Химический анализ растений — один из основных приемов агрохимического анализа, без которого невозможно решить многие вопросы агрохимии.
Анализ растений в агрохимических исследованиях применяют:
- для изучении влияния почвы и удобрений на биохимические процессы, протекающие в растении в период питания;
- для определения биологического и хозяйственного выноса элементов питания почвы и удобрений, установления коэффициентов использования питательных элементов;
- для оценки качества растениеводческой и овощеводческой продукции;
- для установления питательной ценности растительных кормов;
- в целях растительной диагностики питания растений и установления доз удобрений, вносимых в качестве основного удобрения и в виде подкормок.
Методы химического анализа растений, используемые в агрохимических исследованиях и производственном контроле, можно свести к следующим группам:
1) методы анализа зольных элементов;
2) методы определения азота (общего, белкового, небелкового);
3) методы определения отдельных групп органических веществ (белков, жиров, сахаров, крахмала, клетчатки, витаминов, органических кислот, эфирных масел и др.);
4) количественное определение различных форм соединений азота (общий, белковый с разделением на фракции и выявлением аминокислотного состава белков; небелковый с разделением на формы: нитратный азот, аммониевый азот, амидный азот, аминный азот с разделением на отдельные свободные аминокислоты, азот оснований) ;
5) определение различных форм фосфорных соединений по Огуру и Розену (кислоторастворимый минеральный и органический фосфор липидов и фосфатидов, фосфор нуклеиновых кислот и белковый фосфор);
6) количественное определение разных групп углеводов по Кизелю.
Важной операцией является отбор проб вещества для анализа. Отбор первоначальной пробы в поле зависит от вида культуры; размер и методика ее взятия устанавливаются специальными инструкциями*.
Озоление — окисление органических веществ при свободном доступе воздуха и медленном повышении температуры до 400—450о. Полученная зола содержит углесоли и частицы угля — “сырая зола”. Прибавление окислителей HNO3, NH4NO3, 30%-ной Н2O2 позволяет получить чистую золу. Скорее и полное сухое озоление проходит в парах азотной кислоты, в атмосфере атомарного кислорода.
При определении азота и зольных элементов в растениях можно использовать как свежий, так и высушенный материал.
Озоление осуществляют двумя способами:
- сухим способом при высокой температуре. После сухого озоления азот не определяют;
- мокрым способом, в основном концентрированными кислотами:
H2S04+катализаторы;
H2S04 + HN03;
HN03 + HN02;
H2S04 + KC1О3;
H2S04 + HC104;
H2S04 + KMnО4;
H2S04 + Н202 и др.
Сухое озоление проводят при определении в золе фосфора, калия, кальция, магния, железа, алюминия, кремния, марганца и некоторых тяжелых металлов.
При определении в золе фосфора, калия и натрия озоление проводят с большой осторожностью, не допуская высокой температуры в муфельной печи.
Преимущество сухого озоления состоит в том, что не требуется использование концентрированных кислот и солей.
Для ускорения озоления и предотвращения потерь фосфора к анализируемой навеске рекомендуют прибавлять в небольших количествах ацетат кальция, оксид кальция, оксид магния, ацетат магния и др. В результате сухого озоления получают так называемую «сырую» золу. Сырой золу называют потому, что в ней остается небольшое количество углистых частиц. При сухом озолении органического вещества кальций, магний, калий, натрий образуют карбонаты, а фосфор — однозамещенный фосфат кальция.
Мокрое озоление более универсально, так как улетучивание фосфорной кислоты и других элементов почти исключено. Прежде чем установить нужные кислоты, их объемы и концентрации, химики проделали большое количество экспериментальных исследований.
В. Пиневич предложил использовать для одновременного определения азота и зольных элементов концентрированную H2S04 и 30%-ный Н202. По его методике навеску растительного материала 0,5—1,0 г в колбе Кьельдаля заливают 5—10 мл H2S04 и 1— 2 мл Н202. Озоление проводят на электрических плитках в течение 2 ч. Оно считается законченным, если жидкость в колбе не темнеет и при добавлении 1—2 капель Н202 интенсивно выделяются при подогреве белые пары.
