Агрохімія

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 ½; ¼; 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 мікроелементид 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.

Після закінчення оголення колбу охолоджують і розчин кількісно дистильованою водою переносять в мірну колбу на 100 мл, доводять водою до риски і перемішують /колба № І./.

Паралельно проводять холосте спалювання 6 мл суміші сірчаної і хлорної кислот без рослинного матеріалу протягом 20 хв., охолоджують і переносять і мірну колбу на 100 мл /колба № І /. З колби № І беруть певний об'єм розчину для визначення азоту, фосфору і калію.

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ АЗОТУ І СИРОГО ПРОТЕЇНУ.

ХІД РОБОТИ. Із колби № І беруть 1 — 2 мл підготовленої витяжки і переносять у мірну колбу на 100 мл, доливають І мл 25% -го розчину сегнетової солі і близько 50 мл дистильованої води, добре зміщують, після чого розчин у колбі нейтралізують розчином 10% N_а 0Н / приливають N _а0Н краплями, поки кинутий в колбу клаптик червоного лакмусу не стане синім /, не допускаючи його надлишку. Далі добавляють 2 мл реактиву Неслера, збовтують, доводять об'єм у колбі до риски, ще раз перемішують і через 5 хв. колориметрують на фотоелектроколориметрі при синьому світлофільтрі /440 нм /, розмір кювети 10 мл.

Паралельно для контролю беруть із колби N І для холостого спалювання такий же об'єм розчину в іншу колбу на 100 мл і приливають такі ж реактиви, як в колбу з витяжкою.

Маючи показники приладу, за графіком знаходимо кількість NН₄ в мг на взяту кількість витяжки для колориметрування.

Щоб побудувати калібрувальний грофвк готують шкалу зразкових розчинів з перекристалізованої і висушеної до постійної маси хімічно чистої солі NН ₄СІ. Наважку 0,3820 г NН₄СІ розчиняють і І л без аміачної води (запасний розчин).

В І мл розчину міститься 0,1 мг азоту. Для одержання робочого розчину запасний Розин розбавляють в 10 роз, тобто І мл робочого розчину містить 0,01 мг азоту. Із робочого розчину готується серія еталонних стандартних розчинів. Для цього мірні колби на 100 мл нумерують і в кожну наливають із бюретки робочий розчин NН₄СІ.

У колбу добавляють воду, сегнетову сіль і реактив Неслера, колериметрують.

Кількість розчину наводиться табл. І.

І. Шкала зразкових розчинів на азот

Вміст NН₄ в % (Х) розраховують за формулою:

Х = (а*У*100)/(У_І*Н)*К

а — кількість NН₄ в 100 мл розчину, знайдене за графіком мг;

У — загальний об'єм вихідного розчину, мл;

100 — для перерахунку в% ;

У_І — об'єм вихідного розчину, взятого для колотрметрування;

ннаважка, в мг, яка відповідає взятому розчину (2)

ккоефіцієнт перерахунку на суху речовину.

Результат, виражений в % Н4, множимо на коефіцієнт 0,778 і одержуємо процентний вміст азоту в аналізуємій речовині. Для розрахунку «сирого» протеїну, вміст азоту в % множимо на коефіцієнти, що наведені в табл. 2.

2. Коефіцієнти перерахунку азоту на «сирий» протеїн

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ ФОСФОРУ.

ХІД РОБОТИ. Беруть 2 мл досліджуваного розчину із колби № І в мірну колбу на 50 мл, добавляють приблизно 30 мл дистильованої води, І-2 краплі індикатору бетадинітрофенолу і нейтралізують 10%- ним розчином N_а0Н до слабо — жовтого забарвлення, яке усувають одною — двома краплями 10 Н₂S0₄ /з бюретки/. Добавляють 2 мл молібденово кислого амонію, доводять водою до риски, приливають 3 краплі хлористого олова, перемішують. Паралельно готують холостий розчин, або контроль, так само, як описано вище, тільки з розчином з колби №І після холостого спалювання.

При наявності в досліджуваному розчині сполук фосфору розчин забарвлюється в синій колір. Через 10 хвилин розчин фотометрують проти контролю (розчину порівняння), використовуючи червоний світлофіл НТР /650 нм/. Одночасно готують шкалу зразкових розчинів.

