile solului enumerate determină în mare măsură principiile fundamentale ale metodelor de studiere a stării chimice a solurilor, nomenclatura și clasificarea indicatorilor proprietăților chimice ale solurilor și procesele chimice ale solului.

Sistem de indicatori ai stării chimice a solurilor

Grupa 1. Indicatori ai proprietăților solului și ai componentelor solului

Subgrupuri:

1. Indicatori ai compoziției solului și componentelor solului;

2. Indicatori ai mobilității elementelor chimice în sol;

3. Indicatori ai proprietăților acido-bazice ale solurilor;

4. Indicatori de schimb ionic și proprietăți coloido-chimice ale solurilor;

5. Indicatori ai proprietăților redox ale solurilor;

6. Indicatori ai proprietăților catalitice ale solurilor;

Grupa 2. Indicatori ai proceselor chimice ale solului

Subgrupuri:

1. Indicatori ai direcției și gradului de manifestare a procesului;

2. Indicatori de viteza procesului.

Principii pentru determinarea și interpretarea nivelurilor indicatorilor

Rezultatele analizei solului conțin informații despre proprietățile solului și despre procesele solului și, pe această bază, permit cercetătorului să rezolve problema cu care se confruntă. Tehnicile de interpretare a nivelurilor de indicator depind de metodele de determinare a acestora. Aceste metode pot fi împărțite în două grupuri. Metodele primului grup fac posibilă evaluarea proprietăților sale fără a modifica starea chimică a solului. Al doilea grup este metodele bazate pe tratament chimic proba de sol analizata. Scopul acestui tratament este de a reproduce echilibrele chimice care apar în sol real sau de a perturba în mod deliberat relațiile care s-au dezvoltat în sol și de a extrage din sol o componentă a cărei cantitate permite evaluarea proprietăților chimice ale solului sau procesul care are loc în ea. Această etapă a procesului analitic - tratarea chimică a unei probe de sol - reflectă caracteristica principală metoda de cercetare și determină metode de interpretare a nivelurilor majorității indicatorilor în curs de determinare.

Pregătirea probelor de sol din zonele de studiu

Probele de sol trebuie prelevate folosind miezuri cu un diametru de aproximativ 10 mm până la o adâncime de 10-20 cm. Este mai bine să pre-sterilizeze miezurile în apă clocotită (100 0 C). Pentru a efectua o analiză a solului, se prelevează probe de sol mixte până la adâncimea stratului cultivat. De regulă, este suficient să compilați un eșantion mixt pentru o suprafață de până la 2 hectare. O probă mixtă este formată din 15-20 de probe individuale de sol prelevate uniform pe întreaga zonă a sitului. Probele pentru analiza solului nu se prelevează imediat după aplicarea îngrășămintelor minerale și organice și a varului. Fiecare probă amestecată cântărind 500 g este ambalată într-o pânză sau o pungă de plastic și etichetată.

Pregătirea solului pentru analiza agrochimică

Pregătirea unei probe analitice este o operațiune responsabilă care asigură fiabilitatea rezultatelor obținute. Neatenția și erorile în pregătirea probelor și prelevarea unei probe medii nu sunt compensate de lucrările analitice ulterioare de înaltă calitate. Probele de sol prelevate în câmp sau în cultură sunt pre-uscate în aer la temperatura camerei. Depozitarea probelor brute duce la modificări semnificative ale proprietăților și compoziției acestora, în special ca urmare a proceselor enzimatice și microbiologice. Dimpotrivă, supraîncălzirea temperaturii este însoțită de o modificare a mobilității și solubilității multor compuși.

Dacă există o mulțime de mostre, atunci uscarea se efectuează în dulapuri cu ventilație forțată. Determinarea nitraților, nitriților, amoniului absorbit, formelor solubile în apă de potasiu, fosfor etc. efectuate în ziua prelevării la umiditatea lor naturală. Restul determinărilor se efectuează în probe uscate la aer. Probele uscate sunt măcinate într-o moară de sol sau măcinate într-un mortar de porțelan cu un vârf de cauciuc. Proba măcinată și uscată este trecută printr-o sită cu diametrul găurii de 2-3 mm. Se efectuează măcinarea și cernerea până când întreaga probă prelevată trece prin sită. Numai fragmentele de piatră, rădăcinile mari și incluziunile străine pot fi aruncate. Probele sunt depozitate în pungi închise, într-o cameră în care nu există reactivi chimici. Se prelevează un eșantion de sol pentru analiză folosind metoda „probă medie”. Pentru a face acest lucru, proba cernută este împrăștiată într-un strat subțire (aproximativ 0,5 cm) pe o foaie de hârtie sub formă de pătrat și împărțită cu o spatulă în pătrate mici cu o parte de 2-2,5 cm se ia probă din fiecare pătrat cu o spatulă.

Principalii indicatori agrochimici ai analizei solului, fără de care nicio cultură nu este completă, sunt conținutul de humus, formele mobile de fosfor, azot și potasiu, aciditatea solului, conținutul de calciu, magneziu, precum și microelemente, inclusiv metale grele. Metodele moderne de analiză fac posibilă determinarea a 15-20 de elemente într-o probă. Fosforul este un macronutrient. În funcție de disponibilitatea fosfaților mobili, solurile se disting cu un conținut foarte scăzut - mai puțin de mg, scăzut - mai puțin de 8 mg, mediu - 8 - 15 mg. și mare - mai mult de 15 mg. fosfați la 100 g de sol. Potasiu. Pentru acest element au fost dezvoltate gradații în funcție de conținutul formelor mobile din sol: foarte scăzut - până la 4 mg, scăzut - 4-8 mg, mediu - 8-12 mg, ridicat - 12-17 mg, ridicat - mai mult de 17 mg. potasiu schimbabil la 100 g de sol. Aciditatea solului - caracterizează conținutul de protoni de hidrogen din sol. Acest indicator este exprimat prin valoarea pH-ului.

Aciditatea solului afectează plantele nu numai prin efectul direct al protonilor toxici de hidrogen și al ionilor de aluminiu asupra rădăcinilor plantelor, ci și prin natura furnizării de nutrienți. Cationii de aluminiu se pot lega de acidul fosforic, transformând fosforul într-o formă inaccesibilă plantelor.

Efectul negativ al acidității scăzute se reflectă în sol. Când protonii de hidrogen înlocuiesc cationii de calciu și magneziu din complexul de absorbție a solului (SAC), care stabilizează structura solului, granulele de sol sunt distruse și structura acestuia se pierde.

Se face o distincție între aciditatea reală și potențială a solului. Aciditatea reală a solului se datorează concentrației în exces de protoni de hidrogen față de ionii de hidroxil din soluția de sol. Aciditatea potențială a solului include protonii de hidrogen legați de PPC. Pentru a aprecia aciditatea potențială a solului, se determină pH-ul extractului de sare (pH KCl). În funcție de valoarea pH-ului KCl, se distinge aciditatea solului: până la 4 - foarte puternic acid, 4,1-4,5 - puternic acid, 4,6-5,0 - moderat acid, 5,1-5,5 - ușor acid, 5,6-6,0 - aproape de neutru și 6.0 - neutru.

Analiza solului pentru metale grele și analiza radiațiilor sunt clasificate ca analize rare.

Chitanță soluție de apă sol

Soluțiile de substanțe conținute în sol se obțin în mai multe moduri, care pot fi împărțite fundamental în două grupe: - obținerea unei soluții de sol - obținerea unui extract apos din sol; În primul caz, se obține umiditatea solului nelegată sau slab legată - cea care este conținută între particulele de sol și în capilarele solului. Aceasta este o soluție ușor saturată, dar compoziția sa chimică este relevantă pentru plantă, deoarece această umiditate este cea care spală rădăcinile plantelor și în ea are loc schimbul de substanțe chimice. În al doilea caz, compușii chimici solubili asociați cu particulele sale sunt spălați din sol. Randamentul de sare în extractul apos depinde de raportul dintre sol și soluție și crește odată cu creșterea temperaturii soluției de extracție (până la anumite limite, deoarece o temperatură prea ridicată poate distruge orice substanță sau le poate transforma într-o stare diferită) și crește volumul soluției și gradul de măcinare a solului (până la anumite limite, deoarece particulele de praf prea mici pot face extragerea și filtrarea soluției dificile sau imposibile).

Soluția de sol se obține folosind o serie de instrumente: testare la presiune, centrifugare, deplasare cu o soluție lichidă nemiscibilă, metoda de filtrare în vid și metoda lizimetrică.

Testarea presiunii se efectuează cu o probă de sol prelevată din câmp până în condiții de laborator. Cu cât cantitatea de soluție necesară este mai mare, cu atât proba trebuie să fie mai mare sau presiunea aplicată este mai mare sau ambele.

Centrifugarea se efectuează la 60 rpm pentru o lungă perioadă de timp. Metoda este ineficientă și este potrivită pentru mostrele de sol cu ​​umiditate apropiată de conținutul total de umiditate posibil al solului. Această metodă nu este aplicabilă pentru solul uscat.

Înlocuirea umidității solului cu o substanță care nu se amestecă cu soluția de sol face posibilă obținerea practic a întregii umidități a solului, inclusiv umiditatea capilară, fără utilizarea unor echipamente complexe. Alcoolul sau glicerina sunt folosite ca fluid de deplasare. Dezavantajul este că aceste substanțe, pe lângă densitatea lor mare, au o bună capacitate de extracție față de unii compuși (de exemplu, alcoolul extrage cu ușurință materia organică din sol), astfel încât este posibil să se obțină valori umflate ale conținutului de un număr de substanţe în comparaţie cu conţinutul lor real în soluţia solului. Metoda nu este potrivită pentru toate tipurile de sol.

