Агрохімія

Агрохімія

1

ВСТУП

Раціональне використання добрив і одержання високих урожаїв сільськогосподарських культур неможливе без агрохімічних досліджень, необхідних для оцінки родючості ґрунту, встановлення науково обґрунтованих доз добрив, без контролю за потребою рослин в елементах живлення в процесі їх росту і розвитку, без визначення якості продукції і добрив.

Враховуючи самостійність виконання лабораторних робіт, а також обмеженість робочого часу студента, нами з учбовою метою складені методичні розробки до виконання лабораторних занять з курсу агрономічної хімії

ЗАВДАННЯ ТА ЗМІСТ ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ.

Завдання даного методичного посібника полягає в тому, щоб допомогти студенту більш ефективно виконати програму лабораторних занять з курсу агрохімії, закріпити та поглибити знання з теоретичного курсу.

Мета запропонованих лабораторних занять слідуючи:

1. Ознайомити студентів з методами проведення агрохімічних аналізів.

2. Допомогти студентам в опануванні методів агрохімічних аналізів рослин, ґрунту, добрив.

3. Навчити студентів правильно аналізувати результати агрохімічних досліджень і практично їх використовувати.

Лабораторні заняття з курсу агрохімії складаються з 3 - х розділів:

1. Аналіз рослин

2. Аналіз ґрунту

3. Аналіз добрив

Об'єм та зміст лабораторного практикуму визначені програмою курсу з агрохімії для студентів сільськогосподарських вищих учбових закладів.

Основні методи аналізу рослин, ґрунту і добрив подані згідно існуючих сучасних класичних методів досліджень і відповідно з державними та галузевими стандартами.

ПОРЯДОК ПРОХОДЖЕННЯ ПРАКТИКУМА.

Робота в хімічній лабораторії вимагає від студента великої уваги та акуратності. Під час лабораторних робіт він має справу з хімічними реактивами: кислотами, лугами, в тому числі і концентрованими солями та складними приладами. Неуважність і неакуратність може бути причиною нещасних випадків, тому до початку аналітичної безпеки при роботі в лабораторії і обов'язково дотримуватись їх.

Допуск до виконання лабораторного заняття проводиться тільки після попередньої перевірки викладачем підготовленості студента. Кожен студент повинен обов'язково дотримуватися загальноприйнятих правил роботи в хімічних лабораторіях. За чистоту в лабораторії відповідає черговий. Студенти, виходячи з лабораторії, повинні привести в порядок свої робочі місця.

Робочий зошит е звітом перед викладачем. Хімічний аналіз рахується виконаним і зарахованим при умові надання викладачу правильних результатів аналізу, всіх записів в зашиті і усної відповіді на контрольні запитання.

1. АНАЛІЗ РОСЛИН

Сільськогосподарські культури засвоюють з ґрунту поживні речовини, кількість яких залежить від біологічних особливостей цих культур, живлення, технології вирощування, грунтово-кліматичних умов тощо.

При визначенні доз добрив то строків їх внесення важливо встановити споживання поживних речовин щодо фаз росту та розвитку рослин.

Для оцінки якості одержаної продукції необхідно знати хімічний склад і кількість елементів в кінцевому врожаї .

Вміст поживних речовин, засвоєних рослинами, і накопичення їх на створення врожаю встановлюється шляхом визначення елементів живлення в рослинах за допомогою хімічного аналізу.

Велике значення набувають показники якості продукції, які характеризуються наявністю в ній речовин, шкідливих для здоров'я людей і тварин / нітрати, свинець, ртуть, миш'як, радіоактивні елементи тощо. / . Аналіз якості урожаю сільськогосподарських культур дає змогу правильно оцінити, вивчити найбільш оптимальні умови формування і тим самим керувати якістю продукції.

В процесі лабораторних занять студенти повинні освоїти методики аналізу рослин, використати одержані результати при розрахунках виносу поживних речовин, встановленні доз добрив під сільськогосподарські культури, доз добрив в підживлення за даними тканинної діагностики, оцінці якості одержаної продукції.

1.1. ВІДБІР ПРОБ РОСЛИН І ПІДГОТОВКА ЇХ ДО АНАДІЗУ.

