Определение нитратов в растениях
На предметное стекло положить несколько срезов той или иной части растения. Затем на каждый срез нанести по одной капли 1%-го раствора дифениламина и следить за появлением синей окраски. Интенсивность этой окраски сравнить с табл. 2 и с цветной шкалой, показывающей степень нуждаемости растений в азотных удобрениях. Содержание нитратов снижается с возрастом растений, а к цветению они почти исчезают.
Шкала потребности растений в азотных удобрениях
Визуальные признаки окраски среза
Бледно-голубоватая, очень быстро наступает обугливание
Синяя, постепенно исчезающая
Темно-синяя или темно-фиолетовая, быстро наступающая, устойчивая
Бледно-голубая окраска среза от дифениламина свидетельствует об острой нуждаемости растения в нитрат-ионах. Синяя окраска говорит о недостатке азота в растении, а темно-фиолетовая – о том, что растение обеспечено азотом.
Определение нитритов в растениях
Оборудование и реактивы. Лезвие, пипетка, дифениламин (кристаллический), серная кислота (конц.), раствор стрептоцида (таблетку 0,5 г растворить в 50 мл аптечной соляной кислоты), раствор антипирина (одну таблетку растворить в 50 мл аптечной соляной кислоты). В результате участия ферментов и углеводов в растениях происходит восстановление нитратов до аммиака через нитриты:
Образующийся аммиак взаимодействует с органическими кислотами, в результате получаются аминокислоты:
NH3 + органическая кислота аминокислота.
Однако избыточное количество нитратов не восстанавливается и, попадая в организм человека, оказывает неблагоприятное воздействие на него. При попадании в желудочно-кишечный тракт человека нитраты превращаются в нитриты, которые вызывают отравление организма: появляется головокружение, снижается работоспособность, увеличивается содержание в крови молочной кислоты, холестерина, белков, блокируется гемоглобин, т.к. нитриты могут вступать во взаимодействие с ним, образуя метгемоглобин. В результате нарушается тканевое дыхание. При больших дозах развивается «синюха» и наступает смерть.
В воде на свету зелень быстро теряет нитраты
Источник
8.5. Определение содержания нитратного азота в почве дисульфофеновым методом
Об обеспеченности растений азотом судят по содержанию в почве его минеральных соединений, так как органические (азот гумуса) непосредственно не доступны растениям. Избыточный азот накапливается в почве обычно в форме нитратов. Так как в этой форме азот в почве не сорбируется, он легко вымывается почвенными водами. Неконтролируемый источник поступления соединений азота в почву — промышленность по производству азотных удобрений.
Одним из методов определения нитратного азота в почве является дисульфофеноловый, который позволяет определить только азот нитратов. Даже при большом содержании в почве нитратов он даст правильные показатели.
Материалы, реактивы, оборудование: почва разного типа; фильтровальные бумажки для обтирания кювет; фильтры плотные; дисульфофеноловая кислота C6H5OH(HSO3)2; гидроксид натрия NaOH; 20%-ный раствор азотной кислоты НNО3; 0,05%-ный раствор сульфата калия K2SO4; эталонный раствор (в 1 мл раствора содержится 1 мг азота); дистиллированная вода; х.ч. нитрат калия KNO3; толуол C6H5CH3; хлороформ CHCl3; 1%-ный раствор дифениламина в серной кислоте ((C6H5)2NH2)HSO4); мерная колба на 50, 100, 250 мл, 1 л; пипетки мерные на 5, 10, 15, 20, 25 мл; пипетка с грушей на 1 мл для дисульфофеноловой кислоты; чашка фарфоровая; стакан химический; водяная баня с электрообогревом; воронка; палочка стеклянная; промывалка; стеклянные пробки; фотоэлектроколориметр; весы технические; емкость для слива жидкости при колориметрировании.
В пробирку переносят 2 мл фильтрата водной вытяжки и по каплям добавляют раствор дифениламина в серной кислоте. При наличии нитратов раствор окрашивается в синий цвет.