Cu metoda de filtrare în vid, se creează un vid peste eșantion folosind un vid care depășește nivelul tensiunii de umiditate a solului. În acest caz, umiditatea capilară nu este extrasă, deoarece forțele de tensiune din capilar sunt mai mari decât forțele de tensiune de pe suprafața lichidului liber.

Metoda lizimetrică este utilizată în domeniu. Metoda lizimetrică permite nu numai evaluarea umidității gravitaționale (adică umiditatea capabilă să se deplaseze prin straturile de sol datorită forței gravitaționale - cu excepția umidității capilare), ci și compararea conținutului și migrarea elementelor chimice ale soluției de sol. . Umiditatea liberă a solului este filtrată prin grosimea orizontului solului de către forțele gravitaționale către un prelevator situat pe suprafața solului.

Pentru a obține o imagine mai completă a compoziției chimice a solului, pregătiți un extract de sol. Pentru a o obține, o probă de sol este zdrobită, trecută printr-o sită cu celule cu diametrul de 1 mm, se adaugă apă într-un raport de masă de 1 parte sol la 5 părți apă bidistilată (purificată de orice impurități, degazată și deionizată), pH 6,6 - 6,8, temperatura 20 0 C. Degazarea se efectuează pentru a elibera apa de impuritățile de dioxid de carbon gazos dizolvat, care, în combinație cu anumite substanțe, dă un precipitat insolubil, reducând acuratețea experimentului. Impuritățile altor gaze pot avea, de asemenea, un impact negativ asupra rezultatelor experimentale.

Pentru o cântărire mai precisă a unei probe, ar trebui să se țină cont de umiditatea sa naturală, de câmp (pentru o probă proaspăt prelevată) sau higroscopică (pentru o probă uscată și depozitată). Determinat ca procent din masa probei, conținutul de umiditate al acesteia este convertit în masă și însumat cu masa necesară. Proba se pune într-un balon uscat cu un volum de 500-750 ml, se adaugă apă. Balonul cu proba de sol și apă este închis etanș și agitat timp de două până la trei minute. Apoi, soluția rezultată este filtrată printr-un filtru de hârtie pliat fără cenușă. Este important să nu existe vapori de acizi volatili în încăpere (este de preferat să se efectueze lucrări în aer liber, unde soluțiile acide nu sunt depozitate). Înainte de filtrare, soluția cu pământ este agitată bine, astfel încât particulele mici de sol să închidă porii cei mai mari ai filtrului și filtratul să fie mai transparent. Se aruncă aproximativ 10 ml din filtratul inițial deoarece conține impurități din filtru. Filtrarea părții rămase din filtratul primar se repetă de mai multe ori Lucrările privind determinarea conținutului de substanțe chimice din extractul apos începe imediat după primirea acestuia, deoarece în timp apar procese chimice care modifică alcalinitatea soluției, oxidabilitatea acesteia, etc. Deja rata de filtrare poate arăta conținutul total relativ de săruri din soluție. Dacă extractul apos este bogat în săruri, atunci filtrarea va avea loc rapid și soluția va fi transparentă, deoarece sărurile împiedică peptizarea coloizilor din sol. Dacă soluția este săracă în săruri, filtrarea va fi lentă și de nu foarte înaltă calitate. În acest caz, are sens să filtrezi soluția de mai multe ori, în ciuda vitezei reduse, deoarece cu filtrare suplimentară, calitatea extractului de apă crește datorită scăderii conținutului de particule de sol din acesta.

Metode de analiză cantitativă a extractelor sau a oricăror alte soluții obținute în timpul analizei solului.

În cele mai multe cazuri, interpretarea rezultatelor analizei solului nu depinde de metoda de măsurare. În analiza chimică a solurilor poate fi folosită aproape oricare dintre metodele disponibile analiştilor. În acest caz, fie se măsoară valoarea direct căutată a indicatorului, fie o valoare asociată funcțional acestuia. Secțiunile principale ale chimiei. analiza solului: analiză brută sau elementară - vă permite să aflați conținutul total de C, N, Si, Al, Fe, Ca, Mg, P, S, K, Na, Mn, Ti și alte elemente din sol ; analiza extractului de apă (baza studiului solurilor saline) - oferă o idee despre conținutul de substanțe solubile în apă din sol (sulfați, cloruri și carbonați de calciu, magneziu, sodiu etc.); determinarea capacității de absorbție a solului; identificarea aportului de nutrienți ai solului - stabilirea cantității de compuși ușor solubili (mobili) ai azotului, fosforului, potasiului etc., asimilați de plante Se acordă o mare atenție studiului compoziției fracționate a materiei organice din sol, formele de compuși ai principalelor componente ale solului, inclusiv microelemente.

În practica de analiză a solului de laborator se folosesc metode clasice chimice și instrumentale. Folosind clasic metode chimice puteți obține cele mai precise rezultate. Eroarea relativă de determinare este de 0,1-0,2%. Eroarea majorității metodelor instrumentale este mult mai mare - 2-5%

Dintre metodele instrumentale în analiza solului, cele mai utilizate sunt metodele electrochimice și spectroscopice. Dintre metodele electrochimice, se folosesc potențiometrice, conductometrice, coulometrice și voltametrice, inclusiv toate tipurile moderne de polarografie.

Pentru evaluarea solului, rezultatele analizelor sunt comparate cu nivelurile optime de conținut de elemente, stabilite experimental pentru un anumit tip de sol și testate în condiții de producție, sau cu datele disponibile în literatura de specialitate privind asigurarea solurilor cu macro și microelemente, sau cu concentrațiile maxime admise ale elementelor studiate în sol. După aceasta, se face o concluzie despre starea solului, se dau recomandări pentru utilizarea acestuia și se calculează dozele de amelioratori, îngrășăminte minerale și organice pentru recolta planificată.

La alegerea unei metode de măsurare se iau în considerare caracteristicile proprietăților chimice ale solului analizat, natura indicatorului, acuratețea necesară în determinarea nivelului acestuia, capacitățile metodelor de măsurare și fezabilitatea măsurătorilor necesare în condiții experimentale. . La rândul său, acuratețea măsurătorilor este determinată de scopul studiului și de variabilitatea naturală a proprietății studiate. Acuratețea este o caracteristică colectivă a unei metode care evaluează acuratețea și reproductibilitatea rezultatelor analizei obținute.

Raportul dintre nivelurile anumitor elemente chimice din sol.

Niveluri diferite și proprietăți chimice diferite ale elementelor nu fac întotdeauna practică utilizarea aceleiași metode de măsurare pentru a cuantifica întregul set necesar de elemente.

În analiza elementară (brută) a solurilor se folosesc metode cu limite de detecție diferite. Pentru a determina elemente chimice al căror conținut depășește zecimi de procent, este posibil să se utilizeze metode clasice analiză chimică – gravimetrică și titrimetrică.

Diferitele proprietăți ale elementelor chimice, diferitele niveluri ale conținutului lor și necesitatea de a determina diferiți indicatori ai stării chimice a unui element din sol fac necesară utilizarea metodelor de măsurare cu limite de detecție diferite.

Aciditatea solului

Determinarea reacției solului este una dintre cele mai comune analize atât în ​​cercetarea teoretică, cât și în cea aplicată. Cea mai completă imagine a proprietăților acide și bazice ale solurilor se formează prin măsurarea simultană a mai multor indicatori, inclusiv aciditatea titrabilă sau alcalinitatea - factorul de capacitate și valoarea pH - factorul de intensitate. Factorul de capacitate caracterizeaza continutul total de acizi sau baze din soluri capacitatea de tamponare a solurilor si stabilitatea reactiei in timp si in raport cu influentele externe. Factorul de intensitate caracterizează puterea acțiunii instantanee a acizilor sau bazelor asupra solului și a plantelor; de aceasta depinde furnizarea de minerale către plante într-o anumită perioadă de timp. Acest lucru ne permite să oferim o evaluare mai corectă a acidității solului, deoarece în acest caz se ia în considerare cantitatea totală de ioni de hidrogen și aluminiu prezenți în sol în stare liberă și absorbită. Aciditatea reală (pH) este determinată potențiometric. Aciditatea potențială este determinată prin conversie în soluție de ioni hidrogen și aluminiu la tratarea solului cu un exces de săruri neutre (KCl):

Aciditatea schimbabilă a solului este determinată de cantitatea de acid clorhidric liber format. Unii dintre ionii H + rămân în stare absorbită (HCl puternic format ca urmare a reacției se disociază complet și excesul de H + liber din soluție împiedică deplasarea lor completă din PPC). Partea mai puțin mobilă a ionilor de H + poate fi transferată în soluție numai cu tratarea ulterioară a solului cu soluții de săruri hidrolitic alcaline (CH 3 COONa).

Aciditatea hidrolitică a solului este determinată de cantitatea de acid acetic liber format. În acest caz, ionii de hidrogen trec cel mai complet în soluție (sunt deplasați din PPC), deoarece acidul acetic rezultat leagă puternic ionii de hidrogen și reacția se deplasează spre dreapta până când ionii de hidrogen sunt complet deplasați din PPC. Valoarea acidităţii hidrolitice este egală cu diferenţa dintre rezultatele obţinute la tratarea solului cu CH 3 COONa şi KCl. În practică, valoarea acidităţii hidrolitice este luată ca rezultat obţinut prin tratarea solului cu CH 3 COONa.