Для проведення аналізу рослин відбирають середню пробу, яка повинна характеризувати досліджуваний оберт. Відбір середньої проби - операція не тільки відповідальна і важлива, але й досить важка. Відбір проб залежить від об'єкту дослідження і завдання, яке ставиться. Тому прийоми відбору і складання середньої проби при оцінці хімічного складу рослин і якості продукції різні. Проби рослин можуть відбиратись, починаючи як від початкових фаз розвитку рослин /кущіння, вихід у трубку, бутонізація/, так і під час збирання врожаю і його зберігання. Спочатку відбирається попередній зразок, з якого одержують середню і аналітичну пробу. Проба рослин може складатись з листків, черешків і стебел, зерна, бульб, коренеплодів, качанів, соломи та ін.

Нижче наведені прийоми відбору середньої і аналітичної проби для окремих культур.

ЗЕРНО, КОРМА. Середню пробу зерна, кормів, борошна відбирають у вигляді окремих проб за допомогою щупів, пневматичних пробовідбірників з різних місць кучі, мішків, вагонів. Проби змішують і одержують середній зразок, маса якого 1 - 2 кг на кожні 10 - 20 т. З середнього зразка відбирають аналітичний масою 0,2 - 0,5 кг.

СІНО, СОЛОМА. При відборі середньої проби сіно з листочками, суцвіттями, дрібними стеблами, беруть в ручну з різних місць скирти і при різній глибинні. Середня проба повинна бути не менше 2 - 5 кг на кожні 5 - 10 т. Відібрані сіно і солому ріжуть на соломорізці або ножицями. Довжина різки 1 - 3 см. Одержану різку розкладають тонким шаром і відбирають для аналізу аналітичну / лабораторну / пробу масою 0,2 - 0,5 кг.

БУЛЬБИ, КОРЕНЕПЛОДИ. Із загальної маси / парт 11/ 5 - 10 т в 10 - 20 місцях відбирають підряд 50 бульб або коренеплодів. Їх сортирують на фракції/ крупні, середні, дрібні/, находять долю кожної в загальній масі і складають аналітичну пробу 1 - 2 кг. Якщо бульби чи коренеплоди крупні, їх ріжуть, беруть для аналізу 1/2; 1/4 ; 1/8; .Пробу подрібнюють, сушать і розмелюють.

Залежно від вимог досліджень рослинний матеріал може аналізуватись у свіжому стані, повітряно-сухому, у законсервованому у свіжому стані рослини аналізують тоді, коли необхідно визначити речовини, вміст яких швидко змінюється /цукри, форми сполук азоту, ферменти та інші.

До повітряно-сухого стану висушують рослинний матеріал, у якому потрібно визначити сполуки, що мало змінюються / зола, клітковина, жир та інші /. Для цього в об'єднаній пробі виділяють середню пробу сіна, соломи, силосу, коренеплодів і бульб, маса яких після висушування не повинна бути менше 100 г. Проби висушують у сушильній шафі при температурі 60 - 65 0С до повітряно-сухого стану. Повітряно - суху пробу подрібнюють на млині і просівають через сито. Середні проби комбікормів, зерна, жмихів та інше розмелюють без попереднього сушіння.

Консервування матеріалу проводять шляхом обробки рослин водяною парою з наступним висушуванням чи спиртом. Підготовлені для аналізу проби зберігають у скляній або пластмасовій банці в сухому місці.

1.2. ВИЗНАЧЕННЯ СУХОЇ РЕЧОВИНИ І ВОЛОГИ В

РОСЛИНОМУ МАТЕРІАЛІ.

ЗНАЧЕННЯ АНАЛІЗУ. Вміст сухої речовини визначають так само, як в вміст води. Вміст води в рослинах, або ступінь обводнення, характеризує фізіологічний стан рослин. Вміст води має велике значення при оцінці якості врожаю сільськогосподарських культур, особливо плодових, овочевих, кормових, при заготівлі кормів і силосних культур, при засипанні насіннєвих фондів.

Вміст вологи в рослинному матеріалі необхідно також знати для того, щоб результати аналізів рослин розрахувати на суху масу.

Вміст води в рослинах залежить від віку, фізіологічного стану і умов вирощування. В більшості вегетативних органів сільськогосподарських культур міститься води 80 - 95 %, сухих речовин 5 - 20 %, Найбільш поширеним методом визначення вологи є метод висушування речовини при 100 - 105 0С до постійної маси.

