Лабораторный практикум по агрохимии - 2020. Фгбоу во ставропольский государственный аграрный университет кафедра агрохимии и физиологии растений лабораторный практикум по агрохимии
 Скачать 1.61 Mb.
|
|
абсорбционным методом Метод основан на извлечении соединений элементов из почвы и измерении поглощения электромагнитного резонансного излучения свободными атомами цинка, марганца, кобальта. Содержание подвижного цинка, марганца, кобальта в большинстве используемых вытяжек определяют атомно-абсорбционным методом напрямую в пламени ацетилен - воздух. При определении цинка в вытяжке 1 М раствора КСl из-за высокой концентрации соли нарушается нормальное распыление раствора и горение пламени. Для устранения указанного явления необходимо предварительно разбавить вытяжку, использовать трёхщелевую горелку на атомно- абсорбционном спектрофотометре и учитывать неселективное поглощение с помощью корректора фона. Методика определения подвижных соединений цинка, извлекаемых из почвы ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8 и последующим атомно-абсорбционным и фотометрическим дитизоновым окончанием, утверждена в качестве Государственного стандарта РФ. Методика определения подвижных соединений марганца, извлекаемых из почвы ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8 по Крупскому и Александровой), а также 0,1 М раствором 1/2 НО (по Пейве-Ринькису) и последующим атомно-абсорбционным и фотометрическим (с формальдоксимом) окончанием утверждена в качестве Государственного стандарта РФ. При определении марганца по Крупскому и Александровой из карбонатных почв по стандартизованной методике на каждые 10 см 128 почвенной вытяжки, контрольного раствора и растворов сравнения добавляют по 1 капле насыщенного раствора хлористого стронция. Приготовление насыщенного раствора хлористого стронция - 100 г стронция хлористого шестиводного (по ГОСТ 4140) растворяют при нагревании в 100 см дистиллированной воды. Содержание подвижного кобальта в используемых вытяжках можно определять атомно-абсорбционным методом напрямую в пламени ацетилен - воздух. Однако с целью повышения чувствительности определения и устранения мешающего влияния матрицы предварительно проводят экстракционное концентрирование элемента. Для получения устойчивого комплекса кобальта наиболее часто используют 2-нитрозо-1-нафтол, экстрагируют соединение изоамиловым эфиром уксусной кислоты ив экстракте проводят определение кобальта атомно-абсорбционным методом. Методика определения подвижных соединений кобальта, извлекаемых из почвы ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8 (по Крупскому и Александровой), а также 1 М раствором азотной кислоты (по Пейве-Ринькису) и последующим атомно-абсорбционным и фотометрическим (с нитрозо-Р-солью и с 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом ПАН) окончанием утверждена в качестве Государственного стандарта РФ. В стандартной методике экстракционно-атомно-абсорбционное определение кобальта в вытяжке из почвы по Крупскому и Александровой проводят также, как и меди. В вытяжке из почвы по Пейве-Ринькису стандартная методика предусматривает экстракционно-атомно-абсорбционное определение кобальта с использованием 2-нитрозо-1-нафтола. Ход анализа см вытяжки из почвы или стандартного раствора сравнения помещают в делительную воронку объемом 100 см, добавляют 25 см маскирующего раствора и 2 см раствора 2-нитрозо-1-нафтола. После добавления каждого реагента содержимое воронки тщательно 129 перемешивают. Воронку с содержимым оставляют нач. Затем добавляют 5 см изоамилацетата ив течение 1 минуты энергично встряхивают. После разделения фаз водный нижний слой отбрасывают, а экстракт сливают в пробирку с притертой пробкой. Определение содержания ртути в почве беспламенным атомно- абсорбционным методом (методом холодного пара) Метод основан на извлечении соединений элемента из почвы (переведении в раствори измерении поглощения электромагнитного резонансного излучения свободными атомами ртути. Для получения атомного пара ртути осуществляют восстановление в растворе химически связанной ртути до металлической, перевод ее в газовую фазу потоком воздуха и продувку этого воздуха с парами ртути через атомизатор кварцевую трубку. Приводимая ниже методика является модификацией атомно-абсорбционного метода определения ртути с использованием отечественного ртутного анализатора типа Юлия. В почве, как правило, определяют валовое содержание ртути, реже - экстрагируемое 1 М раствором соляной кислоты. Техника получения из почвы вытяжки 1 М НС – общепринятая. Подготовка почвы при определении валового содержания ртути навеску 2 г помещают в коническую колбу