14.04.2017
14.04.2017
07.04.2017
07.04.2017
03.04.2017
27.03.2017
27.03.2017
27.03.2017
20.03.2017
20.03.2017
Определение нитратов, аммиака, фосфора и калия на срезах
 04.09.2012

Анализ проводят на грубых срезах (лучше на поперечных) различных органов растений: стеблей, листьев, черешков и пластинок их, почек, бутонов, цветов и их частей, корней, корнеплодов, клубней, клубеньков бобовых и любых других частей растения. Для унификации толщины среза можно пользоваться ручным микротомом, который состоит из цилиндрической ручки - держателя для зажима части растения и вращающегося кольца на верхнем конце этого держателя; движением бритвы по этому кольцу производят срез; поворотом кольца по метке на держателе регулируют толщину среза.
Для определения нитратов срезы кладут на стеклянную пластинку, а для определения фосфора и калия - на кусочки (около 2 см2) фильтровальной бумаги, положенные на стекло.
При определении характера распределения питательных веществ по органам растения срезы делают с разных частей растения, от кончика корня до верхушечной почки и до частей цветка включительно.
Если требуется определить нуждаемость растения в подкормке, можно ограничиться анализом лишь той части растения, где искомое вещество локализуется в наибольших количествах; если в этой части растения искомое вещество отсутствует или находится в весьма малом количестве, то это указывает на необходимость подкормки.
Какую же часть растения следует анализировать? Разбираемый метод определяет минеральные формы питательных веществ, т. е. формы, в которых они обычно поступают из корней в растение, в связи с чем эти формы соединений обнаруживаются в больших количествах, во-первых, в нижних ярусах растений и, во-вторых, в тех органах, в которых преобладает сосудисто-проводящая система, т. е. в стеблях, черешках листьев, в главных жилках листьев и т. д. Следовательно, для диагностического анализа следует брать поперечные срезы черешка зеленого взрослого здорового листа или узла стебля из нижних частей растения, расположенных над начавшими засыхать листьями.
При оценке результатов анализа следует иметь в виду, что с возрастом растений количество минеральных форм питательных веществ в них падает (особенно сильно - нитратов). Например, малое количество нитратов в начале вегетационного периода указывает на недостаток азотного питания, тогда как их отсутствие в фазу цветения является нормальным состоянием растения.
Прибор Церлинг содержит все необходимые реактивы и материалы для определения нитратов, фосфорной кислоты и калия (рис. 4).

Определение нитратов, аммиака, фосфора и калия на срезах

Нитраты. На свежий срез, положенный на стекло, наносят 1 каплю 1%-ного сернокислого (в H2SО4 уд. веса 1,84) раствора дифениламина. Для ускорения реакции срез можно раздавливать стеклянным пестиком, взятым из прибора.
Полученную окраску оценивают по 7-балльной шкале (табл. 3) или по шкале цветных пятен (рис. 5).
Определение нитратов, аммиака, фосфора и калия на срезах

Метод проверен на многих сельскохозяйственных растениях: хлебных злаках, картофеле, корнеплодах, овощных, на злаковых и бобовых многолетних травах, сорняках и др. Так как с возрастом количество нитратов уменьшается и они исчезают к фазе цветения, то этот показатель азотного питания наиболее эффективен в первой половине вегетационного периода, т. е. тогда, когда важно проконтролировать и обеспечить необходимое и наилучшее азотное питание.
Содержание нитратов убывает от нижних частей растения к верхним. Чем моложе ткань, тем меньше в ней нитратов. Их не бывает совсем в меристематических тканях точек роста, в почках, бутонах и цветах; там азот присутствует в других соединениях. Определение азота нитратов по реакции с дифениламином вполне оправдано и должно найти широкое использование в агрономической практике.
Фосфаты определяют путем получения отпечатка среза того или иного органа растения на фильтровальной бумаге, предварительно пропитанной раствором молибдата аммония (реактив 1) и высушенной. Лучше пользоваться прямым поперечным срезом стебля или черешка листа. Если растение не сочное (например, соломина злаковых), то на срезанный конец следует нанести каплю молибдата или на мгновение коснуться этим срезом капли раствора молибдата аммония, налитого на стекло или в чашечку. Срез растения прямо перпендикулярно (как печать) прижимают к центру небольшого (2 см в диаметре) плотного обеззоленного фильтра, не содержащего фосфорной кислоты, пропитанного раствором молибдата аммония. Дав просохнуть отпечатку, на него последовательно (после просыхания каждой капли ранее нанесенного реактива) наносят по 1 капле раствора бензидина (реактив 2) и насыщенного раствора уксуснокислого натрия (реактив 3). После этого появляется синяя окраска всех участков отпечатка среза на фильтровальной бумаге, где была выделена из растения фосфорная кислота. При аккуратном проведении всех операций легко удается получить картину локализации неорганических соединений фосфора по сосудам, тканям и клеткам растения.
Возможна также следующая техника: срез придавливают к бумаге пестиком - стеклянной палочкой, после чего его отодвигают в сторону, а на пятно от выжатой капли и отдельно на срез наносят по каплям реактивы. В этом случае окраска будет более интенсивной, но без локализации ее по тканям на отпечатке. Интенсивность синей окраски сравнивается со шкалой образцовых растворов, приготовленной по растворам КН2РО4 (см. рис. 5) и с табл. 4; результаты записываются либо в баллах шкалы, либо в соответствующем им количестве миллиграммов Р2О5 на 100 мл образцового раствора.
Определение нитратов, аммиака, фосфора и калия на срезах