ХІД РОБОТИ. У попередньо висушений і зважений алюмінієвий бюкс вміщують 3-5 г подрібненого повітряно - сухого матеріалу, я кий відбирають з декілька місць аналітичної проби, розподіленої тонким шаром на листі паперу. Бюкс закривають кришкою, зважують на аналітичних терезах, відкривають кришку, ставлять у сушильну шафу і висушують при 100 - 105 0С протягом 4 - 6 годин.

Потім бюкс виймають, закривають кришкою, охолоджують в ексикаторі 20 - 30 хв.

І зважують. Далі бюкс з відкритою кришкою знову ставлять у сушильну шафу і сушать 1,5 - 2 години при тій же самій температурі. Висушування і зважування матеріалу проводять до сталої його маси / різниця між двома зважуваннями повинна бути не більше як 0, 02 г/ .

РЕЗУЛЬТАТИ ЗВАЖУВАННЯ.

Вміст сухої речовини / с /, в % обчислюють за формулою : С = (д*100)/в, де

С - % сухої речовини,

Д - маса абсолютно сухої речовини,

В - наважка речовини,

100 - для перерахунку результатів в %.

Процент гігроскопічної вологи розраховують за формулою

Е = 100 - С

Е - % гігроскопічної вологи,

С - % сухої речовини.

Для перерахунку даних на абсолютно суху масу визначають коефіцієнт гігроскопії /К/.

К = 100/ ( 100 - Е)

1.3. ВИЗНАЧЕННЯ “СИРОЇ” ЗОЛИ В РОСЛИНАХ МЕТОЛОМ

СУХОГО СПАЛЮВАННЯ.

ЗНАЧЕННЯ АНАЛІЗУ. Золою називається мінеральна частина рослин, яка залишається після їх спалювання. В складі сухих речовин на долю золи / не спалюваної частини/ приходиться в середньому близько 5%. Вміст ІІ залежно від виду і віку рослин, грунтово - кліматичних умов, застосування добрив коливається від 0,5 до 7%. В золі міститься велика кількість елементів: фосфорю сірка, калій, кальцій, магній, залізо і мікроелементи -д бор, мідь, марганець, цинк, молібден, кобальт та інші.

Сучасними методами аналізу , включаючи спектроскопію, удається виявити наявність в золі майже 1/3 елементів всієї таблиці Д. І. Менделєєва.

Визначення вмісту золи і зольних елементів в рослинах має велике значення, тому що дозволяє взнати загальну кількість мінеральних речовин, які надходять з ґрунту, встановити скільки їх засвоюється рослинами в окремі періоди життя, вияснити співвідношення зольних елементів в складі рослин і виробити практичні заходи що до покращення умов їх живлення.

Визначення золи і ІІ складових частин проводять двома методами: сухим і мокрим.

Найчастіше визначають у рослинному матеріалі загальну кількість мінеральних речовин, яка залишається після спалювання, тобто обмежуються визначеним так званої “ сирої ” золи.

До складу “ сирої ” золи входять глина, пісок, різні солі вуглекислоти. “ Сира ” зола дає лише приблизне уявлення про кількість мінеральних речовин рослин При більш точних дослідженнях визначають чисту золу.

ХІД РОБОТИ. У тигель, доведений до постійної маси, поміщають досліджувану пробу масою 0,5 - 2,0 г. Пробу укладають в тигель без ущільнення для того, щоб в ІІ нижні шари поступав кисень повітря. Пробою заповнюють не більше половини тигля.

Тигель з пробою зважують на аналітичних терезах. Потім поміщають в холодну муфельну піч, підвищують температуру до 200 - 250 0С /до появи диму/. Після припинення виділення диму температуру печі доводять до 525 + 25 0С І прожарюють протягом 3 годин. Відсутність частини вугілля і рівномірне сіре забарвлення золи вказує на повне зоління матеріалу.

При наявності вуглистих частинок тигель з золою охолоджують на повітрі, золу змочують водою або 3% - ним розчином перекису водню. Воду випаровують в сушильній шафі, тигель вміщують в піч, прожарюють при температурі /525 - 25 0С/ протягом І години. Після закінчення прожарювання тигель з золою охолоджують у виключеній печі, потім, вміщають в ексикатор і зважують. Далі знову тигель з золою прожарюють 30 хвилин, охолоджують в ексикаторі і зважують переконуються в тому, що досягнута постійна маса. В іншому випадку тигель знову прожарюють.

