SS ПРАКТИКУМ
>| ПО АГРОХИМИИ
УЧЕБНИКИ И УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
ПРАКТИКУМ
ПО АГРОХИМИИ
Под редакцией доктора биологичес-
ких наук, профессора В. В. Кидина
Рекомендовано Министерством сельского хо-
зяйства Российской Федерации в качестве
учебного пособия для студентов высших учеб-
ных заведений, обучающихся по агрономичес-
ким направлениям и специальностям
МОСКВА «КолосС» 2008
УДК 631.8(075.8)
ББК 40.4я73
П69
Авторы: проф. В. В. Кидин — глава 1, глава 2 (совместно с до-
центом А. Ф. Слипчиком); проф. И. П. Дерюгин — глава 3; проф.
В. И. Кобзаренко — глава 5 (совместно с доцентом В. Ф. Волобуе-
вой); доцент А. Н. Кулюкин — глава 4 и разделы 3.15 и 3.16 в главе 3;
доцент Д. В. Ладонин — разделы 3.9—3.14 в главе 3
Редактор А. С. Максимова
Рецензенты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
академик РАСХН В. Г. Минеев (МГУ); доктор сельскохозяйствен-
ных наук, профессор Н. Г. Мязин (Воронежский ГАУ)
Практикум по агрохимии / В. В. Кидин, И. П. Дерюгин,
П69 В. И. Кобзаренко и др.; Под ред. В. В. Кидина. — М.: Ко-
лосС, 2008. — 599 с.: ил. — (Учебники и учеб, пособия для
студентов высш. учеб, заведений).
ISBN 978-5-9532-0387-6
Рассмотрены методы анализа почв, растений и удобрений. Учтены но-
вые требования и тенденции развития химических и инструментальных ме-
тодов анализа. Большое внимание уделено описанию не только классичес-
ких методов анализа, но и их модификаций. Приведены новые методы ана-
лиза почв и почвогрунтов, позволяющие более объективно оценивать по-
чвенное плодородие.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по агрономи-
ческим направлениям и специальностям.
УДК 631.8(075.8)
ББК 40.4я73
Оригинал-макет книги является собственностью издательства «КолосС»,
и его воспроизводство в любом виде, включая злектронный,
без согласия издателя запрещено.
ISBN 978-5-9532-0387-6	© Издательство «КолосС», 2008
Глава 1
ПОДГОТОВКА К ХИМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ И ЕГО
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ
1.1.	ОТБОР ОБРАЗЦОВ К ХИМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ
Агрохимический анализ — основное средство контроля сельс-
кохозяйственного производства и качества продукции. Определе-
ние химического состава почв, растений, кормов и удобрений
крайне важно для нормального функционирования агропромыш-
ленного комплекса и снижения опасности загрязнения окружаю-
щей среды. Анализ во всех случаях начинают с отбора и подготов-
ки проб. В лабораториях при проведении анализа имеют дело, как
правило, с относительно небольшим количеством материала, по
результатам химического состава которого судят о качестве круп-
ных партий удобрений, почвы, кормов и других сельскохозяй-
ственных объектов.
Следует отметить, что все стадии агрохимического анализа от от-
бора проб до конечной стадии — получения результатов — связаны
между собой. Поэтому одними из важнейших предпосылок получе-
ния достоверных результатов, реально отражающих химический
состав почвы, растений и удобрений, являются правильный отбор и
подготовка проб к анализу. Неправильное или несвоевременное
взятие образцов приводит к искажению результатов анализа и не-
верному заключению о качестве исследуемого материала. При не-
правильном отборе проб дальнейший даже самый тщательный хи-
мический или инструментальный анализ не может исправить поло-
жение, и полученные результаты будут недостоверны.
К отбору проб предъявляются определенные требования. Ос-
новное из них — получение представительного среднего образца,
в котором наиболее полно отражена неоднородность химического
состава всей партии анализируемого материала. Отобранный об-
разец всегда должен быть репрезентативным, что позволяет рас-
пространять результаты его анализа и выводы на весь изучаемый
объект.
Отбор проб для агрохимических анализов осуществляют с по-
мощью специальных приспособлений (щуп, бур, пробоотборник)
или вручную. В зависимости от назначения отобранные из общей
партии образцы подразделяют на разовые (точечные), объединен-
ные (общие) и средние.
3
Разовая (индивидуальная) проба представляет собой небольшую
часть общей массы исследуемого материала, отобранного в каком-
то конкретном месте (локально). Ее используют для составления
смешанного образца или для характеристики пестроты качества
материала при дальнейшем его индивидуальном анализе. Масса
разовой пробы зависит от вида анализируемого вещества и техни-
ческих средств, используемых для отбора образцов. При анализе
почвы, зерна, удобрений и других сыпучих материалов масса разо-
вой пробы колеблется обычно от 50 до 250 г, а при отборе клубней
картофеля, початков кукурузы, корнеплодов — от 2 до 5 кг и бо-
лее.
Общую (объединенную) пробу, например зерна какой-либо
партии, растений с поля или опытной делянки, составляют из
примерно равных по массе 5—10 и более разовых проб. Так как
масса объединенной пробы, как правило, значительно превышает
количество материала, необходимого для проведения химического
и сопутствующих анализов, то из нее после тщательного переме-
шивания отбирают среднюю пробу, масса которой зависит от вида
материала и количества предполагаемых анализов. Если партия
исследуемого материала невелика, то общая или разовая проба
может одновременно служить средним образцом. Каждая средняя
проба должна быть однородной и типичной для анализируемой
партии материала, реально отражать ее химический состав.
Отбор образцов на анализ проводят специалисты агрохимичес-
кой службы, опытных станций и научно-исследовательских уч-
реждений или лица, прошедшие соответствующее обучение. Вре-
мя и способ отбора проб регламентируются назначением проводи-
мых анализов и особенностями исследуемого материала.
1.1.1.	ОТБОР ПРОБ РАСТЕНИЙ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
Отбор проб в поле в опытных и производственных посевах про-
водят как для учета качества урожая, так и с целью растительной
диагностики, изучения динамики содержания и потребления эле-
ментов питания растениями в отдельные периоды их роста и раз-
вития. При отборе растительных проб в хозяйственных и есте-
ственных угодьях необходимо учитывать биологические особен-
ности культур, состояние посевов, макро- и микрорельеф местно-
сти. Чтобы средняя проба наиболее полно отражала химический
состав всей совокупности растений, на каждом поле или опытной
делянке для культур сплошного посева (пшеница, рожь, ячмень,
лен, травы и др.) выделяют 4—8 типичных делянок площадью
0,5—1 м2 каждая, равномерно расположенных на участке. Проб-
ные делянки не располагают в местах с заметно отличающимся
4
рельефом или состоянием посевов на общем фоне в результате
вымочек, потравы животными, прохода сельскохозяйственных
машин и др.
Растения скашивают в сухую погоду после схода росы, как пра-
вило, серпом или косой на высоте 3—5 см. При отсутствии метро-
вок на выбранных площадках скашивают по 2—3 смежных ряда
растений на протяжении 0,5—1,5 м в зависимости от вида и состо-
яния растений. По мере нарастания надземной массы растений
число рядков и их длину можно слегка сократить. Отбор разовых
проб для химического анализа растений проводят в 5—10 местах
каждой скошенной делянки или прокоса и из примерно равных
по массе разовых проб составляют объединенную пробу.
После тщательного перемешивания на ровной площадке из
объединенной пробы отбирают средний образец массой 1—1,5 кг.
Если кроме химического состава также изучают динамику нарас-
тания массы сухого вещества, ботанический состав растений, их
биологию, то разовой пробой служит, как правило, масса всех рас-
тений, скошенных с делянки 0,25—0,5 м2. В помещении пробу
взвешивают, проводят разбор растений по ботаническому составу,
учет сорняков, замеряют и взвешивают при необходимости от-
дельные органы растений и т. д. При уборке урожая учитывают
продуктивные и непродуктивные побеги, структуру урожая, долю
основной и побочной продукции.
В вегетационных, лизиметрических и микрополевых опытах
все растения с каждого сосуда убирают и анализируют отдельно,
объединенную и среднюю пробы, как правило, не составляют.
Поступающие на химический анализ растительные образцы
должны находиться либо в естественном состоянии (плоды овощ-
ных, плодовых и ягодных культур,' корнеплоды), либо хорошо вы-
сушенными. Для предупреждения потерь части листьев, особенно
у бобовых культур (клевера, люцерны и др.), а также осыпания
зерна при высушивании растения помещают в марлевые мешочки
или заворачивают в бумагу.
У высокостебельных культур, например кукурузы и подсолнеч-
ника, для составления объединенной пробы в 5—10 местах поля
или делянки отбирают по 10—20 растений средней величины, пе-
ремешивают и берут средний образец для анализа. Молодые рас-
тения подсолнечника и кукурузы сушат целыми, крупные расте-
ния измельчают до 3—5 см и помещают в марлевые мешки или
бумажные пакеты для высушивания.
При отборе разовых проб свеклы (сахарной, кормовой и столо-
вой), моркови и других корнеплодов выкапывают подряд 10—
20 растений, очищают от почвы и взвешивают отдельно целые ра-
стения и корнеплоды; массу ботвы определяют по разнице. Об-
щую пробу корнеплодов составляют из 5—7 разовых, взятых в раз-
5
личных местах поля или делянки. По соотношению ботвы и кор-
неплодов определяют структуру урожая. Ботву анализируют, как
правило, после высушивания, корнеплоды — в сыром или сухом
состоянии. При отборе образцов картофеля в 5—10 местах поля
выкапывают по 5—10 средних кустов, клубни очищают от почвы,
отделяют от ботвы и взвешивают. Затем разовые пробы объединя-
ют в общую пробу и после тщательного перемешивания отбирают
среднюю пробу массой 5—10 кг. При необходимости клубни перед
анализом сортируют по размеру (товарный, нетоварный, семен-
ной картофель) и определяют содержание сухого вещества, крах-
мала, белка, аскорбиновой кислоты. Для анализа химического со-
става картофеля используют, как правило, сухие образцы ботвы и
клубней.
Планируя отбор проб, необходимо учитывать, что в свежем
(сыром) растительном материале продолжаются биохимические
процессы, в результате чего при длительном хранении может су-
щественно измениться содержание углеводов, белков, органичес-
ких кислот и витаминов. Поэтому результаты анализа проб свежих
овощных, плодово-ягодных и других культур не могут быть ис-
пользованы для характеристики их качества по истечении опреде-
ленного времени хранения.
1.1.2.	ОТБОР ПРОБ ЗЕРНА И КОРМОВ
Пробы зерна, муки, гранулированных кормов и других сыпу-
чих материалов, хранящихся в складских помещениях насыпью,
отбирают щупом в пяти точках с различных глубин. Если площадь
вороха зерна превышает 100 м2, то число проб увеличивают.
Разовые пробы из автомашин и тракторных тележек берут в че-
тырех точках кузова с поверхности и дна или по всей глубине на-
сыпи не ближе 0,5 м от бортов.
В двухосных вагонах пробы отбирают в пяти, в четырехосных —
в 10 точках по всей глубине на расстоянии 0,75 м от стенок вагона.
Пробы затаренного зерна, муки и комбикормов отбирают щупом
из вскрытых мешков в трех местах: вверху, в середине и внизу; из
зашитых мешков — специальным щупом-иглой из одного угла.
Из отобранных разовых (точечных) проб составляют общую
пробу и после тщательного перемешивания отбирают средний об-
разец массой 1—2 кг. Если партия материала неоднородна, сред-
нюю пробу берут отдельно из каждой ее части.
При погрузке или разгрузке вагонов и судов пробы отбирают с
транспортной ленты вручную или пробоотборником через равные
промежутки времени из расчета 0,20—0,25 кг на 1 т продукции, но
не менее 2—2,5 кг от каждой партии. Пробы кукурузы в початках
6
берут из автомашин в 2—3, а из вагонов — в 10—15 точках на глу-
бине 10—12 см. Разовую пробу составляют из пяти рядом лежащих
початков. При выгрузке (погрузке) вагонов разовые пробы (из
пяти початков) берут через 15—20 равных промежутков времени.
В складских помещениях одну разовую пробу кукурузы берут на
глубине 0,5 м с каждых 10 м2.
Образцы непрессованного сена (соломы) отбирают пробоот-
борником или вручную по 200—250 г с 8—10 мест стога массой
20 т и от каждых последующих 5 т по 2 образца. Пробы прессован-
ного сена (соломы) берут от партии до 15 т из 5 тюков, от партии
15—50 т —из 15 тюков. При отборе образцов тюки освобождают
от стяжки и, не нарушая их целостности, с каждого тюка берут по
одному пласту: из первого тюка верхний пласт, из второго следую-
щий и т. д.
Взятые индивидуальные образцы прессованного и непрессо-
ванного сена (соломы) раскладывают ровным слоем на брезенте
или площадке и из 10 мест отбирают средний образец массой око-
ло 0,5 кг, который затем помещают в полимерный пакет или заво-
рачивают в бумагу.
Отбор проб силоса (сенажа) для анализа проводят, как прави-
ло, спустя 1—2 мес после его закладки из расчета один средний
образец на 400 т корма. Пробы отбирают вручную или пробоот-
борником после вскрытия верха траншеи на глубину 1 м или тор-
цовых ее сторон на расстоянии 3—4 м от края. Объединенную
пробу перемешивают на пленке и отбирают в банки или полимер-
ные мешочки средний образец массой 1—2 кг.
Отбор проб овощных, плодовых и ягодных культур проводят в
соответствии с инструкциями отраслевых стандартов или требова-
ниями ГОСТа. Критерием оценки правильного отбора проб слу-
жит хорошая сходимость результатов химического анализа разных
повторений.
1.1.3.	ОТБОР ПРОБ УДОБРЕНИЙ
При контроле качества минеральных и органических удобре-
ний пробы отбирают из каждой партии. Методика отбора проб
незатаренных минеральных удобрений аналогична отбору проб
зерна, гранулированных и мучнистых кормов. Из затаренных
удобрений разовую пробу (около 200 г) берут щупом-пробоотбор-
ником по двум диагоналям из каждого 20—30-го мешка. После
перемешивания индивидуальных проб средний образец массой
1—2 кг ссыпают в банки или полимерные мешки, маркируют с
указанием вида удобрения, места и времени отбора, массы и но-
мера партии и герметично закрывают.
7
Анализ минеральных удобрений проводят в агрохимических
лабораториях: определяют содержание отдельных элементов пита-
ния и примесей, физико-механические свойства (гранулометри-
ческий состав, прочность гранул, тонину помола и т. д.), влаж-
ность и другие свойства.
Методика отбора проб органических удобрений (навоза, торфа,
компостов) аналогична взятию проб силоса и сенажа. Средний
образец составляют обычно из 15—20 индивидуальных проб с
каждой отдельной партии до 500 т удобрений. В удобрениях опре-
деляют содержание сухого вещества, общего и аммонийного азота,
фосфора, калия, микроэлементов, pH и зольность.
1.1.4.	ОТБОР ПОЧВЕННЫХ ОБРАЗЦОВ
Для агрохимической характеристики сельскохозяйственных
угодий почвенные образцы отбирают, как правило, с пахотного
слоя определенной площади поля. В отдельных случаях образцы
почвы берут по генетическим горизонтам, а при закладке планта-
ций плодовых и ягодных культур — через каждые 10—20 см пахот-
ного и подпахотного слоев почвы. Объединенную пробу составля-
ют из многих точечных проб (индивидуальных образцов), ото-
бранных равномерно со всей площади элементарного участка
поля. В полевых опытах площадь отбора одной объединенной
пробы (смешанного образца) обычно равна площади всей делян-
ки, являющейся элементарным участком. Очевидно, что репре-
зентативный для почвы данного участка смешанный средний об-
разец может быть получен лишь в том случае, если разовые пробы
взяты в пределах одной почвенной разности, а также при одина-
ковых системе обработки почвы и уровне предшествующей удоб-
ренности. Так как данные агрохимических анализов распростра-
няются на всю площадь участка поля, с которого составляют одну
объединенную пробу (смешанный образец), то размер этого эле-
ментарного участка будет определяться уровнем обеспеченности
хозяйства минеральными и органическими удобрениями, равно-
мерностью их внесения, почвенными и климатическими условия-
ми, рельефом местности, целевым назначением сельскохозяй-
ственных угодий.
В полевых севооборотах Нечерноземной зоны один смешан-
ный образец чаще всего берут с 4—8 га, в степных районах, где
почвенный покров отличается меньшей пестротой, — с 10—15 га.
В овощных севооборотах, а также при детальном агрохимическом
картографировании участков многолетних плодовых и ягодных
насаждений смешанный образец составляют с площади 1—2 га. На
полях фермерских хозяйств и приусадебных участках, отличаю-
8
щихся особенно большой пестротой почвенного покрова, размер
элементарного участка, с которого берут один смешанный обра-
зец, может составлять несколько соток.
Отбор почвенных образцов осуществляют тростьевым буром
или лопатой со всей глубины пахотного слоя и только в специаль-
ных исследованиях образцы берут из двух или нескольких слоев
почвы. Поскольку масса почвы, забираемая при одном уколе трос-
тьевого бура, невелика, то объединенную пробу составляют из не-
скольких разовых проб. Для получения представительного средне-
го образца желательно отобрать возможно больше индивидуаль-
ных (разовых) проб одинаковой массы в разных местах участка.
Необходимо учитывать, что отбор почвенных образцов — процесс
весьма трудоемкий, не поддающийся механизации. Поэтому в за-
висимости от конструкции бура один смешанный образец состав-
ляют из 20—30, а при отборе лопатой — из 10—15 индивидуальных
точечных проб, взятых на типичной для данного участка площад-
ке. Отбирают точечные образцы в четырех направлениях на рас-
стоянии 10—20 м от центра элементарного участка. На посевах
пропашных культур одну половину точечных проб берут из рядков
или гребней, другую — из междурядий.
При проведении агрохимического обследования проводят ре-
когносцировочный осмотр территории, каждое поле разбивают на
соответствующие размеру взятия одного смешанного образца по-
чвы прямоугольные элементарные участки, которые наносят на
картографическую основу (сеть элементарных участков) и нумеру-
ют исходя из намеченного маршрутного хода отбора образцов по-
чвы. Выбор маршрута при агрохимическом картографировании и
расположение точек отбора индивидуальных образцов в значи-
тельной степени определяются конфигурацией поля.
Точечные пробы почвы не следует отбирать непосредственно
после внесения минеральных и органических удобрений, извести,
вблизи дорог, на краю полей, а также в бывших местах расположе-
ния штабелей навоза, торфа, скирд соломы или сена. Следует также
учитывать изменение содержания подвижных элементов питания в
почве в течение вегетационного периода. При отборе почвенных
образцов в летний период на полях с интенсивно растущими сельс-
кохозяйственными культурами содержание подвижных элементов
питания в почве, как правило, несколько ниже по сравнению с
весенним (до посева) и осенним (после уборки растений) перио-
дами.
Каждый смешанный образец массой 400—500 г упаковывают в
матерчатые или полимерные мешки и маркируют. На этикетке
указывают: адрес хозяйства, номер поля и образца, возделываемую
культуру, глубину слоя почвы, с которого взят образец, время взя-
тия, а также фамилию техника, выполнявшего отбор проб.
9
1.2.	ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ К АНАЛИЗУ
Доставленные в лабораторию образцы почвы, растений и удоб-
рений необходимо быстро и квалифицированно подготовить к
анализу или хранению. Первичная средняя проба почвы, удобре-
ний и растительного материала без предварительной подготовки
обычно непригодна к анализу, так как слишком велика (0,5—5 кг)
и неудобна для работы и хранения в лаборатории.
Большую массу среднего образца уменьшают с помощью квар-
тования. Сущность этого метода заключается в том, что сыпучий
материал после тщательного перемешивания рассыпают ровным
слоем в виде квадрата (или круга), образец делят по диагоналям на
четыре части и берут два противоположных сектора. Если масса
отобранной аналитической пробы вновь будет велика, эту опера-
цию повторяют несколько раз. Полученный таким образом обра-
зец используют в дальнейшем для взятия навесок при агрохими-
ческом анализе.
Образцы зерна, сена и других растительных материалов перед
анализом тщательно размалывают, после чего анализируют либо в
воздушно-сухом состоянии при параллельном определении влаж-
ности, либо после высушивания.
Образцы свежих растений перед высушиванием для приоста-
новления деятельности ферментов фиксируют водяным паром,
этанолом, сухой термической обработкой или замораживанием и
лиофилизацией. Наиболее простой и доступный способ фиксации
свежих растений — выдерживание их в течение 20—30 мин в су-
шильном шкафу при температуре 75—80 °C .
Для быстрой фиксации небольшой партии растительных образ-
цов во многих случаях удобно использовать микроволновые печи.
После фиксации образцы высушивают при температуре 60—65 °C
в течение 3—5 ч. Недостаток этого метода заключается в том, что
при термической фиксации наряду с разрушением ферментов раз-
рушается и переходит в другие формы часть важных органических
соединений. Поэтому при определении в растениях содержания
углеводов, фракционного состава белков и форм азота, витаминов
(аскорбиновой кислоты, каротина), активности ферментов необ-
ходимо использовать только свежий растительный материал или
законсервировать образцы при помощи лиофильной сушки, по-
зволяющей сохранять их длительное время без существенного из-
менения химического состава.
Корнеплоды, клубни, крупные овощи и плоды при отборе
средней аналитической пробы и дальнейшем высушивании разре-
зают вдоль на несколько равных частей так, чтобы в каждой взя-
той для составления средней пробы дольке были пропорциональ-
но представлены различающиеся по химическому составу верх-
10
няя, средняя и нижняя части. Для составления средней пробы,
подлежащей дальнейшей фиксации и высушиванию, берут, как
правило, лишь по одной дольке от каждого клубня, корнеплода,
кочана или плода независимо от их размера.
Сильно загрязненные почвой корнеплоды и клубни очищают и
моют. При отсутствии загрязнения почвой в этом нет необходи-
мости, если определяют фосфор, калий, кальций, магний и другие
элементы, содержание которых в почве и растениях довольно
близкое. При определении содержания железа, меди и других
микроэлементов в ходе анализа искажение результатов может
происходить не только из-за примесей почвы, но и при измельче-
нии (размоле) или хранении в несоответствующей таре.
Почвенные образцы при подготовке к анализу доводят до воз-
душно-сухого состояния (не следует высушивать до абсолютно су-
хой массы) в сушильном шкафу или сушильной камере при тем-
пературе 40—45 °C и размалывают на почвенной лабораторной
мельнице. Небольшие партии образцов почвы растирают вручную
пестиком в фарфоровой ступке. После размола почву просеивают
через сито диаметром 1 мм. При определении общего азота и гу-
муса перед размолом из почвы удаляют растительные остатки. Не-
выбранные мелкие корни и корневые волоски после размола уда-
ляют наэлектризованной стеклянной или эбонитовой палочкой.
Гранулированные удобрения перед анализом растирают в фар-
форовой ступке и просеивают через сито с диаметром отверстий
0,5—1 мм. Органические удобрения анализируют в естественном
состоянии, т. е. в таком физическом состоянии, в котором они на-
ходятся в местах хранения и используются в сельском хозяйстве.
При определении микроэлементов и тяжелых металлов в по-
чве, растительном материале и удобрениях подготовка образцов к
анализу имеет свои особенности, указанные в соответствующих
разделах практикума.
1.3.	ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
ПРИ РАБОТЕ В АГРОХИМИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЯХ
Создание необходимых условий работы в учебных агрохими-
ческих лабораториях, строгое соблюдение правил техники безо-
пасности и методики проведения анализа — основные предпосыл-
ки предупреждения несчастных случаев.
В агрохимических лабораториях приходится работать с кисло-
тами, щелочами, горючими, взрывоопасными и ядовитыми веще-
ствами, пользоваться аналитическими и электрическими прибо-
рами. Поэтому здесь необходимо соблюдать дисциплину и уста-
новленные правила.
Приступая к работе в лаборатории, тщательно изучают методи-
ческое руководство по проведению анализа, теоретические осно-
вы происходящих процессов каждой аналитической операции,
свойства используемых химических веществ и реактивов, устрой-
ство приборов и оборудования, порядок работы с ними и меры
предосторожности.
При подготовке к работе составляют конспект с указанием зна-
чения выполняемого анализа, принципа метода, технологии вы-
полнения (последовательность выполнения отдельных операций)
и способа расчета полученных результатов.
За каждым студентом закреплено рабочее место, на котором
должны находиться только необходимые для выполнения данной
аналитической операции приборы, посуда и реактивы. Реактивы
общего пользования, а также приборы и реактивы, надобность в
которых уже отпала, должны находиться в специально отведенных
местах.
Приступая к аналитической работе, необходимо ясно представ-
лять характер и последовательность протекающих процессов, что
позволит заблаговременно принять необходимые меры предосто-
рожности. Хорошо подготовленный студент работает всегда акку-
ратно и без суеты, вследствие чего экономятся время и материаль-
ные средства. Данным, полученным при неаккуратной работе,
нельзя доверять, кроме того, неаккуратность часто является при-
чиной несчастных случаев и аварий в лаборатории.
Специфика агрохимических исследований такова, что труд
многих сотрудников, принимавших участие в возделывании сель-
скохозяйственных культур, отборе и подготовке почвенных и рас-
тительных проб к анализу, может быть загублен одним необдуман-
ным, неверным действием аналитика.
Все результаты анализа, расчеты и выводы записывают только в
лабораторный журнал или предназначенную для этих целей об-
щую тетрадь. В журнале отмечают также дату работы, название
метода и последовательность выполнения аналитических опера-
ций с точным указанием используемых реактивов, приборов и по-
суды. Запись делают простым карандашом (в отличие от чернил
или пасты она сохраняется при случайном попадании кислот и
щелочей), аккуратно, лаконично и так, чтобы легко можно было
проследить за ходом анализа и его результатами в любое время.
Записи на отдельных листах бумаги не разрешаются. Исправления
в лабораторном журнале также делают карандашом (при хорошей
работе их, как правило, немного). Исправляя неверную цифру, ее
следует зачеркнуть и над ней четко написать правильную. Затуше-
вывание или переделывание цифр результатов анализа в журнале
недопустимо.
Особое внимание уделяют бережному расходованию электро-
12
энергии, материалов и химических реактивов. При экономном
расходовании материалов заметно снижается стоимость анализа, а
также уменьшается загрязнение окружающей среды. Для работы
берут минимальное количество вещества, позволяющее выпол-
нить анализ. Выпивать обратно неиспользованные реактивы недо-
пустимо, так как это часто приводит к порче большой партии ра-
створов.
Неиспользованные и отработанные дорогостоящие реактивы,
например растворы сульфата серебра, сливают в отдельные склян-
ки.
Основными причинами несчастных случаев, происходящих в
лабораториях, являются неподготовленность студентов к выпол-
нению данной аналитической работы и нарушение правил техни-
ки безопасности. Только менее 1 % всех несчастных случаев обус-
ловлено стечением непредвиденных обстоятельств, остальные
возникают вследствие нарушений правил техники безопасности
при работе в лаборатории (в основном нарушения технологии вы-
полнения работ) и методики проведения анализа по небрежности
или незнанию. В связи с этим заинтересованность студентов в вы-
полнении конкретной лабораторной задачи очень важна с точки
зрения повышения как качества анализа, так и техники безопас-
ности. При выполнении работы студенты должны иметь четкое
представление о значимости анализа, принципе метода и ходе
(технологической последовательности проведения) анализа.
В агрохимических лабораториях не разрешается работать без
спецодежды. В помещениях лаборатории запрещается принимать
пищу или хранить продукты питания, загромождать лабораторию
и рабочие столы посторонними предметами, громко разговари-
вать или пользоваться радиоприборами и аудиотехникой. Любой
шум отвлекает внимание работающего в лаборатории и может
привести к ошибкам анализа или несчастным случаям.
При работе с кислотами, щелочами и другими едкими жидко-
стями необходимо соблюдать следующие правила. Растаривание
(из бутылей в склянки) крепких кислот, щелочей, аммиака и
других едких и воспламеняющихся жидкостей осуществляют с
помощью сифонов, в защитных очках, резиновых перчатках,
фартуке и сапогах. Концентрированные кислоты и другие лету-
чие жидкости в небольших емкостях переливают только в вытяж-
ном шкафу.
При использовании концентрированных кислот для приготов-
ления растворов во избежание их разбрызгивания при нагревании
приливают кислоту в воду, а не наоборот.
Гранулированную (твердую) щелочь растворяют в фарфоровой
чашке при постоянном перемешивании и охлаждении. Особая
предосторожность необходима при работе с горячими кислотами
13
и щелочами. В целях безопасности емкости (колбы, склянки и
т. п.) с концентрированными кислотами, щелочами и другими ед-
кими жидкостями в учебных лабораториях желательно хранить в
соответствующих металлических или пластмассовых сосудах (под-
донах) большего размера.
Пролитую кислоту смывают водой и нейтрализуют содой или
мелом до прекращения вскипания. Ядовитые вещества, едкие и
летучие жидкости берут с помощью мерных цилиндров или пипе-
ток, снабженных специальным заборным устройством (резиновой
грушей, шприцем и т. д.).
При работе с легковоспламеняющимися веществами недопус-
тимо использование открытых электронагревательных приборов,
спиртовых и газовых горелок. Запрещается хранение в лаборато-
риях легковоспламеняющихся жидкостей (бензина, эфира, ацето-
на и др.) в количестве большем, чем необходимо для выполнения
текущей работы. Их хранят в толстостенных склянках с притерты-
ми пробками в вытяжных шкафах, удаленных от огня и обогрева.
Категорически запрещается выливать легковоспламеняющиеся
жидкости в канализацию. Отработанные жидкости собирают в
специальную герметически закрывающуюся тару, а в дальнейшем
в зависимости от их ценности либо регенерируют, либо сжигают в
безопасном месте.
Запрещается оставлять без присмотра работающие приборы с
легковоспламеняющимися и взрывоопасными веществами, газо-
вые горелки, сетевые аналитические и электронагревательные
приборы.
Правила первой помощи при работе в лаборатории:
При механических ранениях и порезах стек-
лом рану промывают 2—3%-ным раствором перманганата калия
или 3%-ным раствором пероксида водорода, края раны дезинфи-
цируют спиртовым раствором иода, перевязывают стерильным
бинтом. При глубоких порезах или ранениях кровотечение оста-
навливают ватным тампоном, смоченным в 2—3%-ном растворе
хлорида железа или пероксида водорода, и обращаются в лечебное
учреждение. При сильном кровотечении до прихода врача накла-
дывают резиновый жгут.
При тепловых ожогах пораженное место смачивают
3%-ным раствором питьевой соды или перманганата калия, после
чего смазывают мазью от ожогов и накладывают повязку. Лучшее
средство для примочек — 70%-ный этиловый спирт. При тяжелых
ожогах делают только примочки из перманганата калия, наклады-
вают сухую стерильную повязку и отправляют на лечение к врачу.
При химических ожогах кислотами, щелочами и дру-
гими едкими веществами прежде всего ватным тампоном удаляют
с пораженного места их остатки (капли), промывают большим ко-
14
личеством воды и обрабатывают нейтрализующими веществами —
2—3%-ным раствором питьевой соды или бикарбоната аммония
при поражении кислотой и 2%-ным раствором уксусной или бор-
ной кислоты при поражении щелочью. Пораженные места смазы-
вают мазью от ожогов или борным вазелином и накладывают по-
вязку.
При попадании едких или ядовитых веществ в органы пищева-
рения следует немедленно вызвать у пострадавшего рвоту с помо-
щью пальцев или 1 %-него раствора медного купороса (примерно
одна столовая ложка раствора) или мыльной воды, промыть желу-
док пострадавшего водой и дать молоко, активированный уголь
или крепкий чай.
При поражении электротоком пострадавшего не-
медленно обесточивают путем отключения рубильника или устра-
нения контакта с ним при помощи любого изоляционного мате-
риала (резиновых перчаток, палки и др.) и тотчас же делают ис-
кусственное дыхание до прихода медицинского работника.
Обо всех несчастных случаях, произошедших в лаборатории,
ставят в известность руководителя группы и заведующего кафед-
рой.
1.4.	ЛАБОРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Весы. В зависимости от массы материала и требования к точ-
ности взвешивания в агрохимических исследованиях применяют
весы различных конструкций и назначения: технические, техно-
химические, аналитические и специальные (например, полевые
платформенные, настольные, торзионные и др.). Все виды весов,
независимо от того механические они или электронные, характе-
ризуются предельно допустимой нагрузкой (грузоподъемнос-
тью), т. е. той максимальной массой груза, за пределами которой
точность взвешивания и надежность работы весов не гарантиро-
вана.
Для взвешивания растительного материала и удобрений в поле-
вых условиях используют платформенные шкальные или сотен-
ные весы, настольные и пружинные; в лабораторных условиях — в
основном технические, технохимические и аналитические. Во
всех случаях весы перед взвешиванием устанавливают в строго го-
ризонтальное положение, проверяют их пригодность и корректи-
руют нулевое положение стрелки.
Весы требуют хорошего ухода и аккуратного обращения. Чтобы
они работали надежно, их нельзя трясти, подвергать воздействию
влаги, паров кислот и других агрессивных жидкостей. При транс-
портировке весов механизмы должны быть закреплены согласно
инструкции.
15
Технические весы (рис. 1, А, Б). Предназначены для
быстрого взвешивания различных материалов с точностью 0,1 —
0,01 г. Они бывают одночашечные (разноплечие) и двухчашечные
(равноплечие). В агрохимических лабораториях наиболее широко
распространены весы одночашечные квадрантные механические
ВТК-500, ВЛКТ-500 и электронные безгиревые.
Принцип взвешивания на весах основан на уравновешивании
момента сил рабочего плеча, создаваемого взвешиваемым грузом,
с моментом сил, создаваемым отклонением неравноплечего рыча-
га — маятникового противовеса. При отсутствии груза на чашке
весов маятниковый противовес с укрепленной на нем шкалой
уравновешен полным набором гирь, подвешенных к рабочему
плечу весов. Когда взвешиваемое вещество помещают на чашку
весов 4, происходит разбаланс плеч весов, который регистрирует-
ся системой зеркал с подсветом на матовой шкале. Если масса
взвешиваемого материала превышает 100 г, то с рабочего плеча
снимают определенное количество гирь (100, 200 гит. д.) поворо-
том рукоятки 2, на валу которой находятся специальные зацепы
для снятия или навешивания гирь на маятниковый противовес.
Взвешивание методом замещения (т. е. при почти постоянной на-
грузке рабочего плеча) позволяет брать навески в широком диапа-
зоне масс с одинаковой точностью. Весы ВЛКТ-500 снабжены
также механизмом компенсации, служащим для корректировки
нуля шкалы, и механизмом компенсации тары с небольшой мас-
сой, что ускоряет процесс взвешивания.
Весы рекомендуется устанавливать на массивной плите или
столе, прикрепленном кронштейнами к капитальной стенке. По-
мещение не должно подвергаться сотрясениям или вибрации.
Весы необходимо предохранять от воздействия воздушных пото-
ков, а также одностороннего нагревания или охлаждения.
Рис. 1.
А. Весы технические ВТК-500:
/ — тумблер включения; 2—руч-
ка смены гирь; 3 — экран опти-
ческой шкалы; 4—чашка весов;
5 — компенсатор нуля шкалы;
6 —указатель нуля шкалы; 7—
уровень; 8— регулируемые опор-
ные ножки
Б. Весы технические электрон-
ные с цифровой индикацией:
1 — кнопка включения электро-
питания; 2 — кнопка режима
взвешивания; /—дисплей; 4 —
чашка весов
16
Перед взвешиванием проверяют установку весов по уровню и
добиваются строго горизонтального положения их корпуса враще-
нием винтовых опорных ножек. Включают весы в сеть с помощью
вилки электропитания и тумблера 1 и регулируют положение ну-
левой отметки шкалы. Для взвешивания груз кладут на чашку ве-
сов и снимают отсчет, который складывается из показаний перво-
го отсчетного окна (если пользовались гиревым механизмом), ос-
новной шкалы и нониуса.
При взвешивании на весах ВЛК.Т-500М легкую тару можно
скомпенсировать. Для этого, не снимая тары с чашки весов, руч-
ку-компенсатор поворачивают против часовой стрелки до совпа-
дения нулевой отметки со шкалой нониуса. Затем взвешиваемое
вещество помещают в тару и снимают отсчет. Полученные показа-
ния весов будут соответствовать массе вещества без учета тары.
После взвешивания тару с навеской снимают с чашки весов и
поворотом ручки-компенсатора по часовой стрелке устанавлива-
ют шкалу в начальное (нулевое) положение. По окончании работы
выключают тумблер и отключают весы от сети.
Аналитические механические и электрон-
ные весы. Это очень чувствительные приборы, позволяющие
взвешивать с точностью до 0,1—0,01 мг. Надежность и продолжи-
тельность работы весов зависит от строгого соблюдения правил их
эксплуатации. Аналитические весы устанавливают в весовой ком-
нате на массивном деревянном или мраморном столе, прикреплен-
ном кронштейнами к капитальной стене. Весовая комната должна
быть защищена от попадания паров агрессивных веществ, прямых
солнечных лучей, сквозняков и резкого перепада температуры.
В агрохимических исследованиях используют аналитические
весы двухчашечные (равноплечие) — АВД-200, АВД-200М и др.,
одночашечные полуавтоматические ВАО-200, А-200 и др. и авто-
матические с зеркальной или цифровой индикацией (рис. 2).
Взвешивание на таких весах требует мало времени, что позволяет
Рис. 2. Весы аналитические:
А — полуавтоматические: 1 — ручка арре-
тирования весов; 2—ручки смены гирь.
Б — автоматические электронные весы
с цифровой индикацией
2-8539
17
использовать их в массовых анализах почвы и растений. При взве-
шивании на полуавтоматических весах граммовые и миллиграм-
мовые разновески накладывают с помощью дисковых лимбов, ты-
сячные и десятитысячные доли грамма отсчитывают по шкале.
При использовании автоматических безгиревых весов масса взве-
шиваемого предмета высвечивается на цифровом табло.
Перед взвешиванием правильность установки весов проверяют
по уровню или отвесу. Затем их включают в сеть и при открытом
арретире проверяют и регулируют положение нулевой точки. При
ненагруженных весах нуль шкалы должен точно совпадать с вер-
тикальной линией (риской) смотрового окна. Если такого совпа-
дения нет, его можно добиться вращением в ту или иную сторону
регулировочного винта, находящегося над ручкой арретира. При
большом отклонении стрелки, когда смещением смотровой щели
нельзя добиться нулевого положения шкалы, равновесие устанав-
ливают левой или правой балансировочной гайкой коромысла, от-
крыв верхнюю крышку весов.
Поместив взвешиваемый предмет на левую чашку равноплечих
весов (АВД-200, АВД-200М) и накладывая гирьки на правую чаш-
ку, добиваются смещения стрелки весов с крайнего правого поло-
жения. Затем, закрыв дверцы, накладывают с помощью дисковой
рукоятки (лимба) десятые и сотые доли грамма. Для этого вначале
поворачивают на определенное число делений внешний диск, а
затем внутренний, добиваясь установления стрелки в нулевое или
близкое к нему положение. При каждом очередном повороте дис-
ка с разновесами весы предварительно арретируют. Определив
массу взвешиваемого предмета с точностью до 0,01 г, по шкале
находят тысячные (крупные деления шкалы) и десятитысячные
доли грамма. Во время взвешивания дверцы весов должны быть
закрыты. При помещении взвешиваемого вещества и разновесов
открывают плавно дверцы. Взвешивание любого вещества прово-
дят только в стеклянной (бюкс, часовое стекло) или керамической
таре. После окончания работы весы арретируют, граммовые гирь-
ки убирают пинцетом (их нельзя трогать руками) в соответствую-
щие гнезда коробки разновесов, миллиграммовые гирьки снима-
ют с плеча коромысла поворотом большого или малого лимба.
Приборы для определения гранулометрического состава удобре-
ний и статической прочности их гранул. Прибор для опреде-
ления гранулометрического состава удобрений
РКФ-2У (рис. 3). Он состоит из основания, набора сит со встав-
кой и поддонами, электромагнитного вибратора и пульта управ-
ления.
Гранулометрический состав минеральных удобрений оказывает
большое влияние на равномерность их внесения, слеживаемость и
эффективность применения. Для проведения гранулометрическо-
18
го анализа рукояткой регулирования напряжения устанавливают
необходимую амплитуду колебаний (от 0,1 до 2,5 мм) вибрацион-
ной системы (стола с ситами). В верхнее сито засыпают опреде-
ленное количество (100—250 г) удобрений и рукояткой реле вре-
мени устанавливают требуемую экспозицию просеивания.
После автоматического выключения прибора оставшуюся на
каждом сите фракцию удобрения взвешивают на технических ве-
сах и ее массу выражают в процентах массы удобрения, взятого
для анализа.
Прибор для определения статической прочно-
сти гранул уд обрений ОСПГ-1М. Предназначен для оцен-
ки статической прочности гранул и брикетов минеральных удобре-
ний и кормов при анализе их на прочность и слеживаемость (рис. 4).
Принцип работы прибора состоит в следующем: гранулу удоб-
рения или корма помещают на предметный столик, который пос-
ле включения тумблера в положение «Рабочий ход» начинает пе-
ремещаться кверху до соприкосновения гранулы со штоком сило-
измерительного механизма. При дальнейшем движении столика
Рис. 3. Прибор РКФ-2У для опреде-
ления гранулометрического состава
удобрений:
1 — набор сит; 2— реле времени
Рис. 4. Прибор ОСПГ-1М для опреде-
ления статической прочности гранул
удобрений:
Г—шкала; 2— шток силоизмерительного
механизма; 3 — предметный столик; 4 —
пульт управления
2*
19
нагрузка на гранулу возрастает до критической, в результате чего
гранула разрушается. Усилие в момент разрушения гранулы (в
ньютонах, Н) фиксируется на шкале прибора.
Мешалки (рис. 5). Используют для перемешивания суспензии
почвы или растительного материала, они бывают одно- и много-
позиционные. Перемешивание жидкой фазы с твердой достигает-
ся благодаря возвратно-поступательному или круговому движе-
нию сосудов с жидкостью, закрепленных на платформе мешалки.
Мешалки, как правило, снабжены регулятором скорости и амп-
литуды колебаний и реле времени, позволяющим выдерживать
строго определенную экспозицию перемешивания. При проведе-
нии массовых агрохимических анализов используют многокассет-
ные мешалки и ротаторы. Каждая унифицированная кассета имеет
10—20 гнезд, в которые помещают пластиковые стаканчики, быто-
вые (майонезные) банки или бутылки вместимостью 200—350 см3.
Мельницы для размола растительных материалов. Служат для
грубого (предварительного) или тонкого помола образцов корма и
растений, поступающих на анализ в агрохимические лаборатории.
В зависимости от массы размалываемого образца и требований,
предъявляемых к тонине помола, пользуются напольными мель-
ницами для грубого помола образцов (до размера частиц 1 —2 мм)
и настольными лабораторными мельницами, позволяющими по-
лучить тонкий помол с размером частиц 0,1—0,3 мм.
Отечественная промышленность выпускает несколько типов
мельниц, в том числе МРП-1, МРП-2, получивших широкое при-
менение в агрохимических лабораториях (рис. 6). Предназначены
Рис. 5. Универсальная лабораторная
мешалка:
1 — корпус с электроприводом; 2— включатель
электропитания; 3 — таймер; 4— блок управле-
ния с реле времени; 5—рабочая платформа;
6— передвижные держатели колб
Рис. 6. Мельница лабораторная
МРП-1 для размола растительных
образцов:
/ — кастрюля для размола образцов;
2— электродвигатель; 3— корпус; 4—
блок управления
20
Рис. 7. Мельница лабораторная для тонкого размола сы-
рых и сухих растительных образцов:
/ — кастрюля для размола образцов; 2— корпус с электродвига-
телем; 3 — пульт управления
они для размола стеблей, зерна и семян мас-
личных культур при содержании в них влаги
от 2 до 14 %. Мельница состоит из корпуса,
камеры размола, электропривода и пульта
управления. Основной рабочий орган — ме-
таллический нож, вращающийся в большом
алюминиевом стакане с частотой 7300 обо-
ротов в минуту.
Реле времени позволяет устанавливать
необходимое время размола, по истечении
которого мельница автоматически выключа-
ется. Производительность мельницы МРП-1
в зависимости от массы, влажности и степени помола раститель-
ного материала колеблется от 5 до 20 образцов в час. При неудов-
летворительной тонине помола размол всего образца или его час-
ти повторяют 2—3 раза.
Для тонкого помола сухого растительного материала массой
50—100 г, а также сырых проб массой 50—250 г используют высо-
кочастотные лабораторные мельницы (рис. 7) типа «Варинг». Для
размола небольших проб (до 30 г) применяют настольные мельни-
цы (кофемолки) типа «Пируэт».
1.5.	ПОДГОТОВКА ХИМИЧЕСКОЙ ПОСУДЫ
Точность и воспроизводимость результатов агрохимических
анализов в значительной степени зависят от чистоты химической
посуды. Требования, предъявляемые к чистоте посуды, определя-
ются чувствительностью метода и видом анализа. Чем больше чув-
ствительность метода, тем выше требования, предъявляемые к чи-
стоте используемой посуды. Так, если при повторном использова-
нии посуды для определения pH или минерального азота в почве
достаточно вымыть ее водопроводной и дистиллированной водой,
то при определении микроэлементов посуда должна быть идеаль-
но вымыта с помощью специальных моющих средств и комплек-
сонов, не содержащих следов этих элементов.
Таким образом, для правильного мытья посуды необходимо
знать свойства веществ, загрязняющих посуду, чувствительность
применяемого метода анализа, свойства и химический состав мо-
21
ющих средств. При выборе моющих средств учитывают их сто-
имость, доступность и безопасность для персонала. Целесообраз-
но использовать наиболее дешевые и безопасные средства, если
при этом не снижается качество мытья посуды и анализа.
В лабораторной практике посуду наиболее часто моют водой,
мыльным или содовым растворами, растворами орто- и полифос-
фатов, хромовой смесью, кислотами и щелочами.
Если химическая посуда не загрязнена жирами или другими
нерастворимыми в воде веществами, то ее моют, как правило, с
помощью ершей и щеток теплой водопроводной водой. При этом
следят за тем, чтобы нижний конец ерша не ударял в дно мою-
щейся посуды и не разбил ее. Вымытую посуду ополаскивают 2—
3 раза дистиллированной водой и сушат.
Хорошим средством для обезжиривания посуды и удаления
следов жира, а также адсорбированных на стеклах химической
посуды минеральных и органических веществ являются: каль-
цинированная (Na2CO3) и питьевая (NaHCO3, гидрокарбонат
натрия) сода, мыло, ортофосфат натрия (Na3PO4), тетранатрий-
пирофосфат (Na4₽2O7), а также бытовые моющие средства (в
состав которых входят 10—40 % поли- и пирофосфатов натрия и
калия) и их смеси.
При выборе моющих средств необходимо знать их химический
состав и учитывать, что стеклянная посуда довольно прочно ад-
сорбирует и длительное время удерживает на своей поверхности
ионы тяжелых металлов, фосфорных кислот, красителей. Поэтому
посуду, используемую для определения фосфора, нельзя мыть
средствами, содержащими фосфаты; при определении хрома не
следует для мытья посуды использовать хромовую смесь. Необхо-
димо строго придерживаться правила, согласно которому в сред-
ствах, предназначенных для мытья посуды, не должны присут-
ствовать определяемые элементы, это особенно важно при анали-
тической работе с микроэлементами и тяжелыми металлами.
Химическая посуда быстрее и лучше отмывается, если наряду с
моющими средствами применяют кусочки фильтровальной бума-
ги. Для устранения накипи и плотных осадков недопустимо ис-
пользовать песок, так как образующиеся на стекле царапины в
дальнейшем способствуют увеличению степени загрязнения посу-
ды, а также уменьшают ее прочность.
Универсальное средство для мытья сильно загрязненной хими-
ческой посуды — хромовая смесь. Безводную 5—6%-ную смесь го-
товят путем растворения 9—11 г дихромата калия (К2Сг2О7) или
дихромата натрия (Na2Cr2O7) в 100 см3 концентрированной сер-
ной кислоты (пл. 1,84 г/см3). Хромовая смесь является сильным
окислителем в результате выделения атомарного кислорода. Этой
смесью следует мыть сухую посуду. Особенно интенсивно проис-
22
ходит окисление органических и минеральных соединений хро-
мовой смесью при повышении ее температуры до 50—60 °C
(323—333 К). При работе с безводной хромовой смесью необхо-
димо соблюдать особые меры предосторожности. Все работы
проводят в резиновых перчатках в вытяжном шкафу. При попа-
дании на кожу хромовая смесь (особенно горячая) вызывает глу-
бокие, долго не заживающие раны. С органическими жидкостя-
ми (спиртами, жирами, эфиром и др.) безводная хромовая смесь
реагирует взрывом.
Для мытья посуды часто используют 3—4%-ные растворы би-
хромата натрия или калия в 60—65%-ном растворе серной кисло-
ты. Для приготовления водной хромовой смеси 7—9 г бихромата
натрия растворяют в 100 мл воды, затем к нему осторожно добав-
ляют 100 см3 концентрированной серной кислоты. В качестве мо-
ющего средства, значительно превосходящего по окислительной
способности хромовую смесь, часто используют 15%-ный раствор
бихромата калия в концентрированной азотной кислоте. Работу с
этой смесью проводят только в вытяжном шкафу под тягой, так
как постоянно выделяющиеся оксиды азота могут вызвать отрав-
ление.
При мытье химической посуды хромовой смесью, приготов-
ленной на основе серной и азотной кислот, смесь в посуду нали-
вают цилиндром или пипеткой с грушей по 10—20 см3 и медлен-
ным вращением колбы или стакана добиваются полного смачива-
ния хромовой смесью всей поверхности стенок. Затем хромовую
смесь для повторного использования сливают обратно или в от-
дельную посуду. Обработанную хромовой смесью посуду оставля-
ют на 15—20 мин, потом моют водопроводной и дистиллирован-
ной водой. Признаком непригодности хромовой смеси после ее
многократного использования служит изменение окраски от тем-
но-оранжевой до темно-зеленой.
При отсутствии бихромата калия или натрия хорошим мою-
щим средством может служить 5%-ный раствор КМпО4 в 3—
5%-ной серной кислоте или в 10—20%-ном растворе NaOH.
Бурый налет (осадок оксида марганца), появляющийся на стен-
ках посуды при ее мытье раствором перманганата калия, можно
удалить раствором сульфата закисного железа, солью Мора
[(NH4)2SO4  FeSO4 • 6Н2О] или раствором NaHSO3.
Эффективным моющим средством является также смесь Кома-
ровского, представляющая собой 3%-ный раствор пероксида во-
дорода в 10%-ной соляной кислоте. Приготовляют ее путем сме-
шивания равных объемов 6%-ного раствора пероксида водорода с
20%-ной соляной кислотой.
Сильно загрязненную жирами или маслами химическую посуду
сначала моют органическими растворителями — ацетоном, спир-
23
том, бензином, эфиром, а затем после ополаскивания водой, хро-
мовой или другой окисляющей смесью сушат.
При отсутствии органических растворителей жировую и масля-
ную пленку с посуды можно легко удалить концентрированным
(30—40%-ным) раствором щелочи (NaOH или КОН) или 5%-ным
раствором КМпО4.
Загрязненные пробирки, пипетки, бюксы, тигли и другую мел-
кую посуду помещают в высокий стеклянный сосуд или цилиндр
и заливают хромовой или другой моющей смесью. По истечении
необходимого времени смесь сливают обратно, а посуду промыва-
ют водой и сушат. У хорошо вымытой посуды на ее стенках отсут-
ствуют капли воды.
1.6.	ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ РАСТВОРОВ
Общие сведения о растворах. Приготовление и правильное хра-
нение растворов имеют первостепенное значение в аналитической
работе. В агрохимических исследованиях наиболее широко ис-
пользуют объемные методы количественного анализа, основанные
на измерении объема израсходованного раствора с точно установ-
ленной концентрацией вещества. С приготовлением растворов
приходится также постоянно сталкиваться при постановке лабо-
раторных и вегетационных опытов, использовании химических,
инструментальных и других методов анализа почв, растений и
удобрений.
Любой раствор состоит из растворителя и растворенного в нем
вещества. Как правило, растворителем считается тот компонент,
который в растворе находится в таком же агрегатном состоянии,
что и до растворения. Например, в водном растворе сахарозы
(твердое вещество) растворителем служит вода. При приготовле-
нии растворов из компонентов, находящихся в одном и том же аг-
регатном состоянии (жидком, газообразном), растворителем на-
зывают то вещество, которое преобладает в этом растворе. Напри-
мер, в зависимости от соотношения количества спирта и воды
приготовленный раствор может быть раствором спирта в воде или
воды в спирте. Аналогично и для неводных растворов недиссоци-
ированных веществ.
В растворах электролитов независимо от соотношения компо-
нентов электролиты рассматривают как растворенные вещества
(например, 96%-ный раствор серной кислоты в воде, 65%-ный ра-
створ нитрата кальция).
Растворы представляют собой гомогенные однофазные систе-
мы переменного состава двух или нескольких компонентов. В за-
висимости от агрегатного (фазового) состояния составляющих ве-
24
ществ растворы могут быть жидкими, твердыми и газообразными.
В агрохимической практике чаще всего приходится иметь дело с
жидкими водными растворами.
Важнейшей характеристикой раствора является его концентра-
ция — количество растворенного вещества (компонента), содержа-
щегося в определенной массе или объеме раствора или раствори-
теля. Наиболее часто в аналитической работе применяют следую-
щие способы выражения концентрации: массовая концентрация
(доля), молярная концентрация, молярная концентрация эквива-
лента (нормальность раствора), объемная концентрация (доля),
титр раствора и др.
Массовая концентрация (доля) — безразмерная величина, ее вы-
ражают чаще всего в долях единицы, например 0,25, и в сотых до-
лях — процентах (%). В очень разбавленных растворах (0,1 %) мас-
совую долю растворенного вещества выражают в тысячных до-
лях — промилле и обозначают %о или ppt, а также в миллионных
долях (млн-1, мг/кг, ppm). Нередко концентрацию витаминов и
других биологически активных веществ выражают в миллиграмм-
процентах (мг%) — это количество мг вещества в 100 г массы или
100 мл (см3) раствора. Массовую концентрацию (долю) определя-
ют как частное от деления массы растворенного вещества на массу
раствора.
Молярную концентрацию выражают в моль/м3, моль/дм3, моль/см3,
моль/л, ммоль/л (миллимоль/литр), моль/мл. В агрохимических
исследованиях предпочтительнее выражать концентрацию раство-
ров в моль/л или ммоль/мл, принимая, что 1 дм3 в точности равен
1 л, а 1 см3 — 1 мл. Моль соответствует массе вещества, которая
содержит 6,02 - Ю23 молекул (ионов).
В объемных стехиометрических реакциях наиболее удобно ис-
пользовать эквивалентные (равноценные) растворы. Все вещества
реагируют между собой эквивалентами (закон кратных отноше-
ний Дальтона). Эквивалентом называют частицу вещества (или
кратную часть ее), которая в кислотно-основных реакциях эквива-
лентна одному иону водорода (взаимодействует с одним ионом
водорода), в окислительно-восстановительных реакциях — одно-
му электрону, в обменных реакциях между солями — единице за-
ряда (однозарядному катиону или аниону).
Молярная масса эквивалента (эквивалентная масса) в зависи-
мости от характера реакций может быть различной. Массу одного
моля эквивалента вещества (эквивалентную массу) в кислотно-
основных реакциях определяют путем деления молекулярной мас-
сы вещества на основность кислоты или кислотность основания, в
окислительно-восстановительных реакциях — путем деления мо-
лекулярной или атомной массы на количество электронов, приня-
тых или отданных веществом (атомом или ионом) в данной реак-
25
ции. Так, например, эквивалентная масса КМпО4 в зависимости
от количества электронов марганца, принимающих участие в
окислительно-восстановительных реакциях, может быть равной
молекулярной массе —158 г, если участвует один электрон, 1/2
массы, если участвуют два электрона, и 31,6 г, если принимают
участие пять электронов.
Моль любого вещества представляет собой такое его количе-
ство, выраженное в граммах, в котором число частиц вещества
равно числу атомов в 12 г углерода (12С), т. е. числу Авогадро —
6,02  1023 частиц. Таким образом, моль является средством (свое-
образным метром) подсчета атомов, ионов и молекул порциями
по 6,02  1023 частиц. Для приготовления молярных растворов не-
обходимо знать химическую формулу вещества и по ней рассчи-
тать массу молекулы, которая равна количеству вещества в грам-
мах, численно равному его молекулярной массе, выраженной в
атомных единицах массы.
Виды растворов. Водные растворы в зависимости от содержа-
ния в них вещества бывают разбавленные, концентрированные и
насыщенные, а по точности их приготовления — приближенные
и титрованные (точные). Концентрацию вещества приближенных
растворов чаще всего выражают в массовых или объемных про-
центах, точных растворов — молярностью (моль/л), нормальнос-
тью (моль экв/л), моляльностью (моль/кг) и титром (г/дм3, г/см3
или г/мл).
Все перечисленные растворы готовят только на дистиллиро-
ванной или деминерализованной воде.
Процентными называют растворы, содержащие извест-
ное количество частей какого-либо вещества в 100 частях раство-
ра, выраженных в одних и тех же единицах массы или объема. От-
сюда массовые проценты — масса вещества в граммах, растворен-
ного в 100 г раствора (но не в 100 см3 растворителя или раствора).
Например, 10%-ный раствор хлорида калия содержит 10 г КС1 в
100 г раствора, т. е. для его приготовления необходимо взять 10 г
соли и 90 г воды.
Объемные проценты — число объемов растворенного вещества
(газа или жидкости) в 100 объемах раствора. Например, 40%-ный
раствор этилового спирта содержит 40 см3 спирта в 100 см3 раство-
ра, или примерно 34 г спирта на 100 г раствора, т. е. 34 массовых
процента.
Следует отметить, что приготовление объемных растворов
жидкостей связано с определенными затруднениями в расчетах,
вызванными тем, что при смешивании разных жидкостей их
суммарный объем может изменяться вследствие межмолекуляр-
ного взаимодействия веществ. Поэтому кратность раствора
обычно не пропорциональна концентрации вещества. В этих
26
случаях следует пользоваться справочными таблицами и арео-
метром.
Молекулярная масса вещества в отличие от эквивалентной мас-
сы не зависит от основности кислот, кислотности оснований и ха-
рактера протекающих окислительно-восстановительных реакций.
Моль любого вещества содержит всегда одно и то же количество
молекул. Молярность обозначается символом М, например, за-
пись 1,5 М КС1 означает, что в 1 л (дм3) раствора содержится (ра-
створено 111,8 г) полтора моля КС1. Для получения правильного
молярного раствора вещество сначала растворяют в меньшем
объеме воды, а затем осторожно добавляют воду до нужного объе-
ма. Особую осторожность следует соблюдать при получении ра-
створов кислот.
Для приготовления деци-, санти- и миллимолярных растворов
в 1 л (дм3) растворяют соответственно 0,1; 0,01 и 0,001 моля веще-
ства. Например, для приготовления 1 М раствора серной кислоты
необходимо в 1 л растворить 98,08 г H2SO4; 0,1 М — 9,81; 0,01 М —
0,98; 0,001 М - 0,098 г.
Следует отметить, что растворы многих солей подчиняются
правилу аддитивности объемов, т. е. суммарный объем раствора
приближенно равен исходному объему растворителя плюс объем
(масса, поделенная на плотность) растворяемого вещества.
Пользоваться правилом аддитивности следует осторожно, так как
ошибка может составлять 1—5 %.
Концентрацию раствора иногда выражают в молях на 1 кг чис-
того растворителя (но не раствора) — моляльностью. Моляльность
обозначается символом Мл. Для приготовления, например, 1 Мл
раствора КС1 следует растворить 74,55 г (моль) соли в 1 кг (или в
1 л) воды. Объем полученного раствора будет равен примерно
1036 мл. Если в качестве растворителя используют не воду, а дру-
гие жидкости, то при переводе от массы в объем необходимо учи-
тывать их плотность.
Нормальными называют растворы, содержащие в 1 л
один моль эквивалентов (моль-эквивалент) какого-либо веще-
ства, т. е. количество граммов вещества, численно равное его
молярной эквивалентной массе. Численное значение молярной
эквивалентной массы (эквивалента) определяется молекуляр-
ной (для элементов — атомной) массой и характером протекаю-
щих реакций. Молярный эквивалент любого вещества равноце-
нен (химически эквивалентен) 1 молю ионов (атомов) водорода
или 0,5 моля кислорода. Следовательно, моль эквивалента ве-
щества является единицей измерения количества зарядов ионов
или электронов порциями по 6,02 • 1023 частиц, участвующих в
химических реакциях, а эквивалентная масса показывает,
сколько граммов вещества необходимо взять, чтобы в химичес-
27
кой реакции приняло участие 6,02  1023 (1 моль) электронов или
зарядов ионов.
Для определения молярной эквивалентной массы (Эм) какого-
либо вещества необходимо его молекулярную (или атомную) мас-
су разделить: для веществ, вступающих в реакции обмена, — на
число зарядов обменивающихся ионов; для веществ, вступающих
в реакции нейтрализации, — на число ионов водорода или гидро-
ксила, участвующих в реакции; при окислительно-восстанови-
тельных реакциях — на число электронов, отдаваемых восстано-
вителем или принимаемых окислителем.
Для кислот, способных высвобождать один ион водорода (про-
тон) на молекулу (например, НС1, HNO3, СН3СООН), эквивалент-
ная масса равна молекулярной. Точно так же для NaO Н, КОН экви-
валентные и молекулярные массы совпадают. Для двухосновных
кислот, способных высвобождать два иона водорода на молекулу
(H2SO4, Н2СО3, янтарная, щавелевая кислоты и др.) в зависимости
от условий реакции, эквивалентная масса равна половине, если два
иона водорода принимают участие в реакции, или всей молекуляр-
ной массе, если участвует один ион водорода. Для трехосновных,
например фосфорной (Н3РО4) и лимонной кислот, мольная масса
эквивалента (т. е. масса кислоты в граммах, которая образует один
моль ионов водорода) может быть равна молекулярной массе, поло-
вине ее и одной трети молекулярной массы кислот.
В целом для солей, кислот и оснований эквивалентную массу
находят путем деления молекулярной массы на суммарный заряд
положительных (или отрицательных) ионов молекулы, при-
нимающих участие в химических реакциях.
Нормальность раствора выражают буквами н. или п. В анали-
тической работе обычно используют 1,0—0,001 н. растворы; более
разбавленные растворы неустойчивы при хранении и быстро пор-
тятся.
Титрованные растворы являются основными рабо-
чими растворами при объемном количественном анализе в агро-
химических исследованиях. Концентрацию вещества титрован-
ных растворов выражают, как правило, нормальностью или мо-
лярностью. Массовую концентрацию, выраженную в граммах ве-
щества в миллилитре, называют титром. Концентрация раствора
через его титр (г/см3 или г/мл) выражается редко, однако произ-
водный от него термин титрование — определение концентра-
ции вещества исследуемого раствора по количеству миллилитров
израсходованного раствора с известной концентрацией — широ-
ко используют при объемном анализе. Согласно современной
терминологии титрованным раствором называют любой раствор
(нормальный или молярный) с точно установленной концентра-
цией вещества.
28
Стандартным (эталонным, или образцовым) называют
раствор, в 1 дм3 (см3 или 1 мл) которого содержится определенное
(удобное для пользования, например I мг, 5 или 10 мг/см3) коли-
чество какого-либо элемента или вещества. Эталонные растворы
широко используют для калибровки приборов при колориметри-
ческом, пламенно-эмиссионном, газохроматографическом и дру-
гих инструментальных методах анализа. В зависимости от вида
анализа и разрешающей способности используемых приборов
концентрация рабочих эталонных растворов может варьировать от
10-2 до 10-8 г/мл.
Приготовление растворов. Приготовление растворов требует оп-
ределенных знаний, практических навыков и аккуратности. Не-
соблюдение условий приготовления и хранения растворов отрица-
тельно сказывается на достоверности и воспроизводимости ре-
зультатов анализа. Для приготовления водных растворов необхо-
димо использовать дистиллированную или деминерализованную
воду, а при работе с микроэлементами — бидистиллированную
воду или воду, полученную в кварцевых перегонных аппаратах.
Большие количества растворов готовят обычно в бутылях, ем-
кость которых должна на 10—15 % превышать объем приготовляе-
мого раствора. Небольшое количество раствора готовят в мерных
колбах емкостью 0,1—2 л с притертыми пробками.
Посуда должна быть чистой. Бутыли большой емкости предва-
рительно градуируют восковым карандашом, отмечая каждый раз
на внешней стенке бутыли объем прилитой в нее (цилиндром или
мерной колбой) воды до тех пор, пока бутыль не заполнится до
плеча.
Приготовление приближенных растворов.
При подготовке приближенных процентных, молярных и нор-
мальных растворов высокой точности не требуется, поэтому их
приготовление значительно упрощается вследствие того, что отпа-
дает необходимость устанавливать коэффициент поправки к кон-
центрации раствора. Навеску можно брать на технических или
технохимических весах; массу навески и расчеты округляют до де-
сятой доли числа или до целой цифры.
Приготовление массовых процентных раство-
ров. Приготовляя процентные растворы из безводных солей и
других твердых соединений, необходимую навеску вещества поме-
щают в сухую чистую посуду (стакан, склянку) и растворяют ее
сначала примерно в половине отмеренного количества воды, а
после растворения вещества добавляют оставшуюся воду и ра-
створ тщательно перемешивают. Например, для приготовления
1 кг 5%-ного раствора сульфата меди 50 г ее безводной соли
(CuSO4) растворяют в 950 г воды. Так как при комнатной темпера-
туре удельная масса (плотность) воды несущественно отличается
29
от единицы, то вместо взвешивания воду обычно берут мерным
цилиндром.
Приготовляя процентные растворы солей, содержащих крис-
таллизационную воду постоянного состава, в расчетах учитывают
массу воды, входящей в состав соли, т. е. массу навески водной
соли увеличивают во столько раз, во сколько ее молекулярная
масса больше молекулярной массы безводной соли. Например,
чтобы приготовить 5%-ный раствор сульфата меди из ее водной
соли (CuSO4  5Н2О), нужно 78 г растворить в 922 мл воды. Многие
соли в зависимости от условий хранения и относительной влаж-
ности воздуха имеют непостоянный состав кристаллизационной
воды, что значительно осложняет взятие навески. Растворы необ-
ходимой концентрации солей с переменным водным составом го-
товят, измеряя их плотность ареометром (денсиметром) и сопос-
тавляя со справочными таблицами плотности. При отсутствии
ареометра соли предварительно сушат до безводного состояния.
Аналогичным образом готовят растворы кислот и щелочей. Од-
нако при их приготовлении следует соблюдать необходимые меры
предосторожности, так как растворение концентрированных кис-
лот и твердых щелочей всегда сопровождается выделением боль-
шого количества теплоты, что может приводить к разбрызгиванию
раствора или растрескиванию стеклянной посуды. Поэтому гид-
роксид натрия или калия растворяют в фарфоровых или термо-
стойких химических стаканах в вытяжном шкафу при постоянном
перемешивании и охлаждении.
Для приготовления растворов кислот необходимое количество
концен трированной кислоты берут дозатором или мерным цилин-
дром и осторожно (особенно при работе с серной кислотой) при-
ливают в воду. Часть воды, отмеренной для приготовления раство-
ра, всегда оставляют для ополаскивания используемой посуды.
Смыв после ополаскивания присоединяют к общему раствору.
Например, для приготовления 1 кг 10%-ного раствора серной кис-
лоты из концентрированной (пл. 1,84 г/см3) кислоты необходимо
растворить 105 г (57,2 мл) 95,6%-ной H2SO4 в 895 мл воды. Кисло-
ту отмеряют цилиндром и приливают в воду при постоянном пе-
ремешивании стеклянной палочкой и охлаждении.
Для упрощения расчетов при получении растворов нужной
концентрации из более концентрированных растворов солей, кис-
лот и оснований путем их разбавления водой или менее концент-
рированными растворами пользуются правилом смешения (пра-
вило диагоналей). Расчет делают следующим образом. Концентра-
цию приготовляемого раствора указывают на месте пересечения
двух диагоналей, а концентрацию исходных растворов — слева у
концов диагоналей. Затем по линии каждой диагонали проводят
вычитания одного стоящего на ней числа из другого и полученную
30
разность записывают у правого конца той же диагонали. Получен-
ные числа показывают, сколько следует взять (в единицах массы)
раствора, записанного в одном и том же ряду слева, чтобы приго-
товить раствор заданной концентрации:
40%-ный
10 г (кг)
40%-ный	20 г (кг)
20%-ный
20%-ный
10%-ный
20 г (кг)
20 г(кг)
Так, для получения 20%-ного раствора из 40%-ного и 10%-ного
растворов необходимо взять 10 единиц массы (г или кг) 40%-ного
раствора и 20 единиц массы 10%-ного раствора, т. е. смешать пер-
вый (40%-ный) и второй (10%-ный) растворы в соотношении 1 : 2
(по массе). Аналогичные расчеты проводят и при разбавлении бо-
лее концентрированных растворов водой.
Например, требуется приготовить 1 кг 20%-ного раствора соля-
ной кислоты из концентрированной (40%-ной) кислоты и 10%-
ного ее раствора. Удельная плотность 40%- и 10%-ной соляной
кислоты, найденная по справочной таблице, равна соответственно
1,2 и 1,05 г/см3. Согласно правилам смешения находим, что эти
растворы необходимо взять в соотношении 10 : 20 (1: 2), т. е. нуж-
но взять 333 г 40%-ной и 667 г 10%-ной соляной кислоты. Отсюда,
учитывая плотность 40%- и 10%-ного растворов соляной кислоты,
для приготовления 20%-ного ее раствора следует взять 278 см3
40%-ного и 537 см3 10%-ного раствора соляной кислоты.
Приготовление эталонных (образцовых) раст-
воров. Концентрация рабочих эталонных растворов составляет
обычно 10“5—10“' г/см3. Взять точную навеску для приготовления
таких растворов довольно сложно, кроме того, при хранении они
быстро портятся. Поэтому в лабораторной практике готовят сна-
чала более концентрированные исходные (запасные) образцовые
растворы с содержанием 101—10~3 г/см3, из которых накануне
или в день анализа получают путем разбавления эталонные рабо-
чие растворы нужной концентрации.
Массу навески вещества (г), необходимого для приготовления
эталонного исходного раствора, рассчитывают по формуле
т = MTV/А,
где М — молекулярная масса вещества; Г—необходимое содержание элемента
или вещества, г/см3; И—объем приготовляемого раствора, мл; Л —атомная (ион-
ная или молекулярная) масса определяемого вещества, г.
31
Допустим, для спектрофотометрического определения нитрат-
ного азота необходимо приготовить 100 см3 стандартного раствора
KNO3 с содержанием азота 10-3 г/см3 (1 мг/см3). Подставляя зна-
чение молекулярной массы (М) KNO3— 101,1 и атомной массы
азота (А) — 14, находим
т = 101,1 -0,001  100:14= 0,722 г.
Если нужно приготовить 100 см3 эталонного раствора этой же
соли с содержанием 10~3 г/см3 нитратов (М нитрат-иона равна
62), то масса навески будет
т = 101,1 - 0,001  100 :62 = 0,163 г.
Приготовление нормальных растворов. Нор-
мальность выражают числом моль-эквивалентов вещества в 1 л
(дм3) раствора. Для приготовления нормальных растворов исполь-
зуют мерные колбы на 0,5—2 дм3 или предварительно отградуиро-
ванные бутыли емкостью 5—20 л. Чтобы приготовить, например,
1н. раствор хлорида калия, отвешивают на технохимических весах
74,55 г (1 моль эквивалента) соли и переносят в мерную колбу
объемом 1 дм3. Затем в колбу наливают около половины ее объема
дистиллированной воды и перемешивают до полного растворения
соли, после чего объем раствора доводят до метки и тщательно пе-
ремешивают.
Для приготовления нормальных растворов кислот и оснований
необходимо знать химизм протекающих реакций. Так, при взаи-
модействии фосфорной кислоты с раствором гидроксида калия в
зависимости от соотношения кислоты и основания мотуг образо-
вываться соли КН2РО4, К2НРО4 или К3РО4. Молярная эквивалент-
ная масса КОН равна 56,1 г. Молярная эквивалентная масса фос-
форной кислоты в случае образования однозамещенного фосфата
калия равна ее молекулярной массе — 98 г, двухзамещенного —
49 г, трехзамещенного — 32,7 г. Отсюда для приготовления 1 л 1 н.
раствора фосфорной кислоты в первом случае необходимо взять
98 г (54 см3), во втором — 49 (27 см3), в третьем — 32,7 г (18 см3)
98%-ной Н3РО4.
Для приготовления 1 дм3 1 н. серной кислоты необходимо взять
49,04 г H2SO4 (1 моль-эквивалент). Раствор готовят следующим
образом. В мерную колбу объемом 1 л приливают примерно
0,5 дм3 дистиллированной воды, а затем мерным цилиндром
27,8 см3 (49 г) 96%-ной H2SO4. После перемешивания и охлажде-
ния раствор доводят до метки и снова перемешивают.
Приготовление титрованных растворов. Титрованный раствор —
основной рабочий раствор в объемном анализе. Поскольку содер-
32
жание определяемого вещества рассчитывают по объему титро-
ванного раствора, израсходованного на титрование, достоверность
анализа зависит от тщательности его приготовления. Концентра-
ция титрованного раствора должна быть определена с высокой
точностью.
В агрохимических лабораториях титрованные растворы готовят
обычно в тщательно вымытых бутылях емкостью 5—20 л, реже в
мерных колбах на 0,5—2 л. Растворы, разлагающиеся под действи-
ем света (например, AgNO3, KI), приготовляют в бутылях из тем-
ного (коричневого) стекла или обернутых в черную бумагу. Титро-
ванные растворы должны быть изолированы от атмосферного воз-
духа, так как из него могут поглощаться аммиак, диоксид углерода
и другие газы. Бутыль плотно закрывают корковой или резиновой
пробкой, снабженной трубкой с поглотителем аскаритом или на-
тронной известью.
Для приготовления титрованных растворов можно использо-
вать безводные и водные химически чистые (х. ч.) или чистые для
анализа (ч. д. а.) вещества. Если для работы используют безводные
химически чистые соли (например, КС1, KMnO4, K2Cr2O7, AgNO3
и др.), то их навеску рассчитывают исходя из химической форму-
лы с точностью до 0,0002 г. Массу навески (г) для приготовления
необходимого количества раствора рассчитывают по формуле
т ~ УЭмп,
где V— объем приготовляемого раствора, л; Эм — масса эквивалента вещества, г;
п — нормальность раствора.
Например, для приготовления 2 дм3 0,1 н. раствора KI
(М = 166,01) на аналитических весах отвешивают 33,202 г (т =
= 2-0,1  166,01 = 33,202) иодида калия, помещают в мерную кол-
бу, растворяют сначала в небольшом объеме дистиллированной
воды, а затем объем раствора доводят водой до 2 дм3.
Если титрованные растворы готовят из водных растворов со-
лей, имеющих непостоянный состав кристаллизационной воды и
веществ, содержащих трудноотделимые примеси (например,
NaOH и КОН постоянно содержат примеси карбонатов натрия
или калия), то сначала из них готовят растворы с приближенной
концентрацией (молярные или нормальные), а затем точно уста-
навливают концентрацию (титр) приготовленного раствора и вво-
дят коэффициент поправки к концентрации (к титру). Коэффици-
ент поправки (К) показывает, на сколько концентрация приготов-
ленного раствора отличается от заданной, т. е. выражает отноше-
ние реальной концентрации к заданной, и на сколько нужно
умножить объем приготовленного раствора, чтобы получить
3 - 8539
33
объем раствора точно заданной концентрации или на сколько сле-
дует умножить заданную нормальность (молярность), чтобы полу-
чить фактическую. Таким образом, если коэффициент поправки к
титру больше единицы, то он приготовлен более концентрирован-
ным и его израсходуется меньше, чем необходимо.
Приготовление титрованных растворов из
стандарт-титра (фиксанала). Для быстрого приготовле-
ния точных растворов наиболее удобно пользоваться фиксаналом
(стандарт-титром). Он представляет собой стеклянную запаянную
ампулу, содержащую строго определенное количество вещества в
сухом (карбонат натрия, перманганат калия, щавелевая кислота и
др.) или в жидком (растворы кислот и оснований) виде. Стандарт-
титры изготовляют в заводских условиях в специальных лаборато-
риях. Продают их в картонной коробке, содержащей обычно
10 ампул, на каждой из ампул имеется надпись с указанием фор-
мулы и количества вещества.
Исходные вещества, содержащиеся в фиксанале, соответствуют
квалификации х. ч. или ч. д. а. В каждой ампуле обычно содержит-
ся 0,1 моль эквивалента, реже —0,01 моль эквивалента вещества.
При растворении содержимого ампулы в 1 л получают точно 0,1 н.
или 0,01 н. растворы. Фиксаналы, в которых вещество находится в
сухом виде, и фиксаналы кислот хорошо сохраняются длительное
время (до 10 лет и более). Срок годности фиксаналов щелочей не
превышает 6 мес вследствие выщелачивания стекла и образования
осадка аморфной соли кремниевой кислоты.
Для приготовления титрованного раствора из фиксанала пред-
варительно вымытую дистиллированной водой ампулу разбивают
над воронкой бойком, входящим в набор фиксаналов, и ее содер-
жимое переносят в мерную колбу. Затем в верхней части ампулы
стеклянной палочкой пробивают другое отверстие и через него
внутренние стенки ампулы тщательно ополаскивают водой с по-
мощью промывал ки. Аккуратно приготовленный титрованный ра-
створ достаточно точен и не требует введения поправки к концен-
трации.
Если растворы из фиксаналов приготовляют в немерной по-
суде (градуированных бутылях и склянках), необходимо допол-
нительно установить титр раствора или поправку к концентра-
ции раствора. Растворы, приготовляемые из фиксаналов щело-
чей (КОН, NaOH) и гидролитически щелочных солей (Na2CO3,
CH3COONa и др.), хранящихся в жидком виде более трех меся-
цев, также требуют дополнительной проверки их концентра-
ции.
Установление точной концентрации (титра)
раствора. Титр, нормальность, молярность и коэффициент по-
правки титрованного раствора можно устанавливать по раствору,
34
аккуратно приготовленному из фиксанала; по раствору, нормаль-
ность которого точно известна благодаря введению поправочного
коэффициента, а также путем титрования взятой на аналитичес-
ких весах сухой навески вещества, химический состав которого
строго соответствует его формуле.
Так, если имеется титрованный раствор кислоты или щелочи,
приготовленный из фиксанала (А"= 1), то коэффициент поправки
к концентрации исследуемого раствора щелочи или кислоты рас-
считывают по формуле
v/vx,
где И—объем раствора, приготовленного из фиксанала, мл; Vx — объем исследуе-
мого раствора, пошедшего на титрование, см3.
Установленная с помощью коэффициента поправки {К) точная
концентрация (нормальность, молярность, титр) приготовленного
приближенного раствора может служить в дальнейшем для уста-
новления титра других приближенных растворов.
Коэффициент поправки К вновь приготовленного приближен-
ного раствора по приближенному раствору с ранее установленным
поправочным коэффициентом К\ определяют по формуле
А = VKX/Vx,
где И—объем раствора точно установленной концентрации, мл; К\ — коэффици-
ент поправки эталонного раствора; —объем исследуемого раствора, израс-
ходованного на титрование эталонного раствора.
Например, требуется установить коэффициент поправки к тит-
ру приготовленного 0,1 н. раствора щелочи по приближенному
0,1 н. раствору кислоты, имеющему коэффициент поправки кон-
центрации Кх = 0,985. Допустим, на титрование 25 см3 кислоты
пошло 25,8 см3 щелочи, в этом случае коэффициент поправки к
концентрации щелочи равен 0,954 (25 • 0,985 :25,8).
Приготовление титрованных растворов из
концентрированных растворов кислот. При от-
сутствии фиксаналов точные растворы кислот готовят из концент-
рированных кислот, плотность которых определяют ареометром
(денсиметром). Установку титра и коэффициента поправки к кон-
центрации приготовленного приближенного раствора кислоты
проводят по титрованному раствору щелочи или гидролитически
щелочной соли.
Важно отметить, что в учебных и производственных агрохими-
ческих лабораториях, выполняющих большой объем аналитичес-
ких работ, фиксаналы для приготовления растворов практически
3!
35
не используют, так как приготовленные из них растворы в 10—
20 раз дороже, чем растворы из химически чистых кислот в обыч-
ной таре.
Приготовление 0,1 н. раствора соляной (хлороводородной) кисло-
ты. Раствор готовят из концентрированной или разбавленной со-
ляной кислоты, плотность которой уточняют по ареометру. По
таблице (см. приложение 3) находят точное содержание НС1 (г/дм3)
и вычисляют объем соляной кислоты, необходимой для приготов-
ления титрованного раствора.
Предположим, необходимо приготовить 20 л 0,1 н. НС1 из кон-
центрированной соляной кислоты, плотность которой по арео-
метру равна 1,19 г/см3. Исходя из эквивалентной массы соляной
кислоты (36,46 г), для приготовления 1 л 0,1 н. ее раствора требу-
ется 3,646 г НС1, а для приготовления 20 л 0,1 н. соляной кисло-
ты — 72,92 г (3,646 • 20) НС1. Далее находят, что при температуре
20 °C концентрированная соляная кислота (пл. 1,19 г/см3) содер-
жит 451,6 г/см3 НС1. Следовательно, для того чтобы приготовить
20 л 0,1 н. НО, необходимо взять 161 см3 концентрированной со-
ляной кислоты (72,93 :451,6 = 0,161 дм3, или 161 см3).
Концентрированную соляную кислоту отмеривают цилиндром
в вытяжном шкафу и переливают в заранее отградуированную бу-
тыль, мерный цилиндр 2—3 раза ополаскивают дистиллированной
водой и объем раствора доводят водой до 20 л.
Для приготовления 1 л 0,5 н. НС1 потребуется 18,23 г (или
40 см3) концентрированной соляной кислоты (пл. 1,19), а для при-
готовления 20 л 0,5 н. ее раствора следует взять 364,6 г НС1 (или
800 см3) концентрированной кислоты.
Пользуясь приведенным расчетом, можно легко приготовить
любое количество раствора кислоты нужной концентрации.
Приготовление 0,02 н. раствора серной кислоты. Раствор готовят
из химически чистой концентрированной серной кислоты, плот-
ность которой устанавливают по ареометру. Если используют
95,7%-ную серную кислоту (пл. 1,835 г/см3), то при температуре
20 °C она содержит 1757 г/л H2SO4. Исходя из эквивалентной массы
серной кислоты (49,04), находим, что для приготовления 1 л 0,02 н.
ее раствора требуется 0,981 rH2SO4, а для приготовления 20 л 0,02 н.
раствора—19,62 г. Поскольку 1 мл концентрированной серной
кислоты (пл. 1,835) содержит 1,727 г H2SO4, то для приготовления
20 л данного раствора следует взять 11,2 см3 концентрированной
кислоты. Если требуется приготовить 20 л 0,1 н. раствора серной
кислоты, то берут 55,8 см3 (98,08 г) H2SO4 (пл. 1,835).
Техника приготовления растворов кислоты следующая. Отме-
ренный цилиндром необходимый объем концентрированной кис-
лоты осторожно приливают в предварительно отградуированную
и примерно на четверть заполненную водой бутыль. Затем раствор
36
перемешивают, доводят водой до метки и снова тщательно пере-
мешивают.
Коэффициент поправки к концентрации приготовленной кис-
лоты устанавливают по титрованному раствору гидроксида на-
трия, тетрабората натрия (буре) или карбоната натрия (соде).
Установление титра кислот. Для установления точ-
ной концентрации вновь приготовленных или длительно храня-
щихся нормальных и молярных растворов кислот используют
фиксаналы щелочей или гидролитически щелочные соли с боль-
шой молекулярной массой постоянного химического состава. Для
этих целей наиболее удобен тетраборат натрия (бура) или карбо-
нат натрия. Для получения тетрабората натрия, химический со-
став которого точно соответствует формуле Na2B4O7 • ЮН2О, его
перекристаллизовывают из насыщенного при температуре ра-
створа не выше 60 °C. При более высокой температуре раствора
бура теряет часть кристаллизационной воды и ее молекулярная
масса может меняться. Насыщенный раствор буры сначала филь-
труют, а затем фильтрат охлаждают до температуры 10—15 °C.
Образовавшиеся кристаллы отфильтровывают (лучше через во-
ронку Бюхнера) и сушат фильтровальной бумагой до тех пор,
пока мелкие кристаллы буры не будут прилипать к стеклянной
палочке. Хранят тетраборат натрия в герметичных стеклянных
банках. Большая молекулярная (381,4) и мольная массы эквива-
лента (190,7) тетрабората натрия позволяют уменьшить ошибку
при взвешивании и достаточно точно готовить растворы задан-
ной нормальности.
Для установления титра по буре ее раствор готовят такой же
нормальности, как и приближенный раствор кислоты, концентра-
ция которой подлежит определению. Так как взять точно рассчи-
танную навеску на аналитических весах довольно трудно, обычно
берут навеску, близкую к расчетной, и вводят коэффициент по-
правки к титру (нормальности). Например, для приготовления
200 см3 точно 0,01 н. раствора буры необходимо взять навеску
0,3814 г. Допустим, на аналитических весах была взята не указан-
ная навеска буры, а 0,3865 г. Отсюда коэффициент поправки к
нормальности буры равен 1,013 (0,3865:0,3814), а нормальность
приготовленного раствора —0,01013. Следует отметить, что при
более концентрированных растворах буры (0,1 н. или 1 н.) или
больших объемах коэффициент поправки вследствие уменьшения
различий между расчетной и взятой навеской приближается к
единице и им можно пренебречь.
Для установления нормальности кислоты в две-три конические
колбы емкостью 150—200 см3 наливают (точно отградуированной
пипеткой или из бюретки) по 20 или 25 см3 раствора буры, добав-
ляют 2—3 капли раствора индикатора метилового оранжевого и
37
титруют раствором кислоты. Коэффициент поправки к концент-
рации кислоты находят по формуле, приведенной на стр. 35.
Если нормальность раствора кислоты устанавливают по точно
приготовленному раствору карбоната натрия, то перед взятием
навески соль предварительно высушивают при температуре 150—
160 °C (420—430 К). Молекулярная масса Na2CO3 — 106, эквива-
лентная масса —53. Отсюда, чтобы приготовить 1 дм3 0,1 н. ра-
створа карбоната натрия, необходимо взять 5,3 г, а для приготов-
ления 1 дм3 0,02 н. раствора — 1,06 г.
Установление титра кислот по навеске гидролитически щелочной
соли. Во многих случаях для быстрого установления точной кон-
центрации кислоты нет необходимости готовить титрованные
растворы щелочи. Это можно сделать титрованием сухой навески
соли. На аналитических весах с точностью до 0,0002 г берут 2—3
примерно равные навески гидролитически щелочной соли (тетра-
бората или карбоната натрия), переносят в колбы емкостью 150—
200 см3 и растворяют ее примерно в 20—30 см3 воды. Масса навес-
ки должна быть в 20—30 раз больше титра раствора соли, эквива-
лентного нормальности кислоты, т. е. навеска соли должна быть
такова, чтобы, растворив ее в 20—30 см3 воды, получился раствор
соли, нормальность которой близка к нормальности кислоты.
Затем раствор соли титруют раствором кислоты (по метилово-
му оранжевому), концентрация которой подлежит определению.
Поправку к концентрации (титру) кислоты определяют по
формуле
K=m/VT,
где т — навеска гидролитически щелочной соли, г; И—объем кислоты, пошед-
шей на титрование соли, см3; Г—титр соли, точно соответствующий нормальнос-
ти приготовляемого раствора кислоты, г/см3.
Например, требуется установить коэффициент поправки к
концентрации приближенного 0,1 н. раствора НС1 по навеске тет-
рабората натрия (буре). Молекулярная масса буры 381,4, эквива-
лентная — 190,7. Отсюда титр 1 н. раствора буры равен 0,1907 г/см3,
а 0,1 н. раствора буры — 0,0191 г/см3 (19,1 мг/см3). Взять столь ма-
лую навеску довольно сложно. Удобнее брать такую навеску соли,
чтобы ее масса была в 20—30 раз больше титра раствора буры, т. е.
0,4—0,6 г.
Предположим, на титрование 0,475 г буры израсходовано
24,5 см3 приближенного 0,1 н. раствора НС1. Находим коэффици-
ент поправки к концентрации кислоты:
К= 0,475: 24,5 • 0,0191 = 1,015.
Установление титра кислот по навеске карбоната натрия. В от-
38
дельные стеклянные бюксы, часовое стекло или лотки из кальки
берут две-три навески Na2CO3 по 0,15—0,20 г, переносят в кони-
ческие колбы емкостью 150—200 см3 и растворяют в 20—30 см3
воды. Тару со следами соли (прилипшие к стеклу или бумаге ос-
татки соли войдут в общую массу тары) снова взвешивают на ана-
литических весах и по разнице с первоначальным взвешиванием
находят массу навески соли.
Например, требуется установить поправочный коэффициент к
концентрации приближенного 0,1 н. раствора кислоты. Исходя из
эквивалентной массы Na2CO3, равной 53, титр 0,1 н. раствора
соды составит 0,0053 г/см3. Допустим, на титрование 0,154 г
Na2CO3 израсходовано 29,5 см3 раствора кислоты. Отсюда коэф-
фициент поправки
К= 0,154: 29,5 - 0,0053 = 0,985,
а концентрация кислоты будет точно соответствовать 0,0985 н. ра-
створу.
Приготовление титрованных растворов ще-
лочей. Титрованные растворы гидроксида натрия и калия гото-
вят из фиксанала или путем установления титра приближенных
нормальных (молярных) растворов щелочей. Для приготовления
1 дм3 0,1 н. раствора гидроксида натрия берут (на часовом стекле
или в бюксе) 4 г NaOH, переносят через воронку в мерную колбу
емкостью 1 л, с помощью промывалки с дистиллированной водой
остатки щелочи смывают в колбу и после ее растворения доводят
объем раствора до метки. Затем определяют титр щелочи по тит-
рованному раствору кислоты.
Титрованный раствор NaOH, свободной от Na2CO3, удобно го-
товить из его насыщенного раствора. Для этого сначала в фарфо-
ровой кружке готовят примерно 50%-ный раствор щелочи, после
охлаждения его переливают в соответствующую объему раствора
посуду из пластика или склянку, закрывают пробкой и оставляют
на несколько дней. Необходимо иметь в виду, что хранить щелочи
в склянках с притертыми пробками не следует, так как их затем
трудно открыть. Перед приготовлением титрованного раствора
щелочи берут пипеткой 1 мл прозрачного концентрированного
раствора и переносят в коническую колбу или химический стакан
вместимостью 200—250 мл, приливают 15—20 см3 дистиллирован-
ной воды, добавляют 2—3 капли фенолфталеина и титруют 0,5 н.
раствором серной или соляной кислоты. Концентрацию (титр)
насыщенного раствора щелочи (г/см3) определяют по формуле
С= КАГ0,02,
где К—объем 0,5 н. кислоты, израсходованной на титрование, см3; X—коэффи-
39
циент поправки 0,5 н. раствора кислоты; 0,02 — количество NaOH (в г), эквива-
лентное 1 см3 точно 0,5 н. кислоты.
Допустим, на титрование 1 см3 насыщенного раствора щелочи
пошло 24,5 см3 точно 0,1 н. НС1 (К= 1), тогда концентрация
NaOH в растворе будет равна 49 % (24,5  0,02 • 100). Отсюда легко
рассчитать, сколько потребуется концентрированного раствора
щелочи для приготовления необходимого количества раствора
любой концентрации.
Например, для приготовления 1 л 0,1 н. раствора гидроксида
натрия требуется 4 г NaOH, для приготовления 20 л потребуется
80 г NaOH. Далее находим объем 49%-ного раствора щелочи, что-
бы в нем содержалось 80 г NaOH. Простым расчетом определяют,
что для приготовления 20 л 0,1 н. NaOH необходимо взять
163,3 см3 49%-ной щелочи, а для приготовления 20 л 0,5 н. раство-
ра щелочи — 816 см3.
Следует отметить, что концентрация растворов щелочей может
изменяться в результате растворения стекла и поглощения СО2 из
воздуха. Поэтому для длительного хранения титрованных раство-
ров щелочей лучше использовать 5—10-литровые емкости из пла-
стика, а их пробки снабдить поглотителем диоксида углерода.
Установление нормальности растворов ще-
лочей. Для установления нормальности (титра) растворов щело-
чей используют растворы кислот, приготовленные из фиксанала,
или растворы кислот, точная концентрация которых установлена
с помощью поправочного коэффициента. При отсутствии фик-
саналов концентрацию (нормальность) щелочей устанавливают
по навеске или точно приготовленному раствору янтарной
(СН2  СООН)г, щавелевой (Н2С2О4 • 2Н2О) и сульфаминовой
(NH2SO3H) кислот.
Установление нормальности раствора щелочи по титрованно-
му раствору кислоты. В две-три конические колбы емкостью
150—200 см3 наливают по 20 или 25 см3 точно приготовленного
(из фиксанала) раствора серной или соляной кислоты, добавля-
ют 2—3 капли раствора метилового оранжевого и титруют ра-
створом щелочи до перехода оранжево-розовой окраски в жел-
то-зеленую. Затем добавляют 2—3 капли раствора фенолфтале-
ина и титруют до появления розовой окраски. Коэффициент
поправки рассчитывают дважды: по метиловому оранжевому и
по фенолфталеину:
К= VxKx/V2,
где И — объем титрованной кислоты, см3; Кх — коэффициент поправки к концен-
трации кислоты (для кислоты, приготовленной из фиксанала, К— 1); V2 — объем
щелочи, израсходованной на титрование.
40
Расхождение между коэффициентами поправки щелочи, уста-
новленными по метиловому оранжевому и по фенолфталеину,
свидетельствует о загрязнении щелочи карбонатами.
Допустим, на титрование 25 см3 0,1 н. раствора H2SO4, имею-
щего поправку к титру 1,018 (т. е. 25 см3 0,1018 н. раствора кисло-
ты), израсходовано 25,3 см3 0,1 н. раствора NaOH. Отсюда коэф-
фициент поправки щелочи (25 • 1,018 :25,3) = 1,006, а ее концент-
рация составляет 0,1006 н.
Установление нормальности раствора щелочи по навеске или
титрованному раствору янтарной кислоты. Янтарная кислота
(С4Н6О4) не содержит кристаллизационной воды, что дает воз-
можность использовать ее для проверки нормальности растворов
щелочей. Молекулярная масса янтарной кислоты равна 118,09,
эквивалентная — 59,05. Для приготовления 1 л 0,1 н. титрованно-
го раствора янтарной кислоты берут навеску точно 5,906 г, а для
приготовления 1 л 0,5 н. раствора — 29,52 г. Если навеска отлича-
ется от расчетной, вводят коэффициент поправки, который равен
отношению массы расчетной (теоретически необходимой) к массе
взятой навески для приготовления раствора. Нормальность щело-
чи по титрованному раствору янтарной кислоты проверяют по фе-
нолфталеину, в остальном аналогично установлению титра ра-
створа щелочи по титрованному раствору соляной или серной
кислоты.
Для установления нормальности раствора щелочи по навеске
янтарной кислоты на аналитических весах с точностью до 10-3 г
берут навеску янтарной кислоты, масса которой должна быть та-
кой, чтобы при растворении в 20—30 см3 воды нормальность ее
раствора была близка к нормальности щелочи. При установлении
титра 0,1 н. раствора NaOH масса навески янтарной кислоты дол-
жна составлять 0,2—0,3 г. Для проверки 0,5 н. NaOH берут 1 — 1,2 г
янтарной кислоты. Навеску кислоты переносят в коническую кол-
бу емкостью 150—200 см3, растворяют в 20—30 см3 воды, добавля-
ют 2—3 капли раствора фенолфталеина и титруют раствором ще-
лочи. Коэффициент поправки к титру (концентрации) раствора
щелочи определяют по формуле
К=т/УГ,
где т — масса навески янтарной кислоты, г; И—объем щелочи, израсходованной
на титрование навески кислоты, см3; Г—титр янтарной кислоты (г/см3) при эк-
вивалентной ее концентрации с раствором щелочи.
Для 0,1 н. раствора янтарной кислоты титр равен 0,0059 г/см3,
для 0,5 н. раствора — 0,0295 г/см3 и т. д.
Наряду с янтарной кислотой в аналитической практике для ус-
тановления нормальности растворов щелочей широко используют
41
щавелевую и сульфаминовую кислоты. Методика определения
нормальности раствора щелочи с помощью этих кислот аналогич-
на описанной ранее для янтарной кислоты.
1.7.	ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Методы количественного и качественного анализов сельскохо-
зяйственных объектов подразделяют на химические, физико-хи-
мические и физические.
К химическим относятся гравиметрические (весовой) и титри-
метрические (объемный) методы определения. Классические ме-
тоды качественного и количественного химического анализа ве-
ществ требуют больших затрат труда и времени на проведение
многочисленных операций по отделению посторонних веществ,
особенно при анализе сложных биологических объектов. Кроме
того, при низком содержании веществ (например, микроэлемен-
тов и тяжелых металлов) в почве и растениях химические методы
(весовой, титриметрический и др.) не позволяют определять их с
достаточной точностью. При очень же низком содержании веще-
ства (следовых количеств — менее Ю~4 г) определение их хими-
ческими методами невозможно.
Низкая производительность химических методов не позволяет
также удовлетворить всевозрастающим потребностям в качествен-
ном и количественном анализе различных веществ и материалов.
Поэтому в последние годы с развитием оптической и электронной
промышленности химические методы анализа веществ активно
вытесняются более чувствительными и производительными физи-
ческими, физико-химическими и другими инструментальными ме-
тодами. При использовании современных приборов и оборудова-
ния производительность агрохимических лабораторий многократ-
но повышается.
Инструментальными методами анализа условно называют боль-
шое число физико-химических и физических методов анализа
простых и сложных веществ, требующих для их осуществления
оптической, электрометрической, газохроматографической, масс-
спектрометрической, радиохимической и другой сложной аппара-
туры. Вследствие высокой разрешающей способности, чувстви-
тельности и экспрессивности инструментальных методов они ши-
роко применяются в агрохимических исследованиях.
Из инструментальных методов анализа в агрохимических ис-
следованиях наиболее широко распространены физико-химичес-
кие методы. Сущность их заключается в установлении корреляци-
онной зависимости между составом или состоянием определяе-
мых компонентов системы и их физическими свойствами, напри-
42
мер зависимость оптической плотности или электропроводности
раствора от концентрации отдельных элементов в растворе. Физи-
ко-химические методы количественного анализа относительны,
так как основаны на сравнении физических параметров исследуе-
мых систем (растворов) с эталонными растворами.
Полученные результаты анализа стандартных растворов выра-
жают, как правило, формулой или графически в виде диаграмм
состав—свойство, что позволяет в дальнейшем проводить измере-
ния исследуемого раствора в широком диапазоне концентраций
вещества.
В зависимости от физических принципов, положенных в осно-
ву контроля за свойствами анализируемой системы, физико-хи-
мические методы анализа подразделяют на оптические, электро-
метрические, хроматографические и радиометрические.
Наиболее распространенные физико-химические методы ана-
лиза основаны на определении оптических и электрических
свойств растворов, зависящих от концентрации искомого веще-
ства. На определении оптических свойств растворов основаны фо-
тометрические методы анализа, в которых используют связь меж-
ду оптическими свойствами раствора (светопоглощение, свето-
пропускание, рассеивание света, вращение плоскости поляриза-
ции поляризованного света, остаточное свечение вещества) и его
составом. В зависимости от характера взаимодействия световой
энергии с определяемым веществом и типа измерительной аппа-
ратуры различают следующие разновидности фотометрии:
фотоколориметрия — определение содержания вещества по по-
глощению (абсорбции) им полихроматического спектра в интер-
вале видимой области света;
спектрофотометрия — определение содержания вещества по
поглощению монохроматического света;
нефелометрия и турбидиметрия — установление содержания ве-
щества по интенсивности рассеивания или поглощения светового
потока взвешенными частицами определяемого вещества;
поляриметрия — метод количественного анализа по изменению
вращения плоскости поляризации света раствором оптически ак-
тивного вещества;
рефрактометрия — определение концентрации вещества по ко-
эффициенту преломления света его раствором;
люминесцентный и флуоресцентный (флуорометрия) анализы —
определение количества вещества по интенсивности флуоресцен-
ции (вторичному видимому или рентгеновскому электромагнит-
ному излучению), возникающей при облучении вещества ультра-
фиолетовыми или рентгеновскими лучами.
Среди электрохимических методов анализа различают кондук-
тометрический, потенциометрический, полярографический, ку-
43
лонометрический и др., основанные на электропроводности ра-
створов в зависимости от концентрации вещества или на регист-
рации количества электричества протекающих окислительно-вос-
становительных реакций. Наряду с оптическими и электрохими-
ческими методами к числу важнейших физико-химических мето-
дов анализа относится адсорбционная и распределительная
хроматография — газовая и жидкостная.
К физическим методам анализа относятся методы, в которых
определение содержания отдельных веществ или элементов осно-
вано на изменении свойств его молекул, атомов или ядер атомов
под влиянием теплового, светового, электромагнитного и радиа-
ционного излучения. Применяют следующие физические методы:
эмиссионный спектральный анализ — метод качественного и ко-
личественного анализа элементов по спектрам излучения возбуж-
денных атомов;
адсорбционная и абсорбционная спектрометрия — метод каче-
ственного и количественного анализа элементов по спектрам по-
глощения возбужденных атомов и молекул;
радиометрические методы — основаны на измерении радиоак-
тивности исследуемого вещества;
активационный анализ — основан на возникновении искусст-
венной радиоактивности при облучении исследуемого вещества
потоком нейтронов или заряженных частиц;
масс-спектрометрический анализ — метод качественного и ко-
личественного анализа веществ по массе их атомов и молекул;
акустический (звуковой) — основан на измерении излучения и
распространения упругих волн в различных средах.
1.7.1.	ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Принцип фотометрического анализа заключается в сравнении
количественного и качественного изменений светового потока
(светопоглощения, светорассеивания, светопреломления, враще-
ния плоскости поляризованного света и др.), прошедшего через
исследуемый и стандартный растворы с заранее известной кон-
центрацией искомого вещества. Фотометрические методы называ-
ют также адсорбционной спектроскопией, так как проходящие через
раствор электромагнитные излучения видимой, ультрафиолетовой
или инфракрасной области спектра поглощаются веществом про-
порционально его концентрации в растворе.
Среди методов адсорбционной спектроскопии наиболее широко
в агрохимических исследованиях применяют колориметрический,
фотоэлектроколориметрический и спектрофотометрический мето-
ды, значительно отличающиеся сложностью используемой аппара-
44
гуры. При колориметрическом анализе не требуется дорогостоящего
оборудования, так как он основан на визуальном сравнении интен-
сивности окраски исследуемого и стандартного растворов. Для фо-
пгоэлектроколориметрического анализа применяют относительно
несложное оптическое оборудование, позволяющее с помощью
набора простых светофильтров использовать ту или иную широ-
кополосную область (20—40 нм) видимого спектра света.
Спектрофотометрический метод основан на измерении свето-
поглощения растворов в узком пучке (1—5 нм) монохроматичес-
кого света, что достигается благодаря использованию сложного
оборудования, имеющего диспергирующую призму или дифрак-
ционную решетку.
Теоретическое обоснование колориметри-
ческого анализа. При фотометрических анализах определя-
емое вещество с помощью различных химических реакций пере-
водят в растворимое соединение, поглощающее электромагнитное
(световое) излучение, и устанавливают его оптическую плотность
(степень светопоглощения проходящего излучения). Так как све-
тоадсорбционные свойства растворов зависят не только от кон-
центрации в нем определяемого вещества, но и от его формы (со-
стояния), важно выбрать такие условия протекания химических
реакций, при которых искомое вещество создавало бы максималь-
ную оптическую плотность растворов и тем самым увеличивало
чувствительность его определения.
Все фотометрические методы анализа основаны на законе Бу-
гера—Ламберта—Бера. Сущность его состоит в том, что при про-
хождении светового потока определенной интенсивности (70) че-
рез кювету с исследуемым раствором часть его отражается (7ОТ),
часть адсорбируется (поглощается) раствором (7а), в результате
интенсивность светового потока, прошедшего через раствор (7),
снижается. Отсюда уравнение баланса светового потока имеет вид:
4= 4т + 4 + I-
Так как ослабление светового потока в результате отражения на
границах воздух—стекло и раствор—стекло относительно невели-
ко и постоянно для кюветы с испытуемым раствором и кюветы с
растворителем, то величиной 1т (отражением светового потока)
можно пренебречь. В результате этого уравнение светового пото-
ка, прошедшего через раствор, приобретает вид: 1О = /а + 7. Ин-
тенсивность падающего (/0) и прошедшего через кювету с ра-
створом светового потока (7) можно непосредственно измерить
(интенсивность на входе и на выходе) и по разнице 1О — 7 опреде-
лить величину адсорбции света (4), которая не поддается непос-
редственному измерению. Ослабление светового потока, про-
45
шедшего через раствор, зависит от природы вещества, количе-
ства и состояния молекул в растворе (концентрации) и спект-
рального состава света.
Все окрашенные соединения оптически активны, т. е. непро-
порционально поглощают световую энергию разных длин волн
спектра видимого света. В результате цвета входящего в раствор и
выходящего из него широкополосного светового потока (или
дневного света) будут различны. Цвет раствора (как и любого ок-
рашенного тела) обусловливается той частью падающего светового
потока, которая проходит через раствор, не поглощаясь. В силу
этого при определении любого вещества необходимо устанавли-
вать такую длину волны светового потока, при которой его погло-
щение раствором будет максимальным. Это достигается за счет
светофильтров, диспергирующей призмы или дифракционной ре-
шетки. Если через раствор проходит широкополосный световой
поток, например видимый белый свет (390—720 нм), а растворен-
ное вещество интенсивно поглощает только синий спектр света
(420—450 нм), то общее ослабевание светового потока будет не-
значительным и чувствительность прибора низкой.
Использование узкополосных светофильтров и диспергирую-
щей призмы в современных колориметрах позволяет выделить из
широкого диапазона длин волн видимого света определенный пу-
чок монохроматического света, который наиболее полно абсорби-
руется исследуемым веществом и не поглощается другими сопут-
ствующими веществами (примесями), что значительно повышает
чувствительность определения. Число фотонов, поглощаемых ве-
ществом, зависит от интенсивности светового потока, т. е. от их
количества. Чем больше интенсивность светового потока, тем аб-
солютно большая их величина поглощается раствором. Обычно
колориметрические определения проводят при комнатной темпе-
ратуре, при которой практически все молекулы вещества находят-
ся в невозбужденном состоянии. Поглощая фотоны, молекулы
кратковременно переходят в колебательное или электронно-воз-
бужденное состояние. Доля возбужденных молекул обусловлена
природой вещества и интенсивностью светового потока. При не-
большой интенсивности излучения число возбужденных молекул
в растворе очень мало, так что в растворе находятся преимуще-
ственно невозбужденные молекулы, количество которых постоян-
но при стабильных излучении и концентрации вещества в раство-
ре. При повышении интенсивности светового потока доля воз-
бужденных молекул пропорционально увеличивается, однако это
практически не сказывается на числе молекул, остающихся в ра-
створе в невозбужденном состоянии, которое в широком диапазо-
не интенсивности светового потока будет практически постоян-
ным. Из этого следует, что число невозбужденных молекул в ра-
46
створе и интенсивность ослабления светового потока зависят
только от концентрации.
Исследованиями П. Бугера и И. Г. Ламберта установлено, что
слои раствора равной величины при одинаковых условиях погло-
щают одну и ту же часть (долю) проходящего через них светового
потока.
Величину D принято называть оптической плотностью (или эк-
стинцией Е), которая при прочих равных условиях прямо пропор-
циональна концентрации вещества и толщине поглощающего слоя.
Так как произведение С/ (С —концентрация раствора, / — тол-
щина слоя) характеризует общее число частиц, которые встают на
пути прохождения пучка света, то изменение концентрации ра-
створа или толщины слоя раствора в одинаковое число раз приво-
дит к одинаковому ослаблению проходящего через раствор свето-
вого потока, т. е. дает один и тот же эффект. Если концентрацию
раствора увеличить в несколько раз, а толщину слоя во столько же
раз уменьшить, то оптическая плотность раствора останется неиз-
менной, т. е. Cj/j = С2/2.
В фотометрической практике чаще всего приходится иметь
дело с меняющейся концентрацией раствора при постоянной тол-
щине слоя (кюветы). В этом случае необходимо помнить, что при
изменении концентрации раствора в п раз светопоглощение меня-
ется в п2 раз, а изменение оптической плотности кратно измене-
нию концентрации раствора.
Например, если оптическая плотность раствора равна 1, это
значит, что интенсивность падающего луча в 10 раз выше светово-
го потока, прошедшего через раствор, при повышении содержа-
ния данного вещества в растворе вдвое D = 2, а интенсивность
прошедшего через раствор светового потока уменьшится в 100 раз,
т. е. составит 1 % интенсивности падающего и т. д.
Наряду с оптической плотностью в фотоколориметрии для ха-
рактеристики оптических свойств растворов пользуются иногда
такими понятиями, как светопропускание и светопоглощение.
Величина светопропускания (прозрачности) раствора выражает
отношение интенсивности светового потока, пройденного через
раствор, к интенсивности падающего светового потока:
/:/0  100 %, или 7’=/:70= 10-еС|.
Величина светопоглощения (поглощенного веществом света)
может быть найдена соответственно в процентах или долях:
(70- 2) : Zo -100 %; (/0 - 7):/0 = (/-7).
Молярный коэффициент поглощения. Если
концентрация раствора выражена числом молей в одном литре
(молярная концентрация), а толщина слоя — в сантиметрах, вели-
47
чину е принято называть молярным коэффициентом поглощения.
Величина молярного коэффициента поглощения обусловливается
природой вещества и спектральным составом света и не зависит от
интенсивности светового потока.
При концентрации раствора, равной 1 моль/дм3, и толщине
слоя раствора 1 см молекулярный коэффициент поглощения чис-
ленно равен оптической плотности раствора:
D = eCi, е = D : Cl = D (1 моль/дм3 • 1 см) = D (дм3/моль  см-1).
Молекулярный коэффициент поглощения является оптичес-
кой характеристикой каждого вещества и, как правило, приводит-
ся в аналитической литературе. Он не зависит от индивидуальных
особенностей используемых приборов. При необходимости мо-
лярный коэффициент поглощения можно легко определить. Для
этого приготовляют раствор известной молярности и определяют
оптическую плотность при известной толщине слоя (кюветы).
Допустим, оптическая плотность 0,00i М раствора равна 1 при
измерении его в кювете толщиной 0,5 см. Отсюда
е = 1: (0,001 моль/дм3 • 0,5 см) = 2000 (дм3/моль • см-1).
Молярный коэффициент поглощения является мерой чувстви-
тельности фотометрических реакций и колеблется обычно в пре-
делах 102—105. Чем больше его значение, тем выше чувствитель-
ность анализа. Например, метод определения нитратов по Гриссу
в 4 раза более чувствителен, чем их определение дисульфофеноло-
вым методом, так как их молярные коэффициенты поглощения
соответственно равны 4 - 104и 1 - 104 при длине волн 520 и 410 нм.
Выбор длины волны при фотометрическом
анализе. Как известно, окраска растворов обусловливается не-
пропорциональным поглощением веществом отдельных участков
непрерывного спектра видимого света. Цвет раствора, как и любо-
го вещества, обусловливается теми лучами спектра видимого све-
та, которые меньше всего поглощаются данным веществом (на-
пример, зеленые растения меньше всего поглощают зеленые
лучи). Отсюда причиной низкой чувствительности и ошибок при
фотоколориметрическом анализе может быть неправильно выб-
ранный спектр света. Наибольшая чувствительность анализа все-
гда наблюдается в той области спектра света, для которой опти-
ческая плотность раствора максимальна. Длина волны, соответ-
ствующая максимуму светопоглощения, обозначается ^ах.
Например, при определении нитритов и нитратов по Гриссу
Хп1ах = 520 нм, аммиачного азота по Несслеру = 410 нм и т. д.
Максимум светопоглощения большей части окрашенных раство-
48
ров находится в видимой или ультрафиолетовой области спектра.
Чтобы найти Хтах, нужно определить оптическую плотность в раз-
личных областях спектра, изобразить графическую зависимость
оптической плотности от длины волны и по вершине кривой све-
топоглощения выбрать оптимальную длину волны для измерения
оптической плотности растворов.
Чувствительность всегда выше при использовании монохрома-
тического спектра света вместо широкополосного. Искажения,
вызываемые применением широкополосных светофильтров, осо-
бенно велики при большой плотности (концентрации) растворов,
так как доля «паразитного» света, попадающего на фотоэлемент,
увеличивается вследствие слабого его поглощения веществом. Для
устранения этих недостатков современные чувствительные прибо-
ры вместо светофильтров снабжены устройством для получения
монохроматического света в диапазоне 200—1100 нм.
1.7.1.1. Фотоэлектроколориметры
Большое разнообразие фотоколориметров, различающихся
конструктивным оформлением и назначением, подразделяют на
одно- и двулучевые. В однолучевых приборах со схемой прямого
действия используют один фотоэлемент, двулучевые фотоэлект-
роколориметры собраны по дифференциальной компенсацион-
ной схеме на двух фотоэлементах.
Фотоколориметрирование основано на измерении количества
света, прошедшего через окрашенный раствор с помощью фото-
элементов, величина фототока которых в широком интервале ли-
нейно зависит от интенсивности падающего на фотоэлементы
светового потока. Изменение фототока, протекающего через фо-
тоэлемент, регистрируется гальванометром непосредственно или
же после предварительного усиления.
Фотоэлектроколориметр КФ К-2. Предназначен для измерения
коэффициентов пропускания и оптической плотности растворов в
отдельных участках диапазона длин волн 315—980 нм, выделяе-
мых светофильтрами. Концентрацию веществ в растворах опреде-
ляют методом построения градуировочных графиков. Колориметр
позволяет также измерять концентрацию взвесей, эмульсий и кол-
лоидных растворов в проходящем свете. Пределы измерения оп-
тической плотности растворов на колориметре КФ К-2 от 0 до 1,3,
коэффициентов пропускания — в диапазоне 100—5 %.
Принцип измерения коэффициента пропускания состоит в
том, что на фотоэлемент направляются поочередно падающий
световой поток 10 и поток, прошедший через исследуемый раствор
/, и определяется отношение этих потоков.
4 - 8539
49
Ход определения. Вначале на пути светового пучка по-
мещают кювету с растворителем или контрольным (эталонным)
раствором. Изменением чувствительности прибора добиваются,
чтобы отсчет по шкале коэффициентов пропускания микроампер-
метра был равен 100, т. е. полный световой поток /о условно при-
нимают равным 100 %. Затем в световой пучок вводят кювету с ис-
следуемым раствором. Полученный по шкале пропускания отсчет
будет характеризовать коэффициент пропускания исследуемого
раствора Г= (I: /0) -100 %.