Aciditatea solului este determinată nu numai de ionii de hidrogen, ci și de aluminiu:

Hidroxidul de aluminiu precipită, iar sistemul nu este practic diferit de cel care conține doar ioni de hidrogen absorbiți. Dar chiar dacă AlCl% rămâne în soluție, atunci în timpul titrarii

AlCI3 + 3 NaOH = A(OH)3 + 3 NaCI

care este echivalent cu o reacție

3 HCl + 3 NaOH = 3 NaCl + 3 H 2 O. Ionii de aluminiu absorbiți sunt și ei deplasați la tratarea solului cu o soluție de CH 3 COONa. În acest caz, tot aluminiul deplasat precipită sub formă de hidroxid.

După gradul de aciditate, determinat într-un extract de sare de 0,1 N. KKCl potențiometric, solurile sunt împărțite în:

Determinarea pH-ului, aciditatea schimbabilă și mobilăaluminiu conform lui Sokolov

Determinarea acidității schimbătoare se bazează pe deplasarea ionilor de hidrogen și aluminiu de 1,0 N din PPC. Soluție KKCl:

Acidul rezultat este titrat cu alcali și se calculează valoarea acidității schimbătoare determinată de suma ionilor de hidrogen și aluminiu. Al se precipită cu soluţie de NaF 3,5%.

Titrarea repetată a soluției vă permite să determinați aciditatea datorată numai ionilor de hidrogen.

Pe baza diferenței dintre datele primei și celei de-a doua titrare, se calculează conținutul de aluminiu din sol.

Progresul analizei

1. La scară tehnică, prelevați o probă de 40 g de sol uscat la aer utilizând metoda probei medii.

2. Se transferă proba într-un balon conic cu o capacitate de 150-300 ml.

3. Se toarnă 100 ml de 1,0 N din biuretă. KCI (pH 5,6-6,0).

4. Agitați pe un rotator timp de 1 oră sau agitați timp de 15 minute. si pleaca peste noapte.

5. Se filtrează printr-o pâlnie cu un filtru de hârtie pliat uscat, aruncând prima porțiune de filtrat.

6. Determinați potențiometric valoarea pH-ului filtratului.

7. Pentru a determina aciditatea schimbabilă, se pipetează 25 ml de filtrat într-un balon Erlenmeyer de 100 ml.

8. Fierbeți filtratul pe un arzător sau aragaz electric timp de 5 minute. pe o clepsidră pentru a elimina dioxidul de carbon.

9. Se adaugă 2 picături de fenolftaleină la filtrat și se titrează soluția fierbinte cu 0,01 sau 0,02 N. soluție alcalină (KOH sau NaOH) până la o culoare roz stabilă - prima titrare.

10. Se pipetează 25 ml de filtrat într-un alt balon Erlenmeyer, se fierb timp de 5 minute, se răcește într-o baie de apă la temperatura camerei.

11. Se pipetează 1,5 ml de soluție de fluorură de sodiu 3,5% în filtratul răcit și se amestecă.

12. Se adaugă 2 picături de fenolftaleină și se titrează la 0,01 sau 0,02 N. soluție alcalină până la culoare ușor roz - a 2-a titrare.

Calcul

1. Aciditate schimbabilă cauzată de ionii de hidrogen și aluminiu (pe baza rezultatelor primei titrari) în mEq la 100 g de sol uscat:

unde: P - dilutie 100/25=4; H - greutatea solului în grame; K - coeficientul de umiditate a solului; ml KOH - cantitatea de alcali folosită pentru titrare; n. KOH - normalitatea alcaline.

2 Calculul acidității datorate ionilor de hidrogen este același, dar pe baza rezultatelor celei de-a doua titrari, după precipitarea aluminiului.

* La determinarea acestor indicatori în sol umed, se determină simultan procentul de umiditate.

Reactivi

1. Soluția 1 N. KCl, 74,6 g grad chimic. Se dizolvă KCl în 400-500 ml apă distilată, se transferă într-un balon cotat de 1 litru și se aduce la semn. pH-ul reactivului ar trebui să fie 5,6-6,0 (verificați înainte de a începe analiza - dacă este necesar, setați valoarea pH-ului dorit prin adăugarea unei soluții de KOH 10%)

2. 0,01 sau 0,02 n. se prepară o soluție de KOH sau NaOH dintr-o porțiune cântărită a reactivului sau a fixatorului.

3. Soluție de fluorură de sodiu 3,5% preparată în apă distilată fără CO 2 (fierbeți apa distilată, evaporându-se la 1/3 din volumul inițial).

Metode de identificare a poluanților prioritari din sol

Separat, având în vedere relevanța și importanța sarcinii, trebuie menționată necesitatea analizei metalelor grele din sol. Detectarea contaminării solului cu metale grele se realizează prin metode directe de prelevare a probelor de sol în zonele de studiu și analiza chimică a acestora. De asemenea, sunt utilizate o serie de metode indirecte: evaluarea vizuală a stării fitogenezei, analiza distribuției și comportamentului speciilor indicator între plante, nevertebrate și microorganisme. Se recomandă prelevarea de mostre de sol și vegetație pe o rază de la sursa de poluare, ținând cont de vânturile dominante pe un traseu de 25-30 km. Distanța de la sursa de poluare pentru a detecta un halou de poluare poate varia de la sute de metri la zeci de kilometri. Determinarea nivelului de toxicitate al metalelor grele nu este ușoară. Pentru solurile cu diferite compoziții mecanice și conținut de materie organică, acest nivel va fi diferit. S-au propus MPC pentru mercur - 25 mg/kg, arsenic - 12-15, cadmiu - 20 mg/kg. Au fost stabilite unele concentrații nocive ale unui număr de metale grele în plante (g/milion): plumb - 10, mercur - 0,04, crom - 2, cadmiu - 3, zinc și mangan - 300, cupru - 150, cobalt - 5, molibden și nichel - 3, vanadiu - 2. Cadmiu. În soluțiile de sol acide este prezent sub forme de Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, în soluri alcaline - Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, CdHCO 3. Ionii de cadmiu (Cd 2+) constituie 80-90% din cantitatea totală în soluție, cu excepția acelor soluri care sunt contaminate cu cloruri și sulfați. În acest caz, 50% din cantitatea totală de cadmiu este CdCl + și CdSO4. Cadmiul este predispus la bioconcentrare activă, ceea ce duce în scurt timp la excesul său în concentrații biodisponibile. Astfel, cadmiul, în comparație cu alte metale grele, este cel mai puternic toxic pentru sol. Cadmiul nu formează propriile minerale, dar este prezent sub formă de impurități, cea mai mare parte a acestuia în sol este reprezentată de forme interschimbabile (56-84%). Cadmiul practic nu se leagă de substanțele humice. Conduce. Solurile se caracterizează prin forme mai puțin solubile și mai puțin mobile de plumb în comparație cu cadmiul. Conținutul acestui element în formă solubilă în apă este de 1,4%, în formă schimbabilă - 10% din total; mai mult de 8% din plumb este asociat cu materia organică, cea mai mare parte din această cantitate fiind fulvat. 79% din plumb este asociat cu componenta minerală a solului. Concentrațiile de plumb în solurile din zonele de fond ale lumii sunt de 1-80 mg/kg. Rezultatele multor ani de cercetare mondială au arătat un conținut mediu de plumb în sol de 16 mg/kg. Mercur. Mercurul este cel mai toxic element din ecosistemele naturale. Ionul Hg 2+ poate fi prezent sub formă de compuși organomercur individuali (metil-, fenil-, etilmercur etc.). Ionii Hg 2+ și Hg + pot fi asociați cu minerale ca parte a rețelei lor cristaline. La valori scăzute ale pH-ului suspensiei de sol, cea mai mare parte a mercurului este absorbită de materia organică, iar pe măsură ce pH-ul crește, cantitatea de mercur legată de mineralele din sol crește.

Plumb și cadmiu

Pentru a determina conținutul de plumb și cadmiu din obiectele din mediu la niveluri de fundal, metoda spectrofotometriei de absorbție atomică (AAS) este cea mai utilizată. Metoda AAS se bazează pe atomizarea elementului analitic transferat în soluție într-o celulă de grafit într-o atmosferă de gaz inert și absorbția liniei de rezonanță a spectrului de emisie a unei lămpi cu catod gol a metalului corespunzător. Absorbția plumbului este măsurată la o lungime de undă de 283,3 nm, cadmiul la o lungime de undă de 228,8 nm. Soluția analizată trece prin etapele de uscare, incinsare și atomizare într-o cuvă de grafit folosind încălzire la temperatură înaltă prin curent electric într-un flux de gaz inert. Absorbția liniei de rezonanță a spectrului de emisie al unei lămpi cu catod gol al elementului corespunzător este proporțională cu conținutul acestui element din probă. Cu atomizarea electrotermală într-o celulă de grafit, limita de detecție pentru plumb este de 0,25 ng/ml, cadmiul este de 0,02 ng/ml.

Probele de sol solide sunt transferate în soluție după cum urmează: 5 g de pământ uscat cu aer se pun într-o cană de cuarț, se toarnă 50 ml de acid azotic concentrat, se evaporă cu grijă până la un volum de aproximativ 10 ml, se adaugă 2 ml de 1 N. soluție de acid azotic. Proba este răcită și filtrată. Filtratul se diluează la 50 ml cu apă dublu distilată într-un balon cotat. O alicotă de 20 μl din probă este introdusă într-o cuvă de grafit cu ajutorul unei micropipete și se măsoară concentrația elementului.