Реактивы: 1. Раствор молибденовокислого аммония: 5 г молибденовокислого аммония растворяют в 100 мл холодной воды и добавляют 35 мл азотной кислоты (уд. веса 1,2). При появлении желтого осадка реактив требуется обновить.
2. Раствор бензидина: 0,1 г бензидина растворяют в 10 мл концентрированной уксусной кислоты, приливают 10 мл насыщенного водного раствора уксуснокислого натрия (реактив 3) и 50 мл дистиллированной воды. Реактив со временем теряет чувствительность и через 1-2 месяца его следует обновлять.
3. Насыщенный водный раствор уксуснокислого натрия.
Посуда и материалы: 1. Капельницы темного стекла для растворов реактивов 1, 2 и 3 с пипетками. Концы пипеток должны быть оттянуты до одинакового размера (лучше до капилляра) и на них не должно образовываться свободно свисающих капель.
2. Куски фильтровальной бумаги можно предварительно пропитать молибдатом (реактивом 1) и высушить; хранить такую бумагу надо в плотно закрывающейся коробке и беречь от света, чтобы не посинела.
3. Бритва или острый ланцет, или лезвие безопасной бритвы.
4. Стеклянная пластинка размером 10x30 или 40 см, на которую укладываются двумя рядами кружки фильтровальной бумаги для параллельных анализов.
5. Цветная стандартная шкала (см. рис. 5).
Калий определяют по реакции с дипикриламином, которую впервые предложил в 1933 г. Н.С. Полуэктов.
На стеклянную пластинку размером 10x30 или 40 см раскладывают кружки (диаметром 2 см) плотной, обеззоленной фильтровальной бумаги («синяя лента» или «белая лента»). В центр такого кружка кладут поперечный срез толщиной в 1 мм стебля, или черешка листа, или другой части растения. Срез придавливают на бумаге пестиком, сделанным из стеклянной палочки. После этого срез сдвигают на бумаге в сторону от пятна. Если растение сочное, то можно сделать отпечаток поперечного среза так, как это было описано при определении фосфора. Наносят на пятно и на срез по одной капле сначала раствора дипикриламината магния (реактив 1), а затем НСl (реактив 2). Дипикриламинат калия красно-оранжевого цвета, нерастворим в НСl, тогда как дипикриламинат магния разлагается под действием НСl, выделяя дипикриламин желтого цвета.
Окраску сравнивают со шкалой (см. рис. 5), приготовленной по растворам КСl, и со шкалой, приведенной в табл. 5. Результаты записывают либо в баллах, либо в соответствующих концентрациях КCl. Лимонно-желтый цвет указывает на отсутствие калия.
Определение нитратов, аммиака, фосфора и калия на срезах