Для приготування стандартної шкали на фосфор, готують зразковий розчин з хімічно чистої солі КН₂РО₄. Наважка КН₂РО- 0, 1917 г розчиняється в літрі дистильованої води (запасний розчин) Потім готують робочий розчин шляхом розбавлення запасного в 10 раз. В І мл такого розчину міститься 0,01 мг Р₂О₅. З робочого розчину готується серія еталонних стандартних розчинів, для чого мірні колби на 50 мл нумерують і в кожну наливають з бюретки робочий розчин КН ₂РО₄. Кількість розчину наводиться в табл. 3.

3. Шкала зразкових розчинів на фосфор

У колби добавляють реактиви, як і при аналізі дослід жувальних проб. На основі одержаних показників будують калібрувальний графік і по ньому визначають вміст фосфору в досліджувальному розчині.

Загальний вміст фосфору /Р₂О₅/ в рослинному матеріалі в % на суху речовину, (х) обчислюють за формулою:

Х = (а*У*100)/(100*Н)*К

А — кількість фосфору, яка знайдена за калібрувальним графіком, мг;

Н — наважка в мг, яка відповідає взятому розчину /4/;

100 — для перерахунку в проценти,

К — коефіцієнт перерахунку на суху речовинну.

ВИЗЕАЧЕЕЕЯ ВМІСИТУ КАЛІЮ.

ХІД РОБОТИ. Калій визначають безпосередньо у вихідному розчині, який залишився у мірній колбі на 100 мл (колба №І); після визначення вмісту загального азоту й фосфору. Розчин вводять в полум’я пальника полум’яного фотометра. Записують покази гальванометра. Щоб визначити концентрацію калію в досліджуваному розчині, будують калібрувальний графік. Готують зразковий розчин. Для цього 583 г перекристалізованого КСІ розчиняють у мірній колбі на І л у дистильованій воді і доливають водою до риски. Розчин містить І мг калію в І мл.; це є вихідним розчином для приготування робочої шкали зразкових розчинів. Для цього в десять мірних колб на 250 мл приливають із бюретки 0, 0,5, 1,0, 2,5, 5,0, 7,5, 10,0, 15,0, 20,0, 25,0 мл зразкового розчину КСІ і доводять дистильованою водою до риски. У перерахунку на І л розчину вміст калію становить відносно 0, 2, 4, 10, 20, 30, 40,60, 80, 100 мг К₂0. Цей розчин використовують для настроювання приладу. Розчин вводять в полум’я пальника приладу і записують показники гальванометра. За даними показів гальванометра і вмісту калію /К₂0/ у зразковому розчині будують калібрувальний графік.

Вміст калію в рослинах /К₂О/, в % (х) на суху речовину, обчислюють за формулою:

Х = (а*у*100) / (100*Н)*К

А — кількість калію /К₂0/, знайдене за калібрувальним графіком, мг/І л;

У — загальний об'єм розчину після мокрого оголення, мл;

100 — для перерахунку в проценти;

1000 — для перерахунку концентрації калію, мг /К₂0/ в І мл;

Н — маса наважки в мл, яка відповідає взятому розчину (25);

К — коефіцієнт перерахунку на суху речовину.

1.5. ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ СИРОЇ КЛЕЙКОВИНИ.

ЗНАЧЕННЯ АНАЛІЗУ. Сира клейковина — це губоподібна білкова високо гідратована маса, яка залишається після відмивання тіста. З водою відокремлюються розчинні цукри, висівки, крохмаль тощо. У складі клейковини близько 75% води і 25% сухої речовини. Суха речовина, в свою чергу, складається з білків, розчинних у спиртах /гліадинів/ та в лугах /глютелінів/ /82 88% /, зв’язаного крохмалю /6,7% /, цукрів в /1,2% /, жирів /2,І% / і золи /0,9% /.

Вміст сирої клейковини в борошні пшениці 12 — 52%. За вмістом клейковини зерно пшениці відносять до тієї чи іншої категорії. Якщо в ньому 28% і більше «сирої» клейковини, то пшениця «сильна», якщо 25 -28% — таке зерно належить до категорії «цінних» пшениць, якщо менше ніж 25%, то до найнижчої категорії - «слабких» пшениць.

Кількість та якість клейковини зумовлюють хлібопекарські якості: колір хліба, смак, запах, пористість, поживність тощо. Вміст клейковини і зерні залежить від сортових особливостей, грунтово — кліматичних умов, удобрення.