Mercur

Cea mai selectivă și foarte sensibilă metodă de determinare a conținutului de mercur în diferite obiecte naturale este metoda de absorbție atomică a vaporilor reci. Probele de sol sunt mineralizate și dizolvate cu un amestec de acizi sulfuric și acizi azotic. Soluțiile rezultate sunt analizate prin metoda de absorbție atomică. Mercurul din soluție este redus la mercur metalic și, folosind un aerator, vaporii de mercur sunt alimentați direct în cuva unui spectrofotometru de absorbție atomică. Limita de detecție este de 4 µg/kg.

Măsurătorile se efectuează după cum urmează: echipamentul este pus în modul de funcționare, microprocesorul este pornit, o probă dizolvată de 100 ml este turnată în probă, apoi se adaugă 5 ml dintr-o soluție de clorură de staniu 10% și un aerator cu un opritorul se introduce imediat în articulație. Se înregistrează citirea maximă a spectrofotometrului, din care se calculează concentrația.

2. Analiza plantelor

Analiza plantelor vă permite să rezolvați următoarele probleme.

1. Investigați transformarea macro și microelementelor din sistemul sol-plantă-îngrășământ în diferite regimuri de creștere a plantelor.

2. Determinați conținutul principalelor biocomponente din obiectele și furajele vegetale: proteine, grăsimi, carbohidrați, vitamine, alcaloizi și conformitatea conținutului acestora cu normele și standardele acceptate.

3. Evaluați măsura adecvării plantelor pentru consumator (nitrați, metale grele, alcaloizi, substanțe toxice).

Prelevarea de probe de plante

Prelevarea unui eșantion de plantă este o etapă critică a muncii și necesită anumite abilități și experiență. Erorile în selectarea probei și pregătirea pentru analiză nu sunt compensate de procesarea analitică de înaltă calitate materialul colectat. Baza pentru eșantionarea plantelor în agro- și biocenoze este metoda eșantionării medii. Pentru ca eșantionul mediu să reflecte starea întregului set de plante, se iau în considerare macro- și microrelieful, condițiile hidrotermale, uniformitatea și densitatea stării plantelor și caracteristicile biologice ale acestora.

Se prelevează probe de plante pe vreme uscată, dimineața, după ce roua s-a uscat. Când se studiază dinamica proceselor metabolice la plante, aceste ceasuri sunt observate pe tot parcursul sezonului de vegetație.

Există culturi de semănat continuu: grâu, ovăz, orz, cereale, ierburi etc și culturi în rând: cartofi, porumb, sfeclă etc.

Pentru culturile de semănat continuu, pe parcela experimentală sunt repartizate uniform 5-6 parcele cu dimensiunea de 0,25-1,00 m 2, plantele din parcelă sunt cosite la o înălțime de 3-5 cm Volumul total de material prelevat este de a eșantion combinat. După o medie atentă a acestei probe, este selectată o probă medie cu o greutate de 1 kg. Se cântărește proba medie, iar apoi se analizează în funcție de compoziția sa botanică, se iau în considerare buruienile și plantele bolnave, care sunt excluse din eșantion.

Plantele sunt împărțite în organe, ținând cont de greutatea frunzelor, tulpinilor, spicelor, florilor și spicelor din probă. Plantele tinere nu se diferențiază pe organe și sunt fixate în întregime. Pentru culturile în rânduri, în special cele înalte, precum porumb, floarea soarelui etc. proba combinată este formată din 10-20 de plante mărime medie luate în diagonală de-a lungul parcelei sau alternativ în rânduri neadiacente.

La selectarea culturilor de rădăcină, se scot 10-20 de plante de mărime medie, se curăță de sol, se usucă, se cântăresc, se separă organele supraterane și se cântăresc rădăcinile.

Eșantionul mediu se face ținând cont de mărimea tuberculilor, știuleților, coșurilor etc. Pentru a face acest lucru, materialul este sortat vizual în mare, mediu, mic și, în funcție de participarea fracționată, se formează eșantionul mediu. La culturile înalte, proba poate fi mediată datorită disecției longitudinale a întregii plante de la vârf la bază.

Criteriul de evaluare a selecției corecte a probei este convergența rezultatelor analizei chimice în timpul determinărilor paralele. Rata reacțiilor chimice în probele de plante prelevate în timpul sezonului de creștere activă este mult mai mare decât în ​​multe obiecte analizate. Datorită muncii enzimelor, procesele biochimice continuă, având ca rezultat descompunerea unor substanțe precum amidonul, proteinele, acizii organici și în special vitaminele. Sarcinile cercetătorului sunt de a reduce la minimum perioada de la prelevarea unei probe până la analizarea sau fixarea materialului vegetal. Reducerea vitezei de reacție se poate realiza prin lucrul cu plante proaspete la rece într-o cameră climatică (+4°C), precum și prin depozitare pe termen scurt într-un frigider de uz casnic. În materialul vegetal proaspăt la umiditate naturală se determină formele solubile în apă ale proteinelor, carbohidraților, enzimelor, potasiului, fosforului și se determină conținutul de nitrați și nitriți. Cu o mică eroare, aceste determinări pot fi făcute în probe de plante după liofilizare.

Toate macroelementele sunt determinate în probe fixe uscate la aer, adică. compoziția de cenușă a plantelor, conținutul total de proteine, carbohidrați, grăsimi, fibre, substanțe pectinice. Uscare mostre de plante la o greutate absolut uscată este inacceptabilă pentru analiză, deoarece solubilitatea și proprietățile fizico-chimice ale multor compuși organici sunt afectate și are loc denaturarea ireversibilă a proteinelor. La analiza proprietăților tehnologice ale oricăror obiecte, uscarea este permisă la o temperatură de cel mult 30°C. Temperaturile ridicate modifică proprietățile complexelor proteine-carbohidrați din plante și distorsionează rezultatele determinării.

Fixarea materialului vegetal

Conservarea substanţelor organice şi cenuşii în probele de plante în cantităţi apropiate de starea lor naturală se realizează prin fixare. Se utilizează fixarea temperaturii și uscare prin congelare. În primul caz, stabilizarea compoziției plantei se realizează datorită inactivării enzimelor, în al doilea - datorită sublimării, în timp ce enzimele vegetale rămân active și proteinele nu se denaturează. Fixarea la temperatură a materialului vegetal se realizează într-un dulap de uscare. Materialul vegetal este plasat în pungi groase de hârtie Kraft și încărcat în dulap de uscare, preîncălzit la 105-110°C. Dupa incarcare se mentine o temperatura de 90-95°C timp de 10-20 minute, in functie de proprietatile materialului vegetal. Cu acest tratament la temperatură, enzimele vegetale sunt inactivate din cauza vaporilor de apă. La sfârșitul fixării, materialul vegetal trebuie să fie umed și moale, în timp ce ar trebui să-și păstreze culoarea. Uscarea ulterioară a probei se efectuează cu acces la aer în pungi deschise la o temperatură de 50-60°C timp de 3-4 ore Temperatura și intervalele de timp specificate nu trebuie depășite. Încălzirea prelungită la temperaturi ridicate duce la descompunerea termică a multor substanțe care conțin azot și la caramelizarea carbohidraților în masa vegetală. Probe de plante cu conținut ridicat de apă - rădăcinoase, fructe, fructe de pădure etc. împărțit în segmente astfel încât părțile periferice și centrale ale fătului să fie incluse în analiză. Setul de segmente pentru proba este alcatuit din segmente de fructe sau tuberculi mari, mijlocii si mici in proportia corespunzatoare a acestora in recolta. Segmente ale probei medii sunt zdrobite și fixate în cuve de smalț. Dacă probele sunt voluminoase, atunci partea de deasupra solului a plantelor este zdrobită imediat înainte de fixare și închisă rapid în pungi. Dacă probele sunt destinate să determine doar un set de elemente chimice, acestea nu pot fi fixate, ci uscate la temperatura camerei. Este mai bine să uscați materialul vegetal într-un termostat la o temperatură de 40-60 0 C, deoarece la temperatura camerei masa poate putrezi și poate fi poluată de particulele de praf din atmosferă. Probele de cereale și semințe nu sunt supuse fixării temperaturii, ci sunt uscate la o temperatură care nu depășește 30°C. Liofilizarea materialului vegetal (uscare prin sublimare) se bazează pe evaporarea gheții ocolind faza lichidă. Uscarea materialului în timpul liofilizării se efectuează după cum urmează: materialul vegetal selectat este congelat la stare solidă, umplând proba cu azot lichid. Proba este apoi plasată într-un liofilizator, unde este uscată în condiții de temperatură scăzută și vid. În acest caz, umiditatea este absorbită de un desicant (reactiv) special care utilizează silicagel, clorură de calciu etc. Liofilizarea suprimă procesele enzimatice, dar enzimele în sine sunt conservate.

Măcinarea probelor de plante și depozitarea acestora.

Măcinarea plantelor se efectuează în stare uscată la aer. Viteza de măcinare crește dacă probele sunt pre-uscate într-un termostat. Absența umidității higroscopice în ele este determinată vizual: tulpinile fragile, ușor de spart și frunzele din mâini sunt cel mai potrivit material pentru măcinare.