Оптическую плотность раствора определяют по формуле
Z) = lg/o//=lgl00/T=2-lg7:
Оптическая схема прибора представлена на рисунке 8. Свет от
лампы накаливания 1 направляется конденсором 2 в щель диаф-
рагмы 3, из которой узкий пучок полихроматического света попа-
дает через объективы 4, 5 и теплозащитные фильтры 6 и 7на све-
тофильтры 8, служащие для выделения узких участков спектра из
сплошного спектра излучения лампы. В дальнейшем световой по-
ток с узким диапазоном длин волн, пройдя защитное стекло 9, на-
правляется в кювету с раствором 10, из которой ослабленный ра-
створом световой поток попадает через защитное стекло 77 на ре-
гистрирующий фотоэлемент Ф-26 17, работающий в пределах
315—540 нм, или фотодиод ФД-7К 72 при измерении в пределах
спектра 590—980 нм. Пластина 75 делит световой поток на две ча-
сти, из которых примерно 90 % направляется на фотоэлемент
Ф-26 и 10 % — на фотодиод ФД-7К. Для уравновешивания фото-
токов при работе с различными цветными светофильтрами перед
фотодиодом установлен светофильтр 14, а более равномерная ос-
вещенность фотоприемников (фотодиода и фотоэлемента) дости-
гается с помощью матовых стекол 13 и 16. Для предохранения фо-
топриемников от попадания дневного света при открывании
крышки кюветной камеры установлена металлическая шторка, ав-
томатически закрывающаяся при открывании крышки.
Рис. 8. Оптическая схема фотоколориметра КФК-2:
Г —лампа накаливания; 2—конденсор; 3 — щель диафрагмы; 4, 5—объективы; 6, 7—тепло-
защитные фильтры; 8, 14 — светофильтры; 9, // — защитные стекла; 10— кювета; 12— фо-
тодиод; 13, 16 — матовые стекла; /5—делитель светового потока; /7—фотоэлемент
50
Фотоколориметр КФК-2 снабжен 11 цветными светофильтра-
ми с шириной полосы пропускания 20—40 нм. Светофильтры
вмонтированы в диск, жестко связанный с переключателем длин
волн 3 (рис. 9). Выбор светофильтра осуществляют следующим
образом. В кювету наливают исследуемый или образцовый ра-
створ и измеряют его оптическую плотность для всех светофильт-
ров. По полученным данным строят график, на котором по гори-
зонтальной оси откладывают длины волн светофильтров, а по вер-
тикальной — соответствующие им значения оптической плотнос-
ти раствора.
Для работы берут тот светофильтр, длина волны пропускания
которого находится ближе к длине волны максимальной оптичес-
кой плотности раствора. Поочередное переключение кювет в све-
товом пучке осуществляют поворотом ручки 4 до упора. Нужный
фотоприемник включают с помощью ручки 3.
Порядок работы. С помощью вилки электрошнура при-
бора и тумблера 7 включают фотоколориметр в электросеть и руч-
кой 3 устанавливают необходимый светофильтр. При включении
прибора и переключении светофильтров ручка чувствительности 5
должна находиться в положении минимальной чувствительнос-
ти— «1», а ручка 6— «Установка 100 грубо» — в крайнем левом
положении, соответствующем минимальной чувствительности,
что предохраняет усилитель прибора и микроамперметр 1 от пере-
грузки и возможной их порчи.
После 10—15-минутного прогревания прибора в световой пу-
чок помещают кювету с растворителем или контрольным раство-
ром, по отношению к которому проводят измерения, закрывают
крышку кюветной камеры 8 и ручками «Чувствительность», «Ус-
тановка 100 грубо» и «Точно» 6 и 6' устанавливают отсчет по шка-
ле «Т» на 100 % светопропускания («0» оптической плотности).
Затем поворотом ручки 4 в световой пучок вводят кювету с иссле-
дуемым раствором и снимают отсчет по шкале коэффициентов
пропускания Т в процентах или
по шкале D в единицах оптичес-
Рис. 9. Фотоколориметр КФК-2:
/ — микроамперметр; 2— источник освеще-
ния; 3 — ручка переключения длин волн; 4 —
ручка смены кювет; 5— переключатель фото-
приемников; 6, 6’ — ручки настройки чув-
ствительности прибора «грубо», «точно»; 7—
тумблер включения прибора; 8— кюветная
камера
4*
51
кой плотности. Измерение проводят 2—3 раза и берут среднее зна-
чение.
При смене растворов в кюветах следят за тем, чтобы их наруж-
ные стенки со стороны входа и выхода светового потока были чи-
стыми. Пролитый на стенки кюветы раствор вытирают фильтро-
вальной бумагой.
Построение градуировочного графика. При
определении содержания вещества в большой серии образцов
наиболее удобно пользоваться градуировочным графиком (калиб-
ровочной кривой). Для его построения готовят пять-шесть раство-
ров данного вещества с известными концентрациями, охватываю-
щими всю область возможных изменений концентраций этого ве-
щества в исследуемых растворах.
Измеряют оптические плотности всех растворов и строят гра-
дуировочный график, откладывая по горизонтальной оси извест-
ные концентрации, а по вертикальной — соответствующие им
значения оптической плотности. Для построения градуировочно-
го графика наиболее удобно использовать миллиметровку. По гра-
дуировочному графику в дальнейшем определяют неизвестную
концентрацию вещества в исследуемых растворах. Для этого ра-
створ наливают в ту же кювету, с помощью которой построен гра-
дуировочный график, и, включив тот же светофильтр, определяют
оптическую плотность раствора. Затем по градуировочному гра-
фику находят концентрацию вещества, соответствующую изме-
ренному значению оптической плотности. Градуировочный гра-
фик следует периодически проверять, так как со временем чув-
ствительность приборов может изменяться.
Фотоэлектроколориметр КФК-3 (КФК-3-01). Универсальный
современный фотометр с микроЭВМ и цифровым дисплеем пред-
назначен для измерения (с выходом на печатающее устройство
или компьютер) коэффициентов пропускания и оптических плот-
ностей растворов, скорости химических реакций и определения
концентрации окрашенных растворов.
В качестве диспергирующего элемента в спектрофотометре ус-
тановлен монохроматор на дифракционной решетке с высокой
разрешающей способностью, что позволяет выделять узкий спект-
ральный интервал 5—7 нм в широком диапазоне длин волн —
315—990 нм. Источником излучения служит галогенная лампа.
Принцип действия фотометра основан на сравнении потока
излучения 10, прошедшего через «холостую пробу» (растворитель
или контрольный раствор, по отношению к которому производят
измерение), и потока излучения /, прошедшего через исследуе-
мый раствор.
Скорость химических реакций V определяют по изменению
оптической плотности D во времени:
52
и= (Z)2-W,
где (D2 — А) ~ разность значений оптической плотности за определенный проме-
жуток времени; t—интервал времени, задаваемый с клавиатуры, мин, может рав-
няться от 1 до 9 мин.
Изменение концентрации раствора по фактору Сф (коэффици-
енту пропорциональности) рассчитывают по формуле
СФ=ГО=Г
U — Ur
где Т7— коэффициент факторизации (пропорциональности), который может
иметь значения от 0,001 до 9999; определяется по известной концентрации стан-
дартного раствора и вводится в память с клавиатуры; U, Uo и UT~ электрические
сигналы, пропорциональные потоку излучения, прошедшему соответственно че-
рез исследуемый раствор, «холостую пробу» и темновой ток.
Оптическая схема КФК-3 (рис. 10). Свет от источника
излучения 1 (галогенной лампы КГМ 12-10-2) фокусируется с по-
мощью конденсорной линзы 2 через входную щель Д\ на дифрак-
ционную решетку 4, где широкополосный пучок видимого света
диспергируется (разлагается на спектр монохроматического света)
и сферическим зеркалом 5 направляется узким пучком в плос-
кость выходной щели Д2. Вращая дифракционную решетку вокруг
своей оси при помощи выведенной на лицевую панель прибора
рукоятки, выделяют и направляют на выходную щель излучение в
узком спектральном интервале (5—7 нм) в диапазоне от 315 до
990 нм. Из выходной щели пучок света определенного спектраль-
ного состава направляется зеркалом 6 через объективы 7, 8в кюве-
ту с исследуемым раствором 9. Пройдя через окрашенный ра-
Рис. 10. Оптическая схема фотоколо-
риметра КФК-3:
/ — источник излучения; 2— конденсор-
ная линза; 3 — щель диафрагмы; 4 — диф-
ракционная решетка; 5 — сферичес-
кое зеркало; 6 — направляющее зеркало;
7, <?— объективы; 9— кювета; 10— линза;
11 — фотоприемник
53
створ, ослабленный поглощением световой поток попадает через
фокусирующую линзу /(7 на фотоприемник 11 и регистрируется на
дисплее.
Устройство и работа фотометра. Фотометр (рис. 11)
выполнен в виде одного блока. На металлическом основании 1
закреплены отдельные узлы, которые закрыты кожухом 2. Кювет-
ное отделение 3 закрывается съемной крышкой. Ввод в световой
пучок кюветы с раствором осуществляют перемещением ручки 4
до упора вйсво или вправо. При установке ручки до упора влево в
световой пучок вводится кювета с «холостой пробой» (растворите-
лем или контрольным раствором), при установке ручки до упора
вправо — кювета с исследуемым раствором. При открытой крыш-
ке кюветного отделения шторка автоматически перекрывает све-
товой поток. Ручка 5 служит для поворота дифракционной решет-
ки и установки требуемой длины волны.
Установку длин волн необходимо выполнять подводкой со сто-
роны коротких длин волн к более длинным. Если при установке
значение длины волны превысило требуемое, необходимо вновь
вернуться на 20—30 нм к более коротким волнам и повторно под-
вести к требуемому значению длины волны.
Рабочие поверхности кювет (внутренние и внешние) перед
каждым измерением необходимо тщательно протирать. При уста-
новке кювет в кюветодержатели нельзя касаться рабочих участков
поверхностей (ниже уровня жидкости в кювете). Загрязнения или
капли раствора на рабочих поверхностях кюветы дают неверные
результаты измерений. Растворы наливают в кюветы до метки на
боковой стенке.
Включают фотометр в сеть с помощью электрошнура. О вклю-
чении сетевого питания говорит появление информации на инди-
каторе.
Подготовка фотомет
тура фотометра КФК-3 состоит
р а КФК-3 к работе. Клавиа-
из 20 клавиш, предназначенных
для выполнения следующих ре-
жимов: «ПУСК» — запуск мик-
ропроцессорной системы 6 и об-
Рис. 11. Фотоколориметр КФК-3:
/ — металлическое основание; 2— кожух при-
бора; 3 — кюветное отделение; 4— ручка сме-
ны кювет; 5 — ручка установки длины волны;
6 — микропроцессор с дисплеем
54
нуление памяти микропроцессорной системы (МПС); «НУЛЬ» —
измерение и учет нулевого сигнала; «Г» — градуировка, т. е. изме-
рение сигнала с фотоприемного устройства, соответствующего
полному выходному сигналу; «П» — измерение коэффициента
пропускания; «Е» — измерение оптической плотности; «С» — из-
мерение концентрации по фактору; «А» — измерение скорости из-
менения оптической плотности (активности); «F» — ввод в память
МПС числового значения коэффициента факторизации и интер-
вала времени t при измерении скорости изменения оптической
плотности А (активности); «ПЕЧАТЬ» — вывод результатов изме-
рения на внешнее печатающее устройство.
Порядок работы. Подсоединить с помощью электро-
шнура фотометр в сеть, включить тумблер электропитания
«СЕТЬ» и нажать клавишу «ПУСК». На верхнем индикаторе ото-
бражается значение длины волны в нм, на нижнем — в крайнем
левом разряде символ «Г», мигающая запятая, за которой появит-
ся отсчет в виде четырехзначного числа, соответствующего сигна-
лу с фотоприемного устройства.
Закрыть крышку кюветного отделения и нажать клавишу «П»
(измерение коэффициента пропускания). На нижнем индикаторе
дисплея должен отобразиться отсчет «100,0±2,0». Если данный от-
счет будет иметь отклонение большее чем +2,0, необходимо по-
вторно нажать клавиши «Г» и «П» в той же последовательности.
Затем открывают крышку кюветного отделения и выдерживают
фотометр для прогревания во включенном состоянии 15—20 мин.
После прогревания спектрофотометра проверяют и при необ-
ходимости устанавливают нулевой отсчет показания прибора на-
жатием клавиши «НУЛЬ». На нижнем индикаторе слева от мигаю-
щей запятой должны появиться символ «0» и после запятой циф-
ровое значение не менее 0,005 и не более 0,2. Установку нулевого
значения проводят резистором «УСТ. 0» (установка нуля), перио-
дически нажимая клавишу «НУЛЬ».
После установки нуля прибора крышку кюветного отделения
закрывают и последовательно нажимают клавиши «Г» и «П». На
нижнем индикаторе должен отобразиться отсчет «100±0,2», под-
тверждающий готовность прибора к работе. Если отсчет «100»
отобразился с большим отклонением, следует повторно нажать
клавиши «Г» и «П». Установку нуля в процессе работы необходи-
мо периодически проверять и вводить в память МПС. Для этого
нужно открыть крышку кюветного отделения прибора и нажать
клавишу «НУЛЬ».
Затем ручкой длин волн устанавливают необходимую по роду
измерений длину волны. После этого открывают крышку кювет-
ного отделения и помещают кюветы с «холостой пробой» и иссле-
дуемым раствором. Кювету с «холостой пробой» устанавливают в
55
дальнее гнездо кюветодержателя, а кювету с исследуемым раство-
ром — в ближнее гнездо. Ручку перемещения кювет устанавлива-
ют в крайнее левое положение, при этом в световой пучок вводит-
ся кювета с «холостой пробой», крышку кюветного отделения зак-
рывают и последовательно нажимают клавиши «Г» и «П» («Е»), На
нижнем индикаторе должны отобразиться слева от мигающей за-
пятой символ «Г», справа — значение выходного сигнала, а затем
слева —символ «П» («Е»), справа — значение «100±0,2»
(«0,000±0,002»). Если отсчеты «100+0,2» либо «0,000±0,002» ото-
бразились с большим отклонением, повторно нажимают клавиши
«Г» и «П» («Е»).
После измерения «холостой пробы» ручку перемещения кювет
устанавливают вправо до упора. При этом в световой пучок вво-
дится кювета с исследуемым раствором. На нижнем индикаторе
отображается значение коэффициента пропускания в % (оптичес-
кой плотности D) исследуемого раствора. Значение коэффициента
пропускания (оптической плотности) исследуемого раствора оп-
ределяют как среднее арифметическое из трех полученных отсче-
тов.
Измерение концентрации вещества в раство-
ре по фактору. Для измерения концентрации вещества в ра-
створе по фактору необходимо предварительно выполнить ряд
подготовительных операций в следующей последовательности:
1) выбрать длину волны измерений и кювету; 2) построить градуи-
ровочный график и определить значение коэффициента фактори-
зации (пропорциональности) F; 3) ввести значение F в память
МПС; 4) измерить концентрацию вещества.
Для выбора оптимальной длины волны необходимо: 1) изме-
рить оптические плотности исследуемого раствора в диапазоне
длин волн поглощения излучения данным раствором; 2) постро-
ить график зависимости оптической плотности данного раствора
от длины волны излучения, откладывая по горизонтальной оси
значения длин волн в нм, по вертикальной — измеренные значе-
ния оптической плотности; 3) выбрать такой участок, где оптичес-
кая плотность имеет максимальную величину, а ход кривой парал-
лелен горизонтальной оси, т. е. оптическая плотность слабо зави-
сит от длины волны. Длина волны, соответствующая этому участ-
ку, будет оптимальна для измерения. Если второе условие не
выполняется, то рабочую длину волны выбирают по первому усло-
вию..
Выбор кюветы. Погрешность измерения оптической плотно-
сти зависит от измеряемой величины и достигает минимума
при оптической плотности 0,4/). Поэтому на фотометре реко-
мендуется путем соответствующего выбора длины светопогло-
щающего слоя (рабочей длины кюветы) работать вблизи указан-
56
ного значения оптической плотности, т. е. в диапазоне от 0,3 до
0,7/).
Построение градуировочного графика и определение коэффициент
та факторизации. Готовят ряд растворов исследуемого вещества с
известными концентрациями, охватывающими область возмож-
ных изменений концентраций. Для выбранной длины волны из-
меряют оптические плотности всех растворов и строят градуиро-
вочный график, откладывая по горизонтальной оси известные
концентрации, а по вертикальной — соответствующие им изме-
ренные значения оптической плотности. Затем по градуировочно-
му графику для среднего значения концентрации С определяют
значение оптической плотности D. Коэффициент факторизации F
рассчитывают по формуле
F= C/D.
Следует убедиться, что зависимость концентрации от оптичес-
кой плотности выражается прямой линией, проходящей через на-
чало координат, т. е. линейная. В противном случае коэффициент
факторизации определять не следует; концентрацию определяют
по градуировочному графику стандартных растворов.
Ввод значения F в память МПС и измерение концентрации веще-
ства. Для ввода коэффициента факторизации в память МПС не-
обходимо нажать клавишу «F» на индикаторе дисплея, слева от
мигающей запятой должен отобразиться символ «F», справа —
значение «1,000». Затем с помощью цифровой клавиатуры набира-
ют значение F, которое отобразится справа от мигающей запятой.
Далее последовательно нажать клавиши «Г» и «С». При этом на
индикаторе последовательно должны отобразиться слева от мига-
ющей запятой символ «Г», справа — значение выходного сигнала.
Затем слева от мигающей запятой символ «С», справа — значение
«0,000 + 0,002». Если значение «0,000» отобразилось с большим
отклонением, необходимо повторно нажать клавиши «Г» и «С».
После этого ручку перемещения кювет устанавливают в крайнее
правое положение, при этом в световой пучок вводится кювета с
исследуемым раствором и на индикаторе справа от мигающей за-
пятой отображается отсчет, соответствующий концентрации из-
меряемого раствора.
Концентрацию исследуемого раствора определяют как среднее
арифметическое отсчетов трех повторных измерений. Далее, заме-
няя кюветы с исследуемым раствором, определяют их концентра-
ции.
При необходимости измерения кинетики химических реак-
ций следует пользоваться инструкцией по эксплуатации при-
бора.
57
1.7.1.2. Спектрофотометрические методы
Спектрофотометрические методы анализа основаны на приме-
нении монохроматического излучении в широком диапазоне длин
волн ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной обла-
стей спектра. Использование монохроматического (с интервалом
длин волн в 1—5 нм) пучка света позволяет примерно на два по-
рядка повысить чувствительность и селективность метода по срав-
нению с фотоколориметрическими методами и проводить измере-
ния оптической плотности растворов с высокой точностью благода-
ря практически полному совпадению эффективной длины волны
поглощения растворенного вещества с длиной волны светового по-
тока прибора. Спектрофотометры устроены более сложно по срав-
нению с фотоколориметрами.
Современные спектрофотометры, несмотря на существенные
конструктивные различия, объединяют в себе два основных при-
бора: монохроматор и фотометр. Монохроматор позволяет с помо-
щью диспергирующей призмы или дифракционной решетки раз-
лагать широкополосный (белый) свет в спектр и выделять из него
узкий световой (монохроматический) пучок. Фотометр служит
для регистрации изменения интенсивности светового потока,
прошедшего через исследуемый раствор и раствор сравнения.
Спектрофотометры условно делят на три группы: со стеклянной
оптикой, кварцевой и с оптикой из солей галогенидов (NaCl, NaBr,
KBr, KI и др.), используемые для работы в инфракрасной области.
Независимо от применяемой оптики спектрофотометры могут
быть с автоматической разверткой всего спектра — регистрирую-
щие спектрофотометры и с ручным приводом устанавливаемой
длины волны — нерегистрирующие спектрофотометры.
В агрохимических исследованиях широко применяют однолу-
чевые спектрофотометры с кварцевой оптикой, выпускаемые
«ОКБ Спектр», — СФ-2000, СФ-46 и со стеклянной оптикой —
СФ-5, «Спекол» («Цейс») и др.
Спектрофотометр СФ-46 (рис. 12). Предназначен для измере-
ния оптической плотности или коэффициента пропускания жид-
ких, твердых и газообразных веществ в ультрафиолетовой, види-
мой и инфракрасной областях спектра. Эти приборы имеют оди-
наковую оптическую схему, но несколько различаются электри-
ческими схемами, расположением отдельных узлов и органов
управления.
Спектрофотометр СФ-46 состоит из следующих основных уз-
лов: осветителя, монохроматора, кюветной камеры, камеры фото-
приемников и усилителя.
В осветителе расположены два источника излучения: лампа на-
каливания для работы в диапазоне длин волн 340—1100 нм и газо-
58
Рис. 12. Спектрофотометр СФ-46:
/ — рукоятка поворота дифракционной
решетки для установки длин волн; 2—
кнопка включения прибора «Сеть»; 3 —
клавиатура управления микропроцессор-
ной системой прибора с дисплеем; 4 — ру-
коятка установки ширины выходной щели
монохроматора; 5 — рукоятка смены по-
ложения каретки кювет; 6— рукоятка пе-
реключения шторки фотоэлементов; 7—
рукоятка установки нуля; 8— шкала уста-
новки длин волн; 9 — крышка монохрома-
тора; 10— блок источников питания; 11 —
крышка кюветного отделения; 12— пере-
ключатель источников излучения; 13 —
рычаг переключения фотоэлементов; 14 —
камера фотоэлементов и усилителя
разрядная дейтериевая лампа для работы в ультрафиолетовой об-
ласти спектра — 180—360 нм. Переключение ламп осуществляют
рукояткой 12, расположенной на корпусе осветителя.
Основной частью монохроматора в спектрофотометрах являет-
ся диспергирующая призма, разлагающая сплошное излучение в
непрерывный спектр, в результате чего через выходную щель, с
помощью которой также осуществляют дополнительную моно-
хроматизацию, проходит световой поток определенной монохро-
матичности в зависимости от разрешающей способности призмы
и ширины щели в данном спектральном диапазоне.
Оптическая схема спектрофотометра СФ-46 приведена на ри-
сунке 13. Свет от источника 1 или Г с помощью поворотного зер-
Рис. 13. Принципиальная оптическая схема спектрофотометра СФ-46:
Вверху—вил сбоку, внизу— вид сверху: /, /' — источники света; 2— поворотное зеркало-кон-
денсор; 3 — плоское поворотное зеркало; 4, 9— фокусирующие линзы; 5— входная шель све-
тового потока; 6— зеркальный объектив; 7—диспергирующая кварцевая призма; 8— выход-
ная щель монохроматического света; 10— светофильтр; // — кювета; /2 — защитная пластина;
13 — сменный фотоприемник
59
кала-конденсора 2 собирается в пучок и направляется на плоское
поворотное зеркало 3. Отраженный под углом 90° луч фокусирует-
ся кварцевой линзой 4 на входную щель 5. Прошедшее через вход-
ную щель излучение попадает на зеркальный объектив 6 и, отра-
зившись, направляется параллельным пучком на кварцевую при-
зму 7, задняя грань которой покрыта зеркальным алюминием.
Призма диспергирует (разлагает) свет в спектр и диспергирован-
ный пучок света направляет обратно на объектив 6. Лучи, прошед-
шие призму под углом, близким к углу наименьшего отклонения,
т. е. близким к углу их падения на основание призмы, фокусиру-
ются объективом 6 на выходную щель 8, расположенную над вход-
ной щелью. Лучи, отклонившиеся призмой под несколько боль-
шим углом, не могут быть сфокусированы в выходную щель зер-
кальным объективом и рассеиваются. Диспергирующая призма 7
установлена на подвижном столике. Поворачивая ее вокруг своей
оси с помощью рукоятки 1 (см. рис. 12), можно направить в вы-
ходную щель монохроматора лучи различных длин волн.
Вышедший из щели монохроматический пучок света (см.
рис. 13) проходит через линзу 9, фильтр 10, поглощающий рассе-
янный свет, кювету с раствором сравнения или исследуемым ра-
створом, защитную пластину 12 и попадает на светочувствитель-
ный слой фотоэлемента 13.
Призма, линза и защитные пластинки изготовлены из кварце-
вого стекла с высоким коэффициентом пропускания в ультрафио-
летовой области спектра. Для обеспечения работы спектрофото-
метра в широком диапазоне длин волн на нем установлены два
фотоэлемента. Сурьмяно-цезиевый фотоэлемент с окном из квар-
цевого стекла используют при измерениях в диапазоне 180—
650 нм, а кислородно-цезиевый фотоэлемент — для измерений в
диапазоне 600—1100 нм. В зависимости от длины используемой
волны в рабочее положение фотоэлементы устанавливают рукоят-
кой 13. В положении «Ф» включается сурьмяно-цезиевый фото-
элемент, в положении «К» — кислородно-цезиевый.
Входная и выходная щели монохроматора конструктивно со-
ставляют одно целое. Рабочая высота каждой щели 13 мм, ширину
ее регулируют микрометрическим винтом в пределах 0—2 мм.
Кюветная камера состоит из подвижной каретки для помеще-
ния исследуемых растворов и раствора сравнения. Каретка имеет
четыре фиксированных положения, обозначенных цифрами на
рукоятке 5, с помощью которой можно поочередно устанавливать
кюветы с раствором напротив входной щели монохроматора (см.
рис. 12). Спектрофотометр снабжен полным набором кварцевых и
стеклянных кювет.
Принцип действия. Основан на сравнении величины
светопропускания (Т) или оптической плотности (D) исследуемых
60
и эталонных растворов. Для этого рукояткой поворота дифракци-
онной решетки 1 устанавливают на шкале монохроматора 8 необ-
ходимую длину волны (при которой исследуемый раствор имеет
максимальную оптическую плотность) и в пучок света помещают
вначале кювету с растворителем, светопропускание которого при-
нимают за 100 %, а затем кювету с исследуемым раствором.
Отношение величины фототока при попадании на фотоэле-
мент светового потока, прошедшего через исследуемый раствор
(7) к величине тока фотоэлемента при попадании на него светово-
го потока (70), прошедшего через растворитель, определяют по
шкале отсчетного потенциометра в процентах пропускания:
Т= 1'1О-100 % или оптическую плотность D= 1g (7: Г).
При необходимости измерения оптической плотности или
пропускания раствора в другой области спектра операцию повто-
ряют.
Порядок работы. Перед включением прибора необходи-
мо убедиться, что шторка фотоприемника (фотоэлементов) и вы-
ходная щель закрыты. На шкале рукоятки щели 4 (см. рис. 12)
должно быть деление «0», а рукоятка 6 шторки фотоэлементов
должна находиться в положении «Закрыто». Во время работы
нельзя открывать крышку кюветного отделения при открытой
шторке фотоэлементов, иначе они могут выйти из строя.
Для включения прибора необходимо нажать кнопку 2 (сеть), а
затем нажать на пульте управления кнопку «Сеть», при этом долж-
на загореться сигнальная лампочка. На клавиатуре управления
микропроцессором нажать клавишу «Пуск», после чего на дисплее
высветится запятая «,». Ручкой / устанавливают требуемую длину
волны. В зависимости от устанавливаемой на монохроматоре дли-
ны волны светового пучка источником излучения света может
служить дейтериевая лампа для работы в области спектра 180—
350 нм или лампа накаливания для работы в области 340—1100 нм.
Соответствующий источник излучения — лампу накаливания «Н»
или дейтериевую лампу «Д», включают поворотом ручки 12.
Затем ручкой 13 шторку фотоэлементов ставят в положение
«Закрыто» и с помощью клавиши «Ш(0)» устанавливают нулевое
значение темнового тока фотоэлемента.
Ход измерения. После включения необходимой лампы и
фотоэлемента приступают к измерению оптической плотности
или коэффициентов пропускания исследуемых растворов. Для
этого следует открыть крышку кюветной камеры 11 и установить
на подвижную каретку три кюветы с исследуемым раствором и
одну с растворителем, которую ставят обычно в первое положе-
ние, затем закрыть крышку кюветной камеры. Ручку 6 повернуть в
61
положение «Открыто» и установить ручкой 4 необходимую шири-
ну щели, ручкой 13 шторку фотоэлементов установить в положе-
ние «Открыто».
Для определения коэффициента светопропускания необходи-
мо нажать на клавиатуре микропроцессора кнопку «Т(0)» — на
дисплее слева появится индекс «2». При измерении оптической
плотности растворов следует нажать кнопку «Д(5)» — слева на
дисплее появится индекс «5».
После установки режима измерения следует нажать на пульте
управления кнопку «К(1)» и снять показания прибора сначала для
растворов сравнения в порядке возрастания их концентрации, а
затем провести измерения испытуемых растворов. При нажатой
клавише «С(4)» на дисплее появятся показания концентрации
анализируемых растворов. Измерения рекомендуется проводить
2—3 раза и брать среднее их значение.
При измерении оптической плотности различных веществ и
растворов необходимо стремиться работать при минимальной ши-
рине выходной щели, так как это обеспечивает более монохрома-
тический световой поток, что повышает чувствительность метода.
Следует иметь в виду, что высокая точность измерения концент-
рации растворов возможна лишь в диапазоне 0,2—1,5 шкалы оп-
тической плотности или 15—80 % шкалы пропускания. После
окончания работы прибор выключают, установив соответствую-
щие тумблеры в нерабочее положение, закрывают шторку фото-
элементов, тщательно моют кюветы и убирают рабочее место.
Наряду с отечественными спектрофотометрами в агрохимичес-
ких лабораториях для количественного анализа почв, растений и
удобрений широкое распространение получили спектрофотомет-
ры-колориметры серии «Спекол» фирмы «Цейс».
Спектрофотометр «Спекол-УВ». Он является модификацией
большой серии однотипных приборов (рис. 14). Отличается про-
стотой устройства и обращения с ним, а также высокой надежнос-
тью в работе. Применение проточной кюветы позволяет исклю-
чить трудоемкие операции, связанные с заполнением, установкой,
заменой и мытьем съемных кювет. Это значительно повышает
производительность труда и делает
прибор пригодным для использо-
вания в лабораториях массовых
анализов.
Рис. 14. Спектрофотометр «Спекол-УВ»:
1— корпус прибора; 2—дисплей; 3— микропро-
цессор; 4— кюветная камера; 5— печатающее уст-
ройство
62
Основная подготовительная операция к проведению массо-
вых анализов заключается в проверке и установке на дисплее
«нуля» прибора (максимального 100%-ного светопропуска-
ния), что осуществляется при помощи клавиатуры микропро-
цессора.
«Спекол-УВ» — универсальный однолучевой спектрофотометр,
позволяющий измерять оптическую плотность и светопропуска-
ние истинных и коллоидных растворов в диапазоне 200—1100 нм.
В качестве монохроматора используют дифракционную решетку,
спектральный диапазон полосы пропускания 2—5 нм. Приемни-
ком излучения служит высокочувствительный фотодиод. В каче-
стве источника излучения используют галогенную и дейтериевую
лампы: дейтериевая лампа для работы в диапазоне длин волн
200—440 нм, галогенная — для работы в диапазоне 420—1100 нм.
Питание ламп и усилителя осуществляется от высокостабилизи-
рованного источника питания.
Оптическая схема прибора (рис. 15). Свет от ис-
точника излучения 1 при помощи конденсора 2 собирается в пу-
чок и направляется на поворотное зеркало 3, которое поворачива-
ет световой пучок на входную щель 4 монохроматора. Далее при
помощи линзы-коллиматора 5 лучам света придается параллель-
ный ход в направлении дифракционной решетки 6, где они спект-
рально разлагаются. Диспергированный (разложенный) свет фо-
кусируется линзой 8 в выходную щель 9. Вращая призму 6 с
помощью рукоятки 7, в выходную щель можно направ-
лять пучок монохроматического света различных длин
волн (от 200 до 1100 нм) с точностью до 1 нм. Пройдя
щель, световой поток поступает через линзу 10 и кювету с
исследуемым раствором 77 на фо-
топриемник 72. Возникающий
при этом фототок усиливается
усилителем 13 и регистрируется
микропроцессором 14.
Рис. 15. Оптическая схема спектрофотомет-
ра «Спекол»:
1 — источник излучения; 2— конденсорная лин-
за; 3 — поворотное зеркало; 4 — входная щель
монохроматора; 5—линза-коллиматор; 6 — диф-
ракционная решетка; 7—регулировка угла на-
клона дифракционной решетки; 8 — фокусирую-
щая линза; 9—выходная щель монохроматора;
10— линза; // — кювета с исследуемым раство-
ром; 12— фотоприемник; 13 — усилитель фото-
тока; 14— регистрирующее устройство (микро-
процессор)
63
Порядок работы. Включают прибор в сеть. С помощью
клавиатуры микропроцессора 3 (см. рис. 14) на дисплее 2 устанав-
ливают требуемую длину волны и соответственно выбранной
длине волны фотоэлемент. Открывают крышку кюветной каме-
ры 4, выдвигают кюветную каретку и вставляют в нее кюветы с
раствором сравнения и испытуемыми растворами, после чего
крышку кюветной камеры закрывают, рукоятку каретки с кюве-
тами устанавливают в положение 1 (кювету с растворителем) и
нажимают кнопку «Нуль». Микропроцессор автоматически на-
страивает прибор на «нуль» по оптической плотности раствори-
теля. Затем с помощью рукоятки кюветной каретки устанавлива-
ют для измерения испытуемые растворы (положения 2, 3 и 4),
нажимают кнопку «Д» (оптическая плотность) и снимают пока-
зания оптической плотности или светопропускания растворов на
дисплее и печатающем устройстве.
1.7.2. НЕФЕЛОМЕТРИЧЕСКИЕ И ТУРБИДИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Методы основаны на измерении интенсивности рассеянного
{нефелометрия) или поглощенного (турбидиметрия) пучка света
коллоидными растворами и взвесями. Эти два сходных метода
различаются тем, что при нефелометрии регистрируется та часть
светового потока, которая рассеивается под прямым углом части-
цами, имеющими линейные размеры больше длины проходящего
через взвеси света, а при турбидиметрии измеряется степень ос-
лабления преломления или отражения (рассеивания) интенсивно-
сти светового потока, прошедшего через раствор, содержащий
нерастворимые частицы. В нефелометрии, турбидиметрии и коло-
риметрии используют одни и те же приборы (фотоэлектроколори-
метры и спектрофотометры ФЭК-60, КФК-2, КФК-3, СФ-200,
СФ-46 и др.) и принципы выполнения анализа.
Следует отметить, что нефелометрические и турбидиметричес-
кие методы анализа менее точны, чем фотоколориметрические,
так как интенсивность светорассеивания и поглощения определя-
ется не только количеством частиц в растворе (концентрацией ра-
створа), но и размером, формой и состоянием поверхности час-
тиц. Эти методы анализа применяют лишь при отсутствии удов-
летворительных фотоколориметрических методов, например для
определения сульфатов, хлоридов, численности бактериальных
клеток в растворе (субстрате) и других нерастворимых взвесей.
Определение взвесей осложняется еще и тем, что все они со вре-
менем выпадают в осадок. Для удержания нерастворимых частиц в
равномерно дисперсном состоянии следует применять стабилиза-
торы дисперсности — желатин, крахмал и другие высокомолеку-
лярные прозрачные вещества.
64
1.7.3. ПЛАМЕННАЯ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ
Пламенная спектрофотометрия, или фотометрия пламени, яв-
ляется разновидностью эмиссионного метода количественного и
качественного анализов целого ряда макро- и микроэлементов,
содержащихся в различных материалах. Благодаря простоте ана-
лиза, надежности аппаратуры, экспрессивности и высокой чув-
ствительности и точности пламенная спектрофотометрия стала
незаменимым методом анализа во многих отраслях, и прежде все-
го в агрохимических и экологических исследованиях.
Развитие современной техники пламенной спектрофотометрии
позволяет определять в исследуемых образцах менее 10~7—10~9 г/кг
присутствующих элементов с точностью до 0,5—1 %.
Различают эмиссионную и абсорбционную фотометрию пламени.
1.7.3.1. Эмиссионная фотометрия пламени
Метод пламенной фотометрии позволяет определять более 40 эле-
ментов, однако чаще всего его применяют в агрохимических исследо-
ваниях при анализе щелочных и щелочно-земельных элементов.
Принцип пламенно-фотометрического метода количественно-
го анализа состоит в сравнении интенсивности спектров испуска-
ния элементов, содержащихся в исследуемом растворе, с интен-
сивностью спектров испускания этих элементов в растворах с из-
вестной концентрацией в таких же условиях.
Сущность метода заключается в следующем. В пламя горючей
смеси, состоящей из окислителя кислорода или воздуха и восста-
новителя сетевого газа, пропана, бутана, ацетилена или водорода,
вводят с помощью распылителя-пульверизатора, работающего под
действием сжатого воздуха или кислорода, анализируемый ра-
створ в виде аэрозоля. Равномерное распределение мельчайших
капель раствора во всем светящемся объеме пламени обеспечивает
пропорциональность между интенсивностью его свечения и со-
держанием элемента в растворе.
В пламени горелки происходят нагрев и испарение раствора, а
образующиеся в нем микрочастицы солей диссоциируют под вли-
янием световой и тепловой кинетической энергии частиц пламе-
ни на свободные атомы и ионы. Этот процесс протекает очень
быстро, в результате весь объем пламени окрашивается характер-
ным для присутствующего элемента цветом и становится светя-
щимся. Наряду с атомами и ионами в пламени горелки могут час-
тично присутствовать оксиды и гидроксиды элементов, недиссо-
циированные молекулы веществ, а также молекулы, образующие-
ся в результате рекомбинации атомов и ионов.
Степень возбуждения атомов и молекул, а следовательно, и ин-
5 - 8539	65
тенсивность спектра их излучения обусловливаются температурой
пламени горелки, которая является решающим фактором для воз-
буждения атомов.
Различают пламя с предварительным смешиванием горючих
газов с кислородом или воздухом и диффузное, в котором горение
газа поддерживается вследствие диффузии кислорода из окружаю-
щего воздуха (простые горелки). В зависимости от соотношения
кислорода в горючей смеси пламя может быть светящимся (види-
мым) или бесцветным. При недостатке кислорода в газовой смеси
образуется более или менее светящееся пламя. Свечение вызыва-
ется наличием несгоревших раскаленных частиц углерода. По
мере увеличения содержания кислорода свечение пламени посте-
пенно уменьшается и, наконец, становится прозрачным или голу-
бым. Пламя горелки обычно состоит из внешнего (окислительно-
го) и внутреннего (восстановительного) слоев.
При постоянных составе и скорости подачи горючей смеси
пламя имеет стабильную структуру вследствие уравновешивания
скорости распространения зоны горения пламени и скорости ис-
течения газов из горелки. При высокой скорости распространения
пламени (смесь горючих газов с кислородом) и низкой скорости
подачи газов происходит проскакивание пламени внутрь горелки,
сопровождающееся резким хлопком. Поэтому, чтобы исключить
распространение (проскок) пламени, используют горелки, в кото-
рых газы смешиваются непосредственно у выхода. Если скорость
истечения газов превышает скорость распространения зоны горе-
ния, пламя гаснет (срывается).
Как известно, электроны в атомах могут находиться на различ-
ных энергетических уровнях. При обычной температуре атомы
(молекулы) находятся в своем основном устойчивом состоянии, а
электроны расположены на нижних энергетических уровнях. При
достаточно высокой температуре электроны переходят на верхние
энергетические уровни, т. е. находятся в возбужденном состоянии
или покидают атом — эмиссия (отрыв) электронов. При поглоще-
нии определенной энергии атомы и молекулы переходят в возбуж-
денное состояние разной степени. В зависимости от величины
энергии поглощенного кванта возбуждение может выражаться в
переходе электронов на новые разноудаленные от ядра атома
энергетические уровни или изменении вращательной и колеба-
тельной энергий молекул. Энергии квантов инфракрасной облас-
ти спектра (тепловых лучей) недостаточно для возбуждения элект-
ронов атома и перехода их на более удаленные от ядра орбиты.
При поглощении инфракрасных лучей молекулой происходит
лишь увеличение энергии колебаний и вращения атомов по отно-
шению друг к другу. Кванты видимой области спектра, обладая
более высокой энергией, способны вызывать наряду с увеличени-
66
ем колебательной и вращательной энергий молекул электронный
переход в атомах, а энергии квантов ультрафиолетовых лучей дос-
таточно не только для возбуждения атомов, но и для эмиссии час-
ти электронов за пределы данного атома, что приводит к диссоци-
ации молекул на ионы и атомы.
Время, в течение которого атомы и молекулы находятся в воз-
бужденном состоянии (время рекомбинации), составляет 10~7—
10~9 с. После возбуждения атомы и молекулы вновь возвращаются
в основное (невозбужденное) состояние, а избыток ранее погло-
щенной энергии излучается в виде квантов различной энергии.
В соответствии с законом излучения Планка атомы и молекулы
излучают и поглощают энергию (свет) строго определенной часто-
ты. Спектр излучения при переходе атома в основное состояние и
спектр поглощения при его возбуждении представляют собой ряд
отдельных узких линий, характерных только для данного элемен-
та. Присутствие других атомов в растворе и пламени не влияет на
положение спектральных линий любого из них. При этом энергия
излучения (£и) равна энергии поглощения (Еп) и находится в пря-
мой зависимости от частоты колебаний фотона (кванта) и обрат-
ной зависимости от длины его волны, т. е. £и = Еп. Энергия излу-
чения, частота (v) и длина волны (X) связаны между собой, что оп-
ределяется формулой Планка:
EK=hv = {Е\ — Eq): A; v = с: X,
где h — постоянная Планка; Ех и Ед — энергия атома соответственно в возбужден-
ном и основном состояниях; с — скорость света.
Отсюда переход электронов в атомах с более высоких энергети-
ческих уровней на самые низкие дают линии, лежащие в ультра-
фиолетовой области спектра; переход электронов с верхнего энер-
гетического уровня на средний или со среднего на нижний дает
спектр линий в видимой области, а излучение, связанное с умень-
шением энергии колебания и вращения атомов в молекуле, —
спектр линий, лежащих в инфракрасной области. Так как элект-
ронные переходы сопровождаются, как правило, одновремен-
ным изменением колебательных и вращательных уровней, спект-
ры испускания (резонансные линии) молекул представлены не
непрерывной совокупностью отдельных линий, отвечающих
электронным переходам в атомах, а в виде серии отдельных по-
лос. Отсюда с увеличением массы атома, а следовательно, и ко-
личества электронов в нем число спектральных (частотных) ли-
ний возрастает.
В зависимости от содержания различных элементов в растворе
и степени их возбуждаемости, обусловливаемой температурой
5’
67
пламени, общее число спектральных линий в пламени горелки
может быть очень большим. Поэтому при количественном анали-
зе отдельных элементов в растворе необходимо создавать такие ус-
ловия (в том числе температурные), чтобы в пламени горелки
спектральные линии определяемых элементов были достаточной
интенсивности, что позволит выделить их с помощью монохрома-
тора.
Количество возбужденных атомов от их общего числа при тем-
пературе 2000—3000 °C обычно не превышает 1—2 %. При этом
основная их часть находится на первом (самом низком) возбуж-
денном уровне, значительно меньше атомов — на втором возбуж-
денном уровне и еще меньше — на последующих возможных
уровнях возбуждения атомов. Первый энергетический уровень
возбуждения атомов, ближайший к основному, принято называть
резонансным, а спектральные линии, излучаемые атомами при их
переходе из этого уровня на основной, — резонансными линиями
элементов. Резонансные линии наиболее чувствительны к темпе-
ратуре пламени, так как они образуются легко возбуждающимися
электронами и поэтому используются в качестве аналитической
линии при определении элементов.
При определенной стабильной температуре доля возбужденных
атомов отдельных химических элементов постоянна и не зависит
от концентрации их в растворе. С повышением температуры она
значительно возрастает. Интенсивность спектральных резонанс-
ных линий (мощность потока излучения) зависит от количества
возбужденных атомов и при постоянной их доле пропорциональ-
на концентрации элемента в растворе и пламени.
Для селективного выделения резонансных линий элементов в
качестве монохроматора в простых пламенных фотометрах ис-
пользуют цветные стекла — светофильтры с относительно широ-
кой полосой пропускания (20—40 нм). В более точных приборах
спектр определяемого элемента выделяется с помощью дисперги-
рующей призмы или дифракционной решетки в более узком ин-
тервале волн (2—5 нм), что значительно повышает чувствитель-
ность анализа.
Далее характерный для определяемого элемента спектр, выде-
ленный из всего спектра излучения пламени, направляется на фо-
топриемник (фотоэлемент или фотоумножитель), преобразующий
световую энергию в электрическую. Образующийся при этом фо-
тоток регистрируется гальванометром, самописцем или выводится
на дисплей. Величина фототока в определенном диапазоне нахо-
дится в прямой зависимости от интенсивности падающего на фо-
топриемник светового потока, что позволяет определять содержа-
ние элемента в растворе. Зависимость интенсивности излучения
от содержания атомов элемента в пламени имеет линейный вид
68
лишь в определенном диапазоне концентраций. При высоких
концентрациях вследствие самопоглощения спектров испускания
атомами кривая изгибается к оси абсцисс, при низких — возмож-
но изгибание кривой кверху из-за ионизации элемента. Поэтому
для работы следует выбирать участок прямолинейной зависимос-
ти величины фототока от концентрации раствора.
Определение содержания элемента в растворе проводят путем
сравнения величины фототока исследуемого раствора с величиной
фототока серии стандартных растворов с известной концентраци-
ей элемента по градуировочному графику.
Чувствительность метода фотометрии пламени при анализе
щелочных элементов составляет 10—*—10—2 мг/л, а при анализе
других элементов — 1—5 мг/л.
В пламенных фотометрах применяют несложные горелки для
низкотемпературного (1600—1900 °C) пламени, получаемого при
сгорании сетевого газа, пропана или бутана в воздухе.
Температура такого пламени достаточна лишь для возбуждения
щелочных металлов (Na, К, Rb, Li). Для определения щелочно-зе-
мельных (Mg, Са, Sr, Ва) и других элементов используют высоко-
температурное пламя, которое получают при сгорании в специаль-
ных горелках смеси ацетилена с воздухом (2300 °C) или ацетилена с
кислородом (3150 °C), а в отдельных случаях смеси водорода с кис-
лородом (2800 °C) или ацетилена с оксидом азота (3200 °C).
В то же время с повышением температуры число возбуждаемых
элементов и электронов в атомах резко увеличивается, в результа-
те чего спектр высокотемпературного пламени при анализе смеси
различных элементов значительно усложняется, а в некоторых
случаях происходит наложение спектральных аналитических ли-
ний или близкое их расположение. Близкое расположение анали-
тических спектральных линий отдельных элементов не позволяет
для их анализа использовать стеклянные светофильтры, имеющие
довольно широкий (20—50 нм) спектр пропускания. В этом случае
для анализа щелочно-земельных и других элементов применяют
пламенные спектрофотометры, снабженные высокотемператур-
ной горелкой и монохроматором высокого разрешения, который
позволяет выделять узкий спектр волн (1—3 нм).
При определении натрия используют желтую спектральную
линию 589 нм, калия — резонансные линии излучения в ближ-
ней инфракрасной области 766 и 770 нм. Чувствительность их
определения очень высока и существенно возрастает с повыше-
нием температуры пламени. Для снижения помех, обусловлива-
емых спектрами излучения других элементов (Li, Са, Sr и др.),
определение натрия и калия на фотометрах с широкополосны-
ми светофильтрами проводят при низкотемпературном пламе-
ни.
69
Спектры излучения щелочно-земельных элементов (Mg, Са, Sr,
Ва) более сложные, чем щелочных. В пламени они образуют труд-
нодиссоциируемые оксиды металлов (MgO, СаО и т. д.), радикалы
(MgOH, СаОН и др.), фосфаты, сульфаты и другие соединения,
резонансные линии излучения которых имеют широкий частот-
ный диапазон. Поэтому при определении щелочно-земельных
элементов из широкой гаммы эмиссионного спектра выбирают
наиболее яркую резонансную полосу. Например, определение со-
держания кальция проводят по резонансной полосе излучения
622 нм. Другие резонансные линии излучения щелочно-земель-
ных элементов также могут быть использованы для анализа, одна-
ко для этого требуется более сложное оборудование.
Чувствительность определения Са, Mg и других щелочно-зе-
мельных элементов значительно увеличивается при повышении
температуры пламени.
1.7.3.2. Пламенные фотометры
Выпускаются различные типы пламенных фотометров, разли-
чающиеся конструктивными особенностями и назначением. В аг-
рохимических исследованиях наиболее широко распространены
отечественные пламенные фотометры ПФМ-2, ПФМ-3, ПАЖ-2, а
также прибор фирмы «Цейс» — «Флафо-4» и др.
Принцип действия эмиссионных пламенных фотометров пока-
зан на рисунке 16. Исследуемый раствор / под влиянием разреже-
ния, возникающего в инжекторе при движении воздуха 3, засасы-
вается через капилляр из стаканчика или пробирки и попадает в
виде аэрозоля (тумана) в смесительную камеру горелки (распыли-
тель) 4, где происходит его смешивание с горящим газом 2. Смесь
подается в пламя горелки 5 и сгорает с выделением большого ко-
Рис. 16. Принципиальная оптическая схема эмиссионной фотометрии пламени:
/ — исследуемый раствор; 2— подача газа; 3 — подача воздуха; /—распылитель; 5—пламя;
6 — светофильтр, или монохроматор; 7—фотоэлемент, или фотоэлектрический умножитель;
8— регистрирующий прибор (миллиамперметр или микропроцессор с дисплеем)
70
личества теплоты. Под влиянием образующейся энергии жидкость
испаряется, а содержащиеся в ней элементы возбуждаются и из-
лучают световую энергию определенных длин волн. Спектр из-
лучения, выделенный с помощью монохроматора 6, состоит из
отдельных линий (для атомов) или ряда полос (для молекул).
Интенсивность излучения зависит от природы и концентрации
исследуемого вещества в растворе, поэтому величина фототока,
возбуждаемого излучением при его попадании на фотоэлемент
или фотоумножитель 7, будет в определенном диапазоне отражать
содержание вещества в растворе.
Таким образом, определение концентрации вещества в иссле-
дуемом растворе сводится к сопоставлению показаний миллиам-
перметра 8 исследуемых и эталонных растворов.
Фотоэлектрический пламенный фотометр ПФМ-2 (рис. 17).
Предназначен для пламенно-спектрофотометрического количе-
ственного определения натрия, калия, лития, цезия, рубидия,
кальция, магния, стронция, бария, бора, хрома и марганца. Рас-
считан он на использование ацетилена или природного газа (мета-
на, пропана или бутана), что позволяет с высокой точностью оп-
ределять как щелочные, так и щелочно-земельные элементы. Для
выделения излучения указанных элементов используют интерфе-
ренционные светофильтры.
Устройство прибора. Прибор состоит из фотометра 1 и
компрессора 2. В блоке фотометра расположены: горелка 4, моно-
хроматор, усилитель, миллиамперметр 5, рукоятки кранов для ре-
гулировки расхода воздуха и газа 6, 7, а также рукоятки установки
нуля миллиамперметра и чувствительности прибора 3.
Порядок работы. Несмотря на некоторые различия в
конструкции пламенных фотометров типа ПФМ и др., порядок
работы на них различается несущественно.
Перед включением прибора тщательно проверяют состояние
системы его питания газом и воздухом. Для этого закрывают рас-
положенный на фотометре входной вентиль, открывают вентиль
Рис. 17. Пламенный фотометр
ПФМ-2:
/ — блок фотометра; 2— блок электропи-
тания и компрессор сжатого воздуха; 3 —
рукоятки чувствительности; 4— камера
сгорания; 5 — миллиамперметр; 6, 7—
рукоятки кранов, регулирующие соответ-
ственно расход воздуха и газа; 8— мано-
метр воздуха; 9—кнопка поджига
горючей смеси горелки
71
газового баллона и с помощью маховичка первого редуктора уста-
навливают давление в подводящей системе в пределах 1—2 атм.
Затем плотно закрывают вентиль баллона и по манометру первого
редуктора контролируют положение стрелки манометра в течение
10—15 мин. Если стрелка манометра остается на одном и том же
месте, газовая магистраль считается исправной. При падении дав-
ления в ней с помощью мыльной пены находят течь и устраняют
ее. Аналогичным образом поступают при работе с любым газом.
Для приведения прибора в рабочее состояние необходимо:
1)	включить прибор в сеть 220 В;
2)	установить диафрагмы светового потока в положение «За-
крыто» и скомпенсировать темновой ток прибора по шкале мил-
лиамперметра до совмещения стрелки с нулем;
3)	включить компрессор 2 и рукояткой б вентиля «Воздух» ус-
тановить по манометру Сдавление воздуха в сети в пределах 0,2—
0,4 атм (20—40 кПа);
4)	проверить исправность зажигания перед подачей газа (про-
пана или ацетилена) в горелку — при нажатии кнопки 9 «Зажига-
ние» через смотровое окно наблюдают проскакивание искры;
5)	открыть для подачи газа (ацетилена) вентиль на баллоне с
газом, а затем рукояткой вентиля /фотометра «Газ» плавно увели-
чить подачу горючего газа, контролируя его давление по маномет-
ру. Рабочее давление природного газа (сетевого, пропана, бутана)
должно составлять 40—80 мм вод. ст., а давление ацетилена —
100—200 мм вод. ст. Если давление газа достигает указанной вели-
чины, нажимают на кнопку «Зажигание» до воспламенения горю-
чей смеси;
6)	добиться устойчивого горения пламени, регулируя подачу
(давление) газа и воздуха. При этом внешний конус пламени дол-
жен быть светло-голубым. При давлении воздуха 0,3—0,4 атм оп-
тимальное рабочее давление для пропана и сетевого газа составля-
ет 50—60 мм вод. ст., для ацетилена — 140—180 мм вод. ст.
Выбранный режим работы горелки записывают в журнал и при
повторном включении прибора устанавливают такое же давление
газа и воздуха, так как от режима работы горелки зависят интен-
сивность излучения элементов и чувствительность прибора.
Определение концентраций исследуемых элементов следует
начинать с построения градуировочного графика для каждого эле-
мента по стандартным растворам известной концентрации. Для их
приготовления используют химически чистые перекристаллизо-
ванные соли.
Для построения градуировочной кривой сначала в стаканчик
наливают наиболее концентрированный раствор из данной серии
растворов и погружают в него заборный капилляр, при этом
стрелка гальванометра отклонится на определенное число деле-
72
ний. Оптимальным считается отклонение (размах) стрелки на
2/3—3/4 рабочей шкалы прибора при измерении наиболее кон-
центрированного раствора. Если стрелка миллиамперметра откло-
няется недостаточно или очень сильно, ее устанавливают в опти-
мальном диапазоне вначале с помощью диафрагмы (увеличивая
или уменьшая поток света на фотоэлемент), а если это не удается,
то путем переключения чувствительности усилителя фотометра.
Затем, когда диафрагма и чувствительность прибора выбраны,
в пламя горелки вводят дистиллированную воду и спустя некото-
рое время (1—3 мин) ручками грубой и тонкой настройки стрелку
миллиамперметра выводят на нуль. Эту операцию повторяют 2—
3 раза и, убедившись, что стрелка относительно нуля прибора не
отклонилась, в пламя горелки поочередно вводят через капилляр
распылителя эталонные растворы с известной, равномерно возра-
стающей концентрацией определяемого элемента. Для каждой
концентрации раствора по отклонению стрелки миллиамперметра
снимают отсчет шкалы прибора и записывают в журнал. Отсчеты
берут через 10—15 с после начала распыления очередного раство-
ра, когда стрелка гальванометра займет устойчивое положение.
Если исследуемые растворы сильно различаются своей концент-
рацией (особенно если концентрация предыдущего раствора была
значительно выше последующего), то в пламя горелки после каж-
дого раствора вводят дистиллированную воду для промывания си-
стемы напуска прибора и проверяют положение стрелки относи-
тельно нуля. При заметном смещении нуля прибора стрелку снова
корректируют на нуль с помощью потенциометра тонкой на-
стройки нуля миллиамперметра. Число эталонных растворов
обычно равно 5—8, что позволяет получить достаточное число то-
чек для построения калибровочного графика. Наибольшая кон-
центрация эталонного раствора должна быть не меньше возмож-
ной концентрации вещества в исследуемых растворах.
Давление газа и воздуха, а также степень раскрытия диафрагмы
должны быть одинаковы при измерении эталонных и исследуе-
мых растворов.
Градуировочный график строят по показаниям гальванометра
и концентрации эталонного раствора. На графике следует указать
режим работы прибора: давление газа и воздуха, степень раскры-
тия диафрагмы, положение рукоятки чувствительности прибора, а
при необходимости и другие сведения. Затем приступают к опре-
делению концентраций вещества в исследуемых растворах. Для
этого капилляр распылителя снова помещают в дистиллирован-
ную воду и устанавливают нуль миллиамперметра. Затем в пламя
горелки в определенной последовательности вводят исследуемые
растворы и по соответствующему отклонению стрелки делают от-
счет по шкале прибора.
73
Сопоставляя величину полученных отсчетов с показаниями
эталонных растворов, по градуировочному графику определяют
концентрацию элемента в исследуемых растворах. При постоян-
ном режиме работы прибора градуировочный график можно ис-
пользовать длительное время, лишь периодически проверяя кон-
центрацию по эталонным растворам.
После окончания измерений следует распылитель и горелку
промыть дистиллированной водой до получения бесцветного пла-
мени, а затем дать прибору некоторое время поработ ать без воды,
чтобы высушить распылитель потоком сухого воздуха. Прекраща-
ют подачу газа, закрыв сначала кран сетевого газа или вентиль на
газовом баллоне, а затем на редукторе. Выключают компрессор и
электропитание прибора.
Пламенный фотометр «Флафо-4». При массовых анализах по-
чвы, растений и удобрений на содержание натрия, калия, каль-
ция, лития и других элементов наиболее удобен двухканальный
пламенный фотометр фирмы «Цейс» «Флафо-4» (рис. 18).
Оптическая схема прибора. Оптическая схема каж-
дого из двух его каналов приведена на рисунке 19. Излучение ато-
мов от горелки 2попадает на вогнутое зеркало / и, отразившись от
него, попадает в разные каналы. В каждом канале световой поток
проходит диафрагму, линзы 3, светофильтр 4 и направляется на
фотоэлемент 6. Перед фотоэлементом световой поток модулиру-
ется с помощью щелевого барабана-прерывателя (модулятора) 5 с
частотой 50 Гц. Возникающий переменный фототок усиливается и
регистрируется миллиамперметром 8.
Этот фотометр можно использовать для одновременного опре-
деления двух любых щелочных и щелочно-земельных элементов.
При определении только одного какого-либо элемента второй ка-
нал можно использовать для регистрации излучения элементов
раствора сравнения. Конструкция прибора позволяет без гашения
пламени переходить на работу с одного горючего газа на другой
(например, с пропана на ацетилен), что расширяет выбор опти-
Рис. 18. Двухканальный пламенный фо-
тометр «Флафо-4»:
1 — рукоятки кранов, регулирующие расход
воздуха и газа; 2— расходомеры воздуха и
газа; 3 — устройство для забора и распыления
исследуемого раствора; 4 — камера сгорания;
5—миллиамперметры
74
Рис. 19. Оптическая схема двухканального пламенного фотометра «Флафо-4»:
/— вогнутое зеркало; 2—горелка; 3 — линзы; 4— интерференционные светофильтры; 5— мо-
дулятор; 6—селеновые фотоэлементы, 7—усилитель; 8— миллиамперметр
мальных условий проведения анализа. Прибор состоит из блока
стабилизированного питания и фотометра.
В корпусе фотометра (см. рис. 18) расположены регулируемые с
помощью рукояток 1 редукторы для газов, расходомеры 2, распыли-
тель с заборным устройством 3, камера сгорания 4, миллиампермет-
ры 5 (отдельно для каждого светового канала) и усилитель с выведен-
ными на переднюю панель рукоятками для грубой и тонкой устано-
вок нуля, а также для переключения чувствительности прибора.
Конструкция распылителя и горелки (с кольцевым соплом)
обеспечивает низкий расход раствора (менее 1 мл/мин), высокую
эффективность распыления. Прибор снабжен универсальной го-
релкой, предусмотренной для работы с пропаном, бутаном, ацети-
леном и другими газами, и сменными интерференционными свето-
фильтрами. В приборе предусмотрены грубое (десятиступенчатое)
и точное (бесступенчатое) регулирование чувствительности, а так-
же исключение фона путем смещения нуля на 50 делений шкалы.
Максимальная чувствительность в пламени ацетилен—воздух
(пропан—воздух) для натрия составляет 0,0001 (0,001) мг/дм3, ка-
лия — 0,01 (0,001), кальция — 0,01 (0,1), лития — 0,002 (0,01), ру-
бидия— 1,0 (0,2) мг/дм3. Для проведения одного измерения тре-
буется 15—20 с.
Порядок работы. Порядок подготовки фотометра к ра-
боте и очередность выполнения операций при анализе эталонных
и исследуемых растворов аналогичны порядку работы на отече-
ственных пламенных фотометрах (ПФМ, ПАЖ-2 и др.).
При определении содержания натрия и калия, лития и рубидия
в растворах в связи с низким их потенциалом ионизации следует
75
использовать низкотемпературное пламя метана, пропана, бутана,
воздуха, в то время как применение этих газов для анализа каль-
ция, магния и других щелочно-земельных элементов снижает чув-
ствительность приборов в 10—30 раз. Определение кальция и маг-
ния возможно только при использовании высокотемпературного
пламени или специальных узкополосных светофильтров.
1.7.3.3. Атомно-эмиссионный метод анализа с использованием
индуктивно связанной плазмы
Атомно-эмиссионный метод анализа с индуктивно связанной
плазмой (ИСП) в последние годы получил широкое применение в
агрохимических и экологических исследованиях. Метод основан
на возбуждении атомов элементов в высокотемпературной (7000—
11 000 К) среде ионизированного инертного газа (плазме) с после-
дующей регистрацией интенсивности спектров их излучения
(эмиссии).
Плазма представляет собой газ, в котором атомы находятся в
ионизированном состоянии. Для получения индуктивно связанной
плазмы используют высокочастотный (ВЧ) генератор с частотой
27—50 МГц, мощностью 1—2 кВт. Образуется плазма в результате
индукционного нагрева инертного газа (чаще всего аргона), проте-
кающего через горелку-плазмотрон
(рис. 20). Горелка, состоящая из двух или
трех (находящихся одна в другой) кварце-
вых трубок, размещена внутри катушки
ВЧ-генератора, которая представляет со-
бой медную спираль (индуктор), обвиваю-
щую верхнюю часть трубок.
Пропускаемый через индуктор /высо-
кочастотный ток создает магнитное поле
вокруг катушки и в потоке газа, проходя-
щем по кварцевым трубкам. Для возбуж-
дения аргона и образования аргоновой
плазмы в горелке, находящейся в высоко-
Рис. 20. Схема горелки-плазмотрона с индуктивно
связанной плазмой:
/ — аналитическая зона излучения плазменного факела;
2— индукционная зона; 3 — зона начального излучения;
4— поток аэрозоля; 5—зона предварительного нагрева
аэрозоля; 6—холодная (хвостовая) зона плазмы; 7—ин-
дуктор; 8— поток охлаждающего газа; 9—поток плазмо-
образующего газа; W— поток газа-носителя
76
частотном (ВЧ) магнитном поле, газ предварительно ионизируют с
помощью индукционной катушки (катушка Теслы), проводя «под-
жог» горелки. Под действием высокочастотной искры происходит
стартовая ионизация (искровой пробой) плазмообразующего газа. С
помощью искрового коронного разряда в область магнитного поля
вводятся «затравочные» электроны, которые и осуществляют «под-
жог» плазмы. После чего ВЧ-генератор автоматически включается и
создается устойчивый плазменный факел за счет индуктивной связи
высокочастотного магнитного поля с текущим через горелку иони-
зированным газом. Хорошая электропроводность газа обеспечива-
ется высокой степенью его ионизации. При этом индукционная ка-
тушка ВЧ-генератора выполняет роль первичной обмотки трансфор-
матора, а роль вторичной обмотки выполняют свободные электроны
аргоновой плазмы.
Ток высокой частоты, проходя через индуктор, генерирует в
нем переменное магнитное поле, которое создает кольцевой
(замкнутый) ток электронов и ионов в плазме. Под действием
переменного электромагнитного поля происходит ускорение за-
ряженных частиц, соударение которых с нейтральными атомами
аргона вызывает дополнительную ионизацию и нагрев газа. При
определенной скорости потока газа и мощности ВЧ-генератора
формируется устойчивая самоподдерживающая аргоновая плаз-
ма температурой от 8000 до 11 000 К. Для защиты горелки от са-
моразрушения от высокой температуры ее охлаждают непрерыв-
ным потоком газа (аргона) или воды. Большинство выпускаемых
ИСП-спектрометров оснащены кварцевой трехтрубчатой плаз-
мотрон-горелкой (см. рис. 20) с диаметром внешней трубки 15—
20 мм.
Плазмообразующий газ (аргон) подается по трубкам с разной
скоростью, образуя три потока. Внешний поток 8— охлаждающий
и плазмообразующий газ — предотвращает контакт между плаз-
мой и стенкой горелки, способствует образованию и стабилиза-
ции плазмы. Расход охлаждающего газа составляет 10—15 л/мин.
Второй (промежуточный) поток 9~ плазмообразующий газ. Его
расход составляет примерно 1 л/мин. Поток газа-носителя 10 по
центральной трубке (транспортирующий) служит для ввода пробы
в плазму.
Проба из распылителя подается в виде аэрозоля медленным то-
ком аргона по центральной трубке горелки в осевую зону плазмы.
Здесь элементы, входящие в состав пробы, разогреваются за счет
теплопроводности и излучения примерно до 8000 К, при этом они
полностью атомизируются и возбуждаются. Над яркой плазмой
образуется несколько более холодный (4000—6000 К) факел пла-
мени. Учитывая различие температуры по высоте плазменного фа-
кела, для спектрального анализа выбирают оптимальную темпера-
77
турную зону наблюдения, которая определяется по максимальной
величине сигнала аналитической линии.
При высоких температурах элементы присутствуют в плазме в
виде ионов, поэтому спектр излучения состоит в основном из
ионных линий (спектры ионизированных атомов). Элементы с
высокими потенциалами ионизации определяют обычно на высо-
те 10—15 мм над рабочей катушкой индуктора в высокотемпера-
турной зоне плазменного факела. Для легкоионизируемых эле-
ментов (щелочные металлы) следует использовать более высокие
области плазмы (20—25 мм над рабочей катушкой), где температу-
ра умеренная, при этом получают атомные и ионные линии. Для
многоэлементного анализа зона наблюдения находится на высоте
12—16 мм над рабочей катушкой.
Ионизация происходит в основном в центральном аксиаль-
ном (осевом) канале плазмы. Число возбужденных частиц на пе-
риферии плазменного факела относительно мало, поэтому воз-
бужденные элементы представляют собой оптически тонкий
уникальный источник излучения. Вследствие этого самопогло-
щение излучения и матричные эффекты, обусловливаемые не-
однородным химическим составом пробы, минимальны, а ин-
тенсивность спектральных линий пропорциональна концентра-
ции элемента в пробе.
Аксиальный канал пламени имеет температуру 6000—8000 К, он
особенно подходит для многоэлементного анализа как в одновре-
менном, так и в последовательном режимах. Для большинства эле-
ментов в этих условиях достигается высокая степень ионизации.
За счет высокой температуры и длительного времени пребыва-
ния в плазменной зоне возбуждаются даже тугоплавкие соедине-
ния бора, циркония, урана, ниобия, вольфрама и др.
Высокий диапазон линейности (до 6 порядков концентрации)
позволяет определять одновременно и последовательно макро- и
микроэлементы в образцах, т. е. в одной пробе как основные ком-
поненты, так и следовые количества элементов по единым градуи-
ровочным графикам без разбавления или многократного повтор-
ного анализа в разных режимах.
Определение элементного состава пробы заключается в изме-
рении интенсивности спектра излучения возбужденных атомов и
ионов элемента. Атомно-эмиссионная спектрометрия с И СП дает
возможность в зависимости от конструктивных особенностей
спектрометра, регистрирующего излучение, проводить параллель-
ный (с многоканальным полихроматором) или последовательный
(со сканирующим монохроматором) количественный анализ хи-
мических элементов (70—80 элементов) Периодической системы
элементов Д. И. Менделеева, кроме аргона, в любых пробах. Со-
временные приборы позволяют одновременно определять от 20 до
78
40 элементов. Расход раствора пробы на одно определение состав-
ляет 0,1—1 см3. Компьютерное управление позволяет полностью
автоматизировать процесс анализа.
Принципиальная схема атомного спектрально-эмиссионного
анализатора с индуктивно связанной аргоновой плазмой приведена
на рисунке 21. Прибор состоит из ВЧ-генератора 7, который создает
высокочастотное электромагнитное поле на медной водоохлаждае-
мой спирали 2 (индукторе). Внутри индуктора находится кварцевая
горелка 3, охлаждаемая потоком газа или воды. Исследуемый ра-
створ 16 принудительно подается перистальтическим насосом 5 в
смеситель 4, из которого проба в виде аэрозоля в потоке аргона по-
дастся в плазменную горелку (распылитель). Электрический ток
высокой частоты, протекающий через индуктор, возбуждает высо-
Рис. 21. Схема атомного спектрально-эмиссионного анализатора с индуктивно свя-
занной плазмой:
/—высокочастотный генератор; 2— индуктор; 3— кварцевая горелка; 4— смеситель (пневма-
тический распылитель исследуемого раствора); 5— перистальтический насос подачи раствора;
6—спектрометр (полихроматор); 7— 9— фотоэлектроумножители; 10— многоканальный мик-
ропроцессор; //—микроЭВМ; 72—монитор (дисплей); 13— печатающее устройство; 14, 15—
трубки для подачи аргона; 16— исследуемый раствор
79
кочастотное магнитное поле, которое в свою очередь индуцирует
высокочастотный электрический разряд в потоке рабочего газа (ар-
гона) внутри горелки в области индуктора. В результате аргон в го-
релке нагревается до очень высокой температуры и ионизируется до
плазменного состояния. Поступающий в газовый плазменный фа-
кел раствор анализируемой пробы при высокой температуре быстро
испаряется, содержащиеся в нем молекулы диссоциируют на атомы
(атомизация), которые, сталкиваясь с электронами или поглощая
квант света (фотон), переходят в возбужденное состояние. В воз-
бужденном состоянии атомы и ионы, как известно, находятся недолго
(10-7—10~9 с), после чего самопроизвольно возвращаются в основ-
ное (ближайшее к ядру) или в менее возбужденное (промежуточ-
ное) энергетическое состояние, испуская при этом характерное для
данного химического элемента излучение. Оптическое излучение
анализируемой пробы разлагается на спектр с помощью сканирую-
щего монохроматора или полихроматора 6, выделяется наиболее
интенсивная (резонансная) линия спектра данного элемента, и с
помощью фотоэлектроумножителей 7, 8 и 9 излучение преобразу-
ется в электрический сигнал. Далее электрический сигнал, величи-
на которого пропорциональна интенсивности излучения, считыва-
ется с ФЭУ микропроцессором 10, программно обрабатывается
микроЭВМ 7 7 и результаты анализа подаются на дисплей 12 или
печатающее устройство 13.
Благодаря химической инертности и высокой температуре ар-
гоновой плазмы метод спектрометрии ИСП обладает рядом досто-
инств по сравнению с эмиссионной пламенной фотометрией. К
ним относятся высокая степень возбуждения (эффективность воз-
буждения) атомов практически всех элементов, содержащихся в
пробе без самопоглощения, и большая стабильность излучения.
Это дает уникальные аналитические возможности: высокую чув-
ствительность метода и сходимость результатов, широкий интер-
вал линейной зависимости интенсивности излучения от концент-
рации элемента в пробе и широкий диапазон определяемых кон-
центраций (от 10-7 до 102 мг/см3).
Наряду с достоинствами метод атомно-эмиссионного анализа с
ИСП имеет и ряд недостатков, которые необходимо учитывать.
Наиболее существенным из них является наличие спектральных
помех, выраженных несколько сильнее, чем при использовании
других источников возбуждения, так как в высокотемпературной
плазме (8000—10 000 °C), в отличие от метода пламенной фотомет-
рии (1600—2400 °C), возбуждаются, а следовательно, и излучают не
только внешние (валентные) электроны, но и значительная часть
электронов более энергоемких внутренних орбиталей. Отсюда
спектр излучения каждого элемента будет более сложным, а с уче-
том того, что все находящиеся в плазме атомы элементов возбужде-
80
ны и дают соответствующий сложный спектр излучения, значи-
тельно увеличивается и вероятность наложения спектральных ли-
ний различных элементов или очень близкого их расположения.
Для снижения этих помех необходим тщательный выбор ана-
литических спектральных линий определяемого элемента, кото-
рые должны быть свободны от наложения спектральных линий
других элементов, содержащихся в анализируемой пробе, что тре-
бует для выделения нужного монохроматического пучка света бо-
лее сложной оптической аппаратуры.
Значительная часть помех связана также с изменением вязкос-
ти раствора, его способностью к распылению и другими физичес-
кими свойствами растворов. Один из способов устранения такого
влияния — использование для градуировки прибора стандартных
растворов, максимально приближенных по своему составу к ана-
лизируемым.
Атомно-эмиссионный метод с ИСП позволяет анализировать
растворы после сухого или мокрого озоления, вытяжки из почв,
природные воды и т. д. Система распыления и плазменный факел
выдерживают агрессивные среды, высокое содержание солей и
кислот в растворах. Некоторые модели спектрометров рассчитаны
на анализ суспензий или прямой анализ измельченных твердых
проб, а также содержат системы для выделения интересующих
элементов из жидкой или твердой фазы в газообразную, которая
непосредственно вводится и анализируется в ИСП. Сочетание
атомно-эмиссионного метода анализа с индуктивно связанной
плазмой и масс-спектрометрии (ИСП МС) позволяет использо-
вать его для определения изотопного состава элементов.
При определении валового содержания макро-, микроэлемен-
тов и тяжелых металлов в почвах, растениях и удобрениях атомно-
эмиссионным методом с ИСП применяют традиционные способы
пробоподготовки — мокрое (кислотное) или сухое разложение
проб и сплавление. При определении подвижных форм элементов
в почвах используют разнообразные вытяжки.
В связи с имеющимися конструктивными особенностями при-
боров, выпускаемыми разными фирмами, техника выполнения
измерений должна строго соответствовать инструкции по эксплу-
атации конкретной модели атомно-эмиссионного спектрометра с
ИСП.
1.7.4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННАЯ ФОТОМЕТРИЯ ПЛАМЕНИ
Атомно-абсорбционную спектрофотометрию как метод анали-
за широко применяют в агрохимических и экологических иссле-
дованиях при определении микроэлементов (железо, марганец,
медь, молибден, кобальт, цинк) и тяжелых металлов (кадмий,
6 - 8539
81
ртуть, свинец, хром и др.) в продуктах питания, кормах, почвах,
удобрениях, воде и других сельскохозяйственных объектах. Метод
был предложен Д. Уэлшем в 1955 г. и основан на способности ато-
мов металлов поглощать в пламени горелки световую энергию
строго определенной длины волны, характерной для каждого от-
дельного элемента.
В отличие от эмиссионной пламенной фотометрии, где кон-
центрация вещества определяется по интенсивности спектра из-
лучения возбужденных элементов, в атомно-абсорбционной спек-
трофотометрии (ААС) концентрацию элементов в растворе опре-
деляют по их абсорбции (поглощению) монохроматического све-
та, проходящего через пламя, в которое вводят исследуемый
раствор. Метод атомно-абсорбционной спектроскопии позволяет
определять более 70 элементов (в основном металлов), отличается
высокими чувствительностью и селективностью. Чувствитель-
ность метода для большинства металлов находится в широких
пределах — от 0,1 до 0,0001 мкг/см3 (мг/кг), в некоторых случаях и
выше.
Теоретические основы метода. Известно, что поглощение света
атомами вызывает переход валентных электронов с нижних энер-
гетических уровней (£о) на более высокие, удаленные от ядра ато-
ма, — возбужденные уровни (Ех). Энергетический уровень, на ко-
торый осуществляется переход валентных электронов атома (сте-
пень возбуждения атома), определяется энергией поглощенного
им кванта света, поэтому разность энергий возбужденной и ос-
новной орбиталей равна энергии поглощенного или испускаемого
кванта света: hv = Ех — Ео.
Следовательно, атомы отдельных элементов могут поглощать и
излучать только кванты определенной длины волны, энергия ко-
торых соответствует изменению энергетического состояния ва-
лентных электронов на орбиталях. Число возможных энергетичес-
ких уровней у каждого элемента относительно велико и детерми-
нировано строением атома, однако вероятность перехода электро-
нов на более удаленные (энергоемкие) от ядра атома орбитали
значительно меньше, чем на ближние. Поэтому спектр поглоще-
ния и испускания любого элемента состоит из отдельных полос
(линий) определенной длины волны, интенсивность которых чет-
ко отражает вероятность перехода электронов с одного уровня на
какой-либо другой. При большой вероятности перехода (частых
переходах) электронов с одного уровня на другой интенсивность
(яркость) линий высока. С уменьшением вероятности их перехода
на отдельные орбитали интенсивность соответствующих линий
ослабевает. В связи с тем, что для каждого химического элемента
число возможных энергетических уровней и вероятность пребыва-
ния на них возбужденных электронов строго индивидуальны, их
82
линейные спектры поглощения и испускания существенно отли-
чаются друг от друга длиной и интенсивностью волны и характер-
ны только для данного элемента.
Наиболее интенсивной (яркой) у всех элементов является резо-
нансная линия — полоса определенной длины волны, соответ-
ствующая переходу электронов с основного энергетического уров-
ня (£0) на ближайший возбужденный (Д). Поэтому в атомно-аб-
сорбционной спектроскопии количественный анализ основан на
измерении степени поглощения резонансного излучения хими-
ческим элементом, находящимся в пламени горелки в атомизиро-
ванном состоянии при температуре 2200—3000 °C. Источником
монохроматического излучения служат, как правило, лампы с ме-
таллическим полым цилиндрическим катодом, изготовленным из
того же элемента, который анализируется. Это позволяет получать
пучок монохроматического света с необходимой резонансной
длиной волны.
При использовании катодов из того же металла (элемента), ко-
торый анализируется в растворе, можно значительно повысить
чувствительность метода, так как в соответствии с законом излу-
чения Планка (Av — Еп — Еи) испускаемые каким-либо элементом
лучи наиболее интенсивно поглощаются атомами этого же эле-
мента. Поэтому длина волны источника излучения должна быть
равна длине волны резонансного поглощения атомов определяе-
мого элемента.
В отличие от эмиссионной пламенной фотометрии, где опреде-
ление концентрации вещества в растворе основано на регистра-
ции интенсивности спектров излучения возбужденных элементов,
доля которых в атомном паре пламени составляет лишь 0,2—1 %, в
абсорбционной фотометрии концентрацию элементов в растворе
определяют по их абсорбции проходящего через пламя горелки
монохроматического света, излучаемого специальной лампой с
полым катодом.
В абсорбционной фотометрии в поглощении резонансного из-
лучения источника участвуют свободные невозбужденные атомы,
доля которых составляет почти 100 % (99—99,8 %). Это обусловли-
вает более высокую (на 2—4 порядка) чувствительность абсорбци-
онной спектроскопии по сравнению с эмиссионной. Световой по-
ток, проходя через пламя горелки и поглощаясь свободными ато-
мами, ослабевает, а изменение его интенсивности регистрируется
с помощью светочувствительного детектора-фотоумножителя.
Степень поглощения (абсорбции) светового потока, согласно за-
кону Бугера—Ламберта—Бера, пропорциональна концентрации
элемента в пламени.
Анализируемый раствор вводят в виде аэрозоля в пламя горел-
ки. При этом интенсивность пучка света, проходящего через пла-
6*
83
мя, уменьшается вследствие абсорбции его возбужденными атома-
ми до определенного нового значения. Так как оптическая плот-
ность пламени в известных пределах пропорциональна концент-
рации элемента в растворе, его содержание можно определить по
величине фототока анализируемого раствора путем сравнения с
величиной фототока серии стандартных растворов, используя гра-
дуировочный график.
Источник излучения в ААС — лампа, представляющая .собой
стеклянную трубку (рис. 22), заполненную инертным газом арго-
ном. Основной деталью лампы является цилиндрический полый
катод, изготовленный из элемента особо высокой чистоты. Под
воздействием тлеющего (коронного) электрического разряда, со-
здаваемого в среде аргона, атомы катода возбуждаются и дают мо-
нохроматическое излучение, характерное для данного элемента.
Цилиндрическая поверхность полого катода увеличивает площадь
излучения, что сказывается на интенсивности светового потока и
стабильности работы лампы.
Оптическая схема атомно-абсорбционного спектрометра
(рис. 23). Исследуемый раствор 7 под влиянием разрежения, воз-
никающего в инжекторе при движении сжатого воздуха 3, или
принудительно поступает через капилляр и попадает в смеситель-
ную камеру горелки, где происходит смешивание воздушного по-
тока (аэрозоля) с горючим газом 2. Горючая смесь попадает в газо-
вую горелку 5 и сгорает. Под влиянием тепловой энергии вода ис-
паряется, а содержащиеся в растворе вещества возбуждаются и
диссоциируют на свободные атомы и ионы. Воз-
бужденные атомы, как известно, за время про-
хождения пламени горелки успевают совершить
десятки тысяч актов поглощения и излучения (в
возбужденном
состоянии атом находится 10-6—
10-8 с) световой энергии строго
определенных длин волн.
Рис. 22. Лампа монохроматического све-
та с полым катодом:
А — общий вид лампы; Б — лампа в разрезе:
/ — анод; 2—полый катод; 3— экран
84
Рис. 23. Принципиальная оптическая схема атомно-абсорбционного спектрофотометра:
/ — исследуемый раствор; 2— подача газа; 3— подача воздуха; 4— распылитель; 5—пламя го-
релки; 6— лампа с полым катодом; 7— монохроматор; 8— фотоэлектрический умножитель, 9—
усилитель; 10— регистрирующий прибор (миллиамперметр или микропроцессор с дисплеем)
При прохождении монохроматического света от источника его
излучения 6 (лампа с полым катодом) через пламя горелки проис-
ходит ослабление интенсивности его отдельных спектральных ли-
ний в результате их абсорбции атомами. Далее пучок света попа-
дает в монохроматор 7, где происходит его диспергирование (раз-
ложение) и выделение аналитических (наиболее оптически актив-
ных) спектральных линий, которые затем фокусируются на
фотоумножитель 8. Возникающий фототок усиливается усилите-
лем 9 и регистрируется с помощью миллиамперметра (самопис-
ца) 10 или выводится на дисплей.
В атомно-абсорбционной и эмиссионной пламенной фотомет-
рии применяют практически одинаковую аппаратуру с той лишь
разницей, что атомно-абсорбционные спектрофотометры допол-
нительно снабжены источником монохроматического света, излу-
чение которого поглощается в пламени горелки свободными ато-
мами и ионами анализируемого вещества.
Источник излучения должен давать свободные от наложений
узкие (монохроматические) спектральные линии стабильной ин-
тенсивности. Этим требованиям наиболее полно удовлетворяют
спектральные лампы с полым катодом, высокочастотные безэлек-
тродные лампы, источники лазерного излучения и др. При анали-
зе легколетучих элементов (ртуть, щелочные металлы) источни-
ком излучения служат обычно дуговые параметрические лампы.
В настоящее время для большинства (более 70) химических
элементов разработаны специальные лампы с полым катодом для
атомно-абсорбционного анализа. Такие лампы служат обычно для
получения спектра одного или нескольких элементов (в зависимо-
сти от материала катода). Лампы с полым катодом питаются по-
85
стоянным высокочастотным или импульсным током. При пита-
нии постоянным током приходится ограничиваться минимальны-
ми разрядными токами через лампу, поскольку начинает сказы-
ваться самопоглощение, приводящее к расширению резонансной
линии. Максимальной яркости излучения достигают при импульс-
ном питании ламп с полым катодом.
Перспективными источниками света для атомной абсорбции
являются двухразрядные лампы, в которых два электрически изо-
лированных разряда выполняют различные функции. Один из них
(обычный разряд в полом катоде) служит для распыления матери-
ала, другой (тлеющий разряд) — для возбуждения атомов веще-
ства. Можно также использовать источники с непрерывным спек-
тром излучения.
Интерес к указанным источникам вполне понятен, так как их
применение исключает необходимость смены ламп. Однако для
выделения узких областей спектра в этом случае требуется особый
спектральный прибор (монохроматор) с большой разрешающей
способностью, что усложняет и удорожает аппаратуру.
Спектральный блок (прибор) в атомно-абсорбционном фото-
метре служит для отделения выбранной резонансной линии от
присутствующих в спектре соседних линий. В большей части со-
временных атомно-абсорбционных приборов для выделения ана-
литических линий применяют призменные или дифракционные
монохроматоры.
Атомно-абсорбционные приборы со светофильтрами (фильт-
рофотометры) разработаны преимущественно для щелочных ме-
таллов и ртути.
Для регистрации и измерения величины поглощения в атомно-
абсорбционном приборе имеется приемно-регистрирующая сис-
тема, в которую входят приемники излучения (фотоумножитель
или фотоэлемент), усилитель и регистрирующие приборы (микро-
амперметр, самописец или микропроцессор).
Абсорбция атомами резонансного излучения приводит к экс-
поненциальному убыванию интенсивности проходящего через
пламя горелки света в зависимости от толщины поглощающего
слоя и концентрации атомов в пламени:
1= 1йе~к1с или D = 1g (10/1) = klc,
где — интенсивность падающего света (на входе в пламя горелки); I—интен-
сивность излучения, прошедшего через слой атомов в пламени; D — оптическая
плотность пламени, характеризующая степень поглощения проходящего через
него света; к — коэффициент поглощения (обычно колеблется в пределах 10-6—
10-9, что свидетельствует о высокой чувствительности атомно-абсорбционного
анализа); /—толщина поглощающего слоя атомов (высота пламени горелки); с —
концентрация определяемого элемента в пламени.
86
В приемно-регистрирующую систему атомно-абсорбционного
прибора попадает ослабленное в той или иной степени излучение
источника света (полезный сигнал), а также излучение возбужден-
ных в пламени атомов и собственное излучение пламени (шум го-
релки, постороннее излучение или фон). Постороннее излучение
мешает анализу, снижает его чувствительность и точность.
Для выделения полезного сигнала, свободного от фона, ис-
пользуют электрические, механические и оптические способы мо-
дуляции светового потока источника излучения.
Резонансный усилитель приемно-регистрирующей системы
настраивают на частоту модуляции источника света, благодаря
чему регистрируется только излучение источника, поглощаемое
пламенем.
В последние годы выпускают приборы, позволяющие автома-
тизировать процесс измерений с выдачей данных на ЭВМ. Что ка-
сается многоканальных пламенных спектрофотометров (кванто-
метров), то они пока не получили широкого распространения в
практике атомно-абсорбционного анализа.
В нашей стране серийно выпускают атомно-абсорбционные спектро-
фотометры «Спектр-5-3», МГА-915, «Квант-2А», «Квант-/.ЭТА» и
другие модели, прошедшие испытания и внесенные в Государ-
ственный реестр средств измерений Российской Федерации. Чув-
ствительность определения большей части элементов этими при-
борами составляет 0,01—0,5 мкг/кг (мкг/дм3).
Атомно-абсорбционный пламенный спектрофотометр «Квант-2А»
(рис. 24). Прибор предназначен для количественного определе-
ния в различных сельскохозяйственных и экологических объек-
тах около 70 элементов с точностью до 1—2 %. Диапазон измере-
ния концентрации определяемых элементов — от 0,01 (10“9 %) до
100 мкг/кг (10~5 %). Прибор снабжен программным обеспечени-
ем, отличается высокой производительностью (до 100 измерений
в час) и малым расходом иссле-
дуемого образца (1 —2 см3) на
одно измерение. Из зарубежных
Рис. 24. Атомно-абсорбционный пламен-
ный спектрофотометр «Квант-2А»:
7 — спектральный блок; 2—блок подготовки
газов; 3 — распылитель пробы; 4 — камера сго-
рания (атомизации); 5 —устройство для авто-
матической подачи пробы; 6— устройство для
автоматического забора пробы; 7—блок ста-
билизации напряжения, усилителя и процессо-
ра; 8~ монитор
87
атомно-абсорбционных спектрофотометров широкое распрост-
ранение получили приборы фирм «Цейс», «Перкин—Эльмер»
и др.
Атомно-абсорбционный анализ можно разбить на два этапа:
подготовительный и измерительный. Перед началом измерений
для каждого конкретного случая с учетом условий и характера ре-
шаемой задачи необходимо выбрать: оптимальные значения пара-
метров источника света (например, величину тока лампы с полым
катодом); тип пламени и условия введения проб и эталонов; опти-
мальные параметры спектрального прибора (ширину щели моно-
хроматора и др.). В подготовительный этап включают также отбор
и приготовление эталонов и анализируемых проб.
Порядок работы. Работу на спектрофотометре ведут в
соответствии с инструкцией по его эксплуатации. Перед включе-
нием прибора в сеть следует убедиться в исправности электричес-
ких цепей и газовых линий. В держатель ламп вставляют необхо-
димую для определяемого элемента лампу с полым катодом.
Включают прибор в сеть, устанавливают нужную длину волны,
подают напряжение на лампу с полым катодом. Производят юсти-
ровку (проверку и наладку) оптической части прибора — регули-
руя положение лампы и точно подстраивая длину волны, добива-
ются максимального сигнала на индикаторном приборе. После
этого настраивают электронную часть прибора. Устанавливают
ток лампы, ширину щели, ограничивающей спектральный диапа-
зон света, попадающего на фотоэлектроумножитель (ФЭУ), уве-
личивают или снижают напряжение на ФЭУ. Высокой чувстви-
тельности определения элементов достигают при малом токе лам-
пы и малой ширине щели. Хорошее отношение сигнал/шум полу-
чают при низком напряжении на ФЭУ и малом коэффициенте
усиления. Изменяя значения перечисленных параметров, добива-
ются такой настройки прибора, при которой чувствительность оп-
ределения будет достаточной для работы в заданном диапазоне
концентраций, а уровень шумов не окажет на результаты заметно-
го влияния.
При определении элементов, содержащихся в растворах в вы-
соких концентрациях, можно снизить чувствительность прибора.
В большинстве спектрофотометров снижение чувствительности
достигают поворотом горелки относительно хода светового луча
от источника излучения. В этом случае прибор калибруют по
стандартным растворам с более высокой концентрацией опреде-
ляемого элемента. Использование поворота горелки позволяет из-
бежать разбавления проб, что снижает ошибку определения и со-
кращает время выполнения анализа.
Перед зажиганием пламени, калибровкой и проведением изме-
рений прибор должен прогреться в течение 20—30 мин.
88
Перед зажиганием пламени сначала включают воздушный ком-
прессор, устанавливают необходимые давление и расход воздуха и
только после этого открывают баллон с горючим газом. Смесь за-
жигают и окончательно устанавливают необходимый режим горе-
ния пламени. В течение 5—10 мин в горелку распыляют дистилли-
рованную воду или растворитель, после чего показания прибора
приводят к нулю. Вводят в пламя чистый растворитель (бидистил-
лированную воду) и устанавливают нуль прибора по шкале инди-
катора. Затем анализируют эталонные растворы, которые вводят в
пламя в порядке возрастания их концентрации.
Вводя в пламя горелки один из стандартных растворов, опти-
мизируют параметры определения для получения максимальной
чувствительности, изменяя положение головки горелки, расход
газовой смеси, режим усиления.
По результатам измерений концентраций эталонных растворов
строят градуировочный график зависимости величины поглоще-
ния (оптической плотности) от концентрации (в современных
приборах ввод данных в компьютер и построение градуировочно-
го графика происходят в автоматическом режиме). Затем вводят в
пламя анализируемую пробу и по показаниям индикаторного
прибора с помощью графика находят концентрацию определяе-
мого элемента.
Выключение спектрофотометра осуществляют в обратной пос-
ледовательности. Прекращают подачу горючего газа, после того
как пламя погасло, подачу сжатого воздуха, затем отключают пи-
тание лампы с полым катодом, устанавливают усиление сигнала
на минимум и отключают прибор от сети.
Чувствительность, которую может обеспечить атомно-абсорб-
ционный спектрофотометр, зависит от многих факторов. Большое
значение имеют эффективность распыления пробы, термическое
разложение молекул вещества и превращение его в атомное состо-
яние. Температура при атомизации вещества влияет на число ато-
мов в единице объема пламени, степень диссоциации молекул
(долю ионов и атомов при ионизации). Кроме того, если прибор
не полностью отделяет аналитическую линию от других линий,
излучаемых просвечивающим источником, то его чувствитель-
ность снижается и зависимость атомного поглощения от концент-
рации становится нелинейной.
1.7.5. ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Среди многочисленных оптических методов анализа в агрохи-
мических исследованиях широко применяют рефрактометрию и
поляриметрию.
89
1.7.5.1. Рефрактометрия
Благодаря сочетанию высокой точности, скорости и простоте
проведения анализа рефрактометрические методы получили ши-
рокое распространение, несмотря на развитие других инструмен-
тальных методов. Современные промышленные рефрактометры
позволяют определять показатель преломления с точностью 10~3—
10-5 %; количество вещества, требуемое для проведения анализа,
может составлять менее 10-3 г.
Принцип метода. В основу рефрактометрии положено измере-
ние концентрации вещества по показателю преломления твердых,
жидких и газообразных растворов.
Преломление, или рефракция, является следствием взаимодей-
ствия электромагнитного поля световых волн с атомами вещества.
Механизм этого взаимодействия довольно сложный. Сущность его
заключается в том, что под воздействием электромагнитного поля
световых волн в атомах вещества возникают вынужденные колеба-
ния электронов и их смещение относительно ядра; образуются на-
веденные диполи (поляризация). Взаимодействие двух электромаг-
нитных полей — диполей вещества и света — приводит к образова-
нию результирующей волны, отличающейся от исходной скорос-
тью и направлением ее распространения в данной среде.
Волновая теория света устанавливает строгую взаимосвязь по-
казателя преломления двух сред со скоростью распространения в
них световых волн. Таким образом, при прохождении луча света
из одной прозрачной среды в другую направление луча изменяет-
ся тем больше, чем меньше в ней скорость распространения света.
Наибольшая скорость распространения света в вакууме 3- 1010 м/с,
поэтому это наименее оптически плотная среда. Отношение ско-
рости света в вакууме (Ив) к скорости света в определенной среде
называется абсолютным показателем преломления (N) данной сре-
ды, а отношение между собой скоростей распространения света в
других средах — относительным показателем (коэффициентом)
преломления (п'). В большинстве случаев измерение абсолютных
показателей преломления света не требуется, а определяют их от-
носительные показатели, которые равны отношению абсолютных
показателей преломления этих сред: n' = N\/N2, или n'=V2/V\,
NXV{ = N2V2.
Так как скорость света в воздухе отличается от скорости его
распространения в вакууме лишь на 0,027 %, то относительные
показатели преломления различных сред определяют по отноше-
нию к воздуху и называют показателем преломления (п). Для полу-
чения абсолютного показателя преломления среды (N) нужно ее
показатель преломления (л) умножить на 1,00027, т. е.
N= 1,00072л.
90
Показатель преломления зависит от природы вещества, длины
волны света, температуры и давления. Поэтому точные измерения
его проводят в монохроматическом свете при определенных тем-
пературе и давлении, указывая подстрочным индексом при п дли-
ну волны, а надстрочным индексом температуру. Например,
показывает, что измерения проводили при температуре 20 °C и
длине волны 489 нм. Если показатель преломления определяли
при видимом свете, то указывают только температуру среды (л20).
Влияние температуры на показатели преломления особенно ве-
лико для газообразных и жидких сред, так как их объем, а следова-
тельно, и количество вещества в единице объема значительно ме-
няется при повышении или понижении температуры. Изменение
давления существенно влияет на коэффициенты преломления га-
зов; у жидких и твердых тел в силу того, что они практически не
сжимаются, этот показатель мало зависит от давления. Природой
вещества определяется степень поляризации его атомов и молекул
при прохождении электромагнитных волн света: чем она выше,
тем сильнее преломление света, т. е. чем сильнее взаимодействие
электромагнитного поля света с веществом, тем меньше скорость
его распространения в среде и больше коэффициент преломле-
ния. Лучи, несущие больше энергии (Е= Av), сильнее взаимодей-
ствуют с веществом и значительнее отклоняются от первоначаль-
ного их направления. Следовательно, для фиолетовых лучей ко-
эффициенты преломления средой больше, чем для красных. Не-
одинаковая скорость прохождения среды, а следовательно, и углы
отклонения волн различной длины обусловливают дисперсию (ра-
дужность) света.
Показатель преломления для данного вещества при определен-
ных условиях — величина постоянная и равна отношению сину-
сов угла падения (а) светового пучка на поверхность раздела двух
сред и угла его выхода (Р) из другой среды — преломления:
п = sin а: sin р.
С повышением концентрации вещества в растворе показатель
его преломления увеличивается. Эта зависимость в определенном
диапазоне концентраций вещества выражается уравнением
п = п0 + кС,
где «о — коэффициент преломления чистого растворителя; к — эмпирический ко-
эффициент, зависящий от природы вещества; С — концентрация вещества в ра-
створе.
Рефрактометрическим методом можно проводить количествен-
ный анализ двух- и трехкомпонентных систем. Анализ бинарных
систем выполняют, как правило, с использованием растворов
91
сравнения. С этой целью вначале измеряют показатели преломле-
ния большой серии растворов с известной концентрацией веще-
ства и полученные результаты выражают в виде градуировочного
графика или таблиц. Затем, определив на приборе показатели пре-
ломления исследуемого раствора, по графику или таблице находят
его концентрацию. Анализ трехкомпонентных систем возможен
только при учете дополнительных ее свойств, например плотнос-
ти и др.
Рефрактометры. Их применяют для точного измерения углов
преломления света растворами. Определение концентрации веще-
ства в растворе с помощью коэффициента преломления заключа-
ется обычно в измерении предельного угла преломления на грани-
це жидкость—стекло. Сущность этого метода состоит в следую-
щем. При прохождении луча света из менее плотной среды (на-
пример, из воды в стекло) в более плотную угол его падения всегда
больше угла преломления. С увеличением угла падения увеличи-
вается и угол преломления и может наступить такой момент, когда
падающий луч, почти достигнув угла 90°, начинает скользить по
поверхности раздела сред. Угол преломления при таком положе-
нии падающего (скользящего) луча имеет определенную макси-
мальную величину, но всегда меньше 90°, т. е. угла падения. Мак-
симальное значение угла преломления света данной средой полу-
чило название предельного угла преломления. Если луч света перехо-
дит из более плотной среды в менее плотную (например, из стекла
в воду), то угол падения меньше угла преломления.
Угол падения, при котором отраженный луч скользит по по-
верхности раздела, называется углом полного внутреннего отраже-
ния. При дальнейшем увеличении угла падения луч света уже не
выходит из первой более плотной среды во вторую, а полностью
отражается от поверхности их раздела. Следовательно, зная пре-
дельный угол преломления или угол полного отражения, можно
определить показатель преломления любого раствора, а следова-
тельно, и концентрацию в нем вещества.
Если абсолютный показатель преломления (7V) одной среды из-
вестен, то коэффициент преломления другой среды (п) можно оп-
ределить, измерив предельный угол преломления или угол полно-
го отражения: п = 7Vsin р.
Основной деталью рефрактометров является измерительная
призма, изготовляемая из оптически плотного (А= 1,6—2,0) стек-
ла с точно известным показателем преломления. Рабочая (вход-
ная) грань измерительной призмы находится в контакте с иссле-
дуемым раствором и служит границей раздела двух сред, на кото-
рой происходит преломление или полное внутреннее отражение
света. Преломленные или отраженные лучи света попадают в зри-
тельную трубу, в поле зрения которой выходящие под предельным
92
углом лучи разделяются на две части: светлую и темную. Граница
между этими контрастными полями соответствует1 предельному
углу преломления (или полному углу отражения луча). Зрительная
труба с призмой связана со шкалой прибора, поэтому, изменяя
положение призмы по отношению к падающему лучу до появле-
ния в поле зрения двух контрастных полей, по шкале рефракто-
метра находят показатель преломления исследуемой среды.
Существуют рефрактометры двух типов конструкции: немецко-
го профессора Э. Аббе (1840—1905) и профессора Ц. Пульфриха
(1858—1927), отличающиеся в основном устройством измеритель-
ных призм. В рефрактометре Пульфриха установлена одна тре-
угольная призма, верхняя (рабочая) грань которой служит дном
прикрепленной к ней кюветы. Для освещения кюветы требуется
источник излучения.
Особенностью рефрактометра Аббе (рис. 25) является наличие
наряду с измерительной осветительной призмы; между ними по-
мещается образец для измерения. Осветительная призма, направ-
ляя рассеянный свет на измерительную, позволяет обходиться без
дополнительного источника излучения.
Несмотря на конструктивные особенности выпускаемых отече-
ственной и зарубежной промышленностью оптических и цифро-
вых рефрактометров Аббе, принцип их работы одинаковый. На
гипотенузную грань измерительной призмы 4 помещают несколь-
ко капель исследуемого раствора и прижимают осветительной
призмой 3, при этом толщина слоя раствора между их гипотенуз-
ными гранями составляет 0,1—0,2 мм.
Направленный на осветительную призму свет попадает из нее в
тонкий слой исследуемого раствора и затем, преломившись на
границе раствора с измерительной призмой, луч проходит диспер-
сионный компенсатор 5, объектив 6, поворотную призму 7, сет-
ку 8, шкалу 9 и попадает через окуляры 10 и 11 в поле зрения на-
блюдателя. Поворачивая зрительную трубу с окуляром вокруг ее
Гис. 25. Оптическая схема рефракто-
метра Аббе:
/•источник освещения; 2— фокусиру-
ющая линза; 3—осветительная призма;
! измерительная призма; 5—диспер-
। ионный компенсатор; 6— объектив; 7—
поворотная призма; 8— сетка; 9— диск
го шкалой; 10, 77—окуляры для наблю-
дения
93
Рис. 26. Универсальный лаборатор-
ный рефрактометр Аббе:
/—зрительнаятруба; 2— корпус прибора;
3— рукоятка цветного компенсатора; 4—
измерительная призма; 5—рукоятка пово-
рота измерительной призмы; 6— отсчетная
труба; 7—осветительное зеркало; 8— тер-
мометр
оси, сначала от руки, а затем
с помощью микровинта до-
биваются совмещения визир-
ной линии окуляра с грани-
цей светотени и по шкале
прибора отсчитывают показатель преломления.
Перед работой рефрактометр (рис. 26) проверяют и устанав-
ливают на нуль. Для этого с помощью поворотной рукоятки 5
устанавливают рабочую (гипотенузную) грань измерительной
призмы 4 в горизонтальное положение, приподнимают верхнюю
половину призменного блока и на измерительную призму наносят
несколько капель дистиллированной воды. Затем призменный
блок закрывают, устанавливают на резкость окуляр зрительной 1 и
отсчетной 6 труб и с помощью зеркала /добиваются равномерно-
го освещения всего поля зрения, а рукояткой цветного компенса-
тора 3 устраняют отраженность (радужность) границ светотени.
После этого визирную линию окуляра шкалы устанавливают на
отметку 1,3332 (показатель преломления воды) и с помощью мик-
ровинта зрительной трубы совмещают линию (или пересечение
линий) шкалы с границей светотени.
После установки прибора на нуль приподнимают верхнюю
крышку камеры, вытирают призмы досуха неворсистой салфет-
кой, наносят на поверхность измерительной призмы 2—3 капли
исследуемого раствора и быстро закрывают камеру. Вращая руко-
ятку 5 и наблюдая в окуляр зрительной трубы, находят границу
светотени. Затем, устранив радужность рукояткой 3, точно совме-
стив границу светотени с точкой пересечения двух линий пово-
ротной рукояткой, смотрят в окуляр трубы 6 и производят отсчет
коэффициента преломления раствора по основной шкале и нони-
усу. Концентрацию вещества в растворе находят с помощью таб-
лицы или номограммы. После каждого определения обе призмы
94
Рис. 27. Переносной (ручной) реф-
рактометр:
/— призменный блок; 2 — осветительная
призма; 5—окуляр; 4— измерительная
призма; 5—отсчетная шкала прибора
сначала протирают смоченной в дистиллированной воде салфет-
кой, а затем тщательно вытирают насухо.
Большое распространение в сельском хозяйстве, масложировой
и пищевой промышленности наряду с лабораторными получили
переносные (ручные) рефрактометры (рис. 27).
Большая часть переносных рефрактометров имеет узкоцеле-
вое назначение (например, спиртометры, сахариметры, молоч-
но-жировые рефрактометры, рефрактометры для определения
сухих веществ в соке овощных и плодовых культур и др.). По
принципу действия они аналогичны описанному выше рефрак-
тометру Аббе. Работа с ручным рефрактометром сводится к сле-
дующему. Открыв призменный блок 7, поворотом осветительной
призмы 2 наносят на диагональную грань измерительной при-
мы 4 несколько капель исследуемой жидкости и прижимают ее
осветительной призмой. Вращением ободка окуляра 3 добивают-
ся появления в поле зрения окуляра контрастной границы свето-
тени, достигаемой при полном внутреннем отражении падающе-
го света на границе раздела жидкость—измерительная призма.
Отсчет берут обычно по шкале 5 через окуляр. Шкалы таких реф-
рактометров имеют малый интервал, поэтому они часто снабже-
ны съемными призмами.
Рефрактометры типа Пульфриха, несмотря на их более высо-
кую точность определения коэффициентов преломления различ-
ных сред, не получили столь большого распространения в сельс-
кохозяйственной практике, как рефрактометры Аббе: они менее
удобны в обращении и требуют источника электроэнергии для ос-
вещения рабочей кюветы.
1.7.5.2. Поляриметрия
Принцип метода. Поляриметрический метод анализа основан
па измерении концентрации по изменению угла вращения
плоскости поляризации света оптически активными вещества-
ми. Эти вещества чаще всего являются соединениями органи-
ческой природы (сахара, кислоты и др.), содержащими один
или несколько асимметрических атомов углерода или другие
функциональные группы, обусловливающие пространственную
95
асимметрию молекулы и, как следствие, ее оптическую актив-
ность.
Как известно, основным элементарным источником излуче-
ния света при физических и химических процессах является
возбужденный атом. Возбуждение атома обусловливается пере-
ходом одного или нескольких его электронов на более высокие
энергетические уровни в результате поглощения определенных
порций энергии. Возвращаясь в нормальное состояние, атомы
излучают избыточную энергию также в виде отдельных пор-
ций — квантов. Волновое колебание каждого отдельного кванта
света происходит в одной строго определенной плоскости про-
странства.
Так как атомы излучают кванты света совершенно независимо
друг от друга, то поток этот состоит из бесконечно большого ко-
личества волн с разнонаправленными колебаниями. Таким обра-
зом, электромагнитное излучение (свет) можно рассматривать как
бесконечный поток фотонов, различающихся длиной волны и
энергией, с хаотической ориентацией их плоскости колебания.
Такой свет называют неполяризованным. При пропускании его че-
рез изотропные (оптически неактивные, индифферентные) твер-
дые, жидкие или газообразные тела разнонаправленность колеба-
ний волн остается неизменной. В то же время существуют некото-
рые природные и синтетические вещества (оптически активные,
анизотропные), которые влияют на ориентацию плоскости коле-
бания проходящего через них света.
Оптическая анизотропия среды обусловливается зависимостью
скорости распространения света, а следовательно, и показателя
преломления вещества от направления распространения в нем
света. Оптическая анизотропия среды приводит к поляризации
распространяющегося в ней света, т. е. упорядочиванию хаотичес-
кой ориентации плоскостей колебаний волн, в результате чего
волны света, прошедшие через анизотропные среды, находятся в
какой-либо одной определенной плоскости пространства. Поля-
ризованный свет можно получить при пропускании естественного
света через поляроидные пленки, исландский шпат, турмалин и
другие поляризаторы.
Устройства, позволяющие получить поляризованный свет. Все по-
ляризаторы являются анизотропными телами. При прохождении
пучка света через анизотропные твердые или жидкие тела он раз-
деляется на два поляризованных взаимно перпендикулярных луча.
Специальная конструкция поляризационной призмы Николя, вы-
полненной из исландского шпата (разновидность кальцита), по-
зволяет удалить один луч и получить свет, поляризованный только
в одной плоскости.
Существует также ряд других устройств, позволяющих полу-
96
чить поляризованный свет в одной плоскости. Такие устройства
называют поляризаторами.
Отличить естественный свет от поляризованного и определить
направление световых колебаний (плоскость поляризации) в нем
можно лишь при помощи второй точно такой же призмы Николя,
получившей название анализатора. Прибор, состоящий из поля-
ризатора и анализатора, называют поляриметром. Если на пути
света, прошедшего через поляризатор, поставить анализатор так,
чтобы плоскости, в которых они пропускают колебания, совпада-
ли, то свет беспрепятственно пройдет и через анализатор. Если
плоскость пропускания анализатора будет смещена на значитель-
ный угол (например, 90°) по отношению к плоскости пропускания
поляризатора, то свет не пройдет. Такое взаимоперпендикулярное
положение поляризатора и анализатора называют установкой на
темноту.
Все вещества по отношению к поляризованному свету делят на
оптически активные и неактивные. При пропускании поляризо-
ванного света через оптически неактивные тела положение плос-
кости поляризации остается неизменным. Оптически активные
вещества в зависимости от строения их молекул или кристалли-
ческой решетки могут быть правовращающими (по часовой стрел-
ке) и левовращающими.
Угол вращения плоскости поляризации (отклонение от исход-
ного направления) зависит от толщины слоя раствора, через кото-
рый проходит поляризованный пучок света, концентрации опти-
чески активного вещества и температуры. Если проводить измере-
ния при одинаковых температуре (20 °C) и толщине слоя (напри-
мер, 1 дм), то угол вращения плоскости поляризации раствором
будет зависеть только от его концентрации. При известных усло-
виях для каждого оптически активного вещества характерно свое
строго определенное значение угла вращения, называемое уделе-
ньем вращением. Концентрацию вещества вычисляют по формуле
100а
Ча]д ’
где а — угол вращения исследуемого вещества; /—длина трубки, дм; [а]д — удель-
ный угол вращения 1М раствора вещества.
К оптически активным веществам относятся сахара, многие
органические кислоты, нуклеиновые кислоты, жиры и др.
Поляриметры. В агрохимической практике применяют различ-
ные типы простых поляриметров (круговые типа СМ-2, портатив-
ный П-221, сахариметр С4-3, поляриметр-глюкозиметр ПГ), а
S539
97
также высокопроизводительные автоматические поляриметры
универсального назначения.
Поляриметры простейшего типа состоят из поляризатора,
круглой длинной кюветы (трубки) для анализируемого раствора и
анализатора. Если между поляризатором и анализатором, установ-
ленным на темноту, поместить кювету с оптически активным ра-
створом, то в поле зрения появится некоторое просветление, свя-
занное с тем, что оптически активное вещество раствора повора-
чивает плоскость поляризованного света и определенная его часть
проходит через анализатор. Причем с повышением концентрации
данного вещества в растворе степень просветления поля зрения
окуляра увеличивается. Чтобы найти угол вращения плоскости
поляризации света веществом, необходимо снова, поворачивая
анализатор, достичь темноты и по шкале прибора сделать отсчет.
Более удобны в обращении полутеневые поляриметры, в кото-
рых угол вращения плоскости поляризации веществом определя-
ют по достижении в поле зрения хорошей контрастности двух по-
лутеней. К таким приборам относится поляриметр-глюкозиметр
ПГ (рис. 28) и др.
Устройство прибора. Поляриметр типа ПГ, как и вся-
кий поляризационный прибор, состоит из поляризатора 7, двух
призм Николя, анализатора 2, кюветной камеры с кюветой 3 и ус-
тройства для отсчета угла поляризации 4. Оптическая схема при-
бора приведена на рисунке 29.
Свет от источника, пройдя отверстие диафрагмы 4 и конден-
сорную линзу 5, попадает на поляризатор 1. Одна часть света,
поляризованного в определенной
плоскости, попадает затем в изме-
рительную кювету 3, заполненную
оптически активным веществом, и в
анализатор 2. Другая же часть света,
прежде чем попасть в эту трубку,
проходит вначале малую призму
Николя 6, вследствие чего плос-
кость поляризации его несколько
Рис. 28. Поляриметр круговой (сахариметр)
ПГ:
7 — поляризатор; 2— анализатор; 3—кювета; 4—
окуляр с отсчетным устройством; 5—рукоятка
прибора; 6— осветительное зеркало
98
9 8	2
6	1	5 4
Рис. 29. Оптическая схема полутеневого поляриметра:
1 — призма поляризатора; 2 — призма анализатора; 3 — кювета; 4,7— диафрагмы; 5 — кондеи -
сорная линза; 6— малая призма Николя; «У—линзы; 9— окуляр
изменяется. Таким образом, если анализатор установлен на пол-
ное затемнение одного из световых пучков, то другой пучок будет
им отчасти пропускаться. Поле зрения, ограниченное диафрагмой
7, разделяется вследствие этого на две половины, линией раздела
которых служит ребро малой призмы.
Работа прибора состоит в следующем (см. рис. 28): поворачивая
призму поляризатора 1, прибор устанавливают на равное освеще-
ние полей при отсутствии анализируемого вещества в трубке 3 (по
дистиллированной воде или воздуху), а затем после заполнения
трубки (кюветы) раствором оптически активного вещества снова
восстанавливают нарушенное равное освещение обоих полей.
Плоскость колебаний светового вектора в пучках, освещающих
обе половины поля зрения, повернется на угол а.
Анализатор 2 можно поворачивать на произвольный угол. От-
счеты углов осуществляют при помощи лупы по двум нониусам,
находящимся на концах одного из диаметров круга 4 с делениями,
связанного с анализатором (точность его до сотых долей градуса).
Расположенную между анализатором и поляризатором кювету
можно легко изымать для смены анализируемых растворов и пос-
ле ее заполнения устанавливать на прежнее место.
Источник света при работе с полутеневым поляриметром дол-
жен быть монохроматическим. С этой целью перед поляризатором
устанавливают светофильтр, пропускающий свет только в узком
интервале длин волн.
Ход измерения. Вынув кювету, перед прибором помеща-
ют источник света и устанавливают окуляр так, чтобы ясно видеть
линию раздела поля зрения; затем приводят анализатор в нулевое
положение, при котором обе половины поля зрения имеют одина-
ковое затемнение.
Сделав в таком положении анализатора отсчет на круге, пово-
рачивают анализатор рукояткой 5 немного в сторону, вновь при-
водят его в нулевое положение и делают новый отсчет на круге.
7’	9<)
Рис. 30. Автоматический поляриметр с
проточной кюветой «POLAMAT»:
/ — тумблер включения прибора; 2—шкала
показаний; 3—кнопка установки нуля; 4—
трубка для подъема жидкости; 5 — кюветное
отделение; 6— воронка для заполнения кюве-
ты анализируемым раствором
Эту операцию повторяют несколько раз, после чего находят сред-
нее нулевое положение анализатора на круге. Затем в кюветную
камеру помещают кювету с исследуемым раствором и, поворачи-
вая анализатор, добиваются вновь одноцветности обеих половин
поля зрения. Эту операцию также повторяют несколько раз, отво-
дя анализатор в сторону и приводя его снова в равновесное поло-
жение. Взяв среднее значение отсчетов, по разнице результатов
второго и первого (холостого), если он не был равен нулю, изме-
рений находят угол отклонения веществом плоскости поляризо-
ванного света. Зная угол отклонения, находят концентрацию ве-
щества в растворе, выраженную в массовых процентах.
Например, при длине кюветы 2 дм раствор глюкозы показал
угол вращения 9,2°. По таблице находят, что удельный угол вра-
щения глюкозы при температуре 20 °C равен 52°. По приведенной
на странице 97 формуле определяем, что концентрация глюкозы
равна 8,84 %.
Автоматические поляриметры типа POLAMAT (рис. 30) позво-
ляют с высокой точностью определять концентрацию небольших
количеств сильно разбавленных и концентрированных растворов
сахаров, органических кислот, белков, жиров и других оптически
активных веществ.
1.7.6. ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ
Принцип метода. Потенциометрия относится к экспресс-мето-
дам. Используя несложное оборудование (потенциометры —
ионометры), можно быстро и с высокой точностью определить по
величине электродвижущей силы (ЭДС) гальванического элемен-
та концентрацию (активность) различных ионов в растворах и сус-
пензиях. В агрохимических исследованиях потенциометрический
метод особенно широко используют для определения концентра-
ции катионов (Н+, Li+, Na+, К+, NH4+ и др.) и анионов (NO3~, С1~,
Вг~, I и др.) в почве и растениях, а также окислительно-восстано-
вительного состояния почвы и других сред.