Количественное определение нитратов в почве проводят фотоколориметрическим методом.
Метод основан на образовании в присутствии дисульфофеноловой кислоты и NaOH соли пикриновой кислоты (пикрата натрия), окрашивающей раствор в желтый цвет. Интенсивность окрашивания зависит от содержания нитратного азота.
Взвешивают на технических весах 10 г воздушно-сухой почвы (или 10-20 г свежей почвы) и помещают в колбу емкостью 250 мл. К почве приливают 5-кратное количество 0,05%-ного раствора K2SO4 взбалтывают 3 мин., после чего фильтруют через складчатый фильтр из плотной бумаги.
Первые порции фильтрата отбрасывают, а если после фильтрования раствор мутный, его перефильтровывают через тот же фильтр.
Берут пипеткой 5-50 мл фильтрата (в зависимости от предполагаемого количества нитратов), помещают в фарфоровую чашку соответствующего объема и выпаривают на водяной бане с электрообогревом. Одновременно в фарфоровой чашке выпаривают 20 мл эталонного раствора (в 1 мл содержится 1 мг азота).
После выпаривания чашки снимают с бани и охлаждают. Затем сухой остаток тщательно растирают с дисульфофеноловой кислотой, приливая в каждую чашку точно по 1 мл кислоты. (Нельзя набирать реактив всасыванием в пипетку ртом! Нужно пользоваться склянкой с притертой к ней пипеткой ёмкостью 1 мл или автоматической пипеткой). Растирание следует проводить стеклянной палочкой не только на середине чашки, но и по бокам, где не видно осадка. Стеклянная палочка остается в чашке до конца работы.
После растирания чашки с веществами оставляют стоять 10 минут, затем в каждую из них приливают по 15 мл дистиллированной воды, так как без добавления воды возможно разбрызгивание содержимого чашек при последующей обработке кислоты щелочью. Водой смачивают поверхность чашек полностью, чтобы собрать все продукты реакции.
Кислый раствор в чашках нейтрализуют добавлением по каплям 20%-ного раствора NaOH до появления неисчезающей, желтой окраски (щелочная реакция), после чего добавляют ещё одну каплю щелочи.
Окрашенные растворы переливают по палочке через маленькую воронку в мерные колбы емкостью 50 мл (или 100 мл), несколько раз обмывают чашки из промывалки дистиллированной водой и полученную жидкость по палочке также приливают к основному раствору. Раствор в колбах доводят до метки дистиллированной водой, закрывают стеклянными пробками и перемешивают.
Сравнение окрасок растворов производят сразу же, так как при стоянии цвет изменяется. Для этого применяют метод фотоколориметрирования.
При фотоколориметрировании используют синий светофильтр с областью светопропускания 400-450 нм. При работе на спектрофотометре длина волны 453 нм. В качестве раствора сравнения берут дистиллированную воду.
Одновременно колориметрируют серию рабочих эталонных растворов сравнения (Прил. 3), необходимых для построения калибровочного графика.
Приготовление рабочей шкалы растворов сравнения: Для построения калибровочного графика в мерные колбы емкостью 50 мл пипеткой берут 2,5; 5; 10; 15, 20, 25 мл рабочего эталонного раствора, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают и коло-риметрируют при синем светофильтре той же длины волны.
Подсчеты результатов анализа: По полученным при колориметрировании серии рабочих растворов сравнения строят калибровочный график в координатах: объем рабочего раствора (мл) — оптическая плотность или коэффициент пропускания (отсчеты на шкале прибора).
Находят по графику показания испытуемых растворов и подсчитывают содержание нитратного азота в мг на 1 кг почвы по формуле:
N-NO3 — мг/кг=
где Н — навеска почвы, г; V1 — объем вытяжки, взятый для выпаривания, мл; V — общий объём фильтрата мл; а — отсчет по графику, мл; 0,01 — содержание азота в 1 мл рабочего раствора, мг; 1000 — коэффициент пересчета на 1 кг почвы.