Pentru măcinarea probelor în vrac cu o greutate mai mare de 30 g, se folosesc mori de laborator pentru măcinarea probelor mici, se folosesc râșnițe de cafea de uz casnic. Pentru cantități foarte mici, mostrele de plante sunt zdrobite într-un mortar de porțelan și apoi trecute printr-o sită. Materialul zdrobit se cerne printr-o sită. Diametrul orificiilor depinde de specificul analizei: de la 1 mm la 0,25 mm. Partea de material care nu trece prin sită este măcinată din nou într-o moară sau mortar. „Aruncarea” materialului vegetal nu este permisă, deoarece aceasta modifică compoziția probei medii. Cu un volum mare de probe măcinate, puteți reduce volumul trecând de la o probă medie de laborator la o probă analitică medie, greutatea acesteia din urmă este de 10-50 g, iar pentru cereale de cel puțin 100 g metoda sfertării. Proba de laborator este distribuită uniform pe hârtie sau sticlă sub formă de cerc sau pătrat. Folosind o spatulă, împărțiți-o în pătrate mici (1-3 cm) sau segmente. Materialul din pătrate neadiacente este selectat pentru o probă analitică.

Determinarea diferitelor substanțe din materialul vegetal

Determinarea formelor hidrosolubile ale carbohidraților

Conținutul de carbohidrați și diversitatea acestora sunt determinate de tipul plantei, faza de dezvoltare și factorii de mediu abiotici și variază foarte mult. Există metode cantitative de determinare a monozaharidelor: chimice, polarimetrice. Determinarea polizaharidelor în plante se realizează folosind aceleași metode, dar mai întâi legătura de oxigen (-O-) a acestor compuși este distrusă în procesul de hidroliză acide. Una dintre principalele metode de determinare, metoda Bertrand, se bazează pe extracția carbohidraților solubili din material vegetal cu apă distilată fierbinte. Într-o parte a filtratului se determină monozaharide, în cealaltă - după hidroliză cu acid clorhidric - di- și trizaharide, care se descompun în glucoză.

Determinarea potasiului, fosforului, azotului este bazat pe reacții de hidroliză și oxidare a substanțelor organice vegetale cu agenți oxidanți puternici (amestec de acid sulfuric și clor). Agentul oxidant principal este acidul percloric (HClO4). Substanțele organice fără azot sunt oxidate în apă și dioxid de carbon, eliberând elemente de cenușă sub formă de oxizi. Compușii organici care conțin azot sunt hidrolizați și oxidați în apă și dioxid de carbon, eliberând azot sub formă de amoniac, care este legat imediat de acidul sulfuric. Astfel, soluția conține elemente de cenușă sub formă de oxizi și azot sub formă de sulfat de amoniu și sare de amoniu a acidului percloric. Metoda elimină pierderea de azot, fosfor și potasiu sub formă de oxizi ai acestora, deoarece materia vegetală este expusă la o temperatură de 332°C. Acesta este punctul de fierbere al acidului sulfuric are un punct de fierbere mult mai scăzut - 121°C.

Definițieconținut de nitrați și nitriți. Plantele acumulează nitrați și nitriți în cantități mari. Acești compuși sunt toxici pentru oameni și animale, nitriții sunt deosebit de periculoși, a căror toxicitate este de 10 ori mai mare decât nitrații. Nitriții din corpul uman și animal transformă fierul divalent din hemoglobină în fier trivalent. Metahemoglobina rezultată nu este capabilă să transporte oxigen. Este necesar un control strict asupra conținutului de nitrați și nitriți din produsele vegetale. Au fost dezvoltate o serie de metode pentru a determina conținutul de nitrați în plante. Cea mai răspândită este metoda expresă ionometrică. Nitrații sunt extrași cu o soluție de alaun de potasiu, urmată de măsurarea concentrației de nitrați din soluție cu ajutorul unui electrod ion-selectiv. Sensibilitatea metodei este de 6 mg/dm3. Limita de determinare a nitraților într-o probă uscată este de 300 ml-1, într-o probă umedă - 24-30 ml-1. Să ne oprim mai în detaliu asupra analizei azotului total din plante.

Determinarea azotului total prin Kbeldahl

Un continut mai mare de azot se observa in organele generatoare, in special la cereale, iar concentratia acestuia este mai mica in frunze, tulpini, radacini, radacini, si foarte putin in paie. Azotul total dintr-o plantă este reprezentat sub două forme: azot proteic și azot neproteic. Acesta din urmă include azotul, care face parte din amide, aminoacizi liberi, nitrați și amoniac.

Conținutul de proteine ​​din plante este determinat de cantitatea de azot proteic Conținutul de azot proteic (în procente) este înmulțit cu un factor de 6,25 la analiza organelor vegetative și a rădăcinilor și cu 5,7 la analiza cerealelor. Ponderea formelor neproteice ale azotului reprezintă organe vegetative 10-30% din azotul total, iar în cereale nu mai mult de 10%. Conținutul de azot neproteic scade spre sfârșitul sezonului de vegetație, astfel încât ponderea acestuia este neglijată în condiții de producție. În acest caz, se determină azotul total (în procente) și conținutul său este transformat în proteine. Acest indicator se numește „proteină brută” sau proteină. Principiul metodei. O probă de material vegetal este cenuşată într-un balon Kjeldahl cu acid sulfuric concentrat în prezenţa unuia dintre catalizatori (seleniu metalic, peroxid de hidrogen, acid percloric etc.) Temperatura de incinerare este de 332°C. În timpul procesului de hidroliză și oxidare a materiei organice, azotul din balon este reținut în soluție sub formă de sulfat de amoniu.

Amoniacul este distilat într-un aparat Kjeldahl prin încălzirea și fierberea soluției.

Într-un mediu acid nu există disociere hidrolitică a sulfatului de amoniu, presiunea parțială a amoniacului este zero. Într-un mediu alcalin, echilibrul se schimbă, iar în soluție se formează amoniac, care se evaporă ușor atunci când este încălzit.

2NH4OH = 2NH3*2H20.

Amoniacul nu se pierde, ci trece prin frigider mai întâi sub formă de gaz, apoi, condensându-se, picătură într-un recipient cu acid sulfuric titrat și se leagă cu acesta, formând din nou sulfat de amoniu:

2NH3 + H2S04 = (NH4)2SO4.

Excesul de acid care nu este asociat cu amoniacul este titrat cu un alcali cu o normalitate stabilită cu precizie folosind un indicator combinat sau metilrot.

Progresul analizei

1. Pe o balanță analitică, luați o probă de material vegetal 0,3-0,5 ± 0 0001 g folosind o eprubetă (pe baza diferenței dintre greutatea eprubetei cu proba și greutatea eprubetei cu resturile? a materialului) și punând un tub de cauciuc lung de 12 la capătul eprubetei de 15 cm, coborâți cu grijă proba pe fundul balonului Kjeldahl. Se toarnă 10-12 ml de acid sulfuric concentrat (d=1,84) în balonul cu un cilindru mic. Incusarea uniformă a materialului vegetal începe deja la temperatura camerei, deci este mai bine să lăsați probele pline cu acid peste noapte.

2. Așezați baloanele pe o sobă electrică și efectuați arderea treptată, mai întâi la foc mic (se pune în azbest), apoi la foc mare, agitând ușor din când în când. Când soluția devine omogenă, adăugați un catalizator (câteva cristale de seleniu sau câteva picături de peroxid de hidrogen) și continuați să ardeți până când soluția se decolorează complet.

Catalizatori. Utilizarea catalizatorilor contribuie la creșterea punctului de fierbere al acidului sulfuric și la accelerarea cenușii. În diferite modificări ale metodei Kjeldahl, sunt utilizate metalele mercur și seleniu, sulfat de potasiu, sulfat de cupru și peroxid de hidrogen. Nu se recomandă utilizarea acidului percloric singur sau în amestec cu acid sulfuric ca catalizator de ardere. Viteza de oxidare a materialului este asigurată în acest caz nu datorită creșterii temperaturii, ci datorită eliberării rapide de oxigen, care este însoțită de pierderi de azot în timpul incinsării.

3. Distilarea amoniacului. După terminarea arderii, balonul Kjeldahl este răcit și apă distilată este turnată cu grijă în el de-a lungul pereților, conținutul este amestecat și gâtul balonului este clătit. Prima porție de apă se toarnă la gât și se transferă cantitativ într-un balon cu fund rotund de 1 litru. Balonul Kjeldahl se spală încă de 5-6 ori cu porții mici de apă distilată fierbinte, turnând de fiecare dată apa de spălare în balonul de distilare. Umpleți balonul de distilare cu apă de spălare până la 2/3 din volum și adăugați 2-3 picături de fenolftaleină. O cantitate mică de apă împiedică formarea aburului în timpul distilării, iar o cantitate mare poate face ca apa clocotită să fie transferată la frigider.

4. Se toarnă 25-30 ml de 0,1 N dintr-o biuretă într-un balon sau pahar conic cu o capacitate de 300-400 ml (receptor). H 2 SO 4 (cu un titru precis stabilit), se adaugă 2-3 picături de indicator metilroth sau reactiv Groak (culoare violet). Vârful tubului frigider este scufundat în acid. Balonul de distilare se pune pe încălzitor și se conectează la frigider, verificându-se etanșeitatea conexiunii. Pentru a distruge sulfatul de amoniu și a distila amoniacul, utilizați o soluție alcalină de 40%, luată într-un volum care este de patru ori volumul de acid sulfuric concentrat luat în timpul arderii probei.