100
В связи с широким применением ионно-селективных элект-
родов в агрохимической практике в настоящее время вместо тер-
мина «потенциометрия» часто употребляют термин «иономет-
рия».
Достоинства потенциометрии заключаются в следующем:
1) метод дает возможность определять концентрацию элементов в
суспензиях, мутных и сильноокрашенных растворах; 2) в процессе
измерения концентрация и состав элементов в растворе не меня-
ются; 3) имеется возможность использовать малые количества
проб и разбавленные растворы; 4) результаты анализа легко регис-
трируются как визуально, так и в автоматическом режиме с помо-
щью компьютера.
Потенциометрические методы основаны на измерении величи-
ны окислительно-восстановительного потенциала, возникающего
на границе раздела твердой и жидкой фаз. Если металлический
электрод (пластинку или проволочку) поместить в раствор, то под
влиянием полярных молекул растворителя (например, воды) не-
которая часть поверхностно расположенных катионов металла,
гидратируясь, будет переходить в раствор (диполи воды как бы
«вытягивают» катионы металла в раствор), а оставшееся в крис-
таллической решетке металла избыточное количество электронов,
которые не в состоянии свободно переходить в раствор вместе с
катионами, будет накапливаться на границе металл—раствор, со-
здавая определенный отрицательный электродный потенциал.
Этот процесс обратим, так как наряду с переходом катионов ме-
талла в раствор (окисление) часть их обратно осаждается из ра-
створа на поверхности кристаллической решетки металла (восста-
новление): Me = Ме"+ + пе~.
Обратимость данного процесса обусловливается тем, что по мере
увеличения количества катионов, перешедших из металла в ра-
створ, в самом металле (электроде) и на его поверхности заметно
возрастает отрицательный потенциал за счет избытка свободных
электронов, что будет препятствовать дальнейшему переходу кати-
онов металла в раствор и, наоборот, скорость осаждения (восста-
новления) катионов на поверхности электрода заметно увеличится.
Следует отметить, что ионы металла, перешедшие в раствор, не рас-
пространяются равномерно по всему объему жидкости, а под влия-
нием электростатического притяжения электронов концентриру-
ются у поверхности электрода, образуя двойной разнополярный
>лектрический слой, аналогичный по своему строению электричес-
кому конденсатору. Когда скорости перехода катионов из металла в
раствор и обратно будут равны, устанавливается динамическое
(подвижное) электрохимическое равновесие системы. В погранич-
ной области между отрицательно заряженным электродом и ра-
створом образуется слой положительно заряженных катионов. Воз-
101
пикающий между поверхностью металлического электрода и кати-
онами прилегающего слоя раствора потенциал называют равновес-
ным потенциалом. Электродный потенциал зависит от природы
металла, температуры, состава и концентрации раствора. Так как
отдельные металлы существенно различаются прочностью крис-
таллической решетки, а следовательно, и способностью отдавать
свои катионы в раствор, то их равновесные потенциалы также будут
различны. Металлы с прочной кристаллической решеткой (плати-
на, золото, серебро и др.) слабо отдают свои ионы в раствор и, на-
оборот, обладают высокой способностью удерживать (осаждать) на
своей поверхности одноименные катионы из раствора их солей. В
результате электрод приобретает избыточный положительный за-
ряд, а приэлектродный слой раствора — отрицательный за счет ос-
тавшихся в нем нескомпенсированных анионов. Металлы с менее
прочной кристаллической решеткой (цинк, железо, кадмий и др.)
более активны, легче отдают свои катионы в раствор, поэтому изго-
товленные из них электроды имеют более отрицательный равновес-
ный потенциал.
Потенциал электрода существенно зависит также от концент-
рации (активности) соли в растворе. Исходя из рассмотренного
выше динамического равновесия согласно принципу Ле Шате-
лье—Брауна, повышение концентрации катионов металла в ра-
створе будет препятствовать переходу ионов с поверхности метал-
лического электрода в раствор, вследствие чего равновесный по-
тенциал становится более положительным. Зависимость равновес-
ного электродного потенциала от концентрации раствора
выражается уравнением В. Нернста:
г „ 2,3RT. „ г „ 0,059.
Е-Ео +---—IgC, или Е =Е0 + —----IgC,
nF	п
где Ео— стандартный электродный потенциал (потенциал 1 н. раствора); R — га-
зовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль-К); Г—абсолютная температура (при
25 “С равна 298); л —заряд иона; F— число Фарадея, равное 96 500 К; С—кон-
центрация (активность) ионов металла в растворе; 2,3 — коэффициент перевода
натуральных логарифмов в десятичные; 0,059 — коэффициент, равный 2,3 RT/F.
В окислительно-восстановительных реакциях электродный по-
тенциал обусловливается концентрацией окислителя и восстано-
вителя в растворе:
„ ,, 0,059. Ох
+	----1g
п Red
где Еа — стандартный нормальный электродный потенциал, т. е. потенциал ра-
102
створа, в котором концентрация окислителя и восстановителя равна 1 н; Ох и
Red — соответственно концентрации окисленной и восстановленной формы
ионов раствора.
Потенциал отдельного электрода непосредственно не может
быть измерен, поэтому его всегда определяют по отношению к
стандартному водородному электроду или электроду, стандартный
потенциал которого известен. Электрод с известным стабильным
стандартным потенциалом называется вспомогательным, или элек-
тродом сравнения, а электрод, потенциал которого измеряют, —
индикаторным. Оба электрода (полуэлементы) вместе представля-
ют собой гальванический элемент (гальваническую пару) с опре-
деленной, зависящей от концентрации раствора и типа электро-
дов ЭДС, которую можно легко измерить.
При этом один из электродов всегда индикаторный (рабочий),
а другой — электрод сравнения (вспомогательный). Потенциал
индикаторного электрода обусловливается концентрацией (актив-
ностью) определяемого иона. Потенциал электрода сравнения
имеет стабильное значение и нечувствителен к изменению актив-
ности определяемого иона.
Задачей агрохимического анализа является измерение концен-
трации элементов (ионов), а не их активности, которая зависит от
ионной силы раствора, т. е. суммарной концентрации ионов опре-
деляемого и сопутствующих элементов.
Для того чтобы было возможно по активности ионов (а) опре-
делять их концентрации (Q, вводят поправку на коэффициент ак-
тивности: ///i = а/С.
Если концентрации определяемых ионов невелики, что наблю-
дается чаше всего в аналитической практике, то коэффициенты
активности близки к единице и ими можно пренебречь. В боль-
шинстве случаев для калибровки ионно-селективных электродов
используют в качестве эталона стандартные растворы с известной
концентрацией определяемого элемента.
Электроды. Выбор электродов в потенциометрии наиболее ва-
жен. Известно несколько типов электродов, применяемых в по-
тенциометрии. Выбор индикаторного и вспомогательного элект-
родов определяется прежде всего характером аналитической зада-
чи и типом протекающих реакций. Для измерения окислительно-
восстановительного потенциала раствора используют, как
правило, индифферентные индикаторные электроды из благород-
ных металлов (платины или золота), которые сами не принимают
участия в реакциях, а служат лишь для передачи электронов окис-
лительно-восстановительной системы. Потенциал такого инерт-
ного (например, платинового) электрода будет определяться толь-
ко окислительно-восстановительным потенциалом данной систе-
103
мы. При измерении концентрации отдельных ионов (катионов
или анионов) применяют индикаторные электроды, потенциал
которых функционально зависит от активности ионов в растворе.
Такие электроды называются обратимыми. Известны электроды,
которые обратимы к катионам или анионам, а также обладающие
определенной селективностью по отношению к отдельным ионам.
Линейной зависимостью потенциала от логарифма активности
ионов характеризуются металлические, стеклянные и широко рас-
пространенные в последнее время высокочувствительные ионно-
селективные электроды, позволяющие с высокой точностью опре-
делять в растворах концентрацию ионов водорода, лития, натрия,
калия, кальция, магния, аммония, нитратов, нитритов, хлора,
иода и др.
Концентрацию (активность) сильно разбавленных растворов,
чтобы записи не были громоздкими, удобнее выражать в виде от-
рицательной показательной функции. Чаще всего концентрацию
ионов разбавленных растворов выражают через отрицательный
десятичный логарифм (1g 1 /С) и записывают символом рХ, где р —
начальная буква слов potens, power — показатель, а X — наимено-
вание искомого иона. Например, концентрацию ионов водорода
КГ6 моль/л записывают так: pH 6 (pH = —1g 10-6 = 6), при pH 4,7
концентрация ионов водорода в растворе будет равна
2 -10-5 моль/л ([Н+] = 10-рН; [Н+] = 1(К7=10~5- Ц)0,з = 2-10~5 моль/л
или М/дм3).
Аналогичным образом через pNa выражают концентрацию на-
трия, рК — концентрацию калия, pNO3 — концентрацию нитра-
тов и т. д.
В агрохимических исследованиях наиболее распространены
стеклянные электроды. Их изготовляют из стекла специального
состава (обеспечивающего более высокую электрическую прово-
димость по сравнению с обычным стеклом) в виде трубки, окан-
чивающейся небольшим тонкостенным шариком. Внутрь шарика
в буферный раствор помещен металлический (серебряный) элект-
род со стабильным потенциалом, выполняющий функцию про-
водника тока. Принцип работы стеклянного электрода заключает-
ся в следующем. При погружении электрода в раствор содержа-
щиеся в стекле ионы щелочных металлов обмениваются с ионами
раствора (например, водорода), в результате на наружной поверх-
ности стеклянного шарика образуется определенный, зависящий
только от концентрации определяемых ионов в растворе равно-
весный электродный потенциал. Потенциал внутренней стенки
шарика по отношению к металлическому электроду всегда посто-
янный, так как они (металлический электрод и внутренняя стенка
стеклянного шарика) имеют контакт с буферным раствором по-
стоянного состава. Поэтому потенциал стеклянного электрода оп-
104
рсделяется только потенциалом наружной поверхности стеклян-
ного шарика и является функцией рХ (pH, pNa, pNH4, рК и т. д.).
Для изготовления селективных электронов наряду со специаль-
ными стеклами применяют другие материалы, обладающие ион-
но-селективными свойствами (иониты — катиониты и аниониты).
Используемые в потенциометрии ионно-селективные мемб-
ранные электроды подразделяют на три вида. К первому виду от-
носятся электроды, изготовляемые на основе твердых ионитов
(стеклянные, электроды с полимерной или минеральной ионито-
вой мембраной и др., рис. 31, а), ко второму — электроды с ис-
пользованием жидких полимерных ионитов (рис. 31,6), третий
вид мембран основан на применении специальных нейтральных
переносчиков, биохимических реакций, химических реакций
осаждения и комплексообразования. В настоящее время для опре-
деления различных катионов и анионов в водных и неводных сре-
дах существует более 40 различных типов ионно-селективных
электродов.
Конструктивно ионно-селективные электроды схожи и разли-
чаются в основном механизмом перемещения определяемых
ионов через мембрану и принципом задерживания других посто-
ронних ионов.
При определении концентрации (активности) ионов в растворе
используют два электрода (рис. 32): измерительный ионно-селек-
гивный стеклянный электрод А и электрод сравнения Б. Мемб-
рана 4 ионно-селективного электрода (см. рис. 31) разделяет
внутренний раствор 3 с постоянной концентрацией и наружный
испытуемый раствор, из которого определяемые ионы могут
диффундировать через мембрану во внутренний раствор. Так как
мембрана электрода проницаема только для строго определенного
вида ионов, то при их диффузии через мембрану возникает элект-
родный потенциал, по мере возрастания которого устанавливается
электрохимическое равновесие, препятствующее дальнейшему
Гис. 31. Схема устройства ионно-се-
лективных электродов с кристалли-
ческой (а) и жидкостной (б) мембра-
нами:
/ — внутренний электрод; 2 — корпус;
I внутренний раствор; -/—мембрана;
5 — жидкий ионит
105
проникновению ионов во внутренний раствор. Равновесный по-
тенциал ионно-селективного электрода зависит от концентрации
определяемого иона в растворе. Поэтому, измерив электродный
потенциал ионно-селективного электрода с помощью электрода
сравнения (с известной ЭДС), можно найти концентрацию ионов
в растворе.
В качестве электрода сравнения чаще всего используют хло-
ридсеребряный электрод (рис. 32, Б). Он состоит из стеклянной
трубки 7, оканчивающейся капилляром с впаянной в него асбес-
товой нитью 2. Внутри стеклянной трубки помещена серебряная
проволочка, покрытая тонким слоем (осадком) хлорида серебра 6.
Верхняя часть хлорид серебряной проволочки припаяна к много-
жильному экранированному медному проводу 8, оканчивающему-
ся клеммой. Нижняя часть хлоридсеребряной проволочки поме-
щена в насыщенный раствор КС1 или же имеет с ним контакт с
помощью асбестовой нити (фитиля) 7, смоченной насыщенным
раствором хлорида калия 3, который заливают через небольшое
отверстие 4 в верхней части стеклянной трубки электрода, закры-
ваемое резиновой пробкой 5. Асбестовые нити (фитили) 2 и 7 слу-
жат также для затруднения диффузии внешнего раствора внутрь
электрода, благодаря чему хлоридсеребряная проволочка постоян-
но находится в насыщенном растворе хлорида калия, и поэтому
потенциал электрода сравнения будет постоянным независимо от
концентрации и состава внешнего раствора.
Определение pH и активности ионов в растворах. Активность
ионов в растворах определяют с помощью различных переносных
и стационарных (лабораторных) ионометров. Наиболее распрост-
ранены универсальные ионометры типов ЭВ-74, И-500, pH-410
Рис. 32. Устройство измерительного
стеклянного электрода (Л) и элект-
рода сравнения (Бу.
А'. 1 — шарик из ионно-селективного
стекла; 2—раствор 0,1 М HC1; 3—хло-
ридсеребряная проволочка; 4 — стеклян-
ный баллон; 5 — выводной контакт из-
мерительного электрода;
Б: 1— стеклянная трубка; 2, 7—асбесто-
вые нити; 3 — насыщенный раствор КС1;
4 — отверстие для заливки КС1; 5 — рези-
новая пробка; 6— хлоридсеребряная
проволочка; 8— выводной контакт элект-
рода сравнения (провод); 9—стакан-
чик; 10— внешний раствор
106
и др., выпускаемые отечественной промышленностью. Имеются
также и более сложные ионометры: с микропроцессором и цифро-
вой индикацией измеряемой величины, интегратором средних
значений, цифропечатью и т. д. Все они в равной степени могут
быть использованы для определения pH, рК, pNa, pNH4, pNO3 и
других ионов, а также для определения окислительно-восстанови-
тельного потенциала среды.
Выбор измерительного ионно-селективного электрода обус-
ловливается характером работы и видом определяемых ионов в
растворе, в то время как электрод сравнения независимо от режи-
ма работы остается одним и тем же.
При измерении активности ионов в растворе измерительный
электрод и электрод сравнения подключают к соответствующим
клеммам ионометра и помещают в стаканчик с испытуемым ра-
створом.
Для измерения концентрации (активности) ионов водорода ис-
пользуют стеклянные электроды с водородной функцией (Н-элек-
троды): ЭСЛ-43-07, ЭСЛ-63-07 и др. Определение концентрации
натрия в растворах осуществляют с помощью специальных стек-
лянных электродов с натриевой функцией, например ЭС-10-07.
Для определения калия, нитратов и аммония выпускают твердо-
контактные ионно-селективные мембранные электроды (с твер-
дой полупроницаемой ионитовой мембраной) типов ЭМ-К-07,
9M-NO3-07, 3M-NH4 и др.
Ионометр ЭВ-74 (рис. 33). Стеклянные электроды, предназна-
ченные для определения pH, перед началом работы вымачивают в
течение 8—10 ч в 0,1 М растворе НО, затем несколько раз тща-
тельно промывают дистиллированной водой, сушат фильтроваль-
ной бумагой и помещают в буферный раствор. К прибору подклю-
чают датчик, включив штекер на конце датчика в гнездо «Изм.» на
задней стенке прибора. Вспомогательный электрод сравнения за-
полняют насыщенным раствором хлорида калия. Прибор включа-
ют в сеть и прогревают в течение 20—30 мин, а затем при помощи
отвертки корректируют нуль гальванометра.
Для настройки прибора в сухой химический стаканчик налива-
ют буферный раствор с pH 1,68 и осторожно опускают в него
электроды. Температурный корректор устанавливают против от-
метки, соответствующей температуре буферного раствора.
Ручку потенциометра настройки «Ей» устанавливают в сред-
нее положение. Переключатель «Размах» переводят в положение
«—1...19 pH» потенциометром «Ей» и «Грубо» корректируют стрел-
ку гальванометра в положение «1,68 pH»; более плавно подводят
стрелку к этой точке потенциометром «Ей». После установки это-
го значения электроды ополаскивают дистиллированной водой,
сушат фильтровальной бумагой и помещают в буферный раствор с
107
Рис. 33. Универсальный ионометр ЭВ-74:
Вверху — общий вид установки для потенциометрического титрования: 1 — рН-метр; 2 — блок
автоматического титрования; 3 — электромагнитный клапан; 4 — штатив; 5 — мешалка; 6 —
втулка резиновая; 7—держатель электродов; 8— измерительный электрод; 9— вспомогатель-
ный электрод; 10 — дозирующая трубка; // — одноходовой кран; 12, 13 — трубки резиновые;
14— зажим; /5 —тройник; /6—груша; /7—микробюретка
Внизу — схема панели управления прибора: 1 — микроамперметр, градуированный в единицах
pH; 2—переключатель вида работ; / — тумблер включения прибора; -/ — сигнальная лампа;
5 — переключатель диапазона измерений; 6 — резисторы установки прибора по буферному ра-
створу; 7— подстроечный потенциометр; 8— установка стрелки микроамперметра на нуль;
9— корпус прибора
pH 4,58, кнопку диапазона измерений переключают в положение
«4...9 pH» и корректируют pH (отклонение не должно превышать
0,05). Затем снова в положении «—1...19» проверяют значение pH
других стандартных буферных растворов (6,88 в диапазоне 4...9 pH
и 9,22 в диапазоне 8...11 pH). Если отклонения pH на всех диапа-
зонах не превышают 0,05, настройку считают завершенной и мож-
но приступать к измерению pH испытуемых растворов.
Настройку прибора иногда проводят по одному буферному
раствору, имеющему pH, близкий к pH анализируемого раст-
вора.
Для этого электроды помещают в стаканчик с испытуемым ра-
створом, переключатель «Диапазон измерения» устанавливают в
положение, соответствующее диапазону pH измеряемого раство-
ра, и отсчитывают показания. Если pH раствора неизвестен, изме-
рение проводят вначале в диапазоне pH от 1 до 19, а в дальнейшем
в зависимости от получаемых результатов переключатель устанав-
ливают на нужный диапазон. Отсчет показаний снимают после
стабилизирования стрелки гальванометра ионометра (через 1—
2 мин).
Активность ионов Na+, К+, NH4, NO3 в растворе можно изме-
рить аналогичным способом и рассчитать по полученным значе-
ниям pNa, рК, pNH4, pN'O3. В этом случае в качестве измеритель-
ного электрода используют стеклянные ионно-селективные элек-
троды ЭСЛ-51г-04 и ЭСЛ-51г-05 или мембранные электроды
ЭМ-К и др., а в качестве вспомогательного — хлоридсеребряный
электрод различной конструкции.
Натриевые, калиевые и другие (например, нитратные) электро-
ды перед использованием вымачивают в 0,1 М растворе соответ-
ствующих солей — NaCl, КС1, KNO3 в течение 6—8 ч. Для калиб-
ровки (настройки) прибора используют серию стандартных конт-
рольных растворов с известной концентрацией определяемого
иона. Готовят стандартные растворы из фиксаналов или химичес-
ки чистых дважды перекристаллизованных солей. Настройку при-
бора и измерение концентрации ионов в растворе проводят анало-
гично измерению pH в диапазоне 1...19, так как цифры на шкалах
pH и рХ совпадают.
1.7.7. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ НЕДЕСТРУКТИВНЫЙ АНАЛИЗ
КОРМОВ И РАСТИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ МЕТОДОМ
ИК-СПЕКТРОСКОПИИ
В последние годы наряду с деструктивными методами анализа
(озоление, гидролиз, экстракция и др.) широко применяют инст-
рументальные методы недеструктивного анализа, предназначен-
109
ные для быстрого и точного определения химического состава
кормов и питательной ценности растительной продукции. К ним
относятся методы инфракрасной спектроскопии, рентгеновской
флуоресценции и др. В настоящее время наиболее широко рас-
пространены методы инфракрасной спектроскопии сельскохозяй-
ственных и экологических объектов.
Недеструктивные инфракрасные анализаторы предназначены
для одновременного определения в растительной и пищевой про-
дукции содержания азота, белка, сырого протеина, клейковины,
крахмала, жира, клетчатки, влажности, зольности, а также каче-
ства клейковины и крахмала.
Принцип метода. Основан на том, что молекулярные спектры
поглощения строго индивидуальны для каждого вещества, а ин-
тенсивность их поглощения зависит от содержания оптически
активных групп в облучаемом объекте, т. е. от содержания иссле-
дуемого вещества в пробе. Метод не требует сложной подготовки
проб, которая чаще всего ограничивается сушкой и измельчением
анализируемого материала. Весь процесс инфракрасного анализа
сводится к заполнению небольшой кюветы анализируемым мате-
риалом в виде порошка, суспензии или эмульсии, установке ее в
измерительную камеру прибора (камеру облучения инфракрас-
ным светом) и получению результатов анализа в цифровом виде в
требуемых единицах измерения. Процесс анализа исследуемого
вещества в пробе длится 1 —2 мин в зависимости от конструктив-
ных особенностей прибора и количества определяемых веществ
(компонентов) в исследуемом объекте.
Число одновременно определяемых компонентов приборами
разных марок колеблется от 5 до 10. Производительность анализа
150 — 300 проб в смену или 1000 — 1600 компонентов определе-
ний в смену с погрешностью измерений, полностью удовлетворя-
ющей требованиям действующих стандартов на данные методы
анализа. Используемая область спектра безопасна как для челове-
ка, так и для анализируемого объекта.
Несмотря на некоторые конструктивные особенности перенос-
ных и стационарных инфракрасных анализаторов (Infratec-1255,
NIRS-4500, Trebor-90, InfraAliser-500, Инфрапид-61 и др.), прин-
цип их действия и область применения практически одинаковы.
Инфракрасный экспресс-анализатор «Инфрапид-61» (рис. 34).
Предназначен для определения химических компонентов расте-
ний и кормов (белка, крахмала, жира, клетчатки и т. д.) недеструк-
тивным методом.
Принцип работы. Основан на измерении интенсивности
диффузии отраженных от анализируемой пробы инфракрасных
лучей и математической обработке на микроЭВМ полученных ре-
зультатов отражения светового потока.
ПО
Рис. 34. Инфракрасный экспресс-анали-
затор «Инфрапид-61»:
/ — корпус прибора; 2— камера для размеще-
ния кюветы с образцами; 3— клавиатура мик-
роЭВМ; 4— цифропечатающее устройство;
5—дисплей
Прибор, несмотря на относительную сложность конструкции,
прост и удобен в эксплуатации. Он позволяет одновременно в од-
ной пробе определять различные химические компоненты зерна и
кормов (азот, белок, клейковину, клетчатку, жир, влажность,
зольность и др.) с производительностью 200 проб в смену на шесть
показателей или 1200 индивидуальных анализов. Подготовка рас-
тительных проб к анализу состоит в основном из качественного их
размола.
Принципиальная оптическая схема спектро-
фотометра (рис. 35). Свет от галогенной лампы накаливания 1
собирается с помощью вогнутого зеркала 2 в пучок и направляется
через линзу 3, отражатель 4 на модулятор 5 (вращающийся перфо-
рированный диск), а от него импульсным световым потоком по-
падает через рефлектор 6 на оптическую сетку 7, выполняющую
роль диспергирующей призмы (монохроматора). Оптическая сет-
ка установлена на подвижном столике и с помощью микроприво-
Рис. 35. Принципиальная оптическая схема инфракрасного спектрофотометра
«Инфрапид-61» (пояснения в тексте)
111
да связана с механизмом регулирования длин волн. Вращая руко-
ятку привода длин волн, можно менять положение оптической
сетки, а следовательно, и угол ее наклона по отношению к падаю-
щему лучу света, что дает возможность выделить в необходимой
области инфракрасного спектра пучок монохроматического света.
Далее пучок света необходимой длины волны вновь попадает на
рефлектор 6 и от него зеркалом 8 направляется через фокусирую-
щие линзы 9, 9', зеркало Юна кювету с образцом 11. В процессе
измерения на пути света оказываются поочередно сначала эталон-
ный, а затем исследуемый растительный образец. Отраженный от
них свет воспринимается четырьмя детекторами 12, 12', которые
регистрируют изменение интенсивности и спектрального состава
падающего на образец света.
Работой всей системы анализатора и выполнением расчетных
операций управляет микроЭВМ, встроенная в приборе. Дисплей и
печатающее устройство позволяют контролировать режим работы
прибора и наблюдать за результатами измерений.
Проведение анализа. Достоверные результаты анализа
с помощью инфракрасного спектрофотометра «Инфрапид-61»
можно получить лишь при правильной (стандартной) подготовке
растительных образцов. Перед анализом растительный образец
(зерно, солома, стебли, кормосмеси) измельчают на специальной
входящей в состав принадлежностей прибора мельнице. Образец
высыпают на лоточек и тщательно перемешивают шпателем. За-
тем его переносят шпателем на чистую стеклянную пластину кю-
веты, заполняя ее до краев. После этого специальным ножом сгла-
живают поверхность и удаляют избыток образца. Кювету устанав-
ливают в кюветодержатель и помещают в измерительную камеру
прибора. Отсчет измерений (в % массы) осуществляют по дисп-
лею или с ленты печатного устройства.
Для точной калибровки «Инфрапид-61» подбирают и анализи-
руют традиционным химическим методом 30 — 40 различных об-
разцов, содержащих определяемый компонент в диапазоне, вклю-
чающем и анализируемую в дальнейшем партию образцов.
После измельчения все образцы, предназначенные для калиб-
ровки прибора, делят на две равные части: одну из них подвергают
химическому анализу (в двух повторностях), другую — анализу на
приборе. Данные анализов вводят в память микроЭВМ.
1.7.8. РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА
Использование флуоресценции рентгеновских лучей для каче-
ственного и количественного анализа элементного состава сельс-
кохозяйственных и экологических объектов — одно из наиболее
112
интенсивно разрабатываемых перспективных направлений в агро-
номической химии.
Рентгеноспектральный флуоресцентный метод анализа (РФА,
РСФА) основан на зависимости интенсивности вторичной эмис-
сии (излучения) рентгеновских лучей атомами химических эле-
ментов от их содержания при облучении образца рентгеновским
(первичным) излучением. Интенсивность флуоресценции про-
порциональна содержанию определяемых элементов в пробе в
широком диапазоне концентраций (от 10-4до 102%). Это позво-
ляет использовать функциональную зависимость интенсивности
наведенного рентгеновского излучения от концентрации элемента
в образце для анализа почв, растений, удобрений и других объек-
тов. Метод отличается довольно высокой чувствительностью и
применим к твердым и жидким пробам. Погрешность анализа со-
ставляет 1—3%. Рентгеноспектральный флуоресцентный метод
используют при определении элементов, начиная с порядкового
номера 11 (натрий). В последние годы разрабатывают анализато-
ры, позволяющие определять элементы, начиная с бора (порядко-
вый номер 5).
Приборы, выпускаемые для рентгенофлуоресцентного анализа,
полностью автоматизированы и состоят из физического блока,
включающего источник высоковольтного питания, рентгеновскую
трубку и детектор возбужденного излучения, а также из многока-
нального спектрометра с микропроцессором и ЭВМ, которая уп-
равляет ходом анализа и обрабатывает данные.
Применение современного программного обеспечения и вы-
числительной техники значительно сокращает время на проведе-
ние анализа и открывает новые возможности метода.
Принцип метода. Рентгеновские спектры отличаются от опти-
ческих в видимой области природой их возникновения. Внутрен-
ние электронные оболочки атомов, как известно, находятся в не-
нозбужденном состоянии и полностью заполнены электронами,
поэтому переход их с одной оболочки (орбитали) на другую невоз-
можен до тех пор, пока в ней не появятся вакантные места. Воз-
буждение флуоресцентного (вторичного) рентгеновского излуче-
ния осуществляется рентгеновской трубкой 1 (рис. 36), которая
состоит из нагреваемого электрическим током катода и удаленно-
го от него на определенное расстояние анода. Испускаемые като-
дом электроны с энергией 30 — 100 Кэв бомбардируют анод (ан-
тикатод), выполненный из вольфрама, молибдена или платины,
имеющих высокую температуру плавления и хорошую теплопро-
водность.
Первичное рентгеновское излучение, возникающее при бом-
бардировке электронами анода рентгеновской трубки, направля-
ют с помощью фокусирующей линзы (или входной щели) на ана-
X S539
113
Рис. 36. Принципиальная схема двух-
канального рентгенофлуоресцентного
анализатора (РФА):
1 — рентгеновская трубка (излучатель); 2,
2' — исследуемый и эталонный образцы;
3 — коллиматор; 4 — кристалл-анализатор
(призма); 5—счетчик: многоканальный
детектор (гониометр); 6— многоканаль-
ный спектрофотометр; 7—блок стабили-
зированного питания; S— микроЭВМ;
9— печатающее устройство
лизируемый образец 2. Фотоны рентгено-
вского излучения действуют на атомы
элементов так же, как и облучение уско-
ренными электронами, т. е. выбивают
электроны с внутренних орбиталей. Чтобы интенсивность флуо-
ресценции можно было регистрировать, собственное излучение
рентгеновской трубки должно состоять из фотонов, обладающих
более высокой энергией, чем наиболее коротковолновое вторич-
ное рентгеновское излучение, испускаемое образцом. Для этой
цели чаще всего используют коротковолновое излучение рентге-
новской трубки с вольфрамовой мишенью.
Интенсивность первичного рентгеновского излучения зависит
от напряжения между катодом и анодом трубки, поэтому при сла-
бой флуоресценции напряжение, подаваемое на трубку, повыша-
ют до необходимой величины. Для уменьшения флуктуации ин-
тенсивности флуоресценции, чувствительной к нестабильности
напряжения в электросети, прибор снабжен стабилизатором на-
пряжения. Выделение параллельного пучка рентгеновских лучей
проводят с помощью выходной щели или коллиматора 3, который
состоит из серии параллельных пластин или концентрических
цилиндров из молибдена. Проходя через коллиматор, расходящи-
еся лучи поглощаются металлическими пластинами металла, а па-
раллельные направляются на исследуемый образец. Анализируе-
мый образец помещают вне рентгеновской трубки, которая в этом
случае является лишь источником первичного рентгеновского из-
лучения.
Атомы анализируемой пробы, поглощая фотоны рентгеновско-
го излучения, возбуждаются, их электроны с внутренних орбита-
лей переходят на более энергоемкие внешние орбитали или поки-
дают атом, создавая при этом вакансии электронов на исходных
114
орбиталях атома. На образовавшиеся вакантные уровни переходят
>лектроны из более энергоемких верхних уровней, испуская при
)том фотоны флуоресцентного рентгеновского излучения с дли-
ной волны, равной разности энергий исходного и конечного уров-
ней (hv = Еисх — Екон). В результате такого перехода в спектре по-
являются соответствующие линии, положение которых определя-
ется квантовыми числами комбинирующих состояний. Так, если
электрон атома образца (мишени) под действием частиц высокой
энергии покидает ближайший к ядру А'-уровень (главное кванто-
вое число п = 1) и электрон при этом выходит за пределы атома
(т. е. атом ионизируется), то вслед за этим последует переход элек-
тронов с самого верхнего уровня на нижний или промежуточные
уровни, или же с промежуточных уровней на нижний. Например,
с вышележащего L-уровня на А'-уровень; с M-уровня на L- или
А'-уровни и т. д. Учитывая, что основные квантовые уровни, кроме
самого ближнего к ядру А'-уровни, содержат несколько подуров-
ней (£-уровень — 3 подуровня; А/-уровень — 5; TV-уровень — 7), то
такие переходы электронов сопровождаются довольно многочис-
ленными сериями спектрального излучения, характеризующего
структуру электронных орбиталей элемента, а следовательно, и
его принадлежность. Длины волн, соответствующие таким пере-
ходам, малы (0,01—1 нм). При этом чем больше разность энерге-
тических уровней рекомбинационных состояний, тем выше энер-
гия кванта, больше частота флуоресцентного рентгеновского из-
лучения и соответственно короче длина его волны, т. е. генериру-
ется более жесткое излучение.
Каждый элемент в анализируемом образце дает излучение, со-
стоящее из присущих только ему спектральных линий (частот),
которые бы он испускал, если бы служил мишенью рентгеновской
трубки. Спектр содержит только характеристические линии эле-
мента пробы.
Совокупность спектральных линий испускания элемента зна-
чительно возрастает с увеличением его атомной массы вследствие
роста количества энергетических уровней и подуровней. Поэтому
для диспергирования спектра излучения, испускаемого одновре-
менно различными атомами образца, и выделения аналитических
спектральных линий определяемого элемента используют слож-
ные многоканальные спектрометры.
Отношение числа переходов электронов, сопровождающихся
испусканием рентгеновского кванта, к общему числу переходов
называют выходом флуоресценции. Выход флуоресценции зависит
от уровней, с которого и на который переходит электрон: он за-
метно растет с увеличением атомного номера элемента. Поэтому
рентгенофлуоресцентным методом можно определять элементы,
начиная с натрия. Для элементов с меньшей атомной массой Bbl-
s'
115
ход флуоресценции составляет менее 0,1 %, поскольку у легких
элементов энергия рентгеновского излучения расходуется в ос-
новном на возбуждение и эмиссию внешних валентных электро-
нов. Детектирование флуоресцентного излучения элементами час-
то проводят, выделяя из всего спектра только наиболее интенсив-
ные спектральные (рентгенофлуоресцентные) линии, отражаю-
щие высокую вероятность перехода между уровнями с главными
квантовыми числами. Это несколько снижает точность анализа,
однако значительно повышает его производительность. Напри-
мер, элементы от Na до Sn определяют по серии А1 линий, от Sn до
U — по Z-линиям. В этом случае рентгеновский спектр состоит из
нескольких ярких линий, что удобно при определении близких по
свойствам элементов.
По принципу диспергирования излучения, испускаемого ис-
следуемым образцом, рентгенофлуоресцентные анализаторы раз-
деляют на волнодисперсионные (WDX) и энергодисперсионные
(EDX).
К волнодисперсионным относятся кристалл-спектрометрические
приборы со сканирующими или строго фиксированными канала-
ми для регистрации вторичного излучения. Примером таких крис-
талл-дифракционных приборов служат рентгенофлуоресцентные
высокочувствительные спектрометры отечественного производ-
ства серии «Спектроскан макс». Кристалл-анализатор (призма из
фторида лития, топаза, стеарата бария или германия) играет роль
монохроматора. Монохроматизация (разложение общего потока
на отдельные спектральные составляющие) рентгеновских лучей
основана на принципе дифракции. Если кристалл рассматривать
как совокупность параллельных кристаллографических плоско-
стей, отстоящих друг от друга на строго определенном расстоя-
нии, то дифракцию рентгеновских лучей можно представить как
отражение их от отдельных, расположенных друг за другом плос-
костей. Поэтому каждой падающей волне отвечает несколько от-
раженных волн (с первой плоскости кристалла, второй и т. д.).
При этом максимумы интенсивности дифракции возникают толь-
ко в тех направлениях, в которых все отраженные волны находят-
ся в одной фазе. В связи с этим появляются линии дифракции
первого, второго порядков и т. д. Кристалл-анализатор 4 разлагает
излучение в спектр и направляет его на счетчик 5, вращающийся
совместно со спектрофотометром с помощью гониометра с задан-
ной угловой скоростью (см. рис. 36). Гониометр представляет со-
бой многоканальный специфический детектор рентгеновского из-
лучения, в котором счетчик (сцинтилляционный или ионизаци-
онный) закреплен в держателе, способном перемещаться вокруг
образца. Каждому положению гониометра соответствует опреде-
ленная длина волны излучения. В процессе измерения счетчик
116
перемещается, регистрирует и преобразует энергию излучения в
электрический сигнал, величина которого пропорциональна
энергии флуоресцентного излучения. Содержание элементов рас-
считывают с помощью программируемого микропроцессора. Диа-
пазон определяемых элементов — от натрия до урана.
К энергодисперсионным рентгенофлуоресцентным анализаторам
относятся приборы с полупроводниковым детектором. Сущность
анализа состоит в следующем: эмиссионное рентгеновское излу-
чение поступает на полупроводниковый (Si—Li) детектор, где
преобразуется в электрические импульсы с амплитудой, пропор-
циональной энергии рентгеновских квантов. Импульсы измеря-
ются и накапливаются в памяти многоканального анализатора.
Детектор разделяет (диспергирует) по энергии одновременно все
падающее излучение и с помощью многоканального анализатора
формирует спектр рентгеновской флуоресценции образца. Поли-
хроматичный спектр анализируемого образца, представляющий
собой совокупность характеристических излучений всех элемен-
тов, содержащихся в образце, обрабатывается на микроЭВМ; выч-
леняются спектры, свойственные (по энергии) конкретному эле-
менту; устанавливаются его принадлежность и концентрация в
пробе. Диапазон определяемых элементов —от натрия до урана.
По энергодисперсионному принципу работают, например, рент-
генофлуоресцентные анализаторы «Спектроскан макс-Fe»,
«ТЕФА-6111» (США).
Основным недостатком рентгенофлуоресцентного метода ана-
лиза является влияние химического и агрегатного состава пробы
исследуемого образца, а также интенсивности первичного рентге-
новского излучения на интенсивность и спектральный состав вто-
ричного флуоресцентного рентгеновского излучения определяе-
мых элементов. Это обусловливается тем, что элементы, содержа-
щиеся в пробе, поглощают как первичное излучение — при про-
никновении его в анализируемый образец, так и вторичное — при
выходе его из образца. Взаимодействие первичного и вторичного
излучений с веществом излучателя определяет зависимость интен-
сивности аналитических линий не только от содержания исследу-
емого элемента, но и от концентрации других химических элемен-
тов в анализируемом образце.
Особенно заметное поглощение вторичного рентгеновского
излучения внутри пробы и снижение точности определения про-
исходят при увеличении толщины исследуемого образца. В этом
случае анализируемую пробу сопоставляют с образцами сравне-
ния по возможности такого же химического состава, поскольку
матричные эффекты, заключающиеся в поглощении части пер-
вичного излучения сопутствующими элементами, могут быть ве-
лики.
117
Для повышения чувствительности и точности РФА определе-
ние элементного состава образцов проводят методами внешнего
или внутреннего стандарта. Если матричный эффект невелик,
применяют метод внешнего стандарта, т. е. сравнивают интенсив-
ность линии определяемого элемента с интенсивностью линии
этого же элемента в спектре другого образца. При использовании
внешнего стандарта рентгенофлуоресцентный анализатор градуи-
руют стандартными образцами, близкими по химическому составу
к исследуемой пробе. Затем сравнивают интенсивности линий оп-
ределяемых элементов в исследуемых образцах с интенсивностя-
ми линий тех же элементов в стандартных образцах.
Для сложных многокомпонентных проб используют обычно
метод внутреннего стандарта. Он состоит в сравнении интен-
сивности аналитических линий определяемого элемента с ин-
тенсивностью линий какого-либо другого смежного элемента
(как правило, соседнего в периодической таблице с определяе-
мым), добавленного в тот же образец в известном количестве.
Сравнение результатов рентгенофлуоресцентного и химическо-
го анализов проб почв и растений показывает, что совпадение
данных находится в пределах случайных погрешностей хими-
ческого метода.
Важное преимущество РФА перед другими аналитическими
методами заключается в возможности автоматизированного опре-
деления большого числа химических элементов от натрия до ура-
на в широком диапазоне их концентраций. Рентгенофлуоресцент-
ный анализ позволяет одновременно определять в сельскохозяй-
ственных и экологических объектах большинство макро- и микро-
элементов, включая S, Р, С1, К, Са, Mg, Si, Al, Fe, Mn, Cu, Zn. Это
один из самых распространенных экспресс-методов анализа. Его
производительность достигает 100—120 образцов за один рабочий
день. Подготовка пробы к анализу сводится в основном к получе-
нию представительного и однородного по химическому и грану-
лометрическому составу образца. В зависимости от условий ана-
лиза или методики определения используют насыщенные (тол-
стые) или ненасыщенные (тонкие) излучающие слои пробы. Из-
лучатели из порошков готовят обычно под большим давлением, в
некоторых случаях для повышения прочности таблеток вводят оп-
ределенное количество связующего вещества (крахмал, полиэти-
лен и т. д.). Метод позволяет анализировать образцы без их разру-
шения. К недостаткам метода относятся сравнительно невысокий
предел обнаружения (содержание элемента не должно быть ниже
10-4—10~5%), трудность определения легких элементов, располо-
женных в начале Периодической системы элементов Д. И. Менде-
леева. Выполнению рентгенофлуоресцентного анализа предше-
ствует подготовка образцов, зависящая от соотношения и содер-
118
жания элементов в пробе, требуемой точности и чувствительности
определения элементов.
Подготовка растительных проб к анализу. Среднюю пробу рас-
тительного материала, доведенного до воздушно-сухого состоя-
ния, предварительно измельчают до частиц размером 1 мм. Затем
методом квартования отбирают аналитическую пробу массой 5—
6 г и гомогенизируют или тщательно растирают ее в ступке. Тон-
коизмельченный растительный материал спрессовывают в таблет-
ки при усилии 5—6 т/см2. Таблетированные пробы высушивают в
вакуумной установке или сушильном шкафу при температуре
105 °C в течение 1,5—2 ч, затем проводят анализ в соответствии с
инструкцией используемого прибора.
Подготовка почвы к анализу. 4—6 г воздушно-сухой почвы из-
мельчают и гомогенизируют на мельнице в циркониевых сосудах.
Гранулометрический состав проб должен на 90—95 % состоять из
частиц размером менее 0,01 мм. Из растертой пробы почвы гото-
вят таблетки с помощью специального пресса с усилием 5—6 т/см2.
Масса таблеток и ход проведения анализа зависят от особенностей
аналитической аппаратуры.
Использование поточной технологии подготовки проб образ-
цов к анализу позволяет автоматизировать процесс и значительно
повысить производительность анализа. Поточная технология
включает измельчение растительного материала на мельницах
гонкого помола, прессование и вакуумную сушку таблеток. Со-
временное прессовое оборудование обеспечивает изготовление
прочной таблетки любого состава без добавления каких-либо свя-
зующих компонентов. Использование специальной формы позво-
ляет получить за одно прессование несколько таблеток.
Процедура анализа почвенных и растительных образцов, как
правило, полностью автоматизирована. Всем процессом, от смены
образцов до выдачи результатов, программно управляет микро-
процессор или персональный компьютер.
Глава 2
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ
И КАЧЕСТВО УРОЖАЯ
2.1.	ДИАГНОСТИКА ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ
Урожайность сельскохозяйственных культур и качество расте-
ниеводческой продукции в значительной степени определяются
условиями минерального питания. Высокий урожай хорошего ка-
чества можно получить лишь при полном удовлетворении потреб-
ности растений в элементах питания на каждом этапе формирова-
ния урожая. Несбалансированное питание растений макро- и
микроэлементами не позволяет растениям реализовать свои по-
тенциальные возможности продуктивности и значительно снижа-
ет качество урожая. Поэтому первостепенная задача агронома и
агрохимика — выявление потребности растений в элементах ми-
нерального питания с целью повышения урожайности культур,
рационального применения удобрений и снижения опасности заг-
рязнения окружающей среды.
Сельскохозяйственные растения являются надежными индика-
торами при оценке эффективности удобрений и плодородия почв.
Химический состав растений и плодородие почвы тесно взаимо-
связаны, поэтому химический анализ растений в отдельные пери-
оды вегетации позволяет судить об обеспеченности их элементами
питания, прогнозировать урожайность и качество продукции.
Потребность растений в удобрениях зависит от их биологичес-
ких особенностей, величины планируемого урожая, погодных ус-
ловий, содержания в почве доступных элементов питания в отдель-
ные периоды роста, интенсивности развития растений и их способ-
ности использовать питательные вещества почв и удобрений.
Применение удобрений — наиболее действенный фактор обес-
печения растений необходимыми элементами питания. Однако
определение оптимальных доз удобрений под различные сельско-
хозяйственные культуры является одним из наиболее сложных
вопросов теории и практики агрохимии. Динамичность факторов,
прямо или косвенно обусловливающих урожай сельскохозяй-
ственных культур, не позволяет заблаговременно достаточно точ-
но определить дозы удобрений для удовлетворения потребностей
растений. Это вызывает необходимость проведения диагностики
питания растений, задачей которой является осуществление по-
120
стоянного контроля обеспеченности возделываемых культур эле-
ментами питания в течение вегетации с целью своевременной
корректировки и управления пищевым режимом сельскохозяй-
ственных культур. Диагностика минерального питания особенно
важна при возделывании овощных и плодовых культур, планиро-
вании высоких урожаев заданного химического состава и качества
продукции, а также при существенном отклонении погодных ус-
ловий от среднемноголетних показателей. Диагностика (почвен-
ная или растительная) обеспеченности минеральным питанием
растений — неотъемлемая часть контроля технологии возделыва-
ния высокопродуктивных сельскохозяйственных культур.
Почвенная диагностика включает агрохимическое обследова-
ние сельскохозяйственных угодий, проводимое накануне посева
или в период вегетации, с целью определения уровня обеспечен-
ности растений элементами питания по содержанию в почве под-
вижных (доступных растениям) форм азота, фосфора, калия и
других элементов.
Агрохимический анализ почвы дает возможность оценить сте-
пень обеспеченности растений отдельными элементами питания
и прогнозировать вероятность их дефицита при разных уровнях
планируемой урожайности сельскохозяйственных культур. Одна-
ко агрохимические свойства почвы не позволяют в полной мере
выявить реакцию (отзывчивость) растений на эти свойства и в
первую очередь не могут характеризовать действительную доступ-
ность растениям питательных веществ почвы.
Более надежные результаты дает комплексная диагностика,
при которой для оценки уровня питания растений используют ре-
|ультаты агрохимического анализа почв и растений.
2.1.1.	РАСТИТЕЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА
Она включает совокупность методов, позволяющих определить
но показателям самого растения (элементному составу или мор-
фологическим признакам) степень его обеспеченности питатель-
ными веществами в процессе формирования урожая. Раститель-
ная диагностика может быть визуальной и химической (тканевой
иии листовой). Для диагностики используют биометрические дан-
ные о росте и развитии растений, внешние признаки их состояния
и изменения химического состава растений по периодам вегета-
ции. В основу растительной диагностики положено сопоставление
мкономерности питания и развития растений при оптимальном
их удовлетворении элементами питания с растениями, испытыва-
ющими недостаток тех или иных элементов питания на отдельных
панах формирования урожая.
121
Растительная и почвенная диагностики не заменяют, а допол-
няют друг друга. Растительная диагностика служит для более глу-
бокого понимания действия на растения оптимальной обеспечен-
ности элементами питания и их недостатка в конкретных услови-
ях выращивания. Результаты, полученные при проведении расти-
тельной диагностики в сочетании с анализом почв и данными
урожайности за ряд лет, позволяют точно скорректировать дозы
при разработке системы удобрения.
С помощью диагностики уточняют обеспеченность посевов до-
ступными формами питательных веществ почвы и потребность
растений в удобрениях по показаниям самих растений. Сопостав-
ляя содержание отдельных элементов питания в почве и растени-
ях, можно судить о доступности их растениям и выявить динамику
их потребления из корнеобитаемого слоя почвы в разные периоды
роста и развития. Химический состав хорошо развитых растений
может служить ориентиром (эталоном) оптимального содержания
и соотношения элементов питания в растениях по фазам их разви-
тия. Это позволяет корректировать дозы удобрений с учетом по-
требности в них растений в течение вегетации и целенаправленно
влиять на формирование урожая.
Методы растительной диагностики широко применяют для
проверки обеспеченности посевов питательными веществами, ус-
тановления необходимости проведения подкормок и совершен-
ствования системы применения удобрений.
2.1.2.	ВИЗУАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА
По состоянию и внешнему виду растения можно судить о пест-
роте почвенного покрова и уровне обеспеченности элементами
минерального питания. Визуальная диагностика растений позво-
ляет по внешним признакам растений (изменению окраски листь-
ев и жилок, размеру или деформации листьев и стеблей и другим
морфологическим признакам органов растений) за 15—20 мин
сделать заключение о недостатке или избытке тех или иных пита-
тельных элементов в почве или тепличном грунте. Недостаток или
избыток одного или нескольких элементов питания приводит к
необратимым нарушениям биохимических процессов в растениях
и изменению их внешнего состояния. Поэтому симптомы явного
недостатка или избытка элементов в почвенном растворе можно
определить по внешним признакам растения.
Разные элементы вызывают, как правило, различные морфоло-
гические изменения органов растений, по которым можно устано-
вить причину их заболевания, однако в некоторых случаях при-
знаки совпадают. Поэтому уметь по внешнему виду растения оп-
122
рсделять его нуждаемость в том или ином элементе питания —
профессиональная задача любого агронома, агрохимика и физио-
лога растений.
При растительной диагностике важен выбор органа-индикато-
ра, наиболее полно отражающего состояние обеспеченности тем
или иным элементом питания растений. При этом следует учиты-
вать функциональное значение элемента и характер его распреде-
ления в старых и молодых органах растения. Все питательные эле-
менты можно разделить на реутилизируемые — азот, фосфор, ка-
лий, магний — и слабореутилизируемые— железо, кальций, сера и
многие микроэлементы. При недостатке реутилизируемых эле-
ментов страдают прежде всего старые нижние листья и другие бо-
лее взрослые органы нижних ярусов растений, а при недостатке
слабореутилизируемых элементов — верхние молодые листья, по-
беги и точки роста растений.
Нарушение обмена веществ в растениях, вызываемое дефици-
том элементов питания, сначала протекает на клеточном уровне
без видимых внешних признаков, затем рост растений постепен-
но замедляется, меняется окраска листьев, появляются пятна,
полосы, некрозы и другие признаки голодания, позднее пора-
женные ткани и органы отмирают, иногда полностью меняется
внешний вид растения. Однако такие же изменения внешнего
состояния растения могут быть вызваны болезнями и вредителя-
ми, а не дефицитом элементов питания, что осложняет диагнос-
1ику минерального питания. Поэтому прежде чем приступить к
визуальной диагностике, следует убедиться, что растения не по-
вреждены вредителями, нет грибных или бактериальных заболе-
ваний, которые могут вызывать такие же изменения морфологи-
ческих признаков у растений, как нарушение минерального пи-
 ания.
Важно учитывать и экологические факторы. Засуха, переувлаж-
нение, временное похолодание и заморозки, реакция среды и за-
соленность почвы существенно влияют на поступление и превра-
щение питательных веществ в растении, в результате внешний вид
растения тоже может измениться. Поэтому при визуальной диаг-
। юстике обязательно учитывают агротехнические и экологические
факторы.
Недостаток азота. Острый дефицит азота вызывает необрати-
мые физиологические и морфологические изменения растений.
Нижние листья становятся светло-зелеными, а при длительном
а ю гном голодании желтеют и отмирают. Иногда они приобретают
оранжевую или красноватую окраску (капуста, рапс, свекла, смо-
родина и др.) вследствие более быстрого разрушения хлорофилла
при недостатке азота по сравнению с антоцианом и другими пиг-
ментами: у кукурузы желтеют центральные жилки нижних листь-
123
ев; у злаковых культур пожелтение нижних листьев начинается
обычно с кончика листа и распространяется к стеблю вдоль глав-
ной жилки; у бобовых растений и картофеля края желто-зеленых
листьев завертываются внутрь. Со временем пожелтение листьев
распространяется на верхние ярусы. Листья обычно мелкие, уз-
кие, суховатые, расположены под острым углом к стеблю. Стебель
у всех одно- и двулетних растений тонкий и жесткий, кущение
злаков и ветвление у других культур слабые. У растений семейства
капустных при недостатке азота нижние листья желтеют и приоб-
ретают светло-розовую или фиолетовую окраску; у земляники де-
фицит азота вызывает слабое образование усов и покраснение ли-
стьев. Нижние листья огурца желто-зеленые, мелкие, стебли тон-
кие, плоды светло-зеленые, бобовидной формы с загнутым кончи-
ком. Значительно уменьшаются количество колосков в колосе,
число и размер плодов, клубней и корнеплодов.
Недостаток фосфора. Растения обычно плохо растут, листья
мелкие, темно-зеленые с голубоватым оттенком, прожилки часто
с красно-фиолетовой антоциановой окраской.
Признаки фосфорного голодания особенно хорошо заметны в
холодную погоду вначале на старых, а затем и на молодых листьях
(кукуруза, свекла, злаки, ягодные культуры и др.). Со временем на
листьях появляются желто-бурые, затем темно-бурые пятна по
краям. У зерновых культур при недостатке фосфора стебель стано-
вится грубым и деревянистым, листья мелкие, расположены почти
вертикально; у капустных вдоль жилок нижних (старых) листьев
появляется багровая окраска. При недостатке фосфора у томата
нижние, а затем и все остальные листья приобретают красно-фио-
летовый оттенок. Цветение и созревание у всех растений заметно
задерживаются. Значительно снижаются размер и число плодов,
колосков в колосе, а следовательно, и урожай.
Недостаток калия. Признаки калийного голодания вначале за-
болевания сходны с признаками азотного голодания, однако при
дефиците калия поражаются в основном края листьев, а в центре
они длительное время остаются зелеными. При остром недостатке
калия приостанавливается рост междоузлий, нижние листья ка-
жутся непропорционально большими. Края листьев сначала жел-
теют, буреют («краевой ожог») и засыхают, затем заболевание рас-
пространяется между жилками. При недостатке калия клетки и
ткани растут неравномерно, в результате листья становятся мор-
щинистыми (гофрированными). У картофеля, ягодных и плодо-
вых культур нижние листья приобретают бронзовую или пурпур-
ную окраску; у малины и некоторых сортов смородины при недо-
статке калия листья краснеют, заворачиваются кверху, насажде-
ния становятся серого цвета из-за опушенности нижней стороны
листьев; у злаков жилки нижних и средних листьев сначала желте-
124
ют, а затем буреют. При сильном калийном голодании стебли ос-
лабевают, что приводит к полеганию посевов.
Недостаток магния. Магний входит в состав хлорофилла, поэто-
му его дефицит вначале проявляется в виде межжилкового хлоро-
за. Отток магния в молодые части происходит по жилкам, поэтому
они дольше остаются зелеными. У многих растений при магние-
вом голодании на старых листьях четко просматривается сеть зе-
леных жилок в виде елочки. Затем ткани старых листьев между
жилками становятся светло-зелеными, обесцвечиваются и отми-
рают. Листья у большинства растений становятся ломкими. У зер-
новых злаков и кукурузы между жилками сначала образуются вы-
тянутые светлые пятна, а затем они сливаются в светлые полосы;
земляника образует мелкие светло-зеленые листья с заметной пят-
нистостью по краям; плодовые быстро сбрасывают листья, оста-
ются только верхние; деревья образуют мало плодовых почек. Де-
фицит магния заметно обостряется при высоком урожае в связи с
большим его оттоком из листьев в семена, листья полностью опа-
дают, а на деревьях остаются только плоды. Наиболее сильно на
дефицит магния реагируют просяные культуры, которые могут
служить индикаторами. У многих овощных и ягодных культур ли-
стья приобретают багровую окраску, у бобовых завертываются
внутрь. Магниевое голодание проявляется особенно часто на лег-
ких кислых и торфянистых почвах.
Недостаток кальция. Кальций слабо реутилизируется в растени-
ях, поэтому при кальциевом голодании страдают прежде всего мо-
лодые листья и точки роста, а нижние листья остаются зелеными.
При остром кальциевом голодании верхние листья становятся бе-
лесыми, точки роста надземных органов и корней отмирают, кор-
невые волоски не образуются, наблюдается ослизнение и отмира-
ние корней, цветки и завязи опадают, появляются некротические
пятна на плодах. У томата значительная часть созревающих пло-
дов с верхней части чернеет (черная вершинная гниль) и отмира-
ет. На кислых почвах недостаток кальция встречается особенно
часто. При остром дефиците кальция у льна значительно снижа-
ются образование пектата кальция в стенках лубяных клеток и
прочность стебля, вследствие чего верхняя часть стебля утончает-
ся, верхушка поникает и отмирает. У многих плодовых, ягодных
культур и картофеля верхние листья слабо распускаются, точка
роста стебля иногда отмирает, по краям листьев появляется свет-
лая полоска, затем она темнеет, а края листьев закручиваются
кверху.
Недостаток бора. Бор очень слабо реутилизируется, поэтому при
его дефиците особенно сильно страдают точки роста, нарушается
процесс опыления, плохо развиваются репродуктивные органы, а
при остром борном голодании они усыхают. У льна, подсолнечни-
125
ка, многих овощных, плодово-ягодных, бобовых и других культур
из-за многократного отмирания точек роста и образовании боковых
побегов растения сильно ветвятся. Молодые побеги также ветвятся
и отмирают (суховершинность). У злаковых наблюдается ветвление
колоса. Небольшое количество цветков или их бесплодие часто яв-
ляется следствием борного голодания льна, подсолнечника, куку-
рузы, хлопчатника и др. Соцветия подсолнечника, початки кукуру-
зы и плоды многих культур приобретают не свойственную им фор-
му с образованием твердой опробковевшей ткани. У цветной капус-
ты головка рыхлая, соцветия темнеют и отмирают, в стебле
образуется дупло с почерневшими краями; у подсолнечника увели-
чивается количество пустых семян («пустоцвет»); у картофеля клуб-
ни мелкие, часто с трещинами; у корнеплодов часто развивается су-
хая гниль сердечка. Бобовые более чувствительны к недостатку
бора, чем злаки. На карбонатных и известкованных почвах потреб-
ность растений в боре заметно возрастает.
Недостаток марганца. При его недостатке задерживается рост
побегов, но точка роста не отмирает. На молодых листьях появля-
ются светло-зеленые, серые, реже красные участки ткани (серая
пятнистость или белый вилт). На верхних листьях злаков образу-
ются светлые полосы, которые со временем буреют и отмирают. У
столовой и кормовой свеклы листья неравномерно окрашены в
темно-красный цвет. Дефицит марганца обостряется на карбонат-
ных и персизвесткованных почвах.
На кислых суглинистых почвах вследствие увеличения подвиж-
ности марганца при pH ниже 4,5 может наблюдаться угнетение
растений. Листья становятся гофрированными, искривляются,
между жилками появляются некротические пятна (крапчатость)
отмершей ткани. После известкования почв вредное действие из-
бытка марганца не проявляется.
Недостаток железа. Дефицит железа проявляется в довольно
быстром развитии типичного хлороза на молодых листьях. Верх-
ние листья становятся сначала светло-зелеными, желтыми, а затем
белесыми (выцветшими). При слабом голодании жилки листьев
остаются зелеными, при сильном — быстро желтеют. Старые лис-
тья, содержащие больше железа, чем молодые, остаются темно-зе-
леными. Особенно часто хлороз листьев из-за недостатка железа
наблюдается у многолетних плодовых насаждений на карбонат-
ных почвах в засушливых районах, где соли железа находятся в
нерастворимой форме. У плодовых культур при дефиците железа
верхняя часть побегов засыхает (суховершинность), а у основания
побега из спящих почек образуется «розетка» молодых листьев
разной формы. На известкованных дерново-подзолистых почвах
недостаток железа и хлороз растений из-за его недостатка наблю-
даются редко.
126
Железо и марганец являются антагонистами, поэтому избы-
ток марганца препятствует поступлению в растение железа и,
наоборот, при избытке железа растение испытывает недостаток
в марганце. Для устранения дефицита железа у плодовых их на-
саждения опрыскивают 0,05%-ным раствором сульфата
железа.
Недостаток меди. Проявляется в неярко выраженном хлорозе
листьев, жилки остаются зелеными, листья становятся вялыми,
рост растений замедляется. У бобовых листья увядают, засыхают и
преждевременно опадают без признаков хлороза.
Особенно сильно недостаток меди проявляется на вновь осваи-
ваемых торфяных и песчаных почвах. Хлебные злаки (пшеница,
ячмень, овес и др.) заболевают «белой немочью»: кончики листьев
белеют, свертываются, подсыхают, колосья и метелки плохо раз-
виваются, часто бывают белесыми и пустыми. Дефицит меди у
плодовых проявляется в изменении формы листьев, кончики по-
бегов загибаются и увядают, верхние листья опадают значительно
раньше нижних. Наиболее чувствительны к недостатку меди сре-
ди плодовых слива и вишня. Кора деревьев сильно растрескивает-
ся, покрывается натеками камеди, большая часть завязи и плодов
осыпаются.
При недостатке меди проводят некорневые подкормки расте-
ний 0,05%-ным раствором медного купороса.
Недостаток цинка. Проявляется главным образом на карбонат-
ных почвах и может увеличиваться при внесении большого коли-
чества фосфорных удобрений.
Цинк слабо реутилизируется, поэтому страдают прежде всего
молодые органы растений. К недостатку цинка наиболее чувстви-
тельна кукуруза. При остром дефиците цинка уже через 8—
12 дней после прорастания кукурузы появляются светло-зеленые и
бело-зеленые ростки (заболевание известно под названием «белые
ростки»), рост растений замедляется, в результате чего междоуз-
лия на стебле сближены.
У бобовых при недостатке цинка появляется крапчатость
листьев, пораженные участки отмирают. Особенно чувствительна
к недостатку цинка фасоль, которая при явном его дефиците не
образует семена. У пасленовых и тыквенных овощных культур об-
ра <уются мелкие хлоротичные листья, плодоношение слабое, пло-
ды мелкие.
При недостатке цинка проводят некорневую подкормку расте-
нии 0,05%-ным раствором сульфата цинка.
Недостаток молибдена. Признаки недостатка молибдена не-
i колько сходны с признаками недостатка азота, так как молибден
нкодит в состав ферментов, ответственных за азотный обмен в ра-
। гениях и прежде всего бобовых.
127
При дефиците молибдена поражаются более верхние ярусы ли-
стьев растения. Сначала появляются светло-зеленые участки тка-
ни между жилками листа, потом весь лист становится светло-зеле-
ным, буреет и отмирает. Рост и плодоношение растений ослабле-
ны. К недостатку молибдена особенно чувствительны бобовые
культуры и цветная капуста. При сильном молибденовом голода-
нии листья клевера, люцерны, гороха, фасоли, вики и других бо-
бовых желтеют, точка роста и края листьев отмирают, цветение
слабое. У цветной капусты при дефиците молибдена молодые лис-
тья почти лишены листовой пластинки, вырастает лишь централь-
ная жилка листа («хлыст»), соцветия (головки) мелкие, развиты
слабо, быстро буреют и отмирают.
Применение молибденсодержащих удобрений существенно
повышает урожай бобовых и содержание в них азота.
Визуальная диагностика значительно осложняется, если расте-
ниям не хватает нескольких элементов питания, так как признаки
недостатка (избытка) одного из них сочетаются и маскируются
признаками недостатка (избытка) другого.
При недостатке фосфора и калия растение имеет обычные ок-
раску и форму, но плохо растет. При сильном недостатке этих
двух элементов появляется антоциановая окраска черешков листь-
ев в нижней части стебля.
При дефиците азота и фосфора листья становятся светло-зеле-
ными; ветви и листья расположены под острым углом к стеблю,
как бы прижаты к нему; листья жесткие. Растения низкорослые,
плохо плодоносят.
При недостатке азота и калия листья светло-зеленые, морщи-
нистые, между жилками выпуклые, с закрученными побуревшими
краями. Растения недоразвиты, часто не плодоносят.
При недостатке азота, фосфора и калия основные внешние
признаки дефицита каждого элемента маскируются, но растения
бледно-зеленые, мелкие, с уменьшенным числом семян, плодов,
клубней и т. д.
Оценивая визуально состояние посевов, необходимо учиты-
вать, что внешние признаки несбалансированного питания расте-
ний (недостатка или избытка какого-либо элемента) проявляются
на растениях лишь после глубоких необратимых нарушений скры-
тых физиологических процессов обмена веществ в клетках и тка-
нях растений, когда исправить положение внесением соответству-
ющих удобрений довольно сложно или уже невозможно. Поэтому
точно определить состояние посевов и установить ранние призна-
ки нарушения питания растений можно только используя хими-
ческую диагностику — тканевую и листовую. Диагностический
контроль более результативен при раннем обнаружении недостат-
ка определенного элемента питания.
128
2.1.3.	ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ
К химическим методам определения обеспеченности растений
цементами питания относятся листовая и тканевая диагностики,
в основе которых лежит установление соответствия элементного
состава исследуемых растений и растений, произраставших в оп-
тимальных условиях (уровне) минерального питания. Оценку хи-
мического состава растений, а следовательно, и условий питания
проводят по общему содержанию элементов или их растворимых
форм в индикаторных органах.
2.1.3.1. Листовая диагностика
Значение анализа. Листовая диагностика основана на определе-
нии валового содержания элементов питания в листьях или других
органах растений определенного яруса после мокрого или сухого
их озоления. При химической листовой диагностике для анализа
чаще всего используют индикаторные органы растений, которые
наиболее динамично и полно отражают обеспеченность растений
•лементами питания.
Выбор индикаторного органа для анализа зависит от биологи-
ческих особенностей культур, возраста, погодных условий, агро-
техники и степени мобильности (реутилизируемости) элемента в
растении.
При химической диагностике хорошо реутилизируемых эле-
ментов — азота, фосфора, калия и магния — более показательны-
ми (индикаторными) являются старые листья, из которых при го-
лодании растений элементы питания перераспределяются в моло-
дые органы и, наоборот, при диагностике содержания слаборсути-
лизируемых элементов — кальция, бора, железа, марганца и
других, для анализа следует брать молодые органы, так как они
сильнее испытывают недостаток в этих элементах.
Реализация потенциальной продуктивности сельскохозяй-
ственными культурами возможна лишь при определенном опти-
мальном для каждого вида растений содержании элементов пита-
ния на отдельных этапах их роста и развития.
Химический анализ растений наиболее полно отражает усло-
вия предшествующего минерального питания растений. Однако
достоверные результаты состояния всего массива посевов можно
получить только при правильных отборе и подготовке образцов.
В зависимости от биологических особенностей культур отбор об-
ра щов в полевых условиях имеет ряд особенностей. Однако неза-
висимо от их вида следует соблюдать ряд общих требований при
о 1-боре образцов для анализа.
Ч К539
129
Важным требованием является унификация техники отбора и
подготовки проб. Среднюю пробу для анализа необходимо состав-
лять из одновозрастных индикаторных органов растений. Если
контроль за питанием растений осуществляют в течение всей веге-
тации, то каждый раз следует брать сравнимые части растения,
расположенные на определенном ярусе по отношению к точке ро-
ста или цветку.
Пробы отбирают в сухую погоду в одно и то же время суток
(желательно в утренние часы). Нельзя отбирать пробы во время
росы или после дождя, так как осадки могут частично выщелачи-
вать элементы питания из листьев.
Смешанные пробы для определения валового содержания эле-
ментов питания должны быть представительными, состоять из
25—50 отдельных растений или их органов и отражать типичный
состав посева всего участка. С участков поля, где развитие расте-
ний резко отличается в худшую или лучшую сторону, среднюю
пробу составляют отдельно.
Для различных сельскохозяйственных культур методы отбора и
подготовки проб к анализу имеют свои особенности, поэтому не-
обходимо пользоваться соответствующей инструкцией отраслево-
го стандарта.
Методы определения содержания общего азота, фосфора, ка-
лия и других элементов приведены в соответствующих разделах
практикума.
Оптимальные уровни содержания элементов питания в растениях.
В качестве критерия обеспеченности исследуемых растений пита-
тельными веществами служит валовое содержание этих элементов
в растениях.
На основании результатов многочисленных полевых исследо-
ваний установлены оптимальные уровни валового содержания
элементов питания в отдельных органах растения, которые обес-
печивают формирование высоких урожаев хорошего качества
(табл. 1—3).
1. Оптимальное содержание азота, фосфора и калия в полевых культурах
(% сухого вещества)
Культура	Фаза развития	Вся надземная часть		
		N '	Р2О5	1 V»
Озимая рожь	Кущение	4,2-5,0	1,1—1,2	5,5-6,0
	Трубкование	3,5-4,0	0,8	3,0-3,5
	Колошение — цветение	2,5-2,7	0,6	2,3-2,8
Озимая	Кущение	4,4-5,4	1,0-1,2	4,0-5,0
пшеница	Трубкование	3,8-4,3	0,9-1,0	3,2-3,6
	Колошение — цветение	2,8-3,2	0,6-0,8	2,3-3,0
130
Продолжение
Культура	Фаза развития	Вся надземная часть		
		N	1 Р2О5	1 к.0
Яровая	Кущение	4,6-5,2	0,9-1,1	4,0-5,3
пшеница	Трубкование	3,5-4,3	0,8-1,0	3,5-4,5
	Колошение — цветение	2,6-2,8	0,7-0,8	2,5-2,8
Ячмень	Кущение	4,5-5,0	1,1—1,2	4,7-5,0
	Трубкование	3,5-3,8	0,9-1,0	3,6-3,9
	Колошение — цветение	2,4-2,6	0,6-0,8	2,0-2,2
Овес	Кущение	5,0-5,4	1,1-1,3	5,5-6,5
	Трубкование	3,2-4,0	1,0-1,3	4,0-5,0
	Выметывание — цветение	2,0-2,2	0,7-0,9	2,0-2,4
Кукуруза	Всходы	4,0-4,4	0,9-1,1	5,1-5,4
	3—5 листьев	3,0-3,6	0,9-1,0	3,6-4,3
	6—10 листьев, выход метелки	2,6-3,0	0,7-0,8	2,4-3,0
	Выход рылец — цветение	2,2-2,4	0,5-0,6	1,8-2,2
Гречиха	3 листьев	4,0-5,0	1,2-1,4	5,5-5,8
	Бутонизация	3,2-3,6	1,1-1,2	4,0-4,5
	Начало цветения	3,0-3,5	1,0-1,1	3,4-3,8
	Начало созревания	1,9-2,2	0,7-0,9	2,5-2,7
Горох	3—6 листьев	4,0-5,5	0,8-0,9	3,6-4,2
	Бутонизация	3,2-3,8	0,8-0,9	3,0-3,6
	Цветение	3,0-3,7	0,6-0,8	2,4-2,6
	Начало созревания	3,0-3,5	0,5-0,7	2,0-2,2
Кормовые	5—8 листьев — бутонизация	3,0-4,5	0,7-0,9	3,5-3,7
бобы	Цветение	2,8-3,2	0,6-0,8	2,7-3,0
	Плодообразование	3,2	0,6-0,7	2,4-2,6
	Силосная спелость	3,2	0,5-0,6	1,6-1,9
11одсолнечник	4—5 листьев	4,5-5,5	0,9-1,0	5,4-5,8
	Бутонизация	1,4-1,7	0,4-0,5	2,8-3,1
	Цветение	1,2-2,0	0,4-0,5	2,3-2,6
Лен	Елочка	3,6-4,8	0,9-1,3	3,4-3,6
	Бутонизация	2,6-2,9	0,8-1,1	2,5-2,8
	Цветение	1,9-2,5	0,6-0,7	2,2-2,4
Люцерна синяя	Бутонизация	3,6-4,1	1,2-1,4	4,2-4,5
	Цветение	3,0-3,4	0,9-1,0	3,8—4,0
Клевер	Бутонизация	3,5-4,0	0,7-0,8	3,4-3,8
	Цветение	2,5-3,0	0,5-0,7	2,4-2,6
Тимофеевка	Трубкование	2,6-2,8	0,8-1,0	3,4-3,6
	Колошение	2,2-2,6	0,6-0,7	2,2-2,4
2. Оптимальное содержание азота, фосфора и калия в овощных культурах
(% сухого вещества)
Культура	Фаза развития | Орган растения | N | Р2О5 |	1^0
Картофель	До бутонизации	Надземная	часть	5,2—6,0	0,7—0,8	5,0—5,5 Листья	4,5—5,0	0,6—1,3	5,3—5,5 Бутонизация	Надземная	часть	4,0—5,0	0,6—0,7	4,8—5,5 Нижние листья	2,8—3,5	0,5—0,6	3,4—4,5
131
Продолжение
Культура	1 Фаза развития	Орган растения	1 N |	РД |	кр
	Цветение	Верхние листья	4,0-4,8	0,7-0,8	3,9-4,2
		Нижние листья	2,5-3,0	0,5-0,6	3,0-3,4
Свекла	До прорывки	Взрослые листья	5,2-5,5	0,8-0,9	5,0-6,0
столовая	Смыкание рядков		4,0—4,4	0,6-0,8	2,5-4,2
Морковь	До прорывки	Надземная часть	3,5-3,7	0,8-1,0	4,2-4,5
	Пучковая		2,6-3,0	0,6-0,7	3,5-4,0
Огурец	4 листьев	Листья	4,6-4,9	> 1,0	3,8-4,0
	Бутонизация	Надземная часть	3,5-4,4	0,7-0,8	2,9-3,2
	Плодоношение	Верхние листья	4,7-5,3	0,8-0,9	4,0-4,5
		Нижние листья	2,8-3,2	0,6-0,7	2,5-3,4
Томаты	Бутонизация	Листья	4,3-4,5	0,8-1,0	3,6-4,0
	Плодоношение		3,0-3,3	0,6-0,7	2,5-3,0
Капуста	Завязывание	Листья	4,0-4,5	0,6-0,7	4,0-4,5
кочанная кочана
3. Оптимальное содержание азота, фосфора и калия в листьях плодоносящих
плодовых и ягодных растений (% сухого вещества)
Культура |	Фаза развития	1 N~	1 рд	1	I	Са |	Mg
Яблоня	После окончания роста (начало августа)	2,2-2,8	0,5-0,6	1,4-1,8	1,3-2,0	0,3-0,4
Груша	То же	2,3-2,8	0,4-0,6	1,8-2,2	1,2-1,8	0,3-0,5
Слива	»	2,2-3,2	0,4-0,7	1,8-2,5	1,2-2,5	0,3-0,6
Вишня	Активный рост (июнь—июль)	2,8-3,2	0,5-0,6	1,6-2,0	1,6-2,5	0,3-0,5
Черешня	То же	2,6-2,8	0,5-0,6	1,9-2,3	1,2-2,0	0,3-0,5
Смороди- на черная	Цветение—созре- вание ягод	2,6-3,2	0,6-0,7	1,8-2,5	0,8-1,8	0,4-0,5
Смороди- на красная	То же	2,8-3,5	0,6-0,8	2,0-2,7	0,8-1,5	0,4-0,5
Крыжов- ник	»	2,2-2,7	0,5-0,7	2,0-2,7	0,8-1,7	0,4-0,5
Малина	Цветение—обра- зование ягод	2,8-3,5	0,6-0,8	2,0-2,5	1,4-1,6	0,4-0,6
Земляника	То же	2,7-3,0	0,4-0,5	2,2-2,8	1,8-2,0	0,3-0,4
2.1.3.2. Тканевая диагностика
Значение анализа. Для листовой диагностики требуется доволь-
но длительное время на проведение химического анализа, и она
не всегда может оперативно отражать уровень обеспеченности
элементами питания растений на отдельных этапах их роста и раз-
132
ни гия. Поэтому в последние годы широкое распространение по-
лучили различные методы определения питательных веществ в
соке свежих растений, например тканевая диагностика. Диагнос-
тика питания растений по содержанию в их соке или срезах мине-
рального азота, фосфора, калия и других элементов относится к
жспресс-методам и позволяет достоверно оценить уровень обес-
печенности питательными веществами сельскохозяйственных
культур и своевременно устранить их недостаток. Особенно важна
тканевая диагностика растений для защищенного грунта, овоще-
водства и плодоводства, где технологические приемы возделыва-
ния культур (частый полив и минеральные подкормки) позволяют
своевременно корректировать питание растений в течение вегета-
ции путем внесения соответствующих удобрений. Контроль за пи-
танием овощных культур в защищенном и открытом грунтах про-
водят, как правило, не менее 3 раз за период вегетации растений, а
на посевах зерновых и зернобобовых культур — 1—2 раза.
При тканевой диагностике для анализа берут черешки, листья с
крупными сочными жилками или стебли. Диагностику проводят
непосредственно в поле или в лаборатории. Если проведение ана-
лиза откладывается, то растительные пробы фиксируются в тер-
мостате при температуре 105 °C для приостановления деятельнос-
ти ферментов.
Для нормального роста, развития и формирования урожая
сельскохозяйственных растений необходимы определенные
концентрация и соотношение элементов питания, которые за-
кономерно меняются в течение вегетации в зависимости от воз-
раста. Поэтому при тканевой диагностике в каждой пробе опре-
деляют не менее трех главных элементов: азот, фосфор и калий,
гак как недостаток в тканях одного из элементов, вследствие
мдержки роста растений, может вызвать избыточное накопле-
ние другого.
Принцип метода. Метод основан на способности минерального
л юта, фосфора, калия и других элементов питания, содержащихся
в соке растений, образовывать с соответствующими реактивами
окрашенные соединения. Интенсивность окраски сока растений,
как правило, пропорциональна концентрации определяемого эле-
мента и отражает условия их питания. Сопоставляя окраску сока
испытуемого растения с окраской шкалы растворов известной
концентрации или цветовой шкалой, нанесенной на плотную бу-
магу типографским способом, оценивают содержание азота, фос-
фора и калия в баллах или выражают в мг/кг сырой массы расте-
ний. Для приготовления сока берут индикаторные органы расте-
ний в определенные фазы их развития.
Полученные результаты сравнивают с оптимальным уровнем
содержания минеральных соединений, который был установлен в
133
многочисленных опытах с различными культурами (Магницкий,
Церлинг, Ермохин и др.).
Используя переносной прибор В. В. Церлинг или переносную
лабораторию «Тканевая диагностика», можно определить содер-
жание в растении азота, фосфора и калия с помощью оценочных
шкал (в баллах). В комплекте лабораторий имеются требуемый на-
бор жидких и твердых индикаторных реактивов, а также шкалы
для оценки условий минерального питания в баллах.
Определение нитратов. Основано на образовании дифенилбен-
зидина, окрашенного в темно-синий цвет при взаимодействии
нитратов с раствором дифениламина в кислой среде. Скорость об-
разования и интенсивность окраски сока растения зависят от со-
держания в нем нитратов.
Для анализа берут индикаторные органы растений в опреде-
ленные фазы их развития, с помощью ручного пресса выжимают
по две капли сока в углубления (ячейки) фарфоровой или пласти-
ковой капельной пластинки. Затем в 2—3 ячейки с соком расте-
ний добавляют по одной капле 1 %-ного раствора дифениламина в
концентрированной серной кислоте. Интенсивность образующей-
ся синей или голубой окраски сравнивают с цветовой шкалой и
оценивают содержание нитратов в баллах.
При отсутствии ручного пресса определение нитратов проводят
на срезах растений. Срез делают бритвой (или лезвием), переносят
его на стеклянную пластинку (предметное стекло), на срез кладут
кусочек плотной фильтровальной бумаги, затем сверху на нее та-
кое же покровное стекло и, прижимая пальцами одно покровное
стекло к другому, выжимают на фильтровальную бумагу сок расте-
ния. После этого одно покровное стекло снимают и на пятно ос-
тавшегося на фильтровальной бумаге сока растения наносят кап-
лю 1 %-ного раствора дифениламина.
К срезам сочных органов растений можно непосредственно
прижать кусочек плотной фильтровальной бумаги и на образо-
вавшееся пятно сока нанести реактив.
По интенсивности синего цвета, сравнивая его с цветовой шка-
лой, устанавливают сначала содержание азота в баллах, а затем,
используя прилагаемую к прибору инструкцию, находят дозу азот-
ных удобрений, требуемую для проведения подкормки той или
иной культуры при определенном уровне минерального питания
растений. Естественно, что чем выше содержание нитратов в рас-
тении, тем лучше оно обеспечено азотом, а так как азот поступает
в растения из почвы, то интенсивность окрашивания среза расте-
ния при реакции с дифениламином, в свою очередь, является по-
казателем обеспеченности исследуемой культуры доступным азо-
том на данной почве.
Определение фосфора. Основано на образовании комплексного
134
соединения при взаимодействии анионов фосфорной и молибде-
новой кислот, которое при восстановлении его оловом или бензи-
дином окрашивает раствор в синий цвет. Интенсивность окраски
пропорциональна концентрации фосфат-ионов в соке растений.
Метод очень чувствителен. Синее окрашивание возникает даже
при разбавлении, когда фосфаты не дают осадка с молибдатом ам-
мония. Поэтому при высокой концентрации минерального фос-
фора в растениях сок разбавляют.
С помощью ручного пресса выжимают из индикаторных орга-
нов растений по две капли сока в ячейки фарфоровой или пласти-
ковой пластинки. Затем параллельно в 2—3 ячейки с соком расте-
ний прибавляют по две капли молибдата аммония и уксусной кис-
лоты (реактивы на фосфор) и перемешивают оловянной палочкой
примерно 10—20 с до устойчивой синей окраски. Интенсивность
окраски исследуемого сока сравнивают с цветовой шкалой и оце-
нивают содержание минерального фосфора в баллах.
При отсутствии ручного пресса определение фосфатов прово-
дят на срезах сочных черешков листьев и стеблей растения. Срез
делают бритвой (или лезвием), переносят его на предметное стек-
ло, на срез кладут кусочек плотной фильтровальной бумаги,
сверху на нее кладут такое же покровное стекло и, прижимая
пальцами одно покровное стекло к другому, выжимают сок расте-
ния на фильтровальную бумагу. Затем одно стекло снимают и на
пятно выжатого на фильтровальную бумагу из растения сока и
срез наносят по 2 капли реактивов (молибдат аммония, бензидин,
ацетат натрия). По интенсивности окраски пятна определяют со-
держание фосфора в растениях в баллах и необходимость подкор-
мки фосфорными удобрениями.
Определение калия. Основано на образовании оранжевого осад-
ка дипикриламината калия при взаимодействии содержащегося в
соке растений калия с раствором дипикриламината магния. Ин-
тенсивность окраски пропорциональна концентрации калия в
соке растений.
Для анализа в 2—3 ячейки фарфоровой (пластиковой) пластин-
ки с помощью ручного пресса выжимают из индикаторных орга-
нов растений по 2 капли сока и добавляют по одной капле дипи-
криламината магния и 2 М раствора соляной кислоты. Интенсив-
। юсть окраски осадка дипикриламината калия, образовавшегося в
исследуемом соке, сравнивают с цветовой шкалой и выражают в
баллах.
Определение калия на срезах черешков листьев или стеблей ра-
стений можно проводить тремя способами.
1.	На плотную фильтровальную бумагу с помощью двух по-
кровных стекол выдавливают сок растения (см. определение азота
или фосфора) и смачивают пятно одной каплей дипикриламината
135
магния, а затем каплей 2 М раствора соляной кислоты. Интенсив-
ность оранжевой окраски пятна выражают в баллах и по результа-
там анализа судят о необходимости подкормки посевов калийны-
ми удобрениями.
2.	Растение зажимают в ручном микрометре и бритвой делают
поперечный срез через узел стебля или нижнюю часть листа (луч-
ше использовать взрослые листья), затем 2—3 поперечных среза
кладут в фарфоровую чашечку и смачивают их 2—3 каплями ди-
пикриламината магния и 2—3 каплями 2 М соляной кислоты.
Срез можно поместить на плотную фильтровальную бумагу (об-
ложка «синяя лента»), слегка придавить стеклянным пестиком к
фильтру и нанести последовательно 1 каплю дипикриламината и
соляной кислоты. Через некоторое время на дне чашечки или на
фильтровальной бумаге образуется оранжево-красный осадок ди-
пикриламината калия.
3.	К небольшому кружку (диаметром 3—4 см) фильтра («синяя
лента») прижимают (в центре) поперечный срез стебля. Этот спо-
соб тем эффективнее, чем сочнее растение. Затем в центр пятна на
фильтре наносят последовательно каплю дипикриламината и кап-
лю 2 М соляной кислоты. Проявляется четко желтое пятно. Ин-
тенсивность его окраски сравнивают со шкалой образцового ра-
створа хлорида калия, осажденного также дипикриламинатом. Ре-
зультаты анализа выражают в мг К2О на 100 см3 образцового ра-
створа, с которым совпала окраска испытуемого среза.
Оценка результатов тканевой диагностики. Оценку уровня обес-
печенности азотом, фосфором и калием растений и их нуждаемос-
ти в удобрениях проводят по скорости образования и интенсивно-
сти окраски сока или среза растений при добавлении индикатор-
ных реактивов по шкале Церлинг: 1) 0—2 балла — окраска сока
(среза) слабая или отсутствует. Растения сильно нуждаются в со-
ответствующих удобрениях; 2) 3—4 балла — окраска сока (среза)
неяркая, светло-голубая при определении нитратов и фосфора и
светло-оранжевая при определении калия, проявляется постепен-
но. Нуждаемость в удобрениях средняя; 3) 5—6 баллов — раствор
или срезы растений быстро и интенсивно окрашиваются, окраска
устойчивая. Растения хорошо обеспечены элементами питания,
удобрения вносить не следует.
Результаты тканевой диагностики обеспеченности сельскохо-
зяйственных культур азотом, фосфором и калием важно сопостав-
лять с ростом и развитием растений, свойствами почвы, агротех-
ническими и погодными условиями данного региона.
Реактивы. 1. 1%-ный раствор дифениламина: 0,1 г дифенил-
амина растворяют в 10 см3 концентрированной серной кислоты
(пл. 1,84). Сохранять в темноте.
2.	Молибдат аммония: 5 г соли растворяют в 100 см3 холодной
136
дистиллированной воды и доливают 35 см3 30%-ного раствора
.1 ютной кислоты (пл. 1,2).
3.	0,05%-ный раствор бензидина: 0,05 г бензидина растворяют в
10 см3 концентрированной уксусной кислоты и разбавляют до 100 см3
дистиллированной водой.
4.	Насыщенный водный раствор ацетата натрия.
5.	Дипикриламинат магния: 3 г дипикриламината и 1,3 г оксида
магния растворяют в 100 см3 воды, оставляют на 15—20 я и от-
фильтровывают.
6.	2 н. раствор соляной кислоты: 165 см3 концентрированной
соляной кислоты (пл. 1,19) растворяют в 1 дм3 дистиллированной
воды.
Материалы и оборудование. Свежие растения, выращенные при
различных условиях минерального питания; прибор «ОП-2 Цер-
линг», переносная лаборатория «Тканевая диагностика» или «По-
певая лаборатория агронома», в комплект которых входят раство-
ры всех необходимых реактивов для анализа в капельницах и су-
хие запасные реактивы; пресс для выжимания сока; капельные
пластинки, капельницы (для реактивов они должны быть с конца-
ми одинакового диаметра); фильтровальная бумага; покровные
стекла; лезвия и другие материалы.
2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ КУЛЬТУРАМИ
Для химических анализов на содержание азота и зольных эле-
ментов в клубнях, корнеплодах, сочных плодах яблони, груши, то-
мата и других можно использовать как сырой, так и высушенный
растительный материал. Для этого часть средней пробы измельча-
ют ножом на мелкие кусочки (дольки или кубики), помещают в
фарфоровые чашки (можно в чашки Петри) и сушат при интен-
сивном вентилировании в сушильном шкафу при температуре
100—105 °C. Высушенные образцы измельчают на лабораторной
мельнице или бытовой кофемолке и просеивают через сито с диа-
метром ячеек 1 мм. Хранят измельченный растительный материал
в стеклянных банках со шлифованными пробками.
Средние пробы ягод (смородина, крыжовник, виноград и др.)
консервируют, если нет возможности провести анализы немед-
ленно. Задачей консервирования является инактивация деятель-
ности ферментных систем как растительного материала, так и
микроорганизмов. Ягоды помещают в банки и либо подвергают
термической обработке с последующей герметизацией, либо за-
ливают содержимое спиртом или формалином и другими антисеп-
I и ками с последующей герметизацией.
137
Хранение средних растительных проб в замороженном состоя-
нии возможно в течение непродолжительного времени (5—
10 дней). При глубоком замораживании (в среде жидкого азота)
хранение возможно значительно дольше.
Содержание воды в растительном материале — видовой при-
знак товарной части урожая сельскохозяйственных культур.
В овощах, корнеплодах, клубнях, плодах и ягодах садовых культур
воды содержится 70—95 %; в семенах злаковых, зернобобовых,
масличных и других культур — 4—16 %.
В процессе роста и развития растений количество влаги в веге-
тирующих органах и созревающих семенах изменяется в широких
пределах. Показатель содержания влаги и сухого вещества в зерне
злаковых, масличных, крупяных и других культур используют для
установления сроков их уборки и условий хранения.
В процессе хранения зерна, корне- и клубнеплодов, овощной
продукции, а также растительных образцов в условиях, не соот-
ветствующих стандартным, содержание воды и сухого вещества
может существенно изменяться. Поэтому необходимо периоди-
чески определять содержание влаги и сухого вещества в храня-
щейся продукции.
Данные о содержании сухого вещества или влаги нужны также
для приведения результатов химического анализа растений к абсо-
лютно сухому веществу или к стандартной влажности.
В практике агрохимических исследований анализы чаще всего
проводят в воздушно-сухом и свежем (сыром) растительных мате-
риалах.
Определение сухого вещества и влаги в воздушно-сухом расти-
тельном материале. В растительном материале, доведенном до воз-
душно-сухого состояния, всегда содержится гигроскопическая
влага, количество которой зависит от природы вещества, степени
его измельчения, предварительного высушивания, относительной
влажности воздуха в лаборатории и условий хранения образцов.
Для получения достоверных результатов химического анализа рас-
тительного материала необходимо определять абсолютно сухое ве-
щество.
Принцип метода. Определение содержания гигроскопи-
ческой влаги основано на учете изменения массы воздушно-сухо-
го материала после его высушивания в термостате при температу-
ре 100—105 °C до постоянной массы.
Ход анализа. Тщательно вымытые стеклянные бюксы с
приоткрытой крышкой сушат в сушильном шкафу или термостате
при температуре 105 °C до постоянной массы (не менее 30—
40 мин). Высушенные бюксы охлаждают в эксикаторе и взвешива-
ют сначала на технических, а затем на аналитических весах с точ-
ностью до 0,0001 г.
138
Среднюю пробу размолотого и пропущенного через сито с от-
верстием 1 мм растительного материала распределяют тонким
слоем на листе глянцевой или пергаментной бумаги и шпателем
берут в бюкс из разных мест 3—5 г вещества.
Бюксы закрывают крышками и определяют исходную массу
анализируемого вещества сначала на технических (грубо), а затем
на аналитических весах до четвертого знака после запятой. После
взвешивания крышку бюкса открывают, устанавливают ее в вер-
тикальном положении и помещают в сушильный шкаф. Высуши-
вание проводят при температуре 105 °C в течение 6 ч, установив
бюксы в центре термостата, что предотвращает таким образом не-
равномерный обогрев. После высушивания бюксы закрывают
крышками, охлаждают в эксикаторе в течение 0,5—1 ч и взвеши-
вают. Затем еще сушат 2—3 раза по 1—2 ч в сушильном шкафу при
открытой крышке бюксов. После каждого последующего высуши-
вания крышки бюксов закрывают, бюксы помещают в эксикатор,
охлаждают и взвешивают. Высушивание и взвешивание образца
продолжают до постоянной массы или пока разница между двумя
последними массами будет 0,0002—0,0003 г.
4. Результаты анализа
№ образца № бюкса
Масса
бюкса
(тара),
а, (г)
Масса
бюкса с
исходной
навеской,
б, (г)
Масса
исходного
вещества,
в = б-а,
(г)
Масса
бюкса с
пробой
после суш-
ки, г (г)
Масса
сухого
вещества,
д = г —а,
(г)
Содержа-
ние сухого
вещества,
е,(%)
Вычисление результатов анализа. Содержание абсолютно сухого
вещества (%) рассчитывают по формуле
е — д- 100/в.
Содержание гигроскопической влаги (%) вычисляют по фор-
муле
у= 100 — е,
где е — содержание сухого вещества, %.
Результаты анализа записывают в таблицу 4 по приведенной
форме.
Определение сухого вещества и влаги в свежем растительном ма-
териале. Свежий растительный материал используют при изуче-
нии химического состава урожая корне- и клубнеплодов, овощ-
ных, бахчевых, плодовых и ягодных культур. В свежем состоянии
анализируют культуры при закладке силоса, готовый силос, а так-
же при агрохимических и биохимических исследованиях вегетиру-
139
ющих растений. Определение сухого вещества и влаги необходимо
для приведения результатов химического анализа к абсолютно су-
хой массе или к стандартной влажности.
Принцип метода. Основан на том, что при высушивании
растительного материала в сушильном шкафу при температуре
105 °C из него удаляется не только свободная и слабосвязанная, но
и прочносвязанная, или гигроскопическая, влага. Количество ис-
парившейся влаги или изменение массы растительного материала
устанавливают взвешиванием на аналитических весах.
Ход анализа. В чистый широкий бюкс помещают 5—10 г
предварительно промытого воздушно-сухого кварцевого песка и
оплавленную с двух сторон стеклянную палочку. Песок в бюкс до-
бавляют для того, чтобы при смешивании его с водянистым расти-
тельным материалом обеспечить рыхлость, исключить образова-
ние корки и таким образом ускорить процесс высушивания. Стек-
лянная палочка должна быть такой длины, чтобы она позволяла
плотно закрывать крышку бюкса, и удобной для перемешивания
содержимого бюкса. При открытой крышке бюкс вместе с содер-
жимым помещают в термостат и сушат при температуре 105 °C до
постоянной массы (30—40 мин). Затем крышку бюкса закрывают,
бюкс охлаждают в эксикаторе и взвешивают сначала на техничес-
ких, а затем на аналитических весах с точностью до 0,0001 г.
Одновременно готовят аналитические пробы растительного
материала. Плоды, ягоды, перцы, огурцы, помидоры, кочаны ка-
пусты и другие сочные овощи, отмытые и просушенные на возду-
хе корнеплоды и клубни картофеля разрезают вдоль осевой линии
на две или более частей. Разрезать овощи и плоды необходимо
так, чтобы отобранные для анализа сегменты пропорционально
отражали все части анализируемого органа растений или плода.
Отобранные образцы плодов (без семян и косточек), овощей,
клубней, кочанов измельчают любым способом — в гомогенизато-
ре, на терках, ножом, ножницами и равномерно распределяют по
площади неглубоких стеклянных кристаллизаторов, фарфоровых
или пластмассовых лотков, на листах пластмассы или оргстекла.
Затем шпателем небольшими порциями отбирают из разных мест
измельченный растительный материал массой 5—10 г в бюксы, за-
полняя около 2/з ег0 объема, тщательно перемешивают с песком
стеклянной палочкой и взвешивают при закрытой крышке на ана-
литических весах.
При открытой крышке бюкс помещают в термостат и сушат не
менее 5—6 ч при температуре 105 °C. В процессе высушивания со-
держимое бюкса неоднократно перемешивают стеклянной палоч-
кой, разрушая таким образом корку, препятствующую испарению
воды. После высушивания крышки бюксов закрывают, бюксы по-
мещают в эксикатор и после охлаждения взвешивают предвари-
140
тельно на технических, а затем на аналитических весах. После пер-
вого взвешивания содержимое бюкса досушивают, крышку ставят
на бюкс ребром и вновь сушат в течение 1 ч при температуре 105 °C
и после охлаждения взвешивают. Если разница массы бюкса меж-
ду последними двумя взвешиваниями превышает 0,0003 г, высу-
шивание продолжают до установления постоянной массы.
Следует иметь в виду, что при высушивании растительного ма-
териала, содержащего большое количество моно- и дисахаридов
(томаты, корнеплоды, груши, виноград и др.), уже при температу-
ре 105 °C могут происходить карамелизация и обугливание углево-
дов. Масса навески может изменяться за счет не только испарения
воды, но и сгорания углеводов. В связи с этим необходимо строго
контролировать температуру в сушильном шкафу, не допуская
превышения 105 °C.
При отсутствии в лаборатории бюксов с пришлифованными
крышками вместо них в качестве тары можно использовать чашки
Петри. При этом исключается необходимость использовать песок
и появляется возможность увеличить массу пробы. Растительный
материал измельчают ножом на разделочной доске на кубики при-
мерно 3—5 мм и этой растительной массой заполняют чашку Пет-
ри практически до верха. В дальнейшем все операции такие же,
как и при работе с бюксами.
Результаты анализа записывают в табл ицу 5 по приведенной форме.
5. Результаты анализа
№
образца
№
бюкса
Масса бюк-
са с песком
и стеклян-
ной палоч-
кой, а, (г)
Масса
бюкса с
сырой
навеской,
б, (г)
Масса
сырого
вещества,
в = б — а,
(г)
Масса бюк-
са с пробой
после суш-
ки, г, (г)
Масса
сухого
вещества,
д = г - о,
(г)
Содержа-
ние сухого
вещества,
е,(%)
Вычисление результатов анализа. Содержание сухого вещества
(%) в свежем растительном материале рассчитывают по формуле
е = (г—. ЮО, или е = д • 100/в,
(б-а)
где а — масса бюкса с песком и палочкой (тара), г; б—масса тары с исходной на-
веской растительного материала, г; г — масса тары с высушенным до постоянной
массы растительным материалом, г; д — масса сухого вещества, г; в — масса сыро-
го вещества, г.
Содержание влаги (%) рассчитывают по формуле
у = 100 — е.
141
Оборудование и материалы. Образцы растительного материала.
Термостат с терморегулятором. Эксикатор. Стеклянные бюксы с
притертыми крышками (или чашки Петри). Промытый кварце-
вый песок. Стеклянные палочки. Технические и аналитические
весы. Разделочные доски. Ножи (хорошо заточенные). Шпатели
для загрузки измельченного материала в бюксы.
2.3.	СПОСОБЫ И МЕТОДЫ ОЗОЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ
Для количественного определения входящих в состав растения
элементов минерального питания необходимо осуществить мине-
рализацию (озоление) аналитической пробы данного раститель-
ного материала.
Известны два способа озоления растительных проб: сухое и
мокрое. Сухое озоление осуществляют в муфельной печи, при этом
после полного сжигания растительного материала остается зола,
состоящая главным образом из оксидов и солей зольных элемен-
тов. Азот при сухом озолении полностью теряется.
Мокрое озоление осуществляют в термостойких колбах Кьельда-
ля в серной кислоте или смеси кислот (серной, азотной, хлорной)
с использованием катализаторов.
2.3.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЫРОЙ ЗОЛЫ В РАСТЕНИЯХ МЕТОДОМ
СУХОГО ОЗОЛЕНИЯ
Значение анализа. После сжигания растительного материала ос-
тается сырая зола. Сырой золу называют потому, что наряду с
зольными элементами растений она содержит примеси — обуг-
лившиеся частицы растений, остатки пыли, песка, глины. В сухом
веществе большей части сельскохозяйственных культур золы 3—
8 %. Содержание золы в растениях значительно колеблется в зави-
симости от их биологических особенностей, фазы развития, усло-
вий выращивания и органа растения. Например, в листьях, стеб-
лях и корнях золы всегда больше, чем в семенах. Высоким содер-
жанием золы отличаются листья овощных культур — 10—15 % на
сухую массу. Зола состоит главным образом из солей и оксидов
элементов минерального питания растений, так называемых золь-
ных элементов. Содержание отдельных элементов в золе растений
и их органах неодинаково и является видовой характеристикой
культур, оно зависит от возраста и условий выращивания.
Определение содержания золы и ее состава необходимо для хи-
мической характеристики урожая сельскохозяйственных культур
и изучения динамики накопления отдельных зольных элементов в
142
онтогенезе растений. Первостепенное значение определения ко-
личества золы заключается в установлении выноса зольных эле-
ментов урожаем сельскохозяйственных культур в конкретных по-
чвенно-климатических условиях в зависимости от применения
удобрений, что необходимо при расчете доз последних.
Сухое озоление растений служит подготовительным этапом для
дальнейшего определения в них содержания макро- и микроэле-
ментов химическими или инструментальными методами анализа.
В связи с этим метод сухого озоления часто используют как метод
концентрации макро- и микроэлементов — озоления больших на-
весок растительного материала с последующим растворением
золы в небольшом объеме раствора кислоты.
Принцип метода. Определение содержания сырой золы основа-
но на сжигании растительной пробы в муфельной печи и последу-
ющем количественном учете остатка. Органические соединения
растений сгорают с образованием летучих соединений — оксидов
углерода, водорода, азота. Все остальные элементы минерального
питания остаются в золе в виде оксидов и солей.
При озолении растительного вещества необходимо строго вы-
держивать температуру в муфельной печи. Озоление растений
проводят обычно при температуре 450—550 °C. При более высокой
температуре могут происходить потери фосфора, серы, калия и
некоторых микроэлементов. Особенно важно соблюдать темпера-
турный режим в начале озоления, когда в пробе много углерода
(восстановителя). При отсутствии в лаборатории муфельных печей
с электронной терморегуляцией о температуре в муфеле можно су-
дить по цвету каления: темно-красный — 525—550 °C, красный —
550—600, вишневый — 800—900, темно-оранжевый — 1100 °C.
Ход анализа. Чистые сухие фарфоровые тигли предварительно
нумеруют (пользуясь тонкозаточенной спичкой или тонкой кис-
точкой) 0,5%-ным раствором хлорида железа и прокаливают в му-
фельной печи в течение 1—2 ч при температуре 450—500 °C. После
охлаждения тиглей в эксикаторе их взвешивают на аналитических
весах. Тигли заполняют измельченным растительным материалом
примерно на 2/з объема и взвешивают сначала на технических, а
затем, с точностью до четвертого знака, на аналитических весах.
Масса образца должна составлять 1—2 г воздушно-сухого и 4—8 г
свежего растительного материала. Навеску в тигли укладывают
рыхло для свободного доступа воздуха. Параллельно определяют
влагу в растительном материале. Для этого аликвоту образца взве-
шивают в тарированном бюксе и высушивают.
Предварительное озоление осуществляют на газовых горелках в
вытяжных шкафах или нишах для мокрого озоления, располагая
гигли в гнездах устройства для озоления. Однако часто сухое озо-
ление проводят непосредственно в муфельной печи.
143
Тигли с растительным материалом ставят в холодную муфель-
ную печь. При закрытой дверце включают электрический ток и
регулятором доводят температуру до 220—250 °C. При этой темпе-
ратуре предварительное озоление происходит за 1—1,5 ч. Затем
постепенно температуру повышают до 525—550 °C (темно-красное
каление) и продолжают озоление в течение 3—4 ч. После этого
тигли охлаждают в эксикаторе, взвешивают на технических и ана-
литических весах и ставят на повторное прокаливание (доозоле-
ние). Повторное прокаливание в течение 30 мин и взвешивание
после охлаждения в эксикаторе проводят до установления посто-
янной массы золы.
Цвет золы, как правило, светло-серый, не сожженная до конца
зола — темно-серая. Если присутствует значительное количество
железа или марганца, зола приобретает соответственно красно-бу-
рый или зеленоватый цвет.
Вычисление результатов анализа. Содержание золы (%) вычис-
ляют по формуле, приведенной на стр. 141.
При вычислении содержания золы на абсолютно сухую массу
растительного вещества в формулу необходимо вводить коэффи-
циент 100: (100 — у), где у—содержание гигроскопической влаги
в анализируемом материале, %:
3-100100
в-(ЮО-у)’
Результаты озоления растений записывают в таблицу 6 по при-
веденной форме.
6.	Результаты, полученные при озолении растений
№
образца
№
тигля
Масса
тигля, а,
(г)
Масса
тигля с
растения-
ми, б, (г)
Масса
растений,
в = б — а,
(г)
Масса
тигля с
золой, г,
(г)
Масса
золы,
д = г — а,
(Г)
Содержа-
ние золы,
е,(%)
В полученной золе определяют зольные элементы, для чего ее
растворяют и переносят в мерную посуду.
Золу в тигле смачивают несколькими каплями дистиллиро-
ванной воды и затем добавляют 3—5 см3 25%-ного раствора соля-
ной кислоты. Стеклянной палочкой тщательно перемешивают со-
держимое тигля, добиваясь полного растворения золы. Получен-
ный раствор фильтруют через беззольный фильтр в мерную колбу
вместимостью 100 см3. Затем небольшими порциями дистиллиро-
ванной воды (по 3—5 см3) тигель 3—4 раза ополаскивают и при
144
помощи стеклянной палочки раствор сливают через фильтр в ту
же мерную колбу к общему раствору. После этого фильтр еще 2—3
раза промывают небольшими объемами дистиллированной воды
из промывалки. Затем раствор в колбе (№ 1) доводят водой до
метки и перемешивают. Раствор золы используют для определе-
ния фосфора, кальция, магния и других зольных элементов мине-
рального питания растений.
Следует отметить, что метод сухого озоления часто используют
для концентрирования (в золе) микроэлементов и тяжелых метал-
лов при определении содержания их в растениях, исходя из воз-
можности озолять сухим способом навески растительного веще-
ства 1—10 г и более.
Материалы и оборудование. Образцы растительного материала.
Весы технические и аналитические. Тигли. Муфельная печь. Эк-
сикатор. Мерные колбы на 100 см3. Стеклянные палочки. Ворон-
ки. Фильтры беззольные. Концентрированный раствор хлорида
железа (FeCl3). 25%-ный раствор соляной кислоты, для его приго-
товления отмеряют 635 см3 концентрированной НС1 (пл. 1,19),
переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят дистил-
лированной водой объем до метки.
2.3.2.	МЕТОДЫ МОКРОГО ОЗОЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ
ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ СОДЕРЖАНИЯ И ВЫНОСА УРОЖАЯМИ
АЗОТА И ЗОЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
При определении в сельскохозяйственных растениях азота и
зольных элементов применяют мокрое озоление. Определение
содержания и накопления азота и зольных элементов питания на
отдельных этапах онтогенеза позволяет судить о нуждаемости в
них сельскохозяйственных культур, а также дает возможность
выяснить физиологическую роль и значение каждого элемента в
обмене веществ у вегетирующих растений. Важна также количе-
ственная оценка выноса элементов минерального питания уро-
жаями сельскохозяйственных культур в конкретных почвенно-
климатических зонах и условиях возделывания. Знание хозяй-
ственного выноса элементов питания необходимо для изучения
потребности и баланса элементов минерального питания в зем-
леделии и расчета доз удобрений на плановый урожай как от-
дельных культур, так и в системе применения удобрений в сево-
оборотах. На основе определения содержания и размера потреб-
ления азота, фосфора и калия по фазам вегетации устанавливают
необходимость внесения этих элементов в виде подкормок. Мок-
рое озоление растительных образцов, отобранных в процессе ве-
гетации с последующим анализом золы, — составная часть мето-
10	8539
145
да диагностики обеспеченности растений элементами питания и
прогнозирования урожая.
При определении хозяйственного выноса элементов минераль-
ного питания единицей урожая (например, 1 т) и урожаем с еди-
ницы посевной площади проводят озоление аналитической пробы
товарной (основной) и побочной (нетоварной) части урожая и в
растворе золы определяют азот, фосфор, калий и другие макро- и
микроэлементы.
Для установления биологического выноса урожаями сельскохо-
зяйственных растений кроме товарной и нетоварной частей расте-
ний озоляют также пробы корневой системы.
Существует несколько модификаций метода мокрого озоления,
отличающихся друг от друга составом озоляющей среды. Главным
компонентом этой среды является концентрированная серная
кислота. Для ускорения озоления растительного материала в сер-
ную кислоту добавляют окислители: пероксид (перекись) водоро-
да, хлорную кислоту и катализаторы: селен, ртуть, сульфат калия,
сульфат меди и др.
При правильно подобранной модификации мокрого озоления
потери азота и зольных элементов изучаемого растительного мате-
риала исключаются.
2.3.2.1.	Метод мокрого озоления по И. Г. Кьельдалю
Принцип метода. Метод мокрого озоления, предложенный в
1883 г. И. Г. Кьельдалем, основан на окислении аналитической
пробы в кипящей серной кислоте в присутствии катализаторов,
ускоряющих процесс окисления органического вещества. При
мокром озолении потери азота, фосфора и других зольных эле-
ментов исключаются, в этом и состоит главное его преимуще-
ство по сравнению с методом сухого озоления, где азот теряется
полностью, а при неправильном температурном режиме сухого
озоления возможны потери и некоторых других элементов пи-
тания.
При определении азота, фосфора и калия в одной навеске в ка-
честве катализатора используют селен, сульфат натрия и сульфат
меди в соотношении 2: 100: 10 (массовые части). При определе-
нии только азота используют катализатор селен или смесь селена,
сульфата меди и сульфата калия в указанных выше соотношениях.
Сжигание растительного образца в серной кислоте носит слож-
ный характер и схематично этот процесс можно представить сле-
дующим образом. Концентрированная серная кислота обладает
способностью отнимать воду от многих органических соединений,
которые при этом чернеют (обугливаются). Углеводы, теряя воду,
146
выделяют углерод:
С6Н12О6, или 6(С • Н20) = 6С + 6Н2О.
Белки под влиянием кислоты подвергаются гидролизу, распа-
даясь на аминокислоты. Серная кислота при температуре кипения
338 °C в присутствии органических веществ распадается на диок-
сид серы (сернистый ангидрид), воду и кислород:
2H2SO4 = 2SO2 + 2Н2О + О2.
Кислород, обладающий наиболее высокой окислительной спо-
собностью, в состоянии выделения (атомарном) при высокой тем-
пературе окисляет углерод органического вещества до диоксида
углерода, а водород — до воды:
С + О2=СО2; 2Н2+О2=2Н2О.
Безазотистые органические вещества (углеводы, жиры) разру-
шаются серной кислотой с образованием диоксида углерода и
воды:
С6Н12О6+ 12H2SO4= 6СО2+ 18Н2О + 12SO2.
При распаде белка восстановленная сера окисляется:
S + 2H2SO4= 3SO2 + 2Н2О.
Аминокислоты окисляются до диоксида углерода с выделением
аммиака:
R • СН • NH2  СООН + О2 = RCOOH + NH3 + СО2.
Далее органическая кислота окисляется до СО2 и Н2О.
Образующиеся в процессе минерализации органических ве-
ществ диоксид углерода, сернистый ангидрид и вода улетучивают-
ся, а аммиак связывается серной кислотой:
NH3 + H2SO4 = NH4HSO4, или 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4.
При мокром озолении растительного материала применяют
различные катализаторы — селен, металлическую ртуть, сульфат
меди, натрия и калия, пероксид водорода, хлорную кислоту и ее
соли и др., роль которых сводится к повышению температуры ки-
пения серной кислоты (при добавлении K2SO4, Na2SO4) и ускоре-
нию сжигания (окисления) вещества (медь, селен, ртуть, Н2О2,
io-	147
НС1О4 и др.). Ртуть (наиболее активный катализатор) в настоящее
время из-за опасности для здоровья не используют. Вместо нее в
качестве основного катализатора применяют металлический се-
лен, который при кипячении его с концентрированной серной
кислотой образует сернистый ангидрид, воду и селенистую кис-
лоту:
2H2SO4 + Se = 2SO2 + H2SeO3 + H2O,
которая распадается на селенистый ангидрид (диоксид селена) и
воду:
H2SeO3 = SeO2 + Н2О.
Селенистый ангидрид, в свою очередь, распадается на селен и
атомарный кислород, принимающий участие в окислении органи-
ческих и неорганических восстановленных веществ (SeO2 = Se + 20),
а освободившийся металлический селен снова взаимодействует с
серной кислотой, и процесс повторяется. Установлено, что на
1 см3 серной кислоты, используемой для озоления, следует добав-
лять 5—8 мг тонкоизмельченного металлического селена.
Ход анализа. На аналитических весах в длинной пробирке (или
при помощи приспособления, показанного на рис. 37, а) взвешива-
ют 0,2—0,6 г (±0,0002 г) тонкоизмельченного растительного мате-
риала (муки зерна — 0,2—0,4 г, соломы — 0,4—0,6 г) и переносят в
колбу Кьельдаля. Одновременно (параллельно) определяют гигрос-
копическую влагу анализируемого материала. Растительный мате-
Рис. 37. Приспособление (а) для взятия и высыпания навески в колбах Кьельдаля
(б, в, г) (пояснения в тексте)
148
риал узким шпателем помещают в пробирку и при помощи крючка
из тонкой медной проволоки пробирку подвешивают к коромыслу
аналитических весов, устанавливают точную массу и записывают ее
в журнал (тетрадь). Затем, держа пробирку вертикально, на ниж-
нюю ее часть прочно одевают резиновый шланг-удлинитель и при
помощи резинового удлинителя вводят почти до дна пробирку с на-
веской в опрокинутую колбу Кьельдаля (рис. 37, б).
Перевернув колбу Кьельдаля дном вниз (рис. 37, в), осторожно
встряхивают пробирку и высыпают содержимое в колбу. Затем
пробирку вынимают из колбы (рис. 37, г), снимают с нее каучуко-
вый шланг и взвешивают пустую (но со следами растительного об-
разца) на аналитических весах. По разности между первым (с рас-
тительным образцом) и вторым (без образца) взвешиваниями на-
ходят точную массу растительного материала, помещенного в кол-
бу Кьельдаля. Результаты взвешивания записывают в журнал.
Пробирку очищают от следов предыдущей растительной пробы
сначала кисточкой или пером, а затем ее продувают воздухом при
помощи резиновой груши с длинным носиком (обычно его делают
из стеклянной или пластиковой трубки) и берут навеску следую-
щей растительной пробы. Затем в колбу приливают 8—12 см3 кон-
центрированной серной кислоты (пл. 1,84). Содержимое тщатель-
но и осторожно перемешивают и ставят колбу в штатив на 10—15 ч
(на ночь) для медленного обугливания растительного материала
(без нагрева). После предварительного озоления в колбу Кьельда-
ля добавляют на кончике скальпеля (40—60 мг) катализатор селен
или 1—1,5 г комбинированного катализатора (смесь селена, суль-
фата меди и сульфата натрия или калия в соотношении, приведен-
ном ранее), осторожно перемешивают и устанавливают в нагрева-
тельный аппарат в вытяжном шкафу.
При массовых анализах навески растительных проб в колбах
Кьельдаля удобно заливать заранее приготовленной смесью сер-
ной кислоты с растворенным в ней при нагревании селеном из
расчета 5—7 г металлического селена в 1 дм3 концентрированной
H2SO4 (пл. 1,84).
Озоление растительного материала проводят на слабом огне га-
зовой горелки (или электронагревателе), добиваясь спокойного
медленного кипения. Бурное кипение недопустимо в связи с воз-
можным выбросом содержимого колбы или «размазыванием» об-
разца по всему объему колбы Кьельдаля, что приводит к потерям
азота и других элементов.
Спокойное кипячение поддерживают до полного обесцвечива-
ния раствора в колбе. В процессе озоления растительного матери-
ала цвет жидкости изменяется от черного или темно-бурого до
светло-желтого и, наконец, бесцветного. Процесс озоления в
зависимости от состава растений и катализатора продолжается
149
2—10 ч. После завершения озоления и охлаждения колбы Кьель-
даля в нее осторожно (иначе может быть выброс горячего раство-
ра) приливают около 10—15 см3 дистиллированной воды (для по-
гашения энергии гидратации кислоты) и перемешивают, содержи-
мое колбы при этом сильно разогревается. После охлаждения под
струей воды раствор из колбы Кьельдаля переносят при 3-4-крат-
ном споласкивании колбы небольшими (по 10—15 см3) порциями
дистиллированной воды в мерную колбу на 100 см3. После охлаж-
дения мерной колбы и доведения объема до метки дистиллиро-
ванной водой мерную колбу закрывают пробкой и раствор тща-
тельно перемешивают. В полученном растворе определяют азот и
зольные элементы соответствующими методами.
Оборудование и посуда. Весы аналитические и технические.