объемом 100 см, приливают 10 см смеси концентрированных серной и азотной кислот в соотношении 1: 1 по объему. Содержимое тщательно перемешивают стеклянной палочкой и накрывают часовым стеклом. Разложение проводят на водяной бане при температуре Св течение 2 часов или при комнатной температуре в течение 18 – 20 ч. После разложения почвы в каждую колбу приливают по 15 см 5%-ного раствора перманганата калия и осторожно перемешивают. Затем добавляют по 5 см 5%-ного раствора персульфата калия для разложения органических соединений и оставляют стоять 18-20 ч. После этого содержимое колбы фильтруют в мерную колбу объемом 100 см через фильтр синяя лента, предварительно промытый 4 М раствором НС. 130 Осадок промывают порциями бидистиллированной воды и доводят объем до метки. Ход анализа.Аликвоту анализируемого раствора 1-2 см помещают в реакционную пробирку (1), добавляют 1 см 10%-ного раствора двухлористого олова и сразу же вводят в склянку барбатер. Снимают показания иономера. При сильном пенообразовании в реакционную пробирку перед добавлением раствора двухлористого олова вносят одну каплю силиконового вазелинового масла. После окончания измерения помещают барбатер реакционной пробирки впустую приборную пробирку (2) и продувают газодинамическую систему анализатора до установления показаний стрелки иономера на цифру 100. Перед началом измерения барбатер находится в приборной пробирке (3), заполненной перед началом анализ 5 см 5%-ного раствора перманганата калия для поглощения отработанной ртути. Калибровочную шкалу строят для двух диапазонов от 0 до 0,01 мкг и от 0,01 до 0,03 мкг ртути в реакционной пробирке. Для этого в реакционную пробирку вносят поочередно 0; 0,3; 0,5; 0,6; 0,8 и 1,0 см стандартного раствора сравнения содержащего 0,01 мкг в 1 см ртути (0; 0,003; 0,005; 0,006; 0,008; 0,01 мкг в реакционной пробирке, добавляют бидистиллированную воду до объема 2 см. Затем приливают 1 см 10%- ного раствора двухлористого олова и сразу же вводят в склянку барбатер. Записывают показания иономера. Для построения калибровочной шкалы с диапазоном 0,01 - 0,03 мкг в реакционную пробирку вносят поочередно 0; 0.10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30 см стандартного раствора сравнения, содержащего 0,1 мкг/см 3 ртути (0: 0,010; 0,015; 0,020; 0,025; 0,030 мкг в реакционной пробирке. Далее ход анализа такой же, как и для растворов калибровочной шкалы от 0 до 0,01 мкг. Градуировочный график строят, откладывая по оси абсцисс концентрацию ртути в мкг реакционной пробирки, по оси ординат - пропускание, выраженное вот полной шкалы в диапазоне 4 – 9 131 иономера. Оцифровка «0 – 100» верхней шкалы иономера соответствует диапазону 40 – 90 относительных единиц пропускания интенсивности резонансного излучения ртути. Содержание ртути в мг/кг почвы рассчитывают по формуле Hg = (C · V 0 ) / V · m где С - концентрация ртути, найденная по градуировочному графику, мкг V; V 0 - объем исходной вытяжки (объем раствора разложенной пробы - 100 см V 1 - объем аликвоты, см m - навеска почвы, г. Вопросы для контроля 1. Значение микроэлементов в питании растений 2. Какое влияние оказывают тяжелые металлы нарост и развитие растений 3. Дайте характеристику и принцип работы спектрометра атомно- абсорбционного NOVAA 315 В. 4. Значение, принцип метода и ход работы по определению содержания в почве подвижных форм микроэлементов (Zn, Co, Mn). 5. Значение, принцип метода и ход работы по определению содержания в почве тяжёлых металлов (Zn, Mn, Pb, Cd, Hg, Ni, Fe, Cr, Cu) атомно-абсорбционным методом 132 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 20. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПО МЕТОДУ ТЮРИНА В МОДИФИКАЦИИ ЦИНАО (ГОСТ 26213) (2 ЧАСА – ОЧНАЯ ФОРМА ОБУЧЕНИЯ) Цель занятия Значение метода Метод ИВ. Тюрина основан на окислении органического вещества почвы хромовой кислотой до образования углекислоты. Количество кислорода, израсходованное на окисление органического углерода, определяют по разности между количеством хромовой кислоты, взятой для окисления, и количеством ее, оставшимся неизрасходованным после окисления. В качестве окислителя применяют 0,4 н. раствор K 2 Cr 2 O 7 в серной кислоте, предварительно разбавленный водой в соотношении 1:1. Реакция окисления протекает последующим уравнениям ООО+ О + О + СО СО 3CО 2 Остаток хромовой кислоты, неизрасходованной на окисление, оттитровывают 0,1 н. раствором соли Мора с индикатором дифениламином. Титрование солью Мора, представляющей собой двойную соль сернокислого аммония и сернокислой закиси железа - (ООО, идет последующему уравнению К 2 Сг 2 О 7 + О + ОНО+ О + О + 3Fe 2 (SО 4 ) 8 Полнота окисления