Documente similare

Esența chimiei agronomice. Caracteristicile solului, sistemul de indicatori ai compoziției chimice, principiile de determinare și interpretare. Metode de identificare a poluanților prioritari. Analiza plantelor. Determinarea tipurilor și formelor de îngrășăminte minerale.

lucrare de curs, adăugată 25.03.2009


Metode de clasificare a îngrășămintelor. Caracteristici de depozitare și manipulare a îngrășămintelor minerale, cerințe pentru calitatea acestora. Etichetarea obligatorie a îngrășămintelor minerale. Calculul dozelor de îngrășăminte minerale pe baza substanței active. Tehnica de aplicare a îngrășămintelor.

tutorial, adăugat 15.06.2010


Monitorizare, clasificare a solului. Metodologie de determinare a umidității higroscopice a solului și a acidității schimbătoare. Determinarea alcalinității totale și a alcalinității datorate ionilor de carbonat. Determinarea complexometrică a conținutului brut de fier din sol.

sarcină, adăugată la 11.09.2010


Metode de determinare a fierului în sol: absorbție atomică și complexometrică. Raportul grupelor de compuși ai fierului în diverse soluri. Metode pentru determinarea formelor mobile de fier folosind tiocianat de amoniu. Soluții standard pentru analiză.

test, adaugat 12.08.2010


Substanțe, în principal săruri, care conțin substanțe nutritive necesare plantelor. Îngrășăminte cu azot, fosfor și potasiu. Importanța și utilizarea tuturor factorilor care determină efectul ridicat al îngrășămintelor, ținând cont de condițiile agrometeorologice.

rezumat, adăugat 24.12.2013


Compoziția și proprietățile îngrășămintelor bazice cu azot. Îngrășămintele cu potasiu, caracteristicile lor. Highland, lowland și turbă de tranziție. Importanța producției de îngrășăminte minerale în economia țării. Proces tehnologic de producție. Protectia mediului.

lucrare curs, adaugat 16.12.2015


Revizuirea dezvoltării metodelor de determinare a azotului în oțel. Caracteristicile sistemului nitris multi-laborator pentru analizor de azot în metal lichid. Caracteristicile vârfului sondei Nitris scufundat în oțel lichid. Analiza etapelor ciclului de măsurare a conținutului de azot.

test, adaugat 05.03.2015


rezumat, adăugat 23.01.2010


caracteristici generaleîngrășăminte minerale. Diagrama tehnologică pentru producția de azotat de amoniu la JSC Acron. Pregatirea materialului si echilibru termic. Determinarea temperaturii procesului, a concentrației finale de nitrat; proprietățile produsului.

raport de practică, adăugat la 30.08.2015


Caracteristici de măsurare a compoziției substanțelor și materialelor. O descriere detaliată a metodelor de determinare a concentrațiilor necunoscute în metodele instrumentale de analiză. Interpretarea generalizată a analizei fizice și chimice ca disciplină științifică independentă.

Încă la începutul secolului al XVI-lea. a fost stabilit un adevăr important: proprietăți medicinale fiecare plantă este determinată de compoziția sa chimică, adică prezența în el a anumitor substanțe care au un anumit efect asupra corpului uman. În urma analizei a numeroase fapte, s-au putut identifica anumite proprietăți farmacologice iar spectrul de acţiune terapeutică a multor grupe de compuşi chimici numiţi ingrediente active. Cei mai importanți dintre ei sunt alcaloizii, glicozidele cardiace, glicozidele triterpenice (saponine), flavonoidele (și alți compuși fenolici), cumarinele, chinonele, xangonele, lactonele sesquiterpenice, lignanii, aminoacizii, polizaharidele și alți compuși. Din cele 70 de grupuri de compuși naturali cunoscute astăzi, de multe ori ne interesează doar câteva grupuri care au activitate biologică. Acest lucru ne limitează alegerile și, prin urmare, ne accelerează căutarea substanțelor chimice naturale de care avem nevoie. De exemplu, activitate antivirală posedă doar câteva grupe de flavonoide, xantone, alcaloizi, terpenoizi și alcooli; antitumoral- unii alcaloizi, cianuri, cetone triterpenice, diterpenoide, polizaharide, compuşi fenolici etc. Compuşii polifenolici se caracterizează prin activitate hipotensivă, antispastică, antiulceroasă, coleretică şi bactericidă. Multe clase de compuși chimici și individuali substanțe chimice au un spectru strict definit și destul de limitat de activitate medicală și biologică. Altele, de obicei clase foarte largi, de exemplu alcaloizi, au un spectru de acțiune foarte larg, variat. Astfel de compuși merită un studiu medical și biologic cuprinzător și, în primul rând, în domeniile de interes pentru noi, recomandate. Progresele în chimia analitică au făcut posibilă dezvoltarea unor metode simple și rapide (metode exprese) pentru identificarea claselor (grupurilor) de compuși chimici și a substanțelor chimice individuale de care avem nevoie. Ca urmare a acestui fapt, metoda analizelor chimice de masă, altfel numită screening chimic (de la cuvânt englezesc cernere - cernere, sortare prin sită). Se practică adesea căutarea compușilor chimici doriti prin analiza tuturor plantelor din zona studiată.

Metoda de screening chimic

Metoda de screening chimic, combinată cu datele privind utilizarea plantei în medicina empirică și ținând cont de poziția sa sistematică, dă cele mai eficiente rezultate. Experiența sugerează că aproape toate plantele folosite în medicina empirică conțin clase de compuși biologic activi cunoscuți nouă. Prin urmare, căutarea substanțelor de care avem nevoie, în primul rând, ar trebui efectuată intenționat printre plantele care și-au demonstrat cumva activitatea farmacologică sau chimioterapeutică. Metoda expresă pot fi combinate cu selecția preliminară a speciilor, soiurilor și populațiilor promițătoare ca urmare a evaluării lor organoleptice și a analizei datelor etnobotanice, care indică indirect prezența substanțelor de interes pentru noi în plantă. O metodă similară de selecție a fost utilizată pe scară largă de către academicianul N.I Vavilov la evaluarea calității materialelor de pornire a diverselor plante utile, implicat în selecție și cercetare genetică. În timpul primilor planuri cincinale, în flora URSS au fost efectuate căutări pentru noi plante purtătoare de cauciuc.
Pentru prima dată la scară largă metoda de screening chimic când caută altele noi plante medicinaleȘeful expedițiilor din Asia Centrală ale Institutului de Cercetare Științifică Chimică și Farmaceutică (VNIHFI) P. S. Massageov a început să-l folosească. Un studiu asupra a peste 1.400 de specii de plante a permis academicianului A.P. Orekhov și studenților săi să descrie aproximativ 100 de noi alcaloizi până în 19G0 și să organizeze în URSS producția celor care sunt necesari în scopuri medicale și controlul dăunătorilor agricoli. Institutul de chimie a substanțelor vegetale al Academiei de Științe a RSS uzbecă a examinat aproximativ 4000 de specii de plante, a identificat 415 alcaloizi și a stabilit structura a 206 dintre aceștia pentru prima dată. Expedițiile VILR au examinat 1.498 de specii de plante din Caucaz, 1.026 de specii din Orientul Îndepărtat și multe plante din Asia Centrală, Siberia și partea europeană a URSS. Numai în Orientul Îndepărtat au fost descoperite 417 plante purtătoare de alcaloizi, inclusiv subarbustul Securinega, care conține un nou alcaloid securinine, un agent asemănător stricninei. Până la sfârșitul anului 1967, în întreaga lume fuseseră descriși și structurați 4.349 de alcaloizi. Următoarea etapă a căutării este evaluare aprofundată și cuprinzătoare a activității farmacologice, chimioterapeutice și antitumorale substanţe individuale izolate sau preparate totale care le conţin. De remarcat faptul că în întreaga țară și la nivel global cercetare chimică sunt semnificativ înaintea posibilităților de testare medicală și biologică profundă a noilor compuși chimici identificați în plante. În prezent, structura a 12.000 de compuși individuali izolați din plante a fost stabilită, din păcate, mulți dintre ei nu au fost încă supuși studiului biomedical. Dintre toate clasele de compuși chimici, alcaloizii sunt, desigur, de cea mai mare importanță; 100 dintre ele sunt recomandate ca medicamente importante, de exemplu, atropină, berberină, codeină, cocaină, cofeină, morfină, papaverină, pilocarpină, platifilină, rezerpină, salsolină, securenină, stricnina, chinină, citizină, efedrina etc. medicamentele sunt obținute în urma unor căutări bazate pe screening chimic. Cu toate acestea, dezvoltarea unilaterală a acestei metode este alarmantă, în multe institute și laboratoare ea s-a redus la căutarea numai a plantelor purtătoare de alcaloizi. Nu trebuie să uităm că, pe lângă alcaloizi, aparțin noi substanțe vegetale biologic active alte clase de compuși chimici sunt descoperite în fiecare an. Dacă înainte de 1956 se cunoștea structura a doar 2669 de compuși naturali din plante care nu aveau legătură cu alcaloizii, atunci în următorii 5 ani (1957-1961) s-au găsit în plante alte 1754 de substanțe organice individuale. Acum numărul de substanțe chimice cu o structură stabilită ajunge la 7.000, ceea ce, împreună cu alcaloizii, se ridică la peste 12.000 de substanțe vegetale. Screening chimic iese încet din „perioada alcaloidală”. Din cele 70 de grupe și clase de substanțe vegetale cunoscute în prezent (Karrer et. al., 1977), se efectuează numai în 10 clase de compuși, deoarece nu există metode rapide și sigure pentru determinarea prezenței altor compuși în plante. materiale. Implicarea în screeningul chimic a noilor clase de compuși biologic activi reprezintă o rezervă importantă pentru creșterea ritmului și eficienței căutării de noi medicamente din plante. Este foarte important să se dezvolte metode de căutare rapidă a substanțelor chimice individuale, de exemplu, berberină, rutina, acid ascorbic, morfină, citizină etc. Compușii secundari, sau așa-numitele substanțe de biosinteză specifică, sunt de cel mai mare interes atunci când se creează noi medicamentele terapeutice. Multe dintre ele au o gamă largă de activități biologice. De exemplu, alcaloizii sunt aprobați pentru utilizare în practica medicală ca analeptice, analgezice, sedative, hipotensive, expectorante, coleretice, antispastice, uterine, tonice ale sistemului nervos central și medicamente asemănătoare adrenaliinei. Flavonoidele sunt capabile să întărească pereții capilari, să reducă tonusul mușchilor netezi intestinali, să stimuleze secreția biliară, să mărească funcția de neutralizare a ficatului, unele dintre ele având efecte antispastice, cardiotonice și antitumorale. Mulți compuși polifenolici sunt utilizați ca agenți hipotensivi, antispastici, antiulcerosi, coleretici și antibacterieni. Activitate antitumorală a fost observată în cianuri (de exemplu, conținute în semințele de piersici etc.), cetone triterpenice, diterpenoide, polizaharide, alcaloizi, fenolici și alți compuși. Din ce în ce mai multe medicamente sunt create din glicozide cardiace, aminoacizi, alcooli și cumarine. polizaharide, aldehide, lactone sesquiterpenice, compuși steroizi. Adesea, substanțele chimice care sunt cunoscute de mult timp sunt găsite pentru uz medical, dar abia recent a fost posibilă descoperirea uneia sau alta activitate biomedicală și dezvoltarea unei metode raționale de preparare a medicamentelor. Screeningul chimic permite nu numai identificarea de noi obiecte promițătoare pentru studiu, ci și:

• identificarea corelațiilor dintre poziția sistematică a plantei, compoziția sa chimică și activitatea medicală și biologică;
• să afle factorii geografici și de mediu care favorizează sau împiedică acumularea anumitor substanțe active în plante;
• determinați semnificația substanțelor biologic active pentru plantele care le produc;
• identifica rasele chimice la plante care diferă ereditar unele de altele prin prezența anumitor substanțe active.

Toate acestea pot fi folosite atunci când alegeți modalități de control al proceselor care au loc în fabrică. Disponibilitatea unor metode rapide, ieftine și, în același timp, destul de precise, face tentantă efectuarea de urgență a unei evaluări totale a tuturor plantelor florei din URSS și din întreaga lume pentru prezența alcaloizilor, triterpenelor și saponinelor steroizi. , chinone, flavonoide, glicozide cardiace, taninuri și alte clase esențiale de substanțe active. Acest lucru ar face posibilă sacrificarea rapidă a speciilor nepromițătoare care nu conțin substanțe biologic active sau le conțin în cantități mici.

Cercetarea organelor plantelor

Diferitele organe ale plantelor diferă adesea nu numai prin conținutul cantitativ al substanțelor active, ci și prin compoziția lor calitativă. De exemplu, alcaloidul sinomenina se găsește doar în iarba spermei dauriene, iar citizina se găsește doar în fructele Thermopsis lanceolata, fiind absentă în părțile sale supraterane până la sfârșitul înfloririi plantelor, în timp ce la Thermopsis alternata. , citizina se găsește în cantități mari în părțile supraterane în toate fazele dezvoltării plantei. De aceea, pentru a obține o imagine completă a compoziției chimice a fiecărei plante, este necesar să se analizeze cel puțin patru dintre organele acesteia: subterane (rădăcini, rizomi, bulbi, tuberculi), frunze și tulpini (în ierburi, frunze). sunt întotdeauna mai bogate în substanțe active decât tulpinile), florile (sau inflorescențele) ), fructele și semințele. La plantele de copaci și arbusti, substanțele active se acumulează adesea în scoarța tulpinilor (și rădăcinilor) și uneori doar în lăstari, unele părți ale florii, fructelor și semințelor.
Compoziția chimică a fiecărui organ al plantei variază, de asemenea, semnificativ în diferite faze ale dezvoltării sale. Conținutul maxim al unor substanțe se observă în faza de înmugurire, altele - în faza de inflorire completa, a treia - în timpul fructificare etc. De exemplu, alcaloidul triacantin este conținut în cantități semnificative numai în frunzele înflorite ale lăcustei, în timp ce în alte faze de dezvoltare este practic absent în toate organele acestei plante. Astfel, este ușor de calculat că pentru a identifica, de exemplu, numai lista plina plante alcaloide ale florei URSS, numărând aproximativ 20.000 de specii, este necesar să se facă cel puțin 160.000 de analize (20.000 specii X 4 organe X 2 faze de dezvoltare), care vor necesita aproximativ 8.000 de zile de muncă a unui analist de laborator . Aproximativ aceeași perioadă de timp trebuie petrecută pentru a determina prezența sau absența flavonoidelor, cumarinelor, glicozidelor cardiace, taninurilor, polizaharidelor, glicozidelor triterpenice și a fiecărei clase de compuși chimici în toate plantele florei URSS, dacă se efectuează analize. fără tăierea prealabilă a plantelor dintr-un motiv sau altul. În plus, organele identice aflate în aceeași fază de dezvoltare a plantelor dintr-o regiune pot avea substanțele active necesare, dar într-o altă regiune pot să nu le aibă. Pe lângă factorii geografici și de mediu (influența temperaturii, umidității, insolației etc.), prezența unor rase chimice speciale într-o plantă dată, complet nedistinse după caracteristicile morfologice, poate afecta acest lucru. Toate acestea complică foarte mult sarcina și, s-ar părea, fac foarte îndepărtate perspectivele de finalizare a evaluării chimice preliminare a florei URSS și mai ales a întregului glob. Cu toate acestea, cunoașterea anumitor modele poate simplifica semnificativ această muncă. În primul rând, nu este deloc necesar să se examineze toate organele în toate fazele de dezvoltare. Este suficient să analizați fiecare organ în faza optimă, când conține cea mai mare cantitate de substanță de testat. De exemplu, studiile anterioare au stabilit că frunzele și tulpinile sunt cele mai bogate în alcaloizi în timpul fazei de înmugurire, scoarță - în timpul curgerii sevei de primăvară și flori - în timpul fazei de înflorire completă. Fructele și semințele, totuși, pot conține alcaloizi diferiți și în cantități diferite în stare coaptă și necoaptă și, prin urmare, dacă este posibil, ar trebui să fie examinate de două ori. Cunoașterea acestor modele simplifică foarte mult munca la evaluarea chimică preliminară a plantelor. Examinare completă de toate tipurile- o metodă eficientă, dar totuși funcționează orbește! Este posibil, fără a efectua măcar cea mai simplă analiză chimică, să distingem grupuri de plante care probabil conțin una sau alta clasă de compuși chimici de cele care evident nu conțin aceste substanțe? Cu alte cuvinte, este posibil să se determine cu ochi compoziția chimică a plantelor? După cum va fi discutat în următoarea secțiune a broșurii noastre, în schiță generală Putem răspunde pozitiv la această întrebare.

În ultimii ani, analiza chimică a plantelor a câștigat recunoaștere și răspândire largă în multe țări ale lumii ca metodă de studiere a nutriției plantelor în teren și ca metodă de determinare a nevoii plantelor de îngrășăminte. Avantajul acestei metode este relația bine definită dintre indicatorii de analiză a plantelor și eficacitatea îngrășămintelor corespunzătoare. Pentru analiză, nu se ia întreaga plantă, ci o anumită parte, de obicei o frunză sau pețiol de frunză. Această metodă se numește diagnosticarea frunzelor.[...]

Analiza chimică a plantelor se efectuează pentru a determina cantitatea de nutrienți furnizate acestora, prin care se poate judeca necesitatea utilizării îngrășămintelor (metode Neubauer, Magnitsky etc.), se pot determina indicatorii calității nutriționale și ale furajelor produselor (determinarea amidon, zahăr, proteine, vitamine etc. p) și pentru a rezolva diverse probleme de nutriție și metabolismul plantelor.[...]

În acest experiment, plantele au fost fertilizate cu azot marcat la 24 de zile după răsărire. Ca pansament superior a fost utilizat sulfat de amoniu cu o îmbogățire de trei ori a izotopului N15 la o doză de 0,24 g N per vas. Deoarece sulfatul de amoniu etichetat aplicat ca îngrășământ a fost diluat în sol cu ​​sulfat de amoniu obișnuit, aplicat înainte de însămânțare și nefolosit complet de plante, îmbogățirea reală a sulfatului de amoniu în substrat a fost puțin mai mică, aproximativ 2,5. Din Tabelul 1, care conține datele de randament și rezultatele analizei chimice ale plantelor, rezultă că atunci când plantele au fost expuse la azot marcat între 6 și 72 de ore, greutatea plantelor a rămas practic la același nivel și la numai 120 de ore de la aplicare. fertilizare cu azot a fost vizibil crescut.[...]