Колбы Кьельдаля, снабженные стеклянными «каплями» для озо-
ления. Цилиндры мерные на 10—25 см3. Стаканы химические на
150—200 см3. Пробирки с коническим дном и отрезки резинового
шланга (15—20 см) к ним. Наждачная бумага. Карандаши простые
(графитовые). Клей силикатный. Бумажные полоски. Лаборатор-
ные щипцы. Ниша с газовыми горелками. Колбы мерные на
100 см3. Воронки. Стеклянные палочки. Пробки резиновые. Про-
мывалки.
Реактивы. Концентрированная серная кислота (пл. 1,84, х. ч.).
Смешанный катализатор. Сульфат натрия или калия. Сульфат
меди. Селен металлический.
Для приготовления комбинированного катализатора в ступке
сначала растирают 2 части металлического селена, затем к нему
добавляют 10 частей сульфата меди и растирают, а затем 100 час-
тей сульфата натрия и снова растирают. На каждое озоление при-
бавляют 1—2 г приготовленной смеси. Данный катализатор при-
меняют при определении в растворе золы азота, фосфора, калия и
других макро- и микроэлементов, за исключением меди. Если в
минирализате определяют калий, то вместо сульфата калия ис-
пользуют сульфат натрия в таком же количестве.
Для приготовления серной кислоты с растворенным в ней ка-
тализатором (селеном) берут 5—7 г растертого в ступке металли-
ческого селена и растворяют при слабом нагревании в 1 дм3 кон-
центрированной серной кислоты (пл. 1,84).
2.3.2.2.	Мокрое озоление растительного материала
в серной кислоте с пероксидом водорода
Принцип метода. Растительное вещество озоляют при темпера-
туре 338 °C в серной кислоте с пероксидом водорода (Н2О2) в при-
сутствии селена в качестве катализатора. Пероксид водорода явля-
150
ется хорошим окислителем — источником атомарного кислорода,
что значительно ускоряет озоление растений. Химические про-
цессы, происходящие при озолении, аналогичны описанным в
предыдущем разделе (см. п. 2.3.2.1).
Ход анализа. На аналитических весах берут навеску 0,2—0,6 г
(±0,0002 г) воздушно-сухого тонкоизмельченного растительного
материала (0,2—0,4 г муки зерна, 0,4—0,6 г соломы) и при помощи
пробирки помещают на дно колбы Кьельдаля (см. рис. 37). В колбу
приливают 8—12 см3 концентрированной серной кислоты и на кон-
чике скальпеля (50—60 мг) тонкоизмельченного металлического
селена или 1 г комбинированного катализатора, содержащего се-
лен. Осторожно перемешивают содержимое колбы, следя за тем,
чтобы образец находился на дне, и оставляют для взаимодействия
до следующего дня. После этого в колбу Кьельдаля с озоляющимся
растительным образцом добавляют 0,5—1 м3 пероксида водорода,
устанавливают в нишу под тягой и кипятят на слабом огне горелки
до обесцвечивания, являющегося признаком полного озоления.
Для ускорения озоления растительного материала (обес-
цвечивания) в колбу периодически добавляют 3—4 капли перокси-
да водорода. Продолжительность озоления 2—5 ч. Его заканчивают,
когда раствор в колбе станет прозрачным, исчезнет желто-зеленый
оттенок и над кипящим раствором золы появятся белые пары (дым-
ка) оксида серы. Появление белых паров как признака полного раз-
ложения пероксида водорода обязательно. Неразложившийся пе-
роксид водорода мешает при определении фосфора, поэтому много
добавлять его не следует. Параллельно проводят контрольное (хо-
лостое) озоление реактивов (без растительного материала), для это-
го в колбу приливают столько же (8—12 см3) серной кислоты (пл.
1,84), добавляют 0,5—1 см3 пероксида водорода (в дальнейшем его
добавляют столько же, сколько и в колбы с растительным веще-
ством), вносят селен и озоляют так же, как и испытуемое вещество.
Результаты определения азота, фосфора, калия и других элементов
в контрольной пробе вычитают из содержания элементов питания в
анализируемом растительном веществе. Таким образом исключа-
ются искажения содержания элементов питания в растениях из-за
возможного загрязнения реактивов, используемых при озолении.
11осле завершения озоления колбу Кьельдаля с образцом охлажда-
ют, приливают произвольно 10—15 см3 дистиллированной воды
(для погашения энергии гидратации серной кислоты), перемеши-
вают и после охлаждения ее под струей холодной воды содержимое
колбы Кьельдаля количественно переносят через воронку в мерную
колбу на 100 см3.
Ополаскивание колбы Кьельдаля проводят небольшими пор-
циями дистиллированной воды (с единовременным смыванием
остатков серной кислоты с горла колбы) не менее 4—5 раз. Затем
151
содержимое мерной колбы охлаждают, доводят дистиллированной
водой до метки, закрывают резиновой пробкой, перемешивают и,
если произошло существенное разогревание раствора, его охлаж-
дают, доводят водой до метки, перемешивают и приступают к оп-
ределению необходимых макро- и микроэлементов соответствую-
щими методами.
Материалы и оборудование. См. озоление по Кьельдалю (стр. 150).
Реактивы. Серная кислота пл. 1,84 х.ч. Пероксид водорода,
30%-ный, х.ч. Смешанный катализатор: в фарфоровой ступке рас-
тирают 2 г селена, затем добавляют 10 г сульфата меди и снова ра-
стирают, после этого вносят в ступку 100 г сульфата натрия и рас-
тирают.
2.3.2.3.	Мокрое озоление растений по методу К. Е. Гинзбург
Принцип метода. В основе метода лежат реакции гидролиза и
окисления органических веществ растений смесью серной и хлор-
ной кислот в соотношении 10:1 при кипячении. Основным
окислителем является хлорная кислота (НСЮ4). Безазотистые
органические вещества окисляются до воды и диоксида углерода,
а зольные элементы образуют сульфаты и перхлораты. Азотсодер-
жащие органические соединения гидролизуются и в итоге также
окисляются до воды и диоксида углерода, высвобождая азот в виде
аммиака, который немедленно связывается серной кислотой. Та-
ким образом, в растворе находятся зольные элементы и азот в
форме сульфата аммония и аммонийной соли хлорной кислоты.
Азот определяют микрометодом Кьельдаля, фосфор — колори-
метрически, калий — на пламенном фотометре.
Следует отметить, что в исследованиях по изучению азотного
обмена растений метод мокрого озоления с хлорной кислотой не
получил широкого применения из-за возможных неконтролируе-
мых потерь азота в виде оксидов (N2O, NO и NO2). При добавле-
нии избытка хлорной кислоты в процессе озоления происходят
значительные (до 30 % и более) потери азота, поэтому при выпол-
нении точных арбитражных анализов следует использовать метод
Кьельдаля.
Ход анализа. При помощи конической пробирки (см. рис. 37)
на аналитических весах берут навеску тонкоизмельченного расти-
тельного материала (зерна — 0,2—0,3 г, соломы — 0,3—0,5 г) с точ-
ностью ±0,0002 г и помещают в колбу Кьельдаля. Результаты взве-
шивания записывают в журнал. По разности между первым взве-
шиванием пробирки с растительным материалом и вторым взве-
шиванием пустой пробирки (после переноса пробы в колбу)
находят точную массу навески анализируемого вещества.
152
Навески в колбах Кьельдаля заливают смесью серной и хлор-
ной кислот в объеме 6—8 см3 (соотношение 10 : 1) и тщательно пе-
ремешивают путем осторожного встряхивания и кругового враще-
ния содержимого колбы. Затем колбы оставляют (без нагрева) в
штативах для обугливания растительного материала на ночь (ми-
нимальная продолжительность обугливания 1—1,5 ч). После этого
колбы устанавливают в приспособление для озоления и нагревают
на слабом огне до образования однородной коричнево-бурой ка-
шицы.
Температуру озоления повышают до слабого кипения раствора
и продолжают озоление до полного обесцвечивания, которое на-
ступает через 30—40 мин. Если раствор в колбе остается коричне-
вым или желтым, то добавляют 2—3 капли хлорной кислоты и
продолжают нагревание. Нельзя создавать большой избыток хлор-
ной кислоты в колбе, так как в этом случае происходит потеря
азота. Параллельно проводят контрольное определение анализи-
руемых элементов в исходных реактивах без растительной пробы,
соблюдая те же условия озоления.
После окончания озоления колбу Кьельдаля охлаждают, добав-
ляют 10—15 см3 дистиллированной воды и после перемешивания
содержимого снова охлаждают (можно под струей холодной
воды). Охлажденный раствор из колбы Кьельдаля при помощи
воронки и стеклянной палочки количественно переносят в мер-
ную колбу объемом 100 см3 (колба № 1). Колбу Кьельдаля 3—4
раза споласкивают из промывалки небольшими (по 8—10 см3)
порциями дистиллированной воды, сливая промывные воды че-
рез воронку в ту же мерную колбу. Вслед за охлаждением объем в
мерной колбе доводят дистиллированной водой до метки и после
тщательного перемешивания приступают к анализу озоленного
образца.
Материалы и оборудование. См. озоление по Кьельдалю (стр. 150).
Реактивы. Смесь серной и хлорной кислоты 10:1 по объему
готовят перед использованием из расчета: на 100 см3 концентри-
рованной H2SO4(rm. 1,84) приливают 10 см3 концентрированной
НС1О4.
Комбинированный катализатор см. п. 2.3.2.1.
2.3.2.4.	Метод мокрого озоления по Г. Иодельбауэру
Значение анализа. В урожае корнеплодов, картофеля, многих
овощных культур и вегетирующих зеленых растениях может со-
держаться значительное количество нитратного азота. В процессе
озоления растений часть азота теряется в виде газообразных окси-
дов. Поэтому при определении содержания общего (органическо-
153
I
го и минерального) азота в растениях и выражении результатов
анализа на сырой белок (сырой протеин) необходимо в процессе
озоления растительного материала восстановить нитраты до ам-
мония, который затем связывается серной кислотой в форме
сульфата аммония и тем самым исключаются потери азота нит-
ратов.
Принцип метода. Азот органических веществ растений при озо-
лении в серной кислоте в присутствии катализаторов количе-
ственно превращается в аммиак, который, реагируя с серной кис-
лотой, образует сульфат аммония:
R-NH2COOH + 3H2SO4 = СО2 + NH3 + 4Н2О + 3SO2;
NH3 + H2SO4 = NH4HSO4 или 2NH3 + H2SO4= (NH4)2SO4.
Для превращения нитратов в аммиак озоление ведут в присут-
ствии фенолсерной кислоты. В сильнокислой среде нитраты
(азотная кислота), реагируя с фенолсерной кислотой, связываются
с образованием нитрофенола:
C6H4(OH)SO3H + HNO3 = C6H4(OH)NO2 + H2SO4,
т. e. нитратный азот переходит в органическую форму. Затем нит-
рофенол восстанавливается до аминофенола атомарным водоро-
дом, выделяющимся при добавлении металлического цинка:
H2SO4 + Zn = ZnSO4 +Н2;
C6H4(OH)NO2 + ЗН2 = C6H4(OH)NH2 + 2Н2О.
При дальнейшем сжигании аминогруппа полностью перехо-
дит в аммиак и связывается в сульфат аммония. Из щелочного
раствора в борную кислоту отгоняют аммиак, который затем свя-
зывают путем титрования 0,01 или 0,02 н. серной кислотой. По
количеству серной кислоты, пошедшей на титрование бората ам-
мония в приемнике, определяют содержание азота в раститель-
ном образце.
Ход анализа. Из аналитической пробы растения при помощи
пробирки (см. рис. 37) берут 0,2—0,5 г (±0,0002 г) сухого расти-
тельного материала (навеску сырого материала берут 1—2 г на
кальке) и переносят в колбу Кьельдаля для озоления. Массу рас-
тительного материала, взятого для озоления, устанавливают при
повторном взвешивании пробирки после того, как навеска будет
высыпана в колбу Кьельдаля. Затем в колбу Кьельдаля приливают
154
10—15 см3 фенолсерной кислоты и содержимое колбы осторожно
перемешивают. Вслед за этим в колбу добавляют около 2 г цинко-
вой пыли и после перемешивания — 40—60 мг катализатора се-
лена или 0,5—0,8 г комбинированного катализатора, содержа-
щего селен. В течение I—2 ч содержимое колбы выдерживают
без нагрева, после чего колбу помещают в нишу для сжигания и
содержимое кипятят на слабом огне до полного обесцвечива-
ния. Затем колбу охлаждают, осторожно приливают 10—15 см3
дистиллированной воды и после охлаждения колбы Кьельдаля
под струей холодной воды содержимое количественно перено-
сят в мерную колбу вместимостью 100 см3, как описано в пре-
дыдущем разделе.
В растворе золы (минерализате) определяют содержание обще-
го азота, фосфора, калия и другие макро- и микроэлементы за ис-
ключением цинка, меди и элементов, входящих в состав комбини-
рованного катализатора.
Материалы и оборудование. См. метод Кьельдаля (стр. 150).
Реактивы. Фенолсерная кислота: 40 г чистого фенола (С6Н5ОН)
растворяют в 500 см3 концентрированной серной кислоты
(пл. 1,84) и раствор выдерживают на водяной бане при температу-
ре 80 °C в течение 4 ч. По истечении времени объем раствора дово-
дят той же кислотой до 1 дм3. Цинковая пыль. Комбинированный
катализатор, содержащий селен (см. п. 2.3.2.1).
2.4.	МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ АЗОТА
В РАСТЕНИЯХ
Основное количество поглощенного растениями азота аккуму-
лируется в составе сложных органических веществ — белках, нук-
леиновых кислотах, ферментах, хлорофилле, фосфатидах, алкало-
идах, витаминах, пептидах, свободных аминокислотах и их ами-
дов. Кроме того, как в вегетирующих растениях, так и в созревшем
урожае имеется некоторое количество неорганического азота в
форме нитратов и аммония. Высокое содержание азота в репро-
дуктивных органах (семенах, где он представлен в форме запасных
белков); в соломе, ботве, корнях, корне- и клубнеплодах содержа-
ние его значительно (в 5—10 раз) ниже. В вегетирующих растени-
ях содержится значительное количество (10—40 %) небелковых
форм азота, которые представлены пептидами, свободными ами-
нокислотами, нитратами и солями аммония. Знание динамики
превращения различных форм азота в течение вегетации сельско-
хозяйственных растений и размера поглощения азота по фазам ве-
гетации и выноса его конечным урожаем имеет важное научное и
практическое значение.
155
2.4.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО АЗОТА И СЫРОГО ПРОТЕИНА
В РАСТИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛЕ
В практике сельскохозяйственного производства и научных ис-
следованиях при оценке качества урожая зерновых и кормовых
культур содержание белка определяют по количеству общего азо-
та. Содержание общего азота выражают в процентах и используют
для характеристики качества сельскохозяйственных культур и оп-
ределения выноса азота товарной и нетоварной частями урожая с
единицы посевной площади. При расчете содержания белка (про-
теина) в растениях по количеству общего азота пользуются терми-
ном «сырой протеин». Понятие «сырой протеин» включает в себя
общее содержание белкового и небелкового азота в растениях или
их органах. Содержание сырого протеина («сырой белок») находят
путем умножения на коэффициент перевода азота в белок. Обыч-
но используют коэффициент 6,25 исходя из того, что содержание
азота в белке составляет в среднем 16 % (100 : 16 = 6,25). Однако
для каждой группы сельскохозяйственных культур существуют
свои коэффициенты перевода общего азота в белок.
Суммарный азот растений подразделяют на белковый и небел-
ковый, таким образом, в состав сырого протеина входят белки и
небелковые формы азота: пептиды, аминокислоты, амиды, орга-
нические азотсодержащие гетероциклические соединения, неор-
ганические и органические соли аммония, нитраты. Небелковые
формы азота, за исключением солей аммония и нитратов, входя-
щие в состав сырого протеина, являются усвояемыми формами
азота для животных и человека и не снижают питательной ценно-
сти грубых и сочных кормов, а также многих пищевых сельскохо-
зяйственных культур (картофеля, овощных, кукурузы, гороха и
др.). В связи с этим при оценке пищевой ценности грубых и соч-
ных кормов нет необходимости выделять белок и отдельно опре-
делять его содержание.
Для оценки кормовой ценности сена, силоса, ботвы, клубней
картофеля, корнеплодов и некоторых фуражных культур достаточ-
но определить общее содержание азота и перевести его в сырой про-
теин. Дтя зерновых культур, таких, как озимая и яровая пшеница,
рожь и другие, определение сырого протеина вместо белка непри-
емлемо в связи с тем, что при неблагоприятных погодных условиях
или неправильном применении азотных удобрений может наблю-
даться низкое содержание белка в зерне при высоком содержании
общего азота вследствие слабой активности ферментов синтеза
белка. Качество зерна пшеницы, ржи и некоторых других злаковых
культур оценивают по содержанию белка или белкового азота —
чем выше содержание белка и меньше содержание небелковых
форм азота в зерне, тем выше качество зерна культуры.
156
Содержание сырого протеина в кормовых и продовольствен-
ных культурах зависит от условий минерального, прежде всего
азотного, питания, почвенно-климатической зоны, агротехники
возделывания и возраста сельскохозяйственных растений.
Принцип метода. Растительное вещество озоляют в серной кис-
лоте одним из вышеизложенных методов (см. озоление по Кьель-
далю или Гинзбургу). После озоления содержимое колбы Кьель-
даля переносят в мерную колбу № 1 вместимостью 100 см3 и после
охлаждения и доведения объема мерной колбы дистиллированной
водой до метки приступают к определению азота, который нахо-
дится в форме сульфата аммония.
Метод определения азота основан на разложении в щелочной
среде аммонийных солей до аммиака, дистилляции его парами
воды и улавливании аммиака в приемнике раствором борной кис-
лоты или титрованным раствором серной кислоты.
Процесс отгона аммиака можно разделить на несколько этапов.
Приливаемая с избытком в отгонную колбу щелочь разрушает
сульфат аммония с образованием сульфата натрия, воды и аммиа-
ка:
(NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2NH4OH;
2NH4OH = 2NH3 + 2H2O.
Аммиак переносится парами воды по трубке в холодильник, из
которого попадает в приемник с раствором ортоборной кислоты и
связывается ею с образованием боратов аммония:
NH3 + Н3ВО3 = NH4H2BO3 или 2NH3 + Н3ВО3 = (NH4)2HBO3.
В присутствии комбинированного индикатора Гроака раствор в
приемнике изменяет окраску от фиолетовой до зеленой.
Учет связанного борной кислотой аммиачного азота проводят
путем титрования 0,01 н. H2SO4 до изменения окраски титруемого
раствора до слабо-фиолетовой. При этом в приемнике происходит
следующая реакция:
2NH4H2BO3 + H2SO4= (NH4)2SO4 + 2Н3ВО3, или
2(NH4)3BO3 + 3H2SO4 = 3(NH4)2SO4 + 2H3BO3,
г. е. слабощелочная соль ортобората аммония под действием силь-
ной серной кислоты разрушается с образованием соли сульфата
аммония и ортоборной кислоты.
Азот определяют при помощи аппаратов, предназначенных для
установления макро- и микроколичеств азота в растворе золы. Эти
157
аппараты соответственно называют макро-Кьельдаль и микро-
Кьельдаль.
Сначала рассмотрим устройство и процесс отгона азота на мик-
ро-Кьельдале. Аппарат (рис. 38) состоит из парообразователя 1,
сосуда 2 для сброса отработанной смеси и промывных вод из дис-
тилляционного сосуда Кьельдаля, зажимов 7 и 8, дистилляцион-
ного сосуда Кьельдаля с двойными (колба в колбе) стенками 3,
воронки с краном 4, холодильника 5, приемника 6.
Ход анализа. В химический стакан или коническую колбу-при-
емник вместимостью 200—250 см3 приливают 10—15 см3 2%-ной
ортоборной кислоты и 3—5 капель комбинированного индикатора
Гроака; приемник устанавливают под холодильник 5. Кончик
трубки холодильника обязательно погружают на 3—5 мм в раствор
ортоборной кислоты, для чего под дно приемника устанавливают
регулирующееся по высоте кольцо штатива. Затем приступают к
заправке дистилляционной колбы аппарата Кьельдаля 3. Приоста-
навливают нагрев воды в парообразователе, зажимом 7 перекры-
вают поступление пара из парообразователя в дистилляционную
колбу. Мерной пипеткой отбирают из колбы № 1 10—20 см3 ис-
следуемого раствора и при открытом кране через воронку 4 зали-
вают в дистилляционную колбу аппарата Кьельдаля.
Воронку 4 обмывают из промывалки дистиллированной водой
(объемом 3—5 см3). Затем через воронку приливают 20—30 см3
40%-ного раствора щелочи NaOH или КОН и воронку ополаски-
вают из промывалки небольшими порциями дистиллированной
воды (общий объем 5—10 см3). Кран воронки закрывают и в нее
Рис. 38. Аппарат для отгона аммиака при определении азота микрометодом
Кьельдаля (пояснения в тексте)
158
заливают 5—10 см3 дистиллированной воды для предотвращения
склеивания остатками щелочи крана в шлифе воронки. Зажим 7
ставят в открытое положение, а зажим 8— в закрытое.
Под парообразователь подставляют газовые горелки и начина-
ют отгонку аммиака паром. Через 5—6 мин от начала кипения ре-
агирующей смеси в дистилляционной колбе и изменения цвета
ортоборной кислоты (с фиолетового на ярко-зеленый) приемную
колбу опускают так, чтобы кончик холодильника был на 2—3 см
выше раствора ортоборной кислоты, и продолжают дистилляцию
еще 2—3 мин. Затем кончик холодильника над приемником обмы-
вают небольшим количеством дистиллированной воды из промы-
валки и отставляют.
Газовые горелки убирают из-под парообразователя, перекрыва-
ют зажимом 7 шланг от парообразователя (зажим 8 также находит-
ся в закрытом состоянии). При этом под влиянием разрежения,
создаваемого в сосуде 2 при его охлаждении, происходит отток от-
работанного раствора из дистилляционной колбы Кьельдаля в со-
суд для сброса отработанной смеси 2.
Открыв кран воронки 4, заливают из промывалки в колбу 3
около 20—30 см3 дистиллированной воды. Кран воронки закрыва-
ют. Зажимом 8 открывают выход отработанному раствору в кана-
лизацию из сосуда 2. При оттоке отработанной смеси из сосуда
вследствие разрежения отсасывается вода из колбы. Сбросив в ка-
нализацию из сосуда 2 почти всю (около 90 %) отработанную жид-
кость, сбросной шланг сосуда перекрывают зажимом 8. Прибор
готов к следующему определению.
Содержимое приемника титруют 0,01 н. раствором серной кис-
лоты до перехода ярко-зеленой окраски раствора борной кислоты
в фиолетовую.
Вычисление результатов анализа. Содержание общего азота (%)
вычисляют по формуле
о7L-0,14 И-100
N = —-—-—--------,
гле а — объем 0,01 н. серной кислоты, пошедшей на титрование исследуемого ра-
створа, см3; 7^. —поправка на нормальность (к титру) серной кислоты; И—исход-
ный объем одоленного вещества (колбы № 1), см3; т — масса абсолютно сухого
растительного материала, взятого для озоления, мг; V\ — объем озоленного расти-
п-льного материала, взятого из колбы № 1 для отгона аммиака, см3; 0,14 — коли-
чество азота (в форме NH3), мг, которое связывается 1 см3 точно 0,01 н. серной
кислоты; 100 — коэффициент для перевода результатов в проценты.
Если для титрования используют 0,02 н. серную кислоту, то ко-
эффициент удваивают (0,28).
159
Результаты анализа записывают в таблицу 7 по приведенной
форме.
7. Результаты анализа
№ образца	Навеска растительного материала, мг	Объем раствора золы, И(колбы№ 1), см3	Объем раствора золы, взятого для отгона, Ир см3	Объем 0,01 н. H,SO4, пошедшей на титрование, см3	N, %
					
Для пересчета результатов анализа на абсолютно сухую массу
растения содержание азота в воздушно-сухом веществе умножают
на коэффициент 100: (100— у), где у —содержание гигроскопи-
ческой влаги в анализируемом веществе, %.
Содержание сырого белка (%) вычисляют путем умножения со-
держания общего азота (%) на коэффициент 6,25.
Сырой белок = N • 6,25.
Коэффициент 6,25 найден путем расчета исходя из среднего
содержания азота в белке, которое равно 16 %: 16 г азота отвечают
100 г белка:
Y 100
^= — .6,25,
Коэффициент 6,25 не является постоянным для всех сельско-
хозяйственных культур, его величина зависит от аминокислотного
состава белков, который определяет содержание азота в белке
конкретной группы растений (табл. 8).
8. Коэффициенты пересчета азота на белок
Семена	Содержание N в белке, %	Коэффициент пересчета
Гречиха, кукуруза, фасоль	16,7	6,0
Вика, бобы, горох, овес, пшеница, рожь, ячмень	17,6	5,7
Лен, земляной орех, хлопчатник, кунжут, подсол-	18,2	5,5
нечник, люпин
В агрохимических исследованиях часто используют стабиль-
ный изотоп 15N. При определении азота для масс-спектрометри-
ческого анализа обогащенные стабильным изотопом 15N расти-
тельные пробы озоляют, как указано ранее.
Отгоняют аммиак одним из методов Кьельдаля. Однако в при-
емник наливают 0,01 н. раствор серной кислоты, причем объем
кислоты всегда берут такой, чтобы ее хватало с избытком для по-
глощения выделяющегося аммиака при отгоне. Избыток несвя-
160
занной титрованной серной кислоты оттитровывают точно 0,01 н.
раствором NaOH. Содержание общего азота (%) вычисляют по
формуле
(flrK-f>ro)-O,14-K-lOO
mVx
где а—объем 0,01 н. H2SO4, взятой в приемник, см3; Тк — поправка к титру сер-
ной кислоты; b — объем 0,01 н. NaOH, израсходованной на титрование свободной
серной кислоты в приемнике, см3; То — поправка к титру этой щелочи; 0,14 — ко-
личество азота (мт), которое связывается (в форме NH3) 1см3 точно 0,01 н. H2SO4;
И— объем раствора золы (колбы № 1), см3; ш— навеска растительного материала,
взятого для озоления, мг; V\ — объем раствора золы, взятого для отгона азота из
колбы № 1, см3; 100 — коэффициент для перевода результатов в проценты.
Технологический процесс определения общего азота на мак-
роаппарате Кьельдаля несколько отличается от вышеизложен-
ного.
При определении азота макрометодом Кьельдаля анализ про-
водят в аппарате для макроопределения азота (рис. 39). Аппарат
состоит из нескольких (чаще всего 10) отгонных колб, соединен-
ных через каучуковые пробки и каплеуловители с холодильником,
приемника и газовых горелок.
Макроаппарат Кьельдаля позволяет проводить отгон азота од-
новременно в 10 озоленных пробах.
В раствор золы в колбе Кьельдаля осторожно приливают немно-
го дистиллированной воды, колбу охлаждают под краном с холод-
ной водой и раствор количественно переносят в плоскодонную
или коническую колбу вместимостью 600—800 см3. Колбу Кьель-
даля многократно споласкивают из промывалки небольшим ко-
личеством дистиллированной
воды, сливая ее каждый раз в
Рис. 39. Аппарат для отгона аммиака
для определения азота макрометодом
Кьельдаля:
/ — отгонная колба с раствором; 2— кап-
1суловитель; 3 — холодильник; 4 — прием-
ные колбы; 5 — металлическая рама;
6— газовые горелки
I I 8539
161
отгонную колбу. Необходимо следить за тщательностью смывания
раствора серной кислоты на горле колбы Кьельдаля.
Раствор в отгонной колбе доводят дистиллированной водой до
объема 200—250 см3 и добавляют 4—5 капель фенолфталеина. Затем
готовят приемник. В коническую колбу на 150—200 см3 приливают
20—30 см3 2%-ной ортоборной кислоты, содержащей 10 см3/дм3
комбинированного индикатора, а затем эту колбу устанавливают
под холодильник прибора для макроопределения азота так, чтобы
кончик трубки холодильника был погружен на 0,5—1 см в раствор
кислоты. Для этого колбу ставят в наклонное положение.
Затем отгонную колбу с озоленной пробой устанавливают на
асбестовую прокладку макроаппарата Кьельдаля и проверяют со-
ответствие размеров пробки и ширины горла колбы (подобрать
колбы по размерам пробок и пронумеровать их лучше заранее).
В мерный цилиндр наливают 40—60 см3 40%-ного раствора
NaOH или КОН (объем раствора щелочи должен в 3—4 раза пре-
вышать объем концентрированной H2SO4, взятой для озоления
навески растительного материала). Затем осторожно тонкой стру-
ей приливают щелочь из цилиндра в колбу для отгона. Момен-
тально, как только вся щелочь будет вылита, вставляют пробку в
горло и уплотняют ее несильным нажатием в горле колбы. Следу-
ет иметь в виду, что щелочью нельзя заливать то место горла кол-
бы, где расположена пробка. В противном случае пробка (при по-
падании щелочи на нее или на то место, где она крепится) начи-
нает скользить и выскакивает при кипячении.
После укрепления пробки в горле колбы содержимое ее осто-
рожно перемешивают. Жидкость в колбе в присутствии индикато-
ра фенолфталеина окрашивается в красно-фиолетовый цвет, ко-
торый указывает на то, что прилито достаточное количество ще-
лочи, следовательно, реакция среды в колбе щелочная, можно на-
чинать отгон аммиака.
После того как прибор будет заполнен подготовленными для
анализа приемниками и отгонными колбами, пускают воду в хо-
лодильник, зажигают газ в горелках аппарата, доводят растворы в
отгонных колбах до кипения и, регулируя пламя газовых горелок,
поддерживают медленное кипение в колбах.
Слишком интенсивное кипение опасно из-за выброса содер-
жимого отгонной колбы через каплеуловитель и холодильник в
приемник. Это приводит к потере озоленной растительной пробы
и загрязнению секции аппарата щелочью и, следовательно, требу-
ет длительного промывания аппарата сначала кипящей подкис-
ленной водой, а затем водой без кислоты и паром.
Недопустимо также неравномерное кипение раствора в отгон-
ной колбе. Если сначала раствор кипит бурно, то затем при рез-
ком снижении интенсивности кипения происходят засасывание
162
ортоборной кислоты из приемника и переброс ее в отгонную кол-
бу, что искажает результаты анализа. Для предохранения перебро-
са кислоты из приемника в отгонную колбу в случае засасывания
на конце холодильника при помощи каучуковой трубки укрепля-
ют шариковое расширение, которое является продолжением холо-
дильника.
Таким образом, необходимо следить за интенсивностью кипе-
ния и непрерывно поддерживать его на одном уровне. Через 5—
6 мин после того как раствор ортоборной кислоты в приемнике
окрасится в ярко-зеленый цвет, приемную колбу опускают ниже с
таким расчетом, чтобы конец холодильника постоянно находился
над жидкостью приемника с ортоборной кислотой, и продолжают
отгон еще в течение 20—30 мин. По окончании отгона конец труб-
ки холодильника из промывалки споласкивают в приемник дис-
тиллированной водой и содержимое приемника титруют 0,01 н.
раствором серной кислоты до перехода ярко-зеленой окраски в
сине-фиолетовую.
Вычисление результатов анализа. Каждый кубический санти-
метр 0,01н. серной кислоты связывает аммиак в количестве, со-
ответствующем 0,14 мг азота. Умножая количество серной кис-
лоты, пошедшей на титрование ортоборной кислоты в прием-
нике, на поправку к титру и коэффициент 0,14, узнаем, сколько
азота содержалось в объеме раствора золы, взятом для отгона
аммиака.
Содержание азота (%) при отгоне его на макроаппарата Кьель-
даля определяют по формуле
хт оТ-0,14 И-100
N =-----———.
где а — количество 0,01 н. H2SO4, израсходованное на титрование, см3; Т— поправ-
ка к титру 0,01 н. H2SO4; V— объем полученного раствора золы, см3; m — навеска
воздушно-сухого растительного материала, взятого для озоления, мг; — объем
раствора золы для отгона аммиака, см3; 100 — коэффициент для перевода в процен-
ты. Если для отгона взят весь объем золы, то Ии И] из формулы исключают.
Для пересчета результатов анализа на абсолютно сухую массу
растительного материала необходимо полученный результат ум-
ножить на 100: (100 — у), где у —содержание гигроскопической
влаги, %.
Оборудование и материалы. Макроаппарат Кьельдаля для опре-
деления азота. Стаканы химические вместимостью 150—250 см3.
Конические колбы объемом 150—200 см3. Пипетки на 5, 10, 15 и
20 см3. Микробюретка на 25 см3. Другие материалы и оборудова-
ние, необходимые для озоления (см. п. 2.3.2.1).
и*
163
Реактивы. 2%-ный раствор ортоборной кислоты: 20 г Н3ВО3 ра-
створяют при нагревании в дистиллированной воде, охлаждают и
переносят количественно в мерную колбу 1 дм3 (1 л), раствор до-
водят до метки дистиллированной водой и перемешивают.
Индикатор Гроака: 0,15 г метиленового красного растирают в
агатовой ступке и растворяют в 100 см3 этилового спирта-ректи-
фиката; 0,05 г метиленового голубого растворяют в 5 см3 дистил-
лированной воды. Приготовленные растворы смешивают и хранят
в склянке темного цвета.
Титрованная 0,01 н. H2SO4: готовят из стандарт-титра (фикса-
нала), см. раздел 1 «Приготовление титрованных растворов». При
отсутствии фиксанала серной кислоты 0,01 н. раствор готовят из
концентрированной х. ч. серной кислоты. Для этого сначала гото-
вят 1 н. раствор: берут 28 см3 H2SO4 (пл. 1,84, х.ч.), приливают к
400—500 см3 дистиллированной воды в мерной колбе вместимос-
тью I дм3 и после охлаждения доводят дистиллированной водой
объем до метки. Раствор хорошо перемешивают, берут пипеткой
10 см31 н. раствора H2SO4 , переносят в мерную колбу на 1 дм3 и
дистиллированной водой доводят до метки.
40%-ный раствор NaOH: 400 г щелочи растворяют под тягой в
фарфоровой кружке (стакане) в 600 см3 дистиллированной воды.
2.4.2.	ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА ПО
КЬЕЛЬДАЛЮ (ГОСТ Р 50466—93)
Сущность метода заключается в разложении органического ве-
щества пробы кипящей концентрированной серной кислотой с
образованием солей аммония, переведении аммония в аммиак,
отгонке его в раствор кислоты, количественном учете аммиака
титриметрическим методом и расчете содержания азота в матери-
але.
Подготовка проб к анализу. Среднюю пробу сена, силоса, сена-
жа, соломы, зеленых кормов и др. измельчают на отрезки длиной
1—3 см; корнеплоды и клубнеплоды разрезают на пластинки
(ломтики) толщиной до 0,8 см. Методом квартования выделяют
часть средней пробы, масса которой после высушивания должна
быть не менее 50 г. Высушивание проб проводят в сушильном
шкафу при температуре 60—65 °C до воздушно-сухого состояния.
После высушивания пробу размалывают на лабораторной мельни-
це и просеивают через сито. Трудноразмалываемый остаток кор-
ней и стеблей на сите измельчают в ступке, добавляют к просеян-
ной части и тщательно перемешивают.
Среднюю пробу комбикормов размалывают и просеивают без
предварительного подсушивания.
164
Приготовленные для анализа пробы хранят в сухом месте в
стеклянной или пластмассовой банке с притертой пробкой
(крышкой).
Приготовление минерализата растений (мокрое озоление). В ко-
нической сухой пробирке, свободно входящей в горло колбы
Кьельдаля (см. рис. 37), отвешивают 0,5—1 г (±0,002 г) кормов ра-
стительного происхождения и комбикормов, 0,3—0,5 г (±0,001 г)
кормов животного происхождения. Вставив пробирку в опрокину-
тую вверх дном колбу Кьельдаля до дна, быстро переворачивают
се в нормальное положение, высыпают навеску и вновь взвешива-
ют пробирку. По разности между первым и вторым взвешивания-
ми определяют массу навески, взятую для анализа.
Минерализацию осуществляют одним из двух приведенных
способов.
1-й способ. В колбу Кьельдаля с навеской анализируемого об-
разца добавляют 2 г смешанного катализатора 1 или 8 г катализа-
тора 2. После прибавления катализатора осторожно приливают
10—12 см3 концентрированной серной кислоты в зависимости от
массы навески (пл. 1,84).
2-й способ. В колбу Кьельдаля с навеской анализируемого об-
разца добавляют в качестве окислителя 10 см3 30%-ного водного
раствора пероксида водорода. После прекращения бурной реак-
ции приливают 10 см3 концентрированной серной кислоты. Для
ускорения сжигания рекомендуют использовать серную кислоту с
добавлением 40—50 мг селена. Содержимое колбы Кьельдаля тща-
тельно перемешивают легкими круговыми движениями, обеспе-
чивая полное смачивание навески.
Колбу устанавливают на нагреватель наклонно (от себя) под уг-
лом 30—45° к вертикали, в горло колбы в качестве обратного холо-
дильника вставляют стеклянную воронку или стеклянную «ка-
пельку» для уменьшения испарения кислоты во время минерали-
зации. Затем колбу медленно нагревают, чтобы предотвратить
вспенивание и выброс содержимого вследствие бурного выделе-
ния диоксида углерода и паров воды в начале озоления раститель-
ного материала. После прекращения вспенивания раствора под-
держивают умеренное спокойное кипение. При озолении содер-
жимое колбы Кьельдаля время от времени помешивают плавными
вращательными движениями колбы. Кипение считается нормаль-
ным, если пары кислоты конденсируются ближе к середине горла
колбы Кьельдаля, избегая перегрева стенок колбы, не соприкаса-
ющихся с жидкостью. Если используют открытое пламя (горел-
ки), то колбу помещают на лист асбеста с отверстием по диаметру
несколько меньшим, чем диаметр колбы на уровне жидкости.
После полного обесцвечивания раствора (допускается слегка
желтоватый оттенок) кипячение продолжают в течение 20—
165
30 мин. После охлаждения минерализат количественно переносят
в отгонную колбу, 3 раза ополаскивают колбу Кьельдаля 20—
30 см3 дистиллированной воды. Общий объем раствора в отгонной
колбе должен составлять 200—250 см3.
Отгонку аммиака можно проводить непосредственно из колбы
Кьельдаля. В этом случае для минерализации используют колбу
Кьельдаля вместимостью 500 см3 с одинаковым диаметром горла
для удобства ее присоединения к отгонному аппарату, а перед от-
гонкой аммиака в колбу приливают 150—200 см3 дистиллирован-
ной воды.
При проведении экспресс-анализа на комбикормовых пред-
приятиях и в период заготовки травянистых кормов допускается
следующий способ озоления: на аналитических весах берут 0,2—
0,3 г (±0,002 г) пробы, помещают в колбу Кьельдаля или пробирку
из термостойкого стекла, добавляют 4 см3 30%-ного водного ра-
створа пероксида водорода и через 2—3 мин приливают 6—8 см3
концентрированной серной кислоты, содержащей селен. Содер-
жимое колбы (пробирки) перемешивают для полного смачивания
навески кислотой. Колбу или пробирку с навеской осторожно
(медленно) нагревают до кипения, следя за тем, чтобы не было
бурного вспенивания. После исчезновения пены нагрев усилива-
ют и поддерживают умеренное спокойное кипение раствора до
полного обесцвечивания раствора (30—40 мин). Если раствор не
осветлился, то колбу снимают, охлаждают, приливают 0,5 см3
30%-ного раствора пероксида водорода и кипятят до полного
обесцвечивания. После охлаждения минерализат количественно
переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, объем раствора
доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.
Отгонка аммиака и титрование. Отгонка аммиака в
ортоборную кислоту. В приемную колбу (приемник) на-
ливают примерно 20 см3 4%-ного раствора ортоборной кислоты,
добавляют 4—5 капель комбинированного индикатора и подстав-
ляют под холодильник так, чтобы его кончик был погружен в ра-
створ ортоборной кислоты на глубину не менее чем 1 см. Через
холодильник пропускают холодную воду. Затем в отгонную колбу
переносят 25—50 см3 раствора минерализата, приливают цилинд-
ром 200 см3 дистиллированной воды, присоединяют к аппарату
для отгонки аммиака и через воронку в колбу с минерализатом
осторожно приливают 10—15 см3 40%-ного раствора гидроксида
натрия. Воронку промывают 2—3 раза 10—15 см3 дистиллирован-
ной воды, оставляя в ней небольшое количество воды в качестве
гидрозатвора, можно также осторожно по стенке отгонной колбы
прибавить раствор гидроксида натрия, и сразу присоединить к ап-
парату для отгонки аммиака, стараясь не перемешивать щелочь с
МИ1 юрализатом.
166
Объем приливаемого гидроксида натрия зависит от объема сер-
ной кислоты, использованной для приготовления минерализата.
На каждый кубический сантиметр серной кислоты, оставшейся
после окончания процесса минерализации, следует добавлять
примерно 3 см3 40%-ного раствора NaOH. Если объем оставшейся
серной кислоты трудно установить, рассчитывают объем щелочи
исходя из объема серной кислоты, взятой для минерализации.
Кислоту можно предварительно нейтрализовать в отгонной колбе
раствором NaOH по фенолфталеину, а затем для интенсивного
выделения аммиака добавляют дополнительно 2—3 см3 40%-ного
раствора NaOH.
Раствор в отгонной колбе нагревают на электронагревателе или
газовой горелке, обеспечивая равномерное кипение. Можно также
проводить отгонку аммиака водяным паром, используя парообра-
зователь, а чтобы исключить перенос аммиака из парообразовате-
ля, воду в нем подкисляют серной кислотой.
В начале отгонки аммиака цвет раствора в приемной колбе ме-
няется на зеленый. При нормальном кипении объем раствора в
приемной колбе через 20—25 мин составляет обычно 150—160 см3.
При проведении экспресс-анализа время отгонки сокращается до
8—10 мин. Конец отгонки можно установить с помощью красной
лакмусовой бумажки. Для этого приемную колбу отсоединяют от
аппарата, предварительно обмыв конец холодильника дистилли-
рованной водой, и подставляют лакмусовую бумажку под стекаю-
щие капли дистиллята. Если лакмус не синеет, отгон аммиака за-
кончен, в противном случае приемную колбу снова подставляют
под холодильник и продолжают отгонку. После окончания отгон-
ки приемную колбу опускают, конец холодильника обмывают ди-
стиллированной водой в приемную колбу. Оттитровывают аммиак
из бюретки 0,01 н. раствором серной кислоты до перехода окраски
комбинированного индикатора от зеленой к фиолетовой.
Отгонка аммиака в серную кислоту. В прием-
ную колбу пипеткой наливают 20—25 см3 0,05 н. раствора серной
кислоты и отгонку аммиака проводят как и с ортоборной кисло-
той. После окончания отгонки содержимое приемной колбы (из-
быток 0,05 н. раствора H2SO4) титруют 0,05 или 0,1 н. раствором
NaOH до перехода окраски комбинированного индикатора Гроака
из фиолетовой в зеленую.
Одновременно с анализом гидролизата проводят контрольный
(холостой) отгон (без гидролизата растительного образца) с целью
выявления загрязнения воды и реактивов аммиаком.
Объем серной кислоты, израсходованной на титрование в кон-
трольном (холостом) опыте при отгонке в ортоборную кислоту, не
должен превышать 0,5 см3. При отгонке в серную кислоту объем
раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование,
167
должен быть не менее 49,5 см3. В случае превышения установлен-
ных норм выявляют источники загрязнения реактивов аммиаком
и устраняют их.
Массовую долю азота (N, %) в испытуемой пробе при проведе-
нии отгонки аммиака в ортоборную кислоту вычисляют по фор-
муле
N = (У,-Ко)-Т-0,7-100,
т
где — объем 0,05 н. раствора серной кислоты, израсходованной на титрование
отгона испытуемого раствора, см3; Уо — объем 0,05 н. раствора серной кислоты,
израсходованной на титрование в контрольном (холостом) опыте, см3; Г—по-
правка к титру 0,05 н. раствора серной кислоты (H2SO4), если он приготовлен не
из стандарт-титра (фиксанала); 0,7 — масса азота, эквивалентная 1 см3 0,05 н. ра-
створа серной кислоты, мг; 100 —коэффициент для пересчета в проценты; т —
масса навески, приходящаяся на взятый для отгона объем гидролизата, мг.
При отгоне аммиака в серную кислоту содержание азота (%) в
растениях или кормах находят по формуле
N_(KO-И,)-7-0,7-100,
т
где Vo — объем 0,05 н. раствора гидроксида натрия (NaOH), израсходованного на
титрование 0,05 н. серной кислоты в контрольном опыте, см3; — объем 0,05 н.
раствора гидроксида натрия NaOH, израсходованного на титрование 0,05 н. сер-
ной кислоты при отгоне испытуемого раствора, см3; Т — поправка к титру 0,05 н.
раствора гидроксида натрия (NaOH); 0,7 — масса азота, эквивалентная массе
0,05 н. гидроксида натрия, мг; т — масса навески, приходящаяся на взятый для
отгона объем гидролизата, мг; 100 — коэффициент для пересчета в проценты.
Содержание азота в сухом веществе (%) вычисляют по фор-
муле
где N„ — содержание азота в испытуемом воздушно-сухом образце, %; у —содер-
жание гигроскопической влаги в воздушно-сухом образце, %.
Содержание сырого протеина в анализируемой пробе в сухом
или исходном веществе находят путем умножения содержания об-
щего азота на коэффициент 6,25.
Аппаратура и материалы. Весы лабораторные технические и
аналитические. Соломорезка марки ИСР-1 или других марок.
Мельница лабораторная марки МРП-1 или других марок. Элект-
ронагреватели или горелки газовые. Лабораторные щипцы. Су-
168
шильный шкаф. Сито с отверстиями диаметром 1 мм. Аппарат
Кьельдаля. Капельница для индикатора. Установка для титрова-
ния с бюретками вместимостью 10, 25 или 50 см3. Ступки фарфо-
ровые с пестиками. Колбы Кьельдаля вместимостью 100, 250 или
500 см3 или пробирки из термостойкого стекла на 50—100 см3.
Колбы конические Эрленмейера вместимостью 250 см3. Колбы
мерные вместимостью 100, 500 и 1000 см3. Цилиндры мерные вме-
стимостью 50, 100 и 1000 см3. Пипетки вместимостью 10, 20 и
25 см3. Стакан фарфоровый вместимостью 1 дм3. Стаканы хими-
ческие вместимостью 50 см3. Асбест листовой. Стеклянные бусин-
ки, кусочки фарфора или пемзы для предотвращения толчков и
выбрасывания перегретой жидкости. Воронки стеклянные или
«слезки» диаметром 3—4 см.
Реактивы. Кислота серная концентрированная, х.ч. Стандарт-
титр серной кислоты и ее 0,05 М (0,1 н.) раствор. Сульфат калия
(K2SO4, х.ч.). Сульфат меди пятиводный (CuSO4 • 5Н2О, х.ч.).
Сульфат натрия безводный (Na2SO4, х.ч.). Селен металлический
(Se, х.ч.). Водный (30%-ный) раствор пероксида водорода (Н2О2).
Кислота ортоборная, ч.д.а. Натрия гидроксид (NaOH, х.ч.) и его
35—40%-ный водный раствор. 0,1 М раствор гидроксида натрия.
Спирт этиловый ректификат. Индикаторы: метиловый красный,
метиловый голубой или бромкрезоловый зеленый.
Приготовление реактивов и растворов. Приготовление
смешанных катализаторов. Катализатор 1 — смешива-
ют 2 массовые части селена, 100 массовых частей сульфата калия и
10 массовых частей сульфата меди и тщательно растирают в ступке
до получения мелкозернистого порошка.
Катализатор 2 — смешивают 10 массовых частей сульфата меди
и 100 частей сульфата калия, тщательно растирают в ступке до по-
лучения мелкозернистого порошка.
При приготовлении катализаторов 1 и 2 допускается замена
сульфата калия сульфатом натрия в том же количестве.
Приготовление раствора серной кислоты,
содержащей селен. 5 г растертого металлического селена
растворяют при нагревании в 1 дм3 концентрированной серной
кислоты в термостойкой колбе до обесцвечивания.
Приготовление 0,05 н. раствора серной кис-
лоты (H2SO4). Используют стандарт-титр серной кислоты. Ра-
створы готовят в соответствии с правилами, приложенными к
комплекту.
Приготовление 4%-ного раствора ортоборной
к и с л о т ы. 40 г ортоборной кислоты растворяют в стакане вмести-
мостью 300—350 см3 теплой воды при нагревании, переносят в колбу
вместимостью 1 дм3 и после охлаждения доводят объем водой до 1 дм3.
Приготовление индикаторов. Индикатор 1: раство-
169
ряют 0,20 г метилового красного и 0,10 г метиленового голубого в
100 см3 96%-ного раствора этилового спирта.
Индикатор 2: смешивают 3 объема 0,1 %-ного раствора бром-
крезолового зеленого в этиловом спирте и 1 объем 0,2%-ного ра-
створа метилового красного в этиловом спирте. Хранят индикато-
ры в темной склянке.
Приготовление 40%-ного раствора гидроксида
натрия. 400 г NaOH растворяют в фарфоровом стакане в 600 см3
дистиллированной воды.
2.4.3.	ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ ИНДОФЕНОЛЬНЫЙ МЕТОД
ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА
Принцип метода. Заключается в разложении азотсодержащего
органического вещества пробы концентрированной серной кис-
лотой с образованием солей аммония и последующем фотометри-
ческом определении азота в виде окрашенного индофенольного
соединения, образующегося в щелочной среде при взаимодей-
ствии с салицилатом и гипохлоритом натрия, имеющего макси-
мум светопоглощения при 655 нм. Концентрация азота в фотомет-
рируемых растворах должна составлять 0,01—0,14 мг/см3.
Приготовление минерализата. В сухой пробирке, свободно входя-
щей в горло термостойкой колбы или в пробирку для сжигания,
взвешивают на аналитических весах 0,2—0,3 г (±0,001 г) исследуе-
мой растительной пробы и, надев отрезок шлага-удлинителя на
пробирку (см. рис. 37), вставляют пробирку с навеской в колбу или в
пробирку для сжигания до ее дна, высыпают навеску и вновь взве-
шивают пробирку. По разности между первым и вторым взвешива-
ниями определяют массу навески, взятой для анализа. К навеске
добавляют 2 см3 30%-ного раствора пероксида водорода и после
смачивания образца (через 2—3 мин) приливают 3—4 см3 концент-
рированной серной кислоты, содержащей селен, и слегка встряхи-
вают. Пробирки или колбы постепенно нагревают до кипения
(338—340 °C). Минерализацию проб продолжают до полного обес-
цвечивания раствора. Если через 1,5—2 ч обесцвечивание не проис-
ходит, раствор охлаждают до 60—80 °C, приливают 1 см3 пероксида
водорода и продолжают озоление до полного обесцвечивания.
После обесцвечивания раствор охлаждают, приливают 10—
15 см3 дистиллированной воды и после охлаждения количествен-
но (ополаскивая колбу 3—4 раза) переносят в мерную колбу на
100 см3, доводят водой до метки и перемешивают.
Фотометрическое определение азота в минерализате. Для опреде-
ления азота в коническую колбу или стакан вместимостью 100 см3
отбирают пипеткой или шприцем-дозатором 0,5 см3 минерализа-
170
га, приливают к нему 50 см3 раствора 2 и перемешивают, затем
прибавляют пипеткой или шприцем-дозатором 2,5 см3 раствора 4,
снова перемешивают и оставляют раствор на 1 ч при комнатной
температуре для полного развития окраски.
Оптическую плотность растворов измеряют путем сопоставле-
ния с раствором сравнения, не содержащим азот, в кюветах с тол-
щиной слоя 10 мм, используя красный светофильтр с максимумом
пропускания 620—670 нм. Если показание прибора для испытуе-
мого раствора превышает показание раствора 8 сравнения, то ис-
ходный раствор минерализата разбавляют раствором 1 сравнения
до оптимальной для фотометрирования концентрации оптичес-
кой плотности (0,2—0,8).
Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение
воды и реактивов аммиаком, исключая взятие навески корма.
Приготовление растворов сравнения и построение градуировочно-
го графика. В восемь пронумерованных мерных колб вместимос-
тью 100 см3 приливают из бюретки указанные в таблице 9 объемы
основного образцового раствора. Затем в каждую колбу наливают
до половины ее объема дистиллированную воду, приливают 3 см3
концентрированной серной кислоты, содержащей селен, и пере-
мешивают. После охлаждения объемы растворов доводят дистил-
лированной водой до метки и снова перемешивают.
9. Шкала растворов сравнения при определении азота
Номер колбы	Объем основного раствора, см’	Содержание азота в 100 см3 раствора сравнения, мг
1	0	0
2	4	2,0
3	8	4,0
4	12	6,0
5	16	8,0
6	20	10,0
7	24	12,0
8	28	14,0
Перед началом каждого анализа для построения градуировоч-
ного графика из каждой колбы растворов сравнения берут по
0,5 см3 раствора и помещают в восемь пронумерованных стаканов
вместимостью 100 см3, затем в каждый стакан добавляют по 50 см3
раствора 2, перемешивают и добавляют по 2,5 см3 раствора 4, сно-
ва перемешивают и оставляют растворы на 1 ч при комнатной
температуре для полного развития окраски.
По результатам фотометрирования растворов сравнения строят
градуировочный график, откладывая на оси абсцисс содержание
а юта в мг/100 мл растворов сравнения, по оси ординат показания
прибора.
171
Содержание азота (%) в исследуемой пробе вычисляют но фор-
муле
N_(»-»o)100
т
где п — содержание азота в 100 см3 анализируемого раствора, найденное по граду-
ировочному графику, мг; п0 — содержание азота в 100 см3 раствора контрольного
опыта, найденное по градуировочному графику, мг; т — масса навески с учетом
разбавления, мг; 100 — коэффициент для пересчета в проценты.
Если исходный раствор минерализата перед анализом был раз-
бавлен, полученный результат увеличивают во столько раз, во
сколько разбавлен раствор.
Оборудование и посуда. Весы лабораторные технические и ана-
литические. Сушильный шкаф лабораторный. Мельница лабора-
торная марки МРП-1 или других марок. Сито с отверстиями диа-
метром 1 мм. Фотоэлектроколориметр, имеющий светофильтр с
максимумом светопропускания в области 620—670 нм. Электро-
нагреватель с температурой нагрева 350—400 °C или горелки газо-
вые. Груша резиновая. Пробирки из термостойкого стекла вмести-
мостью 50—100 см3 или колбы из термостойкого стекла вместимо-
стью 100 см3. Шприц-дозатор или градуированные пипетки вмес-
тимостью 1—4 см3. Дозаторы вместимостью 3, 25 и 50 см3.
Цилиндры мерные вместимостью 10 и 50 см3. Колбы Кьельдаля
вместимостью 100 и 500 см3. Колбы мерные вместимостью от 100
до 1000 см3. Стаканы химические или колбы конические вмести-
мостью 100—250 см3. Бюретки и пипетки вместимостью 10, 25 и
50 см3.
Реактивы. Хлорид аммония, ч.д.а. Натрия гидроксид, ч.д.а.,
40%-ный водный раствор NaOH. Салицилат натрия, ч.д.а. Нитро-
пруссид натрия, ч.д.а. Тартрат калия-натрия (сегнетова соль),
ч.д.а. Соль динатриевая этилендиамин-N', N', N', N'-тетрауксус-
ной кислоты двуводная (трилон Б), х.ч. Кислота серная концент-
рированная, ч.д.а. Известь хлорная техническая [получают при
взаимодействии хлора с гашеной известью — смесь гипохлорита
кальция Са(С1О)2, Са(ОН)2 и СаС12]. Селен металлический, х.ч.
Пероксид водорода, 30%-ный водный раствор. Карбонат натрия
безводный (Na2CO3), ч.д.а. Кислота соляная концентрированная,
ч.д.а. Иод ид калия (KI), ч.д.а. Тиосульфат натрия (серноватисто-
кислый), стандарт-титр.
Приготовление растворов. П р и г о т о в л е н и е раствора 1.
На технических весах берут 57 г салицилата натрия, 17 г тартрата
(виннокислого) калия—натрия и 27 г гидроксида натрия, раство-
ряют в 700 см3 дистиллированной воды. Раствор кипятят около
20 мин для удаления следов аммиака. После охлаждения к полу-
172
ченному раствору добавляют 0,4 г нитропруссида натрия и дово-
дят объем до 1 дм3 дистиллированной водой. В хорошо закрытой
склянке реактив может храниться в холодильнике до 1 мес.
Приготовление раствора 2. К 50 см3 раствора 1 при-
ливают 400 см3 дистиллированной воды и 10 см3 2 н. водного ра-
створа гидроксида натрия (NaOH), затем добавляют 1 г трилона Б.
Раствор готовят в день проведения анализа.
Приготовление раствора 3. Берут 150 г хлорной из-
вести и перемешивают в стакане (500 см3) с 250 см3 дистиллиро-
ванной воды. В другом стакане 105 г карбоната натрия растворя-
ют в 250 см3 дистиллированной воды. Оба раствора сливают при
постоянном перемешивании. Полученная масса вначале густеет, а
потом разжижается. Суспензию оставляют на 1—2 сут для отстаи-
вания, затем прозрачную жидкость сливают и декантируют через
бумажный фильтр. В растворе 3 определяют концентрацию актив-
ного хлора. Для этого 1 см3 прозрачного фильтрата раствора 3 раз-
бавляют в конической колбе вместимостью 100 см3 дистиллиро-
ванной водой до 40—50 см3, прибавляют 2 г иодида калия и 10 см3
1М (н.) раствора соляной кислоты. Образовавшийся иод оттитро-
вывают 0,1 М раствором тиосульфата натрия (Na2S2O3 - 5Н2О),
приготовленного из стандарт-титра, до исчезновения вишневой
окраски.
Концентрацию активного хлора (г/дм3) вычисляют по фор-
муле
С= 0,0035 • V- 1000,
где И—объем 0,1 М раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрова-
ние 1 см3 раствора 3 мл (см3); 0,0035 — масса хлора, соответствующая 1 см3 раство-
ра тиосульфата натрия (г); 1000 — коэффициент пересчета.
Раствор 3 хранят в склянке из темного стекла в холодильнике
до 1 года.
Приготовление раствора 4. Раствор 3 разбавляют
дистиллированной водой до концентрации активного хлора 1,2 г/дм3
и используют для анализа в течение дня. Объем раствора 3 вычис-
ляют по формуле
V= 1,2- Vi/C,
|де И—объем раствора 3, необходимый для приготовления мл раствора 4, см3;
1,2 —требуемая массовая концентрация хлора, г/дм3; С—концентрация активно-
го хлора.
Раствор хлорида аммония: берут на аналитических весах 1,919 г
NH4C1, растворяют и доводят до метки дистиллированной водой в
мерной колбе 1 дм3. Приготовленный раствор содержит 0,5 мг азо-
та в 1 мл (см3).
173
2.4.4.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЕЛКОВОГО АЗОТА В РАСТЕНИЯХ
Пищевая и кормовая ценность урожая многих сельскохозяй-
ственных культур определяется содержанием в них белка. Злако-
вые зерновые и бобовые культуры служат основным источником
растительного белка. В зерне злаковых культур содержится от 7 до
28 %, а у бобовых — от 20 до 40 % белка. Высоким содержанием
белка характеризуются семена масличных культур.
Содержание белка в товарной части урожая у каждого вида рас-
тений относительно стабильно и определяется главным образом
генетическими особенностями культуры.
В процессе налива зерна происходит интенсивный синтез бел-
ков за счет небелковых форм азота, изменяется и компонентный
(фракционный) состав белков.
Таким образом, изучение содержания белкового азота, а следо-
вательно, и количества белков в процессе онтогенеза и в конечном
урожае сельскохозяйственных культур имеет большое как теоре-
тическое (с целью изучения обмена азотсодержащих веществ), так
и практическое (повышение пищевой ценности и технологичес-
кого качества зерна в зависимости от регулируемых факторов —
применения удобрений, передовой агротехники, орошения и др.)
значения.
Определение содержания и качества белков в зерне озимой и
яровой пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы и других зерновых и
крупяных культур обязательно при приемке урожая на элеваторах
и зерноперерабатывающих предприятиях.
Принцип метода. Метод определения содержания белкового
азота и белков основан на способности белковых молекул денату-
рировать и выпадать в осадок (осаждаться) под воздействием ра-
створимых солей тяжелых металлов (Си, Pb, Cr, W и др.), дубиль-
ных веществ, кислой и щелочной реакции среды, высокой темпе-
ратуры, спирта, ацетона и других факторов. В белковых молекулах
происходят структурные изменения в полипептидных цепях, на-
рушаются водородные и сульфгидрильные связи и белки из ра-
створимых становятся нерастворимыми и теряют свои свойства.
Небелковые органические и минеральные азотсодержащие веще-
ства (аминокислоты, олигопептиды, нитраты) остаются в растворе
и легко удаляются фильтрацией и промыванием. Отмытый белок
сжигают в концентрированной серной кислоте. При этом образу-
ются Н2О, СО2, H2S и SO2 из сульфгидрильных групп, а белковый
азот (—NH2- и =NH-rpynn) превращается в NH3 и связывается
серной кислотой в виде NH4HSO4.
От способа осаждения (осадителя) зависят и методы анализа.
В агрохимических исследованиях для осаждения растительных
белков используют чаще всего медный купорос, ацетат свинца и
174
грихлоруксусную кислоту. Наиболее полное осаждение белков до-
стигают сульфатом меди в щелочной среде [CuSO4- Си(ОН)2].
Осадок белка отмывают от небелковых и растворимых азотсодер-
жащих соединений и озоляют серной кислотой по методу Кьель-
даля с последующим отгоном аммиака. Найденное количество
азота пересчитывают на белок. Определение можно проводить как
в сухом, так и в сыром растительном материалах.
Ход анализа. На аналитических весах при помощи часового
стекла или фарфоровой чашки берут навеску тонкоизмельченной
воздушно-сухой растительной пробы 0,3—0,5 г (±0,001 г) семян,
1 г сена, 1—2 г (±0,005 г) соломы и ботвы. Свежего растительного
материала (корни, клубни, кочаны, листья и т. д.) берут 4—6 г
(±0,01 г) с таким расчетом, чтобы в навеске содержалось 20—40 мг
азота. Навеску растительного материала (после взвешивания с та-
рой) переносят в химический стакан вместимостью 150—200 см3.
Часовое стекло (чашку) с остатками растительного вещества
вновь взвешивают на аналитических весах и по разности между
первым и вторым взвешиваниями находят массу взятой для ана-
лиза пробы.
Одновременно в тарированный стеклянный бюкс берут 3—5 г
(±0,001 г) исследуемого материала для определения гигроскопи-
ческой влаги и сухого вещества.
В стакан с навеской приливают из промывалки около 50 см3
дистиллированной воды, содержимое перемешивают стеклянной
палочкой и стакан устанавливают на кипящую водяную баню.
После того как температура в стакане с растительным веществом
достигнет 60 °C, не охлаждая содержимого, прибавляют в стакан
25 см3 раствора медного купороса — CuSO4 (реактив 1), а затем
при помешивании небольшими порциями туда же приливают
25 см3 раствора щелочи NaOH (реактив 2). Образуется основная
соль сульфата меди [CuSO4 • Cu(OH)2J, которая и осаждает белки.
Выпадает осадок комплекса белковых молекул и меди. Содержи-
мое стакана ставят на отстаивание на 1—1,5 ч. В течение этого
времени готовят приспособление для фильтрования.
В коническую колбу или химический стакан вместимостью
около 250—300 см3 помещают воронку на специальном кольцевом
держателе, в нее вставляют складчатый фильтр из плотной фильт-
ровальной бумаги. Фильтр по размеру должен быть на 0,5—1 см
ниже краев воронки. После этого отстоявшуюся над осадком жид-
кость сливают на фильтр по стеклянной палочке.
Осадок в стакане промывают несколько раз с декантацией (оса-
док до полного его отмывания должен оставаться в стакане) горя-
чей дистиллированной водой, постепенно перенося его на
фильтр. Затем осадок полностью без потерь (снимая приклеивши-
еся частички со стенок стакана резиновым наконечником стек-
175
лянной палочки или маленькими кусочками фильтровальной бу-
маги) переносят на фильтр и продолжают промывание горячей
водой до исчезновения ионов серной кислоты в вытекающем
фильтрате (реакция с раствором ВаС12).
Отсутствие мути после добавления ВаС12 к небольшой порции
вытекающего фильтрата указывает на то, что все небелковые азот-
содержащие соединения отмыты из осадка белка, так как они
имеют одинаковую подвижность с ионами сульфата, отсутствие
которого и указывает на полноту отмывания осадка.
Затем раствору над осадком дают возможность полностью стечь
и фильтр с осадком вместе с воронкой сушат в термостате при
температуре 50—60 °C до тех пор (1—2 ч), пока фильтр не бу-
дет легко сниматься с воронки. После подсушивания фильтр с
осадком осторожно сворачивают в трубочку и опускают без потерь
в колбу Кьельдаля для дальнейшего сжигания. В колбу приливают
из цилиндра или дозатора 10—15 см3 концентрированной серной
кислоты (пл. 1,84), добавляют 0,1—1 г комбинированного катали-
затора и плавными круговыми движениями колбы перемешивают
содержимое. Затем колбу Кьельдаля устанавливают в нише для
сжигания (под тягой), в горло колбы в качестве обратного холо-
дильника для уменьшения выпаривания кислоты во время мине-
рализации вставляют стеклянную воронку или стеклянную проб-
ку-«капельку». Колбу Кьельдаля медленно нагревают, чтобы пре-
дотвратить вспенивание и выброс содержимого вследствие бурно-
го выделения диоксида углерода и паров воды в начале озоления
растительного материала. После исчезновения пены нагрев усили-
вают и поддерживают умеренное спокойное кипение раствора до
окончания озоления. Содержимое время от времени помешивают
плавными вращательными движениями колбы. Кипение считает-
ся нормальным, если пары кислоты конденсируются ближе к се-
редине горла колбы Кьельдаля. Если используют открытое пламя
(горелки), то колбу помещают на лист асбеста с отверстием по ди-
аметру несколько меньшим, чем диаметр колбы на уровне жидко-
сти.
После полного обесцвечивания раствора (допускается слегка
желтоватый оттенок) кипячение продолжают в течение 20—
30 мин и раствор охлаждают. После охлаждения минерализат ко-
личественно переносят через воронку в мерную колбу на 100 см3,
колбу Кьельдаля 3—4 раза ополаскивают, расходуя на каждое опо-
ласкивание 10—15 см3 дистиллированной воды, и смыв также сли-
вают в ту же мерную колбу. Завершив количественный перенос
минерализата, содержимое мерной колбы перемешивают, охлаж-
дают и доводят водой до метки. Если уровень раствора в мерной
колбе понизился, его восстанавливают, добавляя воду по каплям,
и перемешивают.
176
Отгон аммиака в аликвоте гидролизата пробы (10—25 см3) про-
водят на аппарате Кьельдаля для микроопределений (см. стр. 158),
используя в приемнике раствор борной кислоты. Титруют содер-
жимое приемника 0,01 н. раствором H2SO4.
Результаты анализа (%) вычисляют по формуле
= (И,-Ио)-Т-0,0007-100
т
где V\ — объем 0,01 н. раствора серной кислоты, израсходованной на титрование
отгона испытуемого раствора, см3; Vo—объем 0,01 н. раствора серной кислоты,
израсходованной на титрование в контрольном (холостом) опыте, см3; Г—по-
правка к титру 0,01 н. раствора серной кислоты (H2SO4), если он приготовлен не
из стандарт-титра (фиксанала); 0,0007 г (0,7 мг) —масса азота, эквивалентная
I см3 0,01 н. раствора серной кислоты; т — масса навески, приходящаяся на взя-
тый для отгона объем гидролизата, г; 100 — коэффициент для пересчета в процен-
ты.
Содержание азота в сухом веществе (%) вычисляют по формуле
। де N„ — массовая доля азота в испытуемой (исходной) пробе, %; у — массовая доля
влаги в испытуемой пробе, %; 100 — коэффициент для пересчета в проценты.
Содержание белка вычисляют умножением содержания азота
(Nc, %) на коэффициент 6,25 или на соответствующий данному
растению коэффициент перевода (см. табл. 8).
Аппаратура и материалы. Весы лабораторные технические и
аналитические. Электронагреватели или горелки газовые. Су-
шильный шкаф. Сито с отверстиями диаметром 1 мм. Макроаппа-
рат Кьельдаля или аппарат для отгонки аммиака с водяным паром.
Водяная баня, термометр. Капельница для индикатора. Установка
для титрования с бюретками вместимостью 10, 25 или 50 см3. Кол-
бы Кьельдаля вместимостью 100 см3. Колбы конические вмести-
мостью 200—250 см3. Колбы мерные вместимостью 100 см3. Ци-
линдры мерные вместимостью 25 см3. Пипетки с делениями вмес-
тимостью 10, 20 и 25 см3. Стаканы стеклянные вместимостью
>00—250 см3. Воронки стеклянные диаметром 3 и 9 см.
Реактивы. Кислота серная концентрированная (пл. 1,84), х.ч.,
ч.д.а. Стандарт-титр серной кислоты и ее 0,01 н. раствор. Калия
сульфат (K2SO4), ч.д.а. Сульфат меди (CuSO4 • 5Н2О). Сульфат на-
1рия безводный (Na2SO4), ч.д.а. Селен металлический, ч. Кислота
ортоборная. Натрия гидроксид (NaOH), х.ч. или ч.д.а. и его 40%-
ный водный раствор. Комбинированный индикатор Гроака.
Спирт этиловый ректификат. Метиленовый красный и голубой.
IК539
177
Приготовление реактивов и растворов. 1. Смешанный (комбини-
рованный) катализатор: смешивают 10 массовых частей сульфата
меди, 100 массовых частей сульфата калия и 2 массовые части се-
лена, тщательно растирают в ступке до получения мелкозерни-
стого порошка.
2.	Приготовление 0,01 н. раствора серной кислоты (H2SO4): со-
держимое ампулы фиксанала (стандарт-титр 0,1 мг-экв.) количе-
ственно переносят в мерную колбу 1 дм3 и доводят объем дистил-
лированной водой до метки. Для приготовления 0,01 н. раствора
полученный 0,1 н. раствор серной кислоты разбавляют в 10 раз.
3.	Приготовление 4%-ного раствора ортоборной кислоты: 40 г
борной кислоты предварительно растворяют в стакане в 300—350 см3
теплой воды при нагревании, переносят в мерную колбу вместимо-
стью 1 дм3 и после охлаждения доводят объем водой до метки.
4.	Приготовление комбинированного индикатора Гроака: на
аналитических весах берут 0,20 г метиленового красного и 0,10 г
метиленового голубого, растворяют в 100 см3 96%-ного раствора
этилового спирта. При необходимости через 1 сут фильтруют.
5.	40%-ный раствор гидроксида натрия: берут 400 г NaOH, ра-
створяют в фарфоровом стакане в 600 см3 дистиллированной воды.
6.	Раствор медного купороса: 60 г сульфата меди (CuSO4  5Н2О)
растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды.
7.	10%-ный раствор ВаС12.
2.4.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРАТНОГО АЗОТА В РАСТЕНИЯХ
В состав небелковых форм азота растений наряду с азотом ами-
нокислот входят нитраты, нитриты и аммоний, которые являются
естественными продуктами азотного обмена. Включение азота
нитратов в состав аминокислот и белков возможно только при
восстановлении их через ряд промежуточных соединений до
аммиака. Нитраты постоянно присутствуют в вегетирующих орга-
нах растений, однако их чрезмерное содержание негативно влияет
на здоровье животных и человека. Накопление нитратного азота в
растениях может быть следствием применения высоких доз орга-
нических и минеральных удобрений, низкой активности нитрат-
и нитритредуктазы растений семейства зонтичных, маревых и др.,
высокой нитрификационной способности хорошо гумусирован-
ных почв, слабой освещенности растений, дефицита фосфора, ка-
лия, микроэлементов и др.
В аминокислотах, а следовательно, и белках азот находится в
восстановленной форме. При поглощении растениями нитратно-
го азота активизируется работа ферментативных систем редукции
нитратов и через ряд последовательных биохимических реакций
178
происходит восстановление его до аммиака, который участвует в
процессе аминирования кетокислот и амидирования некоторых
аминокислот.
При благоприятных внутренних и внешних условиях вегетации
количество нитратов в клетках незначительно и нестабильно. Со-
держание нитратов в растениях существенно зависит от уровня
содержания и формы минерального азота в почве (почвогрунтах).
При несбалансированном минеральном питании наблюдается
снижение активности ферментативных систем, содержание нит-
ратов в растениях резко возрастает.
Несбалансированность минерального питания наблюдается в
условиях кислой реакции среды и при использовании физиологи-
чески кислых минеральных удобрений. Резкое повышение кон-
центрации нитратов в клетках происходит при одностороннем
применении высоких доз и органических удобрений. Длительное
одностороннее питание нитратным азотом способствует устойчи-
вому накоплению высоких количеств нитратов практически во
всех, особенно в вегетативных органах растений.
На растения нитраты практически не оказывают негативного
влияния, поэтому в эволюционном аспекте можно предположить,
что сельскохозяйственные культуры накапливают высокие кон-
центрации нитратов в качестве резерва или определенного запаса
всегда дефицитного элемента азота. Особенно высокое содержа-
ние нитратного азота при неблагоприятных условиях вегетации в
сочных кормовых, силосных и овощных культурах. При скармли-
вании таких кормов животным и потреблении в больших количе-
ствах нитратсодержащих овощей человеком может произойти
нитратное отравление.
В связи с увеличением применения минеральных, особенно
азотных удобрений в кормовых и овощных севооборотах опреде-
ление содержания нитратов в товарной продукции этих полей
обязательно при ее реализации.
Определение содержания нитратов наряду с другими азотисты-
ми соединениями в растениях в онтогенезе в зависимости от факто-
ров внешней среды может служить диагностическим показателем
условий минерального питания сельскохозяйственных культур и
позволяет установить закономерности азотного метаболизма.
2.4.5.1. Определение нитратного азота в растениях
с дисульфофеноловой кислотой
Принцип метода. Сущность метода заключается в образовании
нитрофенольного соединения в результате реакции между нитра-
тами и дисульфофеноловой кислотой. Нитрофенол, реагируя в
и*
179
щелочной среде с аммонием, дает комплексное соединение жел-
того цвета — тринитрофенолят аммония:
С6Н3 (HSO3)2OH + 3HNO3 = С6Н3 (OH)(NO2)3 + H2SO4 + Н2О;
Дисульфофеноловая кислота	Тринитрофенол
C6H3(OH)(NO2)3+ NH3= C6H3(NO2)3ONH4.
Тринитрофенолят аммония
Между интенсивностью желтого окрашивания и содержанием
нитратов в исследуемой пробе существует прямая зависимость.
Метод обладает высокой точностью и дает устойчивые результаты,
однако для него требуется много времени. Первый этап работы —
подготовка нитратов к окрашиванию — занимает более 90 % всего
времени анализа.
Ход анализа. Средние пробы свежего растительного материала
измельчают на терке, ножницами или шинкуют ножом. На техни-
ческих весах при помощи часового стекла или тонкостенной фар-
форовой чашки берут 5—10 г растительного вещества, помещают в
стакан гомогенизатора, добавляют 25—50 см3 дистиллированной
воды и гомогенизируют в течение 1 мин при частоте вращения
6 тыс. об/мин. При отсутствии гомогенизатора растительный ма-
териал растирают в ступке до однородной массы. Предварительно
в ступку с аналитической пробой свежего растительного материа-
ла добавляют жидкий азот до полного замораживания вещества,
что значительно ускоряет процесс измельчения.
Гомогенизированный растительный материал количественно
переносят на фильтр и фильтруют в мерную колбу вместимостью
100 или 200 см3. Остатки растительного материала со стенок ста-
кана гомогенизатора или из ступки смывают небольшими пор-
циями дистиллированной воды и переносят на фильтр. Вещество
на фильтре несколько раз промывают небольшими порциями дис-
тиллированной воды. Затем водой доводят объем раствора в колбе
до метки, закрывают пробкой и перемешивают. После этого пи-
петкой берут 50 см3 фильтрата, помещают в фарфоровую чашку,
добавляют 1—2 см3 пероксида водорода (Н2О2) и содержимое фар-
форовой чашки выпаривают на кипящей водяной бане или в су-
шильном шкафу почти досуха.
В чашку приливают 10—20 см3 концентрированного пероксида
водорода (пергидроля) и с помощью стеклянной палочки смачи-
вают им стенки фарфоровой чашки для растворения желто-бурого
осадка выпаренного фильтрата, чашку закрывают часовым или
обычным стеклом, устанавливают на кипящую водяную баню и
выдерживают до полного разрушения органических соединений
пероксидом водорода. Периодически добавляют пергидроль по
180
5—10 см3, также смачивая им стенки чашки после полного выпа-
ривания предыдущей порции.
Завершают термическую и окислительную обработки фильтра-
та лишь после полного разрушения и окисления органических ве-
ществ, о чем будут свидетельствовать абсолютно белый цвет су-
хого осадка солей на дне чашки и отсутствие желтоватых следов,
оставляемых неразложившимися органическими соединениями
выпариваемого фильтрата. Полностью не окисленные остатки
органических соединений мешают определению в связи с обугли-
ванием при взаимодействии их с дисульфофеноловой кислотой.
В чашку с сухим и белым осадком солей приливают 1 см3 ди-
сульфофеноловой кислоты и стеклянной палочкой распределяют
се тонким слоем по всей внутренней поверхности чашки, одно-
временно растворяя осадок солей. Через 10 мин в чашку прилива-
ют 10 см3 дистиллированной воды и нейтрализуют ее содержимое
10%-ным раствором щелочи (NaOH). В присутствии нитратов в
испытуемом растворе появляется желтое окрашивание.
Затем окрашенные растворы через воронку переносят в мерные
колбы вместимостью 100 см3, многократно споласкивая дистилли-
рованной водой чашку и стеклянную палочку, доводят объем до
метки, закрывают пробками и перемешивают. Оптическую плот-
ность растворов измеряют в фотоэлектроколориметре, используя
синий светофильтр (длина волны 410 нм) в кюветах толщиной
2 мм.
Концентрацию нитратов в исследуемых растворах находят на ос-
новании их оптической плотности по градуировочному графику.
Для построения калибровочного графика в пронумерованные
фарфоровые чашки берут 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40 и 50 см3 образ-
цового раствора нитрата с содержанием NO3 0,01 мг/см3. Следова-
тельно, в соответствующие чашки внесено 0,01; 0,05; 0,1; 0,15;
0,20; 0,25; 0,30; 0,40; 0,50 мг нитрата. Чашки устанавливают на ки-
пящую водяную баню и выпаривают содержимое досуха. Затем в
сухие чашки с осадком нитрата калия приливают по 1 см3 дисуль-
фофеноловой кислоты, смачивают всю внутреннюю поверхность
чашки с осадком и через 10 мин приливают по 10 см3 дистиллиро-
ванной воды и нейтрализуют раствор 10%-ной NaOH до появле-
ния устойчивого желтого окрашивания.
Окрашенные растворы градуировочного графика из чашек пе-
реносят в пронумерованные мерные колбы вместимостью 100 см3,
многократно смывая дистиллированной водой содержимое чашек
в соответствующие мерные колбы. Затем объемы в колбах доводят
дистиллированной водой до метки, закрывают колбы пробками,
перемешивают и измеряют оптическую плотность каждого ра-
с гвора, начиная с наименьшей концентрации, на фотоэлектроко-
цориметре при длине волны 410 нм (синий светофильтр).
181
На миллиметровой бумаге вычерчивают калибровочный гра-
фик, откладывая на оси ординат значения оптической плотности,
а на оси абсцисс — соответствующие концентрации нитратов (в мг
на 100 см3 окрашенного раствора).
Вычисление результатов. Содержание нитратов (мг/100 г сырого
вещества) рассчитывают по формуле
3 mVx
где а — количество нитратов, найденное по градуировочному графику, мг; V— об-
щий объем фильтрата, см3; т — навеска анализируемого вещества, г; — объем
фильтрата, взятого для выпаривания, см3.
Оборудование. Фотоэлектроколоримстр. Гомогенизатор или
ступки фарфоровые. Разделочные доски. Ножи. Ножницы. Кони-
ческие колбы вместимостью 250 см3. Воронки. Фильтры. Стек-
лянные палочки. Мерные колбы вместимостью 100 и 200 см3. Пи-
петки на 50 см3. Фарфоровые чашки или часовые стекла. Милли-
метровая бумага, линейки.
Реактивы. 1. 30%-ный пероксид водорода, х.ч. 2. Дисульфофе-
ноловая кислота — 3 г чистого (свежеперегнанного) фенола сме-
шивают с 37 г (20,1 см3) х. ч. серной кислоты (пл. 1,84), помещают
в круглодонную колбу соответствующего объема, закрывают проб-
кой с длинной трубкой в качестве обратного холодильника и на-
гревают на кипящей водяной бане в течение 6 ч. 3. 10%-ный ра-
створ NaOH. 4. Образцовый раствор нитрата — 0,1631 г (±0,0001 г)
х.ч. KNO3 помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, раство-
ряют в дистиллированной воде, доводят до метки и перемешива-
ют. Затем берут 100 см3 этого раствора, помещают в мерную колбу
вместимостью 1 дм3 и доводят объем дистиллированной водой до
метки. В приготовленном образцовым растворе содержится
0,01 мг/см3 NO3.
2.4.5.2. Определение содержания нитратов в растениях с помощью
ионно-селективного электрода по методу ЦИНАО
Принцип метода. Метод основан на извлечении нитратов из
гомогенизированного образца растений раствором алюмокалие-
вых квасцов с последующим потенциометрическим определени-
ем их в суспензии или растворе с помощью ионно-селективного
электрода.
Ионно-селективные электроды представляют собой чувстви-
тельные элементы (датчики), потенциалы которых линейно зави-
182
сят от активности иона (log а) в растворе. Важнейшей составной
частью этих электродов является полупроницаемая мембрана —
гонкая твердая или эластичная пленка, отделяющая внутренний
раствор электрода от внешнего анализируемого раствора и облада-
ющая способностью пропускать преимущественно только ионы
одного определенного вида. Чувствительность метода 10 мг/дм3.
Подготовка растительного материала к анализу. Вегетирующие
растения (злаки, однолетние и многолетние травы на сено или зе-
леный корм), убранные в различные фазы развития, сушат при
гемпературе 60—65 °C и измельчают. Эти виды растений и зелен-
ные культуры можно также анализировать без предварительного
высушивания.
Овощные (капуста, лук), образцы картофеля, корнеплодов,
тыквенных и плодовых культур разрезают крестообразно вдоль
оси на одинаковые доли и для анализа берут четвертую или
восьмую часть. Отобранные части растений нарезают ножом на
разделочной доске на кусочки. Из предварительно подготовлен-
ных проб путем квартования готовят аналитические пробы и берут
навески. Масса анализируемой навески зависит от предполагае-
мого содержания нитратов, поэтому допускаются отклонения.
Ход анализа. При анализе сырого растительного материала
среднюю пробу образца измельчают (ножом, ножницами, теркой)
до размера частиц 0,5—1 см и тщательно перемешивают. При со-
ставлении средней пробы и измельчении растений необходимо,
чтобы проба была пропорционально представлена всеми частями
анализируемых органов растений. Загрязненные почвой корне-
плоды и клубни перед измельчением моют, остатки воды убирают
чистой тканью, фильтровальной бумагой или сушат на воздухе.
Для анализа берут 10 г (±0,1 г) сырого растительного материа-
ла, помещают в стакан гомогенизатора, приливают 50 см3 1 %-ного
раствора алюмокалиевых квасцов [KA1(SO4)2 • 12Н2О] и гомогени-
шруют 1—3 мин в зависимости от прочности растительных тка-
ней. Затем суспензию переливают в химический стакан, помеща-
ют в нее ионно-селективный электрод и электрод сравнения и оп-
ределяют концентрацию нитратов. Масса материала, взятого для
анализа, зависит от содержания в нем нитратов и может быть уве-
личена до 20 г. При низком содержании нитратов навеску и объем
раствора алюмокалиевых квасцов пропорционально увеличивают,
ныдерживая соотношение 1 : 5.
При отсутствии гомогенизатора навеску растительного матери-
а ia тщательно растирают с чистым песком в фарфоровой ступке
или чашке до однородной массы (кашицы) и переносят, смывая
растительные остатки 1%-ным раствором (используя в сумме
и) см3) алюмокалиевых квасцов, в коническую колбу на 150—
.’00 см3. Содержимое колбы закрывают пробкой, взбалтывают в те-
183
чение 5—10 мин, после чего в суспензии определяют концентра-
цию нитратов.
Если предварительно готовят мезгу (пасту) овощных, плодовых
и ягодных проб, то навеску мезги массой 10 г помещают в кони-
ческую колбу вместимостью 150—200 см3, приливают 50 см3
1%-ного раствора алюмокалиевых квасцов, закрывают колбу
пробкой и встряхивают на ротаторе в течение 5 мин, а затем в сус-
пензии определяют нитраты.
При анализе сухого растительного материала (сена, соломы,
комбикорма и др.) среднюю пробу предварительно хорошо из-
мельчают на лабораторной мельнице до размера частиц 0,5—1 мм.
Для анализа берут навеску 1—2 г (±0,01 г), переносят в коничес-
кую колбу Эрленмейера на 150—200 см3, приливают 50 см3
1%-ного раствора алюмокалиевых квасцов, закрывают пробкой и
встряхивают на ротаторе в течение 5—10 мин. В полученной сус-
пензии определяют концентрацию нитратов.
Растения семейства капустных (крестоцветных), маревых раз-
личаются, как правило, повышенным содержанием нитратов
(0,5—5 г/кг сырой массы), поэтому может возникнуть необходи-
мость разбавления суспензии. При содержании нитратов 1000—
3000 мг/кг (рСЫОз >2,5) суспензию фильтруют и разбавляют
1 %-ным раствором алюмокалиевых квасцов в 5 раз (8 см3 фильт-
рата ± 32 см3 раствора квасцов). При более высоком их содержа-
нии (3000—6000 мг/кг, pCNOf <2,5) разбавляют в 10 раз (4 см3
фильтрата ±36 см3 раствора квасцов). Разбавление может быть
иным, важно учитывать степень разбавления.
Концентрацию нитратов в суспензии или фильтрате измеряют
в единицах показателя степени pCNOj, соответствующей отрица-
тельному десятичному логарифму концентрации (активности)
нитрат-ионов в растворе:
pCNOj =-lgCNOj.
Шкалу ионометра предварительно градуируют в единицах
PCNO3 или милливольтах (ЭДС), используя приготовленные эта-
лонные растворы с известной концентрацией нитратов. При пост-
роении градуировочного графика на оси абсцисс (по горизонтали)
откладывают концентрацию нитратов в растворе (pCNOj), а на
оси ординат (по вертикали) — соответствующую величину показа-
ний электродной пары (ионно-селективного и электрода сравне-
ния) ионометра (ЭДС) в мВ. Концентрацию нитратов в анализи-
руемой пробе определяют (после измерения ЭДС помещенных в
раствор электродов) непосредственно по шкале прибора, отграду-
ированного в единицах pCNOj или по построенному градуиро-
вочному графику. Перед измерением электроды каждый раз опо-
ласкивают водой и выдерживают в ней 1—2 мин.
184
Измерение концентрации нитратов в растениях в единицах
pCNOf по шкале прибора. Перед измерением концентрации нит-
ратов в pCNOf прибор после прогрева настраивают в режиме
«рХ» по 0,01 М и 0,0001 М растворам KNO3 с pCNOf, равным со-
ответственно 2 и 4. В этом диапазоне концентраций соблюдается
линейность работы селективных электродов. Для проверки на-
стройки Прибора используют раствор с pCNO3, равным 3 (кон-
центрация NOf = 0,001 моль/дм3). При хорошей работе прибора
отклонение значений pCNO3 от заданного не должно превышать
0,02 единицы. После градуировки прибора электроды ополас-
кивают дистиллированной водой, остатки воды с их поверхнос-
ти удаляют фильтровальной бумагой и погружают в анализируе-
мый раствор. Показания прибора берут через 1—2 мин после
стабилизации положения стрелки или цифрового индикатора
ионометра.
Перед измерением очередного раствора электроды каждый раз
ополаскивают в стакане с дистиллированной водой и промокают
фильтровальной бумагой. На показания прибора существенно
влияет температура, поэтому испытуемые растворы и растворы
сравнения должны анализироваться при одинаковой температуре.
Проверку прибора осуществляют по эталонным растворам и про-
водят через каждые 1,5—2 ч работы, используя растворы сравне-
ния.
Содержание нитратов (мг/кг) определяют по таблицам 10—14,
составленным для растительного материала с разным содержани-
ем влаги: для сухого материала (сено, комбикорм); растительных
проб, содержащих 70—80 % воды (корнеплоды, картофель) и ма-
юриала, содержащего 80—90 % воды (арбуз, дыня, капуста, томат
и ДР-)-
Измерение концентрации нитратов в милливольтах. При работе в
> гом режиме тумблер ионометра «Род работы» ставят в положение
♦мВ» и после 20 мин прогрева прибора измеряют ЭДС в милли-
вольтах эталонных растворов с известной концентрацией нитра-
юв, начиная измерение с меньшей концентрации (0,0001 М NOf).
I Io результатам измерения ЭДС строят градуировочный график,
откладывая на оси абсцисс концентрацию раствора, выражен-
ную в ед. pCNOj, а на оси ординат — соответствующее значе-
ние в мВ.
Ионно-селективные нитратные электроды имеют линейную
функцию в диапазоне от 4 до 1 ед. pCNO3 (10~4—10~1 моль/дм3
NOf) с градиентом ЭДС на ед. pCNOy, равным 56—58 мВ. Поэто-
му за пределами этих значений концентрации необходимо разбав-
чягь растворы или брать большую навеску для анализа. Концент-
рацию нитратов анализируемого раствора в ед. pCNO3 находят по
। радуировочному графику, определив его ЭДС в мВ.
185
Концентрации:
0,1 моль/дм3 (pCNOj = 1);
0,01 моль/дм3 (pCNO^ = 2);
0,001 моль/дм3 (pCNOf = 3);
0,0001 моль/дм3 (pCNOy = 4).
По оси ординат — ЭДС в мВ калибровочного графика находят
значения pCNOy и с помощью таблиц 10—14 определяют содер-
жание нитратов в мг/кг продукции.
При переводе величин pCNOj в массовую долю нитратов в ра-
стительном материале необходимо учитывать влажность образца,
взятого для анализа, и соотношение массы пробы и объема экст-
рагирующего раствора.
10. Перевод величин pCNOj в массовую долю нитратов при анализе воздушно-
сухого растительного материала (соотношение массы пробы и объема экстрагирую-
щего раствора 1: 50)
pCNOj	Массовая доля нитратов, млн-1 (мг/кг)									
	Сотые доли					pCNOj				
	0,00	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05 |	0,06	0,07	0,08 1	0,09
2,0	30900	30200	29510	28840	28180	27540	26920	26300	25700	25120
2,1	24550	23990	23440	22910	22390	21880	21380	20890	20420	19950
2,2	19500	19050	18620	18200	17780	17380	16980	16600	16220	15850
2,3	15490	15140	14790	14450	14130	13800	13490	13180	12880	12590
2,4	12300	12020	11750	11480	11220	10960	10720	10470	10230	10000
2,5	9772	9550	9333	9120	8913	8710	8511	8318	8128	7943
2,6	7762	7586	7413	7244	7079	6918	6761	6607	6457	6310
2,7	6166	6026	5888	5754	5623	5495	5370	5248	5129	5012
2,8	4898	4786	4677	4571	4467	4365	4266	4169	4074	3981
2,9	3890	3802	3715	3631	3548	3467	3388	3311	3236	3162
3,0	3090	3020	2951	2884	2818	2754	2692	2630	2570	2512
3,1	2455	2399	2344	2291	2239	2188	2138	2089	2042	1995
3,2	1950	1905	1862	1820	1778	1738	1698	1660	1622	1585
3,3	1549	1514	1479	1445	1413	1380	1349	1318	1288	1259
3,4	1230	1202	1175	1148	1122	1096	1072	1047	1023	1000
3,5	977	955	933	912	891	871	851	832	813	794
3,6	776	759	741	724	708	692	676	661	646	631
3,7	617	603	589	575	562	549	537	525	513	501
3,8	490	479	468	457	447	437	427	417	407	398
3,9	389	380	371	363	355	347	339	331	324	316
4,0	309	302	295	288	282	275	269	263	257	251
11. Перевод величин pCNOj в массовую долю нитратов при анализе воздушно-
сухого растительного материала (соотношение массы пробы и объема экстрагирую-
щего раствора 1:10)
pCNOj
Массовая доля нитратов, млн-1 (мг/кг)
Сотые доли pCNOj
0,00 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0.06 | 0,07 | 0,08 | 0Д9
2,0	6166	6026	5888	5754	5623	5495	5370	5248	5129	5012
2,1	4898	4786	4677	4571	4467	4365	4266	4169	4074	3981
186
Продолжение
pCNOj	Массовая доля нитратов, млн-1 (мг/кг)									
	Сотые доли pCNOj									
	0,00	| 0,01	0,02	| 0,03	0,04	| 0,05 |	0,06	0,07	0,08	0,09
2,2	3890	3802	3715	3631	3548	3467	3388	3311	3236	3162
2,3	3090	3020	2951	2884	2818	2754	2692	2630	2570	2512
2,4	2455	2399	2344	2291	2239	2188	2138	2089	2042	1995
2,5	1950	1905	1862	1820	1778	1738	1698	1660	1622	1585
2,6	1549	1514	1479	1445	1413	1380	1349	1318	1288	1259
2,7	1230	1202	1175	1148	1122	1096	1072	1047	1023	1000
2,8	977	955	933	912	891	871	851	831	813	794
2,9	776	758	741	724	708	692	676	661	646	631
3,0	617	603	589	575	562	550	537	524	512	501
3,1	490	479	468	457	447	436	427	417	407	398
3,2	389	380	372	363	355	347	339	331	324	316
3,3	309	302	295	288	282	275	269	263	257	251
3,4	245	240	234	229	224	219	214	209	204	200
3,5	195	190	186	182	178	174	170	166	162	158
3,6	155	151	148	145	141	138	135	132	129	126
3,7	123	120	117	115	112	ПО	107	105	102	100
3,8	98	96	93	91	89	87	85	83	81	79
3,9	78	76	74	72	71	69	67	66	64	63
4,0	62	60	59	57	56	55	54	52	51	50
4,1	49	48	47	46	45	44	43	42	41	40
4,2	39	38	37	36	35	35	34	33	32	32
4,3	31	30	29	28	28	27	27	26	26	25
4,4	25	24	23	23	22	22	21	21	20	20
4,5	19	19	18	18	17	17	17	16	16	15
12. Перевод величин pCNOj в массовую долю нитратов
при анализе растительного материала с содержанием воды 70 %
(соотношение массы пробы и объема экстрагирующего раствора 1:5)
1>с NO,	Массовая доля нитратов, млн-' (мг/кг)									
	Сотые доли pCNOj									
	0,00	0,01	| 0,02	| 0,03	0,04	| 0,05	0,06	1 0,07	0,08	1 0,09
2,0	3548	3467	3388	3311	3236	3162	3090	3020	2951	2884
2,1	2818	2754	2692	2630	2570	2512	2455	2399	2344	2291
2,2	2239	2188	2138	2089	2041	1995	1950	1905	1862	1820
2,3	1778	1738	1698	1660	1622	1585	1549	1514	1479	1445
2,4	1413	1380	1349	1318	1288	1259	1230	1202	1175	1148
2,5	1122	1096	1072	1047	1023	1000	977	955	933	912
2,6	891	871	851	831	813	794	776	759	741	724
2,7	708	692	676	661	646	631	617	605	589	575
2,8	562	549	537	525	513	501	490	479	468	457
2,9	447	436	427	417	407	398	389	380	371	363
3.0	355	347	339	331	324	316	309	302	295	288
1,1	282	275	269	263	257	251	246	240	237	229
3,2	224	219	214	209	204	200	195	190	186	182
1,3	178	174	170	166	162	158	155	151	148	144
1.4	141	138	135	132	129	126	123	120	117	115
1,5	112	ПО	107	105	102	100	98	95	93	91
’,6	89	87	85	83	81	79	78	76	74	73
187
Продолжение
pCNOy	Массовая доля нитратов, млн'1 (мг/кг)									
	Сотые доли pCNOy									
	0,00	0,01	0,02	| 0,03	0,04	0,05 |	0,06 |	0,07	0,08	0,09
3,7	71	69	68	66	65	63	62	60	60	57
3,8	56	55	54	52	51	50	49	48	47	45
3,9	44	44	43	42	41	40	39	38	37	36
4,0	35	35	56	33	32	31	31	30	29	29
4,1	28	27	27	26	26	25	24	24	23	23
4,2	22	22	21	21	20	20	19	19	18	18
4,3	18	17	17	16	16	16	16	15	15	14
4,4	14	14	13	13	13	13	12	12	11	11
4,5	11	11	11	10	10	10	10	9	9	9
13. Перевод величин pCNOf в массовую долю нитратов
при анализе растительного материала с содержанием воды 80 %
(соотношение массы пробы и объема экстрагирующего раствора 1:5)
pCNOy	Массовая доля нитратов, млн-1 (мг/кг)									
	Сотые доли pCNOy									
	0,00	0,01	0,02	| 0,03	0,04	0,05 |	0,06	0,07	0,08	0,09
1,6	9033	8827	8626	8430	8238	8050	7867	7688	7513	7342
1,7	7175	7012	6852	6696	6544	6375	6249	6107	5968	5832
1,8	5699	5570	5443	5319	5198	5079	4964	4851	4740	4633
1,9	4527	4424	4323	4225	4129	4035	3943	3853	3765	3680
2,0	3596	3514	3434	3356	3280	3205	3132	3061	2991	2923
2,1	2856	2791	2728	2666	2605	2546	2488	2431	2376	2322
2,2	2269	2217	2167	2117	2069	2022	1976	1931	1887	1844
2,3	1802	1761	1721	1682	1644	1606	1570	1534	1499	1465
2,4	1432	1399	1367	1336	1306	1276	1247	1218	1191	1164
2,5	1137	1111	1086	1061	1037	1013	990	968	946	934
2,6	903	883	863	843	824	805	787	769	751	734
2,7	717	701	685	670	654	639	625	611	597	583
2,8	570	557	544	532	520	508	496	485	474	463
2,9	453	442	432	422	413	403	394	385	377	368
3,0	360	351	343	336	328	320	313	306	299	292
3,1	286	279	273	267	261	256	249	243	238	232
3,2	227	222	217	212	207	202	198	193	189	184
3,3	180	176	172	168	164	161	157	153	150	146
3,4	143	140	137	134	131	128	125	122	119	116
3,5	114	111	109	106	104	101	99	97	95	92
3,6	90	88	86	84	82	80	78	76	75	73
3,7	70	70	68	67	65	63	62	61	59	58
3,8	57	55	54	53	52	50	49	48	47	46
3,9	45	44	43	42	41	40	39	38	37	36
4,0	36	35	34	33	32	32	31	30	29	29
188
14. Перевод величин pCNOj в массовую долю нитратов
при анализе растительного материала с содержанием воды 90 %
(соотношение массы пробы и объема экстрагирующего раствора 1: 5)
pCNOj	Массовая доля нитратов, млн*1 (мг/кг)									
	Сотые доли					pCNOj				
	0,00	0,01	0,02	| 0,03	0,04	0,05 |	0,06	0,07	0,08	0,09
1,6	9188	8979	8775	8575	8380	8189	8003	7821	7643	7469
1,7	7299	7133	6970	6812	6656	6505	6357	6212	6071	5933
1,8	5798	5666	5537	5411	5287	5167	5049	4935	4822	4712
1,9	4603	4500	4398	4298	4200	4104	4011	3920	3830	3743
2,0	3658	3575	3493	3414	3336	3260	3186	3113	3043	2973
2,1	2906	2840	2775	2712	2650	2590	2531	2473	2417	2362
2,2	2308	2256	2204	2154	2105	2057	2010	1964	1920	1876
2,3	1833	1792	1751	1711	1672	1634	1597	1560	1525	1490
2,4	1456	1423	1391	1359	1328	1298	1268	1239	1211	1184
2,5	1157	ИЗО	1105	1080	1055	1031	1007	985	962	940
2,6	919	898	877	858	838	819	800	782	764	747
2,7	730	713	697	681	666	650	636	621	607	593
2,8	580	567	554	541	529	517	505	493	482	471
2,9	461	450	440	430	420	410	401	392	383	374
3,0	366	357	349	341	334	326	319	311	304	297
3,1	291	284	277	271	265	259	253	247	242	236
3,2	231	226	220	215	210	206	201	196	192	188
3,3	183	179	175	171	167	163	166	156	152	149
3,4	146	142	139	136	130	130	127	124	121	118
3,5	116	113	ПО	108	105	103	101	98	96	94
3,6	92	90	88	86	84	82	80	78	76	75
3,7	73	71	70	68	67	65	64	62	61	59
3,8	58	57	55	54	53	52	50	49	48	47
3,9	46	45	44	43	42	41	40	39	40	37
4,0	36	36	35	34	33	33	32	31	30	30
Материалы и оборудование. Образцы свежего или воздушно-су-
хого растительного материала. Мельница лабораторная. Шкаф су-
шильный лабораторный. Гомогенизатор. Весы технические и ана-
литические. Ионометр или pH-метр. Ионно-селективный элект-
род НПО «Квант», ЭМ-МО3-01 или др. Электрод вспомогатель-
ный хлоридсеребряный. Фарфоровые ступки или чашки.
Химические стаканы вместимостью 100—150 см3. Колбы мерные
вместимостью 1 дм3, колбы конические на 150—200 см3. Дозатор
или мерные цилиндры на 50 см3. Терки. Ножи. Кюветы. Шпатели.
Реактивы. 1. 1%-ный раствор алюмокалиевых квасцов:
10 г KA1(SO4)2 • 12Н2О растворяют в колбе вместимостью 1 дм3 ди-
i гиллированной водой и доводят объем до метки.
2.	Основной стандартный 0,1 М раствор KNO3 (pCNOj =
1): 10,11 г х.ч. перекристаллизованного и высушенного при тем-
пературе 100—105 °C до постоянной массы нитрата калия раство-
ряют в 1%-ном растворе алюмокалиевых квасцов в мерной колбе
вместимостью 1 дм3 и доводят объем этим же раствором до метки.
189
3.	0,01 М раствор K.NO3 (pCNOy = 2) готовят 10-кратным раз-
бавлением 0,1 М раствора KNO3. Берут пипеткой 100 см3 0,1 М
раствора KNO3, переносят в мерную колбу на 1 дм3 и доводят
объем до метки 1%-ным раствором алюмокалиевых квасцов.
4.	0,001 М раствор KNO3 (pCNO3 = 3) готовят 10-кратным раз-
бавлением 0,01 М раствора KNO3: 100 см3 0,01 М раствора KNO3
переносят в мерную колбу на 1 дм3 и доводят объем до метки
1%-ным раствором алюмокалиевых квасцов.
5.	0,0001 М раствор KNO3 (pCNO3 = 4) готовят 10-кратным
разбавлением 0,001 М раствора KNO3 1%-ным раствором алюмо-
калиевых квасцов.
Подготовка нитратного ионно-селективного и вспомогательного
электродов к работе. Мембранный ионно-селективный нитратный
электрод и вспомогательный электрод сравнения готовят к работе в
соответствии с инструкциями, прилагаемыми к ним. При кратков-
ременных промежутках между анализами мембранный нитратный
электрод погружают в 0,0001 М раствор KNO3 (pCNO3 = 4); если
перерывы в работе составляют более 1 сут, его хранят в 0,001 М ра-
створе нитрата калия (pCNOy = 3). При длительных перерывах
между анализами (более 1 нед) электрод промывают дистиллирован-
ной водой и хранят на воздухе в сухой пробирке и стакане, а перед
началом работы его вымачивают в течение 1—2 ч в 0,1 М растворе
KNO3 (pCNO3~ = 1). В обоих случаях перед началом измерений ион-
но-селективный электрод хорошо промывают водой.
Вспомогательный электрод сравнения в перерывах между ис-
следованиями погружают в стакан с дистиллированной водой.
Проверка правильности работы электродной пары. Проверку пра-
вильности работы электродной пары следует начинать с подбора
нитратного ионно-селективного электрода, который обеспечивает
линейность характеристики электрода в диапазоне pCNOj = 1—4 с
изменением потенциала электродной пары 56 ± 2 мВ на единицу
pCNOf. В правильности работы электродной пары (нитратного
ионно-селективного электрода в паре со вспомогательным хлор-
серебряным электродом) можно удостовериться с помощью стан-
дартного образца корма, проверенного на содержание нитратов.
При превышении допустимого отклонения от аттестованного зна-
чения необходимо подобрать другие пары электродов.
2.5.	МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОРА
В РАСТЕНИЯХ
Для объективной оценки нуждаемости растений в фосфорном
питании, определения выноса фосфора урожаем необходимы хи-
мические анализы на содержание этого элемента в растениях.
190
Фосфор — необходимый и один из наиболее дефицитных для
растения зольных элементов в почве, определяющий высоту и ка-
чество урожая сельскохозяйственных культур. Знание потребнос-
ти растений в фосфорном питании на отдельных этапах онтогене-
за, а также потребности в фосфоре планируемого урожая позволя-
ет правильно составить систему применения органических и ми-
1 тральных удобрений.
В вегетирующих растениях большая часть фосфора сосредото-
чена в молодых органах растений. В растениях, заканчивающих
цикл развития, фосфор также распределяется неравномерно. В
зерне его в 4—5 раз больше, чем в соломе, у корне- и клубнепло-
дов содержание фосфора в товарной части урожая ниже, чем в
ботве.
Фосфор входит в состав многочисленных органических соеди-
нений, некоторая его часть содержится также в минеральной фор-
ме. Основными органическими веществами, содержащими фос-
фор в качестве структурного компонента, являются: нуклеиновые
кислоты, макроэргические соединения АТФ, многочисленные
фосфорные эфиры углеводов, аминокислот, липидов, протеидов,
фитина и др. Первостепенное значение принадлежит фосфору
|акже в углеводном, белковом и липидном обмене веществ. При
1^достатке фосфорного питания растений урожай и качество про-
дукции значительно снижаются.
2.5.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОСФОРА В РАСТЕНИЯХ
ПОСЛЕ СУХОГО ОЗОЛЕНИЯ
Принцип метода. При осторожном сухом озолении раститель-
। юго материала находящаяся в нем фосфорная кислота остается в
юле в виде различных солей металлов. Полученные соли раство-
ряют соляной кислотой. Переведенная в раствор фосфорная кис-
лота, реагируя с молибдатом аммония, дает в присутствии восста-
i ювителя (дихлорида олова, аскорбиновой кислоты и др.) голубое
окрашивание, интенсивность которого пропорциональна содер-
жанию фосфорной кислоты в растворе.
Ход анализа. Растительный материал озоляют, как указано в
разделе 2.3.2. После охлаждения тиглей с золой в эксикаторе со-
юржимое смачивают дистиллированной водой (4—5 капель) и ра-
. пюряют в 5 см3 25%-ной соляной кислоты, тщательно переме-
шивая содержимое тиглей стеклянной палочкой. Полученный со-
лянокислый раствор золы при помощи воронки переносят в мер-
ную колбу вместимостью 100 см3 (колба № 1). Из этой колбы
tx-рут аликвоту раствора для определения содержания фосфора од-
ним из методов, изложенных ниже.
191
2.5.2.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОСФОРА В РАСТЕНИЯХ
ПОСЛЕ МОКРОГО ОЗОЛЕНИЯ
Метод мокрого озоления растительного материала основан на
окислении аналитической пробы серной кислотой в присутствии
катализаторов, ускоряющих процесс окисления органического ве-
щества растений. При мокром озолении потери азота, фосфора и
других зольных элементов полностью исключаются. В этом состо-
ит главное его преимущество перед методом сухого озоления, где
азот теряется полностью, а при неправильном температурном ре-
жиме сухого озоления возможны потери фосфора и отдельных
микроэлементов (см. раздел 2.3.2).
Существует несколько модификаций метода озоления расте-
ний в концентрированной серной кислоте, предложенного
И. Г. Кьельдалем в 1883 г., отличающихся в основном выбором ка-
тализатора. В агрохимических исследованиях наиболее широко
распространены озоление растительного материала с добавлением
селена в качестве катализатора и метод ускоренного мокрого озо-
ления (по К. Е. Гинзбург) смесью концентрированных серной и
хлорной кислот.
Полученный раствор (минерализат) переносят в колбу вмести-
мостью 100 см3 (исходный раствор, колба № 1) и используют для
определения содержащихся в нем фосфора, азота, калия и других
элементов питания.
2.5.3.	КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА
В основе колориметрических методов определения фосфора в
растворах лежит открытая в 1896 г. Ж. Дениже способность фосфат-
ионов (Н2РО4, НРО?“) в кислой среде образовывать с молибдено-
вой кислотой (МОО4 ) фосфорно-молибденовую гетерополикис-
лоту Н7[Р(Мо2О7)6] • 2Н2О. В присутствии восстановителей [хло-
рида олова(П), аскорбиновой кислоты, гидразина, сульфита на-
трия и др.] входящий в состав этой кислоты шестивалентный
молибден частично восстанавливается в пятивалентный (2Мо6+ +
+ Sn2+ = 2Мо5+ + Sn4+), образуя комплексное соединение (гетеро-
комплекс) переменного состава (МоО2  4МоО3)2НРО4 • 4Н2О, на-
зываемое фосфорно-молибденовой синью, придающее раствору
голубой цвет. Интенсивность голубой окраски в широком диапа-
зоне концентраций фосфорной кислоты пропорциональна ее со-
держанию в растворе. Наиболее устойчива фосфорно-молибдено-
вая синь, следовательно, и окраска раствора образуется при взаи-
модействии фосфорной кислоты (фосфат-ионов) и молибденово-
кислого аммония в кислой среде — 0,4—0,5 н. растворе кислоты
192
при pH 0,3—0,4- В этих условиях восстановитель расходуется в ос-
новном на восстановление молибдена, связанного с фосфором в
комплексе, и не восстанавливается оставшаяся часть молибдат-
ионов, находящихся в растворе в избытке.
Доля окисленного (Мо6+) и восстановленного (Мо5+) молибде-
на в гетерокомплексе (МоО2  4МоО3)2НРО4  4Н2О, а следователь-
но, интенсивность и устойчивость его окраски зависят не только
от содержания в растворе фосфорной кислоты, но и от соотноше-
ния в растворе между кислотами (НС1, НС1О4, H2SO4, H4SiO4),
молибдатом аммония и восстановителем. Поэтому очень важно
строго соблюдать необходимые условия анализа, из которых опре-
деляющими являются реакция среды и активность восстановите-
ля, так как фосфорно-молибденовая гетерополикислота образует-
ся только в определенной кислой среде. В нейтральной среде го-
лубое окрашивание раствора может появляться без фосфора. В
сильнокислых растворах и неправильно приготовленном восста-
новителе окрашенный в голубой цвет комплекс фосфорно-молиб-
деновой гетерополикислоты разрушается с образованием фосфо-
ромолибдата аммония (NH4)3H4[P(Mo2O7)6], окрашенного в жел-
тый цвет. Присутствие в растворе голубого и желтого фосфоромо-
либдата придает ему зеленый цвет, что свидетельствует об ошибке
н аналитической работе.
Используемые в настоящее время разные модификации метода
Ж. Дениже различаются в основном условиями комплексообразо-
вания — реакцией среды раствора (pH от 0 до 1), количеством до-
бавляемого молибдата аммония (0,1—0,5 %) и свойством исполь-
>уемых восстановителей (сильные — слабые). В зависимости от
соотношения используемых для анализа реагентов чувствитель-
ность методов (модификаций) будет различна. При анализе расти-
тельного материала с высоким содержанием фосфора желательно
выбрать менее чувствительный метод, а не брать малую навеску
или многократно разбавлять исходный раствор, увеличивая тем
самым ошибку определения.
2.5.3.1.	Определение фосфора по методу А. Малюгина и С. Хреновой
Принцип метода. Метод основан на определении фосфора (фос-
фат-ионов) после сухого или мокрого озоления растительного ма-
териала по восстановленной в голубой цвет фосфорно-молибде-
новой кислоте. Реакцию проводят в 0,5 н. (0,25М) растворе сер-
ной кислоты с использованием сильного восстановителя — SnCl2.
Метод отличается высокой чувствительностью и хорошей точное-
н.ю в диапазоне концентраций 0,01—0,1 Р2О5 мг/дм3, что часто
вызывает необходимость работать с разбавленными растворами.
I I 8539
193
Ход анализа. Из колбы № 1 берут пипеткой 20 см3 раствора,
полученного после сухого или мокрого озоления (во взятой алик-
воте должно содержаться 0,2—0,8 мг Р2О5), переносят в чистую
мерную колбу № 2 вместимостью 100 см3 и доводят ее объем дис-
тиллированной водой до метки. Колбу закрывают пробкой и тща-
тельно перемешивают. Из колбы № 2 берут пипеткой 10 см3 ра-
створа и переносят в колбу № 3 вместимостью 100 см3 (разбавле-
ния не понадобится, если в колбу № 3 взять из колбы № 1 2—5 см3
исходного раствора). Затем в колбу № 3 приливают около 20—
30 см3 дистиллированной воды, добавляют 2—3 капли индикатора
фенолфталеина и, перемешивая содержимое, нейтрализуют 10%-ным
раствором NaOH или 10%-ным раствором аммиака до появления
розового окрашивания. Розовую окраску раствора, мешающую в
дальнейшем проявлению голубой окраски фосфорно-молибде-
новой гетерополикислоты, устраняют, добавляя по каплям (1 —
3 капли) при постоянном перемешивании 10%-ный раствор со-
ляной кислоты до обесцвечивания (исчезновения розовой окрас-
ки).
Нейтрализация раствора с неизвестным количеством остав-
шейся после озоления серной кислоты необходима, чтобы, доба-
вив затем строго определенное количество кислоты, создать тре-
буемую для образования голубого фосфоромолибдатного комп-
лекса реакцию среды (pH = 0,3—0,4).
После нейтрализации раствора в колбу № 3 приливают 10 см3
25%-ного раствора серной кислоты (реактив 1), 20—30 см3 дистил-
лированной воды и 10 см3 2%-ного раствора молибдата аммония
(реактив 2). Содержимое колбы перемешивают, объем раствора в
колбе доводят дистиллированной водой до метки (по верхней час-
ти мениска), хорошо перемешивают и добавляют 5—6 капель хло-
рида олова (II). Колбу после добавления олова закрывают пробкой
и раствор снова тщательно перемешивают до проявления устой-
чивой голубой окраски. Через 10—15 мин определяют на ФЭК оп-
тическую плотность окрашенных растворов при длине волны
710—720 нм, используя кюветы толщиной 20 мм. При отсутствии
в приборе указанного светофильтра измерения проводят при
красном светофильтре в диапазоне 650—800 нм. При выборе све-
тофильтра необходимо иметь в виду, что состав окрашивающего
раствор в голубой цвет фосфатмолибдатного комплекса меняется
в зависимости от условий его образования и, как следствие, из-
меняется и оптимальный диапазон наиболее интенсивного спек-
тра поглощения. Поэтому при колориметрировании растворов
на спектрофотометре длину волны устанавливают эксперимен-
тально по максимуму поглощения света. Возможная область —
650—800 нм. В спектрофотометре используют кюветы толщиной
10 мм.
194
Параллельно проводят аналогично исследуемому образцу окра-
шивание и колориметрирование контрольного образца. Результа-
ты определения фосфора в контроле вычитают из результатов оп-
ределения его в испытуемом образце.
Для вычисления результатов анализа готовят шкалу стандарт-
ных растворов и после измерения оптической плотности строят
градуировочный график. Для этого в 9 пронумерованных (от 1 до
9) мерных колб вместимостью 100 см3 приливают согласно табли-
це 15 указанное количество образцового раствора фосфора. В ка-
честве рабочего образцового раствора используют раствор
КН2РО4, содержащий в 1 см3 0,002 мг Р2О5 (реактив 5).