ПРИНЦИП МЕТОДУ. Метод кількісного визначення сирої клейковини ґрунтуються на властивості деяких білків зерна /гліадіну тоглютеліну/ утворювати в’язку масу при набуханні з водою. Згусток що утворюється, промивають водою доти, доки відмиють його від крохмалю, клітковини та розчинних домішок, після чого губоподібну клейковину віджимають і зважують.

ХІД АНАЛІЗУ. Наважку зерна озимої пшениці 30 — 50, відібрану із загального середнього зразка, очищають від домішок та пошкоджених зерен культури. Подрібнюють на лабораторному млинку до такого стану, щоб залишок розмеленого зерна не перевищував 2% після просіювання крізь сито з діаметром отворів 0,5 мм. Розмелене зерно ретельно перемішують і від нього на технохімічних терезах беруть наважку 25 г, переносять у фарфорову чашку або ступку, доливають 14 мл водопровідної води, замішують скляною паличкою чи шпателем тісто до однорідної мас. Часточки, які прилипли до шпателя, зчищають ножем і приєднують до тіста, з якого руками роблять балабушку, кладуть у чашку, накривають склом і залишають на 30 хвилин.

Далі тісто обережно переминають пальцями під струменем водопровідної води. Температура якої 18-⁺2⁰С, відмиваючи крохмаль і оболонки. Робити це треба над решетом, щоб запобігти можливим втратам клейковини. Коли більша частина крохмалю буде відмита і клейковина, спочатку м’яка і рвучка, стане в’язкою, переминати і промивати починають енергійніше. Це роблять доти, доки відмиваються оболонки, а вода, що стікає при віджиманні, стане зовсім прозорою. Час закінчення відмивання встановлюють за допомогою розчину йоду, який з крохмалем дає сине забарвлення. Відмиту клейковину віджимають між долонями, витираючи їх час від часу сухим рушником. При цьому клейковину декілька роз вивертають і знов віджимають між долонями, поки вона не почне злегка прилипати до рук.

Білковий згусток переносять у тарований бокс І зважують. Після першого зважування клейковину ще промивають 5−10 хв., потім знову зважують. Якщо різниця між двома зважуваннями не перевищує 0, 1 відмивання припиняють.

Крім сирої інколи визначають суху клейковину. Для цього бюкс із сирою клейковиною переносять у сушильну шафу, де просушують при температурі 100 — 105⁰С протягом 20 годин.

Висушивши і схолодивши бюкс із клейковиною в ексикаторі, визначають масу клейковини. Визначення вмісту сухої клейковини дає приблизне уявлення про вміст білка. Як правило, його на 1−3% більш, ніж сухої клейковини.

Вміст сирої та сухої клейковини обчислюють за формулою:

Х = (М*100)/М_І

Х — вміст клейковини, %;

М — маса клейковини, г ;

М_І — маса наважки борошна, г.

Допустима розбіжність результатів — 2%.

Кість сирої клейковини характеризується ІІ кольором, еластичністю та розтяжністю.

Колір визначають візуально перед зважуванням І характеризують термінами світла, сіра або темна. Розтяжність і еластичність клейковини визначають, встановивши і колір і кількість. Для цього після зважування відмитої клейковини від неї відокремлюють і зважують на технохімічних терезах 4 г клейковини. Зважений шматочок розминають пальцями /три — чотири рази/, роблять з нього кульку, яку вміщають у чашку з водою /18⁺_-2⁰С/ на 15 хвилин, а далі визначають розтяжність клейковини. Клейковину беруть трьома пальцями правої і лівої руки і над лінійкою з міліметровими поділками рівномірно розтягують протягом 10 с до розривання. В момент розривання клейковини відмічають, на яку довжину вона розтягнулася.

Коротка клейковина розтягується до 10 см, середня — від 10 до 20 і довга — понад 20 см.

Еластичністьце властивість клейковини відновлювати свою початкову форму після того, як припиняється дія розтягу вального зусилля. Еластичність визначають так: шматочок клейковини трьома пальцями обох рук розтягують над лінійкою з міліметровими поділками приблизно на 2 см І відпускають /або шматочок клейковини стискають великим І вказівним пальцями/. За тим, як швидко відновлюється початкова довжина або форма кульки, визначають еластичність клейковини. Розрізняють еластичність добру, коли довжина або форма кульки після зняття зусилля майже повністю поступово відновлюється, незадовільну, коли кулька зовсім не відновлює своєї початкової форми, і задовільну, коли клейковина займає проміжне положення.