Până acum, taxonomia chimică nu a reușit să împartă plantele în grupuri taxonomice mari pe baza oricărui compus chimic sau grup de compuși. Taxonomia chimică provine din analiza chimică a plantelor. Atenția principală a fost acordată până acum plantelor europene și plantelor din zona temperată, dar cercetarea sistematică asupra plantelor tropicale a fost insuficientă. În ultimul deceniu însă, sistematica în principal biochimică a devenit din ce în ce mai importantă, și anume din două motive. Una dintre ele este comoditatea utilizării unor metode analitice chimice rapide, simple și foarte reproductibile pentru studiul compoziției plantelor (aceste metode includ, de exemplu, cromatografia și electroforeza), a doua este ușurința identificării compușilor organici în plante; ambii acești factori au contribuit la soluționarea problemelor taxonomice.[...]

Când am discutat despre rezultatele analizei chimice a plantelor, am subliniat că din aceste date a fost imposibil să se stabilească vreo tipare în modificarea conținutului de proteine ​​​​de depozitare în plante la diferite momente de recoltare. Rezultatele analizei izotopilor, dimpotrivă, indică o reînnoire puternică a azotului din aceste proteine ​​la 48 și 96 de ore după fertilizare cu azot marcat la schimbări continue în corpul plantei Și dacă în prima perioadă după recoltare compoziția izotopică de azot a proteinelor de depozitare nu s-a schimbat, atunci aceasta nu este o bază pentru a trage o concluzie despre stabilitatea lor cunoscută în aceste perioade experimentale.[... ]

Analizele chimice simultane ale plantelor au arătat că cantitatea totală de azot proteic atât în ​​acest experiment, cât și în alte experimente similare, pe perioade atât de scurte de timp, practic nu s-a schimbat deloc sau s-a modificat într-o cantitate relativ nesemnificativă (în intervalul 5-10%). Acest lucru indică faptul că în plante, pe lângă formarea unei noi cantități de proteine, proteina deja conținută în plantă este în mod constant reînnoită. Astfel, moleculele de proteine ​​din corpul plantei au o durată de viață relativ scurtă. Ele sunt distruse și recreate continuu în procesul de metabolism intensiv al plantelor.[...]

Aceste metode de diagnosticare a nutriției prin analiza chimică a plantelor se bazează pe determinarea conținutului brut al principalelor substanțe nutritive din frunze. Probele de plante selectate sunt uscate și măcinate. Apoi, în condiții de laborator, o probă de material vegetal este cenuşată, urmată de determinarea conținutului brut de N, P2O5, KgO > CaO, MgO și alți nutrienți. Cantitatea de umiditate este determinată într-o probă paralelă [...]

Tabelul 10 prezintă datele privind randamentul și datele analizei chimice ale plantelor pentru ambele serii de experimente.[...]

Cu toate acestea, în toate aceste experimente, au fost analizate probe medii de plante, așa cum se face în determinările convenționale ale măsurii în care plantele absorb fosforul din îngrășăminte. Singura diferență a fost că cantitatea de fosfor luată de plante din îngrășământ a fost determinată nu de diferența dintre conținutul de fosfor din plantele martor și cele experimentale, ci de măsurarea directă a cantității de fosfor marcat care a intrat în plantă din îngrășământ. Analizele chimice simultane ale plantelor pentru conținutul de fosfor în aceste experimente au permis să se determine ce proporție din conținutul total de fosfor din plantă a fost reprezentată de fosforul de îngrășământ (etichetat) și fosforul prelevat din sol (neetichetat).

Analiza brută se efectuează fie pe frunzele unei anumite poziții pe plantă, fie în întreaga parte aeriană, fie în alte organe indicator.
Diagnosticare de către analiză brută frunze - mature, terminate de creștere, dar funcționând activ, a fost numită „diagnosticarea frunzelor”. A fost propus de oamenii de știință francezi Lagatu și Mom și susținut de Lundegaard. În prezent, acest tip de diagnosticare chimică este utilizat pe scară largă atât în ​​străinătate, cât și în țara noastră, în special pentru plantele în rădăcinile cărora nitrații sunt aproape complet redusi și, prin urmare, este imposibil să se controleze nutriția cu azot în părțile supraterane folosind această formă (măr). arbore și alte fructe de tescovină și sâmburi, conifere, bogate în taninuri, bulboase etc.).
Atunci când analizele în vrac ale frunzelor sau ale altor părți ale plantelor, metodele convenționale de calcinare a materiei organice sunt utilizate pentru a determina N, P, K, Ca, Mg, S și alte elemente din aceasta. Mai des, determinarea se efectuează în două probe: într-una, azotul este determinat conform Kjeldahl, în cealaltă, elementele rămase sunt determinate după cenușare umedă, semi-uscă sau uscată. Pentru cenușarea umedă, se folosește fie H2SO4 puternic cu catalizatori, fie într-un amestec cu HNO3, fie HClO4, fie H2O2. La cenușa uscată, este necesar un control atent al temperaturii, deoarece arderea la temperaturi peste 500 ° C poate duce la pierderi de P, S și alte elemente.
La inițiativa Franței, în 1959, a fost organizat un Comitet Interinstituțional pentru studiul tehnicilor chimice de diagnosticare a frunzelor, format din 13 institute franceze, 5 belgiene, 1 olandeză, 2 spaniole, 1 italiană și 1 portugheză. În 25 de laboratoare ale acestor institute s-au efectuat analize chimice pe aceleași probe de frunze a 13 culturi (de câmp și grădină) pentru conținutul brut de N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu și Zn. Acest lucru a permis comitetului, după prelucrarea matematică a datelor, să recomande metode de obținere a probelor standard de frunze și să ofere metode standard pentru analiza lor chimică pentru a controla acuratețea unor astfel de analize pentru diagnosticarea frunzelor.
Se recomandă cenuşarea probelor de frunze astfel: pentru determinarea azotului total conform Kjeldahl, cenuşă cu H2SO4 (gravitate specifică 1,84), cu catalizatori K2SO4 + CuSO4 şi seleniu. Pentru a determina alte elemente, se folosește cenusa uscată a probei într-un vas de platină cu încălzirea treptată (peste 2 ore) a mufei la 450 ° C; După răcire în mufă timp de 2 ore, cenușa se dizolvă în 2-3 ml apă + 1 ml HCl (gravitate specifică 1,19). Se evaporă pe aragaz până când apare primul abur. Se adaugă apă și se filtrează într-un balon cotat de 100 cm3. Turta de filtrare se calcinează la 550°C (maxim), se adaugă 5 ml de acid fluorhidric. Se usucă pe o plită la o temperatură care să nu depășească 250° C. După răcire, se adaugă 1 ml din același HCI și se filtrează din nou în același balon, clătând cu apă caldă. Filtratul, adus la 100 ml cu apă, este utilizat pentru analiza conținutului de macro și microelemente.
Există o variație destul de mare în metodele de cenzurare a probelor de plante, care diferă în principal în tipurile de plante - bogate în grăsimi sau siliciu etc., și în sarcinile de determinare a anumitor elemente. Suficient descriere detaliata tehnicile de utilizare a acestor metode de cenzurare uscată au fost date de omul de știință polonez Nowosilski. Au dat și descrieri în diverse moduri cenușa umedă folosind anumiți agenți oxidanți: H2SO4, HClO4, HNO3 sau H2O2 într-una sau alta combinație în funcție de elementele care se determină.
Pentru a accelera analiza, dar nu în detrimentul acurateței, se caută modalități pentru o metodă de cenzurare a unei probe de plantă care să facă posibilă determinarea mai multor elemente într-o singură probă. V.V Pinevich a folosit cenusa de H2SO4 pentru a determina N și P într-o probă și, ulterior, a adăugat 30% H2O2 (verificându-l pentru absența P). Acest principiu de cenuşare, cu unele rafinamente, şi-a găsit o aplicare largă în multe laboratoare din Rusia.
O altă metodă utilizată pe scară largă de incinsare acidă a unei probe pentru a determina simultan mai multe elemente din aceasta a fost propusă de K.E. Ginzburg, G.M. Shcheglova și E.A. Wulfius și se bazează pe utilizarea unui amestec de H2SO4 (gravitate specifică 1,84) și HClO4 (60%) în raport de 10: 1, iar amestecul de acizi este pregătit în prealabil pentru întregul lot de material analizat.
Dacă este necesară determinarea sulfului în plante, metodele de cenzură descrise nu sunt potrivite, deoarece includ acid sulfuric.
P.X. Aydinyan și colegii săi au propus arderea unei probe de plantă pentru a determina sulful din ea, amestecând-o cu sare Berthollet și nisip curat. Metoda lui V.I Kuznetsov și a colegilor săi este o metodă Schöniger ușor revizuită. Principiul metodei este incinsarea rapidă a probei într-un balon umplut cu oxigen, urmată de titrarea sulfaților rezultați cu o soluție de clorură de bariu cu un indicator de nitromază-metal pentru bariu. Pentru a asigura o mai mare acuratețe și reproductibilitate a rezultatelor analizei, recomandăm trecerea soluției rezultate printr-o coloană cu o rășină schimbătoare de ioni în formă H+ pentru a elibera soluția de cationi. Soluția de sulfat astfel obținută trebuie evaporată pe o plită până la un volum de 7-10 ml și titrată la răcire.
Novosilsky, subliniind pierderile mari de sulf în timpul cenzurii uscate, oferă rețete pentru cenusarea plantelor pentru aceste analize. Autorul consideră că metoda de cenzurare conform Butters and Chenery cu acid azotic este una dintre cele mai simple și rapide.
Determinarea conținutului fiecărui element dintr-o probă cenușită într-un fel sau altul se realizează folosind o varietate de metode: colorimetrice, complexometrice, spectrofotometrice, activare neutronică, folosind autoanalizatoare etc.