15. Приготовление шкалы образцовых растворов сравнения
по А. Малюгину и С. Хреновой
Показатель	Номер колбы шкалы сравнения								
	1	Т 2	1 3	4	5	6	2	1 8	
Объем взятого образ- цового раствора, см3	5	10	15	20	25	30	35	40	50
Содержание Р2О5 в колбе, мг/100 см3 Оптическая плот- ность раствора (D)	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,10
В каждую колбу доливают примерно по 60—70 см3 дистиллиро-
ванной воды и после перемешивания приливают 10 см3 25%-ного
раствора серной кислоты (реактив 1) и 10 см3 2%-ного раствора
молибдата аммония (реактив 2). Содержимое колбы перемешива-
ют, доводят дистиллированной водой объем раствора до метки (по
верхней части мениска), добавляют 5—6 капель раствора восста-
новителя — SnCl2 (реактив 3) и, закрыв пробкой, содержимое кол-
бы снова тщательно перемешивают.
Оптическую плотность окрашенных растворов сравнения из-
меряют через 10—15 мин на фотоэлектроколориметре при крас-
ном светофильтре с длиной волны светопропускания 710—720 нм
или используют широкополосные красные светофильтры в диапа-
юне длин волн 650—800 нм. В качестве контрольного компенса-
ционного раствора используют дистиллированную воду или смесь
г гем же объемом раствора серной кислоты и молибдата аммония
и восстановителя.
По результатам измерения оптической плотности растворов
сравнения строят (на миллиметровой бумаге) градуировочный
। рафик, откладывая на оси абсцисс в принятом масштабе концен-
। рацию Р2О5 (мг), а на оси ординат — соответствующие концент-
рациям фосфора значения оптической плотности раствора
(рис. 40).
195
Рис. 40. Градуировочный график для колориметрического определения
фосфора в растениях
Полученные точки соединяют прямой линией, руководствуясь
общим правилом построения графиков. Если при 2—3-кратном
измерении какого-либо образцового раствора сравнения результат
выпадает из графика, то данный раствор приготовлен неверно и
его готовят вновь. Построенный градуировочный график действи-
телен лишь в день проведения анализа; пользование им в последу-
ющие дни требует корректировки по свежеприготовленной шкале
окрашенных растворов его построения.
Для установления концентрации фосфора в испытуемом ра-
створе находят на оси ординат точку, соответствующую показа-
нию оптической плотности данного раствора, проводят от нее
перпендикуляр (параллельно оси абсцисс) до пересечения с лини-
ей графика и из точки их пересечения опускают перпендикуляр на
ось абсцисс, где отсчитывают концентрацию фосфора (мг).
Содержание Р2О5 (%) в пересчете на воздушно-сухую массу
вещества рассчитывают по формуле
Р2О5 =
аГ^-100
mV2V4 ’
где а — Р2О5 по градуировочному графику, мг/100 см3; Pj — объем раствора ого-
ленного растительного материала, см3 (исходный раствор, колба № 1); V2 — объем
раствора (аликвота), взятого для разбавления из колбы № 1 в колбу № 2 , см3;
— вместимость колбы (№ 2), взятой для разбавления исходного раствора, см3;
Й4 — объем раствора, взятого из колбы № 2 в колбу № 3 для окрашивания и коло-
риметрирования, см3; т — навеска растительного материала, взятого для озоле-
ния, мг; 100 — коэффициент для пересчета в проценты.
Реактивы. 1. 25%-ный раствор серной кислоты: 150 см3 H2SO4
(пл. 1,84) приливают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, содер-
196
жащую 600—700 см3 дистиллированной воды. После охлаждения
раствор доводят дистиллированной водой до метки и перемеши-
вают.
2.	2%-ный раствор молибдата аммония: 20 г соли (NH4)2MoO4
растворяют в стакане дистиллированной водой, раствор количе-
ственно переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и объем
доводят водой до метки.
3.	Раствор хлорида олова (SnCl2): 2 г металлического олова по-
мещают в фарфоровую чашку, приливают 30—40 см3 концентри-
рованной соляной кислотой (пл. 1,19), чашку ставят на кипящую
водяную баню (под тягой) и выдерживают, периодически поме-
шивая стеклянной палочкой, до полного растворения олова. Для
ускорения растворения олова в чашку добавляют 2—3 капли
4%-ного раствора медного купороса (CuSO4 - 5Н2О). После ра-
створения олова содержимое чашки выпаривают досуха и осадок
хлорида олова растворяют 10 см3 разбавленной серной кислотой
(реактив 1), осторожно разминая комочки соли стеклянной палоч-
кой. Полученный 20%-ный раствор SnCl2 хранят 1—2 мсс в склян-
ке с притертой пробкой.
В день анализа готовят 1%-ный раствор SnCl2, для чего в мер-
ную пробирку на 20 см3 берут 1 см3 20%-ного раствора хлорида
олова, прибавляют 5 см3 25%-ного раствора серной кислоты и до-
водят объем водой до метки. Срок годности 1%-ного раствора
SnCl2 не более 3 дней.
При отсутствии металлического олова раствор восстановителя
ютовят из соли дихлорида олова: на аналитических весах берут
0,2 г (200 мг) соли SnCl2, переносят в стеклянную пробирку, при-
ливают 10 см310%-ного раствора соляной кислоты (НС1), пробир-
ку помещают в стакан с горячей водой и содержимое стакана ки-
пятят до полного растворения дихлорида олова. Раствор использу-
ют в день приготовления.
4.	4%-ный раствор сульфата меди: 4 г CuSO4  5Н2О, х.ч. растворя-
югдистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 см3.
5.	Исходный образцовый раствор фосфата: 0,1917 г (±0,0001 г)
перекристаллизованного и высушенного х.ч. КН2РО4 растворяют
дистиллированной водой в мерной колбе объемом 1 дм3 и объем
раствора доводят водой до метки. Исходный образцовый раствор в
I см3 содержит 0,1 мг Р2О5. Для приготовления рабочего образцо-
вого раствора берут пипеткой 20 см3 исходного образцового ра-
с гвора, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят
объем дистиллированной водой до метки. В 1 см3 рабочего образ-
цового раствора содержится 0,002 мг Р2О5.
6.	1%-ный спиртовой раствор фенолфталеина (индикатор).
7.	10%-ный раствор NaOH.
8.	10%-ный раствор НС1.
1У7
Оборудование и посуда. Фотоэлектроколориметр или спектро-
фотометр, весы технические и аналитические, мерные колбы вме-
стимостью 100 и 1000 см3, пипетки на 2, 4, 10 и 20 см3, бюретка,
промывалка.
2.5.3.2. Определение фосфора по Е. Труогу и А. Мейеру
Принцип метода. Метод определения фосфорной кислоты в ра-
створе основан на появлении голубого цвета фосфорно-молибде-
новой кислоты в присутствии сильного восстановителя SnCl2,
кислотность раствора 0,4 н. H2SO4. Метод обладает высокой чув-
ствительностью: от 0,05—0,1, но не более 1 мг/дм3 Р2С>5. Определе-
нию фосфора мешает кремниевая кислота при содержании боль-
ше 8 мг/100 см3 и железо трехвалентное (Fe3+) при концентрации
больше 4 мг/100 см3 окрашиваемого раствора.
Ход анализа. Из колбы № 1 берут 5—10 см3 раствора, получен-
ного после мокрого или сухого озоления (во взятой для анализа
аликвоте должно содержаться 0,02—0,08 мг P2Os), переносят в
мерную колбу на 100 см3, добавляют 20—30 см3 дистиллированной
воды, 3 капли индикатора фенолфталеина и нейтрализуют
10%-ной NaOH или 10%-ным раствором аммиака (NH4OH) до
розового цвета раствора. Затем для обесцвечивания раствора,
окраска которого будет мешать проведению дальнейшего ана-
лиза, добавляют по каплям (1—3 капли) 10%-ный раствор соля-
ной кислоты.
После нейтрализации раствора в колбу приливают 30—40 см3
дистиллированной воды (о&ьем жидкости в колбе не должен пре-
вышать 85—90 см3), содержимое перемешивают и добавляют 4 см3
2,5%-ного раствора молибдата аммония (комплексообразователя)
в 40%-ной серной кислоте (реактив 1) и хорошо перемешивают.
Затем объем раствора в колбе доводят дистиллированной водой до
метки (по верхней части мениска) и добавляют 5—6 капель 2,5%-
ного свежеприготовленного хлорида олова SnCl2 (реактив 2), кол-
бу закрывают пробкой и тщательно перемешивают. Через 10—
15 мин, после устойчивого проявления синей окраски, измеряют
оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре при
красном светофильтре (длина волны 650 нм), используя кювету
толщиной 10 (20) мм. В качестве контроля в кювету наливают
воду. Содержание фосфора в пробе находят по градуировочному
графику (см. рис. 40).
Приготовление шкалы стандартных растворов. В мерные прону-
мерованные (от 1 до 9) колбы вместимостью 100 см3 берут из бю-
ретки или пипеткой указанное в таблице 16 количество стандарт-
ного рабочего раствора однозамещенного фосфата калия
198
(КН2РО4) с содержанием Р2О5 0,01 мг/см3. В колбах по возрастаю-
щей будет содержаться 0; 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07 и
0,08 Р2О5 мг/100 см3. Затем в колбы (перемешивая содержимое
после каждой операции) наливают примерно по 80—85 см3 дис-
тиллированной воды, приливают по 4 см3 комплексообразовате-
ля — молибдата аммония в серной кислоте (реактив 1) и добавля-
ют по 5—6 капель раствора хлорида олова (реактив 2). Объем ра-
створов в колбе доводят водой до метки, закрывают пробкой и
тщательно перемешивают содержимое. Через 10—15 мин измеря-
ют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре при крас-
ном светофильтре в кювете шириной 10 (20) мм.
16. Приготовление шкалы образцовых растворов сравнения
по Е. Труогу и А. Мейеру
Показатель	Номер колбы шкалы сравнения
	1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8	9
Объем взятого образ- цового раствора, см3	0	1	2	3	4	5	6	7	8
Содержание P2Os в колбе, мг/100 см3 Оптическая плот-	0 0	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08
ность раствора (D)
Согласно полученным показаниям оптической плотности ра-
створов, на миллиметровой бумаге строят в соответствующем мас-
штабе градуировочный график (см. рис. 40).
Количество фосфора в испытуемой пробе находят по градуиро-
вочному графику, используя для этого показания оптической
плотности окрашенного раствора. Найденную по графику кон-
центрацию Р2О5, которая соответствует оптической плотности ра-
створа, подставляют в формулу для расчета содержания фосфора
(%) в исследуемом растительном материале:
Р2О5 =
пК-100
mV\
me а —содержание Р2О5 по градуировочному графику, мг/100 см3; И—объем pa-
ri вора озоленного растительного материала, см3 (исходный раствор, колба № 1);
т — навеска растительного материала, взятого для озоления, мг; Ц — объем ра-
< inopa, взятого из колбы № 1 в колбу № 2 для окрашивания и колориметрирова-
ния, см3; 100 — коэффициент для пересчета в проценты.
Результаты анализа записывают в таблицу 17 по приведенной
форме.
199
17. Результаты анализа
№
образца
Количество растительного материала, взятого для озоления, мг	Исходный объем раствора золы, см3 (колба № 1)	Объем раствора золы, взято- го для окра- шивания, см3	Оптическая плотность раствора	Количество „РА найденное по графику, мг	Содержание Р2О5в веществе, %
					
Реактивы. 1. Реактив 1 (комплексообразователь): 25 г молибда-
та аммония (NH4)2MoO4 (ГОСТ 376—64), х.ч. растворяют в 200 см3
дистиллированной воды при нагревании. Одновременно в мерную
колбу вместимостью 1 дм3 вливают 500 см3 дистиллированной
воды и осторожно по стенке колбы без перемешивания приливают
280 см3 H2SO4 (пл. 1,84, х.ч.). После остывания обоих растворов в
колбу с раствором серной кислоты приливают раствор молибдата
аммония, охлаждают и объем доводят водой до метки. Хранят ра-
створ в темной склянке в течение 1 года.
2.	Восстановитель (реактив 2) — 2,5%-ный раствор дихлорида
олова: на аналитических весах берут 0,25 г (250 мг) соли
SnCl2 • 2Н2О, переносят в стеклянную пробирку вместимостью
15—20 см3, приливают 10 см310%-ного раствора соляной кислоты
(НС1), пробирку помещают в стакан с горячей водой и содержи-
мое стакана кипятят до полного растворения соли олова. Раствор
используют в день приготовления.
3.	Исходный образцовый раствор фосфата: 0,1917 г КН2РО4
(ГОСТ 4198—65), х.ч. растворяют дистиллированной водой в мер-
ной колбе вместимостью 1 дм3 и объем раствора доводят водой до
метки. Исходный образцовый раствор содержит 0,1 мг Р2О5 в
1 см3. Для приготовления рабочего образцового раствора фосфата
с содержанием 0,01 мг Р2О5 в 1 см3 берут 20 см3 исходного образ-
цового раствора, переносят в мерную колбу вместимостью 200 см3
и доводят дистиллированной водой объем раствора до метки.
4.	1%-ный спиртовой раствор фенолфталеина (индикатор).
5.	10%-ный раствор NaOH.
6.	10%-ный раствор НС1.
Оборудование и посуда. Фотоэлектроколориметр. Весы. Мер-
ные колбы вместимостью 100 и 1000 см3. Пипетки на 5 и 10 см3.
Бюретка.
2.5.3.3.	Определение фосфора с применением аскорбиновой
кислоты по Ж. Мерфи и Ж. Райли
Принцип метода. Метод основан на образовании в кислой среде
комплекса фосфоромолибдата аммонония (НН4)3Н4[Р(Мо2О7)б] • 2Н2О
желтого цвета, который восстанавливают аскорбиновой кислотой
в присутствии катализатора сурьмы в фосфатмолибдатный комп-
200
леке переменного состава (МоО2 • 4МоОз)2НРО4 • 4Н2О, синего
цвета (фосфорно-молибденовую синь), окрашивающий раствор в
голубой цвет. Устойчивая голубая окраска раствора достигается
через 10—12 мин и сохраняется в течение 1 сут. Метод обладает вы-
сокой чувствительностью (0,05—0,1, но не более 1мг Р2О5 в дм3).
Определению мешает кремниевая кислота (больше 8 мг/100 см3) и
трехвалентное железо (Fe3+, больше 4 мг/100 см3).
При использовании этого метода для определения фосфора в
пробах с высоким содержанием кремния (сено, солома злаковых
культур) необходимо освобождать от него растворы золы фильтро-
ванием.
Ход анализа. Для определения из колбы № 1 берут 5 или 10 см3
раствора после сухого или мокрого озоления растительного матери-
ала (во взятой аликвоте испытуемого раствора должно содержаться
0,03—0,07 мг Р2О5), переносят в мерную колбу вместимостью
100 см3, приливают около 30—40 см3 дистиллированной воды, до-
бавляют 3 капли бета-динитрофенола и нейтрализуют 10%-ной
NaOH до золотисто-желтого цвета (нейтрализацию раствора можно
проводить по фенолфталеину до слабо-розовой окраски раствора).
Затем окраску раствора удаляют прибавлением 1—2 капель
10%-ной НС1. К нейтрализованному раствору добавляют 20 см3 ре-
актива Б, доводят дистиллированной водой объем до метки и хоро-
шо перемешивают. Спустя 10 мин, когда закончится образование
синей окраски, фотометрируют при красном светофильтре в кюве-
тах шириной 20 мм. Окраска устойчива в течение 24 ч.
Содержание фосфора в анализируемых пробах находят по гра-
дуировочному графику. Для его построения в серию мерных про-
нумерованных колб (от 1 до 9) на 100 см3 берут 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7
и 8 см3 стандартного раствора фосфата, приготовленного по ме-
тоду Е. Труога и А. Мейера, с содержанием Р2О5 0,01 мг/см3
(табл. 18). В колбы добавляют по 30—40 см3 дистиллированной
воды и 20 см3 реактива Б, доводят объем раствора дистиллирован-
ной водой до метки, перемешивают и через 10—12 мин определя-
ют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре.
18. Приготовление шкалы образцовых растворов сравнения
но Ж. Мерфи и Ж. Райли
Показатель	Номер колбы шкалы сравнения								
	1	1 2	1 3	4	5			1 8	9
оььсм взятого образцо- вого раствора, скг	0	1	2	3	4	5	6	7	8
( одержание Р2О5 в кол- ен мг/100 см3	0	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08
< Ипичсская плотность 0
рлспюра (D)
201
По результатам измерения оптической плотности шкалы срав-
нения строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс
содержание Р2О5 в колбах, а на оси ординат — показания оптичес-
кой плотности растворов (D) или их светопропускание (Т).
Содержание фосфора в испытуемом растворе находят по ка-
либровочному графику, сопоставляя показания оптической плот-
ности анализируемого и стандартного растворов. Найденные зна-
чения подставляют в формулу, приведенную на стр. 199.
Результаты анализа записывают в таблицу по форме, приведен-
ной на стр. 200.
Реактивы. 1. Раствор 5 н. (2,5 М) серной кислоты: в мерную
колбу вместимостью 1 дм3 вливают 500 см3 дистиллированной
воды и осторожно по стенке колбы без перемешивания приливают
140 см3 H2SO4 (пл. 1,84, х.ч.) и перемешивают. После охлаждения
объем раствора в колбе доводят дистиллированной водой до метки
и перемешивают.
2.	Реактив А: 6 г молибдата аммония (NH4)2MoO4 растворяют
при нагревании в 200 см3 дистиллированной воды. Параллельно в
100 см3 дистиллированной воды растворяют (при подогреве) 0,155 г
сурьмяно-виннокислого калия — K(SbO)C4H4O6  Н2О (рвотный
камень). Охлажденные растворы молибдата аммония и сурьмяно-
виннокислого калия приливают к 500 мл 5 н. раствора серной кис-
лоты. Раствор перемешивают и доводят объем до 1 дм3 дистилли-
рованной водой. Реактив хранят в склянке из темного стекла зак-
рытой пришлифованной пробкой.
3.	Реактив Б: 1,1 г аскорбиновой кислоты растворяют в 200 см3
реактива А. Реактив Б пригоден для анализа в течение 24 ч.
4.	Индикаторы: 0,1%-ный раствор бета-динитрофенола или
1%-ный раствор фенолфталеина.
5.	10%-ный раствор NaOH.
6.	10%-ный раствор НС1.
7.	Стандартный раствор КН2РО4. Готовят по методу Е. Труога и
А. Мейера или А. Малюгину и С. Хреновой.
2.5.3.4.	Определение фосфора ванадомолибдатным методом
Принцип метода. Метод основан на способности ортофосфатов
в кислой среде в результате реакции с молибдатом аммония
[(NH4)2Mo04] и ванадиевокислым аммонием (NH4VO3) образовы-
вать комплекс желто-оранжевого цвета фосфорно-ванадомолиб-
деновой гетерополикислоты (Н3РО4  HVO3 • 11МоО3 • тН2О). Ок-
раска устойчива в течение длительного времени. Метод позволяет
определять фосфор при относительно высокой концентрации его
в растворе — от 0,2 до 2 мг Р2О5 в 100 см3.
202
На стабильность окраски раствора не влияют кремниевая
кислота, арсенаты и пирофосфаты. Ионы Fe3+ при концентра-
ции больше 4 мг на 100 см3 могут мешать определению орто-
фосфата.
Ванадомолибдатный метод рекомендуют для анализа расти-
тельных проб с высоким содержанием фосфора и с повышен-
ным содержанием кремниевой кислоты.
Ход анализа. Из колбы № 1 берут 10—20 см3 раствора после
мокрого или сухого озоления растительной пробы (в аликвоте
должно содержаться 0,2—2 мг Р2О5), переносят в мерную колбу
вместимостью 100 см3, добавляют 20—30 см3 дистиллированной
воды, 3 капли фенолфталеина и нейтрализуют 10%-ным раство-
ром NaOH до слабо-розового окрашивания. Розовую окраску, ме-
шающую в дальнейшем проявлению желто-оранжевого цвета ком-
плекса, удаляют прибавлением 1—2 капель разбавленной HNO3.
!атем в колбу приливают 5 см3 разбавленной HNO3 (реактив 1) и
после перемешивания добавляют 15 см3 комплексообразователя
(реактив 4), раствор в колбе доводят дистиллированной водой до
метки, закрывают пробкой и хорошо перемешивают. Оптическую
плотность измеряют через 30 мин на фотоэлектроколориметре,
используя синий светофильтр (длина волны 460—470 нм), или в
ближней ультрафиолетовой области спектра (315—320 нм) и кюве-
ic шириной 2 см. При измерении оптической плотности раство-
ров на спектрофотометре устанавливают длину волны 315 или
460 нм.
Приготовление шкалы образцовых растворов фосфата. Для пост-
роения градуировочного графика берут в 9 пронумерованных мер-
ных колб на 100 см3 указанное в таблице 19 количество (вносят 1,
2, 4, 6, 8, 10, 12, 16 и 20 см3) исходного образцового раствора одно-
«амещенного фосфата калия (приготовление по методам Труога—
Мейера или Малюгина и Хреновой) с содержанием 0,1 мг Р2О5В
1 см3. В колбах соответственно будет содержаться 0,1; 0,2; 0,4; 0,6;
0,8; 1; 1,2; 1,6; и 2 мг Р2О5 в 100 мл. Эти значения откладывают на
оси абсцисс градуировочного графика. Затем в каждую колбу при-
пивают дистиллированную воду примерно до объема 50 см3, до-
Ьавляют по 5 см3 разбавленной азотной кислоты (реактив 1), а
после перемешивания — по 15 см3 комплексообразователя (реак-
1ив 4). Объемы в колбах доводят дистиллированной водой до мет-
ки, закрывают колбы пробками и тщательно перемешивают. Оп-
। ическую плотность определяют через 20—25 мин, а затем на ос-
новании полученных данных по светопоглощению или светопро-
пусканию на миллиметровой бумаге вычерчивают калибровочный
। рафик.
203
19. Приготовление шкалы образцовых растворов сравнения
Показатель	Номер колбы шкалы сравнения								
	1	1 2	3	4	5	6	7	8	9
Объем взятого образно-	1	2	4	6	8	10	12	16	20
вого раствора, см*									
Содержание Р2О5 в кол-	0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0
бе, мг/100 см3									
Оптическая плотность
раствора (D)
Результаты анализа вычисляют по приведенной на стр. 199
формуле.
Для пересчета результатов анализа на абсолютно сухую массу
растительного вещества результаты перемножают на коэффици-
ент 100/(100 —у), где у — содержание гигроскопической влаги, %.
Результаты анализа записывают в таблицу по форме, приведен-
ной на стр. 200.
Реактивы. 1. 25%-ный раствор азотной кислоты (пл. 1,14): один
объем HNO3 (пл. 1,41 г/см3) растворяют в двух объемах дистилли-
рованной воды.
2.	0,25%-ный раствор ванадиевокислого аммония: 2,5 г
NH4VO3 растворяют в 200 см3 горячей дистиллированной воды и
после охлаждения раствора добавляют 20 см3 концентрированной
HNO3 и количественно переносят в мерную колбу вместимостью
1 дм3. Объем раствора в колбе доводят дистиллированной водой до
метки и перемешивают.
3.	5%-ный раствор молибдата аммония: 50 г (NH4)2MoO4 ра-
створяют в стакане при нагревании в 200 см3 дистиллированной
воды, после охлаждения количественно переносят в мерную колбу
вместимостью 1 дм3 и объем в колбе доводят дистиллированной
водой до метки.
4.	Раствор комплексообразователя: исходные растворы (реакти-
вы) 1, 2 и 3 смешивают в соотношении 1 : 1:1. В холодильнике в
склянке из темного стекла с притертой стеклянной пробкой ра-
створ хранят в течение 1 года.
5.	Образцовый раствор фосфата калия: 0,1917 г (±0,0001 г)
КН2РО4 растворяют дистиллированной водой в колбе вместимос-
тью 1 л. В 1 см3 содержится 0,1 мг Р2О5. Хранят в холодильнике в
склянке из темного стекла с добавлением нескольких кристалли-
ков антисептика — тимола.
6.	0,1%-ный спиртовой раствор фенолфталеина.
7.	10%-ный раствор NaOH.
204
2.5.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМ ФОСФОРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
В РАСТЕНИЯХ
Фосфор в клетках растений представлен многочисленными
органическими и неорганическими соединениями. Наибольшее
значение среди них имеет фосфор нуклеиновых кислот, фосфоли-
пидов, сахарофосфатов, аминофосфатов и некоторых других со-
единений. Формы фосфорных соединений в растениях определя-
ют при изучении обмена веществ у растений в зависимости от ус-
ловий минерального, особенно фосфорного, питания. При изуче-
нии содержания фосфорных соединений в онтогенезе растений
можно установить динамику изменения отдельных фосфорсодер-
жащих органических и минеральных его форм, что позволяет су-
дить о направленности процессов обмена веществ.
Принцип метода. Метод определения форм фосфорных соеди-
нений основан на последовательном выделении (извлечении) с
помощью различных растворителей фосфорсодержащих соедине-
ний при гидролизе отдельных групп фосфорных соединений и оп-
ределении содержания фосфора колориметрически.
Подготовка растений к анализу. Отобранные образцы свежего
растительного материала измельчают ножом или ножницами и
фиксируют в термостате при температуре 105 °C в течение 15 мин
(для инактивации ферментов), а затем высушивают до постоянной
массы при хорошей вентиляции в термостате при температуре
60—80 °C. Высушенные средние пробы растений измельчают на
лабораторной мельнице и просеивают через сито с ячейками 1 мм.
В процессе термической обработки свежего растительного ма-
териала возможно разложение органических фосфорных соедине-
ний с освобождением минерального фосфора и завышением ре-
|ультатов содержания неорганического фосфора. Поэтому лучшие
результаты получают при анализе свежего растительного материа-
ла. Вполне удовлетворительные результаты анализа дает фиксация
растительных проб в жидком азоте с последующей их лиофильной
сушкой.
Выделение кислоторастворимого фосфора. На аналитических ве-
сах берут 0,5—1 г тонкоизмельченного сухого растительного мате-
риала или 3—5 г свежего растительного материала (измельченного
на терке, а затем в фарфоровой ступке), помешают в центрифуж-
ную пробирку вместимостью 50 см3 и приливают 20 см3 10%-ной
хлорной кислоты. Центрифужные пробирки плотно закрывают
каучуковыми пробками, помещают в кассету встряхивателя и
взбалтывают в течение 1 ч. Затем пробирки без пробок уравнове-
шивают на специальных центрифужных весах и центрифугируют
при частоте вращения 5 тыс. об/мин в течение 10 мин. Надосадоч-
ную жидкость сливают в мерную колбу № 1 на 100 см3, а осадок
205
разрыхляют стеклянной палочкой, снова заливают 20 см3 раствора
трихлоруксусной кислоты, закрывают пробками и экстрагируют в
течение 20 мин на встряхивателе. После этого центрифужные про-
бирки уравновешивают и центрифугируют в прежнем режиме.
Таким образом экстракцию проводят еще 2 раза (всего 4 раза),
все время собирая надосадочную жидкость в колбу № 1. Затем
объем в колбе доводят дистиллированной водой до метки, закры-
вают колбу пробкой и тщательно перемешивают. В состав кисло-
торастворимого экстракта входят неорганические фосфаты, легко-
гидролизуемые и устойчивые фосфаты углеводов. Соответственно
в экстракте колбы № 1 определяют: общий кислоторастворимый
фосфор после озоления, легкогидролизуемый фосфор органичес-
ких соединений и неорганический фосфор без предварительного
озоления экстракта.
Определение общего кислоторастворимого фосфора. Из колбы
№ 1 берут пипеткой 20 см3 экстракта, переносят в колбу Кьельда-
ля для озоления, добавляют 5 см3 смеси серной и хлорной кислот
(9:1) и озоляют до полного обесцвечивания (сначала на слабом
огне до полного испарения воды). Полученный гидролизат коли-
чественно переносят при многократном ополаскивании дистилли-
рованной водой колбы Кьельдаля в мерную колбу № 2 вместимос-
тью 100 см3.
После охлаждения содержимого в мерной колбе о&ьем ее дово-
дят до метки водой и тщательно перемешивают. Из этой колбы
берут 2 или 5 см3 (в зависимости от содержания фосфора) полу-
ченного раствора, переносят в мерную колбу № 3 на 100 см3
(можно на 50 см3), добавляют 30—40 см3 дистиллированной
воды, 3—4 капли индикатора бета-динитрофенола и нейтрализу-
ют 10%-ным раствором NaOH до появления желтого окрашива-
ния, которое затем удаляют прибавлением капли раствора соля-
ной кислоты (нейтрализацию раствора можно проводить также по
фенолфталеину).
Нейтрализованный испытуемый раствор доводят дистиллиро-
ванной водой примерно до 90 см3, добавляют 4 см3 комплексооб-
разователя (раствора молибдата аммония в серной кислоте) и 6 ка-
пель раствора хлорида олова, объем раствора доводят водой до
метки, колбу закрывают пробкой и содержимое хорошо переме-
шивают. Оптическую плотность раствора определяют при крас-
ном светофильтре фотоэлектроколориметра через 10—15 мин пос-
ле образования окраски раствора. При длительном хранении ок-
рашенных растворов точность результатов анализа ухудшается.
Количество фосфора в исследуемой вытяжке находят по граду-
ировочному графику.
Определение минерального фосфора. Из колбы № 1 берут 5 см3
исходного экстракта, переносят в мерную колбу объемом 100 см3,
206
добавляют 30—40 см3 дистиллированной воды, 3—4 капли
индикатора бета-динитрофенола и нейтрализуют содержимое
колбы 10%-ным раствором NaOH. Окраску индикатора удаляют
1—2 каплями раствора азотной кислоты.
Затем объем раствора в колбе доводят дистиллированной водой
примерно до 85—90 см3, добавляют 4 см3 комплексообразовате-
ля — раствора молибдата аммония в серной кислоте, 5—6 капель
хлорида олова, объем раствора доводят дистиллированной водой
до метки и раствор хорошо перемешивают. Оптическую плотность
содержимого колб измеряют через 10—15 мин при красном свето-
фильтре.
По разности между результатами определения общего кислото-
растворимого и минерального фосфора находят содержание фос-
фора сахарофосфатов.
Определение липидного фосфора. Остаток в центрифужных
пробирках (после извлечения кислоторастворимой фракции)
заливают 20 см3 смеси этилового спирта и эфира (в соотноше-
нии 1 : 3), тщательно перемешивают стеклянной палочкой, зак-
рывают пробкой и оставляют на ночь при комнатной темпера-
туре. На следующий день содержимое пробирки несколько раз
встряхивают вручную и центрифугируют в течение 10 мин при
частоте вращения 3 тыс. об/мин. Надосадочную жидкость слива-
ют в колбу Кьельдаля, а осадок в центрифужной пробирке снова
заливают 20 см3 смеси спирта с эфиром, перемешивают стеклян-
ной палочкой, закрывают пробирку пробкой и оставляют на 5—6 ч
при комнатной температуре, затем энергично встряхивают вруч-
ную й центрифугируют.
Надосадочную жидкость сливают в колбу Кьельдаля. Осадок в
центрифужной пробирке опять заливают 20 см3 смеси спирта с
эфиром, перемешивают и оставляют на ночь. Затем центрифуги-
руют, а центрифугат собирают в ту же колбу Кьельдаля. После
}-кратной экстракции осадок в центрифужной пробирке заливают
10 см3 дистиллированной воды, размешивают палочкой и после
жергичного встряхивания центрифугируют, экстракт сливают в
гу же колбу Кьельдаля.
Содержимое колбы Кьельдаля (фракция липидного фосфора)
выпаривают на водяной электрической бане (нужно соблюдать
осторожность, так как на открытом огне пожароопасно) почти
досуха, а затем в колбу Кьельдаля добавляют 5 см3 смеси серной
и хлорной кислот и озоляют до полного обесцвечивания. Озо-
ленный раствор количественно переносят в мерную колбу № 4
вместимостью 100 см3, доводят дистиллированной водой до мет-
ки и после перемешивания берут 20 см3 раствора, переносят в
мерную колбу № 5 вместимостью 100 см3, добавляют 3 капли ин-
щкатора бета-динитрофенола, 20—40 см3 дистиллированной
207
воды и нейтрализуют 10%-ным раствором гидроксида натрия. Да-
лее в раствор добавляют все необходимые реактивы для определе-
ния фосфора и измеряют оптическую плотность на фотоэлектро-
колориметре.
По оптической плотности рассчитывают содержание фосфора
липидов.
Определение фосфора нуклеиновых кислот. Осадок в центри-
фужных пробирках после извлечения фосфора липидов заливают
20 см3 1 н. раствора хлорной кислоты, закрывают пробкой и после
диспергирования осадка помещают пробирки в холодильник с
температурой 3 °C на 17 ч. По истечении этого времени пробирки
энергично встряхивают, пробки вынимают и содержимое проби-
рок (после уравновешивания) центрифугируют в течение 10 мин
при частоте вращения 5 тыс. об/мин. Надосадочную жидкость
сливают в колбу Кьельдаля.
В центрифужные пробирки заливают новую порцию 1 н. ра-
створа хлорной кислоты (20 см3) после диспергирования осадка
стеклянной палочкой или энергичным встряхиванием закрытых
пробками пробирок; пробирки без пробок ставят на водяную
баню при 70 °C на 30 мин. После этого пробирки уравновешивают
и центрифугируют. Центрифугат сливают в ту же колбу Кьельда-
ля, а к осадку в пробирках снова приливают 20 см3 0,5 н. хлорной
кислоты и пробирки устанавливают в водяную баню на 30 мин
при температуре 70 °C.
После уравновешивания пробирок содержимое их центрифуги-
руют при 5 тыс. об/мин в течение 10 мин. Надосадочную жидкость
сливают в ту же колбу Кьельдаля. Затем в колбу Кьельдаля с со-
бранным центрифугатом приливают 5 см3 концентрированной
серной кислоты, устанавливают в вытяжную нишу и сначала вы-
паривают на слабом огне содержимое колб, а потом озоляют при
нормальном кипячении до полного обесцвечивания.
Полученный и охлажденный раствор количественно при
многократном споласкивании колбы Кьельдаля дистиллирован-
ной водой переносят в мерную колбу № 6 на 100 см3. Объем в мер-
ной колбе после охлаждения доводят дистиллированной водой до
метки и после перемешивания из нее берут 5 или 10 см3 раствора,
переносят в мерную колбу № 7 вместимостью 100 см3, приливают
30—40 см3 дистиллированной воды, 3 капли индикатора бета-ди-
нитрофенола (или фенолфталеина) и нейтрализуют раствор щело-
чью до появления слабо-желтого (розового) окрашивания. Затем в
колбу добавляют все необходимые реактивы для определения фос-
фора и через 5—7 мин измеряют оптическую плотность на фото-
электроколориметре, как указано выше.
Определение белкового фосфора. Осадок в центрифужной про-
бирке после извлечения фосфора нуклеиновых кислот количе-
208
ственно, смывая дистиллированной водой (небольшим объемом),
переносят в колбу Кьельдаля, добавляют 5 см3 смеси серной и
хлорной кислот и озоляют в нише для сжигания. После того как
раствор в колбе станет полностью прозрачным, его охлаждают и,
многократно ополаскивая колбу Кьельдаля дистиллированной во-
дой, переносят в мерную колбу объемом 100 см3. После охлажде-
ния раствора в мерной колбе объем в ней доводят дистиллирован-
ной водой до метки и после перемешивания берут 5 или 10 см3
этого раствора в другую мерную колбу на 100 см3 и проводят все
перечисленные выше операции по определению фосфора.
Содержание фосфора в каждой фракции определяют по фор-
муле, приведенной на стр. 196.
Реактивы. 1. 10%-ный раствор хлорной кислоты (НСЮ4).
2.	1 н. раствор хлорной кислоты: 65 см3 концентрированной
HCIO4 (пл. 1,54) растворяют в дистиллированной воде в мерной
колбе на 1 дм3.
3.	Смесь серной и хлорной кислот: к 10 частям концентриро-
ванной серной кислоты (пл. 1,84 г/см3) добавляют 1 часть концен-
трированной хлорной кислоты (пл. 1,54).
4.	10%-ный раствор NaOH: 10 г NaOH растворяют в колбе на
100 см3 дистиллированной водой.
5.	Индикатор бета-динитрофенол или фенолфталеин.
6.	Этиловый спирт 96%-ный и 80%-ный эфир: к 3 частям спир-
та добавляют 1 часть эфира и перемешивают.
Остальные реактивы см. в разделе 2.4.6.
2.6.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КАЛИЯ В РАСТЕНИЯХ
ПОСЛЕ ОЗОЛЕНИЯ ПЛАМЕННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ
МЕТОДОМ
Значение анализа. Калий в растениях выполняет ряд важных
функций. Он образует непрочные лабильные связи в процессе
синтеза и транспорта органических веществ в растениях и раз-
рушается при выполнении указанных функций. Калий способ-
ствует нормальному течению фотосинтеза, усиливая отток угле-
водов из листьев в запасающие органы; активизирует фермент-
ные системы синтеза белков и аминокислот; увеличивает овод-
ненность коллоидов протоплазмы. Он повышает устойчивость
(лаковых и лубяных (льна) культур к полеганию при высоких до-
tax азота.
Сельскохозяйственные культуры выносят большое количество
калия из почвы. Так, в урожае картофеля 30 т/га содержится более
200 кг К2О, в урожае сахарной свеклы 50 т/га — 350—400 кг, в уро-
жае злаковых культур 5 т/га — 130—150 кг. Определение содержа-
I I 8539
209
ния калия в сельскохозяйственных культурах имеет большое зна-
чение при расчете потребности в этом элементе для получения
высоких программируемых урожаев.
При мокром озолении растительной пробы в серной кислоте с
пероксидом водорода или в смеси серной и хлорной кислот при
определении калия полностью исключены какие-либо его поте-
ри, что выгодно отличает этот метод от метода сухого озоления,
при котором не исключены потери калия в форме хлоридов. Ка-
лий в растворе золы определяют пламенно-фотометрическим ме-
тодом.
Принцип метода. Метод основан на измерении излучения
(эмиссии) атомов калия в пламени горелки, интенсивность кото-
рого пропорциональна концентрации этого элемента в растворе
(см. методы пламенной фотометрии). Сопоставляя интенсивность
излучения образцового раствора с известной концентрацией ка-
лия и испытуемого раствора, находят в нем содержание калия.
Ход анализа. Работу по определению калия на пламенном фо-
тометре начинают с приготовления и измерения шкалы растворов
с известной концентрацией калия и построения градуировочного
графика. Затем в чистые сухие стаканчики вместимостью 30—
50 см3 или пенициллиновые склянки наливают 20—30 см3 исследу-
емого раствора и по показанию прибора определяют интенсив-
ность излучения содержащегося в нем калия.
Для шкалы рабочих образцовых растворов сначала готовят ис-
ходный образцовый раствор с содержанием 1 мг К2О в 1 см3, а за-
тем в 9 пронумерованных мерных колб вместимостью 100 см3 при-
ливают указанное в таблице 20 количество исходного стандартно-
го раствора КС1 и объем раствора в колбах доводят дистиллиро-
ванной водой до метки.
В пламя фотометра вводят поочередно по возрастающей кон-
центрации стандартные растворы хлорида калия и записывают
показания прибора в соответствующие графы таблицы 20. Для
построения градуировочного графика на миллиметровой бумаге
на оси ординат в соответствующем масштабе откладывают пока-
зания прибора, а на горизонтальной линии (ось абсцисс) — соот-
ветствующие им концентрации К2О в мг/дм3. После построения
градуировочного графика измеряют в пламени фотометра иссле-
дуемые растворы и результаты записывают. В случае зашкалива-
ния прибора из-за высокой концентрации калия в испытуемом
растворе осуществляют кратное разбавление: 10 или 20 см3 ра-
створа пипеткой переносят в мерную колбу вместимостью 50 или
100 см3, доводят водой до метки, закрывают пробкой, перемеши-
вают и измеряют оптическую плотность на пламенном фотомет-
ре. Разбавление учитывают при расчетах содержания калия в об-
разце.
210
20. Шкала для определения калия в растениях
Показатель	Номер колбы шкалы сравнения								
	1	1 2	3	4	5	1	7	8	9
Объем взятого образцо- вого раствора КС1, см3	0,1	0,5	1,0	1,5	2,0	4,0	6,0	8,0	10,0
Содержание К2О в кол-	1	5	10	15	20	40	60	80	100
бе, мг/дм3
Показания прибора,
мВ (мА)
Содержание К2О (%) в анализируемом растительном материале
вычисляют по формуле
К2О =
аИ-100
т 1000’
где а — количество К2О, найденное по градуировочному графику, мг/дм3; V—
объем исследуемого раствора (колба № 1), мл; т — навеска анализируемого мате-
риала, мг; 1000 — содержание К2О в 1 см3 исследуемого раствора, мг; 100 — коэф-
фициент для выражения в процентах.
Для пересчета результатов анализа на абсолютно сухое веще-
ство полученные результаты умножают на поправку 100 : (100 — у),
где у — содержание гигроскопической влаги, %.
После проведения анализов по определению содержания азота,
фосфора и калия в образцах товарной и побочной продукции вы-
числяют вынос азота, фосфора и калия на единицу товарной и со-
ответствующее количество нетоварной продукции урожая и вынос
элементов питания общим урожаем этой культуры с 1 га.
Оборудование. Пламенный фотометр. Весы аналитические и
технические.
Реактивы. 1. Хлорид калия, х.ч. или ч.д.а.
2. Исходный образцовый раствор хлорида калия с содержанием
1 мг К2О в см3: в мерной колбе вместимостью 1000 см3 растворяют
дистиллированной водой 1,5826 г перекристаллизованного х.ч.
хлорида калия, тщательно перемешивают и доводят объем раство-
ра до метки.
2.7.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ В РАСТЕНИЯХ
ПОСЛЕ СУХОГО И МОКРОГО ОЗОЛЕНИЯ
Кальций — необходимый элемент для нормального роста рас-
тения. Он усиливает фотосинтез и передвижение углеводов, ока-
пывает влияние на превращение азотистых соединений, под его
И’
211
воздействием в клетках устанавливается благоприятное кислотно-
щелочное равновесие.
Растения потребляют значительные количества кальция. Его
больше в вегетативных органах, чем в репродуктивных. Так, при
урожайности зерновых 4 т/га, корнеплодов 50, капусты 70 т/ra вы-
носится соответственно 40, 140—150 и 300—340 кг/га Са. Кроме
того, при внесении физиологически кислых удобрений ежегодные
потери кальция в результате выщелачивания могут достигать 100—
200 кг/га.
Магний входит в состав хлорофилла, и уже этим определяется
его главная роль в жизни растений. Поэтому его всегда больше в
зеленых частях растения. Кроме того, магний участвует в усиле-
нии передвижения фосфора в растениях, активизирует фосфата-
зы, ускоряет образование углеводов, влияет на окислительно-вос-
становительные процессы в клетках растений. В отличие от каль-
ция содержащийся в старых органах растений магний может ис-
пользоваться повторно (реутилизироваться) и, следовательно,
постоянно передвигается из старых листьев и органов в молодые.
Магния в семенах больше, чем кальция, однако общий вынос его
меньше, чем кальция, и составляет 10 — 40 кг/га. Большее количе-
ство магния выносят картофель, свекла, зернобобовые.
Определение кальция и магния в растениях преследует как прак-
тическую цель — изучение выноса этих элементов урожаями сельс-
кохозяйственных культур, так и научную — выяснение темпов и
размеров поглощения, а следовательно, и физиологической роли
этих элементов на отдельных этапах онтогенеза растений. Анализ
кормов на содержание кальция и магния важно для правильных
расчетов минерального питания сельскохозяйственных животных.
При определении кальция и магния в растениях аналитические
растительные пробы предварительно озоляют сухим или мокрым
способом.
2.7.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ В ОДНОМ РАСТВОРЕ
С ПОМОЩЬЮ ТРИЛОНА Б
Принцип метода. Кальций и магний в щелочной среде образуют
недиссоциирующие устойчивые комплексные соединения с три-
лоном Б (динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кисло-
ты):
NaOOC—СН2	/СН2-СООН
^N-CH2-CH2-N	• 2Н2О.
НООС-СН2	СН2— COONa
212
В присутствии индикаторов хромогена черного и мурексида
количество пошедшего на связывание ионов кальция и магния
трилона Б известной концентрации определяют по изменению
окраски раствора. Сначала определяют сумму катионов кальция и
магния в присутствии индикатора хромогена черного, а в присут-
ствии индикатора мурексида устанавливают количество кальция.
Количество магния определяют вычитанием результатов второго
титрования из первого.
Ход анализа. Из колбы № 1 берут 20—30 см3 раствора золы
(после сухого или мокрого озоления) и помещают в химический
стакан или коническую колбу вместимостью 100—150 см3. Раствор
подогревают на плитке или газовой горелке до 60—70 °C и прили-
вают в него 3 см3 5%-ного раствора хлорида железа (Fe3+). Содер-
жимое колбы или стакана нагревают почти до кипения, после
чего стакан снимают и в горячий раствор добавляют 20—30 см3
10%-ного раствора уротропина [гексаметилентетрамин (СН2)б^)]
или 4—5 см3 2%-ного раствора сульфида натрия для осаждения
полутораоксидов и фосфат-ионов. Реакцию среды в стакане
(pH раствора) доводят до 4—5 по лакмусовой бумаге.
Стакан с содержимым снова нагревают до 80 °C, после чего
жидкость охлаждают, переносят без потерь в мерную колбу на
100 см3 (колба № 2) и доводят ее объем дистиллированной водой
до метки. После перемешивания раствор фильтруют. Берут 20—
40 см3 фильтрата, содержащего 2—10 мг Са, переносят в коничес-
кую колбу вместимостью 250 см3 и приливают 60—80 см3 дистил-
лированной воды. Для устранения вредного влияния марганца на
результаты титрования в колбу приливают 1 см3 5%-ного раствора
солянокислого гидроксиламина и доводят pH раствора до 12 по
лакмусовой бумажке 10%-ным раствором гидроксида натрия (рас-
ход щелочи 4—10 см3). Для устранения вредного влияния меди в
колбу прибавляют 50 мг диэтилдитиокарбамата натрия. После пе-
ремешивания вносят 50—100 мг сухого мурексида, растертого в
ступке с хлоридом натрия. Когда раствор в колбе окрасится в ро-
зовый цвет, его титруют из бюретки при постоянном перемешива-
нии 0,02 н. раствором трилона Б до перехода окраски в фиолето-
вую. Содержание кальция определяют по количеству израсходо-
ванного раствора трилона Б.
Для определения суммарного содержания кальция и магния из
колбы № 2 берут 20—40 см3 фильтрата и помещают в коническую
колбу вместимостью 250 см3, добавляют 60—80 см3 дистиллиро-
ванной воды и 1 см3 5%-ного раствора гидроксиламина (для свя-
иявания марганца) и подщелачивают раствор 10%-ной NaOH до
pH 9—9,5, на что расходуют 1—7 см3 щелочи (изменение реакции
среды контролируют, используя кусочки индикаторной бумаги).
Для создания щелочной реакции в колбу приливают 10 см3хло-
2Н
ридно-аммиачного буфера с pH 10, а для устранения вредного
влияния меди — 50 мг диэтилдитиокарбамата натрия. После пере-
мешивания содержимого в колбу вносят 10—15 мг индикатора
хромогена черного, растертого с хлоридом натрия, и титруют 0,02 н.
раствором трилона Б при постоянном перемешивании раствора в
колбе до перехода вишнево-красной окраски в темно-голубую.
Вычисление результатов анализа. Данные анализа рассчитывают
в процентах на воздушно-сухой или абсолютно сухой раститель-
ный материал. При вычислении результатов анализа на абсолютно
сухую массу определяют гигроскопическую влагу (см. определе-
ние сухого вещества в растениях).
Порядок вычисления следующий. Сначала вычитают результа-
ты первого титрования из второго для определения затрат трило-
на Б на связывание Mg.
1 мл (1 см3) 0,02 н. трилона Б связывает 0,02 мг - экв Са и Mg.
Соответственно 0,02 мг  экв Са равно 0,40 мг, a Mg — 0,243 мг.
Эти величины используются для расчета Са и Mg (%):
аТ- 0,40 ИК -100
аГ  0,243-J4K-100
Mg =------------------>
где а — количество 0,02 н. трилона Б, пошедшего на титрование, см3; Т— поправ-
ка к титру раствора трилона Б; коэффициент 0,40 — количество Са, отвечающее
1 см3 0,02 н. трилона Б, мг; коэффициент 0,243 — количество Mg, отвечающее
1 см3 0,02 н. раствора трилона Б, мг; — объем раствора золы в колбе № 1, см3;
— объем отфильтрованного раствора золы, полученной после осаждения полу-
тораоксидов и фосфатов, см3 (колба № 2); m— навеска растительного материала,
взятого на озоление, мг; kj —объем раствора золы, взятой из колбы № 1 для
осаждения полутораоксидов и фосфатов, см3; — объем фильтрата, взятого для
титрования, см3; 100 — коэффициент для выражения результатов анализа в про-
центах.
Для пересчета результатов анализа на абсолютно сухое веще-
ство вычисленные результаты перемножают на коэффициент
100: (100 —у), где у — содержание гигроскопической влаги в ана-
лизируемом растительном материале, %.
Реактивы. 1. Раствор 0,1 н. трилона Б: 18,6 г трилона Б раство-
ряют в 1 дм3 дистиллированной воды. Для приготовления 0,02 н.
раствора берут 200 см3 0,1 н. раствора трилона Б, переносят в кол-
бу вместимостью 1 дм3 и доводят дистиллированной водой до мет-
ки. Титр раствора трилона Б устанавливают по раствору сульфата
магния, приготовленного из фиксанала. Для этого пипеткой от-
214
бирают 20 см3 приготовленного раствора сульфата магния и по-
мещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют
100 см3 дистиллированной воды, 5 см3 хлоридно-аммиачного бу-
фера, 10—15 мг хромогена черного и титруют приготовленным
раствором трилона Б до перехода вишнево-красной окраски в
сине-голубую.
2.	Мурексид — аммонийная соль пурпуровой кислоты
(C8HgO6N6). Одну массовую часть его тщательно растирают с 99
частями NaCl. В присутствии кальция дает розовое окрашивание
раствора. Хранят в темной банке с притертой пробкой.
3.	Хромоген черный ЕТ-00 [можно заменить эриохромом чер-
ным Т (C20HBO7Na2S)]. Одну массовую часть его растирают в
ступке с 99 частями NaCl. В присутствии магния образует вишне-
во-красное окрашивание.
4.	5%-ный раствор FeCl3 • 6Н2О.
5.	10%-ный раствор уротропина (гексаметилентетрамина).
6.	5%-ный раствор солянокислого гидроксиламина.
7.	Диэтилдитиокарбамат натрия (хранят в склянке из темного
стекла).
8.	10%-ный раствор NaOH.
9.	Хлоридно-аммиачный буфер: 20 г NH4C1, х.ч. растворяют ди-
стиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3, при-
ливают 100 см3 25%-ного NH4OH и объем раствора доводят водой
до метки.
2.7.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ НА ПЛАМЕННОМ
ФОТОМЕТРЕ ПО МЕТОДУ ЦИНАО
Принцип метода. В основе метода лежит измерение интенсив-
ности излучения атомов кальция и магния, возбужденных нагре-
ванием в пламени горелки. Анализируемый раствор, содержащий
эти элементы, вводят при помощи инжекции в воздушно-ацети-
леновое пламя.
Интенсивность светового излучения атомов пропорциональна
концентрации их в растворе, вводимом в пламя.
При определении кальция и магния на пламенном фотометре
из раствора золы удаляют полутораоксиды и фосфаты уротро-
пином. Определение проводят в высокотемпературном кислород-
ацетиленовом или воздушно-ацетиленовом пламени с использо-
ванием кальциевого и магниевого светофильтров. Полоса спектра
излучения кальция 422,7 нм, магния — 285,2 нм. Чувствительность
при определении кальция 0,06 мкг/см3, магния — 5 мкг/см3 (0,06 и
5 мг/дм3).
Ход анализа. Из колбы № 1 берут 20—30 см3 раствора, получен-
215
кого после мокрого или сухого озоления образца (см. приготовле-
ние раствора золы), помещают в коническую колбу или стакан
вместимостью 150 см3, добавляют дистиллированной воды до
30 см3 (если раствора взято меньше этого объема) и нагревают на
электроплитке или газовой горелке, не доводя раствор до кипе-
ния. К горячему раствору добавляют 3 см3 5%-ного раствора хло-
рида железа (Fe3+). Затем нагревание продолжают почти до кипе-
ния жидкости в колбе, вливают 20—30 см3 10%-ного раствора
уротропина и нагревают содержимое колбы до 80 °C. Уротропина
приливают столько, сколько брали раствора золы для анализа.
После охлаждения раствор с осадком количественно переносят
в мерную колбу на 100 см3, доводят его до черты дистиллирован-
ной водой, перемешивают и фильтруют. Часть фильтрата (20—
40 см3) произвольно отливают в сухие чистые стаканчики или
пробирки и используют для определения кальция и магния при
соответствующих светофильтрах, вводя раствор через капилляр
инжектора в пламя горелки.
Для определения содержания кальция и магния в растительном
материале строят градуировочные графики, используя шкалу об-
разцовых растворов.
Для приготовления градуировочного графика содержания
кальция берут на аналитических весах 2,497 г СаСО3, х. ч., перено-
сят навеску в мерную колбу на 1 дм3, смачивают слегка водой и
приливают 25 см3 25%-ной соляной кислоты. После прекращения
вспенивания объем раствора доводят дистиллированной водой до
метки и перемешивают. В 1 см3 полученного раствора содержится
1 мг Са. Из исходного стандартного раствора готовят шкалу образ-
цовых растворов с содержанием 5—80 мг Са в 1 дм3. Для этого в
пронумерованные мерные колбы вместимостью 100 см3 берут со-
ответственно 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6 и 8 см3 образцового раствора хло-
рида кальция, приготовленного из СаСО3, разбавляют дистилли-
рованной водой до 50 см3 и вливают необходимое количество
10%-ного раствора уротропина (20—30 см3), доводят дистиллиро-
ванной водой до метки и перемешивают. После этого по возраста-
ющей концентрации образцовые растворы вводят в воздушно-
ацетиленовое пламя фотометра, снабженного кальциевым свето-
фильтром, и измеряют оптическую плотность.
Для приготовления запасного стандартного раствора магния
берут 1,658 г оксида магния (MgO), предварительно доведенного
до постоянной массы прокаливанием в муфельной печи при тем-
пературе 500 °C, переносят в мерную колбу объемом 1 дм3, смачи-
вают водой и растворяют в 25 см3 25%-ной соляной кислоты.
Объем в колбе доводят дистиллированной водой до черты и пере-
мешивают. Приготовленный раствор содержит 1 мг Mg в 1 см3.
Из запасного стандартного раствора готовят образцовую шкалу
216
с содержанием 5—50 мг Mg в 1 дм3. В пронумерованные мерные
колбы на 100 см3 берут соответственно по 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5;
4; 4,5 и 5 см3 запасного стандартного раствора Mg, разбавляют во-
дой до 50 см3 и приливают необходимое количество 10%-ного
раствора уротропина (от 20 до 30 см3), объем доводят водой до
метки и перемешивают. Приготовленные стандартные растворы
вводят в воздушно-ацетиленовое пламя пламенного фотометра,
имеющего магниевый светофильтр, и записывают показания мик-
роамперметра.
Калибровочные графики вычерчивают на миллиметровой бу-
маге, откладывая на оси ординат оптическую плотность, а на оси
абсцисс — концентрацию Са или Mg в мг/дм3.
Содержание Са и Mg (% на воздушно-сухое или абсолютно су-
хое растительное вещество) вычисляют по формуле
Ca(Mg) =
aK^lOO
/яК2-1000’
где а — концентрация Са или Mg, найденная по градуировочному графику,
мг/см3; — объем полученной золы, см3; И3 — объем фильтрата, полученный
после осаждения полутораоксидов, см3; т— навеска растительного материала,
взятого для озоления, мг; И2 — объем золы, взятой для осаждения полутораокси-
дов и фосфатов, см3; 100 — коэффициент для перевода результатов анализа в про-
центы.
Реактивы. 1. 5%-ный раствор FeCl3 • 6Н2О.
2. 10%-ный раствор уротропина (гексаметилентетрамина).
3. 25%-ная НС1.
2.7.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ НА АТОМНО-
АБСОРБЦИОННОМ СПЕКТРОФОТОМЕТРЕ ПО МЕТОДУ ЦИНАО
Принцип метода. Определение элементов атомно-абсорбцион-
ным методом основано на избирательном поглощении определен-
ной аналитической линии проходящего через пламя горелки спек-
тра света атомами исследуемого химического элемента (см. атом-
но-абсорбционная спектрометрия).
Катионы анализируемого раствора, попадая в воздушно-ацети-
леновое или какое-либо другое пламя, атомизируются, т. е. пере-
ходят в состояние свободных атомов и приобретают таким обра-
зом способность поглощать (абсорбировать) проходящий через
пламя горелки монохроматический свет внешнего источника, ко-
торым являются специальные лампы с полым катодом. Полый ка-
тод лампы изготовляется либо из того же металла, либо напылени-
217
ем на его внутреннюю поверхность вещества, содержащего опре-
деляемый элемент.
При разогревании высокочастотным или импульсным током
катода, насыщенного определенным элементом, излучается свече-
ние с длиной волны, строго характерной для этого элемента. Так,
кальциевая лампа излучает спектральную линию с длиной волны
422,7 нм, а магниевая — 285,2 нм. Количество абсорбированного
светового потока определенного спектра находится в прямой за-
висимости от количества атомизированного элемента, поступаю-
щего в атомизатор (воздушно-ацетиленовое пламя) из испытуемо-
го раствора. Светопоглощение при помощи оптической системы
принимается, усиливается и регистрируется на дисплее атомного
спектрофотометра или в памяти компьютера.
Атомно-абсорбционный метод отличается высокой чувстви-
тельностью и точностью. Кальций определяется при концент-
рации 0,03 мкг/см3, а магний — 0,01 мг/см3 анализируемого
раствора.
Ход анализа. Из колбы № 1 берут 5 см3 исследуемого раствора
золы, полученной в результате сухого озоления, помещают в хи-
мический стакан вместимостью около 100 см3 и туда же прилива-
ют 45 см3 рабочего раствора хлорида стронция (SrCl2) для устране-
ния метающего влияния полутораоксидов и фосфатов на опреде-
ление кальция и магния. Содержимое стакана хорошо перемеши-
вают стеклянной палочкой и полученный раствор вводят через
всасывающий капилляр в пламя горелки атомно-абсорбционного
спектрофотометра, измеряют светопоглощение сначала кальцием,
используя кальциевую лампу с полым катодом, а затем атомами
магния, используя магниевую лампу.
Для вычленения количеств кальция и магния, которые могут
присутствовать в качестве загрязняющего фактора в используемых
реактивах при анализе, проводят так называемое контрольное,
или холостое, определение кальция и магния. С этой целью озоля-
ют серную кислоту и другие компоненты без растительной пробы.
Озоленный контрольный раствор с добавлением хлорида строн-
ция просматривают на атомном спектрофотометре. Результаты хо-
лостого определения вычитают из результатов опыта.
Концентрацию кальция и магния (по отдельности) в анализи-
руемом растворе находят по градуировочным графикам.
Для приготовления градуировочного графика на кальций и
магний в мерные колбы вместимостью 100 см3 вносят стандартные
растворы кальция (1 мг Са в 1 см3) и магния (0,5 мг Mg в 1 см3) в
объеме, указанном в таблице 21, и доводят объем до метки 0,3 н.
раствором НО. Затем в химические стаканчики вместимостью
50 см3 отбирают из каждой колбы по 1 см3 стандартного раствора
шкалы сравнения, приливают по 24 см3 рабочего раствора хлорида
218
.стронция и перемешивают; полученные растворы вводят в пламя
горелки атомно-абсорбционного спектрофотометра и снимают
показания оптической плотности. На миллиметровой бумаге вы-
черчивают градуировочный график, откладывая на оси ординат
показания оптической плотности пламени раствора, а на оси абс-
цисс — содержание элемента в образцовом растворе, мг/100 см3.
21. Шкала растворов для определения кальция и магния				
Номер колбы образцового раствора	Объем стандартных растворов, см’		Содержание в образцовых растворах шкалы, мг/100 см5	
	Са	Mg	Са	Mg
1	0	0	0	0
2	2,5	1	2,5	0,5
3	5	2	5	1
4	10	4	10	2
5	15	6	15	3
6	20	8	20	4
7	25	10	25	5
При большом количестве определений кальция и магния через
каждые 10 анализируемых проб проверяют настройку прибора по
трем образцовым растворам (колбы № 1, 5 и 7). Содержание
кальция и магния (%) в растительном материале вычисляют по
формуле
„ /юг \ («-£)• 1000
Ca(Mg)=-----------,
rn
где а — концентрация кальция или магния анализируемого раствора, найденная
по градуировочному графику, мг; b — концентрация кальция или магния холосто-
го раствора, найденная по градуировочному графику, мг; т — навеска раститель-
ного материала, мг; 1000 — коэффициент для пересчета в проценты с учетом раз-
бавления раствора в 10 раз.
Реактивы. 1. 25%-ный раствор соляной кислоты: 635 см3 кон-
центрированной соляной кислоты (пл. 1,19 г/см3) растворяют под
тягой дистиллированной водой в мерной колбе на 1 дм3 и объем
раствора доводят до метки.
2.	0,3 н. раствор соляной кислоты: 25 см3 концентрированной
соляной кислоты (пл. 1,19 г/см3) растворяют дистиллированной
водой в мерной колбе 1 дм3.
3.	Запасной стандартный раствор кальция: 2,497 г карбоната
кальция (СаСО3), предварительно высушенного при температуре
110 °C, растворяют в 25 см3 25%-ного раствора НС1 и объем ра-
створа доводят дистиллированной водой до 1 дм3. В 1 см3 приго-
товленного раствора содержится 1 мг кальция.
219
4.	Запасной стандартный раствор магния: 0,829 г оксида магния
(MgO), предварительно прокаленного в. муфельной печи при тем-
пературе 500°С, растворяют в 25 см3 25%-ного раствора HCI и
доводят объем дистиллированной водой до 1 дм3. В 1 см3 раствора
содержится 0,5 мг магния.
5.	Запасной раствор хлорида стронция: 60,81 г SrCl2  6Н2О ра-
створяют в мерной колбе на 1 дм3 в 600 см3 дистиллированной
воды, приливают 164 см3 концентрированной НС1 (пл. 1,19 г/см3)
и доводят объем раствора водой до метки. Хранят в склянке с при-
тертой пробкой.
6.	Рабочий раствор хлорида стронция: 625 см3 запасного ра-
створа хлорида стронция смешивают с 1775 см3 дистиллированной
воды. Приготовленный раствор содержит 5,21 мг/см3 стронция.
2.8.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ
В РАСТЕНИЯХ
Сера — важный элемент минерального питания растений, она
входит в состав таких аминокислот, как метионин, цистин и цис-
теин, являющихся составными частями многих запасных белков и
ферментов. Структура белков и многие окислительно-восстанови-
тельные ферментативные процессы растений осуществляются за
счет функционирования дисульфидных мостиков. Такие семей-
ства сельскохозяйственных культур, как капустные и бобовые, от-
личаются большим потреблением серы, а следовательно, выносом
ее из почвы.
Принцип метода. Определение серы в растениях основано на
минерализации содержащих ее органических соединений до суль-
фат-ионов путем мокрого озоления в азотной кислоте с перокси-
дом водорода (Н2О2) и дальнейшим осаждением образовавшейся
серной кислоты хлоридом бария. Образовавшийся осадок сульфа-
та бария выделяют из раствора фильтрованием и учитывают весо-
вым методом.
Ход анализа. При помощи пробирки (см. рис. 37) на аналити-
ческих весах берут 1 г тонкоизмельченного растительного матери-
ала, переносят на дно колбы Кьельдаля, имеющую шлиф для
плотного соединения ее с обратным водяным холодильником, и
приливают 15 см3 концентрированной азотной кислоты. Посред-
ством шлифа колбу соединяют с обратным холодильником и ос-
тавляют на 5—10 ч для медленного взаимодействия кислоты с рас-
тительным веществом. После этого в холодильник впускают хо-
лодную воду и ведут озоление при слабом нагревании колбы
Кьельдаля. При сильном разогревании возможен выброс содержи-
мого колбы через холодильник. Сильное кипение недопустимо
220
также в связи с выделением при этом оксидов серы и улетучива-
нием их вместе с парами воды.
После окончания выделения бурых паров оксидов азота в колбу
Кьельдаля с озоляемым растительным материалом приливают че-
рез холодильник несколько капель пероксида водорода. Озоление
заканчивают, когда раствор в колбе станет прозрачным и бесцвет-
ным, на что расходуется не менее 6—8 ч.
Затем в колбу Кьельдаля с раствором золы приливают 10—
20 см3 дистиллированной воды и для удаления кремниевой кисло-
ты раствор пропускают через плотный беззольный фильтр в мер-
ную колбу вместимостью 200 см3. Колбу Кьельдаля многократно
промывают небольшими порциями дистиллированной воды, каж-
дый раз собирая промывные воды на фильтр. Осадок кремниевой
кислоты на фильтре еще несколько раз промывают дистиллиро-
ванной водой, затем фильтрат в колбе вместимостью 200 см3 дово-
дят дистиллированной водой до метки, перемешивают и отбирают
пипеткой в два химических стакана пробы раствора по 50—100 см3
(в зависимости от ожидаемого содержания серы в анализируемом
веществе). Растворы в стаканах нейтрализуют по фенолфталеину,
упаривают наполовину и в горячий раствор медленно вливают
при постоянном перемешивании стеклянной палочкой 20—25 см3
4%-ный раствор хлорида бария (ВаС12). Стаканы с осадком на-
крывают часовым стеклом и раствору дают отстояться 6—8 ч. Пол-
ноту осаждения сульфатов проверяют, прибавив к отстоявшемуся
раствору 2—3 капли ВаС12. Затем раствор фильтруют через плот-
ный (заранее высушенный и тарированный) бумажный фильтр
или тигель Гуча. Осадок с помощью промывалки с водой и стек-
лянной палочки количественно переносят из стакана на фильтр.
Когда вода профильтруется, осадок промывают 10 см3 спирта или
эфира и фильтр с осадком сушат сначала на воздухе до исчезно-
вения запаха эфира (спирта), а затем в сушильном шкафу до по-
стоянной массы. Затем фильтр с осадком помещают в тарирован-
ный фарфоровый тигель и прокаливают при 450—500 °C до по-
стоянной массы.
Вычисление результатов анализа. Содержание серы (%) в пере-
счете на SO3 вычисляют по формуле
(а — Ь)- 0,3429 100
jUj-------------------,
т
где а — масса тигля с прокаленным сульфатом бария, г; б — масса прокаленного
тигля (тара), г; 0,3429 — коэффициент пересчета BaSO4 на SO3; 100 —коэффици-
ент для выражения результатов в процентах; т — навеска растительного вещества,
отвечающая объему раствора, взятого для осаждения серной кислотой, г.
221
Реактивы. 1. Азотная кислота концентрированная (пл. 1,41).
2.	4%-ный раствор хлорида бария: 4 г ВаС12 растворяют дистил-
лированной водой в мерной колбе на 100 см3 и доводят до метки.
3.	Спирт этиловый и серный эфир.
2.9.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАХМАЛА В РАСТЕНИЯХ
Крахмал — основной запасной полисахарид растений, образу-
ющийся в процессе фотосинтеза. Зеленые листья всегда отлича-
ются высоким содержанием этого вещества, они используют крах-
мал для построения новых клеток и как энергетический материал.
Основное количество его запасается в семенах и клубнях: в семе-
нах риса содержится 70—80 % крахмала, ячменя — 55—75, кукуру-
зы—65—75, пшеницы — 60—70 % на сухую массу, а в клубнях
картофеля 11—25 % на сырую массу. Меньше крахмала в семенах
бобовых культур и его почти нет в семенах масличных.
Ряд сельскохозяйственных культур, таких, как картофель, ку-
куруза, ячмень, рожь, рис и некоторые другие, выращивают для
получения крахмала, используемого в различных отраслях про-
мышленности, а также в чистом виде в кулинарии.
В процессе созревания зерна и клубней картофеля содержание
крахмала в них увеличивается. При прорастании семян происхо-
дит интенсивный гидролиз крахмала с образованием глюкозы, ко-
торая используется для новообразования других органических со-
единений, необходимых развивающимся проросткам.
Содержание крахмала в растениях зависит от сортовых особен-
ностей культуры и применения удобрений. Важное значение в по-
вышении крахмалистости культуры имеют фосфорные и калий-
ные удобрения.
Содержание крахмала в семенах и клубнях определяют различ-
ными химическими и инструментальными методами. Химические
методы определения крахмала имеют первостепенное значение и
основаны на кислотном или ферментативном гидролизе крахмала
с последующим определением глюкозы по методу Г. Э. Бертрана
или поляриметрически.
2.9.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАХМАЛА В РАСТЕНИЯХ МЕТОДОМ
КИСЛОТНОГО ГИДРОЛИЗА
Принцип метода. В основе метода лежит реакция расщепления
молекул крахмала под действием соляной кислоты на глюкозу:
л(С6Н10О5) + лН2О = лС6Н12О6.
222
В полученном гидролизате глюкозу определяют методом Г. Э. Бер-
трана. Сущность метода заключается в том, что, обладая альдегид-
ной группой (—СН=О), глюкоза, легко окисляясь, восстанавлива-
ет оксид меди(П) (Си2+) в оксид меди(1) (Си2О), которая количе-
ственно учитывается. Для этого на глюкозу в растворе действуют
феллинговой жидкостью, состоящей из сульфата меди и щелочно-
го раствора сегнетовой соли и представляющей собой медный ал-
коголят сегнетовой соли:
СН = О
(СНОН)4 + 2Си
СН2ОН
О-СН-СООК
O-CH-COONa
+ 2Н2О =
Глюкоза
Феллингова жидкость
соон
I
= (СНОН)4 + 2
СН2ОН
Глюконовая кислота
но-сн-соок
+ Си2О.
НО—CH—COONa
Ссгнетова соль Оксид меди(1)
Количество образующегося оксида меди(1) соответствует коли-
честву глюкозы в растворе. Выпавший в форме красного осадка оксид
меди(1) (Си2О — закись меди) учитывают объемным методом путем
растворения его сульфатом железа(Ш) в кислой среде:
Cu2O + Fe2(SO4)3 + H2SO4 = 2CuSO4 + 2FeSO4 + H2O.
Оксид меди(1) при этом окисляется в оксид меди(П), а сульфат
железа(Ш) восстанавливается в сульфат железа(П), который коли-
чественно определяют титрованием перманганатом калия:
10FeSO4 + 2КМпО4 + 8Н2 SO4 =
= 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O.
Перманганат калия переводит железо из оксида железа(П) в
оксид железа(Ш), т. е. обратно.
О количестве глюкозы в гидролизате судят по пошедшему на
титрование раствора объему перманганата калия.
Ход анализа. Для анализа необходимо использовать тщательно
измельченный растительный материал. Зерно злаковых и бобовых
культур измельчают на мельнице. Свежий материал после взятия
223
навесок растирают в ступке или гомогенизируют. Чем лучше из-
мельчен растительный материал, тем меньше времени потребует-
ся на гидролиз крахмала.
На технических или аналитических весах берут навеску муки
1—1,5 г, картофеля 4—5 г и количественно переносят смыванием
ее 4%-ной соляной кислотой в круглодонную или коническую
колбу вместимостью 300—350 см3. Общее количество 4%-ной НС1,
взятой для гидролиза, должно быть 150 см3. Колбу закрывают кау-
чуковой пробкой со вставленной длинной стеклянной трубкой,
выполняющей роль обратного холодильника, и погружают на
1,5—2 ч в кипящую водяную баню. Окончание гидролиза уста-
навливают по отсутствию синего окрашивания при добавлении к
2—3 каплям гидролизата 1—2 капли раствора иода в иодистом ка-
лии (качественная реакция на крахмал).
После окончания гидролиза содержимое колбы охлаждают хо-
лодной водой, добавляют 3—4 капли метилового красного и нейтра-
лизуют раствор в колбе 10%-ным гидроксидом натрия (NaOH),
прибавляя его из пипетки или бюретки по каплям до появления
желтоватой окраски раствора. Если гидролизат сильно окрашен и
маскирует работу индикатора, то такой раствор нейтрализуют по
лакмусовой бумаге, бросая кусочки ее каждый раз после прибавле-
ния щелочи.
Избыток щелочи при хранении гидролизата приводит к разло-
жению глюкозы, поэтому его удаляют прибавлением 1—3 капель
4%-ного раствора НС1. Присутствующие в гидролизате глюкозы
белки мешают количественному ее определению, поэтому их
осаждают прибавлением 5—10 см3 раствора ацетата свинца (до
прекращения появления мути от прибавления очередной капли
ацетата свинца). Избыток ацетата свинца, мешающий определе-
нию глюкозы, устраняют добавлением 5—6 см3 насыщенного ра-
створа сульфата натрия спустя 8—10 мин после добавления ацета-
та свинца. Затем гидролизат количественно переносят в мерную
колбу вместимостью 250 см3 (колба № 1), смывая дистиллирован-
ной водой остатки растительного материала, объем колбы доводят
водой до метки, перемешивают и часть раствора (около 80—100
см3) пропускают через плотный складчатый фильтр в стакан. Если
по времени завершить анализ в этот же день невозможно, то к ра-
створу в колбе № 1 после доведения ее объема дистиллированной
водой до метки добавляют 2—3 капли толуола для ингибирования
микробиологических процессов, перемешивают и оставляют до
следующего дня. Затем часть отстоявшегося раствора (80—100 см3)
из колбы № 1, не взмучивая его, фильтруют через плотный склад-
чатый фильтр в стакан. Если аккуратно брать пипеткой прозрач-
ный надосадочный раствор из колбы № 1, то его можно не фильт-
ровать.
224
Для анализа берут пипеткой 25 см3 отфильтрованного (или от-
стоявшегося) гидролизата, переносят в коническую колбу или ста-
кан вместимостью 150—200 см3, добавляют 20 см3 раствора суль-
фата меди и 20 см3 щелочного раствора сегнетовой соли. Содер-
жимое колбы (стакана) нагревают на сетке газовой горелкой до
слабого кипения и кипятят (не допуская бурного кипения) в тече-
ние 3 мин. Затем отстаивают содержимое в течение 1—2 мин, да-
вая осесть выпавшему в осадок оксиду меди(1) — Сп2О.
Отстоявшийся осадок оксида меди в колбе (стакане) отмывают
декантацией горячей дистиллированной водой, фильтруя промыв-
ные воды в колбу Бунзена через трубку Аллина с асбестовым
фильтром (рис. 41, Л) при слабом разрежении. Фильтрат в колбе
Бунзена должен иметь синее окрашивание, что указывает на нор-
мальное прохождение реакций окисления глюкозы. Если фильт-
рат окрашен в какой-либо другой цвет, анализ повторяют, разба-
вив исходный раствор глюкозы в несколько раз.
Затем осадок из колбы количественно переносят на асбесто-
вый фильтр трубки Аллина и промывают его вначале горячей, а
затем холодной дистиллированной водой до тех пор, пока вытека-
ющая из трубки Аллина вода станет совершенно прозрачной и не
будет давать реакцию на сульфат-ион с раствором хлорида бария.
Во избежание контакта с кислородом воздуха необходимо следить,
чтобы осадок оксида меди(1) все время находился в слое дистил-
лированной воды.
Рис. 41. Трубка Аллина с асбестовым фильтром (А) и оксидом алюминия (£)
в колбе Бунзена
15 - 8539
225
После окончания промывания осадка трубку Аллина с неболь-
шим слоем воды над асбестом вынимают из колбы Бунзена, филь-
трат из нее выливают (выбрасывают), а колбу тщательно сполас-
кивают дистиллированной водой. После этого трубку Аллина сно-
ва укрепляют в колбе Бунзена. Вакуумная система или водоструй-
ный насос в этот период должны быть отключены.
Мерным цилиндром в ту же колбу, где находился промытый
осадок оксида меди(1): берут 20—30 см3 подкисленного раствора
железоаммонийных квасцов NH4Fe(SO4)2 • 12Н2О или такое же
количество сульфата железа(Ш) Fe2(SO4)3 в серной кислоте и из
нее, приливая небольшими порциями железоаммонийные квасцы
в трубку Аллина с осадком, растворяют оксид меди(1). Осадок сна-
чала чернеет, а потом раствор приобретает зелено-голубоватое ок-
рашивание. Затем верхний слой асбеста в трубке Аллина осторож-
но перемешивают стеклянной палочкой для лучшего растворения
оксида меди(1). Включают вакуум и при слабом разрежении мед-
ленно фильтруют растворенный в железоаммонийных квасцах ок-
сид меди в колбу Бунзена.
Если асбест сильно уплотняется, его аккуратно разминают
стеклянной палочкой и разрежение уменьшается. После полного
расходования отмеренного объема раствора железоаммонийных
квасцов асбестовый фильтр трубки Аллина несколько раз промы-
вают горячей дистиллированной водой, собирая фильтрат при
слабом вакууме в колбу Бунзена. Необходимо следить за тем, что-
бы при промывании осадка на фильтре восстановленное железо
меньше контактировало с кислородом воздуха, т. е. не надо давать
жидкости полностью стекать в трубке Аллина.
После полного завершения промывания асбестового фильтра
трубку Аллина вынимают и горячий раствор в колбе Бунзена тит-
руют 0,1 н. раствором перманганата калия до слабо-розового окра-
шивания, не исчезающего в течение 0,5—1 мин.
Длительность анализа, начиная с момента прибавления реакти-
вов и до конца титрования, не должна быть более 12—15 мин.
Вычисление результатов анализа. 1 см3 точно 0,1 н. раствора перман-
ганата калия (КМпО4) соответствует 6,36 мг меди (0,1 мг-экв Си).
Умножив число израсходованного на титрование 0,1 н. раствора
перманганата калия на коэффициент 6,36, находят количество
меди, образовавшейся в результате окисления глюкозы феллинго-
вой жидкостью. Далее по количеству меди, указанному в табли-
це 22, находят соответствующее количество глюкозы и подставля-
ют в формулу.
Иногда масса меди, вычисленная по израсходованному 0,1 н.
перманганату калия, не совпадает точно с цифрами таблицы Берт-
рана. В этом случае количество глюкозы вычисляют интерполяци-
ей. Например, на титрование пошло 9,2 см3 перманганата калия:
226
9,2 • 6,36 = 58,5 мг Си. Находят в таблице 22 две цифры, между ко-
торыми расположена эта величина: 57,2 мг меди соответствуют
29 мг глюкозы, а 59,1 мг — 30 мг глюкозы; 59,1 — 57,2 = 1,9. Следо-
вательно, 1,9 мг меди соответствует 1 мг глюкозы, а 1,3 мг меди
(58,5 — 57,2 = 1,3) будут соответствовать 1,3-1,0:1,9 = 0,68 мг
глюкозы. Следовательно, искомая величина глюкозы, отвечающая
58,5 мг меди, составляет 29 + 0,68 = 29,68 мг. Найденную таким
образом величину подставляют в формулу
аК-100-0,9
т Vx
где X—содержание крахмала, % ; а — количество глюкозы, найденное по меди в
таблице Бертрана, мг; V— объем гидролизата крахмала в колбе № 1, см3 (250 см3);
т — навеска растительного материала, взятого для анализа, мг; V\ — объем фильт-
рата (гидролизата), взятого из колбы Ns 1 для определения глюкозы по Бертрану,
см3 (25 см3); 100 — коэффициент для перевода результатов анализа в %; 0,9 — ко-
эффициент для пересчета глюкозы на крахмал.
Из полученного результата вычитают количество свободных са-
харов. Для этого в отдельно взятой навеске растительного матери-
ала дистиллированной водой извлекают свободные сахара и опре-
деляют их содержание по Бертрану точно так же, как и глюкозу
после гидролиза крахмала.
В отдельных случаях пользуются справочными материалами по
содержанию свободных сахаров в данной анализируемой культуре.
22. Соответствие содержания глюкозы содержанию меди по Бертрану (мг)
Глю- коза	Медь	Глю- коза	Медь	Глю- коза	Медь	Глю- коза	Медь	Глю- коза	Медь	Глю- коза	Медь
10	20,4	26	51,0	41	79,3	56	105,8	71	131,4	86	155,6
11	22,4	27	53,4	42	81,1	57	107,6	72	133,1	87	157,2
12	24,3	28	55,3	43	82,9	58	109,3	73	134,7	88	158,8
13	26,3	29	57,2	44	84,7	59	111,1	74	136,3	89	160,4
14	28,3	30	59,1	45	86,4	60	112,8	75	137,9	90	162,0
15	30,2	31	60,9	46	88,2	61	114,5	76	139,6	91	163,6
16	32,2	32	62,8	47	90,0	62	116,2	77	141,2	92	165,2
17	34,2	33	64,6	48	91,8	63	117,8	78	142,8	93	166,7
18	36,2	34	66,5	49	93,6	64	119,6	79	144,5	94	168,3
19	38,1	35	68,3	50	95,4	65	121,3	80	146,1	95	169,9
20	40,1	36	70,1	51	97,1	66	123,0	81	147,7	96	171,5
21	42,0	37	72,0	52	98,9	67	124,7	82	149,3	97	173,1
22	43,9	38	73,8	53	100,6	68	126,4	83	150,9	98	174,6
23	45,8	39	75,7	54	102,3	69	128,1	84	152,5	99	176,2
24	47,7	40	77,5	55	104,1	70	129,8	85	154,0	100	177,8
25	49,6										
15*
227
Оборудование и посуда. Весы технические и аналитические.
Мельница лабораторная. Гомогенизатор или фарфоровые ступки.
Вакуумный насос. Водяная баня. Колбы конические или химичес-
кие стаканы вместимостью 150—200 см3. Колбы мерные на 250 и
1000 см3. Колбы Бунзена. Трубки Аллина. Пипетки на 25 см3.
Мерные цилиндры на 10 и 25 см3. Ножи. Разделочные доски.
Реактивы. 1. 4%-ный раствор соляной кислоты: 90 см3 концент-
рированной НС1 (пл. 1,19) растворяют водой в мерной колбе вме-
стимостью 1 дм3.
2.	10%-ный водный раствор NaOH: 100 г х.ч. щелочи растворя-
ют в 900 см3 дистиллированной воды.
3.	10%-ный водный раствор ацетата свинца: 100 г (СН3СОО)2РЬ
растворяют в 900 см3 дистиллированной воды.
4.	Насыщенный водный раствор сульфата натрия (Na2SO4).
5.	Раствор сульфата меди: 40 г сульфата меди (CuSO4 • 5Н2О),
х.ч. растворяют в мерной колбе на 1 дм3 дистиллированной водой
и доводят до метки.
6.	Щелочной раствор сегнетовой соли: 200 г тартрата калия —
натрия (C4H4O6KNa - 4Н2О) и 150 г NaOH растворяют в мерной
литровой колбе дистиллированной водой, с помощью которой до-
водят объем до метки, затем содержимое перемешивают. Готовят
только необходимый для выполнения анализа объем реактива; к
длительному хранению он непригоден.
7.	Раствор сульфата железа(Ш): 50 г Fe2(SO4)3 - 9Н2О растворя-
ют дистиллированной водой в химическом стакане и к нему при-
бавляют 108,7 см3 (200 г) концентрированной серной кислоты
(пл. 1,84). После охлаждения раствор переносят через воронку в
мерную колбу вместимостью 1 дм3, доводят объем дистиллирован-
ной водой до метки и перемешивают.
8.	Раствор железоаммонийных квасцов: в мерной колбе вмести-
мостью 1 дм3 растворяют в 300 см3 дистиллированной воды 86 г
железоаммонийных квасцов [NH4Fe(SO4)2 • 12Н2О], добавляют
108,7 см3 концентрированной серной кислоты, х.ч. (пл. 1,84).
После охлаждения раствор в колбе доводят дистиллированной во-
дой до метки и перемешивают.
9.	0,1 н. раствор перманганата калия: берут на аналитических
весах 3,161 г х.ч. КМпО4, растворяют в мерной колбе на 1 дм3 ки-
пяченой горячей дистиллированной водой. После охлаждения ра-
створа в колбе объем его доводят до метки кипяченой охлажден-
ной дистиллированной водой. Реактив пригоден для использова-
ния после того, как он постоит несколько дней. Титр этого ра-
створа постепенно меняется, и его систематически проверяют
путем титрования х.ч. щавелевой кислотой или ее солями (аммо-
ния, натрия). Хранят раствор в склянке из темного стекла.
Установление титра перманганата калия. Титр перманганата ка-
228
лия устанавливают по щавелевой кислоте или ее аммонийной
(или натриевой) соли. Из уравнения реакции взаимодействия ок-
сида меди(1) и сульфата железа(Ш) вытекает, что при окислении
меди в оксиде меди I на два ее атома приходится два атома железа.
С другой стороны, одна молекула щавелевой кислоты Н2С2О4, или
оксалата аммония (NH4)2C2O4, или оксалата натрия Na2C2O4 точ-
но отвечает двум атомам железа, а следовательно, и двум атомам
меди. Это дает возможность определить количество оксида
меди(1), находящегося в осадке.	>
Для установления титра перманганата калия удобно пользо-
ваться оксалатом аммония — 0,25 г его помещают в фарфоро-
вую чашку, приливают 50—100 см3 дистиллированной воды и
2—3 капли концентрированной серной кислоты (пл. 1,84); содер-
жимое чашки нагревают на водяной бане до 80 °C и титруют при-
готовленным раствором перманганата калия до слабо-розового
окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин. Титр пермангана-
та калия находят по формуле
а -16 -6,36
142,1 - И-0,8
= 0,895р
где о — навеска оксалата аммония, г; 16 — атомная масса кислорода; 6,36 — коли-
чество меди (в мг), соответствующее 1 см3 0,1 н. раствора перманганата калия, со-
держащего 0,8 мг кислорода; 142,1 —молекулярная масса оксалата аммония (при
использовании других солей щавелевой кислоты берут их молекулярные массы);
V—объем 0,1 и. раствора перманганата калия, пошедшего на титрование оксалата
аммония, см3.
2.9.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАХМАЛА ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Принцип метода. В основе метода лежит гидролиз крахмала ра-
створом соляной кислоты с последующим определением в полу-
ченном гидролизате содержания глюкозы по изменению угла вра-
щения поляризованного луча света. Свет любого источника или
естественный характеризуется волновыми колебаниями, одинако-
выми во всех направлениях. Проходя через кристалл исландского
шпата, свет приобретает волновые колебания в одной плоскости и
таким образом становится поляризованным. Плоскость, в которой
происходят колебания поляризованных лучей света, называется
плоскостью поляризации. Проходя через прозрачный раствор опти-
чески активных веществ, например глюкозы, поляризованный луч
света поворачивается вокруг своей оси на определенный угол.
Вращение плоскости поляризации обусловлено наличием асим-
метричных атомов углерода в молекулах глюкозы. Угол вращения
плоскости поляризации может быть правым (вращение по часо-
229
вой стрелке; наблюдатель смотрит навстречу лучу) и левым (вра-
щение против часовой стрелки). Величина угла вращения плоско-
сти поляризации пропорциональна концентрации глюкозы в ра-
створе. Определяют угол вращения с помощью поляриметра (на-
пример, СУ-2) в монохроматическом желтом свете при длине вол-
ны 589,3 нм (см. раздел 1 «Поляриметрия»),
Ход анализа. На аналитических весах при помощи фарфоровой
чашки или часового стекла взвешивают 1,5—2 г (±0,001 г) муки
семян злаковых и зернобобовых культур, 5 г (±0,01 г) мезги карто-
феля и переносят через воронку в мерную колбу вместимостью
100 см3, смывая остатки пробы 50 см3 дистиллированной воды.
Затем в колбу с образцом добавляют 3 см3 25%-ной соляной кис-
лоты, содержимое перемешивают и колбу помещают в кипящую
водяную баню, где при частом перемешивании выдерживают в те-
чение 15—20 мин. После гидролиза крахмала колбу вынимают, со-
держимое охлаждают под водопроводной водой и приливают дис-
тиллированной воды до объема 75—80 см3. Для осаждения белков
и осветления раствора глюкозы в колбу приливают 5 см3 раствора
5%-ной фосфорно-вольфрамовой кислоты и после взбалтывания
доводят объем дистиллированной водой до метки. Колбу закрыва-
ют пробкой, содержимое тщательно перемешивают, отстаивают в
течение 20—30 мин для полноты осаждения белков и фильтруют
через двойной складчатый фильтр в сухой стакан. При отсутствии
фосфорно-вольфрамовой кислоты для осаждения белков и освет-
ления раствора глюкозы используют раствор сульфата цинка и ра-
створ железисто-синеродистого калия. Вначале приливают 1 см3
сульфата цинка, затем после перемешивания добавляют 1 см3 же-
лезисто-синеродистого калия и содержимое колбы снова переме-
шивают, затем отстаивают в течение 20—30 мин и фильтруют.
Чистым прозрачным фильтратом заполняют поляризационную
трубку длиной 200 мм, устанавливая стеклышко трубки так, чтобы
не осталось пузырьков воздуха, закручивают шайбу и измеряют
угол вращения плоскости поляризации.
Содержание крахмала (%) определяют по формуле
х= пИ-100
1,81-ти-/’
где с —угол вращения, найденный при отсчете в поляриметре; К—объем экст-
ракта, см3; т — навеска анализируемого вещества, г; /—длина трубки, дм; 1,81 —
коэффициент по Эверсу для крахмала зерновых культур; 100 — коэффициент для
перевода в проценты.
При расчете содержания крахмала в картофеле и при условии:
навеска исследуемого материала 5 г, объем экстракта 100 см3, дли-
230
на поляризационной трубки 200 мм, найденное число градусов
умножают на коэффициент 1,78 (коэффициент Эверса для карто-
фельного крахмала).
Реактивы. 1. Раствор 25%-ной соляной кислоты: 635 см3 кон-
центрированной соляной кислоты (пл. 1,19) приливают в мерную
колбу вместимостью 1 дм3 с предварительно налитой в нее 200
250 см3 дистиллированной воды и доводят водой объем до метки.
2. Раствор 5%-ной фосфорно-вольфрамовой кислоты: в мерной
колбе на 100 см3 растворяют 5 г фосфорно-вольфрамовой кислоты
в 70—80 см3 горячей дистиллированной воды, охлаждают, доводят
водой до метки и фильтруют.
3. Железисто-синеродистый цинк—калий ZnK2[Fe(CN)6] —
гексацианоферрат (II) цинка, калия. Осадитель состоит из двух
отдельно хранящихся растворов.
Раствор 1: 15 г железисто-синеродистого калия (желтая кровя-
ная соль, гексацианоферрат (II) калия —К4 [Fe(CN)6]), раство-
ряют в небольшом количестве воды, переносят в мерную колбу
вместимостью 100 см3 и доводят дистиллированной водой до
метки.
Раствор 2: 30 г сульфата цинка (ZnSO4) растворяют в неболь-
шом количестве воды, переносят в мерную колбу на 100 см3 и до-
водят дистиллированной водой до метки.
2.9.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КРАХМАЛА В КАРТОФЕЛЕ
ПО УДЕЛЬНОЙ МАССЕ КЛУБНЕЙ
Принцип метода. Для оценки пищевой и кормовой ценности
картофеля и пригодности в качестве сырья для перерабатывающей
промышленности необходимо учитывать содержание крахмала в
его клубнях. Наиболее простой, но недостаточно точный способ
анализа содержания крахмала в клубнях состоит в определении
удельной массы клубней. Для проведения этого анализа необходи-
мы весы (рис. 42), у которых чашка для взвешивания заменена на
две проволочные корзины. Одна корзина помещена в кадку с во-
дой. В этом положении весы устанавливают на нуль. Такие весы
легко сделать из обычных десятичных весов.
Ход анализа. Среднюю пробу картофеля составляют из клубней
различной величины и формы пропорционально их содержанию в
данной партии картофеля, т. е. соотношение клубней по размеру,
взятых для анализа, должно быть примерно таким же, как в иссле-
дуемой партии картофеля. Масса средней пробы около 20 кг.
Клубни тщательно моют и просушивают на воздухе. В верхней
корзине весов отвешивают точно 5 кг клубней. Затем их пересы-
пают в корзинку, находящуюся в воде, и снова взвешивают. Масса
231
Рис. 42. Весы для определения удельной мас-
сы клубней картофеля:
7 —весы; 2— корзина для картофеля; 5 —кадка
с водой
клубней в воде будет меньше первой массы на
количество вытесненного клубнями объема
(массы) воды.
Удельная масса составит:
d=5/(5 — a),
где a — масса пробы клубней в воде, кг.
Например, масса пробы клубней в воде (о)
равна 0,438 кг. Тогда удельная масса картофе-
ля составит 5 : (5 — 0,438) = 1,096.
По таблице 23 находим, что удельной массе 1,096 отвечает со-
держание крахмала в клубнях 17,3 %.
23. Определение содержания крахмала (%) по удельной массе клубней
Удельная масса	Содер- жание крахмала	Удельная масса	Содер- жание крахмала	Удельная масса	Содер- жание крахмала	Удельная масса	Содер- жание крахмала
1,080	13,9	1,101	18,4	1,121	22,7	1,141	27,0
1,081	14,1	1,102	18,6	1,122	22,9	1,142	27,2
1,082	14,3	1,103	18,8	1,123	23,1	1,143	27,4
1,083	14,5	1,104	19,0	1,124	23,3	1,144	27,6
1,084	14,7	1,105	19,2	1,125	23,5	1,145	27,8
1,085	14,9	1,106	19,4	1,126	23,7	1,146	28,0
1,086	15,1	1,107	19,7	1,127	24,0	1,147	28,3
1,087	15,4	1,108	19,9	1,128	24,2	1,148	28,5
1,088	15,6	1,109	20,1	1,129	24,4	1,149	28,7
1,089	15,8	1,110	20,3	1,130	24,6	1,150	28,9
1,090	16,0	1,111	20,5	1,131	24,8	1,151	29,1
1,091	16,2	1,112	20,7	1,132	25,0	1,152	29,3
1,092	16,4	1,113	20,9	1,133	25,2	1,153	29,6
1,093	16,6	1,114	21,1	1,134	25,5	1,154	29,8
1,094	16,9	1,115	21,4	1,135	25,7	1,155	30,0
1,095	17,1	1,116	21,6	1,136	25,9	1,156	30,2
1,096	17,3	1,117	21,8	1,137	26,1	1,157	30,4
1,099	17,9	1,120	22,5	1,140	26,7	—	—
1,100	18,2						
232
Определение содержания крахмала проводят в двух повторени-
ях. Если расхождение между первым и вторым определениями
превышает 0,5—0,6 %, то анализ проводят еще 2 раза. Полученные
данные содержания крахмала в клубнях картофеля могут быть ис-
пользованы при объективной оценке принятой агротехники не
только по величине, но и по качеству урожая. Кроме того, анализ
позволяет выявить пищевые, кормовые и технические достоин-
ства различных сортов картофеля по содержанию крахмала. Для
более полной оценки качества урожая картофеля определяют со-
держание сухого вещества и белка.
2.10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ САХАРОВ В ОВОЩАХ,
ЯГОДАХ И ПЛОДАХ
Качество и пищевая ценность овощей, плодов и ягод опреде-
ляются содержанием в них простых легкорастворимых углеводов,
представленных дисахаридами (сахарозой) и моносахаридами
(фруктозой и глюкозой). Соотношение между содержанием дисаха-
ридов, моносахаридов и органических кислот в овощной и плодо-
во-ягодной продукции колеблется в широких пределах и обуслов-
ливается биологическими особенностями культур и стадией созре-
вания плодов и ягод. В корнеплодах преобладает сахароза, в плодо-
вых и ягодных культурах — моносахариды (глюкоза и фруктоза).
Содержание сахаров и их отдельных компонентов в значитель-
ной мере зависит от условий минерального питания овощных,
ягодных и плодовых культур, зоны выращивания и агротехники.
При хранении овощей, плодов и ягод углеводы расходуются на
дыхание, особенно интенсивно при неблагоприятных условиях
хранения. Регулярное определение сахаров позволяет контроли-
ровать соблюдение режима правильного хранения и тем самым
снизить потери. Изучение содержания углеводов в определенный
промежуток времени в плодах, овощах и ягодах позволяет устано-
вить динамику накопления сахаров и закономерности обмена этих
веществ как при созревании урожая, так и в процессе хранения.
Содержание сахарозы, фруктозы и глюкозы часто определяют
как в виде суммарного их количества, так и в каждой отдельной их
группе химическими и инструментальными методами.
2.10.1. АНАЛИЗ САХАРОВ ПО МЕТОДУ Г. Э. БЕРТРАНА
Принцип метода. Из растительного материала сахара извлекают
горячей дистиллированной водой и фильтруют. В одной части
фильтрата определяют моносахариды: фруктозу и глюкозу, кото-
233
рые принято называть редуцирующими сахарами, в другой — сумму
сахаров после гидролиза (инверсии) сахарозы раствором соляной
кислоты. Сахароза распадается в этом случае на фруктозу и глюко-
зу: Cj2 Н22ОП + Н2О = 2СбН]2Об-
Полученная смесь глюкозы и фруктозы называется инвертиро-
ванным сахаром. Гидролиз сахарозы необходим потому, что саха-
роза, не имеющая свободных альдегидных и кетонных групп, не
способна восстанавливать медь феллинговой жидкости, а следова-
тельно, окисляться самой. В результате гидролиза (инверсии) са-
харозы образуются фруктоза (кетоза) и глюкоза (альдоза), способ-
ные восстанавливать медь и другие металлы.
Таким образом, в растворе после гидролиза сахарозы определя-
ют сумму сахаров — фруктозу и глюкозу как моносахариды и соот-
ветствующее количество этих же моносахаридов. Содержание са-
харозы определяют вычитанием количества редуцирующих саха-
ров (водная экстракция) из содержания сахаров после гидролиза.
Ход анализа. Овощи, плоды и ягоды измельчают ножом, нож-
ницами или на терках и растирают в ступках (без использования
песка). Из разных мест полученной мезги берут в зависимости от
содержания сахара и воды в исследуемом растительном материале
в тарированную фарфоровую чашку пробу 25—50 г и взвешивают
на технических весах (с точностью до 0,1 г).
Навеску без потерь при помощи стеклянной палочки перено-
сят через воронку в мерную колбу вместимостью 250 см3 (колбу
Штифта) и многократно споласкивают чашку и палочку дистил-
лированной водой, смывая остатки пробы в колбу. Общий объем
воды должен составлять 150 см3. Затем содержимое колбы переме-
шивают и ставят для экстракции углеводов на 30 мин в водяную
баню при температуре 80 °C. Температуру контролируют путем
погружения термометра в аналогичную колбу с водой без расти-
тельного материала, опущенную в ту же водяную баню. По истече-
нии времени экстракции колбу охлаждают под краном с холодной
водой до комнатной температуры и добавляют в нее 5—7 см3 ра-
створа ацегата свинца для осаждения белков и красящих веществ
и после перемешивания содержимого колбы объем в ней доводят
дистиллированной водой до метки, закрывают колбу пробкой и
тщательно перемешивают. После отстаивания жидкости в колбе
ее фильтруют в чистый сухой стакан или коническую колбу. По
окончанию фильтрования берут пипеткой 50 см3 фильтрата, пере-
носят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают туда же
8—10 см3 насыщенного раствора сульфата натрия для осаждения
избытка ацетата свинца и доводят объем в колбе до метки дистил-
лированной водой, закрывают колбу пробкой и тщательно пере-
мешивают. Затем содержимое колбы фильтруют в чистую сухую
коническую колбу.
234
В фильтрате определяют содержание глюкозы и фруктозы (ре-
дуцирующие сахара). Берут 25 см3 фильтрата, помещают в кони-
ческую колбу вместимостью 100—150 см3 и определяют редуциру-
ющие сахара по Г. Э. Бертрану (см. п. 2.10.1).
Определение сахарозы и моносахаридов. Для определения саха-
розы совместно со свободными моносахарами берут пипеткой
50 см3 фильтрата и переносят в мерную колбу вместимостью
100 см3. Колбу ставят на водяную баню, предварительно нагретую
до 85 °C, и доводят температуру в колбе до 70 °C, периодически
перемешивая содержимое колбы. Температуру контролируют по
термометру, помещенному в такую же вспомогательную колбу с
50 см3 дистиллированной воды. Затем колбу с испытуемым ра-
створом вынимают из бани, мерным цилиндром добавляют 3 см3
соляной кислоты (пл. 1,19) или 6 см3 20%-ной НС1, раствор хоро-
шо перемешивают и колбу вновь возвращают на водяную баню.
После нагревания содержимого до 70 °C гидролиз сахаров продол-
жают 8—10 мин при этой температуре. По истечении срока колбу
снимают с бани, немедленно охлаждают под краном с холодной
водой и раствор в колбе сразу же нейтрализуют насыщенным ра-
створом соды Na2CO3 по индикатору — метиловому красному или
метиловому оранжевому — до перехода красной окраски раствора
в золотисто-желтую. После чего объем в колбе доводят дистилли-
рованной водой До метки. В этом растворе определяют общее ко-
личество сахара после гидролиза (инверсии).
Определение сахаров проводят по методу Г. Э. Бертрана (см.
стр. 223—227).
Вычисление результатов анализа. Объем 1 см3 точно 0,1 н. ра-
створа перманганата калия (КМпО4) соответствует 6,36 мг меди.
Умножив количество израсходованного на титрование перманга-
ната калия на 6,36, находят массу меди (в мг). Затем, пользуясь
данными таблицы 22 для сахаров до гидролиза (инверсии) и таб-
лицей 24 для сахаров после гидролиза (инвертированный сахар),
находят отдельно по количеству меди содержание в исследуемом
растворе сахара до гидролиза (инверта) и после гидролиза (инвер-
тированный сахар).
24. Определение инвертированного сахара по Г. Э. Бертрану, мг							
Сахар	| Медь	|| Сахар |	Медь	| Сахар |	Медь	|| Сахар |	Медь
10	20,6	17	34,5	24	48,0	31	61,1
11	22,6	18	36,4	25	49,8	32	63,0
12	24,6	19	38,4	26	51,7	33	64,8
13	26,5	20	40,4	27	53,6	34	66,7
14	28,5	21	42,3	28	55,2	35	68,5
15	30,5	22	44,2	29	57,4	36	70,3
16	32,5	23	46,1	30	59,3	37	72,2
235
Продолжение
Сахар |	Медь	|| Сахар |	Медь |	| Сахар	| Медь	| Сахар	| Медь
38	74,0	54	102,3	70	129,2	86	154,8
39	75,9	55	104,0	71	130,8	87	156,4
40	77,7	56	105,7	72	132,4	88	157,9
41	79,5	57	107,4	73	134,0	89	159,5
42	81,2	58	109,2	74	135,6	90	161,1
43	83,0	59	110,9	75	137,2	91	162,6
44	84,8	60	112,6	76	138,9	92	164,2
45	86,5	61	114,3	77	140,5	93	165,7
46	88,3	62	115,9	78	142,1	94	167,3
47	90,1	63	117,6	79	143,7	95	168,8
48	91,9	64	119,2	80	145,3	96	170,3
49	93,6	65	120,9	81	146,9	97	171,9
50	95,4	66	122,6	82	148,5	98	173,4
51	97,1	67	124,2	83	150,0	99	175,0
52	98,8	68	125,9	84	151,6	100	176,5
53	100,6	69	127,5	85	153,2	—	—
Содержание сахаров (%) определяют по формуле
a Vx V3 -100-0,95
где а — интерполированное количество глюкозы, найденное по меди в таблице,
мг; И, — объем гидролизата в колбе № 1, см3 (250 см3); — объем раствора глю-
козы в колбе № 2 с осажденным избытком ацетата свинца, см3 (100 см3); т — на-
веска растительного материала, взятого для анализа, мг; V2 ~ объем раствора глю-
козы, взятого из колбы № 1 для осаждения ацетата свинца и помещенного в колбу
№ 2, см3 (брали 50 см3); V4 — объем вторично отфильтрованного раствора гидро-
лизата из колбы № 2 для определения глюкозы по Бертрану, см3 (20 см3); 100 —
коэффициент для перевода результатов анализа в проценты; 0,95 — коэффициент
для пересчета глюкозы в крахмал.
Коэффициент 0,95 применяют при расчете содержания суммы
сахаров после гидролиза; сахароза, расщепляясь, дает две молекулы
моносахаридов с присоединением молекулы воды. Следовательно,
из 1 г смеси фруктозы и глюкозы получается 0,95 г сахарозы.
Реактивы для проведения этого анализа те же, что и в разделе 2.9.1.
2.10.2. ЦИАНИДНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ САХАРОВ В РАСТЕНИЯХ
Значение анализа. Цианидный метод с точки зрения используе-
мых реактивов является быстрым и простым, при соблюдении ре-
комендуемой техники анализа он дает вполне удовлетворительные
результаты. Метод используют для определения сахаров в овощах,
сочных плодах и корнеплодах.
236
Принцип метода. Метод основан на способности железосинеро-
дистого калия K3[Fe(CN)gl (красная кровяная соль, гексациано-
феррат(Ш) калия) в щелочной среде окислять редуцирующие саха-
ра, восстанавливаясь до гексацианоферрата(П) калия — KJFefCN^].
Реакцию осуществляют путем титрования раствором исследуемого
сахара кипящего щелочного раствора железосинеродистого калия в
присутствии метиленовой сини в качестве индикатора окислитель-
но-восстановительных условий среды. До тех пор пока в растворе
присутствует окислитель гексацианоферрат(Ш) калия, метиленовая
синь находится в окисленной форме, окрашивая раствор в синий
цвет. После того как гексацианоферрат(Ш) калия будет полностью
восстановлен редуцирующими сахарами (глюкозой и фруктозой) в
гексацианоферрат(П) калия, метиленовая синь, восстанавливаясь
небольшим избытком сахара, обесцвечивается, что свидетельствует
об окончании титрования.
Содержание моносахаридов (редуцирующих сахаров) вычисля-
ют по количеству титрованного раствора железосинеродистого ка-
лия и объему расходованного на его титрование раствора сахара
неизвестной концентрации.
Ход анализа. Свежие овощи, корнеплоды, фрукты измельчают
на терках или мелко шинкуют, а затем растирают в ступке. На тех-
нических весах при помощи тонкостенной фарфоровой чашки бе-
рут навеску 15—25 г исследуемого материала и количественно пе-
реносят в широкогорлую мерную колбу вместимостью 250 см3,
многократно смывая из фарфоровой чашки дистиллированной во-
дой в колбу. Дистиллированной водой доводят объем в колбе с на-
веской примерно до половины (120—140 см3) и перемешивают.
Если для анализа берут растительный материал, характеризую-
щийся высокой кислотностью (смородина, крыжовник, малина,
яблоки и др.), то содержимое колбы нейтрализуют раствором
NaOH по кусочкам лакмусовой бумажки. Слабокислые вытяжки
нейтрализовать не следует.
Колбу устанавливают на 30 мин на водяную баню при темпера-
туре 80 °C. Температуру контролируют по термометру, опущенно-
му в аналогичную колбу с водой. В процессе проведения экстрак-
ции углеводов содержимое колбы многократно перемешивают.
Затем в колбу добавляют 5—10 см3 ацетата свинца для осаждения
белка. Содержимое колбы перемешивают и избыток ацетата свин-
ца, мешающий дальнейшему анализу, осаждают насыщенным ра-
створом сульфата натрия, приливая его при встряхивании колбы
небольшими порциями (общий объем 5—10 см3) до прекращения
образования мути (осадка BaSO4). Затем объем в колбе после ох-
лаждения доводят дистиллированной водой до метки, закрывают
колбу пробкой, тщательно перемешивают и пропускают через
складчатый фильтр в коническую или мерную колбу № 1.
237
В полученном фильтрате определяют редуцирующие моносаха-
риды (глюкозу и фруктозу), которые обладают восстанавливающей
способностью, т. е. способностью окисляться, отнимая кислород у
других соединений. Фильтратом, содержащим сахара, заполняют
бюретку с оттянутым кончиком, а в коническую колбочку вмести-
мостью 100—150 см3 наливают из бюретки или пипеткой 10—20 см3
1%-ного (титрованного) раствора железосинеродистого калия и к
нему приливают пипеткой 5 см3 2,5 н. раствора NaOH.
Колбочку устанавливают на асбестовой сетке над газовой го-
релкой или электроплите и, когда раствор закипит, к нему при-
бавляют одну каплю метиленовой сини (C]6H18N3C1). Поддержи-
вая слабое кипение, содержимое колбы титруют раствором сахара
из бюретки до обесцвечивания индикатора. Раствор сахара прили-
вают маленькими порциями, постоянно перемешивая содержимое
колбочки. Наиболее достоверные результаты определения получа-
ют, если на титрование расходуется 6—8 см3 раствора сахара. За
пределами этого объема точность определения снижается. При
большем (малом) расходовании раствора сахара на титрование ко-
личество железосинеродистого калия и раствора щелочи уменьша-
ют (увеличивают) в 2 раза.
Следует отметить, что после остывания оттитрованного раство-
ра может появиться фиолетовое окрашивание, которое образуется
при окислении метиленовой сини кислородом воздуха и в расчет
не принимается.
Содержание моносахаридов (%) вычисляют по формуле
у_аТ{\, 006 + 0,00175 - Z>) -100
mb'
где а — количество 1 %-ного раствора железосинеродистого калия, взятого для тит-
рования исследуемым раствором сахара, см3; Т — поправка к титру раствора железо-
синеродистого калия, здесь (1,006 + 0,00175 • Ь) -100; b — количество сахара, отве-
чающее 1 см3 1 %-ного раствора железосинеродистого калия, мг; 100 — коэффици-
ент для выражения результатов анализа в %; m — навеска анализируемого вещества,
соответствующая 1 см3 раствора сахара, которым титровали железосинеродистый
калий, мг; Ь' — количество раствора сахара, пошедшего на титрование, см3.
Например, для анализа взято 20 г растительного материала.
Следовательно, 20 000 мг растительного материала содержится в
250 см3, а в 1 см3 — (2000: 250) = 80 мг. Эту величину подставляют
в формулу.
Определение сахарозы. Наряду с моносахаридами — глюкозой и
фруктозой — в овощах, ягодах и плодах содержится некоторое ко-
личество дисахаридов — сахарозы. У сахарозы нет альдегидных и
кетонных групп, следовательно, она не обладает восстанавливаю-
щей способностью. В связи с этим сахарозу непосредственно
238
нельзя определить этим методом. Ее необходимо расщепить на
составные части — глюкозу и фруктозу, и уже тогда можно ис-
пользовать цианидный метод.
Для определения сахарозы берут из колбы № 1 пипеткой 50 см3
фильтрата и переносят в мерную колбу на 100 см3, колбу с фильт-
ратом устанавливают на водяную баню, нагретую до 80 'С, и дово-
дят температуру в колбе с исследуемым фильтратом до 80 °C. За-
тем в подогретый испытуемый раствор мерным цилиндром при-
ливают 3 см3 соляной кислоты (пл. 1,19), или 6 см3 20%-ной НО.
Содержимое колбы перемешивают и устанавливают на водяную
баню, где проводят гидролиз сахарозы в течение 10 мин при тем-
пературе 80 °C. Затем колбу снимают с бани, содержимое охлажда-
ют под холодной водой, добавляют 3—4 капли индикатора мети-
лового красного и нейтрализуют насыщенным раствором соды
(Na2CO3) до перехода красной окраски раствора в золотистую.
После этого раствор в колбе доводят дистиллированной водой до
метки, закрывают пробкой и перемешивают. Из этой колбы за-
полняют бюретку раствором сахара и титруют кипящий раствор
железосинеродистого калия, как указано ранее.
Содержание моносахаридов после гидролиза вычисляют по
формуле, приведенной на стр. 238. Полученный результат (% ин-
вертированного сахара) умножают на 2 в связи с разбавлением ра-
створа вдвое в процессе инверсии.
Из рассчитанной суммы сахаров (неинвертированный + инвер-
тированный) вычисляют содержание сахарозы по разности между
вторым и первым определениями.
Реактивы. 1. 8%-ный раствор щелочи NaOH: 80 г NaOH, х.ч.,
растворяют в 920 г воды.
2.	10%-ный раствор ацетата свинца: 100 г (СН3СОО)2РЬ раство-
ряют в 900 см3 дистиллированной воды.
3.	Насыщенный раствор сульфата натрия (Na2SO4): 160 г
Na2SO4 • 7Н2О растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды.
4.	Насыщенный водный раствор карбоната натрия (Na2CO3):
200 г Na2CO3  10Н2О растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды.
5.	1%-ный титрованный раствор железосинеродистого калия:
10 г х.ч. K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль, гексацианоферрат(Ш)
калия) растворяют в колбе вместимостью 1 дм3 и доводят объем до
метки дистиллированной водой. Титр проверяют по раствору глю-
козы известной концентрации.
6.	2,5 н. раствор NaOH: 100 г гидроксида натрия растворяют в
фарфоровой кружке под тягой в 400—500 см3 дистиллированной
воды, количественно переносят в мерную колбу на 1 дм3, доводят
водой до метки и перемешивают.
7.	20%-ный раствор соляной кислоты: 496 см3 концентрирован-
ной НО (пл. 1,19) приливают в мерную колбу вместимостью 1 дм3
239
с предварительно налитой в нее 200—250 см3 дистиллированной
воды и доводят водой объем до метки.
8.	Индикаторы: 1%-ный водный раствор метиленовой сини,
0,2%-ный спиртовой раствор метилового красного.
Оборудование и посуда. Весы технические и аналитические,
мельница лабораторная. Гомогенизатор или фарфоровые ступки.
Водяная баня. Ножи, разделочные доски. Термометры. Колбы ко-
нические или химические стаканы вместимостью 150—200 см3,
колбы мерные на 100, 250 и 1000 см3. Воронки, бюретки, пипетки
на 5, 10 и 25 см3. Мерные цилиндры на 10 см3.
2.10.3	. ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ САХАРОЗЫ
Принцип метода. Оптический метод определения сахарозы осно-
ван на способности сахарозы в водных растворах вращать плоскость
поляризации световых лучей. Отличие поляризованного луча света
от обычного заключается в том, что в поляризованном луче колеба-
ния световой волн ы совершаются в одной плоскости, в то время как в
обычном световом потоке — по всем направлениям в плоскости,
перпендикулярной к направлению хода луча. Поляризованный луч,
проходя через раствор сахара, поворачивается вокруг своей оси в пре-
делах 90°.
Приборы для измерения угла поворота плоскости поляризации
называются поляриметрами. Многие органические соединения —
углеводы, глюкозиды, алкалоиды, эфирные масла и др. — облада-
ют свойством вращать поляризованный луч света. Это свойство
характерно для веществ, у которых один или несколько асиммет-
ричных атомов углерода.
В природе существуют вещества, способные как к правому, так
и к левому вращению поляризованного луча света. Направление и
угол вращения поляризованного света являются строго характер-
ными для конкретных соединений и их концентраций в растворе.
Количественный учет сахара основан на зависимости величины
угла вращения от концентрации сахара в растворе.
При определении содержания сахарозы в анализируемом веще-
стве используют сахариметр, который показывает непосредствен-
ное содержание сахара (в %).
Ход анализа. Растительный материал, содержащий сахарозу
(корни сахарной и кормовой свеклы, сочные плоды), измельчают,
руководствуясь общепринятыми методами. После перемешивания
измельченного вещества берут на технохимических весах при по-
мощи часового стекла или фарфоровой чашки 20—30 г мезги и пе-
реносят ее, используя стеклянную палочку, в широкогорлую кол-
бу (колбу Штифта) вместимостью 200 см3. Остатки навески на
240
чашке и стеклянной палочке смывают дистиллированной водой в
ту же колбу.