органического вещества при соблюдении всех условий метода, указанных ниже, составляет 85-90% величины окисления методом сухого сжигания (по Густавсону). Применение сернокислого серебра в качестве катализатора увеличивает полноту окисления до 95%. Для получения надежных результатов необходимо обратить внимание 1) на тщательную подготовку почвы к анализу и 2) на точное соблюдение продолжительности кипячения при окислении органического вещества само 133 кипение окислительной смеси должно протекать спокойно. Метод дает хорошую сопоставимость параллельных анализов, быстр, не требует специальной аппаратуры (в связи с чем может быть использован ив экспедиционных условиях) ив настоящее время является общепринятым, особенно при проведении массовых анализов. Принцип метода. Метод основан на окислении органического вещества раствором двухромовокислого калия в серной кислоте и последующем определении трехвалентного хрома, эквивалентного содержанию органического вещества, на фотоэлектроколориметре. Метод непригоден для проб с массовой долей хлорида более 0,6% и проб с массовой долей органического вещества более 15%. Из размолотой почвы или породы отбирают представительную пробу массой 3-5 г для тонкого измельчения. Перед измельчением из пробы удаляют пинцетом видимые невооруженным глазом неразложившиеся корни и растительные остатки. Затем пробу полностью измельчают и пропускают через плетеное сито с отверстиями диаметром 0,25 мм. Для тонкого измельчения используют ступки и измельчительные устройства из фарфора, стали и других твердых материалов. Ход работы Окисление органического вещества. Массу пробы почвы или породы для анализа определяют, исходя из предполагаемого содержания органического вещества: Массовая доля органического Масса пробы для анализа, мг вещества, % до 2 500-700 2-4 250-350 4-7 100-200 более 7 50- 100 Пробы почвы или породы взвешивают с погрешностью не более 1 мг и помещают в пробирки, установленные в штативы.К пробам приливают по 10 см хромовой смеси. В каждую пробиркупомещают стеклянную палочку и 134 тщательно перемешивают пробу с хромовой смесью. Затем штативы с пробирками опускают в кипящуюводяную баню. Уровень воды в бане должен быть на 2-3 см выше уровня хромовой смеси в пробирках. Продолжительность нагревания суспензий - 1 ч с момента закипания воды в бане после погружения внеепробирок. Содержимое пробирок перемешивают стеклянными палочками через каждые 20 минут. По истечении 1 ч штативы с пробирками помещают в водяную баню с холодной водой. После охлаждения в пробирки приливают по 40 см воды. Затем из пробирок вынимают палочки, тщательно перемешивают суспензии барбатацией воздуха и оставляют для оседания твердых частиц и полного осветления надосадочной части раствора. Вместо отстаивания допускается проводить фильтрование суспензий через беззольные фильтры синяя лента. Приготовление растворов сравнения. В девять пробирок наливают по 10 см хромовой смеси и нагревают их в течение 1 ч вкипящей водяной бане вместе с анализируемыми пробами. После охлаждения в пробирки приливают указанные далее в таблице объемы дистиллированной воды и раствора восстановителя. Растворы тщательно перемешивают барбатацией воздуха. Характеристика раствора Номер раствора сравнения 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Объем воды, м 38 36 32 30 25 20 15 10 Объем раствора восстановителям Масса органического вещества в растворе сравнения, мг эквивалентная объему восстановителя 0 1,03 2,07 4,14 5,17 7,76 10,3 12,9 15,5 Фотометрирование растворов проводят в кювете с толщиной просвечиваемого слоя 1-2 см относительно раствора сравнения № 1 при длине волны 590 нм или используя оранжево-красный светофильтр с максимумом 135 пропускания в области 560 - 600 нм. Растворы в кювету фотоэлектроколориметра переносят осторожно, не взмучивая осадка расчет. Массу органического вещества в анализируемой пробе определяют по градуировочному графику. При построении градуировочного графика по оси абсцисс откладывают массу органического вещества в миллиграммах, соответствующую объему восстановителя в растворе сравнения, а пооси ординат - соответствующее показание прибора. Массовую долю органического вещества (X) в процентах вычисляют по уравнению: X = m/m 1 · 100, где т - масса органического вещества в. анализируемой пробе, найденная по графику, мг m 1 - масса пробы, мг 100 - коэффициент пересчета в проценты. Допускаемые относительные отклонения от аттестованного значения стандартного образца для двусторонней доверительной вероятности Р = 0,95 Массовая доля органического вещества, % Допускаемые отклонения, %(отн.) менее 3 20 3-5 более 5 Форма записи № анализа разреза