Залежно від еластичності і розтяжності клейковину поділяють на три групи:

І група — клейковина з доброю еластичністю і довга або середня зо розтяжністю;

ІІ група — клейковина з доброю еластичністю, коротка за розтяжністю, а також із задовільною еластичністю, коротка, середня або довга за розтяжністю;

ІІІ група — клейковина мало еластична, сильно тягнеться, провис при розтягуванні, рветься під дією власної маси.

ВИЗНАЧЕННЯ КРОХМАЛЮ ВРОСЛИНАХ.

ЗНАЧЕННЯ АНАЛІЗУ. Крохмаль /С₆Н₁₀О₅/ - це основний запасний полісахариди, який міститься у більшості рослин у вигляді зерен діаметром 0,002 -15 мм. Він завжди знаходиться в зелених листках /0,3−2,0% /, частково використовується на побудову нових клітин і тканин, проте основна його маса відкладається в запасну злакових /50−80%/ і бульбах картоплі /11−30%.

У насінні пшениці вміст крохмалю на суху масу становить 60 — 70%, кукурудзи 65 — 75%, рису 60 — 80% .

Крохмаль складається із двох полісахаридів — амілози та амілопектину, які відрізняються хімічними і фізичними властивостями. Крохмаль містить 15 -25% амілози і 75 — 85% амілопектину. Амілоза розчиняється уводі без утворення клейстеру і дає з йодом сине забарвлення. Амілопектин з гарячою водою утворює клейстер, а в присутності йоду забарвлюється в фіолетовий колір.

Крохмаль має широке застосування. Це основний продукт харчування людини, корм для тварин і технічна сировина. Кількість крохмалю в рослинах значною мірою залежить від умов вирощування то удобрення.

ПРИНЦИП МЕТОДУ. Визначення вісту крохмалю в рослинах проводять ваговим і поляриметричним методами.

Поляриметричний метод визначення крохмалю за Еверсом ґрунтується на його гідролізі - перетворенні в глюкозу з послідуючим визначенням на поляриметрі або цукру. На крохмале-патокових заводах при прийомі картоплі найчастіше застосовують метод визначення крохмалю в бульбах за їх питомою масою, який досить простий, хоча недуже точний.

Між питомою масою і вмістом крохмалю в картоплі знайдена певна залежність. Для цієї мети є вага Реймана і Парова.

Десятинна вага Реймана має короткі плечі, до одного з них підвішені дві/ одна під другою/ металеві /дротяні/ корзини, а до другого підвішена чашка для гир. Терези закріплені на бочці, наповненій водою. Нижня корзина опускається у воду і терези зрівноважуються пересуванням по плечу вантажу.

ХІД РОБОТИ.

1. у верхню корзину покласти відмиті від землі сухі бульби картоплі і відважити 5 кг.

2. Відважену картоплю з верхньої корзини висипати в нижню /опущену в воду/і ще раз зважити.

3. Картопля втрачає в своїй масі стільки важить витіснена нею вода.

4. Якщо позначити через амасу картоплі у воді, то питома маса ІІ буде дорівнювати:

5/(5-а)

За одержаним показником питомої маси даними табл. 4 знаходять вміст сухої речовини і крохмалю в картоплі. Можна користуватись ще більш простою табл.5 в якій за масою бульб картоплі під водою відразу визначають % сухої речовини І % крохмалю, без вирахування питомої маси.

Вода, в яку занурюється картопля, мусить бути чистою і мати температуру 17−18⁰С.

Ще простіше визначити вміст крохмалю за питомою масою посудини.

В посудину наливають води стільки, щоб рівень ІІ торкався Істрія стержня, І кг вимитих сухих бульб картоплі, доливають його злитою циліндр водою до тих пір, доки рівень води знову не торкнеться острія стержня. Вода, яка залишилася, замішується картоплею і об'єм її дорівнює об'єму взятої наважки картоплі. Знаючи об'єм цієї води /приймаючи до уваги, що маса 1мл води дорівнює 1г/, визначаємо питому масу взятої картоплі:

Питома маса, г/см³ = маса сухої картоплі, г / об'єм залишку води циліндрі, мл

За даними таблиці 4 знаходимо крохмальне число, яке відповідає визначеній питомій масі. Щоб встановити дійсний вміст крохмалю, який є в картоплі, необхідно із крохмального числа відрахувати вміст цукру, який дорівнює приблизно 1,5% .