После доведения объема в колбе Штифта дистиллированной
водой примерно до 150—160 см3 в нее приливают 7 см3 10%-ного
раствора ацетата свинца и колбу устанавливают на 30 мин на водя-
ную баню, нагретую до 80 °C. Температуру водяной бани все время
поддерживают на этом уровне, контролируя ее термометром.
Через каждые 5 мин содержимое колбы взбалтывают. Затем
(после 30-минутного прогревания) объем в колбе доводят подо-
гретой до 80 °C дистиллированной водой до метки и опять уста-
навливают колбу на 15 мин на водяную баню. После этого колбу с
содержимым охлаждают до 20 °C в проточной водопроводной воде
и объем в колбе доводят дистиллированной водой до метки. Колбу
закрывают пробкой, содержимое тщательно перемешивают и
фильтруют через плотный складчатый фильтр в сухой и чистый
стакан или колбу.
После того как наберется 50—60 см3 прозрачного фильтрата
(мутный раствор для анализа не годится), им сначала споласкива-
ют вымытую до этого дистиллированной водой поляриметричес-
кую трубку, а затем наливают в нее столько фильтрата, чтобы
сверх краев трубки был высокий мениск, и закрывают трубку
стеклышком, подвигая его для срезания мениска. Необходимо
следить, чтобы в кювете (трубке) не остались пузырьки воздуха.
Затем трубку закрывают завинчивающейся металлической крыш-
кой, но не слишком туго, так как это ведет к искажению результа-
тов анализа из-за искривления луча света пережатым стеклом.
Заполненную раствором сахара поляриметрическую трубку по-
мещают в сахариметр. Вначале прибор устанавливают на нулевое
положение по дистиллированной воде. Наблюдая поле зрения при-
бора, вращают рукоятку компенсатора до тех пор, пока оба поля
(правое и левое) не окрасятся в одинаковый цвет. Отсчет произво-
дят по шкале, записывая сначала целые числа процентов между ну-
лем основной шкалы и нулем нониуса, а затем десятые доли.
Поляриметрическую трубку после каждого определения моют
дистиллированной водой и ополаскивают очередным анализируе-
мым раствором сахара.
Расчет содержания сахарозы. Найденное содержание сахара по
шкале прибора умножают на 2. Это необходимо потому, что на-
веску растительного материала помещали для экстракции в колбу
вместимостью не 100, а 200 см3 и поляриметрирование проводили
в трубке длиной 200 мм.
При использовании поляриметрической трубки длиной 400 мм
результаты отсчета не удваивают.
Работа с поляриметром. При использовании универсального
прибора — поляриметра техника анализа идентична изложенной
16- 8539
241
выше. Однако отсчет по шкале прибора получают в относитель-
ных единицах. В связи с этим содержание сахарозы (%) вычисля-
ют по формуле
Сахароза =
о-2 0,75 100
т
где а — отсчет по шкале поляриметра; 2 — поправочный коэффициент на объем ра-
створа; 0,75 — содержание сахара в 100 см3, отвечающее Г поляриметра, г; 100 — ко-
эффициент для выражения результатов анализа в %\ т — навеска материала, г.
Реактив. 10%-ный раствор ацетата свинца: 100 г (СНзСОО)гРЬ ра-
створяют в 900 см3 дистиллированной воды.
Оборудование и посуда. Поляриметр. Весы технические и ана-
литические. Гомогенизатор или фарфоровые ступки. Водяная
баня. Колбы мерные на 100, 200 и 1000 см3. Воронки, бюретки и
пипетки на 5, 10 и 25 см3. Мерные цилиндры на 10 см3.
2.11.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИРА В РАСТЕНИЯХ МЕТОДОМ
ОБЕЗЖИРЕННОГО ОСТАТКА
Значение анализа. Жиры и жироподобные вещества являются
важными обязательными биологическими соединениями для жи-
вых клеток и запасающих органов растений. В живых раститель-
ных клетках жиры и их производные выполняют роль структур-
ных компонентов цитоплазмы, энергетического и защитного ве-
щества. В семенах жир откладывается в качестве запасного энерге-
тического материала. Содержание цитоплазматических жиров и
жироподобных соединений (липидов) в листьях, стеблях, плодах и
других органах растений составляет 0,1—0,5% массы сырого ве-
щества. В семенах различных растений содержание жира колеб-
лется от 2 до 60 %. Главнейшими масличными культурами, из се-
мян которых получают растительные жиры в промышленных мас-
штабах, являются подсолнечник, соя, лен, рапс, хлопчатник, гор-
чица, клещевина и некоторые другие.
Содержание жира в семенах масличных культур зависит от
многих факторов и изменяется в процессе созревания семян. Оп-
ределение содержания жира в семенах и его качества проводят в
процессе селекции и сортоиспытания, при изучении влияния раз-
личных факторов внешней среды, агротехнических приемов,
прежде всего минеральных удобрений, на накопление жира и ка-
чество в семенах масличных культур, а также при сдаче урожая
масличных культур на перерабатывающие предприятия.
По химическому строению жиры представляют собой органи-
ческие соединения, в основном сложные эфиры глицерина и од-
ноосновных жирных кислот (триглицериды).
242
При окислении жирных кислот, например пальмитиновой, вы-
деляется 9796 кДж/моль, а стеариновой — 11 359 кДж/моль. Теп-
ловая энергия (калорийность) жирных кислот примерно в 2 раза
больше, чем углеводов и белков.
Принцип метода. Жиры и их производные хорошо растворяют-
ся в таких органических веществах, как хлороформ, бензол, бен-
зин, диоксан, эфир этиловый и петролейный. Принцип метода
обезжиренного остатка основан на извлечении жира эфиром из
навески известной массы растительного материала, причем расти-
тельная проба подвергается воздействию периодически сменяю-
щегося эфира, который растворяет и удаляет жир из исследуемого
объекта. Обезжиренную навеску растительного материала высу-
шивают и взвешивают. По убыли массы растительного материала
вычисляют содержание в нем жира. Обезжиривание проводят в
аппарате Еременко или Сокслета (рис. 43).
Ход анализа. Из обезжиренной плотной фильтровальной бума-
ги изготовляют пакетики такого размера, чтобы в них можно было
поместить навеску исследуемого растительного материала массой
около 1 г. Пакетики маркируют простым карандашом и высуши-
вают в термостате в стеклянном бюксе при температуре 105 °C в
Рис. 43. Аппараты Еременко (И) и Сокслета (Б):
а — колба, выполняющая функции испарителя эфира и приемника экстрагированного жира;
б — экстрактор
16-
243
течение 1 ч. Затем каждый пакетик взвешивают на аналитических
весах и его массу записывают в журнал.
В пакетики шпателем загружают тонкоизмельченный воздуш-
но-сухой растительный материал. Семена масличных культур из-
мельчают в фарфоровой ступке непосредственно перед взятием
навески. При заблаговременном их измельчении происходит
окисление некоторых жирных кислот, что искажает результаты.
Пакетики плотно закрывают и взвешивают на аналитических ве-
сах. Массу каждого пакетика с образцом записывают в журнал.
Затем пакетики с растительным материалом помешают в стеклян-
ные бюксы (по нескольку штук) или в фарфоровую чашку и высу-
шивают в течение 3 ч при температуре 105 °C. После этого пакети-
ки с растительным материалом взвешивают на аналитических ве-
сах и вычисляют содержание гигроскопической влаги.
Пока в термостате происходит высушивание навески расти-
тельного материала, подготавливают аппарат Еременко или
Сокслета (см. рис. 43). Принципиальных различий, кроме не-
больших конструктивных, у этих аппаратов нет. Они состоят из
трех основных частей: колбы а, из которой испаряется эфир; эк-
страктора б, в который помещают пакетики с анализируемым ра-
стительным материалом для экстракции жира; холодильника, в
нем конденсируются пары эфира и стекают вниз на пакеты в эк-
стракторе. Все части аппаратов соединены между собой при по-
мощи шлифов. Прежде чем приступить к выполнению анализа,
очень внимательно проверяют соответствие и плотность приле-
гания шлифов.
Высушенные в термостате пакетики с навесками растительного
материала помещают в экстрактор аппарата Еременко или Сокс-
лета. Экстрактор плотно соединяют с холодильником. Затем в ис-
парительную колбу наливают такое количество эфира, чтобы его
было больше, чем вместимость экстрактора (объемы колбы и эк-
страктора и количество эфира определяют заранее).
Испарительную колбу с эфиром устанавливают с экстрактором
на обогреватель или водяную баню (открытый огонь недопустим)
и проверяют плотность соединения шлифов. Затем в холодильник
пускают холодную воду; через нижнюю трубку холодильника вода
впускается в него, а из верхней — выливается. Сверху конец холо-
дильника закрывается хлоркальциевой стеклянной трубочкой по-
средством каучукового шланга. Хлоркальциевая трубочка в рас-
ширении заполнена хлоридом кальция, таким образом исключа-
ются поглощение эфиром паров воды из воздуха и, соответствен-
но, попадание влаги в растворитель, а также сокращаются потери
эфира из-за испарения.
Все части аппарата Еременко или Сокслета укрепляются на
штативе. Затем под испарительную колбу подводят герметическую
244
электрическую плитку, покрытую асбестом, или нагревательный
прибор.
Пары эфира, испаряясь из колбы при нагревании, через широ-
кое отверстие поступают в экстрактор, а затем в шариковый холо-
дильник и там, сгущаясь, по каплям стекают вниз на пакетики с
растительным материалом в экстрактор. Постепенно экстрактор с
пакетиками заполняется эфиром до уровня изгиба сифона, а затем
эфир вместе с извлеченным им жиром переливается обратно в ис-
парительную колбу. Из колбы эфир вновь испаряется и поступает
в холодильник, где, конденсируясь, стекает в экстрактор на паке-
ты с растительными пробами, а жир остается в колбе. Экстракцию
ведут в течение 24 ч. При низком содержании жира время экст-
ракции сокращают наполовину или на треть.
В тот момент, когда эфир в последний раз перетечет из экст-
рактора в отгонную колбу, выключают нагревательное устройство
и после окончания кипения эфира в колбе отсоединяют холодиль-
ник от экстрактора, а экстрактор от отгонной колбы, пинцетом
вытаскивают пакеты с обезжиренным остатком и рыхло складыва-
ют под тягой в стеклянный бюкс или фарфоровую чашку.
После основательного проветривания пакетиков с обезжирен-
ным остатком под тягой их помещают в термостат и сушат при
температуре 100—105 °C в течение 1,5 ч. После охлаждения в экси-
каторе пакетики взвешивают на аналитических весах.
Вычисление результатов анализа. Массу необезжиренного рас-
тительного материала, взятого для анализа, определяют вычита-
нием результатов взвешивания пустого пакета из массы пакета с
растительным материалом.
Затем определяют содержание гигроскопической влаги и аб-
солютно сухой массы растительной пробьг, взятой для анализа, по
результатам взвешиваний до высушивания пакетов с навесками в
термостате и после него:
/щ — т2 = тз,
где т\ — масса растительного материала до высушивания, г; т2 — масса раститель-
ного материала после высушивания в термостате, г; — масса абсолютно сухого
вещества, г.
Содержание жира (%) в абсолютно сухом анализируемом рас-
тительном материале устанавливают по формуле
Жиры =	~И|) 10°,
т3
где т3 — масса абсолютно сухого растительного вещества, взятого для анализа, г;
пц — масса обезжиренного остатка растительного материала, г.
245
2.12.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ КИСЛОТНОСТИ
ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ
Значение анализа. Условия выращивания оказывают суще-
ственное влияние на содержание органических кислот в свежих
плодах и овощах, что имеет важное значение при их непосред-
ственном использовании и консервировании.
Принцип метода. В основу метода положено извлечение органи-
ческих кислот из растений дистиллированной водой при нагрева-
нии. Экстрагированные таким образом и отфильтрованные орга-
нические кислоты учитывают титрованием 0,1 н. раствором щело-
чи. Результаты определения суммарного содержания органических
кислот пересчитывают на яблочную кислоту, умножая количество
0,1 н. NaOH, пошедшей на нейтрализацию, на коэффициент
0,0067. Содержание органических кислот выражают в мг/100 г рас-
тительного материала.
Ход анализа. Свежие или консервированные плоды, ягоды и
овощи измельчают на терке и после тщательного перемешивания
берут на технических весах в тарированной фарфоровой чашке
25 г мезги. Навеску без потерь смывают дистиллированной водой
в мерную колбу вместимостью 250 см3. Удобнее всего пользовать-
ся колбой Штифта, имеющей расширение в верхней части горла.
Объем жидкости в колбе доводят дистиллированной водой при-
мерно до 150 см3, колбу устанавливают на водяную баню и тем-
пературу поддерживают на уровне 80 °C. Экстракцию органи-
ческих кислот проводят выдерживанием колбы на водяной бане
в течение 30 мин при перемешивании содержимого через каж-
дые 5 мин. Затем содержимое колбы охлаждают под струей хо-
лодной воды, объем раствора доводят дистиллированной водой
до метки. Колбу закрывают пробкой, содержимое тщательно
перемешивают и фильтруют через фильтр или вату. Затем берут
пипеткой 50 см3 фильтрата, переносят в стакан или коническую
колбу вместимостью 200—250 см3 и титруют в присутствии
3—4 капель индикатора (фенолфталеина или комбинированно-
го) 0,1 н. раствором NaOH до изменения окраски. Фенолфтале-
ин при pH выше 8,2 приобретает красно-фиолетовое окрашива-
ние, а смешанный индикатор при pH 7 — фиолетово-синее с
переходом при щелочной реакции титруемого раствора в зеле-
ное окрашивание.
При титровании темноокрашенных растворов завершение тит-
рования устанавливают по изменению окраски синей лакмусовой
бумаги от капли титруемого растзора. Если лакмусовая бумага не
окрасится в красный цвет от капли фильтрата, титрование счита-
ют законченным. В кислой среде синяя лакмусовая бумага окра-
шивается в красный цвет.
246
Содержание органических кислот (в мг/100 г плодов и овощей)
находят по формуле
г_аТ-6,7-Г-100
mVx
где а — количество 0,1 н. щелочи, пошедшей на титрование, см3; Г—титр 0,1 н.
щелочи; V— общий объем вытяжки, мл; т — навеска исследуемого материала, г;
К] — объем фильтрата, пошедшего на титрование, мл; 6,7 — коэффициент для пе-
ревода кислот в яблочную; 100 — коэффициент пересчета на 100 г растительного
материала.
Для выражения в массовых долях (%) результаты (мг/100 г) не-
обходимо разделить на 1000.
Оборудование и посуда. Поляриметр. Весы технические и ана-
литические. Гомогенизатор или фарфоровые ступки. Водяная
баня. Термометры. Колбы мерные на 250 и 1000 см3. Воронки,
бюретки и пипетки на 5, 10 и 25 см3. Мерные цилиндры на 10 см3.
2.13.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛЕТЧАТКИ В КОРМАХ ПО МЕТОДУ
К. КЮРШНЕРА И А. ГАНЕКА В МОДИФИКАЦИИ
А. В. ПЕТЕРБУРГСКОГО
Значение анализа. Клетчатка (целлюлоза) — важный компонент
грубых и сочных кормов (сена, силоса, жмыха и кормовых кор-
неплодов). Лубяные культуры выращивают для получения клет-
чатки в промышленных масштабах.
Принцип метода. Метод определения клетчатки в растениях ос-
нован на том, что при обработке аналитической пробы раститель-
ного материала смесью концентрированных азотной и уксусной
кислот происходят растворение жиров, гидролиз белков, окисле-
ние и нитрование многих органических соединений, не затраги-
вая реакциями разложения саму клетчатку.
Ход определения. На аналитических весах берут навеску 1 г воз-
душно-сухого растительного материала (при анализе сочных кор-
мов и силоса навеска составляет 4—5 г), измельченного до 3—
4 мм, и помещают в коническую колбу вместимостью 100—150 см3
с пришлифованным шариковым обратным холодильником. Одно-
временно определяют влажность растительного материала, для
этого параллельно в стеклянном бюксе берут навеску 4—5 г расти-
тельного вещества и руководствуются методом определения сухо-
го вещества.
В конической колбе навеску заливают 25—30 см3 смеси уксус-
ной и азотной кислот, колбу ставят на кипящую водяную баню и
соединяют с обратным холодильником. Гидролиз сопутствующих
247
клетчатке органических соединений проводят в течение 1—1,5 ч
(для бобовых культур — 1,5—2 ч). Заканчивают его, когда расти-
тельный материал в колбе полностью побелеет.
Свободную от сопутствующих сложных органических соедине-
ний клетчатку в колбе промывают 3—4 раза с декантацией горячей
дистиллированной водой (по 40—50 мл). Затем промытую клет-
чатку количественно смывают дистиллированной водой в стек-
лянный тарированный тигель Гуча с пористым дном (№ 1 или 2)
или в воронку с пористой перегородкой для фильтрования под
разрежением. Для ускорения фильтрования в тигель Гуча (перед
его высушиванием и тарированием) кладут на дно кружок неплот-
ной фильтровальной бумаги, которая предотвращает забивание
пор тигля. При отсутствии пористых тиглей Гуча для фильтрова-
ния гидролизата используют предварительно высушенные и тари-
рованные плотные беззольные бумажные фильтры.
Осадок на фильтре промывают 3—4 раза горячей дистиллиро-
ванной водой (до исчезновения запаха уксусной кислоты). Новые
порции воды приливают лишь после полной фильтрации преды-
дущей. Необходимо тщательно смывать клетчатку со стенок тигля.
Затем клетчатку в тигле (на фильтре) промывают 5 см3 этилового
спирта и дважды такими же объемами серного эфира для удаления
остатков смол, жиров, воска и других жироподобных и дубильных
веществ.
После окончания промывания тигель или фильтр с клетчаткой
высушивают в термостате при температуре 105 °C до постоянной
массы.
Вычисление результатов анализа. Содержание клетчатки (в %) в
анализируемом растительном материале вычисляют по формуле
у_{т2 -т^-100
л -------------,
т
где т2 — масса фильтра (тигля) с высушенным осадком (клетчаткой), г; —
масса тигля (фильтра) без клетчатки (тара), г; т — масса растительного материа-
ла, взятого для анализа, г; 100 — коэффициент для выражения результатов ана-
лиза в %.
Для перевода результатов анализа на абсолютно сухое вещество
вычисленное содержание клетчатки в исходном материале умно-
жают на 100 и делят на массовую долю (%) сухого вещества в ис-
следуемом материале.
Реактивы. Смесь кислот: 100 частей 80%-ной уксусной кислоты
(СН3СООН) смешивают с 5 частями азотной кислоты (HNO3,
пл. 1,4). Этиловый спирт. Серный эфир. Горячая дистиллирован-
ная вода.
248
Оборудование и посуда. Весы технические и аналитические.
Мельница лабораторная. Сушильный шкаф. Водяная баня. Тер-
мометры. Колбы конические вместимостью 100—150 см3 с обрат-
ным воздушным холодильником. Стаканы химические на 200—
250 см3. Пористые тигли Гуча или плотные бумажные фильтры.
Колбы мерные на 250 см3. Воронки. Мерные цилиндры на 50 см3.
2.14.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА СИЛОСА
Значение анализа. Приготовление силоса из свежих кормов ос-
новано на молочнокислом брожении углеводов, содержащихся в
свежей зеленой массе растений. В результате этого брожения в
корме накапливается молочная кислота, которая тормозит разви-
тие гнилостных бактерий, сохраняя тем самым качество корма.
Силос считают хорошим, если в нем не содержатся масляная, ук-
сусная, изовалериановая и некоторые другие кислоты, которые
образуются при нарушении технологии силосования.
В силосе определяют общую кислотность, содержание летучих
кислот (масляной, уксусной и др.), а также нелетучей молочной
кислоты.
Определение общей кислотности. Метод основан на извлечении
органических кислот из силосной массы при кипячении ее с дис-
тиллированной водой и последующим титрованием водной вы-
тяжки щелочью.
Ход анализа. Силосную массу средней пробы измельчают
ножницами или ножом на кусочки длиной не более 1 см. Затем
при помощи тарированной фарфоровой чашки на технических ве-
сах берут 20 г измельченного силоса, переносят в коническую кол-
бу вместимостью 500—600 см3, смывая водой остатки силоса с
фарфоровой чашки в колбу, и добавляют 200 см3 предварительно
прокипяченной для удаления СО2 и охлажденной дистиллирован-
ной воды. Затем колбу закрывают каучуковой пробкой со встав-
ленной в нее стеклянной трубкой длиной около 1 м в качестве об-
ратного холодильника.
Колбу с содержимым устанавливают на кипящую водяную
баню для экстракции кислот и выдерживают, периодически взбал-
тывая суспензию, в течение 1 ч с момента достижения температу-
ры в колбе с силосом около 100 °C. После завершения процесса
жстракции кислот колбу с раствором снимают с бани, охлаждают
холодной водой и, не фильтруя, осторожно титруют перешедшие в
раствор кислоты 0,1 н. раствором NaOH. Окончание титрования
(танавливают по лакмусовой бумаге при появлении синего окра-
шивания от нанесенной на нее капли раствора из колбы или по
фенолфталеину, если раствор несильно окрашен.
249
Вычисление результатов анализа. Общую кис-
лотность (в массовых процентах) в пересчете на молочную кисло-
ту вычисляют по формуле
v _аТ' 0,009 100
л--------------,
m
где а — объем 0,1 н. раствора NaOH, пошедшего на титрование суммы кислот,
см3; Т—поправка на нормальность щелочи; tn — масса навески анализируемого
силоса, г; 0,009 — коэффициент пересчета на молочную кислоту (1 см3 0,1 н.
NaOH соответствует 0,009 г молочной кислоты); 100 — коэффициент для выраже-
ния результатов анализа в %.
Определение летучих кислот. Принцип метода. Сущность
метода заключается в способности летучих кислот отгоняться с во-
дяным паром при кипячении в воде исследуемого силоса. Пары
воды с летучими кислотами конденсируются в шариковом стек-
лянном холодильнике, а раствор кислот собирается в приемной
колбе. Содержание летучих кислот в кислом дистилляте устанав-
ливают титрованием раствором щелочи.
Ход анализа. Силосную массу измельчают ножницами
или ножом на деревянной доске до кусочков длиной не более
1 см, при помощи тарированной фарфоровой чашки берут на тех-
нических весах 20 г силоса и помещают его в коническую или
круглодонпую колбу вместимостью 500—600 см3. Остатки силоса
на чашке смывают в ту же колбу 200 см3 дистиллированной водой,
свободной от диоксида углерода. После этого колбу закрывают
пробкой, имеющей две стеклянные трубки: одна, короткая, соеди-
няется с шариковым стеклянным холодильником, а другая, длин-
ная, достающая почти до дна колбы с навеской силоса, соединяет-
ся с рядом установленным парообразователем — стеклянной кол-
бой, заполненной дистиллированной водой. Парообразователь
должен иметь регулятор давления паров — длинную стеклянную
трубку, доходящую почти до дна колбы.
После того как колбу с анализируемым силосом установили на
штатив с газовой горелкой или электроплитку, проверяют надеж-
ность подключения шлангов и уплотнения пробок, устанавливают
приемник конденсата (коническую колбу) под холодильник, пус-
кают воду в холодильник (спокойное течение), нагревают воду в
парообразователе и отгонную колбу с образцом до кипения, следя
за тем, чтобы вода в парообразователе закипела раньше, чем в от-
гонной колбе с силосом. Пар, поступающий из парообразователя
в отгонную колбу с силосом, уносит с собой выделяющиеся при
нагревании летучие кислоты и поступает в холодильник, где, кон-
денсируясь, стекает в приемник.
250
Отгоняют кислоты при спокойном несильном кипении в тече-
ние 2—3 ч. Интенсивность кипения в двух колбах регулируют та-
ким образом, чтобы объем жидкости в отгонной колбе с силосом
не изменялся в течение всего процесса отгона. Окончание отгона
устанавливают по лакмусовой бумаге, на которую наносят каплю
конденсата. Если лакмусовая бумага покраснела, отгон продолжа-
ют, если же она остается без изменения, отгон осуществляют до
тех пор, пока в приемнике не наберется около 100—120см3 кон-
денсата.
После завершения отгона в колбу с отогнанными кислотами
добавляют 3—4 капли фенолфталеина и титруют 0,1 н. раствором
щелочи (NaOH) до появления розового окрашивания, не исчезаю-
щего в течение 0,5 мин.
Содержание летучих (вредных) кислот в силосе рассчитываю,
по формуле, приведенной на стр. 250.
Определение нелетучих кислот. Содержание нелетучих кислот в
силосе определяют по разности между общей кислотностью и кис-
лотностью, обусловленной летучими кислотами.
Реактивы. 0,1 н. раствор NaOH, фенолфталеин, лакмусовая бу-
мага синяя и красная.
Оборудование и посуда. Весы технические и аналитические. Во-
дяная баня. Термометры. Колбы конические вместимостью 100—
150 см3 с обратным воздушным холодильником. Колбы кругло-
донные вместимостью 500—600 см3. Стаканы химические или
колбы конические на 200—250 см3. Мерные цилиндры на 200 см3.
2.15.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ
(ВИТАМИНА С)
Значение анализа. Аскорбиновая кислота в организме человека
участвует в окислительно-восстановительных процессах, активи-
зирует ферментные системы, необходима для поддержания целос-
тности кровеносных сосудов, обеспечения иммунологической ус-
тойчивости организма к вирусным инфекциям и стрессу, поэтому
недостаток ее в пище приводит к развитию целого ряда заболева-
ний. Суточная потребность человека в витамине С составляет
примерно 1 мг/кг массы. В растениях аскорбиновая кислота син- -
тезируется главным образом из глюкозы. Она содержится во всех
органах зеленых растений. Больше всего витамина С в плодах ши-
повника — 1000—4000 мг% (1—4 %), в черной смородине и крас-
ном перце — 100—300, цветной капусте, петрушке и укропе — 80—
180; молодой картофель, яблоки (северные), томаты, цитрусы, лук
содержат 20—40 мг%; зерновые культуры не содержат аскорбино-
вой кислоты. Определение содержания витамина С в урожае сель-
251
скохозяйственных культур, и прежде всего в плодах и овощах,
имеет важное значение для качественной оценки растительных
продуктов питания. Количество витамина С в растениях зависит
от почвенно-климатических условий выращивания и агротехники.
В северных районах содержание его в плодово-ягодных и овощ-
ных культурах в 2—3 раза выше, чем в южных. При хранении пло-
дово-ягодных культур и овощей содержание витамина С в них
ежемесячно снижается на 10—20 %.
Принцип метода. Метод определения аскорбиновой кислоты
(по И. Мурри) основан на ее способности восстанавливать целый
ряд органических соединений, в том числе краситель 2,6-дихлор-
фенолиндофенол. В присутствии аскорбиновой кислоты окра-
шенный в синий цвет 2,6-дихлорфенолиндофенол переходит в
бесцветное соединение. Количество обесцвеченной краски соот-
ветствует количеству аскорбиновой кислоты в анализируемом ма-
териале.
Ход анализа. Овощи, фрукты и ягоды хорошо промывают в
проточной воде и просушивают на воздухе. Из средней пробы от-
бирают 5—10 типичных проб, объективно характеризующих уро-
жай клубней картофеля, корнеплодов, кочанов капусты, плодов
томата, яблок и др., разрезают их вдоль осевой линии на 4—8 сим-
метричных частей таким образом, чтобы взятые для дальнейшего
анализа сегменты или дольки пропорционально включали в себя
все части анализируемого органа. Отобранные таким образом час-
ти измельчают на терке из пластмассы или в гомогенизаторе. Ас-
корбиновая кислота является очень неустойчивым соединением.
При контакте измельченного растительного материала с кислоро-
дом воздуха, железом и особенно с медью происходят инактива-
ция и разрушение витамина С. Поэтому особое внимание следует
обращать на скорость подготовки растительного материала к ана-
лизу и его проведению.
Листовые овощи шинкуют ножом и тщательно перемешивают.
Мелкие плоды и ягоды измельчают полностью, предварительно
освободив от косточек плоды косточковых культур. Измельчен-
ный растительный материал хорошо перемешивают. В зависимос-
ти от экстрагирующего растворителя возможно определить парал-
лельно две формы аскорбиновой кислоты — свободную и связан-
ную. Для этого берут на технических весах при помощи часового
стекла две навески: по 10—15 г для черной смородины, красного
перца; для листовых овощей — петрушки, укропа по 2—4 г с со-
держанием в них 1—3 мг аскорбиновой кислоты, переносят в фар-
форовые ступки и при помощи мерного цилиндра в одну из них
приливают 20 см3 1%-ного раствора соляной кислоты (НС1), во
вторую —20 см3 2%-ного раствора метафосфорной (НРО3) или
щавелевой (С2О4Н2) кислоты. Соляная кислота извлекает свобод-
252
ную и связанную в протоплазме клеток аскорбиновую кислоту,
метафосфорная и щавелевая кислоты — лишь свободную аскор-
биновую кислоту. Кроме того, метафосфорная кислота повышает
стойкость аскорбиновой кислоты к разложению и осаждает бел-
ки в экстрактах.
Растительное вещество в ступках быстро растирают пестиком
до образования однородной массы. Процесс измельчения от нача-
ла до окончания гомогенизации не должен превышать 10 мин. Бо-
лее длительный контакт гомогенизируемого растительного веще-
ства с кислородом воздуха приводит к инактивации витамина С.
При определении аскорбиновой кислоты в грубых раститель-
ных образцах их растирают пестиком с добавлением небольшого
количества (1—2 г) отмытого соляной кислотой от следов железа
кварцевого песка. После растирания полученную массу количе-
ственно (без потерь) переносят через воронки без фильтра в мер-
ные колбы вместимостью 100 см3.
В колбе № 1 собирают солянокислую вытяжку, в которой опре-
деляют суммарную аскорбиновую кислоту, в колбе № 2 — экст-
ракт метафосфорной (щавелевой) кислоты, в котором определяют
свободную аскорбиновую кислоту. Ступки 2—3 раза ополаскива-
ют небольшими порциями 2%-ной метафосфорной (щавелевой)
кислоты, собирая смывные растворы в соответствующие мерные
колбы. После этого объемы в колбах доводят до метки 2%-ной
метафосфорной кислотой, колбы закрывают пробками и содер-
жимое энергично перемешивают. После пятиминутного отстаи-
вания содержимое колб фильтруют в сухие стаканы или коничес-
кие колбы.
Когда профильтруется примерно по 50 см3, из каждого полу-
ченного фильтрата берут пипеткой две параллельные пробы по
10—20 см3, переносят в химические стаканы на 100—150 см3 и тит-
руют из микробюретки 0,001 н. раствором 2,6-дихлорфенолинди-
фенола до появления ярко-розового окрашивания, не исчезающе-
го в течение 30 с. Из параллельных титрований вычисляют сред-
нее значение, которое используют в расчетах.
2,6-дихлорфенолиндифенол в процессе титрования вытяжек
может восстанавливаться не только аскорбиновой кислотой, но и
другими органическими донорами ионов водорода. Поэтому ре-
зультаты анализа могут быть завышенными. Для получения досто-
верных результатов анализа проводят контрольное титрование эк-
страктов. Для этого в чистый стаканчик вместимостью 50—100 см3
берут 10 см3 солянокислой вытяжки, прибавляют 0,1 см3 10%-ного
раствора сульфата меди и нагревают в термостате при температуре
110 °C в течение 10 мин. За это время при нагревании солянокис-
лого экстракта в присутствии меди происходит полное разруше-
ние аскорбиновой кислоты. Инактивация аскорбиновой кислоты
253
медью метафосфорнокислой (щавелевокислой) вытяжки происхо-
дит неполностью. Поэтому контрольного титрования с этой вы-
тяжкой не проводят.
После охлаждения раствор в стаканчике титруют 0,001 н. ра-
створом 2,6-дихлорфенолиндофенола. Затраченное количество
краски на контрольном титровании вычитают из результатов тит-
рования исследуемых растворов.
Если определение аскорбиновой кислоты проводят в окра-
шенных вытяжках (смородина, столовая свекла), то поступают
следующим образом. К 10 см3 фильтрата, помещенного в широ-
кую пробирку, прибавляют 2—3 см3 дихлорэтана, который нера-
створим в воде и собирается на дне пробирки. Титруемый ра-
створ периодически несильно, во избежание образования эмуль-
сии, встряхивают. Появление розового окрашивания отстоявше-
гося на дне пробирки дихлорэтана указывает на окончание
титрования.
Вычисление результатов. Содержание аскорбиновой кислоты
(мг/100 г исследуемого материала) вычисляют по формуле
v -0,088-И-100
7ИИ1
где а — количество 2,6-дихлорфенолиндофенола (с вычетом контрольного опре-
деления), пошедшего на титрование экстракта (среднее из двух титрований), мл;
Т— поправка к титру 0,001 н. краски; V—общий объем полученного экстракта из
навески, см3; ш — масса навески растительного материала, г; И — количество эк-
стракта, взятого для титрования (обычно 10 см3), см3; 0,088 — коэффициент, кото-
рый получают, исходя из следующего. На титрование 1 мг аскорбиновой кислоты
идет 11,4 см3 точно 0,001 н. раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола. Следователь-
но, 1 см3 точно 0,001 н. раствора этой краски отвечает 0,088 мг аскорбиновой кис-
лоты; 100 — коэффициент пересчета на 100 г растительного материала.
Определение поправки к титру краски. 2,6-дихлорфенолиндофе-
нол — относительно лабильное соединение и приготовить точно
0,001 н. раствор довольно сложно. Поэтому определяют поправку
к титру краски по раствору аскорбиновой кислоты известной кон-
центрации или сопоставляя расход краски с титрованным раство-
ром йодата калия. Для этого берут примерно 2—4 мг аскорбино-
вой кислоты, растворяют в мерной колбе на 100 см3 в 1 %-ной со-
ляной кислоте и доводят до метки. Затем в две конические кол-
бочки берут по 10—15 см3 приготовленного раствора
аскорбиновой кислоты, в одной из них раствор кислоты титруют
0,001 н. раствором краски до светло-розового цвета, в другой —
0,001 н. раствором йодата калия (КЮ3) с добавлением 5—10 мг
KI (2—3 кристаллика) и 5—6 капель крахмала. Как только вся
глюкоза будет окислена иодат-ионом (Ю3), иодид-ион (I-) вос-
254
станавливается до иода (12), окрашивая крахмал в синий цвет, что
указывает на конец титрования: 51“ + Юу + 6Н+ _> 312 + ЗН2О.
Так как 1 см3 точно 0,001 н. раствора краски соответствует
0,088 мг аскорбиновой кислоты, то поправочный коэффициент
рассчитывают по формуле
Т= а  0,088/6,
где о —количество 0,001 н. раствора йодата калия (КЮ3), пошедшего на титрова-
ние; b — количество краски, пошедшей на титрование приготовленного раствора
аскорбиновой кислоты; 0,088 — коэффициент.
Реактивы. 1. 1%-ный раствор соляной кислоты: 22,6 см3 кон-
центрированной соляной кислоты (НС1, пл. 1,19) растворяют в
дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1 дм3.
2.	2%-ный раствор метафосфорной кислоты (НРО3): 20 г крис-
таллической кислоты растворяют в дистиллированной воде в мер-
ной колбе на 1 дм3. Хранят в холодильнике в течение 3 мес.
3.	2%-ный раствор щавелевой кислоты (С2О4Н2): 20 г кристал-
лической кислоты растворяют в дистиллированной воде в мерной
колбе на 1 дм3.
4.	10%-ный раствор сульфата меди.
5.	0,001 н. раствор йодата калия (КЮ3): берут на аналитических
весах 0,214 г йодата, высушенного в течение 2 ч при 102 °C, ра-
створяют и доводят водой до 1 дм3.
6.	0,001 н. раствор 2,6-дихлорфенолиндофенола: на аналитиче-
ских весах берут 60 мг сухой краски и переносят без потерь в мер-
ную колбу вместимостью 200 см3, прибавляют 100—150 см3 теплой
дистиллированной воды и 4—5 капель 0,01 н. NaOH и энергично
взбалтывают колбу в течение 10 мин. Затем доливают до метки во-
дой, перемешивают и фильтруют через плотный фильтр в сухую
колбу. Раствор хранят в холодильнике не более 10 дней, так как
при более длительном хранении он теряет свои свойства.
7.	2%-ная серная кислота.
8.	Аскорбиновая кислота кристаллическая.
9.	Иодид калия кристаллический.
10.	Крахмал, 1%-ный раствор.
2.16.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОВИТАМИНА А (КАРОТИНА)
Каротин (общая формула С40Н56) относится к большой группе
каротиноидов — желтых и оранжево-красных природных пигмен-
тов, которые синтезируются в растениях. В организме животных и
человека из каротинов, поступающих с пищей, образуется вита-
мин А (ретинол). Наибольшей биологической активностью облада-
255
ет [3-каротин, а- и у-каротины имеют меньшую активность. Вита-
мины группы А образуются из каротина (провитамина А) исключи-
тельно в тканях животных, в растениях они отсутствуют. При недо-
статке витамина А у человека и животных происходит ослабление
зрения (ксерофтальмия), снижается сопротивляемость к инфекци-
онным заболеваниям, наблюдается задержка роста. Суточная по-
требность взрослого человека в витамине А составляет 1—1,5 мг.
Принцип метода. Каротин хорошо растворяется в жирах и орга-
нических растворителях, таких, как ацетон, бензин, диоксан,
эфир и других, и не растворяется в воде. Его экстрагируют из рас-
тений бензином, а затем методом распределительной хроматогра-
фии отделяют от других красящих веществ (хлорофилла и ксанто-
филла) и количественно определяют это вещество на фотоэлект-
роколориметре по интенсивности желтой окраски путем сравне-
ния с раствором бихромата калия, имитирующим чистый каротин.
Ход анализа. При помощи часовогс стекла или фарфоровой
чашки берут навеску 5—10 г свежего измельченного растительного
материала, переносят в фарфоровую ступку и быстро растирают с
небольшим количеством кварцевого песка.
Каротин в кислой среде распадается, поэтому в ступку прибав-
ляют для нейтрализации кислотности полученной смеси и обезво-
живания примерно тройное по сравнению с навеской анализируе-
мого вещества количество оксида кальция. После добавления ок-
сида кальция содержимое ступки тщательно перемешивают и про-
должают растирать пестиком до образования тонкого сухого
порошка [добавленный оксид кальция отнимает воду и превраща-
ется в известь Са(ОН)2, а последняя частично поглощает хлоро-
филл и ксантофилл].
После тщательного растирания вещества ступку с содержимым
оставляют в темном месте на 20—30 мин. В это время подготовля-
ют хроматографическое устройство (см. рис. 43, Б), состоящее из
трубки Аллина и колбы Бунзена. На дно трубки Аллина помешают
2—3 стеклянные бусины, поверх них кладут ватный тампон тол-
щиной около 1 см. Сверху тампона насыпают слой оксица алюми-
ния (А12О3) толщиной около 5 см, служащего адсорбентом хлоро-
филла и ксантофилла при фильтровании бензинового экстракта
из растительного материала.
Для равномерного уплотнения оксида алюминия в момент на-
полнения колонки необходимо слегка постукивать деревянной
или стеклянной палочкой по стенке трубки Аллина. Трубку ук-
репляют посредством каучуковой пробки в колбе Бунзена и под-
ключают к вакуумному насосу. Затем из ступки в хроматографи-
ческую колонку без потерь переносят сухой порошок раститель-
ного вещества. Ступку несколько раз ополаскивают небольшим
количеством бензина, сливая жидкость в колонку.
25о
Включают вакуумный насос и при слабом разрежении фильт-
руют (скорость фильтрации не должна превышать 50—60 капель в
минуту), постоянно добавляя в колонку небольшие порции бензи-
на до тех пор, пока вытекающий в колбу Бунзена фильтрат пере-
станет быть окрашенным в желтый цвет. Необходимо постоянно
следить за тем, чтобы над поверхностью оксида алюминия в ко-
лонке все время находился слой бензина во избежание окисления
каротина кислородом воздуха.
Работу с бензином по возможности необходимо проводить в
вытяжном шкафу.
Закончив хроматографическое отделение каротина от сопут-
ствующих пигментов, измеряют мерным цилиндром объем раство-
ра, собранного в колбе Бунзена (предварительно тщательно пере-
мешав его) и приступают к определению содержания каротина.
Содержание каротина определяют на фотоэлектрокэлориметре
при синем светофильтре (длина волны 420—450 нм). В качестве
стандартного раствора служит бихромат калия, близкий по опти-
ческим параметрам к каротину, 1 см3 которого отвечает по окрас-
ке 0,00416 мг каротина.
Вычисление результатов. Количество каротина (в мг/100 г све-
жего растительного материала) вычисляют по формуле
у _ 0,00416 -DjK-100
mD2
где D\ — оптическая плотность исследуемого раствора; V — объем бензинового эк-
стракта, см3; т — масса навески исследуемого вещества, г; Di — оптическая плот-
ность стандартного раствора бихромата калия; 0,00416 —количество каротина в
1 см3, которому соответствует стандартный раствор бихромата калия, мг/см3.
Приготовление основного (стандартного) раствора бихромата ка-
лия. Для этого 0,720 г К2Сг2О4, взвешенного с погрешностью
±0,001 г, растворяют дистиллированной водой в мерной колбе
вместимостью 1 дм3, объем раствора доводят до метки и тщатель-
но перемешивают. Оптическая плотность полученного раствора
соответствует оптической плотности раствора каротина концент-
рации 0,00416 мг/см3 . Раствор хранят после его приготовления в
течение 1 года.
Приготовление рабочих растворов сравнения. В мерные колбы
вместимостью 100 см3 из бюретки приливают по 10, 20, 30, 40 и
50 см3 основного раствора бихромата калия, объем раствора дово-
дят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешива-
ют. Срок хранения растворов сравнения не более 3 мес.
Фотометрирование растворов сравнения проводят в кювете с
толщиной просвечиваемого слоя 5, 10 или 20 мм при длине волны
17- 8539
257
420—450 нм. Оптическую плотность растворов бихромата калия
измеряют относительно дистиллированной воды.
Для построения градуировочного графика на миллиметровой
бумаге на оси абсцисс откладывают значения объемов основного
раствора бихромата калия, взятых для приготовления растворов
сравнения, на вертикальной оси — соответствующую оптическую
плотность растворов.
Проверку градуировочного графика проводят в день проведе-
ния испытаний по второму и пятому растворам сравнения. При
нестабильной работе прибора фотом етрируют все растворы срав-
нения и строят новый график.
Реактивы. 1. Бензин авиационный. Автомобильный бензин пе-
регоняют, отбирая фракцию, кипящую при 60—100 °C. Бензин
можно заменить петролейным эфиром. 2. Оксид кальция (СаО).
3. Оксид алюминия (А12О3) просеивают через сито с отверстиями
0,25 мм. 4. Бихромат калия (К2Сг2О4). Используют реактивы мар-
ки ч. или ч.д.а.
Оборудование и посуда. Весы технические и аналитические.
Мельница лабораторная. Фотоэлектроколориметр. Гомогенизатор
или фарфоровые ступки. Водяная баня. Термометры. Ножи. Раз-
делочные доски. Колбы конические или банки бытовые вмести-
мостью 150—200 см3. Трубки Аллина и колбы Бунзена. Колбы
мерные на 100 и 1000 см3. Воронки, бюретки и пипетки на 10 и
25 см3. Мерные цилиндры на 100 см3.
Фотометрический метод определения каротина (ГОСТ 13496.17—
95). Сущность метода состоит в растворении каротина в петролей-
ном эфире или бензине и фотометрическом измерении окраски,
интенсивность которой зависит от содержания каротина.
Подготовка проб. Пробу зеленой массы растений, сило-
са, сенажа измельчают на лабораторной мельнице или ножницами
до размера 1—3 см. Измельченную пробу хорошо перемешивают
на пленке и методом квартования выделяют часть пробы массой
150—200 г, которую размалывают на мельнице в течение 2—
4 мин. Кормовые корнеплоды измельчают в гомогенизаторе или
на терке.
Пробу сена измельчают на лабораторной мельнице или ножни-
цами до отрезков длиной 1—3 см, пробу травяной или витамин-
ной муки из древесной зелени, гранул или брикетов тщательно
перемешивают на полиэтиленовой пленке и методом квартования
выделяют часть пробы массой 100—200 г, которую размалывают
на мельнице. Травяную муку с размером частиц 1—2 мм анализи-
руют без предварительного размола.
Ход анализа. Навеску тонкоизмельченного сухого расти-
тельного материала массой 3—5 г (свежего 10 г) помещают в ста-
кан гомогенизатора или фарфоровую ступку, добавляют 15 г суль-
258
фата натрия (Na2SO4) и на кончике ножа (0,1—0,2 г) бикарбоната
натрия (NaHCO3). Затем в мерный цилиндр наливают 100 см3 пет-
ролейного эфира и из цилиндра 30—40 см3 приливают к навеске в
ступку (гомогенизатор). Содержимое в ступке растирают 4—5 мин
(гомогенизируют 1—2 мин при 5000 об/мин) и суспензию количе-
ственно переносят в коническую колбу на 150 см3, смывая остав-
шимся экстрагентом ступку, пестик или стакан гомогенизатора. В
суспензию добавляют 10 г оксида алюминия и 0,5 г оксида каль-
ция и содержимое колбы хорошо перемешивают стеклянной па-
лочкой. Колбу закрывают пробкой и содержимое отстаивают в те-
чение 18—20 ч. Затем, не взмучивая суспензию, отбирают про-
зрачный отстоявшийся раствор петролейного эфира, переносят в
кювету фотоколориметра и измеряют его оптическую плотность.
Фотометрирование растворов проводят в кювете с толщиной про-
свечиваемого слоя 5, 10 или 20 мм при длине волны 420—450 нм.
Оптическую плотность растворов бихромата калия измеряют от-
носительно дистиллированной воды.
Содержание каротина (в %) в растительном материале рассчи-
тывают по формуле
0,00416-И-100
/л-1000
где 0,00416 — коэффициент перевода основного раствора бихромата калия в экви-
валентное количество каротина; V— объем основного раствора, найденного по
графику, см3; 100 — коэффициент для пересчета результатов в %; т— масса на-
вески, г; 1000 —коэффициент пересчета на I кг исследуемого материала.
Реактивы. 1. Оксид кальция безводный (СаО). 2. Оксид алюми-
ния безводный (А12О3). 3. Сульфат натрия безводный (Na2SO4).
4. Бикарбонат натрия (NaHCO3). 5. Бихромат калия (К2Сг2О4).
6. Эфир петролейный. Фракция с температурой кипения 40—70
или 70—100 °C или бензин. Используемые реактивы должны быть
марки ч. или ч.д.а.
Оборудование и посуда. Весы технические и аналитические.
Мельница лабораторная. Фотоэлектроколориметр. Гомогенизатор
или фарфоровые ступки. Ножи. Разделочные доски. Термометры.
Колбы конические или банки бытовые вместимостью 150—
200 см3. Колбы мерные на 100 и 1000 см3. Воронки, бюретки и пи-
петки на 10 и 25 см3. Мерные цилиндры на 100 см3.
Приготовление основного (стандартного) и рабочего растворов
бихромата калия и построение градуировочного графика описаны
в предыдущем разделе.
Все операции с петролейным эфиром и бензином проводят в
вытяжном шкафу, соблюдая правила техники безопасности при
работе с легковоспламеняющимися веществами.
17*
259
2.17.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В РАСТЕНИЯХ
Микроэлементы входят в состав ферментов и выполняют важ-
ную биохимическую роль в углеводном, белковом, липидном и
других процессах обмена веществ растений, животных и человека.
Растения являются основным источником микроэлементов для
сельскохозяйственных животных. Их состояние, рост и развитие
зависят от содержания микроэлементов в кормах. Важное значе-
ние имеет также содержание микроэлементов в продуктах пита-
ния. Поэтому определение микроэлементов в растениях имеет
большое практическое значение с точки зрения как обеспеченнос-
ти микроэлементами самих растений, так и оценки их кормовых и
пищевых достоинств.
Получение достоверных результатов о содержании микроэле-
ментов в растениях в значительной мере зависит от выполнения
целого ряда условий.
Во избежание загрязнения анализируемой пробы микроэле-
ментами или тяжелыми металлами в процессах пробоподготовки
и анализа необходимо строго соблюдать установленные требова-
ния. Особое внимание следует уделять прежде всего чистоте реак-
тивов и посуды.
При отборе растительного материала нужно использовать чис-
тые (промытые дистиллированной водой и высушенные) мешоч-
ки из отбеленной хлопчатобумажной ткани или полиэтилена.
Свежие растения перед высушиванием следует отмыть от по-
чвы и атмосферной пыли в дистиллированной воде или 0,1%-ном
растворе ЭДТА. Сухие или увядшие растения отмывать нельзя, так
как из отмерших и увядших тканей растений многие элементы
легко переходят в воду и раствор. Режущий и измельчающий ин-
струмент (ножи, ножницы, мельницы и др.) не должны содержать
металлы, определяемые в растениях. Необходимо учитывать, что
при пересыпании измельченного растительного материала в тару
для хранения происходит сегрегация (перераспределение) частиц
по размеру и массе. Поэтому перед взятием навески образцы сле-
дует тщательно перемешать.
Источником загрязнения проб часто является посуда. При оп-
ределении микроэлементов используют химически стойкую про-
зрачную стеклянную посуду, не содержащую определяемые эле-
менты, типа «Пирекс» или из фторопласта, оргстекла, полиэтиле-
на, а при анализе бора пользуются кварцевой посудой. Необходи-
мо учитывать, что окрашенные сорта стекол, в том числе бытовая
посуда, содержат много примесей микроэлементов и тяжелых ме-
таллов. Сухое озоление растительного материала следует прово-
дить в кварцевых, фторопластовых (тефлоновых) или платиновых
тиглях (стаканах). Фарфоровые глазурованные тигли часто служат
260
источником загрязнения пробы микроэлементами. Для мокрого
озоления используют колбы и стаканы кварцевые или из термо-
стойкого стекла.
Для очистки посуды применяют соду, разбавленную (5—10%-
ную) соляную или азотную кислоту и другие моющие средства, не
содержащие анализируемые элементы. После очистки посуду пос-
ледовательно промывают 0,1%-ным раствором ЭДТА или 0,05%-
ным раствором дитизона, водопроводной водой, дистиллирован-
ной или бидистиллированной водой.
Реактивы, используемые при анализе микроэлементов, должны
соответствовать классу х.ч. или ч.д.а.
Для контроля возможного загрязнения проводят холостой опыт
в двукратной повторности, включающий все стадии анализа, кро-
ме взятия навески анализируемого материала, и вводят соответ-
ствующие поправки в результаты анализов.
Определение микроэлементов в растительном материале состо-
ит из двух основных этапов: минерализации — сухое или мокрое
озоление анализируемого растительного материала и получение
раствора золы; непосредственного определения микроэлементов в
растворе минерализата.
Метод сухого озоления основан на разложении растительного
материала путем сжигания проб растений в муфельной печи при
строго контролируемом температурном режиме.
Мокрое озоление заключается в полном разложении расти-
тельной пробы при кипячении ее в концентрированных азотной,
серной кислотах или их смеси с добавлением активных окислите-
лей — пероксида водорода или хлорной кислоты.
Для определения микроэлементов и тяжелых металлов в раство-
ре, полученном после сухого или мокрого озоления, применяют
различные методы анализа. Выбор метода анализа зависит от содер-
жания микроэлементов в растениях, чувствительности приборов,
сложности проведения анализа и его стоимости. В агрохимических
и экологических исследованиях используют в основном метод
атомно-абсорбционной спектрофотометрии и фотоколориметри-
ческие методы анализа, позволяющие определять в растительном
материале практически все микроэлементы и тяжелые металлы.
Атомно-абсорбционный метод более селективный и чувстви-
тельный, что дает возможность без предварительного концентри-
рования минерализата, полученного при озолении относительно
небольшой навески (2—5 г) растительного материала, определять
марганец, железо, цинк и медь. При определении молибдена, ко-
бальта и тяжелых металлов (свинец, кадмий, хром, никель и др.)
навеску для озоления увеличивают до 10—15 г. Для определения
бора, ртути и мышьяка методом атомной абсорбции требуется бо-
лее сложная пробоподготовка.
261
Методы атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ААС) и
фотоколориметрии основаны на селективном поглощении атома-
ми определяемого элемента световой энергии (см. раздел 1).
Концентрацию элемента в анализируемом растворе определя-
ют путем сравнения его оптической плотности с оптической плот-
ностью растворов с известным содержанием данного элемента.
Для приготовления стандартных растворов используют те же ра-
створители, что и для анализируемых растворов.
Лабораторные стандартные растворы готовят из государствен-
ных стандартных образцов (ГСО) или стандарт-титра путем их
разбавления (см. раздел 1, «Приготовление растворов»), ГСО
представляют собой стеклянные ампулы, содержащие в растворе
1 г/дм3 ионов металлов. Используют ГСО для приготовления в ос-
новном запасных стандартных растворов с высокой концентраци-
ей элемента (обычно 10—50 мг/см3), что допускает их длительное
хранение.
Диапазон концентраций рабочих стандартных растворов дол-
жен соответствовать ожидаемому содержанию определяемого эле-
мента в исследуемых растениях и рабочему диапазону концентра-
ций прибора. В большинстве случаев для определения металлов
(меди, свинца, марганца, никеля, кобальта, хрома, молибдена, ли-
тия, стронция, алюминия, железа, кальция и др.) из запасных
стандартных растворов готовят рабочие растворы следующих кон-
центраций: 0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0 и 20,0 мг/дм3. Для определе-
ния кадмия, цинка, магния готовят рабочие растворы следующих
концентраций: 0,05; 0,10; 0,20; 0,50; 1,00; 2,00; 5,00 мг/дм3.
2.17.1.	СУХОЕ ОЗОЛЕНИЕ И ПОЛУЧЕНИЕ РАСТВОРА ЗОЛЫ
РАСТЕНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И ТЯЖЕЛЫХ
МЕТАЛЛОВ
В агрохимических лабораториях при массовых анализах рас-
тительного материала на содержание микроэлементов и тяжелых
металлов наиболее широко используют способ сухой минерали-
зации (озоления). Он менее трудоемкий, не требует большого
количества особо чистых реактивов, необходимых при мокром
озолении.
Принцип метода. Растительный материал озоляют в муфельной
печи при температуре 450—500 (± 20) °C с последующим перево-
дом зольных элементов в раствор. Сухое озоление используют для
определения железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, молибде-
на, никеля, свинца, хрома, цинка и других металлов. При опреде-
лении цинка, кадмия и ртути озоление проводят при температуре
400-430 (± 15) °C.
262
Ход анализа. В фарфоровые (неглазурованные) или кварцевые
тигли берут на аналитических весах навески измельченного сухого
растительного материала: при определении железа, марганца,
цинка и меди —2—4 г (±0,001 г); при определении молибдена,
кобальта, кадмия, свинца, никеля, хрома и ртути—10—20 г и
предварительно обугливают под тягой на электроплитке или газо-
вой горелке до прекращения выделения дыма, не допуская вос-
пламенения материала.
Затем тигли помещают в муфель и обугливают образцы сначала
при температуре 250—280 °C до окончательного прекращения вы-
деления дыма. Предварительное низкотемпературное озоление
растительного материала позволяет избежать интенсивно восста-
новительных условий за счет большого количества углерода в про-
бе и предотвратить потери элементов. После этого температуру в
муфеле повышают до 500 °C (до темно-красного каления) и про-
должают минерализацию при этой температуре в течение 3—6 ч до
получения светло-серой золы. При определении цинка, кадмия и
ртути температура озоления во избежание частичных потерь ме-
таллов не должна превышать 440 °C.
Полученную золу охлаждают до комнатной температуры, сма-
чивают по каплям 1 см3 разбавленной (1:1) азотной кислоты и
после ее выпаривания на песчаной бане снова помещают в му-
фельную печь. Температуру в муфеле доводят до 300—350 °C и вы-
держивают 30 мин. Доозоление повторяют несколько раз до полу-
чения золы белого цвета без темных обугленных частиц.
Параллельно с анализируемыми пробами проводят холостое
определение: в 2—3 тигля, не содержащих навесок, добавляют то
же количество реактивов, что и в тигли с пробами, и проводят все
этапы — обугливание, озоление и растворение.
Материалы и реактивы. Весы лабораторные технические и ана-
литические. Муфельная печь. Электроплитка бытовая или газовые
горелки с треногами (подставками) и сетками, тигли кварцевые
или фарфоровые вместимостью 30—50 см3. Баня водяная. Пипет-
ки вместимостью 1 см3. 30—35%-ный раствор азотной кислоты
(х.ч. или ос.ч.) в бидистиллированной воде.
2.17.2.	МЕТОД МОКРОГО ОЗОЛЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
Метод мокрого озоления основан на минерализации расти-
тельной пробы при кипячении ее в концентрированной серной
или азотной кислоте или в смеси этих кислот с добавлением в ка-
честве катализатора пероксида водорода или хлорной кислоты.
Ход анализа. На аналитических весах берут навеску измельчен-
ного растительного материала [при определении железа, марган-
263
ца, цинка и меди — 2—3 г (±0,001 г), при определении молибдена,
кобальта, кадмия, свинца, никеля, хрома и ртути — 8—10 г], пере-
носят ее в колбу Кьельдаля, с помощью мерного цилиндра добав-
ляют под тягой смесь (1 : 1 по объему) концентрированных серной
и азотной кислот из расчета 10 см3 на каждые 5 г пробы и выдер-
живают без нагревания 30—40 мин. При определении свинца, хро-
ма и ртути для озоления используют только концентрированную
азотную кислоту в таком же количестве. Затем колбу закрывают
воронкой (в качестве обратного холодильника) или стеклянной
пробкой «слезкой», помещают в нишу для озоления и медленно
нагревают до спокойного кипения, которое поддерживают до упа-
ривания объема содержимого колбы примерно вдвое.
Затем колбу Кьельдаля охлаждают, приливают цилиндром 5—
6 см3 азотной кислоты и содержимое кипятят до прекращения вы-
деления бурых паров оксидов азота. После этого в охлажденную
колбу приливают 5 см3 азотной кислоты и 2 см3 пероксида водоро-
да на каждые 5 г пробы и содержимое кипятят до полного обес-
цвечивания раствора. Минерализацию считают законченной, если
раствор после охлаждения остается бесцветным. При желтой или
светло-коричневой окраске раствора в колбу снова добавляют
5 см3 азотной кислоты и 2 см3 пероксида водорода и кипятят до
прекращения выделения бурых паров оксидов азота и полного
обесцвечивания раствора. После окончания озоления в охлажден-
ную колбу Кьельдаля добавляют 10—15 см3 бидистиллированной
воды для погашения энергии гидратации кислоты, содержимое
охлаждают и количественно (ополаскивая колбу Кьельдаля 3—4
раза бидистиллированной водой) переносят через воронку в мер-
ную колбу на 50 или 100 см3 для хранения и дальнейшего опреде-
ления микроэлементов.
Одновременно для контроля качества реактивов проводят хо-
лостое (без навески) озоление.
Материалы и реактивы. Весы лабораторные технические и ана-
литические. Электроплитка или газовые горелки с гнездами для
колб Кьельдаля. Колбы Кьельдаля. Колбы мерные вместимостью
100 см3. Цилиндры мерные на 10 и 50 см3. Воронки стеклянные.
Кислота серная концентрированная (х.ч. или ос.ч., пл. 1,84). Кис-
лота азотная концентрированная (х.ч. или ос.ч.). Пероксид водо-
рода (пергидроль), х.ч. Вода бидистиллированная.
Приготовление раствора золы для анализа. В тигель с золой ми-
нерализованного растительного материала приливают 5 см3 азот-
ной кислоты, разбавленной бидистиллированной водой (1 : 1), на-
крывают часовым стеклом и выдерживают в течение 30 мин на
кипящей водяной бане для перевода оксидов металлов в раствори-
мые нитраты. Затем в тигель добавляют 10 см3 1%-ного раствора
азотной кислоты, содержимое перемешивают стеклянной палоч-
264
кой и количественно переносят, смывая остатки с тигля в мерную
колбу вместимостью 25 или 50 см3, доводят до метки тем же ра-
створом кислоты.
В полученном растворе определяют содержание микроэлемен-
тов и тяжелых металлов методом атомной абсорбции.
При колориметрическом определении микроэлементов для ра-
створения золы в тигле вместо азотной кислоты используют раз-
бавленную (1:3) соляную кислоту. Все операции проводят в такой
же последовательности.
2.17.3.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЦИНКА В РАСТЕНИЯХ
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫМ МЕТОДОМ
Принцип метода. Метод основан на измерении поглощения
свободными атомами цинка светового (резонансного) излучения с
длиной волны 213,9 нм, проходящего через пламя горелки. Содер-
жание цинка в подготовленном после сухого или мокрого озоле-
ния растительного материала растворе (минерализате) определяют
атомно-абсорбционным методом путем введения (в виде аэрозо-
ля) раствора в воздушно-ацетиленовое пламя. Сопоставляя опти-
ческую плотность исследуемого раствора с оптической плотнос-
тью растворов сравнения с известной концентрацией цинка, нахо-
дят его содержание в растениях.
Проведение анализа. Атомно-абсорбционный спектрофотометр
настраивают на определение цинка. В пламя горелки вводят об-
разцовый раствор с нулевой (первый), а затем с наиболее высокой
концентрацией цинка (пятый) для установления диапазона рабо-
ты прибора. После установления режима работы прибора фото-
метрируют шкалу образцовых растворов, а затем анализируемые
растворы золы. Настройку прибора периодически корректируют,
вводя в пламя через каждые 10—15 измерений первый и третий
образцовые растворы. Пользуясь градуировочным графиком, на-
ходят содержание цинка в растительном материале (мг/кг):
Zn = аМ — к,
где а — коэффициент, учитывающий разбавление минерализата; Л/—концентра-
ция цинка в минерализате (растворе золы) в пересчете на содержание цинка в ра-
стительном материале, найденная по графику, мг/кг; к — концентрация цинка в
контрольном (холостом) растворе, мг/см3.
Приготовление запасного и рабочего стандартного растворов цин-
ка. Навеску 1 г (±0,001 г) гранулированного цинка переносят в
мерную колбу вместимостью 1 дм3, приливают 20 см3 10%-ного
раствора соляной кислоты и после полного растворения цинка до-
265
водят объем раствора бидистиллированной водой до метки. Полу-
ченный запасной раствор в 1 см3 содержит 1 мг цинка. Раствор
хранят не более 6 мес. Для приготовления рабочего стандартного
раствора цинка берут 2 см3 запасного раствора, переносят в мер-
ную колбу вместимостью 100 см3 и объем раствора доводят до мет-
ки 0,5 М соляной кислотой. Полученный раствор в 1 см3 содержит
20 мкг (0,02 мг) цинка. Раствор используют в день приготовления.
Построение градуировочного графика. В пять мерных колб вмес-
тимостью 100 см3 приливают последовательно из бюретки 1; 2; 5 и
10 см3 рабочего стандартного раствора, содержащего 20 мкг/см3
цинка, и объемы раствора в колбах доводят до метки 0,5 М соля-
ной кислотой. В 1 см3 приготовленных растворов сравнения со-
держится соответственно 0,2; 0,4; 1,0 и 2,0 мкг цинка. По резуль-
татам измерения оптической плотности образцовых растворов
строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс кон-
центрацию цинка в растворе сравнения (мкг/см3, мг/кг), а на оси
ординат — показания измерительного прибора (или дисплея).
Колориметрическое определение цинка в растениях дитизоновым
методом. Принцип метода. Метод основан на взаимодей-
ствии цинка с дитизоном в нейтральной среде с образованием дити-
зоната цинка, окрашенного в пурпурно-красный цвет. Окрашен-
ный комплекс дитизоната цинка экстрагируют четыреххлористым
(тетрахлоридом) углеродом (СС14) и измеряют оптическую плот-
ность экстракта. Мешающие определению цинка катионы тяжелых
металлов (меди, железа, свинца, никеля и др.) связывают добавле-
нием тиосульфата для перевода их в нерастворимые соединения.
Ход анализа. Перед анализом раствор (минерализат), по-
лученный после сухого или мокрого озоления растительного мате-
риала (сена, соломы, комбикорма, зерна), разбавляют в 10—20 раз.
Затем 10 см3 разбавленного минерализата переносят в делитель-
ную воронку вместимостью 50 см3, добавляют 2 капли индикатора
метилового красного и нейтрализуют 10%-ным раствором аммиа-
ка до появления светло-желтой окраски. К нейтрализованному
раствору приливают 5 см3 ацетатного буферного раствора, 1 см3
25%-ного раствора тиосульфата натрия и содержимое хорошо пе-
ремешивают. Затем добавляют 20 см3 0,0012%-ного раствора дити-
зона в СС14 и содержимое встряхивают в течение 1—2 мин. После
разделения фаз органический слой сливают в кювету с толщиной
поглощающего слоя 1 см и измеряют оптическую плотность экст-
ракта при длине волны 538 нм (зеленый светофильтр) относитель-
но нулевого раствора сравнения.
Для построения градуировочного графика в шесть делительных
воронок приливают 0; 1; 2; 3; 4 и 5 см3 рабочего стандартного ра-
створа, содержащего 1 мкг/см3 цинка. Доводят объем растворов в
воронках до 10 см3, приливая соответствующие количества 0,5 М
266
раствора соляной кислоты, затем добавляют по 2 капли индикато-
ра метилового красного, нейтрализуют 10%-ным раствором амми-
ака и далее поступают так же, как при анализе исследуемых ра-
створов. По результатам колориметрирования строят градуиро-
вочный график.
Концентрацию цинка в исследуемых растворах находят по гра-
дуировочному графику и рассчитывают содержание элемента
(мкг/кг) в растениях:
где С — концентрация цинка, найденная по графику, мкг/10 см3; И—объем ис-
ходного анализируемого раствора, см3; И| — объем аликвоты взятого раствора для
анализа, см3; т — масса навески пробы растения, г.
Растворы и реактивы. 1. 0,5 М раствор соляной кислоты: 40 см3
НС1 (пл. 1,19) переносят с помощью мерного цилиндра в мерную
колбу на 1 дм3, в которую предварительно наливают 400—500 см3
бидистиллированной воды и доводят водой до метки.
2.	10%-ный раствор аммиака.
3.	Раствор метилового красного: 10 мг индикатора растирают в
ступке с 20 см3 0,02 М раствора гидроксида натрия, переносят в
колбу вместимостью 250 см3 и доводят объем до метки бидистил-
лированной водой.
4.	25%-ный раствор тиосульфата натрия (серноватистокислого
натрия): 25 г Na2S2O3- 5Н2О растворяют в 75 см3 бидистиллиро-
ванной воды.
5.	Ацетатный буферный раствор с pH 5: навеску 272 г
CH3COONa- ЗН2О растворяют в бидистиллированной воде, при-
ливают 58 см3 ледяной уксусной кислоты и доводят полученный
раствор водой до 1 дм3.
6.	Запасной 0,02%-ный раствор дитизона в четыреххлористом
углероде (ССЦ): 0,1 г дитизона помещают в делительную воронку
вместимостью 250 см3, приливают 100 см3 четыреххлористого уг-
лерода, закрывают пробкой и встряхивают на ротаторе 15 мин.
Полученный раствор переносят в делительную воронку вместимо-
стью 1 дм3, приливают 250 см3 0,5%-ного раствора аммиака в би-
дистиллированной воде и встряхивают на ротаторе 3—5 мин. Ди-
тизон переходит в аммиачный слой и окрашивает его в оранжевый
цвет.
Слой четыреххлористого (тетрахлорид) углерода сливают, а ам-
миачный раствор дитизона промывают небольшими порциями
(по 5—10 см3) четыреххлористого углерода, пока раствор не окра-
сится в зеленый цвет. Затем к аммиачному раствору дитизона до-
бавляют 6,2 см3 концентрированной H2SO4, встряхивают, добав-
267
ляют 500 см3 ССЦ, снова встряхивают, дают слоям разделиться и
сливают слой четыреххлористого углерода с растворенным в нем
дитизоном в чистую делительную воронку.
Полученный раствор промывают 3 раза водой порциями по
200—250 см3 для удаления остатков серной кислоты. Затем раствор
дитизона в ССЦ фильтруют через сухой беззольный фильтр в
склянку из темного стекла и хранят в холодильнике. При длитель-
ном хранении реактив разлагается. Для контроля за качеством ра-
створа дитизона в делительную воронку помещают 5 см3 реактива,
приливают 25 см3 0,5%-ного раствора аммиака в бидистиллиро-
ванной воде. Органический слой должен быть бесцветным. Ра-
створ, окрашенный в бурый цвет, для анализа непригоден.
7.	Рабочий 0,0012%-ный раствор дитизона: 30 см3 запасного ра-
створа помещают в мерную колбу вместимостью 500 см3 и объем
доводят до метки ССЦ. Рабочий раствор готовят перед анализом.
8.	Запасной стандартный раствор цинка (см. «Атомно-абсорб-
ционный метод определения цинка в растворе золы»).
9.	Рабочий стандартный раствор цинка: в мерную колбу вмес-
тимостью 100 см3 берут 10 см3 запасного стандартного раствора,
содержащего в 1 см3 1 мг цинка, и объем доводят до метки 0,5 н.
НС1. Полученный раствор содержит 10 мкг/см3 цинка. Раствор
готовят в день проведения анализа.
Приборы и посуда. Фотоэлектроколориметр или спектрофото-
метр. Делительные воронки вместимостью 50; 250 см3 и 1 дм3. Пи-
петки вместимостью 1; 2; 5 и 10 см3. Бюретки вместимостью 25
или 50 см3. Колбы мерные вместимостью 50; 100 и 500 см3. Экси-
катор.
2.17.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ В РАСТВОРЕ ЗОЛЫ РАСТЕНИЙ
Атомно-абсорбционный метод. Метод основан на измерении ин-
тенсивности поглощения атомами меди линии спектра света
324,7 нм. Раствор вводят в воздушно-ацетиленовое пламя.
Приготовление стандартных растворов. За-
пасной стандартный раствор меди', берут на аналитических весах
3,929 г (±0,001 г) сульфата меди (C11SO4  ЗРЦО), переносят в мер-
ную колбу вместимостью I дм3, приливают 1 см3 концентрирован-
ной серной кислоты (пл. 1,84) и доводят объем бидистиллирован-
ной водой до метки. В 1 см3 приготовленного раствора содержится
1 мг меди. Хранят раствор не более 6 мес.
Рабочий стандартный раствор меди: в мерную колбу вместимос-
тью 100 см3 берут 2 см3 запасного раствора и объем доводят до
метки 0,5 М раствором соляной кислоты. Полученный раствор со-
держит 20 мкг/см3 меди. Хранят раствор до 1 мес.
268
При необходимости анализа растительного материала на со-
держание других микроэлементов допускается использование
смешанного стандартного раствора меди, цинка, марганца, железа
и других элементов.
Построение градуировочного графика. В пять
мерных колб вместимостью 100 см3 наливают из бюретки 0; 1; 2; 5
и 10 см3 рабочего стандартного раствора, содержащего 20 мкг/см3
меди, объем раствора в колбах доводят до метки 0,5 М соляной
кислотой и тщательно перемешивают. Содержание меди в раство-
рах шкалы сравнения будет соответственно равно 0; 0,2; 0,4; 1,0 и
2,0 мкг/см3, что при соблюдении методики анализа соответствует
0; 2; 4; 10 и 20 мг/кг растительного материала.
По результатам измерения оптической плотности шкалы об-
разцовых растворов строят градуировочный график, откладывая
на оси абсцисс концентрацию меди в растворе сравнения (мг/кг),
а на оси ординат — показания прибора.
Ход анализа. Установив режим подачи газов и ток накала
лампы атомно-абсорбционного спектрофотометра, выставляют
необходимый диапазон измерения концентрации на шкале при-
бора. Для этого в пламя вводят первый, а затем пятый образцовые
растворы. Спустя 1—2 мин операцию повторяют и положение
стрелки гальванометра или показания дисплея корректируют, ус-
танавливая «нуль» прибора по нулевому (первому) раствору. Пос-
ле этого фотометрируют шкалу стандартных растворов, а затем
анализируемые растворы золы. Настройку прибора корректируют
через 10—15 измерений, вводя в пламя первый и третий образцо-
вые растворы.
Используя градуировочный график, находят содержание меди
в растительном материале по той же формуле, что и содержание
цинка (стр. 265).
Фотоколориметрический метод определения меди в растительном
материале. В основе метода лежат образование окрашенного ком-
плексного соединения меди с диэтилдитиокарбаматом свинца, эк-
стракция его четыреххлористым углеродом (СС14) с последующим
определением концентрации меди по оптической плотности экст-
ракта.
Медь с диэтилдитиокарбаматом свинца образует прочный ок-
рашенный комплекс. Необходимые условия создают прибавлени-
ем к раствору золы цитрата аммония, который препятствует выпа-
дению из раствора полутораоксидов вследствие образования цит-
ратных комплексов.
Ход анализа. В делительную воронку вместимостью 50 см3
помещают 10 см3 анализируемого раствора, приливают 5 см3
10%-ного маскирующего раствора цитрата аммония, перемешива-
ют, добавляют 2 капли фенолфталеина и нейтрализуют 10%-ным
269
раствором аммиака до слабо-розовой окраски. Затем приливают
15 см3 раствора диэтилдитиокарбамата свинца в четыреххлорис-
том углероде и энергично встряхивают в течение 2 мин. После
разделения фаз нижний слой четыреххлористого углерода сливают
в кювету с толщиной просвечивающего слоя 2 см для непосред-
ственного колориметрирования экстракта или в пробирку с при-
тертой пробкой для последующего анализа. Фотометрируют экст-
ракт при длине волны 436 нм (синий светофильтр) относительно
чистого четыреххлористого углерода. Концентрацию меди в пробе
устанавливают по градуировочному графику, вычитая результат
холостого определения без навески.
Построение градуировочного графика. В пять
делительных воронок вместимостью 50 см3 приливают 0; 0,2; 0,5; 1
и 2 см3 стандартного раствора с содержанием меди 10 мкг/см3 (со-
держание меди в делительных воронках будет соответственно рав-
но 0; 2; 5; 10 и 20 мкг) и доводят объем до 10 см3 0,3 М раствором
соляной кислоты. В воронки добавляют по 5 см310%-ного раство-
ра цитрата аммония, 2 капли фенолфталеина и нейтрализуют
10%-ным раствором аммиака до слабо-розовой окраски. После
чего приливают 15 см3 раствора диэтилдитиокарбамата свинца в
четыреххлористом углероде и энергично встряхивают в течение
2 мин.
Оптическую плотность экстракта шкалы образцовых растворов
определяют в тех же условиях, что и при анализе испытуемых ра-
створов. По результатам колориметрирования строят градуиро-
вочный график, откладывая на оси ординат значения оптической
плотности, на оси абсцисс — концентрацию меди в образцовых
растворах.
Концентрацию меди в анализируемом материале (мг/кг абсо-
лютно сухого вещества) вычисляют по формуле
где С—концентрация меди, найденная по градуировочному графику, мкг; V—
общий объем исходного раствора золы, см3; т — масса навески анализируемого
материала, г; V\ — объем раствора золы, взятого для анализа, см3.
Приготовление растворов. 1.0,3 М раствор соляной
кислоты: 25 см3 концентрированной соляной кислоты (пл.1,19)
переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 с предварительно
налитой в нее бидистиллированной водой и доводят объем до
метки.
2. Раствор диэтилдитиокарбамата свинца в четыреххлористом
270
углероде: 332 г диэтилдитиокарбамата натрия помещают в дели-
тельную воронку, добавляют 500 см3 четыреххлористого углерода,
50 см3 0,5%-ного раствора нитрата свинца [486 мг Pb(NO3)2 ра-
створяют в 100 см3 бидистиллированной воды]. Раствор в дели-
тельной воронке встряхивают в течение 5 мин. После разделения
фаз нижний слой четыреххлористого углерода с растворенным в
нем диэтилдитиокарбаматом свинца фильтруют через плотный
фильтр (белая лента) в сухую склянку из темного стекла. Раствор
хранят в холодильнике.
3.10%-ный раствор цитрата аммония: 10 г соли трехзамещенно-
го цитрата аммония растворяют в 90 см3 бидистиллированной воды.
4.	Приготовление шкалы стандартных растворов и построение
градуировочного графика (см. «Атомно-абсорбционное определе-
ние меди»).
5.	Четыреххлористый углерод (СС14, ч.д.а.).
6.	Диэтилдитиокарбамат натрия (х.ч.) .
7.	Нитрат свинца [Pb(NO3)2, ч.д.а.].
8.	Соляная кислота (х.ч., пл. 1,19).
9.	Сульфат меди (CuSO4 • 5Н2О, х.ч.).
10.	Цитрат аммония трехзамещенный (ч.д.а.).
Приборы и посуда. Спектрофотометр или ФЭК. Делительные
воронки вместимостью 50; 100 и 1000 см3. Колбы мерные вмести-
мостью 50 и 100 см3. Пипетки вместимостью 2; 5 и 10 см3. Бюрет-
ки на 25 или 50 см3.
2.17.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАРГАНЦА В РАСТВОРЕ ЗОЛЫ РАСТЕНИЙ
Атомно-абсорбционный метод. Метод основан на измерении ин-
тенсивности поглощения света атомами марганца исследуемого
раствора золы, введенного в воздушно-ацетиленовое пламя. Для
определения используют аналитическую линию марганца с дли-
ной волны 279,5 нм.
Ход анализа. Перед проведением анализа настраивают
атомно-абсорбционный спектрофотометр. По нулевому раствору
(растворитель без марганца) устанавливают показания прибора на
«нуль», по раствору с максимальной концентрацией марганца —
необходимый размах шкалы. Для этого в пламя вводят последова-
тельно первый и пятый образцовые растворы. После настройки
прибора фотометрируют шкалу образцовых растворов, а затем
анализируемые растворы. Настройку прибора корректируют через
10—15 измерений, вводя в пламя первый и третий образцовые ра-
створы шкалы. Используя градуировочный график, массовую
концентрацию марганца в растительном материале (мг/кг) нахо-
дят по формуле (см. стр. 265).
271
При определении содержания марганца на атомно-абсорбци-
онном спектрофотометре исследуемые растворы золы и растворы
сравнения разбавляют хлоридом стронция. Для этого в мерные
пробирки на 10 см3 переносят по 5 см3 анализируемого раствора, к
нему приливают 5 см3 раствора хлорида стронция и после переме-
шивания измеряют оптическую плотность раствора. Градуировку
прибора также проводят по растворам, разбавленным хлоридом
стронция.
Построение градуировочного графика. В шесть
мерных колб вместимостью 100 см3 приливают 0; 1; 2; 5; 7 и 10 см3
рабочего стандартного раствора; концентрация марганца в колбах
будет равна 0; 2; 4; 10; 14 и 20 мг/дм3.
По результатам фотометрирования образцовых растворов стро-
ят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс концент-
рацию марганца в растворе сравнения (мг/дм3), на оси ординат —
соответствующие образцовым растворам показания прибора.
П риборы, материалы и реактивы. Атомно-абсорб-
ционный спектрофотометр, пипетки градуированные вместимос-
тью 5; 10 и 20 см3, соляная кислота концентрированная (пл. 1,19,
х.ч.), сульфат марганца пятиводный, ч.д.а., серная кислота кон-
центрированная (пл. 1,84, х.ч.), хлорид стронция шестиводный,
ч.д.а.
Приготовление растворов. 1. 3%-ный раствор хло-
рида стронция шестиводного: 30 г (+0,05 г) SrCl2 • 6Н2О помещают
в мерную колбу вместимостью 1 дм3, приливают примерно 500 см3
воды, затем 82 см3 концентрированной соляной кислоты и дово-
дят объем раствора дистиллированной водой до метки.
2. Запасной стандартный раствор марганца: 4,388 г (±0,001 г)
сульфата марганца (MnSO4 • 5Н2О) помещают в мерную колбу
вместимостью 1 дм3 и доводят объем бидистиллированной водой
до метки. Полученный раствор в 1 см3 содержит 1 мг марганца.
3. Рабочий стандартный раствор сульфата марганца: 20 см3 за-
пасного стандартного раствора помещают в мерную колбу вмести-
мостью 100 см3, объем доводят до метки 0,3 М раствором соляной
кислоты. Полученный раствор содержит 200 мкг/см3 марганца.
Фотоколориметрический метод. Метод основан на окислении
Мп2+ в кислой среде перйодатом калия или персульфатом аммо-
ния до перманганат-иона (Мп7+), окрашивающего раствор в розо-
во-фиолетовый цвет, с последующим измерением оптической
плотности раствора на фотоколориметре.
Для устранения влияния железа окисление марганца проводят
в фосфатном растворе.
Ход анализа. Аликвоту 10 см3 анализируемого раствора
помещают в термостойкий стакан вместимостью 50—70 см3, при-
бавляют 5 см3 концентрированной HNO3 и упаривают досуха на
272
песчаной бане или плитке. Затем к остатку приливают 5 см3 кон-
центрированной HNO3 и 2 см3 30%-ного раствора пероксида во-
дорода и снова упаривают досуха. К сухому остатку в стакане до-
бавляют 15 см3 бидистиллированной воды, 2 см3 концентрирован-
ной Н3РО4 и нагревают, перемешивая стеклянной палочкой, до
полного растворения остатка. Полученный раствор количественно
переносят (ополаскивая стакан 2—3 раза небольшими порциями
воды) в мерную колбу (пробирку) вместимостью 50 см3. Колбы
(пробирки) помешают на водяную баню и после нагревания к го-
рячему раствору медленно приливают 5 см3 2%-ного раствора пе-
рйодата калия (или добавляют 1 г персульфата аммония), раствор
перемешивают и оставляют на бане в течение 30 мин. После про-
явления устойчивой розово-фиолетовой окраски раствор охлажда-
ют, доводят объем дистиллированной водой до метки и измеряют
оптическую плотность в кювете с толщиной просвечиваемого слоя
2—5 см при длине волны 528—536 нм (зеленом светофильтре) от-
носительно нулевого раствора шкалы сравнения.
Если раствор мутный, его перед измерением оптической плот-
ности фильтруют через плотный беззольный фильтр. Концентра-
цию марганца в анализируемых растворах находят по градуировоч-
ному графику, вычитая из нее результат холостого определения.
Построение градуировочного графика. В шесть
мерных колб вместимостью 100 см3 приливают 0; 1; 2; 5; 7 и 10 см3
рабочего стандартного раствора, содержащего 10 мкг/см3 марганца,
и доводят объем до метки 5%-ным раствором Н3РО4. Концентра-
ция марганца в приготовленных растворах сравнения соответству-
ет 0; 0,1; 0,2; 0,5; 0,7 и 1,0 мг/дм3.
По результатам фотометрирования шкалы образцовых раство-
ров строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс
концентрацию марганца в растворе сравнения (мг/кг), а на оси
ординат — показания прибора.
Содержание марганца (мг/кг) в анализируемом материале вы-
числяют по той же формуле, что и содержание меди (см. стр. 270).
Приборы и посуда. ФЭК или спектрофотометр. Плитка элект-
рическая, водяная и песчаная бани. Термостойкие стаканы вмес-
тимостью 50—70 см3. Пипетки вместимостью 2; 5; 10; 15 и 25 см3.
Бюретка вместимостью 25 или 50 см3. Мерные колбы на 50; 100;
500 и 1000 см3. Мерные цилиндры на 10 и 25 см3.
Реактивы. 1. Раствор 5%-ной фосфорной кислоты (по объему): в
мерную колбу вместимостью 1 дм3 наливают (произвольно) 400—
500 см3 дистиллированной воды, добавляют 50 см3 концентриро-
ванной Н3РО4, объем доводят водой до метки и перемешивают.
2.	Перйодат калия (К1О4), 2%-ный раствор: 2 г перйодата калия
растворяют при нагревании в 100 см3 5%-ной Н3РО4. Используют
только свежеприготовленный раствор.
18 - 8539
273
3.	Запасной стандартный раствор марганца — MnSO4 • 5Н2О (см.
«Атомно-абсорбционный метод определения марганца», стр. 272).
4.	Промежуточный стандартный раствор марганца: в мерную
колбу вместимостью 100 см3 берут 10 см3 запасного стандартного
раствора и объем доводят до метки 5%-ной Н3РО4. Полученный
раствор содержит 100 мкг/см3 марганца.
5.	Рабочий стандартный раствор: 10 см3 промежуточного раство-
ра переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и объемдоводят
до метки 5%-ным раствором Н3РО4. Полученный раствор содержит
10 мкг/см3 марганца. Готовят раствор в день проведения анализа.
6.	Азотная кислота концентрированная, х.ч.
7.	Ортофосфорная кислота концентрированная, х.ч. или ч.д.а.
8.	Пероксид водорода, 30%-ный водный раствор.
2.17.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА В РАСТЕНИЯХ
Атомно-абсорбционный метод. Метод основан на измерении по-
глощения атомами железа линии спектра света с длиной волны
248,3 нм при введении раствора в воздушно-ацетиленовое пламя.
Для устранения химических помех в раствор золы предварительно
добавляют стронций до концентрации 1 мг/см3.
Приготовление растворов. 1. Соляная кислота, раз-
бавленная 1 : 3 и 1 :15 (по объему).
2.	0,6%-ный раствор хлорида стронция шестиводного: 6 г
(±0,05 г) SrCl2 • 6Н2О помещают в мерную колбу вместимостью
1 дм3, приливают примерно 300 см3 дистиллированной воды, до-
бавляют 16,4 см3 концентрированной соляной кислоты, переме-
шивают и объем раствора доводят водой до метки.
3.	Запасной стандартный раствор железа: 8,634 г (±0,02 г) желе-
зоаммонийных квасцов [FeNH4(SO4)2 • 12Н2О] помещают в мерную
колбу вместимостью 1 дм3, приливают произвольно 300—400 см3
дистиллированной воды и добавляют 2,5 см3 концентрированной
серной кислоты. Содержимое перемешивают и после растворения
квасцов объем раствора доводят до метки дистиллированной водой.
Полученный раствор в 1 см3 содержит 1 мг железа.
4.	Рабочий стандартный раствор железа: в мерную колбу вмес-
тимостью 100 см3 помещают 20 см3 запасного стандартного ра-
створа и объем доводят до метки 2,5%-ным раствором соляной
кислоты. Полученный раствор содержит 200 мкг/см3 железа. Ра-
створ хранят до 3 мес.
Построение градуировочного графика. В пять
мерных колб вместимостью 100 см3 приливают 0; 1; 2; 5 и 10 см3
рабочего стандартного раствора, содержащего 200 мкг/см3 железа,
и доводят объем до метки 2,5%-ным раствором соляной кислоты.
274
Концентрация железа в приготовленных растворах сравнения бу-
дет соответствовать 0; 2; 4; 10 и 20 мг/дм3.
По результатам измерения оптической плотности образцовых
растворов строят градуировочный график, откладывая на оси абс-
цисс концентрацию марганца в растворе сравнения (мг/дм3), со-
ответствующую образцовому раствору, а на оси ординат — показа-
ния измерительного прибора.
Ход анализа. При использовании пламени ацетилен—воз-
дух вводят в пламя первый раствор сравнения и устанавливают на-
чало («нуль») отсчета. Затем вводят остальные растворы сравнения
в порядке возрастания в них концентрации железа и анализируют
растворы золы. После проведения 10—15 измерений корректиру-
ют настройку прибора.
При использовании пламени пропан—бутан—воздух для устра-
нения спектральных помех в растворы золы вводят раствор строн-
ция. Для этого из растворов сравнения и растворов золы берут
аликвоты по 5 см3, помещают в пробирки и добавляют к ним по
5 см3 раствора хлорида стронция. Дальнейший ход анализа такой
же, как и при использовании пламени ацетилен—воздух.
Концентрацию железа в растворе золы находят по градуировоч-
ному графику. Содержание его в растительном материале (мг/кг)
вычисляют по формуле (см. «Определение меди в растворе золы»,
стр. 270).
Посуда. Колбы мерные вместимостью 10, 500 и 1000 см3. Стака-
ны вместимостью 50—100 см3. Пипетки вместимостью 10 см3. Бю-
ретка на 25 или 50 см3.
Фотоколориметрический метод. Метод основан на образовании
железа с ортофенантролином окрашенного комплекса и последу-
ющим измерением его содержания по оптической плотности ра-
створа на фотоколориметре. Наиболее устойчивый комплекс же-
леза образуется в присутствии восстановителя гидроксиламина.
Метод отличается высокой специфичностью: ни один элемент,
кроме железа, не образует с ортофенантролином окрашенных со-
единений и не мешает определению железа. Определению железа
могут мешать фосфаты при их содержании в растворе более
20 мкг/см3. Для устранения действия ортофосфатов в раствор вво-
дят цитраты; при этом несколько замедляется возникновение
окраски. Оптимальной реакции среды (pH) достигают при помо-
щи ацетатного буфера, который добавляют последним.
При проведении анализов строго соблюдают порядок введения
реактивов как в анализируемый раствор, так и в шкалу стандарт-
ных растворов. Лучшие результаты получают, когда приливают
сначала восстановитель, потом комплексообразователь и соедине-
ния, обусловливающие реакцию среды.
Ход анализа. В мерную колбу вместимостью 50 см3 берут
18*
275
пипеткой 2—5 см3 раствора золы (в зависимости от содержания в
них железа), приливают 2 см3 10%-ного раствора гидроксиламина,
перемешивают, дают раствору постоять 5—7 мин, затем добавляют
10 см3 окрашивающего раствора (ортофенантролин в ацетатном
буфере). Объем раствора доводят до метки дистиллированной во-
дой, перемешивают и измеряют оптическую плотность. Окраска
раствора не изменяется в течение 1 сут.
Оптическую плотность раствора измеряют при сине-зеленом
светофильтре (длина волны 510 нм) относительно нулевого ра-
створа шкалы образцовых растворов, используя кювету с толщи-
ной просвечиваемого слоя 1 см.
Содержание железа (мг/кг) в анализируемом материале вычис-
ляют по формуле, приведенной на стр. 270.
Реактивы. 1. Ацетатный буферный раствор: 136 г ацетата
натрия (CH3COONa • ЗН2О) и 120 см3 ледяной уксусной кислоты
растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимос-
тью 1 дм3 и доводят объем раствора до метки.
2.	Ортофенантролин, 0,25%-ный раствор: 0,25 г реактива ра-
створяют в мерной колбе на 100 см3 в 50—60 см3 горячей дистил-
лированной воды, раствор охлаждают и объем доводят до метки.
3.	Окрашивающий раствор: к 500 см3 ацетатного буферного ра-
створа приливают 50 см3 раствора ортофенантролина, содержимое
хорошо перемешивают. Смесь хранят до 6 мес в посуде из темного
стекла.
4.	10%-ный раствор гидроксиламина солянокислого (гидрохло-
рид гидроксиламина): 10 г NH2OH • НС1 растворяют в 90 см3 дис-
тиллированной воды, хранят не более 1 нед.
5.	2%-ный раствор нитрата аммония: 2 г NH4NO3 растворяют в
100 см3 дистиллированной воды.
6.	1%-ный раствор нитрата серебра: 1 г AgNO3 растворяют в
100 см3 дистиллированной воды.
7.	Приготовление запасного и рабочего стандартного раствора
железа и шкалы образцовых растворов для построения градуиро-
вочного графика (см. «Атомно-абсорбционный метод определе-
ния железа», стр. 274).
Оборудование и посуда. Спектрофотометр или ФЭК. Колбы
мерные вместимостью 50; 100; 500 и 1000 см3. Пипетки вместимо-
стью 2; 5; 10 и 20 см3. Бюретка на 50 см3.
2.17.7.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОБАЛЬТА В РАСТВОРЕ ЗОЛЫ РАСТЕНИЙ
Приготовление раствора золы. Остаток золы после прокалива-
ния в муфеле охлаждают, смачивают бидистиллированной водой,
приливают 2 см3 концентрированной азотной кислоты для более
276
полного окисления органических веществ и тщательно перемеши-
вают стеклянной палочкой.
Содержимое тигля упаривают досуха на плитке, затем тигель
помещают в муфель и выдерживают 15—20 мин при температуре
500 °C. При наличии углистых частичек обработку азотной кисло-
той с последующим прокаливанием повторяют. К охлажденной
золе добавляют 5 см3 20%-ной соляной кислоты, содержимое ос-
торожно упаривают досуха, не допуская разбрызгивания раствора,
и остаток прокаливают при температуре 500 °C. Затем к остатку в
тигле добавляют 2,5 см3 20%-ной соляной кислоты и 5 см3 бидис-
тиллированной воды, накрывают часовым стеклом и кипятят в те-
чение 10 мин. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью
50 см3 через воронку с фильтром, обмывают стенки тигля водой и
доводят объем раствора в колбе до метки бидистиллированной во-
дой.
Атомно-абсорбционный метод. Определение содержания ко-
бальта в растениях основано на измерении интенсивности погло-
щения атомами кобальта монохроматического светового потока.
Содержание кобальта в растительном материале определяют
атомно-абсорбционным методом напрямую (без концентрирова-
ния) после разложения и переведения в раствор довольно боль-
шой навески. Однако для повышения чувствительности определе-
ния и устранения мешающего влияния сопутствующих металлов
предварительно проводят экстракционное концентрирование эле-
мента. Для получения устойчивого комплекса кобальта наиболее
часто используют 2-нитрозо-1 -нафтол, экстрагируют соединение
изоамиловым эфиром уксусной кислоты и в экстракте проводят
определение кобальта.
Ход анализа. 20 см3 анализируемого раствора помещают в
делительную воронку вместимостью 100 см3, добавляют 25 см3
маскирующего раствора и 2 см3 раствора 2-нитрозо-1 -нафтола.
Содержимое тщательно перемешивают и отстаивают в течение 1 ч.
Затем приливают 5 см3 изоамилового эфира уксусной кислоты
(изоамилацетата), содержимое воронки энергично встряхивают в
течение 1—2 мин и после разделения фаз нижний водный слой
сливают, а экстракт сливают в пробирку с притертой пробкой, в
котором определяют кобальт.
Для построения градуировочного графика в делительные во-
ронки вместимостью 100 см3 берут 0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3
стандартного раствора сравнения с содержанием кобальта 1 мкг/см3
и доводят до 20 см3 бидистиллированной водой. Далее все опера-
ции по экстрагированию и определению кобальта проводят, как
указано выше при анализе испытуемого раствора.
Реактивы. 1. Маскирующий раствор: в мерную колбу объе-
мом 1 дм3 помещают 400 см3 20%-ного раствора цитрата натрия,
277
400 см3 40%-ного раствора ацетата натрия, добавляют 40 см3
30 %-ного пероксида водорода и объем доводят до метки дистил-
лированной водой. Раствор готовят в день проведения анализа.
2.	Стандартный раствор кобальта: 4,769 г (±0,001 г) сульфата
кобальта (CoSO4  7Н2О) переносят в мерную колбу вместимостью
1 дм3, приливают произвольно 200—300 см3 бидистиллированной
воды, добавляют 25 см3 концентрированной азотной кислоты, со-
держимое перемешивают и доводят водой до метки. Полученный
раствор в 1 см3 содержит 1 мг кобальта.
3.	0,1%-ный раствор 2-нитрозо-1-нафтола в дистиллированной
воде.
4.	20%-ный раствор трехзамещенного цитрата натрия: 100 г
соли растворяют 400 см3 дистиллированной воды.
5.	40%-ный раствор ацетата натрия: 200 г соли растворяют
300 см3 дистиллированной воды.
6.	Пероксид водорода, 30%-ный водный раствор.
7.	Изоамиловый эфир уксусной кислоты (изоамилацетат).
8.	Азотная кислота концентрированная.
9.	Ортофосфорная кислота концентрированная.
Посуда. Воронки делительные объемом 100 см3. Колбы мерные
вместимостью 100; 500 и 1000 см3. Пипетки объемом 1; 2; 5 и
20 см3. Пробирки с притертыми пробками. Цилиндры мерные на
50 и 500 см3 .
Определение содержания кобальта в растениях колориметри-
ческим методом с использованием 2-нитрозо-1-нафтола. Метод
основан на образовании окрашенного комплексного соедине-
ния трехвалентного кобальта (Со3+) с 2-нитрозо-1-нафтолом и
измерении оптической плотности раствора. С помощью цитрата
натрия устраняют мешающее влияние двухвалентного железа.
Окрашенные соединения трехвалентного железа и меди с 2-
нитрозо-1-нафтолом разрушают смесью азотной и фосфорной
кислот.
Ход анализа. 10 см3 анализируемого раствора помещают в
стакан на 50—70 см3, добавляют 2 см3 маскирующего раствора и
1 см3 0,1 %-ного раствора 2-нитрозо-1-нафтола. Содержимое ста-
кана доводят до кипения и после охлаждения раствора в него до-
бавляют 3 см3 смеси концентрированных азотной и фосфорной
кислот (1 :1 по объему) и перемешивают. Затем раствор из стакана
переносят в мерные пробирки на 20 см3, доводят дистиллирован-
ной водой до метки и фотометрируют относительно дистиллиро-
ванной воды в кюветах с толщиной просвечиваемого слоя 2 см
при зеленом светофильтре (длина волны 520 нм).
Если содержание кобальта в анализируемом растворе ниже пре-
дела обнаружения, то раствор концентрируют упариванием. Для
этого 20 см3 анализируемого раствора помещают в химический ста-
278
кан, приливают 4—6 капель концентрированной азотной кислоты
и раствор упаривают на песчаной бане досуха. К осадку приливают
5 см3 20%-ной соляной кислоты, доводят раствор до кипения, до-
бавляют 2 см3 маскирующего раствора и кипятят 1 мин. Реакция
раствора (pH) должна быть от 5,6 до 6,0. При необходимости ее
корректируют с помощью раствора ацетата натрия. Затем прили-
вают 1 см30,1%-ного раствора 2-нитрозо-1-нафтола, 5см3 дистил-
лированной воды и содержимое доводят до кипения. После ох-
лаждения анализируемого раствора в стакан добавляют 3 см3 сме-
си азотной и фосфорной кислот и перемешивают. Содержимое пе-
реносят в градуированные пробирки и далее проводят все
операции, как указано выше при определении анализируемого ра-
створа.
Вычисление результатов анализа. Содержание
кобальта в растениях (мг/кг) вычисляют аналогично содержанию
меди по формуле, приведенной на стр. 270.
Приготовление реактивов, запасного и рабочего стандартного
раствора кобальта и шкалы образцовых растворов для построения
градуировочного графика см. в разделе «Атомно-абсорбционный
метод определения кобальта».
Приборы и посуда. Спектрофотометр или ФЭК. Песчаная баня.
Воронки делительные вместимостью 100 см3. Колбы мерные вмес-
тимостью 100; 500 и 1000 см3. Пипетки на 1; 2; 5 и 20 см3. Пробир-
ки с притертыми пробками. Цилиндры мерные на 50 и 500 см3.
Стаканы вместимостью 50—70, 100 и 500 см3.
2.17.8.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ БОРА В РАСТЕНИЯХ
Фотометрический метод определения бора с хинализарином. Ос-
нован на образовании в растворе концентрированной серной кис-
лоты окрашенного в голубой цвет комплексного соединения бора
(Н3ВО3) с хинализарином и измерении оптической плотности ра-
створа.
Чтобы не загрязнять исследуемый материал, в работе нельзя
использовать глазурованные фарфоровые ступки и посуду из
боросиликатного стекла. Растительный материал растирают в
металлических ступках или в ступках из оргстекла. При опреде-
лении бора проводят сухое озоление растительного материала.
Мокрый способ озоления растений дает заниженные результа-
ты вследствие потерь бора из-за улетучивания его из кислых ра-
створов при кипячении. Для сухого озоления используют пла-
тиновые, кварцевые или фторопластовые тигли. Для снижения
потерь бора при озолении добавляют оксид кальция или маг-
ния.
279
Озоление и приготовление раствора золы. Раз-
ложение растительного материала при определении бора проводят
сухим озолением.
Навеску 2—4 г (±0,001 г) сухого растительного материала поме-
щают в кварцевый, фторопластовый или платиновый тигель, до-
бавляют 0,1 г оксида кальция (СаО), перемешивают кварцевой па-
лочкой (палочку оставляют в тигле), тигель с навеской помещают
в холодную муфельную печь и постепенно нагревают при откры-
той дверце печи до температуры 200—250 °C. После прекращения
выделения дыма при обугливании температуру повышают до 450—
500 °C и продолжают озоление до получения белой или светло-се-
рой золы. После охлаждения в тигель с золой осторожно прилива-
ют 10 см3 1 н. раствора серной кислоты, тщательно перемешивают
палочкой из кварцевого или органического стекла и, не фильтруя,
переносят в пробирку из такого же безборного стекла или пласти-
ка. Пробирку закрывают пластиковой пробкой и отстаивают до
просветления раствора.
Ход анализа. В пробирку из кварцевого или органического
стекла берут 1 см3 отстоявшегося анализируемого раствора и осто-
рожно приливают из бюретки 9 см3 раствора хинализарина в кон-
центрированной серной кислоте, содержимое тщательно переме-
шивают и оставляют на 2 ч в темном месте для окончания реакции и
отстаивания. Затем, не фильтруя, измеряют оптическую плотность
отстоявшегося раствора в кюветах с толщиной просвечивающего
слоя 2 см при оранжево-красном светофильтре (длине волны
620 нм) относительно «нулевого» раствора сравнения (1см3 1 н.
H2SO4 и 9 см3 раствора хинализарина). При смене раствора в кюве-
те его не сливают, а отсасывают с помощью водоструйного насоса
через пластиковый капилляр, чтобы избежать растекания концен-
трированной серной кислоты по внешним стенкам кюветы.
Построение градуировочного графика. В во-
семь градуированных пробирок вместимостью 10 см3 приливают
из микробюретки 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 см3 рабочего
стандартного раствора, содержащего 10 мкг/см3 бора, и объем ра-
створа в пробирках доводят до I см3 1 н. H2SO4. Затем в каждую из
них осторожно приливают по 9 см3 раствора хинализарина, содер-
жимое перемешивают и оставляют на 2 ч в темном месте. В приго-
товленных растворах сравнения (в 10 см3) содержится соответ-
ственно 0; 1; 2; 3; 4; 6; 8 и 10 мкг бора. Затем, не фильтруя, изме-
ряют оптическую плотность отстоявшихся образцовых растворов в
кюветах с толщиной просвечиваемого слоя 2 см при оранжево-
красном светофильтре (620 нм).
По результатам фотометрирования растворов строят градуиро-
вочный график, откладывая на оси абсцисс концентрацию бора,
на оси ординат — показания прибора.
280
Содержание бора в растениях (мг/кг) вычисляют так же, как и
содержание меди (стр. 270).
Реактивы. 1. Раствор хинализарина: 0,025 г (±0,001 г) хина-
лизарина растворяют в 1 дм3 концентрированной серной кислоты
(пл. 1,84) и тщательно перемешивают.
2.	1 н. раствор серной кислоты: 28 см3 концентрированной сер-
ной кислоты (пл. 1,84) приливают в мерную колбу вместимостью
1 дм3 с предварительно налитой в нее 500—600 см3 бидистиллиро-
ванной воды, раствор перемешивают и доводят объем этой же во-
дой до метки.
3.	Запасной стандартный раствор бора: 0,286 г борной кисло гы
(Н3ВО3) переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, раство
ряют и доводят объем до метки 1 н. раствором H2SO4. Получен-
ный раствор содержит 500 мкг/см3 бора.
4.	Рабочий стандартный раствор бора: 5 см3 запасного стандар-
тного раствора бора переносят в мерную колбу вместимостью
250 см3 и доводят объем до метки 1 н. H2SO4. Концентрация бора в
полученном растворе составляет 10 мкг/см3.
5.	Серная кислота концентрированная (х.ч., пл. 1,84).
6.	Борная кислота кристаллическая, х.ч.
7.	Хинализарин, ч.д.а.
Оборудование и посуда. Спектрофотометр или фотоэлекроколо-
риметр (ФЭК). Градуированные пробирки из кварцевого стекла
или оргстекла с полиэтиленовыми пробками. Тигли кварцевые
или из пластика. Пипетки или дозаторы вместимостью 1; 5; 10 и
25 см3. Колбы мерные вместимостью 50; 100; 250 и 1000 см3. Бю-
ретка вместимостью 50 см3.
2.17.9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛИБДЕНА В РАСТЕНИЯХ
Фотоколориметрический метод определения молибдена с ис-
пользованием цинк-дитиола. Метод основан на образовании
комплексного соединения молибдена с дитиолом, окрашенного
в зеленый цвет. Интенсивность окраски определяют колори-
метрически после экстракции соединения хлороформом. Ме-
шающее влияния железа, вольфрама и меди устрани ют добавле-
нием к раствору аскорбиновой, лимонной кислот и иодида на-
трия.
Приготовление раствора золы. Золу в тигле сма-
чивают 3—4 каплями бидистиллированной воды, добавляют 2 см3
концентрированной хлорной кислоты и содержимое нагревают
на песчаной бане или электроплитке до прекращения выделения
дымящих паров. Затем тигель с золой помещают в муфельную
печь, постепенно нагревают до 450—500 °C и выдерживают при
281
этой температуре 15—20 мин. После охлаждения тигля в него
приливают 20 см3 20%-ной соляной кислоты и ставят на 20 мин
на кипящую водяную баню. Тигель охлаждают и раствор количе-
ственно переносят из него в мерную колбу на 50 см3, обмывая ти-
гель 14%-ным раствором соляной кислоты, и им же доводят
объем до метки.
Ход анализа. Аликвоту анализируемого раствора золы
25 см3 переносят пипеткой в делительную воронку вместимостью
100 см3, добавляют 0,5 см3 1%-ного раствора железоаммонийных
квасцов, 2 см3 маскирующего раствора и оставляют стоять 2—
3 мин. Затем в воронку приливают 3 см3 50%-ного раствора иоди-
да калия или натрия, снова выдерживают 2 мин и добавляют 2 см3
0,3%-ного раствора цинк-дитиола. После добавления очередного
реактива раствор в воронке тщательно перемешивают. Затем в нее
добавляют 4 см3 хлороформа и содержимое встряхивают в течение
2—3 мин для более полной экстракции окрашенного комплекса.
Жидкости дают отстояться и после разделения фаз нижний орга-
нический слой, окрашенный в зеленый цвет комплексным соеди-
нением молибдена с дитиолом, фильтруют через сухой бумажный
фильтр непосредственно в кювету или пробирку с притертой
пробкой. Окраска раствора устойчива в течение 5—6 ч.
Оптическую плотность экстракта измеряют на спектрофото-
метре при длине волны 680 нм или фотоколориметре (красный
светофильтр) в кювете с толщиной просвечиваемого слоя 2 см от-
носительно чистого хлороформа.
При использовании кювет с толщиной просвечивающего слоя
3—5 см объемы вытяжки и реактивов увеличивают в 1,5 раза, а
хлороформа — в 2,5 раза.
Построение градуировочного графика. В семь
мерных делительных воронок вместимостью 100 см3 приливают
из бюретки или пипеткой 0; 0,5; 1; 2; 3; 4 и 5 см3 рабочего стан-
дартного раствора, что соответствует 0; 0,5; 1; 2; 3; 4 и 5 мкг мо-
либдена, добавляют по 0,5 см3 1%-ного раствора железоаммо-
нийных квасцов и доводят объем в воронках 14%-ной НС1 до
25 см3. Далее все операции экстракции и определения оптичес-
кой плотности экстракта аналогичны анализу растворов золы ра-
стений.
По данным фотометрирования строят градуировочный график,
откладывая на оси абсцисс массовую концентрацию молибдена в
образцовых растворах шкалы, на оси ординат — показания прибо-
ра. Концентрацию молибдена в анализируемом растворе золы на-
ходят по градуировочному графику и вычитают из него результат
холостого опыта.
Содержание молибдена в растениях (мг/кг) вычисляют по фор-
муле, приведенной на стр. 270.
282
Реактивы. 1. Маскирующий раствор: 75 г лимонной кисло-
ты и 150 г аскорбиновой кислоты переносят в мерную колбу вмес-
тимостью 1 дм3 и доводят объем бидистиллированной водой до
метки. Раствор хранят в холодильнике не более 1 нед.
2.	14%-ный раствор соляной кислоты: 330 см3 концентрирован-
ной соляной кислоты (пл. 1,19, х.ч.) приливают цилиндром (под
тягой) в мерную колбу вместимостью 1 дм3 с предварительно на-
литой в нее 400—500 см3 бидистиллированной воды, раствор пере-
мешивают и доводят объем этой же водой до метки.
3.	50%-ный раствор иодида калия или натрия: 250 г соли (К.1
или Nal) переносят в колбу и растворяют в 250 см3 бидистиллиро-
ванной воды.
4.	0,3%-ный раствор цинк-дитиола: 0,3 г цинк-дитиола поме-
щают в стакан из оргстекла, смачивают 2 см3 этилового спирта,
приливают 6 см3 бидистиллированной воды и 2 г NaOH, содержи-
мое хорошо перемешивают и после полного растворения цинк-
дитиола и щелочи приливают 40 см3 бидистиллированной воды.
К полученному раствору добавляют 50 см3 50%-ного раствора
иодида калия или натрия и тщательно перемешивают. Раствор
цинк-дитиола получается мутным, но это не мешает определе-
нию. Готовят раствор в день проведения анализа.
5.	1%-ный раствор железоаммонийных квасцов: Юг
[FeNH4(SO4)2  12Н2О] переносят в мерную колбу вместимостью
1 дм3 и растворяют при нагревании в 14%-ной соляной кислоте.
Раствор охлаждают и доводят до метки этой же кислотой.
6.	Запасной стандартный раствор молибдена: 0,184 г (±0,001 г)
молибдата аммония [(МН4)бМо7О24- 4Н2О] растворяют бидистил-
лированной водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3 и доводят
объем водой до метки. Приготовленный раствор содержит
100 мкг/см3 молибдена.
7.	Рабочий стандартный раствор молибдена: 5 см3 запасного
стандартного раствора переносят в мерную колбу вместимостью
500 см3 и доводят объем до метки 14%-ной НС1. Раствор в 1 см3
содержит 1 мкг молибдена. Рабочий раствор готовят в день прове-
дения анализов.
8.	Лимонная кислота, ч.д.а.
9.	Аскорбиновая кислота, ч.д.а.
10.	Иодид калия или натрия, ч.д.а.
11.	Гидроксид натрия, ч.д.а.
12.	Этиловый спирт-ректификат.
13.	Хлороформ, ч.д.а.
14.	Железоаммонийные квасцы [FeNH4(SO4)2  12Н2О], х.ч.
15.	Молибдат аммония (MH4)gMo7O24 • 4Н2О, х.ч.
16.	Соляная кислота концентрированная, х.ч.
17.	Хлорная кислота (НС1О4), х.ч.
283
18.	Азотная кислота, х.ч.
20. Оксид кальция (СаО), ч.д.а.
Приборы и посуда. Спектрофотометр или ФЭК. Муфельная
печь. Песчаная и водяная бани. Электроплитка бытовая. Воронки
делительные вместимостью 100 см3, воронки конические пласти-
ковые для фильтрования. Колбы мерные вместимостью 250; 500 и
1000 см3. Бюретка вместимостью 25 или 50 см3. Пипетки на 1; 2; 5;
10 и 25 см3. Цилиндры мерные на 10; 25 и 50 см3. Стаканы хими-
ческие или пластиковые вместимостью 100—200 см3. Фильтры
беззольные.
Глава 3
АГРОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВЫ
•
3.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ, СОСТАВА ПОГЛОЩЕННЫХ
ОСНОВАНИЙ И ЕМКОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ ПОЧВЫ
3.1.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТУАЛЬНОЙ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ
Значение анализа. Актуальная кислотность обусловливается на-
личием в почвенном растворе растворимых минеральных и орга-
нических кислот, а также гидролитически кислых или щелочных
солей. Она характеризуется величиной pH водной вытяжки. Вели-
чина актуальной кислотности влияет на рост и развитие растений,
микроорганизмов, поступление питательных веществ в растения,
а также на их подвижность и доступность растениям. Актуальная
кислотность тесно связана с обменной кислотностью. По величи-
не pH (солевой вытяжки) судят о величине обменной кислотности
почвы. Если в почвенном растворе [Н+] > [ОН~|, то говорят об
актуальной кислотности, а при [ОН-] > [Н+] — об актуальной ще-
лочности. Величина актуальной щелочности также имеет большое
значение в жизни растений и почвенных микроорганизмов.
Принцип метода. Водную вытяжку готовят при взаимодействии
почвы с дистиллированной водой при соотношении почвы к воде
1 :2,5. Величину рННгО определяют на потенциометре.
Ход анализа. Навеску 40 г (+0,1 г) воздушно-сухой почвы пере-
носят в стеклянную или пластиковую бутылку вместимостью
250—500 см3 и приливают 100 см3 дистиллированной воды. Содер-
жимое бутылки тщательно перемешивают в течение 1 мин. Затем
почвенную суспензию наливают в стеклянный или пластиковый
стаканчик (40—60 см3) и определяют pH. В качестве электрода
сравнения используют хлоридсеребряный электрод, а измеритель-
ного — стеклянный мембранный электрод (см. рис. 31). Значение
pH регистрируют через 1,5 мин после погружения электродов.
3.1.2.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБМЕННОЙ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ
Значение анализа. Обменная кислотность почвы — важный по-
казатель оценки состояния растений и эффективности примене-
ния азотных, фосфорных и известковых удобрений. Обменная
кислотность обусловливается обменно-поглощенными катионами
водорода и алюминия (Н+ и А13+), которые вытесняются в по-
285
чвенный раствор катионами нейтральных солей. Внесение азот-
ных и калийных удобрений на кислых почвах приводит к вытесне-
нию в почвенный раствор большого количества ионов водорода и
алюминия, находящихся в обменно-поглощенном состоянии на
поверхности почвенного поглощающего комплекса (ППК).
Определяют обменную кислотность путем вытеснения обмен-
но-поглощенных ионов водорода и алюминия (Н+ и А13+) раство-
ром хлорида калия:
2Н	5К
ППК А1 + лКС1 -> ППК Са + 2 НС1 + А1С13 + (я-5)КС1.
Са	Mg
Mg
Образовавшийся в почвенном растворе хлорид алюминия под-
вергается гидролизу с образованием соляной кислоты:
А1С13 + ЗН2О -> А1(ОН)3+ ЗНС1.
Перешедшие из обменно-поглощенного состояния в почвен-
ный раствор ионы водорода и алюминия могут оказывать токсич-
ное действие на культурные растения. Кроме того, по величине
рНКС1 определяют степень кислотности почвы (табл. 25) и нуждае-
мость последней в известковании. Значения pH солевой вытяжки
в сочетании с другими показателями (гранулометрический состав
почвы, содержание гумуса) используют для установления доз из-
вести.
25. Классификация почв по степени кислотности
Номер класса	Диапазон рН^	Степень кислотности почв
1	< 4,0	Очень сильнокислая
2	4,1-4,5	Сильнокислая
3	4,6-5,0	Средне кислая
4	5,1-5,5	Слабокислая
5	5,6-6,0	Близкая к нейтральной
6	> 6,0	Нейтральная
Обменную кислотность измеряют в единицах pH и в мг • экв/100 г
почвы.
Принцип метода. Метод основан на определении pH суспензии
почвы, приготовленной при взаимодействии почвы с 1 М раство-
ром хлорида калия при соотношении почвы к раствору 1 : 2,5. Из-
мерение рНка проводят на потенциометре (ионометре) при по-
гружении в суспензию почвы измерительного электрода и элект-
рода сравнения.
286
Ход анализа. На технических весах берут 40 г (+0,1 г) почвы,
переносят в бутылку емкостью 250—500 см3 и приливают 100 см3
1 М раствора КС1. Содержимое бутылки в течение 15 мин переме-
шивают на встряхивателе. После чего полученную суспензию пе-
реливают в стаканчик емкостью 40—60 см3 и определяют рНка на
потенциометре (аналогично определению pH водной вытяжки).
Настройку pH-метра проводят по буферным растворам с pH
4,01; 6,86 и 9,18. Все соли, используемые для этих целей, должны
быть химически чистыми. Приготовление и хранение образцовых
буферных растворов проводят так, чтобы в них не попадали диок-
сид углерода и аммиак из воздуха. Стандартные буферные раство-
ры хранят не более 3 мес.
