Экологический  мониторинг и экологическая экспертиза

Содержание

Работа 1. Определение потребности растений в питательных элементах по К. П. Магницкому

Растения томатов, картофеля, бобов, огурцов капусты, подсолнечника, кукурузы, пшеницы.

1. Смешанные стандартные растворы:

7,22 г азотнокислого калия,

0,13 г однозамещенного фосфорнокислого калия;

6,05 г хлористого калия растворяют в 1 л воды;

10, 25, 50 и 100 мл этого раствора переносят в мерные колбы емкостью 100 мл, доводят до метки водой и добавляют по 5 капель толуола или хлороформа. Эти стандартные растворы 1, 2, 3 и 4 содержат определенные количества азота, калия, фосфора.

2. Сухой реактив на нитратный азот. Берут навеску 100 г сульфата бария (а), 10 г сульфата марганца (б), 2 г цинковой пыли (в), 75 г лимонной кислоты (г), 4 г сульфаниловой кислоты (д) и 2 г альфанафтиламина (е), предварительно растертых в ступке. Каждый реактив смешивают в отдельности с реактивом (а). Затем тщательно смешивают все реактивы, включая реактив (г), вместе.

Правильно приготовленный реактив должен иметь светло-серую окраску. Появление розового или красного оттенка после смешивания, свидетельствует о присутствии, в каком-либо из реактивов азотистых примесей, такой реактив использовать нельзя. Приготовленный реактив хранят в темной банке, закрытой хорошо подогнанной пробкой.

3. Буферный раствор. К 10 мл ледяной уксусной кислоты и 3 г уксуснокислого натрия добавляют 90 мл воды и тщательно перемешивают.

4. Реактивы на фосфор. 1г молибденовокислого аммония растворяют при нагревании в 20 мл воды и фильтруют горячим. После охлаждения к нему при помешивании добавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты и 160 мл дистиллированной воды. Вторым реактивом служит оловянная палочка.

5. Реактивы на калий. 3 г дипикриламина и 1,3 г окиси магния растворяют в 100 мл дистиллированной воды, оставляют на 15-20 ч, затем фильтруют. В результате получают дипикриламинат. Второй реактив – соляная кислота. Концентрированная соляная кислота разбавляется водой в соотношении 1:5.

6. Реактивы для определения магния. 10 мг титанового желтого растворяют в 5 мл воды и 15 мл этилового спирта; 10%-й NаОН; 1%-й крахмал.

В организме растений нитраты, фосфаты и другие питательные вещества используются для синтеза органических соединений. В тех случаях, когда процессы образования органических веществ в растениях протекают интенсивно, а поступление минеральных веществ из почвы ограничено в связи с их недостатком в органах растений, в их соке или вовсе не остается неорганических соединений азота, фосфора, калия, или они обнаруживаются в небольших количествах. Анализ сока дает возможность контролировать условия питания растений. Можно быстро и довольно точно определить содержание в клеточном соке главных элементов питания – азота, фосфора, калия и магния. К каплям сока, отжатого из черешков или стеблей, добавляют соответствующие реактивы.

Окраску полученных растворов или осадков сравнивают с цветной шкалой и выражают результаты анализа в миллиграммах элемента на 1 л сока или в баллах по табл. 5.28.

Таблица 5.28 - Количество элемента, мг/кг сока растения

Содержание отдельных элементов питания в разных органах растения различно и колеблется в зависимости от почвенных и других условий. Для более точного определения состояния питания растений необходимо правильно отбирать пробы для анализа. Пробы следует брать в 8-12 ч утра.

При отборе проб следует учитывать возраст растений. Например, у кукурузы для анализа следует брать 3-4-й лист и сок выжимать из средней жилки в нижней части листа.

У картофеля нужно брать до бутонизации 2-3-й лист, во время бутонизации и цветения – 3-4-й (считая снизу).

У свеклы и капусты отбирают наружные листья розетки, а позже, при подсыхании, листья, стоящие полувертикально и закончившие рост.

У зерновых растений для анализа в ранний период берут все растение, а после выхода в трубку – по одному листу с нижнего яруса.