Исследуйте почвы разного типа на содержание в них нитратного азота. Результаты сравните со шкалой обеспеченности растений азотом (табл. 20).
Шкала обеспеченности растений азотом и потребности полевых культур в азотных удобрениях
(по Гамзикову Г. П., 1981)
Обеспеченность растений азотом
Потребность растений в азотных удобрениях
Ориентировочные дозы внесения азота, кг/га
Источник
2.Инструментальные методы определения содержания нитратов и аммонийных форм азота в почве и растениях.
Определение азота по методу Кьельдаля (микрометод). Общие понятия. Валовое содержание азота в почве зависит от количества гумуса и колеблется от 0,01–0,03% в песчаных подзолистых почвах до 0,4–0,6% в черноземах и 3–4% в торфяных почвах.
Метод Кьельдаля дает возможность определить весь органический азот в почве. Количество минеральных соединений азота (нитриты, нитраты) этим методом не учитывается. Их содержание в почве очень мало (обычно несколько миллиграммов на 1 кг почвы), поэтому этой величиной можно пренебречь при определении общего количества азота в почве.
Принцип метода Кьельдаля основан на том, что все органическое вещество почвы сжигается в концентрированной серной кислоте. Азот при этом переходит в форму (NН4)2SО4. Образовавшийся (NН4)2SО4 разрушают щелочью, а выделяющийся при этой реакции NН3 улавливают в определенный объем титрованного раствора Н2SО4. Избыток Н2SО4, не израсходованный на связывание азота, оттитровывают раствором NaОН или КОН.
Методы определения подвижных соединений азота в почве
В почве всегда находятся 3 группы соединений азота, различных по степени доступности для растений.
1. Минеральные соединения азота, растворимые в воде (нитриты, нитраты, аммонийные соли) и вытесняемые растворами нейтральных солей (поглощенный аммоний). Все они являются непосредственными источниками питания растений. Их содержание в каждый данный момент в почве очень невелико и составляет только несколько миллиграммов на 1 кг сухой почвы.
2. Легкогидролизуемые органические соединения азота, минерализующиеся в первую очередь с образованием доступных для растений форм азота. Их количество также незначительно и составляет десятки миллиграммов на 1 кг сухой почвы.
3. Негидролизуемые разбавленными растворами минеральных кислот органические соединения азота, трудно поддающиеся минерализации. Они составляют основную часть валового азота почвы.
Содержание соединений азота первой и второй групп является показателем обеспеченности почв азотом, доступным для растений.
Для определения количества минеральных форм азота почву анализируют для определения содержания поглощенного и водорастворимого аммония и нитратов. Для выяснения способности почв к мобилизации органических соединений азота устанавливают нитрифицирующую способность почв.
Резкое возрастание количества нитратов при добавлении сульфата аммония свидетельствует о низкой потенциальной способности почвы к аммонификации, а увеличение содержания нитратов_ при внесении мела подтверждает необходимость известкования почвы. Возрастание количества аммония и нитратов при внесении люпиновой или гороховой муки свидетельствует о недостаточномколичестве легкогидролизуемых органических соединений азота в
Определение аммонийного азота. Аммонийный азот находится в почве в форме поглощенного (обменного) катиона и в виде водорастворимых солей. Его извлекают обработкой почвы 1 н. раствором КСl и оп-
ределяют колориметрически. Колориметрическое определение основано на взаимодействии NН4+ с реактивом Несслера, при котором образуется йодистый меркураммоний, окрашенный в желтыйцвет:
NH4OH + 2K2HgI4 + 3КОН = NH2Hg2OI + 7KI + ЗН2O.
Для связывания ионов Са2+ и Мg2+, которые также переходят в раствор и мешают определению, к раствору прибавляют сегнетовую соль (Kna • C4H4O6 • H2O).
Источник