ВИЗНАЧЕННЯ АСКОРБІНОВОЇ КИСЛОТИ.

/вітаміну «С"/ за методом І. К. Мурр

ЗНАЧЕННЯ АНАЛІЗУ. Аскорбінова кислота має важливе значення для організму людини, приймає участь в окислювально-відновних реакціях, Нестача ІІ в продуктах харчування людини є причиною ряду захворювань. Встановлено, що реакція нітоозування в організмі людини пригнічується аскорбіновою кислотою, вона має захисну дію проти утворення деяких різновидностей раку. Постійне вживання вітаміну С може перешкодити утворенню кону ерогенних нітрозамінів.

Аскорбінова кислота в особливо великих кількостях міститься в свіжих ягодах, плодах /шипшини, чорній смородині, апельсині, лимоні /і овочах /капусті, салаті, петрушці, селері/.

Вітамін С розчинний у воді і дуже чутливий до кисню повітря і нагрівання, більш стійкий до руйнування в кислому середовищі.

Визначення вмісту аскорбінової кислоти в плодах і овочах має велике значення для характеристики їх харчової цінності.

ПРИНЦИП МЕТОДУ. Метод базується на здатності аскорбінової кислоти відновлювати в кислому середовищі індикатор синього кольору /2,6 діхлорфеноліндофенол/ в сполуку, яка має рожевий колір.

ХІД РОБОТИ: Середню пробу /плодів, качанів, бульб тощо/ подрібнюють на пластмасові терці або ножем з нержавіючої сталі, тому що в присутності заліза вітамін руйнується, в фарфоровій чашці.

4. Визначення крохмального числа за питомою масою.

5. Визначення сухих речовин і крохмалю в картоплі

ВИЗНАЧЕННЯ НІТРАТІВ В РОСЛИНАХ ЗА ДОПОМОГОЮ

ІОН — СЕЛЕКТИВНОГО ЕЛЕКТРОДУ.

ЗНАЧЕННЯ АНАЛІІЗУ. У зв’язку з порушенням співвідношення елементів живлення при удобренні сільськогосподарських культур виникає необхідність в контролі за якістю рослинницької продукції. Рослини можуть накопичувати нітрати у високій концентрації в синтезі білкових речовин. Тому надлишок нітратів в рослинницькій продукції призводить до марної витрати азоту і крім того, може бути причиною отруєння людей, тварин.

ПРИНЦИП МЕТОДУ. Метод ґрунтується на витісненні нітратів із рослинницької продукції /овочів, плодів, кормів/ І% розчином алюмокалієвого галуну при співвідношенні проба: екстрагент для сирого рослинного матеріалу І: 4, для сухого І: 100 і вимірюванні активності нітрат іона в одержуваній суспензії за допомогою іоноселекивного електроду.

ХІД РОБТИ. Сирий рослинний матеріал після відбирання середнього зразка попередньо ріжуть на шматочки до 2 см ножицями. Плоди і коренеплоди повинні бути відмиті від землі, осушені фільтрованим папером і подрібнені на терці. Потім наважку масою 12,5 г вміщують у посудину гомогенізатора, наливають 50 мл І% -го розвину алюмокаліеваого галуну і гомогенізують протягом І хв., при 6000 обертах. За відсутності гомогенізатора наважку масою 12, 5 г розтирають у ступці з прожареним піском або битим склом до однорідної маси, переносять у технологічні місткості за допомогою 50 мл І% -го розчину алюмокалієвого галуну і перемішують на ротаторі протягом 30 хв., так же роблять з подрібненою масою сухого корму або сухого рослинного матеріалу, але без попереднього розтирання з піском або склом. Наважка проби складає 0,5 г.

В одержаній суспензії, а також в контрольних /стандартних/ розчинах К%О₃—. 10^-2м/л, 10^-4 м/л вимірюють активність нітрат іону. Вміст %О₃ в зразках розраховують, виходячи з одержаної величини концентрації /С/%О_3- з врахуванням взятої наважки і розбавлення.

Результати переводять в мг/кг сирої речовини або в % на суху речовину.

І. N-NО₃^- мг / кг сирої речовини.

Х = (СN-NО₃*14*50*1000*1000) / 1000*12,5 =СN-NО₃; 14; 10³; 4,

де Х — вміст % - %О₃^-, мг/ кг;

14 — атомна маса азоту;

10³-коефіціент, який враховує відношення наважки до екстрагую чого розчину і переведення г в м;

СN-NО₃^-концентрація азоту нітратів у витяжці.