Аналогично готовят солевую вытяжку для определения обмен-
ной кислотности и подвижного алюминия; суспензию оставляют
настаиваться в течение 1 сут, после чего отфильтровывают.
Реактивы. 1,0 М раствор хлорида калия: 75 г КС1, х.ч. или ч.д.а.
растворяют в мерной колбе вместимостью 1 дм3 дистиллирован-
ной водой и доводят объем до метки. Полученный раствор должен
иметь pH 5,7—6. Если pH отличается от этого значения, то реак-
цию раствора корректируют, добавляя к нему по каплям 10%-ный
раствор КОН или 10%-ный раствор НС1.
Буферные растворы готовят из стандарт-тигра (фиксанала).
3.1.3.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБМЕННОЙ КИСЛОТНОСТИ И ПОДВИЖНОГО
АЛЮМИНИЯ ПО А. В. СОКОЛОВУ
Значение анализа. В кислых почвах при pH < 5,0—5,3 наряду с
ионами водорода в обменно-поглощенном состоянии содержатся
ионы алюминия, обладающие высокой токсичностью. Выращива-
емые на этих почвах культуры сильно страдают, особенно в моло-
дом возрасте, как от избыточной кислотности, так и от легкопод-
вижных ионов алюминия.
Величина обменной кислотности и содержание подвижного
алюминия — важные показатели агрохимической характеристики
почвы.
Принцип метода. Общую обменную кислотность почвы, кото-
рая обусловливается ионами водорода, вытесненными из обмен-
но-поглощенного состояния, и ионами водорода, образующимися
при гидролизе хлорида алюминия (см. «Определение обменной
кислотности»), устанавливают воздействием на нее 1 М раствором
хлорида калия. При добавлении фторида натрия в отфильтрован-
ную вытяжку содержащиеся в растворе ионы А13+ взаимодейству-
ют с анионом фтора с образованием осадка в виде комплексной
соли — криолита (NajAlFg). В результате осаждения алюминия до-
287
полнительно ионов водорода за счет гидролиза хлорида алюминия
не образуется:
А1С13 + 6NaF = Na3AlF6 + 3NaCl.
Благодаря этой реакции появляется возможность отдельно оп-
ределить ионы Н+ и ионы А13+. Титруя сначала первую порцию
отфильтрованной вытяжки без добавления фторида натрия 0,02 М
раствором NaOH (по фенолфталеину), определяют общую обмен-
ную кислотность, а затем, во второй аликвоте вытяжки, протитро-
вав после осаждения алюминия фторидом натрия, находят кис-
лотность, которая обусловливается только обменно-поглощенны-
ми ионами водорода. По разности между результатами первого и
второго титрований определяют содержание в почве обменно-по-
глощенного алюминия.
Ход анализа. Навеску 40 г (±0,1 г) воздушно-сухой почвы перено-
сят в бутылку вместимостью 300—500 см3 и приливают 100 см3 1 М
раствора КС1. Содержимое бутылки в течение 1 ч перемешивают на
встряхивателе, затем фильтруют или перемешивают на встряхива-
теле в течение 10—15 мин, 1 сут настаивают и фильтруют.
После этого в две конические колбы (параллельно) вместимос-
тью 100—150 см3 приливают пипеткой по 25 см3 отфильтрованной
вытяжки. Для почв легкого гранулометрического состава берут
50 см3 почвенной вытяжки.
В одной колбе вытяжку оттитровывают 0,02 М раствором
NaOH (реактив 1) в присутствии 2—3 капель фенолфталеина (ре-
актив 2) до слабо-розового окрашивания, не исчезающего в тече-
ние 1 мин. По количеству израсходованного гидроксида натрия
определяют общую обменную кислотность. В другую колбу при-
бавляют 1 см3 3,5%-ного раствора NaF (реактив 3). Кипятят на
электрической плитке 2—3 мин, охлаждают до комнатной темпе-
ратуры и оттитровывают после добавления 2—3 капель фенолфта-
леина 0,02 М раствором гидроксида натрия (реактив 1) до слабо-
розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин. В краснозем-
ных почвах много алюминия, поэтому реактива 3 добавляют 7—
10 см3 (Саришвили).
Вычисление результатов. Обменную кислотность (в мг • экв/100 г
почвы) вычисляют по формуле
,т VN -100
где И—объем 0,02 М раствора NaOH, пошедшего на титрование взятого объема
вытяжки, см3; N— содержание NaOH в 0,02 М растворе, мг  экв/см3; т — масса
почвы, соответствующая объему вытяжки, взятому для титрования, г; 100 — коэф-
фициент для пересчета на 100 г почвы.
288
При исходной навеске почвы в 40 г и взятом для титрования
объеме вытяжки 25 см3 формула примет вид
Содержание подвижного алюминия (в мг/100 г почвы) вычис-
ляют по формуле
IfZ (Г-Г1)-7У-1ОО-О,18
т -10
где V— объем 0,02 М раствора NaOH, пошедшего на первое титрование, см3; Vx —
объем 0,02 М раствора NaOH, пошедшего на второе титрование, см3 (после до
бавления NaF); N — содержание NaOH в 0,02 М растворе, мг-экв/см3. В 1 см3
0,02 М раствора гидроксида натрия содержится 0,02 мг  экв NaOH; т — масса по-
чвы, соответствующая объему вытяжки, взятому для второго титрования, г; 100 —
коэффициент для пересчета на 100 г почвы; 0,18 —коэффициент пересчета на
алюминий, так как 1 см3 0,02 М NaOH соответствует 0,18 мг алюминия.
При исходной навеске почвы 40 г и взятом для титрования
объеме вытяжки, равном 25 см3, приведенная формула примет вид
02400^0,1_8 = (K_r).0j036.
10	1
Реактивы. 1. 0,02 М раствор NaOH: 0,8 г (±0,001 г) NaOH, х.ч.
растворяют в дистиллированной воде, количественно переносят в
мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят до метки. Моляр-
ность 0,02 М раствора NaOH проверяют по титрованному 0,02 М
раствору серной кислоты, приготовленной из стандарт-титра.
2.	Фенолфталеин (индикатор), 1%-ный спиртовой раствор.
3.	3,5%-ный водный раствор NaF: 35 г (±0,01 г) NaF, х.ч. ра-
створяют в мерной колбе вместимостью 1 дм3 дистиллированной
водой, не содержащей СО2, и доводят водой до метки.
3.1.4.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБМЕННОЙ КИСЛОТНОСТИ МЕТОДОМ
ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ
Принцип метода. Метод основан на том, что вытяжку 1 М ра-
створа КС1 из почвы титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия
до pH 8,2, используя pH-метр с блоком автоматического ти трона
пия.
19- 8539	->R9
Ход анализа. 25 см3 отфильтрованной вытяжки (приготовление
см. п. 3.1.2) переносят в стакан вместимостью 100 см3. Стакан с вы-
тяжкой устанавливают на магнитную мешалку, помещают в него
магнитик, погружают в раствор электродную пару pH-метра и кон-
чик дозирующей трубки бюретки. На блоке автоматического титро-
вания задают значение pH конечной точки титрования, равное 8,2,
и время выдержки 30 с. Включают блок автоматического титрова-
ния, pH-метр и магнитную мешалку. Когда показания рН-метра
установятся, открывают кран бюретки, титруют пробу до pH 8,2 и
регистрируют расход щелочи по бюретке. Аналогично проводят
титрование 25 см3 1 М раствора КС1 (холостое титрование).
Проведение титрования. Перед титрованием pH-метр или ионометр,
а также блок автоматического титрования (БАТ-15 или ВАТ-15,1;
см. рис. 33, раздел 1.7.6 «Потенциометрия») после подключения к
электросети прогревают в течение 30 мин. Кнопка «Пуск» должна
находиться в отжатом состоянии (прибор не включен).
Заполняют бюретку 0,1 М раствором гидроксида натрия. Уста-
навливают диапазон измерений pH-метра кнопкой диапазона.
Титрование бывает более точным, когда его проводят в узком
диапазоне pH (от —1 до +5). В этом случае конечную точку титро-
вания определяют как сумму значений начала диапазона рН-мет-
ра и установленного значения по шкале реохорда «Заданная точ-
ка». Кнопка 1 «Узкий» должна быть нажата.
Кнопку устанавливают в положение «Вверх» и титрование ве-
дут до более низких значений pH. Ручкой «Выдержка» устанавли-
вают необходимую выдержку. Ручкой «Зона» выбирают необходи-
мую ширину зоны импульсной подачи титрующей жидкости.
Стаканчик, электроды и перемешивающий стержень промыва-
ют дистиллированной водой, заливают в стаканчик исследуемый
раствор и устанавливают его на магнитную мешалку. Объем ра-
створа должен быть таким, чтобы шарик измерительного электро-
да полностью был погружен в жидкость. После этого в стаканчик
помещают перемешивающий стержень. Закрепляют в держателе
дозирующую трубку так, чтобы она не доставала до стержня.
Включают мешалку и начинают титрование, нажав кнопку
«Пуск», при этом загорается лампочка «Процесс» и начинается
подача титрующего раствора.
Для регулировки клапана проводят пробное титрование путем
вращения регулировочного винта. Клапан регулируют так, чтобы
в конце титрования раствор подавался из бюретки малыми дозами
во избежание перетитрования.
Количество титрующего раствора по бюретке отсчитывают по
истечении установленной выдержки, т. е. после загорания лам-
почки «Конец». Если блокировка клапана не включалась, то от-
счет проводят после того, как окончательно погаснет лампочка
290
«Процесс». Отжимают (выключают) кнопку «Пуск», краник бю-
ретки перекрывают.
Ручное титрование осуществляют нажатием кнопки «Ручн.»
при отжатой кнопке «Пуск» при выполнении всех необходимых
операций для наблюдения за окончанием процесса титрования.
Индикация включения осуществляется лампочкой «Процесс». От-
счет расхода титрующей жидкости проводят, пока не погаснет
лампочка.
При отсутствии блока автоматического титрования анализиру-
емую пробу титруют вручную, контролируя конец титрования по
нуль-индикатору. В момент, когда раствор полностью оттитрует-
ся, стрелка шкалы pH-метра совершит резкий скачок к нулю или
к концу шкалы.
Определение обменной кислотности почвы возможно титрова-
нием гидроксидом натрия исследуемой вытяжки в присутствии
фенолфталеина до появления слабо-розового окрашивания ра-
створа, не исчезающего в течение 1 мин.
Вычисление результатов. Обменную кислотность	(в мг  экв/100 г
почвы) находят по формуле
(К-Ко)-У-1ОО
I—I _ _ — ---------— _
где И—объем раствора 0,1 М гидроксида натрия, пошедшего на титрование ана-
лизируемой вытяжки, см3; Гц —объем раствора 0,1 М гидроксида натрия, пошед-
шего на титрование холостой пробы, см3 (25 см3 1 М раствора КС1); N— содержа-
ние NaOH в 0,1 М растворе гидроксида натрия, в мг  экв/см3. В 1 см3 0,1 М ра-
створа NaOH содержится 0,1 мг-экв NaOH; т — масса почвы, соответствующая
объему раствора, взятому для титрования; 100 —коэффициент пересчета на 100 г
почвы.
Допустимые отклонения от среднего арифметического результата
повторных анализов при обменной кислотности до 0,1 мг • экв/100 г
почвы — 25 %, 0,1—0,5 мг - экв. — 15 , свыше 0,5 мг - экв. — 10 %.
Если исходная навеска почвы составляет 40 г, а объем 1 М раство-
ра КС1 соответственно 100 см3, то приведенная формула примет
следующий вид:
_(И-Г0)-0,1-100,
Реактивы. 1 М раствор КС1 (см. п. 3.1.1). Фенолфталеин,
1%-ный спиртовой раствор. 0,1 М раствор гидроксида натрия или
калия.
19*
291
3.1.5.	ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНОГО
(ОБМЕННОГО) АЛЮМИНИЯ ПО МЕТОДУ ЦИНАО
Значение анализа. При внесении азотно-калийных удобрений
обменный алюминий легко переходит в почвенный раствор. Со-
держащиеся в почвенном растворе ионы А13+ оказывают токсич-
ное воздействие на культурные растения: корни под влиянием из-
бытка алюминия приобретают уродливую форму; ионы алюминия
препятствуют поступлению фосфат-ионов — растения отстают в
росте и развитии. Ионы алюминия в почве переходят в неактив-
ное состояние под воздействием известкования и систематическо-
го применения органических удобрений.
Принцип метода. Хромазурол-С в определенных условиях кис-
лотности среды образует с А13+ внутрикомплексное оранжевое со-
единение. По интенсивности окраски раствора при фотоколори-
метрировании устанавливают концентрацию алюминия, опреде-
лению мешают ионы железа со степенью окисления +3 (Fe3+).
Отрицательное влияние этих ионов предотвращается восстанов-
лением Fe3+ в Fe2+ аскорбиновой кислотой. Для создания слабо-
кислой реакции (pH 5,8), оптимальной для развития окраски, ис-
пользуют ацетатный буферный раствор.
Ход анализа. Из вытяжки, приготовленной для определения об-
менной кислотности (см. п. 3.1.2), отбирают пипеткой 1 см3 филь-
трата в стаканы вместимостью 100 см3, добавляют 25 см3 0,02%-
ного раствора аскорбиновой кислоты (реактив 1) и содержимое
тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Затем из бюрет-
ки прибавляют 49 см3 1 М раствора КО, перемешивают и прили-
вают 25 см3 рабочего окрашивающего раствора (реактив 2) и снова
перемешивают.
Фотоколориметрирование окрашенного раствора проводят не
ранее чем через 10 мин и не позднее чем через 30 мин после окра-
шивания раствора в кювете с толщиной просвечиваемого слоя
1 см, используя желто-зеленый светофильтр с длиной волны све-
топропускания 545 нм.
Оптическую плотность исследуемого раствора измеряют отно-
сительно нулевого раствора, содержащего все реактивы, кроме
алюминия. Если оптическая плотность анализируемого раствора
будет выходить за пределы градуировочного графика, то определе-
ние повторяют, разбавив исходный фильтрат в 10 раз. Для этого
берут 10 см3 почвенной вытяжки пипеткой, переносят в мерную
колбу на 100 см3 и доводят до метки 1 М раствором КС1. В этом
случае найденное по графику содержание подвижного алюминия
увеличивают в 10 раз.
292
Приготовление 0,02%-ного раствора аскорбиновой кислоты (ре-
актив 1). 0,2 г (±0,01 г) реактива растворяют в дистиллированной
воде и доводят ею до объема 1 дм3. Раствор следует готовить в день
проведения анализа.
Приготовление запасного окрашивающего раствора: 326 г (+0,5 г)
ацетата натрия (CH3COONa) растворяют примерно в 800 см3 дис-
тиллированной воды, мерным цилиндром добавляют к раствору
5 см3 ледяной уксусной кислоты и хорошо перемешивают. В полу-
ченной буферной смеси растворяют 1 г хромазурола-С, после чего
дистиллированной водой доводят объем раствора до 1 дм3, пере-
мешивают и оставляют до следующего дня. Затем раствор отфиль-
тровывают через плотный бумажный фильтр (белая лента) и хра-
нят в склянке из темного стекла. Раствор можно использовать в
течение 3 мес.
Для приготовления рабочего окрашивающего раствора (реак-
тив 2) берут 8 объемов запасного окрашивающего раствора и раз-
бавляют 92 объемами дистиллированной воды.
Приготовление исходного образцового раствора алюминия. На-
веску 0,450 г (±0,001 г) металлического алюминия помещают в
мерную колбу вместимостью 500 см3 и приливают 10 см3 разбав-
ленной соляной кислоты (реактив 3), закрывают колбу клапаном
Бунзена (рис. 44) и после прекращения бурного выделения пу-
зырьков водорода ставят на кипящую водяную баню до полного
растворения алюминия. После этого колбу с раствором охлажда-
ют, добавляют 37,5 г К.С1, доводят объем раствора до метки дис-
тиллированной водой и перемешивают. Полученный раствор со-
держит 0,9 мг/см3 алюминия. Хранят раствор в склянке с притер-
той пробкой до 1 года.
Приготовление рабочей шкалы растворов сравнения. Из исходно-
го образцового раствора алюминия готовят рабочий образцовый
раствор. Для этого 25 см3 исходного образцового ра-
створа переносят в мерную колбу на 250 см3 и доводят
объем до метки 1 М раствором КС1. Полученный pa- jl
створ содержит 0,09 мг/см3 алюминия.	S
Шкалу растворов сравнения готовят в мерных кол-  ^-1
бах вместимостью 100 см3, отбирая мерной пипеткой
объемы рабочего образцового раствора, указанные в
таблице 26.	2
ч, «
Рис. 44. Клапан Бунзена:	3
/ — резиновая трубка с прорезью; 2—пробка каучуковая; 3— стеклянная	1^ ihi
трубка
29 5
26. Приготовление шкалы образцовых растворов алюминия
Показатель	Номер колбы							
	1	1 2	3	1	5	6	Г 7	8
Объем рабочего раствора, см3	0	4	12	24	32	40	48	56
Концентрация А1 в растворах сравнения, мг/см3	0	0,0036	0,0108	0,0216	0,0288	0,0360	0,0432	0,050
Содержание А1	0	0,9	2,7	5,4	7,2	9,0	10,8	12,6
в почве,
мг/100 г
Содержимое колб доводят 1 М раствором КС1 до метки, закры-
вают пробками и тщательно взбалтывают. Растворы хранят в кол-
бах с притертой пробкой не более 3 мес.
Для окрашивания растворов шкалы сравнения пипеткой от-
бирают по 1 см3 из каждой колбочки шкалы образцовых раство-
ров, окрашивают их точно так же, как и испытуемый раствор, и
спустя 10 мин фотоколориметрируют. По данным фотоколори-
метрирования строят градуировочный график, откладывая на
оси абсцисс содержание подвижного алюминия (мг/100 г по-
чвы) или его концентрацию, которому соответствует данный
образцовый раствор, а на оси ординат — показания оптической
плотности.
Вычисление результатов. Содержание подвижного алюминия (в
мг/100 г почвы) в анализируемой почве находят по градуировоч-
ному графику растворов сравнения или по формуле
А1=С-100/«1,
где С— концентрация алюминия, найденная по градуировочному графику, мг/см3;
100 — коэффициент пересчета на 100 г почвы; т — масса почвы, соответствующая
взятому объему вытяжки для фотоколориметрирования, г.
Допустимые расхождения параллельных определений от сред-
него арифметического не должны превышать 20 % при содержа-
нии алюминия до 3,5 мг/100 г почвы и 10 % — свыше 3,5 мг/100 г
почвы.
Реактивы. 1. Кислота аскорбиновая: 0,02%-ный раствор гото-
вят в день проведения анализа. 2. Хромазурол-С — индикатор. 3.
Соляная кислота (пл. 1,19, х.ч. или ч.д.а.), разбавленная дистил-
лированной водой 1:1. 4. Алюминий металлический (ГОСТ
13736—68). 5. Кислота уксусная, ледяная, х.ч. 6. Ацетат натрия,
ч.д.а.
294
3.1.6.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ КИСЛОТНОСТИ ПО
Г. КАППЕНУ pH-МЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В МОДИФИКАЦИИ ЦИНАО
Значение анализа. Гидролитическую кислотность определяют
путем воздействия на почву раствором гидролитически щелочной
соли — 1 М раствором ацетата натрия. В растворе ацетат натрия
подвергается гидролизу по аниону:
CH3COONa -> СН3СОО- + Na+;
СН3СОО + Na+ + Н2О = СН3СООН + Na+ + ОН-;
CH3COONa + Н2О -> СН3СООН + NaOH.
Вследствие гидролиза pH 1 М раствора CH3COONa составляет
8,3—8,4, что позволяет вытеснить из ППК ионы водорода, кото-
рые обусловливают обменную и гидролитическую кислотность.
По величине гидролитической (полной) кислотности рассчитыва-
ют дозы извести, а также обосновывают возможность применения
фосфоритной муки по графику Б. А. Голубева (рис. 45).
Принцип метода. Метод основан на обработке почвы 1 М ра-
створом ацетата натрия при соотношении почва: раствор — 1:2,5
для минеральных почв и 1:50 — для торфяных с последующим
определением гидролитической кислотности по величине pH по-
лученной суспензии.
Чем больше вытесняется из ППК ионов водорода, тем больше
уксусной кислоты накапливается в растворе и тем выше его кис-
лотность.
Нг, мг-экв/100 г
Юг 1
/Действие фос-
'Мичуринf ПС
действует
_|____I___1____I___I
10 20 30 40 50
S+НГ, мг  экв /100 г
Рис. 45. Зависимости действия фосфоритной муки от гидролитической кислотности
и емкости поглощения (по Б. А. Голубеву)
295
При взаимодействии почвы с 1 М раствором CH3COONa про-
текает следующая реакция:
Н	Na
Н	Na
ППК Н + 3CH3COONa # ППК Na + ЗСН3СООН.
К	К
Са	Са
Содержащуюся в вытяжке 1 М раствора CH3COONa уксусную
кислоту определяют титрованием щелочью или рН-метрически.
Ход анализа. На технических весах берут 30 г (+0,2 г) средней
пробы почвы с погрешностью не более 0,2 г, i юресыпают в стеклян-
ную или пластиковую бутылку вместимостью 250—500 см3 и прили-
вают к почве 75 см3 1 М раствора ацетата натрия (CH3COONa). Со-
держимое бутылки взбалтывают вручную в течение 1 мин и оставля-
ют до следующего дня. Перед определением pH на потенциометре
содержимое бутылки вновь взбалтывают в течение 1 мин. Показа-
ния pH-метра отсчитывают с точностью до сотых долей.
Вычисление результатов анализа. Величину гидролитической
кислотности (Нг) почвы находят по величине pH, пользуясь дан-
ными таблицы 27.
27. Перевод pH ацетатной вытяжки в единицы гидролитической кислотности для
минеральных и торфяных почв, мг - экв/100 г почвы
pH	Сотые доли pH								
ЗИИ	0,00	0,01	0,02	0,03	1 0,04	0,05 |	0,06	0,07	0,08	0,09
Минеральные почвы
6,0	17,3	16,9	16,6	16,2	15,8	15,5	15,2	14,9	14,5	14,2
6,1	13,9	13,6	13,3	13,1	12,8	12,5	12,2	12,0	11,7	И,5
6,2	11,2	11,0	10,8	10,5	10,3	10,1	9,84	9,64	9,44	9,23
6,3	9,04	8,83	8,65	8,45	8,28	8,11	7,92	7,76	7,59	7,41
6,4	7,28	7,11	6,97	6,81	6,69	6,53	6,38	6,25	6,11	5,98
6,5	5,85	5,73	5,61	5,48	5,37	5,25	5,14	5,03	4,92	4,82
6,6	4,71	4,61	4,52	4,42	4,32	4,23	4,14	4,05	3,96	3,82
6,7	3,79	3,71	3,63	3,56	3,48	3,40	3,33	3,26	3,19	3,13
6,8	3,05	2,99	2,92	2,86	2,80	2,74	2,68	2,62	2,57	2,52
6,9	2,46	2,41	2,35	2,31	2,25	2,21	2,16	2,Н	2,07	2,02
7,0	1,98	1,94	1,90	1,86	1,82	1,78	1,74	1,70	1,67	1,63
7,1	1,60	1,56	1,53	1,50	1,46	1,43	1,40	1,37	1,34	1,31
7,2	1,28	1,26	1,23	1,20	1,18	1,15	1,13	1,10	1,08	1,06
7,3	1,03	1,01	0,99	0,97	0,95	0,93	0,91	0,89	0,87	0,85
7,4	0,83	0,81	0,80	0,78	0,76	0,75	0,73	0,72	0,70	0,68
7,5	0,67	0,66	0,64	0,63	0,61	0,60	0,59	0,58	0,56	0,55
7,6	0,54	0,53	0,52	0,51	0,49	0,48	0,47	0,46	0,45	0,44
7,7	0,43	0,43	0,42	0,41	0,40	0,39	0,38	0,37	0,37	0,36
7,8	0,35	0,34	0,33	0,33	0,32	0,31	0,31	0,30	0,29	0,29
7,9	0,28	0,28	0,27	0,26	0,26	0,25	0,25	0,24	0,24	0,23
8,0	< 0,23									
296
Продолжение
pH	Сотые доли pH
ЗИИ	0,00 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09
Торфяные почвы
6,7	145	142	138	135	132	129	127	124	121	118
6,8	116,0	113,0	110,0	108,0	106,0	103,0	101,0	98,7	96,5	94,4
6,9	92,3	90,2	88,2	86,3	84,4	82,5	80,6	78,8	77,1	75,4
7,0	73,7	72,1	70,5	68,9	67,4	65,9	64,4	63,3	61,6	60,2
7,1	58,8	57,5	56,3	55,0	53,8	52,6	51,4	50,3	49,2	48,1
7,2	47,0	45,9	44,9	43,9	42,9	42,0	41,1	40,2	39,3	38,4
7,3	37,5	36,7	35,9	35,1	34,3	33,5	32,8	32,1	31,3	30,6
7,4	29,9	29,3	28,7	28,0	27,4	26,8	26,2	25,6	25,0	24,5
7,5	23,9	23,4	22,9	22,4	21,9	21,4	20,9	20,4	20,0	19,5
7,6	19,1	18,7	18,3	17,9	17,5	17,1	—	—	—	—
3.1.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ КИСЛОТНОСТИ
ТИТРОВАНИЕМ
Значение анализа и принцип метода (см. раздел 3.1.6).
Ход анализа. На технических весах берут 20 г (±0,1 г) средней
пробы почвы, пересыпают в стеклянную или пластиковую бутыл-
ку емкостью 250—500 см3 и приливают 50 см3 1 М CHsCOONa.
Раствор ацетата натрия должен иметь слабо-розовую окраску при
добавлении двух капель фенолфталеина. В противном случае ре-
акцию раствора доводят до слабо-розовой окраски (pH 8,2—8,4)
добавлением 10%-ного раствора уксусной кислоты или 10%-ного
раствора гидроксида натрия. Содержимое бутылки взбалтывают
вручную в течение 1 мин и оставляют до следующего дня. По ис-
течении времени содержимое еще раз взбалтывают в течение
1 мин и фильтруют через сухой складчатый фильтр. Если первые
порции фильтрата мутные, их (5—10 см3) отбрасывают. Из от-
фильтрованного раствора берут пипеткой 25 см3, переносят в ко-
ническую колбу или стаканчик вместимостью 100 см3, прибавляют
две капли фенолфталеина и титруют 0,1 М раствором NaOH (ре-
актив 2) до розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.
Если фильтрат окрашен, то титрование ведут в присутствии «сви-
детеля» — колбы с таким же раствором, сравнивая окраску с цве-
том титруемой жидкости.
Вычисление результатов. Гидролитическую кислотность,
мг • экв/100 г, почвы вычисляют по формуле
u VN 1,75 -100
Г1Г	у
т
где Г—объем 0,1 М раствора NaOH, пошедшего на титрование взятого объема
фильтрата, см3; 7V — содержание NaOH в 0,1 М растворе, мг-экв/1см3. В 1см3
297
0,1 М раствора NaOH содержится 0,1 мг-экв; 1,75 — поправка на неполноту вы-
теснения ионов водорода; т — масса почвы, соответствующая взятому для титро-
вания объему фильтрата, г; 100 — коэффициент для расчета на 100 г почвы
При исходной навеске почвы 20 г приведенная формула будет
иметь вид
К.0,1.1,75-100
10
Реактивы. 1. 1 М раствор ацетата натрия с pH 8,3—8,4: 136 г
соли CH3COONa • ЗН2О растворяют дистиллированной водой в
мерной колбе на 1 дм3, доводят объем до метки и тщательно пере-
мешивают. Полученный раствор (проба 20 см3) от прибавления
одной капли 1 %-ного фенолфталеина должен давать слабо-розо-
вое окрашивание. Величину pH до требуемого значения (pH 8,3—
8,4) доводят добавлением 10%-ного раствора уксусной кислоты
или 10%-ного раствора гидроксида натрия. Раствор хранят не бо-
лее 3 дней.
2. Гидроксид натрия (NaOH), 0,1 М раствор.
3. Фенолфталеин — 1%-ный спиртовой раствор, приготовлен-
ный на 60%-ном этиловом спирте.
3.1.8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ (ЕМКОСТИ
КАТИОННОГО ОБМЕНА, ЕКО) ПОЧВ ПО МЕТОДУ
Е.	В. БОБКО—Д. Л. АСКИНАЗИ—С. Н. АЛЕШИНА
Значение анализа. Емкость поглощения катионов, или емкость
катионного обмена почвы, представляет собой общее количество
поглощенных ППК катионов, способных к эквивалентному обме-
ну на катионы почвенного раствора. Емкость поглощения выра-
жают в мг  экв/100 г почвы. Величина емкости поглощения харак-
теризует обменную поглотительную способность почвы.
По величине емкости поглощения судят о способности ППК
почвы удерживать в обменном состоянии определенное количе-
ство катионов из почвенного раствора. Например, если в 100 г по-
чвы в поглощенном состоянии содержится 180 мг Са, 36 мг Mg,
117 мг К и 9 мг NH4, то емкость катионного обмена (ЕКО) или по-
глощения (Т) этой почвы составляет
180:20 + 36: 12+ 117:39 + 9:18 =
= 9 + 3 + 3 + 0,5 = 15,5 мг  экв/100 г почвы.
Это количество поглощенных ППК катионов может обменно
вытесняться в почвенный раствор. По величине рНка можно су-
298
дить о примерном составе поглощенных оснований. От состава
поглощенных катионов зависят физические и физико-химические
свойства почвы, а также реакция почвы.
Поглощенные на поверхности ППК катионы Са2+, Mg2+, К+,
NH4, Na+ и др. оказывают сильное влияние на состав почвенного
раствора. Эти обменно-поглошенные катионы не вымываются из
почвы и в то же время они легко вытесняются в почвенный ра-
створ катионами растворимых солей и легко усваиваются растени-
ями.
Определение емкости поглощения почвы необходимо также
при установлении степени солонцеватости почвы.
Принцип метода. Метод основан на вытеснении из почвы об-
менных катионов I М раствором хлорида бария (ВаС12) с последу-
ющим определением поглощенного бария, количество которого
эквивалентно емкости поглощения. Поглощенные ионы бария
вытесняются и определяются при воздействии на почву титрован-
ным раствором серной кислоты.
Воздействие раствора H2SO4 на почву заключается в насыще-
нии почвы ионами водорода и связывании вытесненного бария в
виде сульфата бария:
ППК| Ва2+ + H2SO4 -> ППК|2Н+ + BaSO4l
По разнице между исходным и остатку непрореагировавшей
кислоты определяют количество водородных ионов, поглощенных
ППК, с учетом этих количеств Н+, находящихся в поглощенном
состоянии. Затем вычисляют емкость поглощения почвы.
Ход анализа (при определении емкости поглощения некарбо-
натных почв). Из подготовленного для анализа среднего образца
почвы берут навеску почвы массой 2,5 г (±0,05 г), помещают в хи-
мический стакан вместимостью 50—60 см3 и к навеске почвы при-
ливают мерным цилиндром 25—30 см3 буферного раствора хлори-
да бария (реактив 1). Содержимое стакана тщательно перемеши-
вают стеклянной палочкой.
Полученную суспензию количественно переносят на воронку с
бумажным фильтром, тщательно смывая остатки почвы из стакана
на фильтр буферным раствором хлорида бария. Насыщение почвы
барием продолжают на фильтре, приливая порциями по 10—15 см3
раствора ВаС12 (реактив 1). Каждую последующую порцию раство-
ра хлорида бария добавляют после того, как полностью профильт-
руется предыдущая. Насыщение ППК катионами Ва2+ следует
проводить до тех пор, пока pH фильтрата не будет равен исходно-
му значению pH буферного раствора хлорида бария (pH 6,5). Оп-
ределяют pH на потенциометре со стеклянным электродом (см.
главу 1).
299
Установлено, что для полного насыщения барием навески по-
чвы легкого гранулометрического состава расходуется примерно
150—200 см3 хлорида бария, средне- и тяжелосуглинистых — 200—
250 см3.
По окончании вытеснения всех катионов и насыщения почвы
барием навеску на фильтре промывают 2—3 раза по 10—15 см3
дистиллированной водой и оставляют просохнуть на ночь. Под-
сушенные фильтры с почвой переносят в конические колбы или
стаканы на 200—250 см3 и туда же из бюретки или пипеткой при-
ливают 100 см3 0,025 М раствора (0,05 н. H2SO4) серной кислоты
(реактив 2). Содержимое взбалтывают в течение 5 мин и фильт-
руют. Затем отбирают пипеткой 20 см3 прозрачного фильтрата в
химические стаканы вместимостью 100 см3, добавляют две-три
капли фенолфталеина и титруют 0,1 М раствором гидроксида на-
трия или калия (реактив 3) до слабо-розовой окраски или с по-
мощью блока автоматического титрования (см. стр. 290). Значе-
ние pH эквивалентной точки на блоке автоматического титрова-
ния устанавливают равным 8,3, а время выдержки — 30 с. Затем
проводят контрольное титрование, для этого берут пипеткой
20 см3 исходного 0,025 М раствора серной кислоты (0,05 н.), пе-
реносят в стакан вместимостью 50—100 см3, добавляют две капли
фенолфталеина и титруют 0,1 М раствором NaOH до слабо-розо-
вой окраски (титрование можно проводить с помощью блока ав-
томатического титрования).
При определении емкости поглощения в карбонатных, загип-
сованных и засоленных почвах предварительно удаляют из них
карбонаты, гипс и другие соли. Для этого навеску почвы массой
2,5 г (с точностью до 0,05 г) помещают в химический стакан вмес-
тимостью 50— 100 см3 и декантируют раствором соляной кислоты
(реактив 4), сливая отстой в колбу через воронку с фильтром до
исчезновения реакции на кальций в последних порциях фильтра-
та. Для этого под воронку подставляют пробирку и набирают в нее
4—5 см3 фильтрата, в который добавляют 1 см3 4%-ного раствора
оксалата аммония (реактив 5) и нагревают до кипения. При нали-
чии кальция должна появиться муть или даже осадок. В этом слу-
чае суспензию полностью переносят на фильтр, установленный в
воронке, тщательно смыв остатки почвы на стенках разбавленной
соляной кислотой, и отмывают ее до исчезновения реакции на
кальций.
Если почва содержит гипс или большое количество карбона-
тов, навеску первоначально обрабатывают 2—3 раза более концен-
трированным раствором соляной кислоты (реактив 6) до прекра-
щения вскипания и выделения пузырьков диоксида углерода. За-
тем почву декантируют раствором соляной кислоты, разбавленной
1:250 (реактив 4), до отрицательной реакции на кальций. Даль-
300
нейший ход анализа аналогичен определению емкости поглоще-
ния в некарбонатных почвах.
Вычисление результатов. Вычисление емкости поглощения и
емкости катионного обмена (мг  экв/100 г почвы) проводят по
формуле
г_(Ик-Ко)-ЛГ-1ОО-1ОО
тУг
где К-объем 0,1 М раствора NaOH, пошедший на титрование 20 см3 0,025 М
раствора H2SO4, см3; Ио —объем 0,1 М раствора NaOH, пошедший на титрование
20 см3 фильтрата (после взаимодействия 0,025 М раствора H2SO4 с почвой, насы-
щенной барием), см3; N— количество мг - экв NaOH в 1 см3 0,1 М раствора NaOH
(в 1 см3 0,1 М раствора NaOH содержится 0,1 мг • экв NaOH); 100 — объем 0,025 М
раствора Н25О4Для вытеснения поглощенного почвой бария; 100 —коэффициент
пересчета на 100 г почвы; т — масса навески почвы, г; V2 — объем фильтрата, взя-
того для титрования, мл.
Подставив в формулу соответствующие значения, получим
г.= (К-г„);о,1-|оочоод(р,_Го).20
Реактивы. 1. Буферный раствор: 6,1 гхлорида бария (ВаС12- 2Н2О) и
6,8 г Ва(СНзСОО)2 растворяют дистиллированной водой в мерной
колбе вместимостью 1 дм3 и доводят до метки. Если нет готовой
соли Ва(СНзСОО)2, то ее получают следующим образом: 7,88 г
Ва(ОН)2 • 8Н2О помещают в фарфоровую чашку и нейтрали-
зуют 70 см3 55%-ного раствора СН3СООН. Полученный раствор
уксусного бария переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм3,
куда добавляют 6,1 г ВаС12 • 2Н2О. Приготовленные буферные ра-
створы должны быть прозрачными. Полученный раствор должен
иметь pH 6,5. Реакцию раствора корректируют прибавлением
гидроксида бария или уксусной кислоты.
2.	0,025 М (0,05 н.) раствор серной кислоты (H2SO4) готовят из
фиксанала, растворив 1 ампулу (0,1 г • экв.) в 2 дм3дистиллирован-
ной воды или х.ч. H2SO4.
3.	Гидроксид натрия (калия), 0,1 М титрованный раствор.
4.	Кислота соляная, ч.д.а., разбавленная дистиллированной во-
дой 1 :250.
5.	4%-ный раствор оксалата аммония [(NH4)2C2O4, ч.д.а.].
6.	Кислота соляная, ч.д.а., разбавленная дистиллированной во-
дой 1 :60.
7.	Фенолфталеин, индикатор, 1%-ный раствор в 95%-ном эти-
ловом спирте.
301
3.	1.9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ И ОБМЕННОГО
НАТРИЯ В ГИПСОСОДЕРЖАЩИХ ПОЧВАХ ПО МЕТОДУ ЦИНАО
Принцип метода. Метод позволяет в одной навеске определить
емкость поглощения почвы и обменный натрий в ней. При обра-
ботке навески почвы раствором ацетата магния в раствор одновре-
менно переходят гипс, легкорастворимые соли и обменные катио-
ны ППК при насыщении его магнием. Насыщение почвы прово-
дят последовательной двукратной обработкой почвы 0,25 М
(0,5 н.) и 0,5 М (1,0 н.) растворами (CH3COO)2Mg с pH 7 при
взбалтывании почвы с указанными растворами в течение 30 и
15 мин соответственно. Первую вытяжку используют для опреде-
ления в ней общего (легкорастворимого и обменного) натрия.
Поглощенный почвой магний вытесняют 0,5 М (0,5 н.) раство-
ром хлорида калия, в котором определяют магний, эквивалентный
емкости поглощения. Карбонаты не влияют на результаты анализа
в связи со слабой их растворимостью в насыщающем и вытесняю-
щем растворах. Метод пригоден лишь для почв, емкость обмена
которых не превышает 35 мг  экв/100 г почвы.
Ход анализа. 2,5 г (±0,05 г) почвы помещают в стеклянную или
пластиковую емкость вместимостью 100—150 см3, заливают 50 см3
0,25 М (0,5 н.) раствором (CH3COO)2Mg (реактив 2) и перемеши-
вают в течение 30 мин на ротаторе или встряхивателе. После этого
почве дают отстояться в течение 5—7 мин. Затем жидкость над
осадком осторожно сливают в предварительно подготовленную
воронку с фильтром, не перенося частицы почвы на фильтр.
Фильтрат собирают в чистую колбу или стакан, в котором затем
определяют общий натрий. Для фильтрования используют сред-
ний или плотный фильтр. Фильтр тщательно укладывают в ворон-
ке так, чтобы внутренний край не опускался ниже основного (на-
ружного). Верхний конец фильтра не должен доходить до края во-
ронки на 5—7 мм, а жидкость при заполнении фильтра должна
быть на 3—5 мм ниже его верхнего края. Необходимо следить за
тем, чтобы фильтрат был прозрачным. Если он мутный, анализ
повторяют.
После того как раствор полностью стечет, воронку с фильтром
переносят в другую колбу (или стакан), которую используют для
последующего фильтрования.
Вторую обработку почвы проводят 0,5 М раствором (CH3COO)2Mg
(реактив 1). К оставшейся в конической колбе почве добавляют
50 см3 0,5 М ацетата магния и встряхивают в течение 15 мин. За-
тем отстаивают 5—7 мин и фильтруют через первоначальный
фильтр, осторожно сливая отстоявшийся над почвой раствор, не
Перенося почву на фильтр. После этого почву промывают 0,025 М
(0,05 Н:) раствором (CH3COO)2Mg (реактйв 3), для этого в колбу с
302
оставшейся почвой добавляют 50 см3 этого реактива и от руки
встряхивают 2—3 раза. Суспензию количественно переносят на
фильтр, дав полностью стечь предыдущему 0,5 М раствору ацетата
магния. После того как вся почва будет перенесена на фильтр и
раствор отфильтруется, остатки почвы из колбы на фильтр пере-
носят дистиллированной водой с помощью промывалки. По
окончании фильтрования почву на фильтре еще 2 раза (по 15—
20 см3) промывают дистиллированной водой. Общий объем воды,
израсходованный на перенос почвы из колбы на фильтр и на от-
мывку механически задержанных солей магния, не должен превы-
шать 100—120 см3. Воронку с почвой на фильтре помещают в шта-
тив и оставляют на ночь для подсушки. Фильтрат этой обработки
отбрасывают.
На следующий день под кончик воронки подставляют стакан
или коническую колбу вместимостью 200 см3 и вытесняют магний
0,5 М раствором хлорида калия (реактив 4). Для этого 100 см3 ре-
актива порциями по 25 см3 приливают на фильтр с почвой, по-
вторяя эту операцию 4 раза, как только будет полностью закан-
чиваться фильтрование предыдущей порции. Затем в фильтрате
определяют содержание магния, эквивалентное емкости погло-
щения почвы, комплексонометрически, фотоколориметрически
или атомно-абсорбционным методом. Обязательно проводят кон-
трольное определение, в котором соблюдают все этапы работы без
навески почвы. Насыщение почвы магнием и отмывку почвы дис-
тиллированной водой от механически задержанных солей магния
нельзя разрывать во времени.
3.	1.10. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАГНИЯ
Принцип метода. Метод основан на последовательном титрова-
нии трилоном Б ионов Са (при pH 12,5—13,0) и Mg (при pH 10) в
присутствии металлоиндикатора — кислотного хрома темно-сине-
го. Ионы Са оттитровывают для того, чтобы исключить влияние
растворенного гипса и карбонатов на результаты анализа.
Ход анализа. Берут весь полученный фильтрат хлорида калия и
добавляют 2 см3 2 М раствора NaOH (реактив 5), 0,5 см3 (5—7 ка-
пель) индикатора кислотного хрома темно-синего (реактив 6) и
оттитровывают 0,025 М раствором трилона Б (реактив 7) до пере-
хода розовой окраски в сиреневую. Объем трилона Б, пошедшего
на титрование ионов Са, не учитывают.
После этого испытуемый раствор нейтрализуют 2 М (2,0 н.) ра-
створом НО (реактив 8) до прежней розовой окраски, добавляют
5 см3 хлоридно-аммиачного буферного раствора с pH 10 (реактив 9)
и титруют 0,025 М раствором трилона Б до образования синей ок-
303
раски. Одновременно проводят холостое титрование; количество
трилона Б, пошедшего на холостое титрование, вычитают.
Вычисление результатов. Емкость поглощения (мг - экв/100 г
почвы) расчитывают по формуле
т= (K-Pj)dV-lOO
m
где V— объем 0,025 М раствора трилона Б, пошедшего на титрование ионов Mg2+,
см3; Vi — объем 0,025 М раствора трилона Б, пошедшего на титрование холостой
пробы, см3; /V— количество мг • экв трилона Б в 1 см3 0,025 М раствора трилона Б
(0,05 н.) (в 1 см3 0,025 М раствора трилона Б содержится 0,05 мг  экв трилона Б);
m — масса почвы, взятая для анализа, г; 100 — коэффициент пересчета на 100 г
почвы.
После подстановки в формулу соответствующих значений она
примет следующий вид:
г= (и-jsro,05-Ю0 = (К_К1),020
Реактивы. 1. Ацетат магния, 0,5 М (1 н.) раствор с pH 7: 107 г
соли Mg(CH3COO)2 • 4Н2О, х.ч. или ч.д.а., растворяют в дистилли-
рованной воде и объем доводят до 1 дм3. При необходимости pH
раствора доводят 10%-ной уксусной кислотой или 10%-ным ам-
миаком. Для анализа берут свежеприготовленный раствор.
2.	Ацетат магния, 0,25 М (0,5 н.) раствор готовят из 0,5 М (1 н.)
раствора ацетата магния, разбавляя его дистиллированной водой в
2 раза.
3.	Ацетат магния, 0,025 М (0,05 н.): раствор готовят из 0,25 М
(0,5 н.) раствора, разбавляя его дистиллированной водой в 10 раз.
4.	Хлорид калия, х.ч. или ч.д.а., 0,5 М (0,5 н.): 37,3 г (±0,1 г)
соли КС1 растворяют и доводят дистиллированной водой до
1000 см3.
5.	Раствор 2 М (2 н.) гидроксида натрия: 80 г NaOH, х.ч. или
ч.д.а., растворяют и доводят дистиллированной водой до 1 дм3.
6.	Индикатор: 0,5 г кислотного хрома темно-синего переносят в
мерную колбу на 100 см3, растворяют в 10 см3 хлоридно-аммиач-
ного буферного раствора и объем доводят до 100 см3 этиловым
спиртом.
7.	Реактив трилона Б: 0,025 М (0,05 н.) раствор готовят из стан-
дарт-титра (фиксанала) или берут на аналитических весах навеску
9,307 г трилона Б, растворяют в мерной колбе вместимостью
1000 см3 и доводят до метки дистиллированной водой. Моляр-
304
ность раствора проверяют по 0,025 М (0,05 н.) титрованному ра-
створу сульфата магния, приготовленного из стандарт-титра.
8.	Кислота соляная, 2 М (2 н.) раствор, х.ч. или ч.д.а.: цилинд-
ром приливают 154 см3 концентрированной соляной кислоты,
пл. 1,19 (осторожно, под тягой) в мерную колбу вместимостью
1 дм3 и дистиллированной водой доводят объем до метки.
9.	Хлоридно-аммиачный буферный раствор: 20 г NH4C1, х.ч.
или ч.д.а., растворяют примерно в 100 см3 дистиллированной
воды, затем переносят в мерную колбу на 1 дм3 и туда же прилива-
ют 100 см3 25%-ного раствора аммиака. Объем раствора доводят
дистиллированной водой до 1 дм3.
3.1.11. АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ В ПОЧВЕ МАГНИЯ
Принцип метода. В основе определения лежит измерение ин-
тенсивности поглощения свободными атомами магния, проходя-
щего через пламя горелки, и излучения монохроматического света
с длиной волны 285,2 нм. Для устранения химических помех в
анализируемый раствор добавляют стронций до концентрации
2 мг/см3.
Ход анализа. Из приготовленной вытяжки 0,5 М раствора КС1 и
растворов шкалы сравнения магния отбирают пипеткой пробы по
2 см3 и переносят в колбы или стаканчики вместимостью 100—
150 см3. Добавляют к ним по 48 см3 раствора хлорида стронция
(реактив 1) и фотометрируют сначала растворы сравнения, а затем
испытуемые растворы. Методику выполнения анализг1 на атомно-
абсорбционном спектрофотометре см. в разделе «Инструменталь-
ные методы анализа».
Вычисление результатов. Содержание магния или емкость по-
глощения почвы (мг  экв/100 г почвы) находят по формуле
.. (O-Z>)100
m-YZ
где а — содержание магния, найденное по градуировочному графику (в мг на
50 см3); b — содержание магния контрольного определения (в мг на 50 см3); т —
масса почвы, соответствующая взятому объему вытяжки для фотометрирования,
г; 100 — коэффициент для пересчета на 100 г почвы; 12 —эквивалентная масса
магния (для пересчета мг Mg в мг - экв).
Реактивы. 1. Раствор хлорида стронция: 15,2 г SrCl2-6H2O
(ч.д.а. или х.ч.) взвешивают с погрешностью до 0,1 г, растворяют в
мерной колбе вместимостью 250 см3 в 150 см3 воды, затем цилинд-
ром (под тягой) добавляют 41 см3 концентрированой соляной кис-
20' - 8539
305
лоты (пл. 1,19) и доводят объем дистиллированной водой до мет-
ки. Раствор содержит 20 мг/см3 Sr. Из приготовленного раствора
хлорида стронция в день анализа готовят рабочий раствор. Для
этого берут 25 см3 приготовленного раствора и смешивают его с
1075 см3 дистиллированной воды. Раствор содержит 2,08 мг/см3
стронция.
2. Приготовление раствора сравнения: 0,9960 г (±0,0002 г) ок-
сида магния (ч.д.а.), предварительно доведенного до постоянной
массы прокаливанием в муфельной печи при температуре 600 °C,
растворяют в стакане в 15 см3 25%-ном растворе соляной кисло-
ты, количественно переносят в мерную колбу вместимостью
1 дм3 и приливают 400—600 см3 дистиллированной воды. В полу-
ченной смеси растворяют 37,3 г КС1, х.ч. или ч.д.а., и доводят
объем дистиллированной водой до метки. Из приготовленного
образцового раствора магния, содержащего в 1 см3 0,6 мг Mg, го-
товят шкалу сравнения. В мерные колбы вместимостью 100 см3
отбирают указанные в таблице 28 объемы раствора и доводят их
до метки 0,5 М раствором КС1. Затем из колб отбирают пробы по
2 см3 в предварительно пронумерованные колбы, добавляют по
48 см3 раствора хлорида стронция (реактив I), перемешивают и
фотометрируют.
По результатам фотометрирования строят градуировочный гра-
фик. Содержание магния, эквивалентное емкости поглощения,
находят по графику, вычитая из полученного результата данные
контрольного (холостого) анализа.
28. Шкала для определения магния спектрофотометрическим методом
Показатель	Номер раствора							
	1	2	3	1 4	3 |	6	7	1 8
Объем образцового раст- вора Mg , см3	0	1	3	5	7	10	15	20
Содержание Mg, мг • экв/100 г почвы	0	2	6	10	14	20	30	40
3.1.12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБМЕННОГО НАТРИЯ
В СИЛЬНОЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВАХ
Значение анализа. В солонцеватых почвах и солонцах немалую
роль играют ионы натрия. При значительном содержании в по-
чве обменно-поглощенного натрия почвенный раствор имеет
щелочную реакцию, т. е. ОН- > Н+. Гидроксидные ионы (ОН-)
оказывают сильное диспергирующее влияние на почвенные кол-
лоиды. Почвы со щелочной реакцией обладают плохими физи-
ко-механическими свойствами. Содержание обменного натрия
306
используют для расчета доз гипса при гипсовании солонцовых
почв.
Принцип метода. Обменный натрий в сильнозасоленных почвах
определяют по разности между содержанием натрия в вытяжке
ацетата магния концентрации 0,25 моль/дм3 с pH 7 (общий на-
трий) и в водно-спиртовой вытяжке (легкорастворимый натрий).
Извлечение общего натрия проводят одновременно с насыще-
нием почвы (см. стр. 302) 0,25 М (0,5 н.) раствором ацетата магния
при соотношении почвы к раствору 1: 20.
Легкорастворимый натрий определяют, используя 48%-ный ра-
створ этилового спирта при соотношении почвы к раствору 1 : 5
при длине волны 589 нм.
Ход анализа. На технических весах берут 5 г (±0,1 г) почвы, по-
мещают в коническую колбу вместимостью 100—150 см3, добавля-
ют мерным цилиндром 25 см3 48%-ного водного раствора этило-
вого спирта (реактив 2) и встряхивают на ротаторе (или вручную)
в течение 3 мин. После этого почвенную суспензию переносят на
подготовленный складчатый бумажный фильтр с воронкой и от-
фильтровывают. В полученном фильтрате вытяжки на пламенном
фотометре определяют натрий.
Приготовление шкалы сравнения для калибровки фотометра.
Первоначально готовят исходный образцовый раствор. Взвешива-
ют на аналитических весах 4,772 г (±0,002 г) хлорида натрия
(х.ч.), растворяют дистиллированной водой в мерной колбе на
1 дм3 и доводят водой объем до метки. Полученный раствор содер-
жит 2,0 мг/см3 натрия.
Из исходного образцового раствора готовят рабочие растворы
сравнения (шкалу) для калибровки пламенного фотометра. В во-
семь пронумерованных мерных колб вместимостью 200 см3 отби-
рают мерной пипеткой или дозатором 0; 1; 3; 5; 7; 10; 15 и 20 см3
исходного образцового раствора. Одну шкалу готовят на 0,25 М
растворе ацетата магния, другую — на 48%-ном растворе этилово-
го спирта. Концентрация ионов Na+ в приготовленных растворах
будет составлять соответственно 10; 30; 50; 70; 100; 150 и 200 мг/дм3.
Срок хранения рабочих растворов сравнения 6 мес, а исходного
образцового раствора 1 год.
После этого приступают к измерению натрия на пламенном
фотометре и построению градуировочного графика по рабочим
растворам отдельно для определения концентрации общего и для
легкорастворимого натрия. Для каждого раствора сравнения запи-
сывают показания прибора и на основе этих показаний и соответ-
ствующей им концентрации натрия строят градуировочные гра-
фики (один — для ацетатной вытяжки, другой — для водно-спир-
товой).
Вычисление результатов анализа. Содержание натрия (мг • экв/100 г
го*	307
почвы) находят по формуле
NI СГ-100
Na =----------,
т-1000-23
где С—концентрация ионов натрия, найденная по градуировочному графику (со-
ответственно для общего или для легкорастворимого натрия), мг/дм3; V— объем
вытяжки, см3; 109 - коэффициент пересчета на 100 г почвы; т — масса пробы по-
чвы, г; 1000 — коэффициент пересчета на 1 см3 вытяжки; 23 — коэффициент пере-
счета мг натрия в мг  экв.
Количество обменного натрия находят по разнице между со-
держанием его в вытяжке ацетата магния и водно-спиртовой вы-
тяжке.
3.1.13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММЫ ПОГЛОЩЕННЫХ ОСНОВАНИЙ
ПО Л. КАППЕНУ — Н. ГИЛЬКОВИЦУ
Значение анализа. Поглощенные в почве катионы определяют
реакцию почвы и пищевой режим. Между катионами почвенного
раствора и катионами ППК постоянно осуществляется эквивален-
тный обмен. В почвенный раствор из ППК вытесняются катионы
как необходимые для питания растений (Са2+, Mg2+, К+ и NH4),
так и те (Н+ и А13+), которые отрицательно воздействуют на сель-
скохозяйственные культуры.
О примерном составе поглощенных катионов почвы можно су-
дить по величине кислотности рНка. На почвах с кислой реакци-
ей внесение азотных и калийных удобрений заметно увеличивает
кислотность почвенного раствора и содержание в нем А13+. По-
этому для получения планируемых урожаев вначале нужно прове-
сти известкование таких почв, а затем можно применять удобре-
ния.
Величину суммы поглощенных оснований (S) используют для
расчета емкости поглощения почв (S + Нг = Т) и степени насы-
щенности почвы основаниями (V, % = S/S + Нг  100). По степени
насыщенности почвы основаниями судят о нуждаемости почвы в
известковании.
Принцип метода Метод основан на вытеснении из ППК погло-
щенных оснований 0,1 М (0,1 н.) раствором НС1. Этот метод не-
пригоден для карбонатных почв, так как значительная часть кис-
лоты расходуется на нейтрализацию карбонатов, а не на вытесне-
ние оснований.
В карбонатных почвах сумму обменных оснований определяют
методом Гедройца с использованием в качестве вытеснителя
308
0,05 М (0,05 н.) НС1. Установлено, что такой раствор не разрушает
ППК.
При обработке почвы 0,1 М (0,1 н.) НС1 определенная часть
соляной кислоты расходуется на вытеснение поглощенных осно-
ваний из ППК. Оставшуюся часть 0,1 М НС1 оттитровывают 0,1 М
раствором NaOH по фенолфталеину. Между катионами ППК по-
чвы и ионами водорода НС1 происходит эквивалентный обмен:
2Н
ППК К + иНС1 # ППК 7Н + (и—5)НС1 + СаС12 + MgCl2 + КС1.
Са
Mg
Ход анализа. Навеску 20 г (±0,1 г) воздушно-сухой почвы перено-
сят в бутылку вместимостью 500 см3 и с помощью пипетки или бю-
ретки приливают 100 см3 0,1 М раствора НС1 (реактив 1). Бутылку
закрывают пробкой, помещают на ротатор, взбалтывают в течение 1 ч
и оставляют на 24 ч. По истечении этого времени суспензию взбал-
тывают и фильтруют через складчатый фильтр, перенося всю почву
на фильтр. Первые мутные порции фильтрата отбрасывают.
Затем пипеткой отбирают 25 см3 прозрачного фильтрата и пе-
реносят в коническую колбу вместимостью 100—150 см3. Содер-
жимое колбы нагревают на асбестовой сетке над газовой горелкой
или на электрической плитке до кипения, кипятят 2—3 мин, при-
бавляют 2 капли фенолфталеина (реактив 2) и горячий раствор
титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия (реактив 3) до слабо-
розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.
В случае выпадения осадка гидроксидов алюминия и железа в
процессе титрования ему дают осесть и затем над ним дотитровы-
вают прозрачную жидкость до слабо-розового окрашивания.
Сумму поглощенных оснований (мг - экв/100 г почвы) опреде-
ляют по формуле
о_(Ик-И0)-ЛГ -100
0 -
где Ик — объем 0,1 М раствора NaOH, пошедшего на титрование 25 см3 0,1 М ра
створа НС1, см3; Ц, —объем 0,1 М раствора NaOH, пошедшего на титрование
25 см3 вытяжки, см3; N— количество мг - экв NaOH в 1 см3 0,1 М раствора NaOH
(в 1 см3 G,1 М раствора NaOH содержится 0,1 мг - экв NaOH); И] — объем вытяжки
(100 см3); 100 — коэффициент для пересчета на 100 г почвы; V2 — объем вытяжки,
взятой для титрования (25 см3), см3; т — масса почвы для приготовления вытяж-
ки, г.
При исходной навеске почвы 20 г и объема вытяжки для титро-
вания 25 см3 приведенная формула примет вид
s = (K-Wi:iooioo = (Kk_Ki|).2
25-20
^09
Реактивы. 1. 0,1 М (0,1 н.) раствор НС1 готовят из фиксанала
или из концентрированной соляной кислоты (х.ч., пл. 1,19 г/см3).
С этой целью в мерную колбу на 1 дм3 приливают 500 см3 дистил-
лированной воды и 8 см3 соляной кислоты (пл. 1,19 г/см3). Содер-
жимое колбы тщательно перемешивают, доводят водой до метки и
вновь перемешивают. Титр 0,1 М раствора НС1 устанавливают по
0,1 М раствору щелочи. Для этого 10 см3 приготовленного раство-
ра 0,1 М НС1 оттитровывают по фенолфталеину (2—3 капли) из
бюретки 0,1 М щелочью точно установленной концентрации до
слабо-розовой окраски. Молярность соляной кислоты рассшты-
вают по формуле
м
К	у ,
'к
где Ущ — объем щелочи, пошедшей на титрование кислоты, см3; Мщ — моляр-
ность щелочи (0,1 М NaOH); Ик —объем кислоты, взятой для титрования, см3.
2. Фенолфталеин (индикатор), 1%-ный спиртовой раствор.
3.2.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА ОБМЕННЫХ ОСНОВАНИЙ
3.2.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЛЬЦИЯ ТРИЛОНОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Значение анализа. От состава поглощенных оснований зависит
реакция почвенного раствора и его уравновешенность. По содер-
жанию обменного кальция судят об обеспеченности растений
этим элементом.
Принцип метода. Метод основан на вытеснении обменных ка-
тионов раствором нейтральных солей, не содержащих катиона
кальция, с последующим комплексонометрическим титрованием
кальция при pH 13 в присутствии индикатора мурексида (аммо-
нийная соль пурпуровой одноосновной кислоты).
Для выпадения из титруемого раствора в осадок магния созда-
ют щелочную реакцию среды добавлением гидроксида натрия.
Влияние марганца устраняют прибавлением гидроксиламина, ко-
торый препятствует образованию пероксида марганца, мешающе-
го титрованию, а медь связывают диэтилтиокарбаматом натрия.
Ход анализа. Навеску 30 г (±0,3 г) воздушно-сухой почвы пере-
носят в бутылку вместимостью 250—500 см3 и приливают 75 см3
1 М раствора хлорида калия (реактив 1). Бутылку закрывают проб-
кой, взбалтывают в течение 1 мин и суспензию настаивают 18—
20 ч (оставляют на 1 день), после чего пропускают через складча-
тый фильтр Разрешено настаивание заменять взбалтыванием сус-
пейзии почвы на ротагоре (встряхивателе) в течение 1 ч.
310
По окончании фильтрования в химический стакан вместимос-
тью 150—200 см3 берут пипеткой 10 см3 фильтрата (при анализе
почв тяжелого и среднего гранулометрического состава) или
25 см3 (при анализе супесчаных и сильнокислых почв, содержа-
щих обычно мало обменного кальция), разбавляют его дистилли-
рованной водой примерно до 100 см3 и ставят стакан на магнит-
ную мешалку. При постоянном перемешивании к раствору после-
довательно добавляют 0,5 см3 5%-ного раствора гидроксиламина
(реактив 2), 2 см3 2 М раствора NaOH (реактив 3), несколько кри-
сталликов диэтилдитиокарбамата натрия (реактив 4), 10—15 мг
(на кончике ножа) мурексида (реактив 5) и проводят титрование
0,025 М раствором трилона Б (реактив 6) до перехода пурпурной
окраски в лиловую. При прибавлении избытка трилона Б окраска
не меняется, поэтому проводят титрование со «свидетелем» — за-
ведомо перетитрованной холостой пробой, куда добавлены все ре-
активы, за исключением испытуемого фильтрата. Объем трило-
на Б, пошедшего на холостое титрование, вычитают и? результата
титрования анализируемой пробы.
Вычисление результатов. Содержание обменного кальция (мг/100 г
почвы) вычисляют по формуле
- _ (И-ИО-7VK2-20-100
Са —	,
т¥-5
где V— объем трилона Б, пошедшего на титрование анализируемой пробы (вы-
тяжки), см3; Г] — объем трилона Б, пошедше,'о на титрование холостой пробы,
см3; N — содержание трилона Б в 0,025 М (0,05 н.) растворе, мг  экв/см3 (в
1 см3 0,025 М раствора содержится 0,05 мг  экв трилона Б); V2 — объем приготов-
ленной вытяжки, см- 20 — эквивалентная масса Са, мг; 100 — коэффициент для
пересчета на 100 г почвы; т — масса почвы, взятая для анализа, г; V2 — объем вы-
тяжки, взятой для анализа, см3.
При анализе почвы тяжелого гранулометрического состава
приведенная выше формула примет вид
_ (И-^)-0,05-75-20-100
а~ 30-10
При анализе песчаных и супесчаных, а также сильнокислых
почв с pH 4,5 и ниже формула будет иметь вид
Са = (^>-0,05-75-20-100 =	. w
30-25
При вычислении содержания Са (мг - экв/100 г почвы) из фор-
мул убирают эквивалентную массу кальция (20).
= (И-И)’25.
311
Реактивы. 1. 1 М раствор хлорида калия: 74,5 г (+0,1 г) КС1 ра-
створяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до
1 дм. Полученный раствор должен иметь pH 5,6—6,0. Если pH ра-
створе! < 5,6 при измерении pH-метром, требуемое значение реак-
ции корректируют, добавляя к раствору 10%-ный раствор КОН
или 10%-ный раствор НС1 при pH > 6,0.
2.	Гидроксиламин солянокислый (NH2OH • НС1), х.ч. или
ч.д.а., 5%-ный водный раствор.
3.	Гидроксид натрия, 2 М (2 н.) раствор NaOH: 80 г NaOH (х.ч.
или ч.д.а.) растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды.
4.	Натрия ^^диэтилдитиокарбомат (C5H10NS2Na - ЗН2О), х.ч.
или ч.д.а.
5.	Мурексид (C8H8O6N6  Н2О), ч.д.а., растертый с КС1 в соот-
ношении 1 :20.
6.	Раствор 0,025 М (0,05 н.) трилона Б: 9,3 г (±0,1 г) реактива
(CioHi408N2Na2 • Н2О) растворяют дистиллированной водой в
мерной колбе вместимостью 1 дм3 и доводят объем раствора водой
до метки. Молярность полученного раствора (титр) устанавливают
по 0,025 М раствору хлорида кальция. Для его приготовления бе-
рут на аналитических весах 2,502 г (±0,001 г) карбоната кальция
(СаСО3), высушенного до постоянной массы при температуре
105 °C. Навеску без потерь переносят в мерную колбу на 1 дм3 и
прибавляют 10 см3 разбавленной (1:1) соляной кислоты. После
растворения карбоната кальция (СаСОз) содержимое колбы дово-
дят до метки дистиллированной водой.
Для установления молярности раствора трилона Б берут пипет-
кой 10 см3 приготовленного раствора хлорида кальция, переносят
в коническую колбу на 100—150 см3 и добавляют последовательно
10 см3 дистиллированной воды, раствора гидроксиламина, ди-
этилдитиокарбамата натрия, гидроксида натрия (NaOH) и мурек-
сида (в количествах, указанных выше) и оттитровывают 0,025 М
(0,05 н.) раствором трилона Б до перехода окраски от пурпурной
(вишнево-красной) к лиловой (голубой). Одновременно проводят
холостое титрование без аликвоты 0,025 М (0,05 н.) раствора хло-
рида кальция.
Молярность раствора трилона Б (моль/дм3) рассчитывают по
формуле
0,025-10
М= —-------,
и-и0
где V— объем 0,025 М (0,05 н.) раствора трилона Б, пошедшего на титрование
10 см3 0,025 М раствора хлорида кальция (СаС12), см3; Ио — объем 0,025 М раство-
ра трилона Б, пошедшего на холостое титрование, см3; 0,025 М (0,05 н.) — моляр-
ность раствора хлорида кальция, моль/дм3; 10 —объем 0,025 М (0,05 н.) раствора
хлорида кальция, см3.
312
Раствор трилона Б (0,05 М = 0,1 н.) удобно готовить из стан-
дарт-титра. Для этого 1 ампулу фиксанала, содержащую 0,1 мг  экв
(0,05 М) трилона Б, растворяют дистиллированной водой в мер-
ной колбе вместимостью 1 дм3.
3.2.2.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБМЕННОГО МАГНИЯ
ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Значение анализа. По содержанию обменного магния в почве
судят об обеспеченности растений этим элементом в доступной
форме. На легких почвах растениям часто недостает усвояемого
магния.
Принцип метода. Магний при взаимодействии с титановым
желтым в щелочной среде образует комплексное ярко-розовое со-
единение, интенсивность окраски которого пропорциональна
концентрации магния в растворе. Образованию ярко-розовой ок-
раски мешают марганец, железо, алюминий. Для перевода их в
неактивное состояние в раствор вводят гидроксиламин и триэта-
ноламин. Для предотвращения коагуляции окрашенного комп-
лекса добавляют поливиниловой спирт или раствор желатина,
после чего проводят фотоколориметрирование вытяжки.
Ход анализа. Приготовление вытяжки см. в п. 3.2.1. Для опреде-
ления обменного магния берут пипеткой 5 см3 вытяжки (при ана-
лизе почв легкого гранулометрического состава: песчаных и су-
песчаных) и 2 см3 (при анализе суглинистых почв), переносят в
коническую колбу вместимостью 100—150 см3 и добавляют при
постоянном перемешивании круговыми движениями содержимо-
го колбы 50 см3 окрашивающего раствора (реактив 3). Одновре-
менно с окрашивающим раствором для устранения вредного вли-
яния марганца, железа и алюминия вводят гидроксиламин (реак-
тив 6) и триэтаноламин (реактив 7). Затем при непрерывном пере-
мешивании раствора в колбу по каплям из бюретки приливают
5 см3 2 М раствора гидроксида натрия (реактив 8).
Полученный окрашенный раствор колориметрируют на элект-
рофотоколориметре. Для предотвращения коагуляции окрашен-
ного комплекса вводят поливиниловой спирт (раствор 4). К изме-
рению оптической плотности полученного раствора приступают
не ранее чем через 5 мин и не позднее 2 ч после добавления 2 М
раствора гидроксида натрия. При использовании в качестве анти-
коагулянта желатина (раствор 5) оптическую плотность измеряют
не ранее чем через 10 мин и не позднее 1 ч после прибавления
гидроксида натрия.
Фотоколориметрирование проводят в кювете с толщиной про-
свечиваемого слоя 3 см с желто-зеленым светофильтром. Раство-
313
ром сравнения служит нулевой раствор, не содержащий магний.
Нулевой раствор в кювете сравнения ФЭК заменяют свежим через
каждые 2 ч при использовании поливинилового спирта и каждый
час, если применяют желатин.
Реактивы. 1. 0,05%-ный раствор титанового желтого: берут на
аналитических весах 0,5 г (±0,01 г) реактива, х.ч. или ч.д.а., ра-
створяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью
1 дм3 и доводят объем до метки. Раствор тщательно перемешивают
и фильтруют через плотный фильтр (синяя лента). Хранят реактив
в склянке из темного стекла с притертой пробкой в холодильнике
не более 1 нед.
2.	0,5 М (1 н.) раствор хлорида кальция: 109,54 г (±0,01 г)
СаС12  6Н2О, х.ч., растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды.
Концентрацию СаС12 устанавливают по трилону Б.
3.	Окрашивающий раствор: для его приготовления в мерную
колбу вместимостью 1 дм3 берут 5 см3 0,5 М раствора хлорида
кальция, приливают примерно 500 см3 дистиллированной воды и
последовательно добавляют 12 см3 5%-ного раствора гидроксил-
амина (реактив 1), 25 см3 раствора триэтаноламина (реактив 2),
50 см3 0,5%-ного титанового желтого (раствор 1), 5 см3 2%-ного
поливинилового спирта (раствор 4) или 10 см3 0,05%-ного раство-
ра желатина (раствор 5), тщательно перемешивая смесь после
прибавления каждого реактива. Затем объем полученного раство-
ра доводя г до метки дистиллированной водой и еще раз тщательно
перемешивают. Раствор готовят в день проведения анализа.
4.	2%-ный раствор поливинилового спирта: 20 г поливинилово-
го спирта помещают в коническую колбу емкостью 1,2—1,5 дм3,
добавляют 1 дм3 дистиллированной воды, закрывают колбу проб-
кой с клапаном Бунзена и нагревают на кипящей водяной бане
при периодическом помешивании до полного растворения спир-
та. Если раствор мутный, то его фильтруют. Полученный раствор
можно использовать в течение 1 мес с повторным фильтрованием.
5.	0,5%-ный раствор желатина готовят из питательного желати-
на в день проведения анализа.
6.	Гидроксиламин солянокислый (NH2OH • НС1), х.ч. или
ч.д.а., 5%-ный водный раствор.
7.	Триэтаноламин [N(CH3CH2OH)3], ч.д.а. или х.ч., разбавлен-
ный дистиллированной водой (1 : 4).
8.	Гидроксид натрия (NaOH, х.ч. или ч.д.а.), 2 М (2 н.) раствор:
80 г NaOH растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды.
9.	25%-ный раствор соляной кислоты: 635 см3 НС1 (пл. 1,19 г/см3)
осторожно приливают цилиндром (под тягой) в мерную колбу
вместимостью 1 дм3 с предварительно налитой в нее примерно 300
см3 дистиллированной воды, раствор охлаждают, доводят водой до
метки и перемешивают.
314
10.	Хлорид калия (КС1, ч.д.а.).
11.	Оксид магния (MgO, х.ч. или ч.д.а.).
Приготовление рабочей шкалы образцовых растворов магния.
Первоначально готовят исходный образцовый раствор. Для этого
0,663 г (±0,001 г) оксида магния, доведенного прокаливанием в
муфельной печи при температуре 500 °C до постоянной массы,
помещают в мерную колбу на 1 дм3 и приливают 10 см3 25%-ного
раствора соляной кислоты (реактив 9). После растворения оксида
магния в колбу приливают около 600 см3 дистиллированной воды,
добавляют 75 г хлорида калия (реактив 10), перемешивают и дово-
дят водой объем до метки. Исходный образцовый раствор содер-
жит 0,4 мг/см3 магния.
Для приготовления рабочей шкалы берут с помощью бюретки в
пронумерованные мерные колбы на 100 см3 указанное в таблице 29
количество исходного образцового раствора и доводят 1 М КС!
раствором объем до метки.
29. Данные для построения градуировочного графика
Номер колбы	Объем образцового раствора Mg, см’		Концен- трация Mg, мг/100 см’	Содержание Mg в почве, мг/кг	
	Объем вытяжки			Объем вытяжки, взятой для анализа	
	2 см’	5 см’		2 см’	5 см’
1	0	0	0	0	0
2	2,5	1,0	0,02	25	10
3	5,0	2,0	0,04	50	20
4	7,5	3,0	0,06	75	30
5	10,0	4,0	0,08	100	40
6	12,5	5,0	0,10	125	50
7	15,0	6,0	0,12	150	60
8	20,0	8,0	0,16	200	80
Из полученных рабочих стандартных растворов пипеткой отби-
рают объем раствора, равный объему взятой анализируемой вы-
тяжки, переносят в конические колбы на 100 см3 и окрашивают
так же, как при анализе вытяжек из почвы, через 10—15 мин фото-
колориметрируют. По результатам фотоколориметрирования
строят градуировочный график.
Для получения хорошей воспроизводимости результатов все
операции, когда анализируемых образцов несколько, проводят од-
новременно. Особенно необходимо в одно и то же время прили-
вать раствор титанового желтого.
Вычисление результатов. Содержание обменного магния в ана-
лизируемой почве находят по градуировочному графику и выра-
жают в мг  экв/100 г почвы или в мг/кг почвы, обязательно вычи-
тая результат холостого определения. При очень большом содер-
жании магния в анализируемой пробе почвы, когда показания вы-
315
ходят за пределы шкалы, фотоколориметрирование повторяют,
предварительно разбавив вытяжку 1 М раствором КС1 до требуе-
мой концентрации. Найденное затем содержание магния увеличи-
вают во столько раз, во сколько была разбавлена вытяжка.
Найденную величину содержания магния можно использовать
для характеристики почвенного поглощающего комплекса и опре-
деления потребности в магниевых удобрениях.
Если при анализе берут другие разведения, то содержание маг-
ния (мг/кг почвы) находят по формуле
.. AV -1000
Mg = —------,
vxm
где А — концентрация магния, найденная по градуировочному графику, мг/см3;
И—общий объем вытяжки, см3; 1000 — коэффициент пересчета на 1 кг почвы;
Vi — объем вытяжки, взятой для фотоколориметрирования, см3; т — масса почвы,
взятой для анализа, г.
Для перевода мг Mg в мг  экв найденную величину делят на эк-
вивалентную массу (12) магния.
3.2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГЛОЩЕННОГО НАТРИЯ В СОЛОНЦОВЫХ
ПОЧВАХ ПО МЕТОДУ Н. Н. АНТИПОВА-КАРАТАЕВА
И Л. Я. МАМАЕВОЙ
Принцип метода. Метод основан на обработке почвы опреде-
ленным объемом раствора гипса известной концентрации, кото-
рый вытесняет натрий из почвенного поглощающего комплекса:
ППК | 2Na+ + CaSO4 # ППК | Са2+ + Na2SO4.
Непрореагировавший кальций гипса осаждают щелочной сме-
сью точно известной концентрации, избыток которой оттитровы-
вают кислотой. Количество кальция, пошедшего на вытеснение
обменного натрия из ППК, позволяет определить содержание по-
глощенного натрия в почве.
Достоинством этого метода является то, что для вытеснения
поглощенного натрия используют гипс, который и применяют для
химической мелиорации солонцовых почв. Но так как поглощен-
ный натрий в описываемом методе определяется косвенно (по ко-
личеству кальция гипса, идущего на вытеснение Na+), этот метод
непригоден для почв, содержащих гипс.
Одновременно часть гипса расходуется и на вытеснение катио-
нов Mg2+ и К+. Поэтому результат будет более точный, если обмен-
316
ный калий определяют отдельно, содержание которого затем вычи-
тают. Магний после вытеснения осаждаемся вместе с остатком не-
израсходованного кальция, поэтому его в расчет не принимают.
При наличии в анализируемой пэчве водорастворимой соли
MgSO4 в результаты анализа надо вносить поправки, так как в
этом случае часть щелочной смеси будет расходоваться и на осаж-
дение этой соли. Присутствие в почве щелочных карбонатов, на-
пример СаСО3, завышает содержание натрия, поэтому вводят по-
правку, учитывая общую щелочность водной вытяжки.
Ход анализа. Навеску 5 г (±0,1 г) воздушно-сухой почвы, пред-
варительно растертой и просеянной через сито с диаметром от-
верстий 0,25 мм (при содержании обменного натрия более 20 %
емкости поглощения) или 10 г (при содержании 10—20 % обмен-
ного натрия), помещают в колбу на 250—300 см3 и приливают из
бюретки или пипеткой 200 см3 раствора гипса (реактив 1). Колбу
закрывают пробкой, взбалтывают несколько раз и оставляют на
48 ч для полного вытеснения натрия. После этого суспензию
фильтруют через плотный фильтр (синяя лента). Затем 100 см3
фильтрата переносят пипеткой в мерную колбу на 200 см3. Колбу
ставят на сетку электроплитки или газовой горелки и доводят ра-
створ до кипения. В горячий раствор добавляют 75 см3 щелочной
смеси (реактив 2), приливая смесь вначале очень медленно во из-
бежание разбрызгивания.
После этого раствор с выпавшим осадком СаСО3 и Mg(OH)2
кипятят еще 2—3 мин, а затем продолжают нагревание при мень-
шей температуре без кипения в течение 15—20 мин. При более
длительном кипячении и нагревании осадок может частично ра-
створяться. После этого колбу охлаждают сначала на воздухе, а за-
тем под краном с холодной водой. Охлажденный раствор доводят
до метки дистиллированной водой, не содержащей СО2. Раствор
перемешивают и быстро фильтруют во избежание частичного вза-
имодействия Mg(OH)2 с диоксидом углерода, что увеличивает ра-
створимость магния.
Затем берут 100 см3 прозрачного фильтрата, переносят в кони-
ческую колбу на 250 см3 и титруют 0,1 н. раствором НС1 (реактив
3) в присутствии 2—3 капель метилоранжа (реактив 4) до перехода
окраски раствора от желтой к слабо-розовой.
Вычисление результатов. Содержание поглощенного натрия
(мг • экв/100 г почвы) рассчитывают по формуле
Na = [а —(И —2Kj)-2-0,1]-100 _ с
т
где а —содержание Са2+ в 200 см3 раствора гипса, мг-экв; К—объем щелочной
317
смеси, взятой для осаждения Са2+ и вытесненного Mg2+, см3; Kj — объем 0,1 н.
(0,1 М) раствора НС1, пошедшего на титрование избытка щелочной смеси (вели-
чину удваивают, так как для титрования брали половину фильтрата, содержащего
избыток щелочной смеси), см3; 2 —число (за скобками), показывающее, что ве-
личину (V— 21']) надо удвоить, потому что на осаждение брали половину раствора
гипса; 0,1 — число мг экв, соответствующее 1см3 0,1 н. гидроксида натрия (или
1 см3 0,1 М раствора NaOH); 100 — коэффициент для пересчета на 100 г почвы;
т — масса почвы, г; С—обшая щелочность или содержание свободного натрия
определенного в водной вытяжке, мг • экв/100 г почвы.
Чтобы выразить содержание Na в мг/100 г почвы, нужно полу-
ченный результат умножить на эквивалентную массу натрия — 23.
Реактивы. 1. Раствор гипса: 3 г гипса (CaSO4-2H2O, х.ч.) ра-
створяют 1 дм3 дистиллированой воды в течение 3—4 ч при частом
помешивании, а затем фильтруют через плотный фильтр. Для ус-
тановления нормальности берут 2—3 пробы приготовленного ра-
створа по 100 см3 и осаждают кальций щелочной смесью, как опи-
сано выше, а избыток смеси оттитровывают 0,1 н. раствором НС1.
По разности между взятым количеством щелочной смеси и ее ос-
татком находят содержание кальция в мг  экв сначала в 100 см3, а
затем в 200 см3 раствора гипса.
При расчете содержания Са нужно учитывать, что 1 см3 0,1 н.
раствора НС1 соответствует 0,1002 мг • экв Са.
2.	Щелочная смесь: готовят отдельно точно 0,1 н. растворы
Na2CO3 и NaOH. Полученные растворы смешивают в соотноше-
нии 2:1.
3.	0,1 н. (0,1 М) раствор НС1: 8,2 см3 концентрированой НС1
(пл. 1,19, ч.д.а.) переносят в мерную колбу на 100 см3 и доводят
дистиллированной водой до метки. Чтобы при расчетах не вно-
сить поправки на нормальность растворов, необходимо готовить
точно 0,1 н. растворы Na2CO3, NaOH и НС1.
4.	Метиловый оранжевый (индикатор), 0,1%-ный водный ра-
створ.
3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОДНЫХ
ВЫТЯЖЕК И СОСТАВА ГРУНТОВЫХ ВОД ЗАСОЛЕННЫХ
ПОЧВ
3.3.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОГО ОСТАТКА ВОДНОЙ ВЫТЯЖКИ
Значение анализа. При засолении почв значительно ухудшают-
ся рост и развитие растений вследствие высокого осмотического
давления почвенного раствора. В этих условиях поглощение кор-
нями вредных ионов легкорастворимых солей усиливается, что ве-
дет даже к гибели растений.
Засоление почв обусловливается накоплением карбонатов, гид-
318
рокарбонатов, хлоридов и сульфатов кальция, магния, натрия и
калия. Отрицательное влияние этих солей на качество и величину
урожая проявляется уже при их содержании около 0,1 % от массы
сухой почвы, а при наличии 0,5—1 % солей рост и развитие куль-
турных растений полностью подавляются. В таблице 30 показана
степень засоленности почв.
30. Степень засоленности почв (по Карпинскому, Балябо, Францесону, Ляхову)
Степень засоленности ПОЧВ	Плотный остаток	СТ	so^-	HCOJ
	% абсолютно сухой почвы			
Для хлоридного и хлоридно-сульфатного засоления
Незасоленные Слабозасоленные	< 0,3 0,3-0,5	< 0,01 0,01-0,05	—	—
Среднезасоленные	0,5-1,0	0,05-0,10	—	—
Сил ьнозасоленные	1,0-2,0	0,1-0,2	—	—
Солончаки	>2,0	>0,2	—	—
Для сульфатного и хлоридно-сульфатного засоления
Незаселенные	< 0,3	< 0,01	< 0,10	—
Слабозасоленные	0,3-1,0	0,01	0,1-0,4	—
Среднезасоленные	1,0-2,0	0,05	0,4-0,6	—
Сильнозасоленные	2,0—3,0	0,10	0,6-0,8	—
Солончаки	>3,0	>0,3	>0,8	—
	Для содового и смешанного засоления			
Незаселенные	< 0,2	0,01	0,02	< 0,06
Слабозасоленные	0,2-0,5	0,05-0,1	0,01	о,1-0,2
Среднезасоленные	0,5	0,02	0,2	0,2-0,3
Сильнозасоленные	0,5-0,7	0,2	0,2	0,3-0,4
Солончаки	0,7-1,0	0,4	0,2	>0,4
Сильнозасоленные почвы и солончаки для выращивания сель-
скохозяйственных культур непригодны. Они нуждаются в корен-
ном улучшении путем проведения орошения, промывки, приме-
нения органических удобрений и фитомелиорации.
Принцип метода. Плотный остаток водной вытяжки из почвы
определяют выпариванием определенного объема вытяжки из по-
чвы с последующим высушиванием остатка в термостате и взве-
шиванием. После прокаливания плотного остатка находят общее
содержание легкорастворимых солей в почве.
Ход анализа. Из среднего образца почвы берут 100 г воздушно-
сухой почвы (параллельно берут навеску на влажность почвы), пе-
реносят в стеклянную или пластиковую бутылку вместимостью
750—800 см3 и приливают 500 см3 предварительно прокипяченной
(для удаления СО2) дистиллированной воды, закрывают пробкой
319
и взбалтывают в течение 5 мин. После этого суспензию фильтруют
через плотный складчатый фильтр, перенося часть почвы на
фильтр, что позволяет получить прозрачный фильтрат. Затем с
помощью пипетки отбирают 50 см3 вытяжки и переносят в пред-
варительно высушенную в термостате при 105 °C и взвешенную на
аналитических весах с точностью до 0,001 г фарфоровую чашку
диаметром 7—9 см. Чашку с раствором ставят на водяную баню и
выпаривают. При невысоком содержании растворимых солей в
водной вытяжке в чашку после выпаривания первых 50 см3 добав-
ляют еще несколько раз по 50 см3. Общий объем выпаренной вы-
тяжки учитывают при вычислении массовой доли плотного остат-
ка и содержания легкорастворимых солей. После выпаривания ра-
створа на водяной бане чашку с плотным остатком высушивают в
термостате в течение 3 ч при 100 °C; затем охлаждают в эксикаторе
и взвешивают на аналитических весах. Если масса высушенного
остатка >0,1 г, то его повторно высушивают и взвешивают. Со-
держание плотного остатка (массовую долю, % абсолютно сухой
почвы) рассчитывают по формуле
Ц/	_ ^ПЛ.ОСТ^'о . 1
плост ’
где тпл.ост — масса плотного остатка, г; т — навеска абсолютно сухой почвы, г;
Кл — объем аликвоты водной вытяжки, взятой для выпаривания, см3; Ио — общий
объем вытяжки, см3; 100 — коэффициент для выражения в %.
Предположим, что 14л = 150 см3 (для выпаривания брали 3 раза
по 50 см3), Fo = 500 см3, а т — 90 г, тогда формула примет вид
Ж л ост = /Яплост'50° • 100 = /иплост • 3,707.
ПЛ. OCI	90 * 150	7
Для определения общего количества минеральных солей в
водной вытяжке из почвы чашку после высушивания в термоста-
те и взвешивания на аналитических весах прокаливают в муфеле
при 525 °C в течение 30 мин. После этого чашку ставят в эксика-
тор для охлаждения и взвешивают на аналитических весах. Про-
каливание, охлаждение и взвешивание на аналитических весах
повторяют до тех пор, пока масса чашки с минеральным остат-
ком не станет постоянной. Массовую долю минерального остат-
ка вычисляют по той же формуле, что и при определении сухого
остатка, при этом в формуле /ипл ост заменяют на т минерального
остатка (тмин
.ост)-
320
3.3.2.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЩЕЛОЧНОСТИ ПОЧВЫ
Значение анализа. Засоленные почвы имеет щелочную реакцию
(pH > 7,0). Щелочная реакция почвенного раствора обусловлива-
ется присутствием в нем карбонатов и гидрокарбонатов щелочных
и щелочно-земельных металлов. Карбонаты и гидрокарбонаты,
подвергаясь гидролизу, образуют в почвенном растворе слабые
кислоты и сильные основания, которые вызывают существенное
подщелачивание почвенного раствора. Щелочность почвенного
раствора может также усиливаться при наличии в нем гидролити-
чески щелочных солей кремниевой и органических кислот.
Растения отрицательно реагируют на щелочную реакцию. По-
этому для успешного проведения мероприятий по устранению
щелочности необходимо знать величину щелочности, определяе-
мую нормальными карбонатами и гидрокарбонатами.
Принцип метода. Метод основан на последовательном титрова-
нии аликвоты водной вытяжки 0,01 н. (0,005 М) раствором серной
кислоты первоначально до pH 8,3 (титрование 0,01 н. раствором
H2SO4 по фенолфталеину), а затем до pH 4,4 (титрование 0,01 н.
раствором H2SO4iio метилоранжу):
при титровании до pH 8,3 определяют щелочность, вызывае-
мую нормальными карбонатами. Карбонат-ионы СО3 превраща-
ются в гидрокарбонат-ионы: Na2CO3 + H2SO4 = NaHCO3 + NaHSO4.
Из уравнения реакции следует, что карбонат натрия оттитровыва-
ется по фенолфталеину наполовину, т. е. до образования гидро-
карбоната;
при дальнейшем титровании до pH 4,4 (после прекращения
титрования по фенолфталеину до pH 8,3) происходит нейтрализа-
ция гидрокарбонат-иона:
HCOf + Н+ = Н2СО3, NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + Н2О + СО2.
Ход анализа. В химический стакан или коническую колбу вмес-
тимостью 100 см3 отбирают дозатором или пипеткой 20 см3 вод-
ной вытяжки (приготовление водной вытяжки см. в разделе «Оп-
ределение плотного остатка водной вытяжки») и ставят на магнит-
ную мешалку. Затем в раствор погружают электроды (индикатор-
ный стеклянный и электрод сравнения) и определяют pH
вытяжки. Если pH вытяжки ниже 8,3, то это указывает на отсут-
ствие в почвенном растворе нормальных карбонатов (СО3~). В
этом случае определяют только гидрокарбонат-ион (НСО^), тит-
руя вытяжку 0,005 М (0,01 н.) раствором H2SO4 до pH 4,4. В вы-
тяжке с pH > 8,3 определяют оба вида щелочности. Вначале вы-
тяжку титруют по фенолфталеину до исчезновения розовой окрас-
ки (до pH 8,3), а затем по метилоранжу (до pH 4,4).
21 - 8539
321
Заполняют бюретку блока автоматического титрования ра-
створом серной кислоты (реактив 1). В стакан с вытяжкой по-
гружают электродную пару и кончик дозирующей трубки бю-
ретки. На блоке автоматического титрования задают значение
pH конечной точки титрования (pH 8,3). Включают магнитную
мешалку, pH-метр и блок автоматического титрования. Когда
показания pH установятся, открывают кран бюретки и титруют
пробу до pH 8,3. Расход 0,005 М раствора H2SO4 записывают.
После этого на блоке автоматического титрования задают зна-
чение pH конечной точки титрования, равное 4,4, и продолжа-
ют титрование.
При отсутствии в лаборатории pH-метра щелочность определя-
ют визуально путем установления эквивалентных точек по изме-
нению окраски индикатора при титровании: по фенолфталеину
(до pH 8,3 — карбонатная щелочность) — с малиновой до бесцвет-
ной и по метилоранжу (до pH 4,4 — гидрокарбонатная щелоч-
ность) — с желто-зеленой до красно-фиолетовой. Для определе-
ния щелочности титрованием берут в химический стакан или ко-
ническую колбу на 100—150 см3 20 см3 водной вытяжки и прибав-
ляют 1—2 капли фенолфталеина. Окрашивание вытяжки в
розовый цвет указывает на присутствие в ней нормальных кар-
бонатов. В этом случае вытяжку оттитровывают 0,005 М раство-
ром H2SO4 до исчезновения окраски.
Объем пошедшей на титрование кислоты записывают. Затем к
раствору прибавляют 1—2 капли метилоранжа и продолжают тит-
ровать той же кислотой до перехода окраски от желтоватой к едва
заметной розовой. Если вытяжка не дает окрашивания с раство-
ром фенолфталеина, то это указывает на отсутствие нормальных
карбонатов. Тогда оттитровывают только гидрокарбонаты, добав-
ляя сразу две капли раствора метилоранжа. Титрование лучше вес-
ти, ориентируясь на окраску «свидетеля», т. е. рядом на лист белой
бумаги ставят колбочку такого же размера и с таким же объемом
жидкости и индикатора в титруемой колбочке с оттитрованным
раствором.
Вычисление результатов. Щелочность (мг/100 г почвы), вызыва-
емую карбонат-ионами (COj-), рассчитывают по формуле
_ И 0,150 100
соз-	т
где V— объем 0,005 М раствора H7SO4, пошедшей на титрование 20 см3 вытяжки
по фенолфталеину (до pH 8,3), см3; 0,150— 1 см3 0,005 М (0,01 н.) раствора H2SO4
соответствует 0,150 мг COj- при титровании по фенолфталеину с учетом того, что
карбонат-ион оттитрован наполовину; 100 — коэффициент пересчета на 100 г по-
чвы; т — масса почвы, соответствующая исследуемому объему вытяжки, г.
322
Если масса почвы для приготовления вытяжки составляет 100 г,
к которой добавляли 500 см3 воды и для титрования было взято
20 см3 вытяжки, то приведенная формула примет вид
_ И 0,150-100
ссо2---------4 г
Массовую долю карбонат-ионов (%) вычисляют по формуле
_ И-0,150-100
соз т -1000
где И— объем 0,005 М раствора H2SO4, см3; 0,150—1 см3 0,005 М (0,01 н.) раство-
ра H2SO4 соответствует 0,150 мг СО|_ при титровании вытяжки по фенолфталеи-
ну; т — масса почвы, соответствующая объему вытяжки, взятой для анализа, г
(т = 4 г); 100 — коэффициент для выражения результатов в %; 1000 — для перево-
да мг в г.
После подстановки соответствующих значений приведенная
формула примет вид
’4=EVi^ = K'('/xn75-
Щелочность (мг/100г почвы), вызываемую гидрокарбонат-
ионами HCOf, рассчитывают по формуле
_ К О, 61-100
Снсоу - т
где V— объем 0,005 М раствора H2SO4, пошедшей на титрование гидрокарбонатов
по метилоранжу до pH 4,4 (от pH 8,3 до pH 4,4), см3 ; 0,61 — 1 см3 0,005 М (0,01 н.)
раствора H2SO4 соответствует 0,61 мг НСОу при титровании вытяжки с pH 8,3 и
ниже по метилоранжу; т — масса почвы, соответствующая объему вытяжки, взя-
тому для анализа (т = 4 г), г; 100 — для пересчета на 100 г почвы.
После подстановки в формулу соответствующих значений она
примет вид
Снсо_ = К^0 = и15,25.
НСО3	л
Массовую долю гидрокарбонат-ионов (%) вычисляют по фор-
муле
_ К-0,61-100	_ ^-001525
"нсоз ^.юоо 4000 Г ’
где И—объем 0,005 М раствора H2SO4, см3; 0,61 — 1 см3 0,005 М раствора H2SO4
21*	323
соответствует 0,61 мг HCOj при титровании вытяжки по метилоранжу (от pH 8,3
и ниже до pH 4,4); т — масса почвы, соответствующая анализируемому объему
вытяжки (4 г), г; 1000 — коэффициент для перевода мг в г.
Для титрования вытяжки можно использовать 0,01 М (0,02 н.)
раствор H2SO4. Тогда 1 см3 0,01 М раствора H2SO4 будет соответ-
ствовать 0,30 мг СО3- при титровании по фенолфталеину с учетом
того, что СОз- оттитровывается наполовину: СО3- + Н+ = НСО3.
При титровании вытяжки по метилоранжу с pH 8,3 и ниже (до
pH 4,4) 1 см3 0,01 М (0,02 н.) раствора H2SO4 соответствует 1,22 мг
нсоЬ
Реактивы. 1. 0,05 М (0,1 н.) раствор H2SO4 готовят из стандарт-
титра (фиксанала). Ампулу, содержащую 0,1 мг • экв (4,9 г) H2SO4,
вскрывают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и дово-
дят дистиллированной водой до метки. В 1 см3 такого раствора со-
держится 4,9 мг H2SO4.
2.	Для приготовления 0,005 М (0,01 н.) берут 100 см3 0,05 М
(0,1 н.) раствора H2SO4, переносят в колбу вместимостью 1 дм3,
доводят дистиллированной водой до метки и тщательно переме-
шивают. Раствор хранят не более 3 мес.
3.	Фенолфталеин (индикатор), 1—2%-ный раствор в этиловом
спирте.
4.	Метиловый оранжевый (индикатор), 0,1 %-ный водный ра-
створ.
5.	Этиловый спирт.
Аппаратура и материалы. pH-метр или ионометр. Магнитная
мешалка. Блок автоматического титрования БАТ-15 или анало-
гичный прибор. Бюретки вместимостью 5 и 10 см3. Дозаторы или
пипетки на 20 см3. Стаканы химические вместимостью 100 см3.
Колбы мерные на 100 и 1000 см3.
3.3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРИД-ИОНА МЕТОДОМ
ИОНОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ
Значение анализа (см. стр. 318—319).
Принцип метода. Основан на титровании иона С1- в водной вы-
тяжке ионом Ag+ (раствором AgNO3), образующего с хлорид-
ионом труднорастворимое соединение: Ag+ + Cl- = AgCl.
Конечную точку титрования устанавливают ионометрически с
помощью хлоридного ионно-селективного электрода.
Ход анализа. Ионно-селективный хлоридный электрод готовят к
проведению анализа: внутреннюю полость корпуса электрода про-
мывают сначала дистиллированной водой, а затем 0,1 М раствором
хлорида калия (0,1 моль КО на дм3). После этого внутреннюю по-
лость ионно-селективного хлоридного электрода заливают 1,5 см3
0,1 М раствора КС1, встряхивают для избавления от пузырьков воз-
324
духа. Потом в корпус ввинчивают хлоридсеребряный полуэлемент
и на 24 ч электрод опускают в 0,0001 М раствор КС1.
Вспомогательный электрод подготовляют к работе согласно
инструкции завода-изготовителя. После подготовки электрода к
анализу к нему присоединяют электролитическую ячейку, запол-
ненную 1 М раствором KNO3.
С помощью пипетки отбирают 2—20 см3 анализируемой вы-
тяжки и переносят ее в химический стакан вместимостью 100—
150 см3. Точно объем анализируемой вытяжки определяют так: в
чистую пробирку приливают 10 см3 приготовленной вытяжки
(приготовление вытяжки см. в предыдущем разделе). К ней добав-
ляют несколько капель 5%-ного раствора AgNO3. Затем в зависи-
мости от помутнения или образования в пробирке осадка AgCl де-
лают соответствующие выводы и поступают следующим образом:
помутнение раствора в пробирке не отмечается, что указывает
на отсутствие хлорид-иона;
в растворе в пробирке проявляется опалесценция, что указыва-
ет на присутствие хлорид-иона;
при образовании небольшого осадка AgCl берут 20 см3 вытяжки;
при выпадении осадка AgCl средней величины для анализа бе-
рут от 5 до 20 см3 вытяжки;
при образовании в пробирке очень большого осадка для анали-
за берут 5 см3 вытяжки.
К анализируемой вытяжке в химическом стакане приливают из
бюретки 1 см3 азотной кислоты, разбавленной дистиллированной
водой в соотношении 1 : 150. Бюретку заполняют 0,02 М раство-
ром AgNO3. На блоке автоматического титрования устанавливают
значение электродвижущей силы (ЭДС) конечной точки титрова-
ния, которую определяют предварительно.
Стакан с вытяжкой ставят на магнитную мешалку, погружают в
раствор электродную пару, а также кончик дозирующей трубки
бюретки, включают блок автоматического титрования и титруют
до заданного значения ЭДС. После того как загорится сигнальная
лампа «Конец», определяют расход 0,02 М раствора AgNO3. По
окончании титрования блок титрования отключают отжатием
тумблера «Пуск», а затем «Вкл.».
Одновременно проводят титрование холостой пробы, а затем
вычитают объем AgNO3 из результатов титрования анализируемой
пробы.
Значения ЭДС конечной точки титрования (мВ) определяют
по формуле
ЭДС = £+ ПО мВ,
где Е— ЭДС используемой для титрования электродной пары в 0,001 М растворе
NaCl, мВ. Конечную точку титрования выводят из результатов трех определений.
325
Содержание хлорид-иона (мг/100 г почвы) рассчитывают по
формуле
(Г - Ио)-0,7091-100 ~Г2
где V— объем 0,02 М раствора AgNO3, пошедшего на титрование анализируемой
вытяжки, см3; Ио —объем 0,02 М раствора AgNO3, пошедшего на титрование хо-
лостой пробы, см3; 0,7091 — 1 см3 0,02 М раствора AgNO3 соответствует 0,7091 мг
Cl“ (Ag+ в 1 см3 0,02 М раствора AgNO3 связывают 0,7091 мг С1~); 100 — коэффи-
циент пересчета на 100 г почвы; Уг — объем всей вытяжки (150 см3); Ц — объем
вытяжки, взятой на титрование, см3; т — масса почвы, соответствующая объему
вытяжки, взятой для анализа, г.
Предположим, что для титрования было взято 20 см3 анализи-
руемой вытяжки. Тогда приведенная формула примет вид
(Г-Го)-0,7091-100 150
ст = - - -20-4-----------| (Г - Го) • 133.
Для вычисления содержания СГ (мг-экв/100 г почвы) полу-
ченный результат делят на 35,45 (эквивалентная масса хлора).
Массовую долю СГ (%) вычисляют по формуле
_ с-100 _
сг 100-1000
с
1000
= с- 0,001,
где С— содержание С1~, мг/100 г почвы; 1000 — коэффициент для пересчета мг в г.
Реактивы. 1. 0,1 М раствор хлорида калия: хлорид калия КС1,
х.ч. или ч.д.а., прокаливают при температуре 500 °C до постоянной
массы, навеску прокаленного КС1 7,456 г (±0,001 г) растворяют в
дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1 дм3 и до-
водят объем дистиллированной водой до метки. Раствор в колбе
тщательно перемешивают и хранят в склянке до 1 года. Для при-
готовления раствора можно использовать стандарт-титр хлорида
калия.
2.	0,01 М раствор хлорида калия: 10 см3 0,1 М раствора КС1 пе-
реносят с помощью пипетки в мерную колбу на 100 см3. Содержи-
мое колбы доводят дистиллированной водой до метки, перемеши-
вают и используют в день приготовления.
3.	0,001 М раствор хлорида калия: 10 см3 0,01 М раствора КС1 с
помощью пипетки переносят в мерную колбу на 100 см3. Далее
поступают, как описано в пункте 2.
326
4.	0,02 М раствор нитрата серебра (AgNO3): навеску 3,4 г
(±0,01 г) AgNO3, х.ч. или ч.д.а., растворяют дистиллированной во-
дой в колбе вместимостью 1 дм3 и доводят содержимое до метки.
Точную концентрацию раствора устанавливают титрованием.
С этой целью отбирают 10 см3 0,01 М раствора в колбу на 100—
150 см3, приливают 1 см310%-ного раствора хромата калия и тит-
руют раствором нитрата серебра до изменения окраски с желтой
до красно-бурой. Для расчета точной концентрации нитрата се-
ребра используют среднее арифметическое результатов трех тит-
рований. Концентрацию (Q 0,02 М раствора нитрата серебра
(моль/дм3) вычисляют по формуле
С=0,01К/Гь
где 0,01 — концентрация раствора хлорид-иона, взятого для титрования, моль/дм3;
И—объем раствора хлорида калия, используемого для титрования, см3; Pi —
объем приготовленного 0,02 М раствора AgNO3, пошедшего на титрование ра-
створа хлорида калия, см3.
5.	Азотная кислота (HNO3, пл. 1,51), х.ч. или ч.д.а., разбавлен-
ная дистиллированной водой 1 : 150.
6.	1 М раствор нитрата калия (KNO3), х.ч. или ч.д.а.
7.	Вода дистиллированная.
Аппаратура и материалы. Ионометр или pH-метр, милливольт-
метр с блоком автоматического титрования. Магнитная мешалка.
Ионно-селективный хлоридный электрод типа ЭМ-С1-01 или по-
добный с твердой мембраной. Хлоридееребряный электрод срав-
нения. Электролитическая ячейка, заполненная 1 М раствором
нитрата калия. (Остальные посуду и аппаратуру см. в предыдущей
работе.)
3.3.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРИД-ИОНА МЕТОДОМ ПРЯМОЙ
ИОНОМЕТРИИ
Значение анализа. По содержанию растворимых сульфатов и
хлоридов судят о характере засоления почв. Высокое их содержа-
ние отрицательно воздействует на рост и развитие растений. Для
того чтобы оценить их возможное отрицательное влияние на рас-
тения, нужно знать содержание этих ионов в водной вытяжке по-
чвы.
Принцип метода. Состоит в определении разности потенциалов
хлоридного ионно-селективного и вспомогательного электродов,
величина которой определяется концентрацией хлорид-ионов в
растворе. Вспомогательным электродом служит хлоридсеребря-
ный электрод. Для устранения загрязнения анализируемой вы-
321
тяжки хлоридом калия из солевого контакта вспомогательного
электрода используют переходную электролитическую ячейку,
которую заполняют раствором нитрата калия концентрации
1 моль/дм3.
Ход анализа. Навеску воздушно-сухой почвы 30 г (±0,1 г) поме-
щают в стеклянную или пластиковую бутылку (колбу) емкостью
300—350 см3 и приливают 150 см3 дистиллированной воды. Содер-
жимое бутылки встряхивают в течение 3 мин и оставляют на 5 мин.
Затем почвенную суспензию встряхивают от руки и фильтруют че-
рез двойные складчатые фильтры, перенося вначале на фильтр как
можно больше почвы. Первые мутные порции фильтрата отбрасы-
вают (или переносят вновь на фильтр) и фильтрование продолжа-
ют. В полученной вытяжке определяют содержание ионов С1_.
Содержание С1~ определяют с помощью градуировочного гра-
фика, который строят на миллиметровой бумаге по результатам
определения ЭДС в растворах сравнения. На оси абсцисс откла-
дывают значения рСС1", а на оси ординат соответствующие им
показания прибора. Перед определением ЭДС в растворах сравне-
ния внутреннюю полость корпуса ионно-селективного хлоридно-
го электрода промывают сначала дистиллированной водой, а за-
тем 0,1 М раствором хлорида калия. Затем во внутреннюю полость
электрода заливают 1,5 см3 того же (0,1 М) раствора К.С1, в корпус
ввинчивают хлоридсеребряный полуэлемент и электрод выдержи-
вают в течение 24 ч в 0,0001 М растворе К.С1. После этого присту-
пают к определению ЭДС в растворах сравнения. Растворы срав-
нения концентраций 0,01; 0,001 и 0,0001 моль/дм3 готовят после-
довательным десятикратным разбавлением раствора хлорида ка-
лия концентрации 0,1 моль/дм3, рСС1 приготовленных растворов
соответственно равен 2, 3 и 4.
Для проверки работы прибора и электродов определение ЭДС
в растворах сравнения проводят в течение рабочего дня не мене
3 раз.
После определения ЭДС в растворах сравнения электродную
пару тщательно промывают дистиллированной водой и протирают
фильтровальной бумагой. Затем электродную пару погружают в
анализируемую вытяжку и определяют ЭДС.
При переносе электродов из одного фильтрата в другой их про-
мывают дистиллированной водой и протирают фильтровальной
бумагой. Нужно всегда помнить, что температура анализируемых
вытяжек и растворов сравнения должна быть одинаковой.
Вычисление содержания хлора в почве проводят следующим
образом: по градуировочному графику определяют показатель
рСС1~ для анализируемой вытяжки (с точностью до 0,01), затем
по величине рСС1_ с помощью таблицы 31 определяют количе-
ство мг • экв хлорид-иона на 100 г почвы.
328
31. Пересчет рСС1~ в мг • экв С1~/100 г почвы
рССГ	Сотые доли pCCl-									
	0,00	0,01	0,02 |	0,03	0,04 |	0,05 |	0,06	0,07	0,08 |	0,09
1,0	50,0	48,9	47,7	46,7	45,6	44,6	43,5	42,6	41,6	40,6
1,1	39,7	38,8	37,9	37,1	36,2	35,4	34,6	33,8	33,0	32,3
1,2	31,5	30,8	30,1	29,4	28,8	28,1	27,5	26,9	26,2	25,6
1,3	25,1	24,5	23,9	23,4	22,9	22,3	21,8	21,3	20,8	20,4
1,4	19,9	19,5	19,0	18,6	18,2	17,7	17,3	16,9	16,6	16,2
1,5	15,8	15,5	15,1	14,8	14,4	14,1	13,8	13,5	13,2	12,9
1,6	12,6	12,3	12,0	11,7	11,5	11,2	10,9	10,7	10,4	10,2
1,7	9,98	9,75	9,53	9,31	9,10	8,89	8,69	8,49	8,30	8,11
1,8	7,92	7,74	7,57	7,40	7,23	7,06	6,90	6,74	6,59	6,44
1,9	6,29	6,15	6,01	5,87	5,74	5,61	5,48	5,36	5,23	5,12
2,0	5,00	4,89	4,77	4,67	4,56	4,46	4,35	4,26	4,16	4,06
2,1	3,97	3,88	3,79	3,71	3,62	3,54	3,46	3,38	3,30	3,23
2,2	3,15	3,08	3,01	2,94	2,88	2,81	2,75	2,69	2,62	2,56
2,3	2,51	2,45	2,39	2,34	2,29	2,23	2,18	2,13	2,08	2,04
2,4	1,99	1,95	1,90	1,86	1,81	1,77	1,73	1,69	1,66	1,62
2,5	1,58	1,55	1,51	1,48	1,44	1,41	1,38	1,35	1,31	1,29
2,6	1,26	1,23	1,20	1,17	1,15	1,12	1,09	1,07	1,05	1,02
2,7	0,998	0,975	0,953	0,931	0,910	0,889	0,869	0,849	0,830	0,811
2,8	0,792	0,774	0,757	0,740	0,723	0,706	0,690	0,675	0,659	0,644
2,9	0,629	0,615	0,601	0,587	0,574	0,561	0,548	0,536	0,524	0,512
3,0	Q,500	0,489	0,477	0,467	0,456	0,446	0,435	0,426	0,416	0,406
3,1	0,397	0,388	0,379	0,371	0,362	0,354	0,346	0,338	0,330	0,323
3,2	0,315	0,308	0,301	0,294	0,288	0,281	0,275	0,269	0,262	0,256
з,з	0,251	0,245	0,239	0,234	0,229	0,223	0,218	0,213	0,208	0,204
3,4	0,199	0,195	0,190	0,186	0,182	0,177	0,173	0,169	0,166	0,162
3,5	0,158	0,155	0,151	0,148	0,144	0,141	0,138	0,135	0,132	0,129
Массовую долю хлорид-иона в почве (%) вычисляют по форму-
ле
С-35,5-100
C1 w 1000
где С—содержание хлорид-иона, мг  экв; 35,5 — эквивалентная масса хлорид-
иона; 100 — коэффициент для выражения результатов в %; т — масса почвы, рав-
ная 100 г; 1000 — коэффициент для перевода мг в г.
После подстановки вместо т цифры 100 и приведения формула
примет следующий вид: Ис,- = С - 0,0355.
Реактивы. 1. 0,1 М раствор хлорида калия (рСС1_ = 1): навеску
7,456 г (±0,001 г) прокаленного при температуре 500 °C КС1 ра-
створяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью
1 дм1 и доводят объем раствора дистиллированной водой до мет-
329
ки, содержимое колбы тщательно перемешивают. Приготовлен-
ный 0,i М (0,1 н.) раствор КС1 хранят в склянке с притертой
пробкой до 1 года.
2.	Растворы сравнения с концентрацией КС1 —0,01; 0,001 и
0,0001 моль/дм3 готовят путем последовательного десятикратного
разбавления 0,1 М раствора хлорида калия. Концентрация С1_ в
полученных растворах будет соответствовать 10-2 , 10-3 и 10-4
моль/дм3; рСС1 ‘ растворов — 2, 3 и 4 соответственно.
3.	1 М раствор KNO3: берут 10,1 г нитрата калия, х.ч. или ч.д.а.,
растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе на 100 см3,
доводят водой до метки и тщательно перемешивают.
Аппаратура и материалы. Лабораторные аналитические и техни-
ческие весы. Ионометр (pH-метр). Хлоридный ионно-селектив-
ный электрод типа ЭМ-С1 -01 или аналогичный с твердой мембра-
ной. Хлоридсеребряный электрод сравнения. Электролитическая
ячейка (мостик), заполненная 1 М раствором нитрата калия. Хи-
мические стаканы на 50 и 100 см3. Колбы мерные вместимостью
100; 200 и 1000 см3.
3.4.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
ГРУНТОВЫХ ВОД
Природные грунтовые воды часто используют для орошения и
в качестве питьевой воды. Наличие большого количества солей,
растворенных в них, оказывает вредное влияние на растения, от-
рицательно сказывается на солевом, пищевом и водном режимах
орошаемой почвы. Поэтому прежде чем использовать грунтовую
воду для орошения, необходимо установить степень ее засоления
и солевой состав.
Грунтовую воду анализируют такими же методами, как и вод-
ную вытяжку из почвы для определения СО2-, HCOf, Cl-, SO^- и
плотного остатка, отбирая из пробы воды 20 см3, а для определе-
ния Са2+ и суммы Са2+ и Mg2+ — по 10 см3. При сильной минера-
лизацию грунтовых вод проводят предварительную качественную
реакцию на хлор. Для этого в чистую пробирку берут 8—10 см3
анализируемой грунтовой воды, подкисляют ее 2—3 каплями
HNO3h прибавляют 2—3 капли 2%-ного раствора AgNO3. При по-
явлении быстро выпадающего осадка пробу воды разбавляют в
40—50 раз, а если наблюдается сильное помутнение раствора — в
20—25 раз, а при опалесценции — в 5—10 раз. В разбавленных ра-
створах грунтовых вод определяют Na+, Са2+, Mg2+, С1_ и др., а
СО2-, НСО/ и SO2- определяют в неразбавленных грунтовых во-
дах.
330
Содержание иона SO4 (г/дм3) для неразбавленных проб, ана-
лизируемых весовым методом, рассчитывают по формуле
«0,412-1000
SQ2- -	V
где т — масса осадка BaSO4, г; 1 г BaSO4 содержит 0,412 г SO4“; 1000 —коэффи-
циент для пересчета на 1 дм3 (1000 см3) воды; V— объем пробы воды, взятой для
анализа, см3.
3.4.1.	ВЕСОВОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУЛЬФАТ-ИОНА В ВОДНОЙ
ВЫТЯЖКЕ В МОДИФИКАЦИИ ЦИНАО (ГОСТ 26426)
Значение анализа. Метод определения иона SO4- в водной вы-
тяжке из засоленных почв применяют при проведении агрохими-
ческого, почвенного и мелиоративного обследований угодий, для
контроля солевого режима почв и т. д. (Далее см. в разделе «Опре-
деление хлорид-иона методом прямой ионометрии».)
Принцип метода. Метод основан на осаждении сульфат-иона
хлоридом бария с последующим взвешиванием прокаленного
осадка BaSO4:
Ва2+ +SO|- = BaSO4.
Чтобы предотвратить осаждение карбоната, фосфата бария и
др., анализируемую пробу водной вытяжки перед добавлением ра-
створа ВаС12 подкисляют соляной кислотой.
Ход анализа. В химический стакан вместимостью 100—150 см3
берут с помощью пипетки или дозатора 20 см3 водной вытяжки,
приливают к ней 20—30 см3 дистиллированной воды и добавляют
3 капли индикатора метилового красного. Затем содержимое ста-
кана подкисляют 10%-ным раствором соляной кислоты до кис-
лой реакции среды (по индикатору), прибавив избыток кислоты
в 3—4 капли. Если раствор в стакане помутнеет, то его фильтруют
через обеззоленный фильтр в чистый химический стакан. Фильтр
трижды промывают (по 3—5 см3) разбавленной водой соляной
кислотой (1 : 100).
При анализе темноокрашенных вытяжек пробу переносят в
фарфоровую чашку, которую ставят на водяную баню и выпарива-
ют содержимое досуха. Затем фарфоровую чашку ставят в муфель-
ную печь и прокаливают при температуре 700 °C в течение 2 ч.
Прокаленный остаток после охлаждения чашки смачивают 1 см3
разбавленной соляной кислотой (1 : 3) и выпаривают добавленную
кислоту на водяной бане. Остаток в фарфоровой чашке растворя-
ют при нагревании в сильно разбавленной соляной кислоте
331
(1 : 100). Полученный в чашке раствор фильтруют в чистый хими-
ческий стакан через обеззоленный фильтр. Чашку и фильтр про-
мывают потом разбавленной соляной кислотой (1 : 100), доводят
объем фильтрата в стакане до 40—50 см3.
Стакан с полученным раствором нагревают до кипения и до-
бавляют (в горячем состоянии) по каплям 5 см3 10%-ного раствора
хлорида бария, тщательно перемешивая раствор в стакане стек-
лянной палочкой после добавления каждой капли. Затем стакан
ставят для отстаивания осадка BaSO4 на 2—3 ч на кипящую водя-
ную баню.