ФОРМА ЗАПИСУ РЕЗУЛЬТАТІВ

Розрахунки “сирої” золи проводяться за формулою:

Е = (Д*100 /в) *К , де

К - коефіцієнт гігроскопії, береться з попередньої роботи.

1.4. ІИЗНАЧЕННЯ ЗАГАЛЬНОГО АЗАТУ, ФОСФОРУ І КАЛІЮ

В РОСЛИННОМУ МАТЕРІАЛІ ЗА МЕТОДОМ ГІІНЗБУРГ,

ЩЕГЛОВОЇ

ЗНАЧЕННЯ АНАЛІЗУ. Азот, фосфор і калій мають виключно важливе значення в житті рослин. Азот і фосфор входять і склад цілого ряду органічних провин: азот - в склад білків, амінокислот, амідів, фосфатидів, нуклеїнових кислот, хлорофілу, алкалоїдів, глюкозидів то інших ; фосфор - в склад нуклеїнових кислот, фосфатидів, фітину - лецетину. Калій в рослинах знаходиться в іоній формі і не входить до складу органічних сполук клітини.

Більша частина органічних сполук представлена білковими речовинами, які становлять 70-80 % загального вмісту азоту в рослинах. Крім органічних сполук азоту і фосфору, які переважають в рослинах, зустрічаються в невеликій кількості мінеральні їх сполуки .Азот у формі аміачного, а також нітратів, фосфор - у вигляді солей ортофосфорної кислоти.

Визначення вмісту азоту, фосфору та калію в рослинах дає можливість робити висновки про винос урожаєм культур цих елементів з ґрунту, про відношення рослин до умов живлення ними в різні періоди росту та розвитку, про харчової і кормової якості урожаю.

При визначенні загального азоту в кормах він може перераховуватись в “сирий” протеїн . Крім білків в склад “ сирого” протеїну входять небілкові азотисті речовини - амінокислоти, аміни, аміди і аміак, які також засвоюються тваринним організмом.

Для орієнтовної оцінки якості кормів визначення сирого протеїну цілком достатньо.

ПРИНЦИП МЕТОДУ. Суть методу полягає у розкладі органічної речовини зразка киплячою сірчаною кислотою присутність хлорної до мінеральних сполук. Внаслідок оголення амонійний азот, відновлений до аміаку калій, натрій, кальцій, магній зв'язується у сульфати, а фосфор - в ортофосфат.

Добутий розчин після розбавлення дистильованою водою для визначення азоту та зольних елементів.

Визначення азоту фото колориметричним методом базується на взаємодії солей амонію з реактивом Неслера, внаслідок чого утворюється комплексні сполуки типу меркурамонію жовтого кольору, інтенсивність яких залежить від вмісту солей амонію. Шкідлива дія кальцію і магнію усувається розчином сегнетової солі.

Суть методу визначення фосфору полягає в здатності ортофосфорної кислоти при взаємодії з молібденово кислим амонієм при кислому середовищі в присутності відновника /хлористого олова/ утворювати комплексну сполуку (Мо02 * 4Мо03)2 * Н3Р04 * 4Н2О , яка має блакитний колір. Інтенсивність забарвлення пропорційна вмісту фосфору в розчині.

Калій і більшість мікроелементів знаходяться в розчині у вигляді катіонів.

Концентрацію азоту та фосфору визначають на фотоелектроколориметрі, калій - на полум'яному фотометрі.

ХІД РОБОТИ. Зважують на аналітичних терезах 0,2 г розмеленого рослинного матеріалу і вміщають його в конічну термостійку колбу на 100 мл приливають 6 мл суміші сірчаної і хлорної кислоти.

Суміш кислот готують так: на 5 мл Н2 S04 густиною 1,84 г/см3 беруть 0,5 мл НС104 .

Суміш виготовляють безпосередньо перед використанням, наливають тільки циліндром або бюреткою, обережно.

Залишають стояти 30-60 хв. , краще на ніч, до обвугленім рослинної маси. Після цього вміст колби нагрівають на слабкому вогні 5-7 хв. , до утворення однорідної коричнево - бурої маси. Температуру оголення підвищують і продовжують оголення до знебарвлення розчину. Процесі озолення вміст колби часто переміщують і весь час проводять спостереження. Повне озолення триває 15 - 25 хв. Проте, якщо за цей час воно не закінчилось, то добавляють ще 1 - 2 краплі хлорної кислоти і продовжують нагрівання.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7