2. NNО₃^-сухої речовини.

Х = (СN-NО₃*14*50*1000*1000) / 1000*12,5

Для перерахунку азоту нітратів в нітрати використовується коефіцієнт 4, 427.

Окрім того, випускається індикаторний папір «Індом» для визначення вмісту нітратів. При нанесенні краплі соку на індикаторний папір він набуває рожевого забарвлення, інтенсивність якого пропорційна вмісту нітратів. Г гранична допустима концентрація / ГДК / нітратів в овочах і кормах наведена в табл., додатку.

1.9 ВИЗНАЧЕННЯ СТУАПЕНЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННОСТІ РОСЛЕН

АЗОТОМ, ФОСФОРОМ І КАЛІЕМ / тканинна діагностика /.

ЗНАЧЕННЯ АНАЛІЗУ. Використання експрес методу хімічної діагностики живлення рослин В.В.Церлінг / за аналізом соку або зрізів рослин на вміст неорганічних сполук елементів живлення /дозволяє оперативно оцінити рівень забезпеченості сільськогосподарських культур поживними речовинами і прийняти необхідні заходи для виправлення їх недоліків. Важливе практичне значення методи тканинної діагностики мають при підживленні озимих культур, в плодівництві, овочівництві, особливо в закритому Груні, де можливе коректування живлення культур протягом вегетації шляхом проведення підживлення відповідними видами добрив.

Визначення вмісту в соці або на зрізах рослин нітратів, мінерального фосфору і калію ґрунтується на використанні кольорових реакцій. Іони N О₃^-, Н₂РО₄-і К⁺ дають з певними реактивами забарвлені розчини або осади. Одержане забарвлення порівнюється з наявною кольоровою шкалою, в вміст мінеральних сполук азоту, фосфору і калію оцінюється за системою балів або виражається у відсотках на сиру масу рослин.

Аналіз проводять на зрізах любих частин рослин, причому слід мати на увазі, що найбільше неорганічних сполук знаходиться в тих органах, які багаті судинно — провідною системою, тобто в стеблах і черешках листків.

В нижніх ярусах рослин їх більше, ніж у верхніх. Молоді рослини містять більш ніж дорослі, а такі сполуки як нітрати у фазі цвітіння майже зникають в тканинах добре забезпеченої рослини.

ХІД РОБОТИ. Всі визначення проводять на грубих лозових зрізах 0, 5 -1 0 см / краще поперечних /рослин, які для аналізу кладуть на предметне скло, а при визначенні фосфатів і калію на шматочок фільтрувального паперу, покладеного на скло.

ВИЗНАЧЕННЯ НІТРАТІВ . На предметне скло кладуть з проміжками в 1 — 2 см зрізи певної частини рослин. Потім на кожний наносять по І краплі І% - нього розчину дифеніламіну і слідкують за появою синього забарвлення, порівнюють з кольоровою шкалою.

6. Шкала потреби рослин в азотних добривах

ВИЗНАЧЕННЯ ФОСФОРУ. Листки фільтрувального паперу нарізають розміром 2 см². У центрі паперу наносять краплю розчину молібденово кислого амонію. Потім накладають один зріз рослини І роздавлюють скляною паличкою. Зріз зсувають трохи в бік від утвореної плями соку. Після цього на плями соку і окремо на тканину зрізу послідовно наносять по одній краплі розчину бензидину і оцтовокислого натрію. При наявності фосфатів в рослині на папері з’являється сине забарвлення. Інтенсивність забарвлення порівнюють з показниками шкали для визначення фосфатів.

7. Шкала потреби рослин в фосфорних добривах.

ВИЗНАЧВВЕННЯ КОЛІІЮ: усередину фільтрувального паперу розміром біля 2 см² кладуть зріз рослин, потім притискають скляною паличкою і перемішують зріз в бік від плями витисненого соку. На пляму та зріз послідовно наносять по одній краплі 5% нього розчину кобальт нітриту натрію / дають можливість утворитися осаду/, через одну хвилину — 1 — 2 краплі соляної кислоти і перемішують вміст скляною лопаточкою. Через 3−5 хв., порівнюють інтенсивність забарвлення з кольоровою шкалю для визначення калію.

8. Шкала погреби рослин в калії.