Глубина пробы, см Воздушно- сухая навеска, г Количество соли Мора, пошедшее на титрование после окисления гумуса, мл Количество соли Мора, отвечающее количеству хромовой кислоты, израсходованной на окисление гумуса, мл Гумус, % к воздушно- сухой почве 136 Подведение итогов занятия сравнивая полученные в агрохимическом анализе данные с группировкой почв, определяется содержание органического вещества (таблица 12). Таблица 12 - Группировка почв по содержанию гумуса Класс Обеспеченность Содержание гумуса, % 1 очень низкая менее 2,0 2 низкая 2,1 - 3,0 3 средняя 3,1 - 4,0 4 повышенная 4,1 - 5,0 5 высокая 5,1 - 6,0 6 очень высокая более 6,0 Вопросы для контроля 1. Значение, принцип метода и ход работы по определению гумуса почвы по методу ИВ. Тюрина? 2. Плодородие почвы, его виды. Пути повышения эффективного плодородия почвы 3. Состав почвы. Роль органической и минеральной части почвы в питании растений 4. Влияние органических удобрений на агрохимические свойства почвы. 137 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 21. РАСЧЕТ НАКОПЛЕНИЯ, ХРАНЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ (2 ЧАСА – ОЧНАЯ ФОРМА ОБУЧЕНИЯ) Цель занятия по индивидуально выданному заданию провести расчет по накоплению органических удобрений от животных и рассчитать потребности навозохранилищ и объема жижесборников при фермах и навозохранилищах. Определить дозы внесения соломы и других растительных остатков. Расчет накопления органических удобрений от животных, приходящихся на площадь севооборота, выполняется по проводимой ниже методике. Перевод поголовья в условные головы КРС по выходу навоза за условную голову КРС принимается одна голова старше х лет. К одной условной голове КРС приравнивается 1,5 лошади, 2 головы молодняка КРС старше одного года, 3-5 голов молодняка КРС до одного года, 5 свиней, 10 овец. Пример пересчета в хозяйстве имеется 60 лошадей. Отсюда искомое равняется Хот сюдаХ=60:1,5 где Х - количество условных голов 1,5 - коэффициент перевода лошадей в условные головы 60 - наличие лошадей в хозяйстве. За 120 дней стойлового периода от одной условной головы КРС накапливается 3,5 т навоза. Расчет выхода навоза от одной условной головы КРС за стойловый период проводится по формуле Хот сюда Х, где Х - искомый выход навоза, т 120 - число суток, за которое накапливается от условной головы 3,5 т навоза 180 - продолжительность стойлового периода (суток. У свиней стойловый период 365 дней. 138 Хот сюда Х, Перевод поголовья в условные головы КРС по выходу жижи к одной условной голове КРС приравниваются 3 лошади, 3 головы молодняка КРС от 1 дох лет, 5 свиней. Выход жижи на овцетоварных фермах не рассчитывается. Выход навоза, навозной жижи и птичьего помета Виды животных Стойловый период, дней Количество голов, шт. физических) Количество условных голов, шт. (по выходу навоза) Выход навоза, т (за стойловый период) Количество условных голов, шт. (по выходу навозной жижи) Выход навозной жижи, м за стойловый период) Выход птичьего помета, т КРС: взрослые молодняк ─ ─ Свиньи ─ Овцы - - ─ Лошади взрослые молодняк ─ ─ Всего ─ ─ ─ Птица ─ ─ ─ ─ ─ Выход жижи от одной условной головы КРС задней стойлового периода составляет 1 м. Расчет жижи от одной условной головы КРС за стойловый период проводится по формуле Хот сюда Х, где Х - искомый выход жижи от одной условной головы (м 120 - число суток за которое накапливается 1 м навозной жижи 180 - продолжительность стойлового периода (суток. У свиней стойловый период 365 дней. Хот сюда Х, 139 Выход птичьего помета от одной курицы в течение года 5-6 кг, от утки 8-9 кг, от гуся 10-11 кг. Расчетные данные сводятся в таблицу 4. (По объему занимает 3-4 страницы. Расчет потребности навозохранилищ и объема жижесборников при фермах и навозохранилищах. При определении потребной площади навозохранилищ исходят из того, что на одну условную голову (кроме овец) при стойловом периоде 120 дней требуется иметь 1 м площади пола навозохранилища. Отсюда Хот сюда Х, где Х - искомая площадь пола для условной головы (м 120 - число суток за которое накапливается 1 м навозной жижи 180 - продолжительность стойлового периода (суток. общая потребность площади для хранения навоза = количество условных голов по выходу навоза Перемножив найденную площадь пола для условной головы на количество условных голов, получают общую потребность площади для хранения навоза. Учитывая, что типовое навозохранилище имеет ширину 10 м, длину 25 м, определяют необходимое количество навозохранилищ путем деления рассчитанной площади на площадь одного навозохранилища. необходимое количество навозохранилищ = общая потребность площади для хранения навоза /250 м |