Метод определения нитратов основан на восстановлении нитратов до нитритов и последующей обработке нитритов смесью альфа-нафтил-амина и сульфаниловой кислотой. В результате образуется соединение, окрашенное в красный цвет, интенсивность которого зависит от количества нитратного азота.

Метод определения фосфатов основан на реакции между неорганическими фосфатами сока и молибденов кислым аммонием, в результате которой образуется фосфоромолибденовая разнополярная гетерополикислота, дающая при восстановлении оловом при определенной кислотности соединение, окрашивающее раствор в ярко-голубой цвет. По его интенсивности можно судить о содержании неорганического фосфора в растворе, а следовательно, в растении.

Содержание калия в растении определяют по реакции его с дипикриламином. При взаимодействии дипикриламината магния с соляной кислотой он разлагается, образуя дипикриламин желтого цвета, который с калием сока растений дает дипикриламинат калия – осадок красно-оранжевого цвета, не растворяющийся в соляной кислоте. Это указывает на присутствие в растении калия.

Наиболее высоким содержанием нитратов (мг/кг сырой массы) характеризуются следующие растения:

Листовые овощи

Листовая капуста – до 1425.

Кервель – до 517.

Латук – до 4204.

Шпинат – до 1904.

Сельдерей – до 285-840.

Корнеплоды

Морковь – до 2000.

Столовая свекла – до 2246.

Кормовые культуры

Райграс английский – до 30-100.

Райграс итальянский – до 20.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) у большинства овощных культур 100-200, у кормовых трав – 70 мг/кг.

Допустимые нормы на содержание нитратов в овощах и фруктах даны в приложении.

1. В углубления капельной пластинки насыпать сухого реактива на азот в объеме, равном величине зерна ржи, и прилить по 3 капли буферного раствора (реактив 3).

Добавить каплю исследуемого раствора сока растений. Смесь размешать стеклянной палочкой и через минуту сравнить окраску исследуемого сока со шкалой стандартных растворов.

Соответствие окраски растворов сока растений баллам 1 и 2 указывает на низкое содержание нитратного азота, следовательно, растению требуется подкормка азотными удобрениями.

2. В углублении капельной пластинки смешать no 1 капле сока и 3 капли воды. К соку и стандартным растворам прибавить по 2 капли реактива на фосфор (реактив 4) и помешивать оловянной палочкой в течение 20 с, пока окраска не станет устойчивой.

Окраску исследуемого сока сравнить со шкалой образцовых растворов или с окраской бумажной цветной шкалы. Сделать заключение о необходимости применения фосфорных удобрений. Содержание фосфора, соответствующее баллам 1 и 2, свидетельствует о необходимости применения фосфорных удобрений.

3. В углубления одного из рядов капельной пластинки поместить по капле сока, а в другой ряд – по капле стандартных растворов (реактив 1), содержащих равное количество калия. К соку растений и к стандартным растворам добавить по капле реактива на калий (реактив 5) и по капле соляной кислоты (реактив 6) и хорошо перемешать содержимое. Сравнить окраску осадков исследуемого сока с окраской цветной шкалы на бумаге.

4. Для определения магния поместить в углубление пластинки каплю сока растения, три капли воды и каплю раствора титанового желтого. Перемешать стеклянной палочкой и добавить каплю раствора NаОН. Если окраска изменяется нечетко, повторить анализ, добавив перед внесением NаOH каплю свежеприготовленного 1%-го раствора крахмала. Полученную окраску сравнить с цветной шкалой.

Из некоторых растений выжимать сок трудно или он получается сильно окрашенным. В таком случае готовят водную вытяжку: к 2 г измельченного материала добавляют 0,2-0,5 г активированного угля и 6 мл воды. Смесь растирают в ступке и отжимают. Вытяжка слабее сока в 4 раза. Дня определения фосфора и магния такую вытяжку разбавляют в 3 раза.

Для того, чтобы выжать сок из толстого черешка, его разрезают вдоль на части, а у длинных черешков используют нижние части. Черешки помещают в ручной пресс, сок выжимают в углубление капельной пластинки.