Для проведення експресметоду в польових умовах існують прилади ВАП-І, ВП-2, лабораторія агронома польова, комплект «Діагностика» та індикаторний папір «Індом». До приладів входять набір скляни деталей, інструменти, хімреактиви, шкали кольорових стандартів для визначення поживних речовин та інше.

1.10 ВИЗНАЧВВЕННЯ ДОЦІЛЬНОСТІ ПРОВЕДЕННЯ І ДОЗА

АЗОТУ В ПІДЖИВЛЕНІ ОЗИМИХ З ВИКОРИСТАННЯМ

ЕКСПРЕСМЕТОДУ.

ПРИЛНЦИП МЕТОДУ. Доцільність проведення і дозу підживлення встановлюють на основі визначення нітратного азоту в рослинах. Кількість нітратів в соці зрізу стебел рослин встановлюється за методом В.В.Церлінг / реакція з розчином дифеніламіні в сірчаній кислоті /або за допомогою індикаторного паперу «Індом». Діагностика проводиться безпосередньо в полі в слідуючи фази: кущіння, вихід у трубку, колосіння, цвітіння.

ХІД РОБОТИ. Проби рослин у виробничих умовах відбираються з ділянок, розміри яких визначаються природними і господарськими умовами зони, строкатістю ґрунтового покриву, удобреністю поля. З високопродуктивних полів при вирівняному стеблостої оди6н зразок береться приблизно з 10 га. В умовах зрошеного землеробства з 1−3 га залежно від площі ділянки. Змішана проба яка призначається для аналізу, складається з 70- 100 рослин або індикаторних листків. Всі рослинні проби відбираються в ранкові часи /8−11 год /, але не після дощу. Потім з них формується середній зразок з 20 типових стебел. Лезом або скальпелем на предметне скло вирізається 5 мм частина стебла / в кущінні - безпосередньо над вузлом кущіння, при виході у трубку, колосінні, цвітінні - відповідно в 1,2 та 3 — му міжвузлях /. На зріз піпеткою /не торкаючись носиком піпетки зрізу/ наносять тільки краплю реактиву, накривають другим предметним склом і здавлюють скло пальцями. За забарвленням, яке утворилося, встановлюють бал забезпеченості рослин азотом. Розраховують середній бал для ділянки.

Наприклад. Із 20 типових стебел 10 зрізів одержали І бал, 7 зрізів — 2 бали. 3 зрізи —3 бали.

Середньозважений бал забезпеченості азотом дорівнює:

(10*І+7)*(2+3*3) / 20 = 1,6

За середнім балом, користуючись таб.9 встановлюють необхідну дозу азоту .

9. Дози азоту в підживлення

При визначенні нітратного азоту з використанням індикаторного паперу «Індом» пробу рослин описаним способом. Скальпелем або лезом розрізують стебло поперек на відповідній частині .Надавивши пальцем /або пінцетом/ стебло вище зрізу, прокладають зріз до диску індикаторного паперу. Забарвлення, яке появилось на папері, порівнюють з шкалою і встановлюють бал забезпеченості рослин азотом. Розраховують середній бал для ділянки, яка обстежується, і за таблицею визначають доцільність проведення підживлення і дозу азоту.

2. АНАЛІЗ ГРУНТУ.

Агрохімічний аналіз ґрунту проводиться з метою :

— оцінки рівня родючості ґрунту для встановлення забезпеченості сільськогосподарських культур доступними формами елементів живлення і потреби у використанні добрив:

— визначеним агрохімічних властивостей, що виявляють на взаємодії мінеральних добрив з ґрунтом і дозволяють робити висновок про необхідність хімічної меліорації, про строки внесення добрив поглинальна та буферна здатність, реакція ґрунту, ступінь кислотності або лужності, ступінь і характер засолення та ін. ;

— контролю за зміною вмісту в ґрунті поживних речовин і їх доступності рослинам залежним від прийомів технології використання добрив і засобів хімічної меліорації;

— дослідження процесів взаємодії добрив з ґрунтом, а також для оцінки балансу поживних речовин в землеробстві.

Для агрохімічної оцінки земель і контролю за зміною актуальної родючості ґрунту науково-виробничими підрозділами агро хімслужби по договорах з сільськогосподарськими підприємствами, фермерськими господарствами, проводиться агрохімічне обстеження ґрунтів. Результати обстеження використовуються для розробки рекомендацій і проектно — кошторисної документації про використання добрив і хімічних меліорантів в господарствах всіх рівнем.