Реактивы: 1. Раствор дипикриламината магния: 3 г дипикриламина и 1,3 г окиси магния растворяют в 100 мл воды и через 15-20 час. фильтруют. Обращаться осторожно, так как раствор может вызвать слабый ожог кожи.
2. 2 п. раствор НСl.
Посуда и материалы: 1. Две капельницы (для НСl и для дипикриламината магния) лучше темного стекла с пипетками.
2. Стеклянный пестик (расплющить накаленный конец стеклянной палочки).
3. Стеклянная пластинка размером 10x30 или на 40 см.
4. Коробка с кружками плотной обеззоленной фильтровальной бумаги («синяя лента» или «белая лента»).
5. Бритвы.
6. Цветная стандартная шкала (см. рис. 5).
Аммиак. Нитратов в меристемах точек роста и в цветах не бывает, а азот здесь представлен в виде аммиака, аминокислот, белков и других азотистых соединений, с той или иной степенью восстановленности или сложности строения. Так как обеспечение азотом этих органов очень важно для получения высокого урожая, то для контроля азотного питания был применен метод микроопределения аммиака на срезах растений путем возгонки его из тканей в микрокамерах, причем приемником служит висячая капля реактива Несслера на верхней крышке камеры.
Микрокамеры составляют следующим образом: на предметное стекло ставят цилиндрики высотой 1 см, нарезанные из стеклянной трубки диаметром 0,8-1,0 см. Верхние и нижние края этих цилиндриков (микрокамер) притерты и смазаны вязким чистым вазелином. Таких микрокамер на одно предметное стекло можно поставить 3 шт. (с промежутками около 1 см). В качестве крышки служит покровное стекло, на которое нанесена крутостоящая (не расползающаяся) капля реактива Несслера. Отдельные части камеры представлены на рис. 6.
Определение нитратов, аммиака, фосфора и калия на срезах

Порядок анализа следующий:
1. Подготовляют микрокамеры на предметном стекле.
2. Размещают на специальной подставке покровные стекла и наносят на них по 1 капле реактива Несслера.
3. На дно каждой микрокамеры кладут срез растения (для унификации толщины среза рекомендуется пользоваться ручным микротомом).
4. На каждый срез наносят одну каплю 30%-ного раствора NaOH и тут же накрывают предметным стеклом, перевернутым вниз каплей реактива Несслера.
Промазка вазелином создает герметичность камеры. Под действием щелочи из ткани выделяется аммиак, который окрашивает каплю Несслера в желтый до красно-коричневого цвет. Запись производят по шкале образцового раствора NH4Cl, который готовят в концентрациях от 0,001 до 0,1 мг NH4 в 1 мл таким же путем, как и со срезами ткани, только на дно камеры вместо среза помещают 1 каплю образцового раствора соответствующей концентрации.
Отсчет необходимо производить в первые 5 мин. после приливания щелочи на срез, так как позже этого срока образуется более интенсивная окраска капли Несслеровского реактива за счет гидролитического расщепления под действием щелочи амидов, β-аминокислот и некоторых других азотистых соединений с выделением из их состава аммиака, что может также характеризовать до некоторой степени богатство тканей азотом. Поэтому рекомендуется делать два отсчета: через 5 и 25 мин.
Определение аммиака может быть использовано не только для анализа точек роста, но и для анализа стеблей, черешков листьев и других частей, когда по свойствам почв можно предполагать наличие в них восстановительных условий (например, на низинных болотах) и когда, следовательно, азотное питание растений из почвы обеспечивается не нитратной, а главным образом аммиачной формой азота.
Прибор «полевая лаборатория» (рис. 7) позволяет проводить упрощен¬ные количественные определения нитратного азота, фосфора, калия, магния и хлора в соке растений. Эти определения основаны на свойстве давать с определенными реактивами цветные растворы или осадки; интенсивность окраски их сравнивают со шкалой цветных пятен (рис. 8) или со шкалой образцовых растворов. Результаты выражают в миллиграммах элемента на 1 кг сока или условно в баллах, причем величина балла будет соответствовать номеру образцового раствора (стандарта). Если окраска исследуемого сока интенсивнее окраски последнего стандарта, сок разбавляют водой вдвое (на каплю сока каплю воды), тщательно размешивают и используют для анализа разбавленный сок, а показатели анализа удваивают.
Определение нитратов, аммиака, фосфора и калия на срезах

Бумажные цветные пятна разработаны для одинакового размера капель (около 0,035 мл) сока и реактива при диаметре углубления на палетке 10 мм, поэтому надо обращать внимание на выполнение этого требования. Размер пипеток капельниц с образцовыми растворами и сока должен быть одинаковым.
Для удобства и упрощения выполнения анализов в полевой лаборатории имеются смешанные образцовые (стандартные) растворы, содержащие все определяемые элементы в известной концентрации. Номера стандартных растворов от 1 до 4-го идут в порядке возрастания концентрации всех элементов. Концентрация нитратного азота и калия в стандартных растворах будет соответствовать концентрации этих же элементов и в соке растений. Содержание фосфора и магния в стандартных растворах в четыре раза ниже, чем указано в табл. 6 для содержания их в соке, так как для анализа на эти элементы берут сок, предварительно разбавленный водой в отношении 1 : 3.
Если анализ сока проводят в помещении, то в поле пробы и этикетку помещают в пакетик из вощеной бумаги. Можно также прямо в поле выжать сок из проб и перелить его в пробирки, соответственно этикетированные.