После отстаивания осадка анализируемый раствор проверяют
на полноту осаждения иона SO^~. С этой целью в прозрачной от-
стоявшийся раствор приливают по стенке стакана несколько ка-
пель 10%-ного раствора хлорида бария. Если около стенки проис-
ходит помутнение раствора, то в стакан с раствором приливают
3—4 см3 10%-ного раствора хлорида бария. Содержимое стакана
доводят до кипения и дают осадку отстояться. Затем проводят
фильтрование, количественно перенося осадок на фильтр. Осадок
на фильтре промывают горячей дистиллированной водой (или
слегка подкисленной соляной кислотой) до исчезновения катио-
нов бария Ва24 в промывной воде. Для контроля полноты промы-
вания беруг в пробирку 2—3 см3 фильтрата, добавляют 2—3 капли
10%-ной H2SO4, если помутнения раствора нет, то промывание
достаточно полное.
Фильтр с осадком подсушивают на воронке, помещают в пред-
варительно взвешенный на аналитических весах фарфоровый ти-
гель и ставят его в холодную муфельную печь. В течение 30 мин
осадок прокаливают при температуре 700—750 °C (при температу-
ре > 800 °C осадок BaSO4 разлагается: BaSO4 = ВаО + SO3). После
этого тигель охлаждают в эксикаторе и взвешивают с точностью
до 0,001 г. Осадок для получения постоянной массы повторно
прокаливают в течение 20 мин при температуре 700—750 °C.
Параллельно проводят холостой опыт с 20 см3 дистиллирован-
ной воды (вместо 20 см3 вытяжки из почвы).
Содержание сульфата-иона (мг/100 г почвы) вычисляют по
формуле
г	_ (ли —/И])-0,412-100
ьи4	т2
где т — масса осадка сульфата бария, мг; — масса осадка холостого определе-
ния, мг; 0,412 —содержание SO^~ в 1 мг BaSO4, мг; 100 — коэффициент для пере-
счета на 100 г почвы; тг — масса почвы (4 г), соответствующая объему вытяжки
(20 см3).
Если для анализа взято 30 г почвы и 150 см3 воды, то 20 см3 вы-
тяжки соответствуют 4 г почвы. Если вместо т2 подставить соот-
332
ветствующее значение (4 г), то формула примет вид
(т — mi)-0,412 100	.
Cso>- =-------Г-------= (m-zn.)-10,3-
При расчете содержания SO4_ в мг - экв/100 г почвы получен-
ный результат делят на эквивалентную массу SO^_:
С 2_ = (£L-^)-10»3. = (т-т1)-0,2146.
Реактивы. 1. 10%-ный раствор хлорида бария: 133 г ВаС12 • 2Н2О
(х.ч. или ч.д.а.) растворяют в дистиллированной воде в колбе вме-
стимостью 1 дм3, доводят дистиллированной водой до метки и
тщательно перемешивают.
2.	10%-ный раствор H2SO4: в мерную колбу на 1 дм3, наполови-
ну (500—600 см3) заполненную дистиллированной водой, при по-
стоянном перемешивании приливают 60,7 см3 концентрирован-
ной серной кислоты (пл. 1,84 г/см3). Колбу закрывают пробкой,
перемешивают, доводят водой до метки и вновь тщательно пере-
мешивают.
3.	Соляная кислота (х.ч. или ч.д.а.), разбавленная дистиллиро-
ванной водой в соотношении 1: 3 и 1:10.
4.	Метиловый красный, индикатор ч.д.а. Приготовленный ра-
створ.
Аппаратура и материалы. 1. Весы лабораторные технические и
аналитические. Муфельная печь. Водяная баня. Электроплита.
Эксикатор с прокаленным хлоридом кальция. Воронки стеклян-
ные. Дозаторы или пипетки. Стаканы химические вместимостью
100 и 200 см*. Колбы мерные на 100 и 1000 см3. Цилиндры мерные
на 10; 25 и 100 см3. Чашки фарфоровые. Стекла часовые. Тигли
фарфоровые вместимостью 20—30 см3. Фильтры обеззоленные
(синяя лента) диаметром 7 см.
3.4.2.	ОБЪЕМНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУЛЬФАТ-ИОНА
ПО И. АЙДИНЯНУ
Значение анализа (см. раздел «Определение хлорид-иона мето-
дом прямой ионометрии»).
Принцип метода. Метод заключается в том, что сульфат-ионы
оттитровываются хлоридом бария в присутствии металлоиндика-
тора нитрохромазо.
333
Ход анализа. Берут 40—50 см3 водной вытяжки и пропускают
через колонку с Н-катионитом. При сильном засолении почвы
вытяжку разбавляют в 2—10 раз. С этой целью 10—50 см3 вытяжки
помещают в мерную колбу, объем которой в необходимое число
раз превышает объем вытяжки, взятой для анализа, разбавляют ее
дистиллированной водой, доводя до метки. Затем часть разбавлен-
ного раствора (40—50 см3) пропускают через катионитовую ко-
лонку (подготовка ее описана в разделе «Реактивы»). Первые пор-
ции фильтрата (10—15 см3) отбрасывают, следующие 10 см3 отби-
рают пипеткой в коническую колбу на 100 см3, добавляют этило-
вый спирт или ацетон в количестве, равном объему испытуемого
раствора, прибавляют одну каплю раствора нитрохромазо (реак-
тив 2) и титруют из микробюретки (объем на 10 см3) раствором
ВаС12 (реактив 1) до перехода окраски индикатора из фиолетовой
в голубую. Титрование первоначально проводят медленно, при-
бавляя раствор хлорида бария по каплям и тщательно перемеши-
вая. Появляющаяся иногда голубая окраска раствора от первых
капель ВаС12 через 30—40 с переходит в фиолетовую. Титрование
проводят до четкого перехода фиолетовой окраски в голубую, не
изменяющуюся в течение 1—2 мин.
Вычисление результатов. Содержание сульфат-ионов (мг/100 г
почвы) рассчитывают по формуле
r _ V-0,96-100
т
где V— объем 0,01 М раствора ВаСБ, пошедшего на титрование анализируемой
вытяжки, см3 (приготовление вытяжки см. в разделе «Определение хлорид-иона
методом прямой ионометрии»); 0,96 — 1 см3 0,01 М раствора BaCl2 соответствует
0,96 мг SO2- (содержащийся в 1 см3 0,01 М раствора ВаС12 катион бария Ва2+ свя-
зывает 0,96 мг SO2-); 100 — коэффициент пересчета на 100 г почвы; т — масса
почвы, соответствующая взятому для анализа объему вытяжки, г.
Если для анализа было взято 50 см3 вытяжки, то приведенная
формула примет вид
,	К-0,96-100
SO4- ~	10
= И-9,6.
Реактивы. 1. 0,01 М раствор хлорида бария: берут на аналити-
ческих весах 2,442 г ВаС12  2Н2О, растворяют дистиллированной
водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3 и доводят объем раство-
ра до метки. Точную концентрацию раствора хлорида бария уста-
навливают по 0,01 М раствору H2SO4, приготовленному из стан-
дарт-титра. Для этого берут 5 см3 раствора ВаС12, приливают 5 см3
ацетона или этилового спирта, добавляют две капли индикатора
334
нитрохромазо и титруют 0,01 М раствором H2SO4 до устойчивого
перехода голубой окраски в фиолетовую.
2.	Нитрохромазо, индикатор, ч.д.а., 0,1%-ный водный раствор.
3.	Подготовка ионообменной колонки. Берут 10 г Н-катионита
(КУ-2 или КУ-2-8), помещают в химический стакан и промывают
дистиллированной водой до полного удаления загрязнителей.
После этого смолу заливают 5%-ным раствором НС1, тщательно
перемешивают и оставляют стоять до следующего дня. Затем кати-
онит еще раз заливают свежим 5%-ным раствором соляной кисло-
ты, перемешивают, оставляют на 2—3 ч, после чего кислоту слива-
ют, а катионит промывают дистиллированной водой до исчезно-
вения реакции на хлор-ион (проба с AgNO3).
Для ионообменной колонки используют бюретку на 25 см3 или
воронку Нуча (№ 1 или 2) со стеклянным фильтром, которую ук-
репляют на штативе, а бюретку наполняют отмытым катионитом.
На дно воронки кладут бумажный фильтр (красная лента). Испы-
туемый раствор пропускают через колонку без отсасывания. Пер-
вые порции фильтрата (10—15 см3) отбрасывают, чтобы удалить из
катионита воду.
После каждого определения катионит заменяют или регенери-
руют, для этого через колонку с катионитом пропускают около
150—200 см3 5%-ного раствора НС1, затем катионит отмывают ди-
стиллированной водой до исчезновения реакции на хлор-ион. За-
ряженные колонки с катионитом хранят под водой.
4.	5%-ный раствор НС1: в мерную колбу вместимостью I дм3
наливают 500—800 см3 дистиллированной воды и добавляют мер-
ным цилиндром под тягой 115 см3 соляной кислоты (пл. 1,19 г/см3).
Для перевода C(soj-) из мг в мг • экв/100 г почвы полученный
результат делят на эквивалентную массу SO4_: на 48.
Содержание плотного остатка воды (г/дм3) рассчитывают по
формуле
v _ (т — п?1)1000
V ’
где т — масса стакана с плотным остатком, г; от, — масса пустого стакана, г; V— объем
пробы воды для выпаривания, см3; 1000 — коэффициент пересчета на 1 дм3 воды.
В случае разбавления пробы при расчетах используют эти же
формулы, но подставляют в знаменатель объем неразбавленной
пробы воды (И):
V=
И2 ’
где Г] — объем анализируемый воды, взятой для разбавления, см3; Vi — объем раз-
бавленной грунтовой воды (после разбавления), см3; Vy — объем разбавленной
грунтовой воды, взятой для анализа иона, см3.
335
3.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
В ПОЧВАХ
3.5.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГУМУСА ПО МЕТОДУ И. В. ТЮРИНА
В МОДИФИКАЦИИ ЦИНАО (ГОСТ 26213—84)
Значение анализа. Гумус — важнейший показатель плодородия,
буферности почвы и обеспеченности растений азотным питанием.
В минеральных почвах преобладающая часть азота (90—95 %) со-
держится в гумусе. Он является важнейшим фактором образова-
ния агрономически ценной структуры почвы. Содержанием гуму-
са в значительной мере обусловливаются поглотительная способ-
ность, водопроницаемость и влагоемкость почвы. Гумус может не-
посредственно влиять на растение, стимулируя его рост и
развитие. Поэтому определение гумуса имеет большое значение
для агрохимической оценки почвы. Наибольшее распространение
в агрохимической и почвенной практике при определении гумуса
в почве получил метод И. В. Тюрина.
Принцип метода. Метод основан на окислении гумуса почвы
раствором бихромата калия в серной кислоте с последующим фо-
токолоримстрическим определением трехвалентного хрома, экви-
валентного содержанию гумуса.
В качестве окислителя используют 0,067 М раствор К2Сг2О7.
Реакция окисления углерода протекает в кислой среде по уравне-
нию:
2К2Сг2О7 + H2SO4 = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8Н2О + ЗО2;
С + О2 = СО2.
Избыток бихромата калия оттитровывают солью Мора
[(NH4)2SO4 - FeSO4 • 6Н2О] согласно реакции
6FeSO4 • (NH4)2SO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = Cr2 (SO4)3 +
+ 3Fe2(SO4)3 + 6(NH4)2SO4 + K2SO4 + 7H2O.
По количеству бихромата калия, пошедшего на окисление гу-
муса, рассчитывают содержание гумуса в почве.
Ряд исследователей полагает, что этот метод дает завышенные
результаты при определении гумуса в почвах, сильно засоленных
хлоридами, а также содержащих железо(П) и большое количество
марганца.
Согласно требованиям ГОСТ 26213—84, метод не распростра-
няется на определение гумуса в оглеенных горизонтах почв, а так-
336
же в почвах с содержанием хлоридов более 0,6 % и гумуса более
15%.
Ход анализа. Навеску воздушно-сухой почвы 0,1—0,7 г (±0,001 г)
взвешивают на аналитических весах, пользуясь часовым стеклом.
Масса пробы почвы для анализа зависит от содержания в ней гу-
муса: при содержании гумуса более 7 % следует брать навеску по-
чвы 0,10—0,15 г; при 4—7 % — 0,15 — 0,2, при 2—4 % — 0,25—0,35,
меньше 2 % — 0,50—0,70 г.
Перед анализом средний образец почвы пропускают через сито
с размером ячеек 0,25 мм, а частицы, оставшиеся на сите, растира-
ют в фарфоровой ступке и объединяют с общей пробой. Из приго-
товленной таким образом средней пробы составляют (не менее
чем из 5 мест) аналитическую пробу.
Для получения объективных данных перед взятием навески по-
чвы необходимо эбонитовой или стеклянной палочкой тщательно
удалить из нее мелкие корни и органические остатки.
Навеску почвы количественно переносят в пробирку, откалиб-
рованную на объем 50 см3. В нее и одновременно в 9 установлен-
ных в штативе пробирок без почвы (для приготовления рабочей
шкалы растворов сравнения) приливают дозатором или из бюрет-
ки по 10 см3 хромовой смеси (реактив 1).
В пробирки помещают стеклянные палочки и содержимое пе-
ремешивают. Затем штатив с пробирками погружают на кипящую
водяную баню и выдерживают в ней с момента закипания воды
1 ч. Содержимое пробирок перемешивают стеклянными палочка-
ми через каждые 20 мин.
После часового нагревания штатив с пробирками вынимают из
кипящей водяной бани и охлаждают под краном или в бане с хо-
лодной водой. После этого в пробирки с почвой приливают по
40 см3 дистиллированной воды.
В пробирки для приготовления шкалы растворов сравнения
приливают раствор восстановителя (реактив 2) и дистиллирован-
ную воду в объемах, указанных в таблице 32.
32. Объемы растворителя и воды для приготовления шкалы растворов сравнения
Показатель	Номер колбы (раствора)								
	1	1 2	3	1 4	5	Г6	7	[ 8	9
Объем воды, см3	40	38	36	32	30	25	20	15	10
Объем раствора восста- новителя, см3	0	2	4	8	10	15	20	25	30
Масса гумуса, соответ- ствующая количеству восстановителя в раст- воре сравнения, мг	0	1,03	2,07	4,14	5,17	7,76	10,30	12,90	15,50
Примечание. 1 0,517 мг гумуса.	см3	израсходованного			восстановителя			соответствует	
11 - 8539
337
Затем из пробирок вынимают стеклянные палочки и содержи-
мое тщательно перемешивают барбатацией воздуха, нагнетаемого
резиновой грушей через стеклянную трубку. Пробирки оставляют
стоять для оседания почвенных частиц и полного осветления ра-
створа. Если после отстаивания раствор над почвой остается мут-
ным, пробирки оставляют стоять до следующего дня до полного
осветления. После этого проводят фотоколориметрирование ра-
створов шкалы сравнения, а затем испытуемых растворов на ФЭК
в кювете с толщиной просвечивающего слоя 1—2 см при длине
волны 590 нм с оранжево-красным светофильтром. Анализируе-
мый раствор наливают в кювету осторожно, не взмучивая осадка
на дне пробирки.
Вычисление результатов. Содержание гумуса в анализируемой
пробе почвы находят по градуировочному графику, который стро-
ят по результатам фотометрирования растворов шкалы сравнения
и рассчитывают (%) по формуле
мкюо
т
где М — масса гумуса в анализируемой почве по градуировочному графику, мг;
К— поправка на концентрацию восстановителя; 100 — коэффициент пересчета в %;
т — масса пробы почвы, мг.
Реактивы. 1. Хромовая смесь: 40 г (+0,1 г) измельченного в
ступке К2Сг2О7 (х.ч. или ч.д.а.) растворяют в 1 стакане дистилли-
рованной воды, затем фильтруют через бумажный фильтр в мер-
ную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят водой объем раствора до
метки. Приготовленный раствор бихромата калия переливают в
полиэтиленовую или стеклянную емкость вместимостью 3—5 дм3
и туда же небольшими порциями (по 70—100 см3) с интервалом в
10—15 мин приливают 1 дм3 серной кислоты (пл. 1,84 г/см3), каж-
дый раз осторожно перемешивая содержимое. Затем раствор пере-
ливают через воронку в склянку с притертой пробкой и хранят
неограниченное время.
2. Восстановитель: 39,2 г соли Мора [(NH^SC^ • FeSO4 • 6Н2О],
х.ч. или ч.д.а., или 27,8 г сульфата железа семиводного
(FeSO4 • 7Н2О, ч.д.а.), взвешенных с погрешностью на более 0,1 г,
растворяют в 700 см3 0,5 М (1 н.) раствора серной кислоты. Ра-
створ фильтруют через двойной складчатый фильтр в мерную кол-
бу, доводят объем дистиллированной водой до 1 дм3 и тщательно
перемешивают.
Обычно готовят 4—5 дм3 раствора и хранят в бутыли из темного
стекла, к которой с помощью сифона присоединяют бюретку. Для
338
сохранения раствора от окисления к бутыли присоединяют склян-
ку Тищенко (рис. 46) с щелочным раствором сульфита натрия, ко-
торый готовят следующим образом: 40 г сульфита натрия безвод-
ного (Na2SO3) или 80 г сульфита натрия семиводного
(Na2SO3 • 7Н2О) растворяют в 700 см3 дистиллированной воды.
Параллельно растворяют 180 г щелочи (КОН) в 300 см3 дистилли-
рованной воды. Полученные растворы смешивают и заполняют
ими склянку Тищенко.
Концентрацию раствора восстановителя перед использова-
нием каждый раз проверяют по 0,1 н. раствору КМпО4, приго-
товленному из стандарт-титра. Для этого в три конические кол-
бы на 100 см3 наливают из бюретки по 10 см3 раствора-восста-
новителя и добавляют по 1 см3 концентрированной серной кис-
лоты (пл. 1,84). Содержимое колбы разбавляют горячей
дистиллированной водой до объема 40—50 см3 и тут же титруют
0,1 н. раствором перманганата калия до слабо-розовой окраски,
не исчезающей в течение 1 мин. Для расчета используют сред-
ние результаты из трех определений. Поправку на концентра-
цию восстановителя определяют по формуле
К= VJ V,
где К] —объем 0,1 н. раствора КМпО4,
пошедшего на титрование, см3; V—
объем раствора соли Мора или сульфата
железа семиводного, пошедшего на тит-
рование, см3.
3. 0,5 М (1 н.) раствор серной
кислоты: берут цилиндром 28 см3
серной кислоты (пл. 1,84), ра-
створяют в дистиллированной
воде и доводят объем до 1 дм3.
Рис. 46. Установка для хранения и тит-
рования солью Мора:
о —бюретка; б—склянка Тищенко (со ще-
лочным раствором сульфита натрия); в —
склянка с раствором Мора
339
3.5.2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО АЗОТА
В ПОЧВЕ
Значение анализа. Содержание азота в почве — важный показа-
тель плодородия. Он входит в состав различных органических ве-
ществ почвы. Общее содержание азота в верхнем слое почвы ко-
леблется от 0,1 до 0,5 %. На долю минерального азота в почве
приходится 1 —3 % общего его содержания в почве. В питании ра-
стений участвует в основном минеральный азот почвы (NO3 и
NH4); азот гумусовых и других органических веществ становится
доступным растениям после его минерализации.
Принцип метода. Метод основан на разложении органического
вещества почвы концентрированной серной кислотой в присут-
ствии катализаторов. Образующийся при этом аммиак связывает-
ся избытком H2SO4 в сульфат аммония. Схематично этот процесс
можно представить на примере аминокислот:
2CH3CHNH2COOH + 13H2SO4 =
= (NH4)2SO4 + 6СО2 + 12SO2 + 16Н2О.
Полученный после разложения органического вещества ра-
створ переносят в отгонную колбу Кьельдаля, где сульфат аммо-
ния разлагается щелочью до аммиака:
(NH4)2SO4 + 2NaOH = 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O.
Выделяющийся аммиак отгоняют и улавливают 2%-ным ра-
створом борной кислоты:
2Н3ВО3 + 6NH3 = 2(NH4)3BO3.
Образующийся в растворе борной кислоты борат аммония от-
титровывают 0,02 М раствором H2SO4:
2(1ЧН4)зВОз + 3H2SO4 = 3(NH4)2SO4 + 2H3BO3.
По количеству пошедшей на титрование 0,02 М раствора
H2SO4 вычисляют содержание азота в почве (%).
Ход анализа. Берут на аналитических весах в конической про-
бирке 2—3 г почвы (при содержании гумуса более 2%) или 3—6 г
(при содержании гумуса менее 2 %) с точностью до 0,001 г, при-
крепляют к нижней части пробирки с почвой отрезок (15—20 см)
резинового шланга-удлинителя (см. рис. 37) и, удерживая пробир-
ку в вертикальном положении за конец шланга, осторожно наде-
340
вают на нее опрокинутую вверх дном колбу Кьельдаля вместимос-
тью 100—150 см3. Затем колбу Кьельдаля с пробиркой быстро пе-
реворачивают вверх горлом и почва без потерь перемещается на
дно колбы. Пустую пробирку с остатками почвы на ее стенках
вновь взвешивают и по разности массы пробирки с почвой и без
почвы определяют массу взятой для анализа почвы. Предвари-
тельно на технических весах определяют массу пустой пробирки с
точностью до 0,01 г. В колбу добавляют 4,5 г порошка смеси ката-
лизаторов (реактив 1) и мерным цилиндром приливают 10 см3
концентрированной серной кислоты (пл. 1,84). Содержимое кол-
бы круговыми движениями осторожно перемешивают и оставляют
стоять на 2—3 ч, чтобы исключить вспенивание. После этого кол-
бу Кьельдаля помещают (в вытяжном шкафу) в наклонном поло-
жении на газовую горелку или электроплиту и осторожно нагрева-
ют до слабого кипения. При вспенивании жидкости колбу снима-
ют и прибавляют 2—3 капли спирта или 0,3 г парафина. Когда об-
разование пены прекратится, температуру увеличивают и кипение
жидкости регулируют так, чтобы пары SO2 находились в нижней
трети горла колбы. Озоление органического вещества считают за-
конченным при полном обесцвечивании жидкости. Затем колбу
снимают и охлаждают до комнатной температуры. Одновременно
проводят контрольный анализ без почвы.
После сжигания приступают к отгону аммиака на аппарате
Кьельдаля (рис. 47). Для этого в приемную коническую колбу или
стакан вместимостью 200—300 см3 наливают из бюретки
20 см3 2%-ного раствора борной кислоты (реактив 2), прибав-
ляют 2—3 капли индикатора (реактив 3) и помещают в приемник
кончик холодильника таким образом, чтобы он был погружен в
раствор кислоты на 3—5 мм. За-
тем в отгонную колбу аппарата
Кьельдаля переносят содержи-
мое колбы Кьельдаля, в которую
предварительно наливают по
стенкам 30—40 см3 дистиллиро-
ванной воды, и осторожно
взбалтывают.
Рис. 47. Прибор для отгона аммиака (ап-
парат Кьельдаля):
а — отгонная колба с раствором; б — капле-
уловитель; в — приемник
341
Колбу споласкивают 3—4 раза водой по 20—30 см3, сливая
смыв в отгонную колбу, чтобы количественно перенести все со-
держимое. Если после этого в колбе еще останется часть песка, то
его можно не переносить. Объем раствора в отгонной колбе дово-
дят дистиллированной водой до 250—300 см3. Затем в отгонную
колбу с раствором осторожно по стенке приливают 50—60 см3
40%-ного раствора щелочи (реактив 4).
Не взбалтывая жидкость, отгонную колбу присоединяют через
стеклянный каплеуловитель к холодильнику. После этого содер-
жимое в отгонной колбе перемешивают круговыми движениями,
включают холодильник и колбу нагревают. Когда объем дистилля-
та в приемнике достигнет 60—70 см3, приемник опускают, чтобы
конец трубки холодильника находился выше уровня жидкости.
Отгон продолжают до тех пор, пока объем дистиллята в приемни-
ке не достигнет 150—180 см3.
Полноту отгона проверяют с помощью лакмусовой бумаги или
реактива Несслера. Для этого конец трубки холодильника обмы-
вают дистиллированной водой из промывалки и подставляют лак-
мусовую бумажку под каплю дистиллята. Если бумага не посине-
ет, отгон считают законченным. При ее посинении отгон продол-
жают. Можно также, собрав в пробирку 0,5—1 см3 дистиллята,
прибавить каплю реактива Несслера; отсутствие пожелтения ука-
зывает на окончание отгона.
По окончании отгона приемную колбу отставляют. Взамен ее
ставят любую пустую колбу или стакан, нагревание прекращают.
Образовавшийся в приемной колбе борат аммония оттитровывают
0,02 М (0,04 н.) раствором серной кислоты (реактив 5) до измене-
ния зеленой окраски индикатора на красно-фиолетовую.
Вычисление результатов. Содержание азота в почве (%) вычис-
ляют по формуле
N _ И-0,5602-100 _ И-0,05602
/п-1000	т
где V— объем 0,02 М раствора H2SO4, пошедшего на титрование, см3; 0,5602 —
1 см3 0,02 М раствора H2SO4 связывает 0,5602 мг азота; 100 — для вычисления со-
держания азота в %; т — масса сухой почвы, г; 1000 — для пересчета мг в г.
Из полученного результата вычитают количество азота, най-
денное при контрольном (холостом) определении. Массу сухой
почвы (г) вычисляют по формуле
/п,
т -------——,
1 + 0,ОНИ
где /и1 — масса воздушно-сухой почвы, г; 1+— гигроскопичная влага почвы, %.
342
Реактивы. 1. Смесь катализаторов: 150 г безводного K2SO4, 10 г
CuSO4 - 5Н2О и 0,25 г металлического селена (х.ч.) тщательно рас-
тирают в фарфоровой ступке в тонкий порошок.
2.	2%-ный раствор борной кислоты (Н3ВО3), ч.д.а.
3.	Индикатор Гроака: смешивают равные объемы 0,4%-ного
спиртового раствора метилового красного и 0,2%-ного спиртового
раствора метиленового голубого.
4.	40%-ный раствор NaOH (или КОН): 400 г гидроксида натрия
(калия) взвешивают на технических весах в фарфоровой чашке,
помещают в фарфоровый стакан вместимостью 1 дм3 и осторожно
(под тягой) при постоянном помешивании стеклянной палочкой
приливают 600 см3 дистиллированной воды. Помешивание про-
должают до полного растворения кусочков щелочи. Раствор на-
крывают бумагой и оставляют стоять до следующего дня. Если ра-
створ окажется мутным, его отфильтровывают через стеклянную
вату или стеклянное полотно. Концентрацию NaOH проверяют
ареометром. Щелочь хранят в склянке, закрытой резиновой или
корковой пробкой.
5.	0,02 М раствор серной кислоты: берут мерным цилиндром
11,2 см3 серной кислоты (пл. 1,84, х.ч.), приливают в мерную кол-
бу вместимостью 1 дм3, наполненную 400—500 см3 дистиллиро-
ванной воды. После этого раствор перемешивают и доливают дис-
тиллированной водой до метки. Полученный 0,2 М раствор H2SO4
переливают в бутыль на 10 дм3, добавляют 9 дм3 дистиллирован-
ной воды и тщательно перемешивают. Молярность серной кисло-
ты устанавливают цо буре. Для приготовления 0,02 М раствора
буры взвешивают 7,64 г (±0,01 г) перекристаллизованной десяти-
водной буры (Na2B4O7- ЮН2О), растворяют в мерной колбе на
1 дм3 и доводят дистиллированной водой до метки. Для перекрис-
таллизации буры взвешивают 150 г соли, растворяют ее при нагре-
вании в стакане 300 см3 дистиллированной воды и охлаждают за-
тем водой или снегом. Выпавшие кристаллы буры отфильтровыва-
ют и сушат между листочками фильтровальной бумаги. Соль хра-
нят в склянке с притертой пробкой.
6.	Реактив Несслера (ГОСТ 4517).
3.5.3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД «ИНДОФЕНОЛОВОЙ ЗЕЛЕНИ»
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО АЗОТА В ПОЧВЕ В МОДИФИКАЦИИ ЦИНАО
Значение анализа. См. в предыдущем разделе.
Принцип метода. После разложения и окисления органического
вещества почвы серной кислотой и пероксидом водорода выде-
лившийся аммиак определяют фотометрически в виде окрашен-
ного индофенольного соединения.
343
Ход анализа. Навеску почвы 0,2—0,3 г (±0,001 г) помещают в
термостойкую стеклянную пробирку вместимостью 50 см3 и при-
ливают в нее 2 см3 30%-ного раствора пероксида водорода (реак-
тив 1). Содержимое перемешивают плавными круговыми движе-
ниями пробирки, добавляют дозатором или мерным цилиндром
3 см3 концентрированной серной кислоты с селеном (реактив 2),
суспензию почвы снова перемешивают и оставляют при комнат-
ной температуре на 1—2 ч для взаимодействия серной кислоты с
почвой. Затем пробирки помещают в устройство для нагревания
(металлический блок с отверстиями под диаметр пробирок), блок
с пробирками ставят в вытяжной шкаф и постепенно нагревают.
Сжигание ведут до полного обесцвечивания раствора. Если через
1,5—2 ч раствор не обесцветится, его охлаждают до температуры
50—60 °C, добавляют 1 см3 пероксида водорода (Н2О2, реактив 1) и
снова нагревают. После этого раствор охлаждают и доливают дис-
тиллированной водой до метки на пробирке. В случае отсутствия
нагревательного устройства и термостойких пробирок сжига-
ние осуществляют в колбах Кьельдаля вместимостью 50—100 см3.
В этом случае после озоления органического вещества раствор из
колбы Кьельдаля количественно переносят в мерную колбу вмес-
тимостью 100 см3 и объем доводят до метки дистиллированной
водой.
Одновременно проводят контрольный анализ без почвы.
Определение азота. В сухую коническую или плоскодонную
колбу вместимостью 100 см3 с помощью дозатора или пипетки пе-
реносят 1 см3 прозрачного раствора, полученного после разложе-
ния почвы, к нему приливают из бюретки или дозатором 45 см3
рабочего окрашивающего реактива и 2,5 см3 рабочего раствора ги-
похлорита. Содержимое колбы перемешивают после добавления
каждого реактива. Устойчивая окраска в колбе образуется через
1 ч. Оптическую плотность окрашенного раствора определяют от-
носительно нулевого раствора при длине волны 655 нм и в кювете
с толщиной поглощающего слоя 1 см. Определение азота прово-
дят по градуировочному графику.
Построение градуировочного графика. Из каждой колбы раство-
ров сравнения дозатором берут по 1 см3 и переносят в сухие плос-
кодонные или конические колбы. При этом в восемь пронумеро-
ванных колб с 1 см3 раствора переносят следующие количества
азота (мг): 0; 0,001; 0,002; 0,003; 0,004; 0,006; 0,008 и 0,012 мг.
К растворам в колбах дозатором или из бюретки приливают по
45 см3 рабочего окрашивающего раствора и по 2,5 см3 рабочего ра-
створа гипохлорита. Содержимое колб перемешивают после до-
бавления каждого реактива и спустя 1 ч измеряют оптическую
плотность окрашенных растворов относительно нулевого раствора
в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 1 см при длине вол-
344
ны 655 нм. На оси ординат откладывают оптические плотности
растворов, а на оси абсцисс — соответствующее содержание азота.
Градуировочный график строят в день анализа. По графику нахо-
дят количество азота в анализируемом объеме раствора. Содержа-
ние азота в почве (%) вычисляют по формуле
N = а  100//И,
где а — содержание азота в анализируемом растворе, найденное по градуировоч-
ному графику, мг; т — масса сухой почвы, соответствующая объему раствора, взя-
тому для анализа, мг.
Массу сухой почвы определяют по формуле
1 + 0,ОПП’
где — масса воздушно-сухой почвы, мг; W— гигроскопичная влага, %.
Реактивы. 1. Смесь катализаторов для разложения почвы (см.
предыдущую работу).
2.	Серная кислота, содержащая селен: металлический селен
(х.ч.) растирают в ступке (или размалывают на шаровой мельнице)
и растворяют при нагревании в концентрированной серной кис-
лоте из расчета 1 г селена на 200 см3 кислоты.
3.	40%-ный раствор гидроксида натрия (NaOH).
4.	Раствор хлорида аммония с концентрацией азота 0,1 мг/см3:
берут на аналитических весах 0,382 г NH4C1 (ч.д.а.), растворяют
дистиллированной водой в мерной колбе на 1 дм3, доводят до мет-
ки, закрывают пробкой и перемешивают.
5.	Запасной окрашивающий раствор: 56,7 г салицилата натрия
(C7H6O3Na2 • 2Н2О, х.ч.); 16,7 г сегнетовой соли (C4O6H4KNa -4Н2О, х.ч.)
и 26,7 гидроксида натрия (NaOH, ч.д.а.) растворяют в 600—700 см3
дистиллированной воды в химическом стакане и кипятят 20 мин
для удаления аммония. После охлаждения раствора в него добав-
ляют 0,4 г нитропруссида натрия (ч.д.а. или х.ч.), содержимое пе-
реносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят объем до
метки. Реактив хорошо хранится в темной склянке (в холодильни-
ке) в течение нескольких месяцев.
Для приготовления рабочего окрашивающего раствора в мер-
ную колбу вместимостью 1 дм3 берут 125 см3 запасного окрашива-
ющего раствора и 125 см3 2 М раствора гидроксида натрия, добав-
ляют 2 г трилона Б и объем доводят до метки дистиллированной
водой. Смесь взбалтывают до полного растворения трилона Б.
6.	Раствор гипохлорита натрия (NaClO): берут 150 г хлорной
извести в стакан вместимостью 500 см3, приливают 250 см3 дис-
345
тиллированной воды и перемешивают. В другом стакане в таком
же объеме воды растворяют 150 г карбоната натрия (Na2CO3, без-
водный, х.ч. или ч.д.а.). После растворения оба раствора сливают
вместе при постоянном перемешивании. Полученную суспензию
оставляют на 1—2 сут, а затем фильтруют. Полученный раствор
имеет концентрацию активного хлора около 6—10 % и может хра-
ниться в темной склянке до 1 года.
В реактиве перед его использованием определяют концентра-
цию активного хлора. Для этого берут 1 см3 реактива, разбавляют
в конической колбе вместимостью 100 см3 дистиллированной во-
дой до 40—50 см3, прибавляют 2 г KI и 10 см3 1 М раствора НС1.
Образовавшийся иод оттитровывают 0,1 М раствором тиосульфата
(серноватистокислого) натрия (Na2S2O3 • 5Н2О), приготовленного
из стандарт-титра 0,1 н. до исчезновения желтой окраски. 1 см3
0,1 М раствора Na2S2O3  5Н2О соответствует 0,00355 г хлора. Ис-
ходный раствор гипохлорита натрия разбавляют до концентрации
0,125 % дистиллированной водой и используют в день приготовле-
ния.
7.	Растворы сравнения для фотометрического определения азо-
та: в восемь пронумерованных мерных колб вместимостью 250 см3
из бюретки приливают следующие объемы раствора хлорида ам-
мония с концентрацией азота 0,1 мг/см3: 0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 15,0;
20,0; 30,0 см3. Затем каждую колбу до половины наполняют дис-
тиллированной водой и добавляют по 7 см3 концентрированной
серной кислоты, содержащей селен. Растворы перемешивают, ох-
лаждают, доводят дистиллированной водой до метки и вновь пе-
ремешивают.
8.	Растворы шкалы сравнения: в день проведения анализа из
каждой колбы серии растворов сравнения с помощью дозатора пе-
реносят 1 см3 раствора в сухую плоскодонную или коническую
колбу вместимостью 100 см3. Далее проводят такие же операции,
как и с раствором после разложения почвы.
9.	2%-ный раствор иодида калия (KI).
10.	0,1 М раствор тиосульфата натрия (Na2S2O3 • 5Н2О).
11.	30%-ный раствор пероксида водорода (Н2О2).
12.	Карбонат натрия безводный (Na2CO3).
13.	Реактив Несслера.
14.	Динатриевая соль этилендиамин-1Ч|Ь1]1\^Н[-тетрауксусной
кислоты (трилон Б).
15.	Спирт этиловый ректификат.
Аппаратура и материалы. Фотоэлектроколориметр. Плитка
электрическая или колбонагреватель. Устройство для нагревания
пробирок (металлический блок с отверстиями для погружения
пробирок на глубину 5—10 см) с регулируемой температурой на-
грева до 400 °C. Сито на 0,25 мм. Весы лабораторные аналитичес-
346
кие и технические. Колбы мерные вместимостью 100 и 1000 см3.
Цилиндры мерные. Колбы Кьельдаля на 100 см3. Аппарат для дис-
тилляции аммиака. Колбы конические на 200—250 см3. Пипетки.
Дозаторы. Химические стеклянные стаканы на 200—250 см3.
3.5.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО АЗОТА В ПОЧВЕ
Органический азот (азот гумуса) непосредственно недоступен
для растений. Поэтому об обеспеченности растений азотом почвы
судят по содержанию в ней аммонийного и нитратного азота.
Минеральный азот легко усваивается растениями, поэтому со-
держание его в почве — важный показатель обеспеченности расте-
ний азотом.
Нитратный азот находится в почвенном растворе, аммоний-
ный азот — в поглощенном, обменном состоянии^ поэтому опре-
деление его содержания ведут в солевых вытяжках. Определение
нитратного и аммонийного азота позволяет судить об уровне
обеспеченности растений в азотном питании. На основании ре-
зультатов полевых опытов разработаны градации обеспеченности
растений азотом, которые позволяют рационально использовать
удобрения.
3.5.4.1. Определение аммонийного азота фотоколориметрическим
методом в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26489)
Принцип метода. Метод основан на вытеснении катионов ам-
мония из почвы 1 М раствором КС1 при соотношении почва: раст-
вор = I : 2,5 с последующим фотоколориметрическим определени-
ем аммония в виде окрашенного индофенольного соединения, об-
разующегося в щелочной среде при взаимодействии аммония с
гипохлоритом и салицилатом натрия. Метод непригоден для кар-
бонатных и засоленных почв.
Ход анализа. Навеску 30 г (±0,1 г) воздушно-сухой почвы поме-
щают в коническую колбу на 150 см3 и добавляют мерным цилин-
дром 75 см3 1 М раствора хлорида калия (реактив 1). Содержимое
колбы перемешивают в течение 1 мин и оставляют на 18—20 ч.
1атем суспензию вновь перемешивают и фильтруют.
Для анализа берут в коническую колбу на 100 см3 пипеткой
2,5 см3 фильтрата, к нему добавляют цилиндром 45 см3 рабочего
окрашивающего реактива (реактив 2) и 2,5 см3 рабочего раствора
гипохлорита натрия (реактив 3), смесь перемешивают и оставляют
на 1 ч для развития окраски. Окрашенные растворы фотоколори-
метрируют в кювете толщиной 1 см при длине волны 655 нм
347
(красный светофильтр). Фотометрирование заканчивают не по-
зднее чем через 2,5 ч после прибавления рабочего раствора гипо-
хлорита натрия.
Вычисление результатов. Содержание азота (мг/кг почвы) нахо-
дят по градуировочному графику, построенному по шкале образ-
цовых растворов (см. табл. 30), или по формуле, когда при анализе
используют другие разведения:
N-NH4 =
аК-1000
Vxm
где а — содержание азота по градуировочному графику, мг; К— общий объем вы-
тяжки почвы, см3; 1000 —коэффициент пересчета на 1 кг почвы; Ц — объем вы-
тяжки, взятой для колориметрирования, см3; т — масса почвы, г.
Построение градуировочного графика. Градуировочный график
строят по рабочей шкале растворов сравнения. Для этого из каж-
дой колбы образцовых растворов отбирают пипеткой по 2,5 см3 и
проводят окрашивание точно так же, как это описано для почвен-
ных вытяжек. По результатам фотоколориметрирования строят
градуировочный график.
Приготовление рабочей шкалы растворов сравнения. Сначала го-
товят исходный образцовый раствор: 0,382 г (±0,0002 г) хлорида
аммония (NH4C1, х.ч.), растворяют в мерной колбе вместимостью
1 дм3 в 1 М растворе КС1 и доводят этим же раствором до метки.
Полученный раствор содержит 0,1 мг N—NH4 в 1 см3. Затем в во-
семь мерных колб вместимостью 250 см3 наливают из бюретки
исходный образцовый раствор в количестве, указанном в табли-
це 33, и доводят объемы до метки раствором КС1 (концентрации
1 моль/дм).
33. Шкала для определения содержания аммонийного азота
Показатель	Номер колбы (растворов сравнения)		
	1 1 2	3 | 4	5 1 6 1 7 Г 8
Объем исходного образ- цового раствора, см^	0	5	10	20	30	40	50	60
Содержание N—NH4, мг/50 см3	0	0,005	0,010	0,020	0,030	0,040	0,050	0,060
Содержание N—NH4,	0	5	10	20	30	40	50	60
м/кг почвы
Реактивы. 1. 1 М раствор хлорида калия (КС1, х.ч. или ч.д.а.).
2.	Запасной окрашивающий раствор: 56,7 г салицилата натрия
(C7H6O3Na2  2Н2О, х.ч.); 16,7 гсегнетовой соли (C4O6H4KNa  4Н2О, х.ч.)
и 26,7 гидроксида натрия (NaOH, ч.д.а.) растворяют в 600—700 см3
348
дистиллированной воды в химическом стакане и кипятят 20 мин
для удаления аммония. После охлаждения раствора в него добав-
ляют 0,4 г нитропруссида натрия (ч.д. а. или х.ч.), переносят в
мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят объем до метки.
Реактив хорошо хранится в темной склянке (в холодильнике) в
течение нескольких месяцев.
Для приготовления рабочего окрашивающего раствора в мер-
ную колбу вместимостью 1 дм3 берут 125 см3 запасного окрашива-
ющего раствора и 125 см3 2 М раствора гидроксида натрия, добав-
ляют 2 г трилона Б и объем доводят до метки дистиллированной
водой. Смесь взбалтывают до полного растворения трилона Б.
3.	Раствор гипохлорида натрия (NaOCl): в стакан вместимостью
500 см3 вносят 150 г хлорной извести и перемешивают с 250 см3 дис-
тиллированной воды. В другом стакане в таком же объеме воды ра-
створяют 150 г карбоната натрия (Na2CO3, безводный, х.ч. или
ч.д.а.). После этого растворы сливают при постоянном помешива-
нии. Полученную суспензию оставляют на 1 —2 сут, а затем отфиль-
тровывают. Полученный раствор имеет концентрацию активного
хлора около 6—10 % и может храниться в темной склянке до 1 г.
В реактиве перед его использованием определяют концентра-
цию активного хлора. Для этого берут I см3 реактива, разбавляют
в конической колбе вместимостью 100 см дистиллированной во-
дой до 40—50 см, прибавляют 2 г иодида калия и 10 см3 раствора
НС1 концентрации 1 моль/дм3. Образовавшийся иод оттитровы-
вают 0,1 н. раствором натрия серноватистокислого до исчезнове-
ния желтой окраски; 1 см3 раствора (Na2S2O3 • 5Н2О) соответству-
ет 0,00355 г (3,55 мг/см3) хлора. Исходный раствор гипохлорида
натрия разбавляют до концентрации 0,125% дистиллированной
водой и используют в день приготовления.
4.	Известь хлорная техническая.
5.	Кислота соляная (пл. 1,19), х.ч. или ч.д.а.
3.5.4.2. Фотоколориметрический метод определения нитратов
в модификации ЦИНАО
Принцип метода. Метод основан на восстановлении нитратов
до нитритов гидразином в присутствии катализатора меди с пос-
ледующим фотоколориметрическим определением в виде окра-
шенного диазосоединения.
Ход анализа. Берут пипеткой 5 см3 почвенной вытяжки, пере-
носят в коническую колбу вместимостью 100 см3, добавляют
10 см3 0,5%-ного раствора пирофосфата натрия (реактив 1), за-
тем приливают 10 см3 рабочего восстанавливающего раствора
(реактив 2) и содержимое перемешивают. Спустя 10 мин мерным
цилиндром добавляют 25 см3 рабочего окрашивающего раствора
349
(реактив 3), перемешивают и через 15—20 мин фотоколориметри-
руют, используя кюветы толщиной 1 см при длине волны 545 нм
(желто-зеленый светофильтр), если для окрашивания использу-
ют N-1-нафтил-этилендиамин дигидрохлорид (реактив 3) или
Ы-этил-1-нафтиламин гидрохлорид (реактив 4) и при длине вол-
ны 520 нм (зеленый светофильтр), если используют альфа-нафтил-
амин (реактив 5). Колориметрирование заканчивают не позднее
чем через 1,5 ч после прибавления окрашивающего раствора.
Приготовление рабочей шкалы растворов сравнения. Первона-
чально готовят исходный образцовый раствор нитрат-ионов. Для
этого на аналитических весах точно отвешивают 0,722 г (±0,001 г)
KNO3 (х.ч.), высушенной до постоянной массы при температуре
100—105 °C, растворяют в 1 М растворе хлорида калия в мерной
колбе вместимостью 1 дм3 и доводят объем до метки этим же раство-
ром. Полученный раствор содержит азота (N—NOy) 0,1 мг/см3.
Из исходного образцового раствора готовят рабочую шкалу об-
разцовых растворов сравнения. В мерные колбы вместимостью
250 см3 наливают из бюретки указанные в таблице 34 количества
исходного образцового раствора и доводят его до метки 1 М ра-
створом хлорида калия.
34. Шкала для определения содержания нитратного азота
Показатель	Номер колбы									
	1	1 2	3	4	5	1 |	7	8	9	
Объем исходно- го образцового раствора, см3	0	2,5	5	7,5	10	15	20	30	40	50
Содержание N-NOj", мг/50 см3	0	0,05	0,10	0,15	0,2	0,3	0,4	0,6	0,8	1,0
Содержание N—NOj, мг/кг почвы	0	10	20	30	40	50	80	120	160	200
Из колб со стандартными растворами пипеткой отбирают про-
бы, равные по объему пробам вытяжек из почвы, окрашивают их
точно так же, как при анализе исследуемых вытяжек, а затем фо-
токолориметрируют. По результатам показаний фотоэлектроколо-
риметра строят градуировочный график.
Вычисление результатов. Содержание азота в анализируемых
почвах (мг/кг) находят по градуировочному графику или по фор-
муле
N-NO,=^I“’
V{m
где С—концентрация азота по градуировочному графику, мг/50 см3; К—общий
350
объем фильтрата анализируемой почвы, см3; У\ — объем вытяжки испытуемого
раствора для фотоколориметрирования, см3; 1000 —коэффициент пересчета на
1 кг почвы; т — масса почвы, г.
Реактивы. 1. 0,5%-ный щелочной раствор пирофосфата натрия:
5 г Na4₽2O7 (ч.д.а.) растворяют в 1 дм3 0,15 М раствора гидроксида
натрия.
2. Рабочий восстанавливающий раствор. Предварительно гото-
вят раствор катализатора: 2,5 г CuSO4 • 5Н2О (ч.д.а.) растворяют в
дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1 дм3 и до-
водят до метки. Для приготовления раствора восстановителя 27,5 г
сульфата гидразина (N2H4 • H2SO4, ч.д.а.) растворяют в дистилли-
рованной воде в мерной колбе вместимостью 1 дм3 и доводят
объем до метки. Раствор хранится в течение 6 мес.
При необходимости берут 6 см3 раствора катализатора и 200 см3
раствора восстановителя в мерную колбу вместимостью 1 дм3, до-
водят объем дистиллированной водой до метки и перемешивают.
В закрытой темной склянке раствор сохраняется в течение 1 нед.
3. Рабочий окрашивающий раствор: готовят в день проведения
анализа из запасного окрашивающего раствора. Для приготовле-
ния запасного окрашивающего раствора берут 200 см3 ортофос-
форной кислоты (Н3РО4, ч.д.а.) и приливают ее к 500 см3 дистилли-
рованной воды. В полученной смеси растворяют 10 г сульфанил-
амида (стрептоцид белый, H2NC6H4SO2NH2) и 2 г Ы-этил-1-на-
фтиламид гидрохлорида (реактив 4), или альфа-нафтиламина
(C10H7NH2), ч.д.а. (реактив 5), или N-1-нафтил-этилендиамин ди-
гидрохлорида (реактив 3).
Содержимое перемешивают в мерной колбе на 2 дм3 и доводят
объем до метки дистиллированной водой. Реактив хранят в склян-
ке из темного стекла в холодильнике не более 1 мес. В день анали-
ia запасной раствор разбавляют в 5 раз дистиллированной водой и
па каждый литр рабочего раствора добавляют по 0,2 г трилона Б.
3.5.4.3. Определение нитратов в почве с помощью ионно-
селективного электрода
Принцип метода. Метод основан на измерении активности нит-
рат-иона ионно-селективным электродом в солевой суспензии
1 %-ного раствора алюмокалиевых квасцов при соотношении по-
чва : раствор = 1 : 2,5. Определение нитратного азота возможно
также и в суспензии 0,05%-ного раствора K2SO4 при таком же со-
отношении почвы к раствору.
Ионно-селективный электрод непригоден для определения
нитратов в засоленных почвах.
Ход анализа. Навеску 20 г (± 0,1 г) воздушно-сухой почвы (или
25 г сырой почвы), просеянной через сито с отверстиями диамет-
351
ром 2 мм, помещают в банки или конические колбы вместимос-
тью 100 см3, добавляют 50 см3 1 %-ного раствора алюмокалиевых
квасцов (реактив 1) или 0,05%-ного раствора сульфата калия (ре-
актив 2) и перемешивают в течение 3 мин. В полученной суспен-
зии нитратным ионно-селективным электродом измеряют актив-
ность иона нитрата.
Измерение активности нитрат-иона. Активность ионов в пробе
определяют в pNOy (отрицательный десятичный логарифм актив-
ности ионов).
Подготовка мембранного электрода (3M-NO3-01) к работе.
Перед работой электрод заполняют 0,1 М раствором KNO3 и
0,005 М раствором КС1. Электрод в течение 24 ч выдерживают в
0,1 М растворе KNO3. Необходимо следить за уровнем раство-
ров в измерительном и вспомогательном электродах — он дол-
жен быть постоянным. В нерабочее время нитратный мембран-
ный электрод хранят в растворе 10~3 М KNO3, а электрод срав-
нения — в дистиллированной воде. Следует помнить, что если
при измерении стандартных растворов разность показаний на
приборе между двумя растворами меньше 48—50 мВ, то элект-
род находится в нерабочем состоянии. Электрод имеет линей-
ную функцию в диапазоне pNO3 = 1—4 с наклоном 54—56 мВ на
единицу pNO3.
Измерение активности в pNOf. При работе на потенциометре
типа pH-340 ставят тумблер «Род работы» в положение «pH», из-
мерительный нитратный электрод подключают к гнезду «ВСП», а
вспомогательный хлоридсеребряный электрод — к гнезду «ИЗМ»,
так как измеряется активность аниона (pNO3), а прибор рассчи-
тан на измерение активности катиона (Н+).
Ежедневно перед началом работы нитратный электрод поме-
щают на 10 мин в дистиллированную воду, затем электроды (из-
мерительный и вспомогательный) сушат фильтровальной бумагой
и проводят настройку pH-метра (потенциометра) по трем стандар-
тным (контрольным) растворам KNO3, концентрация которых
равна 0,0001 М; 0,001 и 0,01 М. pNOf этих растворов соответ-
ственно равен 4; 3; 2.
Настройку pH-метра проверяют не менее 2 раз в день, начиная
с растворов меньшей концентрации. После измерения активности
раствора с большей концентрацией нитратов электроды выдержи-
вают 3—4 мин в дистиллированной воде. Температура стандарт-
ных и анализируемых растворов должна быть одинаковой.
Настраивая pH-метр в единицах pNOf, пользуются ручками
«Еи грубо» и «Еи точно», а также температурным тумблером при
pNO3, равном 4 и 3.
Ручкой «S» устанавливают величину pNO3, равную 2. Отсчеты
показаний снимают по верхней шкале в диапазоне 300 мВ, рабо-
352
тая в необходимых пределах измерения, соответствующих данной
электродной паре.
Перед погружением в анализируемый раствор или суспензию
электроды каждый раз тщательно обмывают дистиллированной
водой, удаляя остатки воды фильтровальной бумагой. Перемешав
суспензию стеклянной палочкой, снимают показания прибора в
величинах pNO3. Показания снимают по истечении 1—2 мин пос-
ле погружения электродов в раствор (суспензию почвы).
Измерение активности в мВ. В этом случае нитратный электрод
(для потенциометров любых марок) подключают к гнезду «ИЗМ»,
а хлоридсеребряный электрод к гнезду «ВСП». Тумблер «Род ра-
бот» ставят в положение + мВ и измеряют ЭДС электродной пары.
По результатам измерения активности ионов (pNO3) стандартных
растворов строят (на миллиметровой бумаге) градуировочный гра-
фик, откладывая на оси абсцисс величины pNOf, соответствую-
щие стандартным растворам KNO3 в молях, а на оси ординат —
ЭДС в мВ.
Измерение активности нитрат-иона на иономере ЭВ-74. Универ-
сальный ионометр ЭВ-74 позволяет определять активность не
только катионов, но и анионов, как одновалентных, так и двухва-
лентных. Прибор может работать не только с электрохимически-
ми системами хлоридсеребряный стеклянный электрод, но и с си-
стемами хлоридсеребряный мембранный электрод.
Универсальный ионометр ЭВ-74 конструктивно во многом на-
поминает pH-метр (pH-121, pH-340).
При измерении активности анионов составляется электрохи-
мическая цепь из стеклянного электрода с водородной функцией
ЭСЛ-43-07 (рабочая температура 0—40 °C) и мембранного элект-
рода 9M-NO3-01.
При измерении активности в величинах включают клавишу
«Анионы/Катионы» и клавишу диапазона измерения pH 1—4, на-
страивают прибор по двум стандартным растворам: pNO3 =
= 4 (10-4 М раствора KNO3) — с помощью резистора «Калибров-
ка», pNOf = 2 (10_* М раствора KNO3) — резистором «Температу-
ра раствора». Когда замеряют величину pNO3, то нажимают кла-
вишу «рХ», при отключении цепи — клавишу «t». На стекле шка-
лы прибора делают надпись восковым карандашом слева напра-
во—4, 3, 2 и 1 pNOf соответственно цифрам 0, 1, 2, 3 средней
шкалы прибора.
Когда измерение активности иона нитрата ведут в мВ, то нажи-
мают клавишу «мВ», включают диапазон измерения pH 1—4 и за-
меряют ЭДС (мВ) в стандартных и исследуемых растворах. По
величине pNOy или ЭДС стандартных растворов сравнения строят
градуировочный график, по которому находят величину концент-
рации анализируемого раствора.
Л -8539
353
Приготовление растворов сравнения нитрата калия. Из исходного
0,1 М раствора KNO3 (реактив 3) готовят 0,01 М (0,01 н.) раствор,
а из него в пронумерованных мерных колбах на 100 см3 готовят
стандартные растворы сравнения, приливая в них указанные в
таблице 35 количества растворов нитрата калия и доводя объем до
метки 2%-ным раствором алюмокалиевых квасцов (реактив 1).
Приготовленную шкалу используют для калибровки ионометра.
35. Приготовление шкалы образцовых растворов нитратов
Показатель	Номер колбы								
	1 1 2	3	4	1 5	6	7	8	9	10
Объем 0,01 М раствора KNO3, см3	0	0,5	1	3	5	8	10	30	50	80
Концентрация NO3, мг/дм3	0	0,7	1,4	4,2	7,0	11,2	14,0	42,0	70,0	112,0
Вычисление результатов. Содержание нитратного азота (N—NOy)
в почве (мг/кг) находят по формуле
N = 10-pN°3 -14-—-103,
т
где pNO3 — отрицательный логарифм концентрации нитрат-ионов; 14 — атомная
масса азота, г; V— объем экстрагирующего раствора, см3; т — масса пробы почвы, г.
Содержание нитратного азота можно определить также по таб-
лице 36.
36. Содержание нитратов (мг/кг почвы), рассчитанных по величине
pNOf при соотношении почва : раствор 1: 25
pNOf	N— NO3, мг/кг	pNOj	N— NO,, мг/кг	pNOf	N—NO,, мг/кг	pNOj	N—NO, мг/кг
2,55	97,7	3,00	34,7	3,45	12,3	3,90	4,4
2,60	87,1	3,05	30,9	3,50	11,0	3,95	3,9
2,65	77,6	3,10	27,5	3,55	9,8	4,00	3,5
2,70	69,2	3,15	24,6	3,60	8,7	4,05	3,1
2,75	61,7	3,20	21,9	3,65	7,8	4,10	2,8
2,80	55,0	3,25	19,5	3,70	6,9	4,15	2,5
2,85	49,0	3,30	17,4	3,75	6,2	4,20	2,2
2,90	43,6	3,35	15,5	3,80	5,5	4,25	1,9
2,95	38,9	3,40	13,8	3,85	4,9	4,30	1,7
Реактивы. 1. Алюмокалиевые квасцы [KA1(SO4)2  12Н2О,
ч.д.а.], 1%-ный раствор.
354
2. 0,05%-ный раствор K2SO4, х.ч. или ч.д.а.
3. Исходный 0,1 М (0,1 н.) раствор KNO3: 10,11 г (±0,01 г) соли
KNO3, предварительно перекристаллизованной и высушенной
при температуре 100—105 °C до постоянной массы, взвешивают на
аналитических весах, растворяют в 1%-ном растворе алюмокалие-
вых квасцов в колбе вместимостью 1 дм3 и доводят этим же ра-
створом объем колбы до метки.
3.5.5.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕГКОГИДРОЛИЗУЕМОГО АЗОТА В ПОЧВЕ
ПО И. В. ТЮРИНУ И М. М. КОНОНОВОЙ
Значение анализа. Определение минеральных форм азота в по-
чве не позволяет с достаточной полнотой судить об обеспеченнос-
ти растений этим элементом в течение всего вегетационного пе-
риода. Это связано с тем, что в почве процессы разложения
органических веществ идут непрерывно, в результате чего на-
капливаются минеральные формы азота. Поэтому для оценки
обеспеченности сельскохозяйственных культур азотом почвы
большое значение имеет определение ближайшего резерва попол-
нения минеральных соединений азота. Часть азота почвы, которая
в течение вегетации может быть минерализована и стать доступ-
ной для растений, получила название легкогидролизуемого азота.
Однако судить о степени обеспеченности растений усвояемым
азотом по содержанию в почве легкогидролизуемых соединений
можно не всегда. Поэтому содержание легкогидролизуемого азота
следует рассматривать как показатель подвижности соединений
азота в почве.
Принцип метода. Метод основан на извлечении из почвы
0,25 М раствором серной кислоты (при соотношении почвы к ра-
створу 1 : 5) подвижных минеральных и органических азотсодер-
жащих соединений с последующим определением общего азота в
вытяжке после перевода его в аммонийную форму. В кислотную
вытяжку переходят как минеральные формы азота, так и легкогид-
ролизуемые азотсодержащие органические соединения: амино-
кислоты, амиды кислот, легкогидролизуемые группы белков.
Ход анализа. Берут на технических весах 20 г просеянной через
сито с отверстиями диаметром 1 мм воздушно-сухой пробы по-
чвы, переносят в коническую колбу на 200—250 см3 и приливают
100 см3 0,2 М раствора серной кислоты (реактив 1). Содержимое
колбы взбалтывают в течение 3 мин и настаивают 16—18 ч. Затем
вытяжку фильтруют через складчатый фильтр. Для анализа берут
пипеткой 25—50 см3 (в зависимости от содержания легкогидроли-
зуемого азота) фильтрата, переносят в коническую колбу на
150 см3, в которую добавляют 0,5 г смеси цинковой пыли и восста-
23*
355
новленного (металлического) железа (реактив 2) для восстановле-
ния присутствующих нитратов до аммиака. Колбу закрывают во-
ронкой (в качестве обратного холодильника), помещают на элект-
рическую плитку или газовую горелку (на асбестовую сетку) и ки-
пятят при слабом нагреве в течение 1,5 ч. Затем ее охлаждают, об-
мывают воронку дистиллированной водой, приливают в колбу
мерным цилиндром 5 см3 концентрированной H2SO4(roi. 1,84) и
раствор кипятят на электроплитке до начала появления белых па-
ров SO2.
После этого в колбу прибавляют 2,5 см3 25%-ного раствора ок-
сида хрома (VI) (реактив 3) или 10%-ного раствора дихромата ка-
лия (реактив 4), закрывают колбу воронкой и содержимое кипятят
в течение 10 мин до приобретения раствором интенсивно-зеленой
окраски.
В сильнокислой среде К2Сг2О7 восстанавливается с выделени-
ем кислорода:
2К2Сг2О7 + 8H2SO4 = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8Н2О + ЗО2.
Красно-оранжевый цвет раствора дихромата калия переходит в
зеленый, присущий сульфату хрома. Выделившийся кислород
окисляет углерод органических соединений почвы, перешедших в
кислотную вытяжку:
ЗС + ЗО2 = ЗСО2.
При повышенной температуре серная кислота распадается
на оксид серы (серный ангидрид) и воду (H2SO4 -> SO3 + Н2О),
который, в свою очередь, распадается на сернистый ангидрид и
кислород (2SO3 -> 2SO2 + О2).
Выделившийся кислород также участвует в окислении углерода
и водорода, а сернистый ангидрид переводит азот аминогрупп
(NH2) в аммиак, который связывается избытком серной кислоты:
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4.
Нитраты же, перешедшие в вытяжку, при добавлении смеси
цинка и железа восстанавливаются до аммиака:
H2SO4 + Fe = FeSO4 + Н2;
H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2; HNO3 + H2 = HNO2 + H2O;
HNO2 + 3H2 = NH3 + 2H2O; 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4.
Одновременно проводят контрольный анализ без почвенной
вытяжки.
356
После окисления органического вещества содержимое кони-
ческой колбы количественно переносят в отгонную колбу аппара-
та Кьельдаля. Добавляют несколько гранул цинка или пемзу для
равномерного (без толчков) кипения. В приемник для отгона ам-
миака (стакан или коническую колбу на 200—250 см3) наливают
15 см3 4%-ного раствора борной кислоты (реактив 5), добавляют
4—5 капель комбинированного индикатора (реактив 6) и устанав-
ливают так, чтобы кончик трубки холодильника был утоплен в ра-
створ борной кислоты на 3—5 мм.
Затем в отгоночную колбу аппарата Кьельдаля осторожно при-
ливают 20 см3 40%-ного раствора NaOH и сразу же закрывают
пробкой с пароотводной трубкой, соединенной с холодильником,
включают холодильник и нагревательный прибор. Отгон ведут,
пока в приемнике не соберется примерно 130—150 см3 дистиллята.
Когда в приемнике накопится 100—120 см3 раствора, отгон про-
должают, подняв конец трубки холодильника на 1—2 см выше
уровня жидкости.
Полноту отгона аммиака проверяют по красной лакмусовой бу-
маге, которая от капли дистиллята не должна посинеть, или по ре-
активу Несслера. При посинении лакмусовой бумаги отгон продол-
жают. По окончании отгона связанный борной кислотой аммиак
оттитровывают 0,01 М раствором серной кислоты (реактив 7).
Вычисление результатов. Содержание легкогидролизуемого азо-
та в почве (мг/кг) определяют по формуле
„ _ (К-Г1) 0,28-К2-1000
t-N -
где И—объем 0,01 М раствора H2SO4, пошедшей на титрование бората аммония
после отгона аммиака, см3; Й| — объем 0,01 М раствора H2SO4, пошедшей на тит-
рование при холостом определении, см3; 0,28 — 1 см3 0,01 М раствора H2SO4 свя-
зывает 0,28 мг азота; V2 — общий объем гидролизата анализируемой пробы, см3;
1000 — коэффициент для пересчета на 1 кг почвы; — объем гидролизата пробы,
взятой для отгона аммиака, см3; т — масса почвы, соответствующая объему гид-
ролизата, взятому для отгона, г.
При анализе расхождение между параллельными определения-
ми не должно превышать 10 %.
Реактивы. 1. 0,25 М раствор серной кислоты (H2SO4, х.ч.).
2.	Смесь цинковой пыли с восстановленным железом: 9 г (час-
тей) цинковой пыли перемешивают с 1 г (частью) восстановлен-
ного железа.
3.	25%-ный раствор хромового ангидрида (СгОз): навеску 25 г
СгО3 (х.ч.) растворяют дистиллированной водой в мерной колбе
вместимостью 1 дм3 и доводят объем водой до метки.
357
4.	10%-ный раствор бихромата калия (К2Сг2О7, х.ч. или ч.д.а.):
100 г соли растворяют дистиллированной водой в колбе на
1000 см3.
5.	4%-ный раствор борной кислоты (Н3ВО3), х.ч. или ч.д.а.
6.	Комбинированный индикатор Гроака: 0,2 г метилового крас-
ного и 0,1 г метиленового синего растворяют в 100 см3 95%-ного
этилового спирта и хранят в темной склянке.
7.	0,01 М (0,02 н.) раствор H2SO4 готовят из фиксанала (стан-
дарт-титра) или концентрированной серной кислоты (пл. 1,84,
х.ч.). Во втором случае точную ее концентрацию устанавливают по
буре.
3.5.6.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЩЕЛОЧНО-ГИДРОЛИЗУЕМОГО АЗОТА
ПО А. X. КОРНФИЛДУ
Значение анализа. Для установления потребности растений в
азотных удобрениях часто рекомендуют определение легкогидро-
лизуемого азота в почве по методу Корнфилда.
Выявлена высокая положительная корреляционная связь меж-
ду количеством азота, определенным по Корнфильду, и данными
нитрификационной способности почв, особенно с незначитель-
ным содержанием нитратов (метод Корнфильда не учитывает
присутствующий в почве азот нитратов). Содержание щелочно-
гидролизуемого азота дает возможность оценить потенциальные
запасы доступного для растений азота почвы.
На основании сопоставления содержания легкогидролизуемого
азота в почве по Корнфильду с урожайностью в полевых опытах
на черноземах предложена следующая группировка почв по их
обеспеченности азотом (мг/кг почвы): до 80 — низкое содержание
(высокая потребность растений в азотных удобрениях), 80—160 —
среднее; 160—200 — повышенное, > 200 — высокое (потребность в
азотных удобрениях отсутствует).
Принцип метода. Метод основан на гидролизе органических
азотсодержащих соединений 1 М раствором щелочи (1 н. NaOH).
В результате гидролиза азот аммония, амидов, аминосахаров и
других лабильных азотсодержащих органических соединений вы-
деляется из почвы в виде аммиака, который улавливается борной
кислотой. Образующийся борат аммония оттитровывают 0,01 М
раствором серной кислоты. По количеству пошедшей на титрова-
ние 0,01 М раствора H2SO4 вычисляют содержание азота в почве.
Для проведения анализа необходимы чашки Конвея со стек-
лянной перегородкой во внешнем отделении (рис. 48).
Ход анализа. Навеску воздушно-сухой почвы массой 2 г (±0,02 г)
помещают во внешнюю часть чашки Конвея. Во внутреннюю
358
Рис. 48. Чашка Конвея:
а—вид сверху; б— вид сбоку (разрез);
в — перегородка
часть чашки наливают пи-
петкой 2 см3 2%-ной борной
кислоты (реактив 1) и добав-
ляют 2—3 капли комбинированного индикатора Гроака (реактив 2).
Затем во внешнюю часть чашки приливают пипеткой 5 см3 1 М
раствора NaOH (реактив 3), не допуская смачивания почвы. Это
можно сделать, если чашку держать слегка наклонно.
Не меняя положения чашки, накрывают ее крышкой, края кото-
рой предварительно смазаны вазелином, и осторожно в течение
1 мин круговыми движениями смешивают почву с раствором щело-
чи, после чего чашку ставят в термостат и выдерживают 24—48 ч при
температуре 28 °C. За это время происходит выделение аммиака,
который благодаря диффузии поглощается раствором борной кис-
лоты.
По истечении указанного срока крышку чашки Конвея осто-
рожно снимают, проводят титрование (из микробюретки) аммиа-
ка, связанного борной кислотой во внутренней части чашки,
0,01 М (0,02 н.) раствором серной кислоты (реактив 4) до перехода
зеленой окраски раствора в малиновую.
Для поправки на возможное загрязнение реактивов аммиаком
проводят холостое определение (без почвы), выполняя те же опе-
рации.
Вычисление результатов. Содержание азота в почве (мг/кг) вы-
числяют по формуле
(К-KQ 0,28-1000
где К—объем 0,01 М раствора H2SO4, пошедшей на титрование бората аммония,
см3; V] — объем 0,01 М раствора H2SO4, пошедшей на холостое титрование, см3;
0,28— 1 см3 0,01 М раствора H2SO4 связывает 0,28 мг азота; 1000 —коэффициент
для вычисления азота почвы, мг/кг; т — исходная навеска почвы, г.
3.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФОСФАТНОГО РЕЖИМА
ПОЧВ
Под фосфатным режимом понимают способность почв обес-
печивать растения фосфором. Фосфатный режим характеризует-
ся следующими показателями: содержанием валового фосфора,
359
общим содержанием минеральных и органических фосфатов,
степенью подвижности фосфатов и потенциальной буферной
способностью почв в отношении фосфатов, доступных расте-
ниям.
Общее содержание фосфора в почве колеблется от 0,01 % в бед-
ных песчаных до 0,2—0,3 % в мощных высокогумусных почвах.
3.6.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВАЛОВОГО СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОРА В ПОЧВЕ
ПО МЕТОДУ К. Е. ГИНЗБУРГ
Принцип метода. Метод основан на мокром озолении (сжига-
нии) почвы смесью концентрированной серной и хлорной кислот
(10: 1) с последующим определением фосфора (после осаждения
железа по Уоррену и Пью) на фотоэлектроколориметре (см. метод
Кирсанова).
Ход анализа. 0,5 г воздушно-сухой почвы, просеянной через
сито с диаметром отверстий 0,25 мм, переносят в колбу Кьель-
даля (на дно) и осторожно смачивают водой. В колбу с помо-
щью мерного цилиндра приливают 10 см3 концентрированной
серной кислоты и I см3 50%-ной хлорной кислоты. Колбу с со-
держимым оставляют на 1 ч (или на ночь) для озоления почвы
на холоде.
После этого почву озоляют в вытяжном шкафу при спокойном
кипении до полного обесцвечивания раствора. Затем колбу Кьель-
даля охлаждают и содержимое переносят в мерную колбу на 100—
200 см3, промывая колбу Кьельдаля 2—3 раза небольшими порци-
ями дистиллированной воды, переносят промывные воды через
воронку в мерную колбу. Содержимое мерной колбы охлаждают,
доводят дистиллированной водой до метки и тщательно переме-
шивают.
Для анализа берут 20 см3 раствора минерализованной почвы,
переносят в плоскодонную мерную колбу на 100 см3 и при посто-
янном помешивании приливают 6 см3 гексацианоферрата калия
[K4Fe(CN)e] для осаждения ионов железа:
4Fe(NO3)3 + 3K4Fe(CN)6= Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KNO3.
Для связывания избытка K4Fe(CN)g в колбу пипеткой прибав-
ляют 5 см310%-ного раствора MnSO4, перемешивают и оставляют
на 10—15 мин.
После этого содержимое колбы нейтрализуют 10%-ным раство-
ром аммиака до перехода синей окраски в красновато-лиловую
(pH 6,8—6,9). При этом комплексное соединение железа с марган-
цем находится в осадке. Затем в колбу добавляют пипеткой 3,5 см3
360
1 М раствора H2SO4. Для растворения осажденного фосфора в
колбу добавляют 2 М раствора NaOH (до pH 6,8), доводят дистил-
лированной водой до метки, перемешивают и раствор фильтруют.
Далее в фильтрате определяют содержание фосфора (см. метод
Кирсанова).
Реактивы. 1. Концентрированная серная (H2SO4) и хлорная
(НС1О4) кислоты.
2.	0,25 М раствор H2SO4: в мерную колбу на 1 дм3 наливают
800 см3 дистиллированной воды, приливают 14 см3 H2SO4
(пл. 1,84), доводят дистиллированной водой до метки и переме-
шивают.
3.	2 М раствор NaOH: 80 г NaOH растворяют в 500 см3 дистил-
лированной воды, переносят раствор в мерную колбу на 1 дм3 и
доводят водой до метки.
4.	1 М раствор H2SO4: в мерную колбу на 1 дм3 наливают
800 см3 дистиллированной воды, переносят 56 см3 концентриро-
ванной H2SO4, перемешивают, доводят водой до метки и вновь
перемешивают.
5.	10%-ный раствор гексацианоферрата калия — K4Fe(CN)6.
3.6.2.	МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
ПОДВИЖНОГО ФОСФОРА В ПОЧВЕ
Содержание фосфора в почве зависит от материнской поро-
ды, степени ее выветривания и наличия в почве органического
вещества. Почвы, образовавшиеся на основных вулканических
породах, содержат больше валового (общего) фосфора (0,1—
0,25 %), чем сформированные на кислых осадочных породах
(0,03—0,10 %). Под воздействием растений валовое содержание
фосфора в верхнем (пахотном) слое почвы, как правило, выше,
чем в подпахотном горизонте и подстилающей материнской по-
роде. Однако общее содержание фосфатов не отражает реальную
способность почвы обеспечивать растения доступными формами
фосфора и не может служить показателем эффективного плодо-
родия почвы. Для оценки обеспеченности растений усвояемым
фосфором гораздо важнее содержание в почве лабильных фос-
форных соединений, способных длительное время поддерживать
определенную концентрацию ионов фосфорной кислоты в поч-
венном растворе.
Все формы фосфорных соединений в почве находятся в опре-
деленном динамическом равновесии, скорость и направленность
которого обусловливаются многими факторами (pH, содержа-
нием органического вещества, влаги, минералогическим соста-
вом и др.). Поэтому многочисленные формы соединений фос-
361
Общее содержание фосфора
в почве
Фосфор почвенного ----— Лабильные ------* Прочносвязанные
раствора _______ фосфаты  фосфаты
Фосфаты калия, натрия, аммония. Дигидрофосфаты кальция, магния, калия, натрия, аммония. Гидро- фосфаты калия, натрия, аммония	Дигцдрофосфаты кальция СаНРО4 • • 2Н2О, октокальций- фосфат Са4Н(РО4)3 • • ЗН2О, аморфный гвдроксилапатит Са5(РО4)3ОН. Аморфные фосфа- ты алюминия и же- леза Д1РО4 • ЗН2О. Лсгкоразлагаемые органические ве- щества, содержа- щие фосфор. Адсорбированные фосфаты	Кристаллические гидроксилапатит, карбонатапатит, фосфаты алю- миния и железа и т. д. Фосфор сложных гумусовых веществ
Рис. 49. Формы фосфатов в почве и их трансформация
фора в почве с точки зрения питания растений следует рассмат-
ривать как единое целое и можно представить в виде следующей
схемы (рис. 49).
3.6.2.1.	Определение лабильных форм фосфора
Значение анализа. Общее содержание фосфора в почве — пока-
затель потенциального плодородия почвы. Даже при наличии в
пахотном слое почвы 3—5 т/га фосфора (Р2О5) сельскохозяйствен-
ные культуры часто нуждаются во внесении растворимых фосфор-
ных удобрений. Отсюда следует, что в фосфорном питании расте-
ний участвуют в основном лабильные, доступные растениям фос-
форные соединения, которые переходят в вытяжки, используемые
при определении подвижного фосфора в почвах различными ме-
тодами. Одной из наиболее сложных методических задач агрохи-
мии является подбор для почвенных вытяжек такого раствора, ко-
торый экстрагировал бы только доступные растениям формы фос-
форных соединений почвы и не переводил бы в раствор недоступ-
ные фосфаты. В фосфорном питании растений принимают
участие в основном фосфаты почвенного раствора и подвижные.
362
Если убыль Р2О5 в почвенном растворе быстро восполняется за
счет дополнительного растворения в почвенном растворе лабиль-
ных фосфатов, то можно рассчитывать на получение высокого
урожая при обеспечении растений другими элементами питания.
Для определения подвижных фосфатов в кислых и слабокислых
почвах используют, как правило, кислотные вытяжки и буферные
растворы с pH в пределах 1—5, а в карбонатных почвах, соответ-
ственно, буферные растворы с pH 3,2—5,0 и щелочные вытяжки с
pH 8,5-11,0.
Если в применяемом методе определения в вытяжку перехо-
дят в основном фосфаты почвенного раствора и лабильные, то
полученные данные о содержании фосфора в почве позволят на-
дежно судить об уровне обеспеченности растений фосфором и
прогнозировать эффективность применяемых фосфорных удоб-
рений.
Установление содержания Р2О5 в почвенных вытяжках сводит-
ся к определению фосфорной кислоты, которая образует с молиб-
деном в присутствии восстановителя фосфорно-молибденовую
синь, придающую раствору голубой или синий цвет. По интенсив-
ности окраски почвенной вытяжки определяют содержание фос-
фора в почве.
3.6.2.2.	Определение степени подвижности фосфатов почвы
по методу Н. П. Карпинского и В. Б. Замятиной
Значение анализа. Непосредственным источником фосфорного
питания растений служат фосфат-ионы, находящиеся в почвен-
ном растворе, поэтому концентрация фосфора в почвенном ра-
створе — наиболее важный показатель оценки обеспеченности ра-
стений фосфором, особенно в начальные стадии их роста и разви-
тия. Уровень содержания фосфора в почвенном растворе получил
название фактора интенсивности.
Выделить почвенный раствор сложно, поэтому используют
слабосолевые вытяжки при узком соотношении почвы к экстра-
генту. Это дает возможность судить о содержании фосфора в по-
чвенном растворе.
Метод наиболее пригоден для оценки содержания в почве дос-
тупного растениям фосфора при относительно высоком содержа-
нии слаборастворимых фосфатов в почве, которые в силу своих
особенностей могут переходить в кислотные вытяжки, используе-
мые в агрохимической практике, и искажать результаты. В этих
случаях кислотные вытяжки дают завышенные результаты, не от-
ражающие фактическую степень обеспеченности таких почв дос-
тупным для растений фосфором.
363
Принцип метода. Метод основан на определении концентрации
фосфат-ионов в вытяжке 0,015 М раствора K2SO4 при соотноше-
нии почвы к раствору 1 : 5.
Метод используют для определения степени подвижности и за-
паса растворимых фосфатов в почвах с кислой и нейтральной ре-
акцией среды. Вытяжка раствора сульфата калия извлекает при-
мерно в 1,5—2 раза больше фосфора из почвы, чем 0,01 М раствор
хлорида кальция.
Ход анализа. На технических весах берут 10 г (±0,1 г) просе-
янной через сито с отверстиями 1 мм почвы, помещают в плос-
кодонную колбу вместимостью 200—250 см3 и приливают мер-
ным цилиндром или дозатором 50 см3 экстрагирующего раство-
ра сульфата калия (реактив 1). Почву с раствором взбалтывают
от руки или на встряхивателе в течение 5 мин, а затем фильтру-
ют через бумажный фильтр. При необходимости фильтрат кон-
центрируют, упаривая его объем на водяной или песчаной бане,
но не более чем в 2 раза, во избежание выпадения солей фосфа-
тов из раствора.
Для колориметрического определения фосфора берут пипеткой
или дозатором 20 см3 раствора почвенной вытяжки, переносят в
мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают для разбавления
вытяжки 70 см3 экстрагирующего раствора (0,015 М раствора
K2SO4) и добавляют 8 см3 реактива Б. Затем экстракционным ра-
створом доводят объем колбы до метки и тщательно перемешива-
ют. Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют на
ФЭК через 15—20 мин (и не позже 24 ч) после добавления окра-
шивающего раствора (реактива Б). Измерение оптической плот-
ности раствора проводят при длине волны 710—720 нм (при отсут-
ствии в приборе узкополосного светофильтра измерения проводят
при красном светофильтре при длине волны 650—750 нм), ис-
пользуя кюветы с толщиной просвечивающего слоя 3—5 см. При
необходимости допускается пропорциональное уменьшение объе-
ма анализируемой вытяжки и окрашивающего раствора Б (реак-
тив 2).
Содержание фосфора в анализируемой почве определяют по
градуировочному графику, построенному по результатам колори-
метрирования серии растворов сравнения, и выражают в мг Р2О5
на 1 кг почвы или на 1 дм3 раствора.
Реактивы. 1. Реактив 1 —0,015 М раствор K2SO4 (экстрагирую-
щий раствор): 2,61 г (±0,01 г) соли растворяют дистиллированной
водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3, раствор перемешивают
и доливают водой до метки.
2. Реактив Б — раствор аскорбиновой кислоты в реактиве А,
поэтому сначала готовят реактив А.
364
Приготовление реактива А: а) 6 г (+0,1 г) молибдата аммония
[(NH4)2MoO4, х.ч., ч.д а ] взвешивают на технических весах, ра-
створяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью
200 см3 и объем раствора в колбе доводят водой до метки;
б) 0,155 г (±0,001 г) сурьмяно-виннокислого калия растворяют
в мерной колбе вместимостью 100 см3 и объем раствора доводят
дистиллированной водой до метки. Оба реактива готовят при сла-
бом нагревании;
в) приготовление 2,5 М (5 н.) раствора серной кислоты: в мер-
ную колбу вместимостью 1 дм3 наливают 500—600 см3 дистилли-
рованной воды и осторожно при постоянном перемешивании и
охлаждении приливают 140 см3 концентрированной серной кис-
лоты (х.ч., пл. 1,84). Раствор охлаждают, доводят дистиллирован-
ной водой до метки и перемешивают.
Реактив А: в мерную колбу вместимостью 1 дм3 приливают пос-
ледовательно 500 см3 2,5 М раствора серной кислоты, а затем
200 см3 раствора молибдата аммония и 100 см3 раствора сурьмяно-
виннокислого калия, содержимое колбы тщательно перемешива-
ют, доводят ее объем дистиллированной водой до метки и, закрыв
пробкой, снова перемешивают. Реактив хранят в темной стеклян-
ной склянке с притертой пробкой.
Реактив Б: 1,1 г аскорбиновой кислоты взвешивают с погреш-
ностью не более 0,01 г и растворяют в 200 см3 реактива А. Раствор
готовят в день проведения анализа. Такого объема раствора доста-
точно для окрашивания 25 проб.
3. Исходный стандартный раствор с концентрацией Р2О5
0,1 г/дм3 и 0,01 г/дм3: навеску 0,192 г (±0,001 г) дигидрофосфата
калия (КН2РО4, ч.д.а.) взвешивают на аналитических весах, поме-
щают в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят объем до мет-
ки экстрагирующим раствором сульфата калия (0,015 М раствор
K2SO4).
Затем проводят 10-кратное разбавление приготовленного ра-
створа: берут пипеткой 10 см3 исходного стандартного раствора с
концентрацией 0,1 г/дм3, переносят в мерную колбу вместимос-
тью 100 см3 и доводят объем до метки экстрагирующим раствором
сульфата калия (0,015 М раствор K2SO4). Приготовленный стан-
дартный раствор содержит 0,01 г/дм3 (мг/см3) Р2О5.
Приготовление рабочего стандартного раствора. В мерные кол-
бы вместимостью 250 см3 приливают из бюретки указанное в таб-
лице 37 количество кубических сантиметров стандартного раство-
ра с концентрацией Р2О5 0,01 г/дм3 (0,01 мг/см3). Объемы раство-
ров в колбах доводят до метки экстрагирующим 0,015 М раство-
ром сульфата калия и перемешивают. Растворы хранят в закрытых
колбах не более 1 мес.
365
37. Шкала для определения подвижного фосфора
Характеристика раствора	Номер раствора сравнения		
	1 |	2	3 I 4 1 .А	6 1 1 | 8 | 9
Объем раствора 0 с концентрацией Р2О5 0,01 мг/см3, см3	0,5	1,0	2,0	4,0	6,0	8,0	10,0	12,5
Концентрация	0	0,02	0,04	0,08	0,16	0,24	0,32	0,40	0,50
Р2О5 в растворе
сравнения или
вытяжке, мг/дм3
Для построения градуировочного графика готовят серию ра-
створов сравнения: берут пипеткой из каждой колбы (№ 1—9) с
рабочим стандартным раствором по 20 см3 (как в случае с почвен-
ной вытяжкой), переносят в пронумерованные мерные колбы
вместимостью 100 см3 (номер колбы с раствором сравнения дол-
жен соответствовать номеру колбы рабочего раствора), приливают
60—70 см3 экстрагирующего раствора (0,015 М раствор K2SO4) и
добавляют 8 см3 реактива Б. Объем в колбе доводят экстрагирую-
щим раствором до метки, перемешивают и через 15—20 мин опре-
деляют на ФЭК оптическую плотность окрашенных растворов
сравнения при красном светофильтре (710—720 нм).
Об уровне обеспеченности растений легкодоступным фосфо-
ром почвы (мг Р2О5 на 1 л) при использовании 0,015 М (0,03 н.)
K2SO4 вытяжки судят на основании следующей градации: 1) низ-
кая — < 0,04, 2) средняя — 0,04—0,18, 3) повышенная — 0,18—0,35,
4) высокая — > 0,35.
3.6.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕГКОПОДВИЖНОГО ФОСФОРА
И ОБМЕННОГО КАЛИЯ В ПОЧВЕ ПО МЕТОДУ ЦИНАО
(ОСТ-10-271—2000)
Значение анализа. Метод позволяет определить в одной почвен-
ной вытяжке доступный растениям легкоподвижный фосфор и
обменный калий почвы, содержание которых тесно коррелирует с
концентрацией фосфора и калия в почвенном растворе. Метод
распространяется на дерново-подзолистые, серые лесные, черно-
земные и каштановые почвы.
Принцип метода. Метод основан на определении концентра-
ции фосфат-ионов и ионов калия в почвенной вытяжке 0,01 М
(0,02 н.) раствором СаС12 при соотношении почва: ра-
створ = 1:5 или 1 : 10 (результаты близки между собой) с после-
дующим определением фосфора на ФЭК фосфоромолибдатным
366
методом и калия на пламенном фотометре или ионометрическим
методом.
Ход анализа. Навеску 10 г (±0,1 г) воздушно-сухой почвы, про-
сеянной через сито с отверстиями 1—2 мм, взвешивают на техни-
ческих весах, помещают в плоскодонную колбу вместимостью
200—250 см3 и приливают мерным цилиндром 50 см3 экстрагиру-
ющего (0,01 М) раствора хлорида кальция. Содержимое взбалты-
вают вручную или на встряхивателе в течение 5 мин, затем фильт-
руют через плотный беззольный фильтр (синяя лента), перенося
как можно больше почвы на фильтр, чтобы заилить его поры.
Определение фосфора. В мерную колбу вместимостью 100 см3
берут пипеткой или дозатором 20 см3 профильтрованной вы-
тяжки, приливают произвольно 60—70 см3 экстрагирующего
(0,01 М) раствора хлорида кальция, перемешивают и затем из
бюретки добавляют по 8 см3 реактива Б, содержимое колбы
вновь перемешивают, доводят ее объем тем же раствором хло-
рида кальция до метки и через 15—20 мин после добавления ок-
рашивающего раствора (реактива Б) колориметрируют в кювете
с толщиной слоя 4—5 см при красном светофильтре при длине
волны 710—720 нм.
Если на приборе установить такую длину волны невозможно,
то устанавливают красный светофильтр с максимумом пропуска-
ния света в области 650—750 нм. При низкой концентрации фос-
фора в вытяжке ее упаривают. Параллельно готовят образцовые
растворы сравнения для построения градуировочного графика.
Для приготовления растворов сравнения в пронумерованные мер-
ные колбы емкостью 100 см3 берут по 20 см3 стандартного рабоче-
го раствора (см. метод Карпинского—Замятиной) и приливают
строго последовательно те же реактивы и в том же количестве, что
и при определении фосфора в почвенной вытяжке (см. выше).
Содержание фосфора (Р2О5) в почве определяют по градуировоч-
ному графику. За окончательный результат принимают среднее
арифметическое результатов двух параллельных определений.
Данные вычисляют и округляют до второй значащей цифры после
запятой. Допустимые расхождения между результатами двух по-
вторных определений не должны превышать 10 %.
Оценка результатов. Для заключения о степени подвижности
(фактор «интенсивности», фосфатный уровень) фосфатов иссле-
дуемой почвы могут быть приняты следующие ориентировочные
индексы обеспеченности: 1) очень низкая — 0,003—0,06; 2) низ-
кая — 0,07—0,12; 3) средняя — 0,13—0,16; 4) повышенная — 0,17—
0,20; 5) очень высокая — > 0,20 мг Р2О5/л.
Реактивы. 1. Раствор хрома кислотного темно-синего (индика-
тор): 0,5 г (±0,01 г) хрома кислотного темно-синего растворяют в
100 см3 этилового спирта и тщательно перемешивают. Раствор мо-
367
жет храниться в течение 6 мес в склянке с притертой пробкой из
темного стекла.
2.	2 М (2 н.) раствор NaOH: на технических весах взвешивают
80 г (±0,1 г) гидроксида натрия (х.ч. или ч.д.а.), переносят в фар-
форовую кружку и осторожно (под тягой) растворяют дистилли-
рованной водой. После растворения щелочи и охлаждения раство-
ра его из кружки количественно переносят в мерную колбу вмес-
тимостью 1 дм3, доводят водой объем до метки и хорошо переме-
шивают.
3.	0,05 М (0,1 н.) раствор хлорида кальция (СаС12): 2,502 г
СаСО3, высушенного до постоянной массы при температуре 120—
130 °C, помещают в мерную колбу на 1 дм3 и приливают мерным
цилиндром 10 см3 разбавленной (1 : 1) соляной кислоты (пл. 1,19)-
После растворения карбоната кальция колбу доводят до метки ди-
стиллированной водой. Раствор используют для установления
точной концентрации реактива трилона Б. Хранят раствор в
склянке с притертой пробкой не более 3 мес.
4.	0,1 М (0,2 н.) раствор трилона Б готовят из стандарт-титра.
5.	Приготовление запасного 1 М (2 н.) раствора хлорида каль-
ция: 147 г (±0,1 г) хлорида кальция двуводного (СаС12-2Н2О,
ч.д.а.) переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, растворяют
дистиллированной водой и доводят объем до метки. Для установ-
ления точной концентрации приготовленного раствора СаС12 пе-
реносят пипеткой 10 см3 раствора в мерную колбу вместимостью
250 см3 и доводят объем до метки дистиллированной водой. Затем
из колбы берут 10 см3 разбавленного в 25 раз раствора, помещают
в коническую колбу на 100 см3 и титруют его раствором трилона Б.
Концентрацию раствора хлорида кальция (моль/дм3) рассчиты-
вают по формуле
y_r3C-25-ri
где И3 — объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, см3;
С — концентрация раствора трилона Б, моль/дм3; 25 — коэффициент разведения
запасного раствора СаС12; К — объем приготовленного запасного 1 М раствора
СаС12, см3 (1000 см3); Уг — объем запасного 1 М раствора СаС12, взятого для раз-
бавления— 10 см3 (в 100 раз) запасного 1 М раствора хлорида кальция.
Объем необходимого запасного 1 М раствора для приготовле-
ния требуемого объема 0,01 М экстрагирующего раствора рассчи-
тывают по формуле
Х= 0,01 Ki/C,
где 0,01 — концентрация экстрагирующего раствора, моль/дм3; И] — требуемый
объем экстрагирующего раствора, дм3; С—концентрация запасного раствора,
моль/дм3.
368
Концентрацию приготовленного раствора проверяют титрова-
нием трилоном Б: берут 10 см3 0,01 М раствора хлорида кальция,
приливают последовательно 20—25 см3 дистиллированной воды,
2 см3 2 н. раствора гидроксида натрия, 2—3 капли хрома кислотно-
го темно-синего и титрируют раствором трилона Б до перехода
розовой окраски в сиреневую. Концентрацию 0,01 М экстрагиру-
ющего раствора хлорида кальция рассчитывают по формуле
*= ИС/Г2,
где И] — объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, см3;
С — концентрация реактива трилона Б, моль/дм3; й2 — объем 0,01М раствора хло-
рида кальция, взятого для титрования, см3.
Концентрация приготовленного 0,01 М экстрагирующего ра-
створа хлорида кальция не должна отличаться от заданной более
чем на 5 %.
6.	Кислота аскорбиновая.
7.	Кислота серная, х.ч., пл. 1,84.
8.	Дигидрофосфат калия однозамещенный (КН2РО4), ч.д.а.
9.	Соль динатриевая этилендиамина — N, N, N', N'-тетрауксус-
ной двуводной кислоты (трилон Б), ч.д.а.
10.	Хром кислотный темно-синий (индикатор).
11.	Хлорид кальция двуводный (СаС12 • 2Н2О, ч.д.а.).
12.	Гидроксид натрия (NaOH, х.ч. или ч.д.а.).
13.	Молибдат аммония (х.ч. или ч.д.а.).
14.	Спирт этиловый.
Приготовление остальных реактивов, окрашивающего раство-
ра, растворов сравнения см. в методе Карпинского—Замятиной.
3.6.4.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ФОСФОРА И КАЛИЯ В ОДНОЙ НАВЕСКЕ ПО МЕТОДУ
А. Т. КИРСАНОВА В МОДИФИКАЦИИ ЦИНАО
Метод рекомендован для определения подвижных соединений
фосфора и калия в подзолистых, дерново-подзолистых и серых
лесных почвах, не содержащих карбонаты.
Принцип метода. Метод основан на извлечении фосфора и ка-
лия из почвы 0,2 М раствором соляной кислоты при соотношении
почвы к раствору 1:5с последующим определением фосфора ко-
лориметрически в виде синего фосфорно-молибденового комп-
лекса и калия на пламенном фотометре.
Ход анализа. На технических весах берут 10 г (+0,1 г) воздушно-
сухой почвы, пересыпают в коническую колбу вместимостью
250—300 см3 и заливают 50 см3 0,2 М раствора НС1 (реактив 1).
24 - 8539
369
Содержимое колбы взбалтывают от руки или на мешалке в тече-
ние 1 мин и оставляют на 15 мин. После отстаивания содержимое
вновь тщательно взбалтывают и фильтруют через бумажный
фильтр. Первые порции фильтра отбрасывают. Извлечение фос-
фора (калия) из почвы проводят при температуре 18—20 °C.
Для определения фосфора отбирают пипеткой 5 см3 фильтрата
вытяжки, переносят его в мерную колбу вместимостью 100 см3,
приливают 95 см3 реактива Б (доводят реактивом Б объем раствора
в колбе до метки), закрыв колбу пробкой, и тщательно перемеши-
вают. Через 10—15 мин после окрашивания вытяжки определяют
ее оптическую плотность на ФЭК, используя красный свето-
фильтр с максимумом пропускания 710—720 нм или светофильтр
в области 650—750 нм. Оставшийся фильтрат используют для оп-
ределения калия на пламенном фотометре.
Вычисление результатов. Содержание фосфора (мг/кг) в анали-
зируемой почве находят по градуировочному графику или рассчи-
тывают по формуле
Р2О5(К2О) =	°-,
vxm
где С — концентрация Р2О5 (мг/100 см3), найденная по градуировочному графику;
V— общий объем фильтрата, см3; 1000 — коэффициент для пересчета на 1 кг поч-
вы; V\ — объем фильтрата, взятого для колориметрирования; т — масса почвы,
соответствующая объему фильтрата, взятого для колориметрирования, г.
Приготовление шкалы образцовых растворов и построение градуи-
ровочного графика. Первоначально готовят исходный образцовый
раствор фосфата, для этого на аналитических весах взвешивают
0,192 г (±0,001 г) однозамещенного фосфата калия (КН2РО4), ра-
створяют в 0,2 М растворе соляной кислоты и доводят объем в мер-
ной колбе до 1 дм3. Полученный раствор содержит 0,1 мг Р2О5 в
1 см3. Из полученного раствора готовят рабочие образцовые раство-
ры шкалы. С этой целью в мерные колбы вместимостью 500 см3 от-
бирают пипеткой указанные в таблице 38 объемы исходного раство-
ра фосфата и доводят их до метки 0,2 М раствором соляной кислоты.
38. Шкала для определения подвижного фосфора по методу Кирсанова
Показатель	Номер образцового раствора									
	1	2	3	4 1	5	6 1	7 1	8	9	10
Объем исходного раствора, см3	0	5	15	25	50	75	100	150	200	250
Содержание Р2О5 в колбе шкалы, мг/100 см3	0	0,005	0,015	0,025	0,05	0,075	0,10	0,15	0,20	0,25
Содержание Р2О5 в почве, мг/кг	0	5	15	25	50	75	100	150	200	250
370
Для построения градуировочного графика из каждой колбы ра-
бочей шкалы отбирают по 5 см2 3 раствора и переносят в мерные
колбы по 100 см3 для приготовления шкалы сравнения. Окраши-
вание образцовых растворов шкалы сравнения проводят аналогич-
но окрашиванию анализируемых почвенных вытяжек.
На градуировочном графике на оси абсцисс откладывают кон-
центрацию Р2О5 (в мг/100 см3 или в мг/кг почвы), а на оси орди-
нат — показания оптической плотности раствора.
Определение содержания подвижного калия в почве описано в
разделе «Определение подвижных форм калия».
Реактивы. 1. Раствор 0,2 М НС1 готовят из фиксанала или кон-
центрированной соляной кислоты. В мерную колбу вместимостью
1 дм3 предварительно наливают 600—700 см3 дистиллированной
воды, а затем мерным цилиндром (под тягой) приливают 16,4 см3
концентрированной НС1 (пл. 1,19, х.ч. или ч.д.а.), объем раствора
доводят водой до метки, колбу закрывают пробкой и раствор хо-
рошо перемешивают.
Концентрацию приготовленной кислоты проверяют по 0,2 М
раствору щелочи в присутствии индикатора фенолфталеина. Кон-
центрацию раствора соляной кислоты вычисляют по формуле
С=с1и/к1,
где С] — концентрация раствора гидроксида натрия, моль/дм3; К— объем 0,2 М
раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование, см3; Vx — объем ра-
створа соляной кислоты, взятой для титрования, см3. Допустимые отклонения
концентрации соляной кислоты от 0,19 до 0,21 моль/дм3.
2. Реактив Б (окрашивающий раствор). Для приготовления ре-
актива Б первоначально готовят реактив А. Реактив А представля-
ет собой раствор молибдата аммония и сурьмяно-виннокислого
калия в 5 н. растворе серной кислоты.
Приготовление реактива А: а) на технических весах взвешива-
ют 6 г (±0,1 г) молибдата аммония (х.ч. или ч.д.а.), переносят в
химический стакан и растворяют в 200 см3 дистиллированной
воды;
б) на аналитических весах взвешивают 0,155 г (±0,001 г) сурь-
мяно-виннокислого калия и растворяют в химическом стакане в
100 см3 дистиллированной воды. Оба реактива (А и Б) готовят при
слабом нагревании;
в) приготовление 2,5 М (5 н.) раствора серной кислоты. В мер-
ную колбу вместимостью 1000 см3 наливают 500—600 см3 дистил-
лированной воды и осторожно при постоянном перемешивании и
охлаждении приливают 140 см3 концентрированной серной кис-
лоты (х.ч., пл. 1,84). Раствор охлаждают, доводят объем колбы ди-
стиллированной водой до метки и перемешивают.
>4*
371
Реактив А: в мерную колбу вместимостью 1 дм3 приливают пос-
ледовательно 500 см3 2,5 М (5 н.) раствора серной кислоты,
200 см3 раствора молибдата аммония и 100 см3 раствора сурьмяно-
виннокислого калия, содержимое колбы тщательно перемешива-
ют, доводят объем дистиллированной водой до метки и, закрыв
колбу пробкой, снова перемешивают. Реактив хранят в темной
стеклянной склянке с притертой пробкой.
Приготовление реактива Б'. 1,1 г (±0,01 г) аскорбиновой кислоты
растворяют в 200 см3 реактива А в мерной колбе вместимостью 1дм3.
Раствор в колбе перемешивают и доводят объем дистиллированной
водой до метки. Раствор готовят в день проведения анализа.
3.6.5.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ФОСФО ° А
И КАЛИЯ ПО МЕТОДУ Ф. В. ЧИРИКОВА В МОДИФИКАЦИИ ЦИНАО
(ГОСТ 26204)
Значение анализа. См. предыдущий раздел. Этот метод исполь-
зуют для определения подвижных соединений фосфора и калия
в серых лесных и черноземных почвах лесостепной и степной
зон России. Он непригоден при анализе почв, содержащих кар-
бонаты.
Принцип метода. Метод основан на извлечении фосфора (ка-
лия) из одной навески почвы 0,5 М раствором уксусной кислоты
при соотношении почва: раствор = 1 : 25 с последующим колори-
метрическим определением фосфора в виде фосфорно-молибде-
нового комплекса, окрашивающего раствор в синий цвет и калия
на пламенном фотометре.
Ход анализа. На технических весах берут 4 г (±0,1 г) воздуш-
но-сухой почвы, помещают в бутылку вместимостью 500 см3 и
заливают 100 см3 0,5 М уксусной кислоты. Бутылку закрывают
пробкой и встряхивают на встряхивателе или ротаторе в течение
1 ч, затем настаивают 18—20 ч. На следующий день отстоявшую-
ся суспензию взбалтывают и фильтруют через складчатый
фильтр. Если первоначальный фильтрат мутный, его возвращают
на фильтр. В профильтрованном прозрачном растворе определя 
ют фосфор и калий. Для определения фосфора берут пипеткой
10 см3 фильтрата, переносят в мерную колбу вместимостью
100 см3, доливают до метки реактив Б и содержимое колбы тща-
тельно перемешивают. Определение оптической плотности ок-
рашенного раствора проводя^ через 15—20 мин на фотоколори-
метре в кювете толщиной 2 см, используя красный светофильтр с
максимумом пропускания в области 710—720 нм. Для экономии
реактивов окрашивание можно проводить в мерных колбах вмес-
тимостью 50 см3.
372
В оставшейся вытяжке на пламенном фотометре определяют
калий.
Вычисление результатов. Содержание фосфора в анализируе-
мой почве (мг/кг) находят по градуировочному графику, постро-
енному по показаниям колориметрирования растворов сравне-
ния или рассчитывают по формуле (см. стр. 370).
Приготовление шкалы образцовых растворов фосфата для пост-
роения градуировочного графика. Первоначально готовят исходный
образцовый раствор: 0,192 г (±0,001 г) КН2Ю4 (перекристаллизо-
ванного и высушенного) взвешивают на аналитических весах, пе-
реносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, растворяют в 0,5 М
растворе уксусной кислоты и доводят ею объем раствора в колбе
до метки. Полученный исходный стандартный раствор содержит
0,1 мг Р2О5 в 1 см3.
Для приготовления рабочих образцовых растворов сравнения в
девять пронумерованных мерных колб вместимостью 500 см3 бе-
рут с помощью бюретки указанные в таблице 39 объемы исходно-
го образцового раствора и в колбах доводят их до метки 0,5 М ук-
сусной кислоты. Определение содержания фосфора в почве осно-
вано на сравнении по градуировочному графику интенсивности
окраски (оптической плотности) раствора с почвенной вытяжкой
и раствора с известной концентрацией фосфора, приготовляемого
перед проведением анализа.
39. Шкала для определения подвижных форм фосфора по методу Ф. В. Чирикова
Показатель	Номер образцового раствора								
	1	1 2	1 3	4	3	6 1	2	8	9
Объем исходного раствора фосфата, см3	0	5	10	15	20	30	40	50	60
Содержание Р2О5 в колбе шкалы сравнения, мг/100 см3	0	0,01	0,02	0,03	0,04	0,06	0,08	0,10	0,12
’одержание Р2О5	0	25	50	75	100	150	200	250	300
в почве, мг/кг
Для построения графика из каждой колбы рабочего образцово-
го раствора (из колб вместимостью 500 см3) отбирают но 10 см3 в
мерные колбы на 100 см3 с соответствующими номерами и доли-
вают до метки реактивом Б. Содержимое колб тщательно переме-
шивают и через 15—20 мин определяют оптическую плотность на
ФЭК при красном светофильтре (710—720 нм).
Определение калия см. в разделе «Определение подвижных
форм калия в почве».
373
Реактивы. 0,5 М раствор уксусной кислоты: в вытяжном шкафу
берут цилиндром 30 см3 ледяной уксусной кислоты и приливают в
мерную колбу на 1 дм3, объем колбы доводят дистиллированной
водой до метки и перемешивают. Концентрацию приготовленного
раствора проверяют по щелочи в присутствии фенолфталеина.
Для анализа допустима концентрация раствора уксусной кислоты
от 0,49 до 0,51 моль/дм3.
Остальные реактивы такие же, как при определении подвиж-
ного фосфора по Кирсанову.
3.6.6.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНЫХ ФОРМ ФОСФОРА И КАЛИЯ
ПО МЕТОДУ Б. П. МАЧИГИНА В МОДИФИКАЦИИ ЦИНАО
(ГОСТ 26205)
Принцип метода. Метод основан на извлечении подвижных
форм фосфора и калия из почвы 1%-ным раствором карбоната
аммония при соотношении почвы к раствору 1 :20. Фосфор и
калий извлекают при температуре 25 °C. Окрашенные органи-
ческим веществом вытяжки перед определением фосфора обес-
цвечивают, окисляя их перманганатом калия. Метод является
стандартным для карбонатных почв: сероземов, южных карбо-
натных черноземов, каштановых, бурых, коричневых почв, но
не распространяется на почвенные горизонты, содержащие
гипс.
Ход анализа. Навеску воздушно-сухой почвы массой 5 г перено-
сят в бутылку или колбу вместимостью 250—350 см3, приливают
100 см3 1 %-ного карбоната аммония (реактив 1), закрывают каучу-
ковой пробкой и взбалтывают на ротаторе или мешалке в течение
5 мин. Затем колбу ставят в термостат и выдерживают в нем 18—
20 ч при температуре 25 °C. На следующий день суспензию встря-
хивают от руки и фильтруют через бумажный складчатый фильтр.
Первые (мутные) порции фильтрата отбрасывают. Фильтрат дол-
жен быть прозрачным.
Бесцветную или слабоокрашенную органическим веществом
вытяжку непосредственно используют для колориметрирова-
ния. Для этого отбирают пипеткой 15 см3 фильтрата и перено-
сят его в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляют до мет-
ки 35 см3 окрашивающего реактива (реактив Б) и через 15—
20 мин (не позднее 2,5 ч после добавления окрашивающего ре-
актива) колориметрируют при красном светофильтре в
диапазоне длины волны светопрОпускания 600—750 нм с мак-
симумом 710—720 нм.
Обесцвечивание вытяжки. Если почвенная вытяжка сильно ок-
рашена органическим веществом (гуминовыми и фульвокислота-
374
ми), ее обесцвечивают перманганатом калия. Для этого берут
15 см3 приготовленной вытяжки, переносят в коническую на
100—150 см3 или мерную колбу на 50 см3 из термостойкого стек-
ла и добавляют 2 см3 смеси серной кислоты и перманганата ка-
лия. Колбу нагревают на асбестовой сетке или песчаной бане и
медленно кипятят в течение 2 мин с момента закипания. Избы-
ток перманганата калия (характерная красно-фиолетовая окрас-
ка раствора) после кипячения удаляют, добавляя по каплям из
бюретки 5—10%-ный раствор глюкозы. После охлаждения в кол-
бу приливают 33 см3 (в мерные колбы на 50 см3 до метки) окра-
шивающего раствора (реактив Б) и спустя 15—20 мин колори-
метрируют.
Приготовление растворов. 1. 1%-ный раствор карбоната ам-
мония [реактив 1, (NH4)2CO3]: на технических весах взвешива-
ют 10 г (+0,1 г) карбоната аммония и растворяют его дистил-
лированной водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3. Полу-
ченный раствор должен иметь pH 9. До указанной величины
его доводят, прибавляя карбонат аммония, если pH выше 9,
или концентрированный аммиак, если pH ниже 9. Концентра-
цию раствора проверяют титрованием 0,1 или 0,2 М раствором
НО в присутствии метилового оранжевого. Допустимая кон-
центрация (NH4)2CO3 в растворе от 0,099 (0,95 %) до 0,109
(1,05 %) моль/дм3.
2. Окрашивающий раствор (реактив Б). Для его приготовления
сначала готовят реактив А: 6 г молибдата аммония (реактив 3) ра-
створяют в 200 см3 дистиллированной воды; 0,150 г сурьмяно-
виннокислого калия растворяют в 100 см3 дистиллированной
воды. Растворение обоих реактивов ведут при слабом нагрева-
нии. Охлажденные растворы приливают в мерную колбу вмести-
мостью 1 дм3, содержащую 500 см3 2,5 М раствора серной кисло-
ты. Раствор перемешивают в колбе и доводят до метки дистилли-
рованной водой. Реактив хранят в темной склянке с притертой
пробкой.
Реактив Б: взвешивают на аналитических весах 1,2 г (±0,01 г)
аскорбиновой кислоты, помещают ее в мерную колбу вместимос-
тью 1000 см3, растворяют в 220 см3 реактива А и доводят объем
дистиллированной водой до метки. Реактив готовят в день прове-
дения анализа.
Приготовление рабочей шкалы образцовых растворов для опреде-
ления фосфора. Сначала готовят исходный образцовый раствор.
Для этого на аналитических весах берут 0,192 г (±0,001 г) КН2РО4,
х.ч., растворяют в 1%-ном растворе (NH4)2CO3 (реактив 1) и дово-
дят объем до 1 дм3. Исходный образцовый раствор содержит
0,1 мг/см3 Р2О5 и служит для приготовления рабочих стандартных
растворов.
375
Для приготовления образцовых рабочих растворов берут в мер-
ные колбы вместимостью 500 см3 пипеткой или с помощью бю-
ретки указанные в таблице 40 количества исходного раствора фос-
фата с содержанием 0,1 мг/см3 Р2О5, объемы растворов в колбах
доводят до метки 1%-ным карбонатом аммония и хорошо переме-
шивают.
40. Шкала для определения подвижных форм фосфора по методу Б. П. Мачигина
Показатель	Номер образцового раствора						
	1	1 2	1 3	1 4	5	6	7
Объем исходного раст- вора фосфата, см3	0	2,5	5,0	7,5	10,0	15,0	20,0
Содержание Р2О3 в раст- воре сравнения, мг/50 см3	0	0,0075	0,015	0,0225	0,03	0,045	0,06
Содержание Р2О3 в почве, мг/кг	0	10	20	30	40	60	80
Окрашивают растворы шкалы сравнения для калибровки фото-
электроколориметра точно так же, как и анализируемой почвен-
ной вытяжки. Для этого в день проведения анализа берут из колбы
рабочих образцовых растворов такие же объемы, как при анализе
почвенных вытяжек (по 15 см3), переносят в мерные колбы вмес-
тимостью 50 см3 и добавляют 35 см3 окрашивающего реактива (ре-
актив Б), через 15—20 мин (не позднее чем 2,5 ч после добавления
окрашивающего реактива) определяют оптическую плотность на
ФЭК при длине волны светопропускания 710—720 нм. После ко-
лориметрирования строят градуировочный график. Если результат
измерения оптической плотности почвенных вытяжек значитель-
но выходит за пределы графика, определение повторяют, разбавив
фильтрат почвенной вытяжки в 2—3 раза раствором 1 %-ного кар-
боната аммония.
Вычисление результатов. Содержание фосфора в анализируемой
почве определяют по градуировочному графику (мг/кг почвы) или
вычисляют по формуле (см. определение подвижного фосфора по
Кирсанову, стр. 370).
Реактивы. 1. Приготовление смеси растворов серной кислоты и
перманганата калия: а) в мерную колбу вместимостью 1 дм3 нали-
вают произвольно 650—700 см3 дистиллированной воды и осто-
рожно при постоянном перемешивании приливают из цилиндра
160 см3 H2SO4 (пл. 1,84, х.ч. или ч.д.а.), раствор охлаждают, дово-
дят водой до метки и тщательно перемешивают;
б) 17,5 г КМпО4 (х.ч. или ч.д.а.) растворяют дистиллированной
водой в мерной колбе вместимостью 1000 см3. В день проведения
анализа требуемое количество раствора КМпО4 смешивают с ра-
створом серной кислоты в соотношении 2,5 : 1.
376
3.6.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНЫХ ФОРМ ФОСФОРА И КАЛИЯ
ПО МЕТОДУ X. ЭГНЕРА—X. РИМА—В. Р. ДОМИНГО (АЛ-МЕТОД)
Значение анализа. Использование в данном методе буферного
(смеси молочной и уксусной кислот) экстрагирующего раствора с
pH 3,7 позволяет создать условия, при которых более полно извле-
каются усвояемые растениями фосфор и калий подзолистых и дер-
ново-подзолистых почв, сформировавшихся на карбонатной море-
не. Метод позволяет также определить в этой же почвенной вытяж-
ке не только подвижный фосфор (калий), но и кальций, магний,
бор и другие элементы питания. При содержании в почвах более
20 % СаСО3 проводят повторное (двукратное) извлечение фосфора.
Ход анализа. На технических весах взвешивают 5 г (+0,1 г) про-
сеянной через сито с отверстиями 1—2 мм воздушно-сухой почвы,
помещают в плоскодонную колбу вместимостью 250—350 см3,
приливают 100 см3 экстрагирующего раствора (реактив 1) и взбал-
тывают в течение 4 ч. После этого суспензию почвы фильтруют
через двойной бумажный фильтр. Для определения фосфора берут
5 см3 фильтрата в мерную колбу на 50 см3, доливают до метки ре-
актив Б и через 15—20 мин окрашенный раствор колориметриру-
ют на ФЭК. Определение калия см. на стр. 370.
Приготовление исходного образцового раствора. Первоначально
готовят исходный образцовый раствор: на аналитических весах бе-
рут навески — 1,918 г КН2РО4 и 0,532 г КС1 (±0,001 г), растворяют
дистиллированной водой в одной и той же мерной колбе вмести-
мостью 1 дм3 и доводят объем до метки. Приготовленный исход-
ный раствор (1) содержит по 1 мг/см3 Р2О5 и К2О. В день проведе-
ния анализа готовят исходный стандартный раствор (2) путем
10-кратного разбавления исходного образцового раствора (1): бе-
рут 25 см3 исходного образцового раствора (1), помещают в мер-
ную колбу вместимостью 250 см3 и доводят объем дистиллирован-
ной водой до метки. Исходный стандартный раствор (2) содержит
по 0,1 мг/см3 Р2О5 и К2О. Для построения градуировочного графи-
ка готовят рабочие образцовые растворы: в предварительно прону-
мерованные мерные колбы на 200 см3 берут, указанные в табли-
це 41 объемы исходного стандартного раствора (2), прибавляют по
20 см3 экстрагирующего раствора (реактив 1), доводят дистилли-
рованной водой объемы растворов в колбах до метки и тщательно
перемешивают. Растворы неустойчивы, поэтому их готовят вдень
проведения анализа.
Для приготовления шкалы сравнения из каждой колбы рабочих
образцовых растворов (см. табл. 41) отбирают по 5 см3 в мерную
колбу на 50 см3, доливают до метки реактив Б и через 15—20 мин
окрашенные растворы сравнения колориметрируют на ФЭК од-
новременно с анализируемой почвенной вытяжкой.
377
41. Шкала для определения подвижных форм фосфора (калия)
по методу Эгнера—Рима—Доминго (АЛ-метод)
Показатель	Номер образцового рабочего раствора								
	1	1 2	1 3	4	5	LO	7	8	9
Объем исходного образцового раст- вора (2), см3	0	2	5	10	15	20	30	40	50
Содержание Р2О5 и К2О в рабочих растворах сравне- ния, мг/дм3	0	1	2,5	5,0	7,5	10,0	15,0	20,0	25,0
Содержание Р2О5 или К2О в почве.	0	20	50	100	150	200	300	400	500
мг/кг
Вычисление результатов. Содержание фосфора (мг/кг почвы)
определяют по калибровочному графику, построенному по ре-
зультатам фотометрирования растворов рабочей шкалы сравнения
или по формуле (см. стр. 370).
Реактивы. 1. Запасной экстрагирующий раствор: на техничес-
ких весах взвешивают 77 г ацетата аммония (CH3COONH4, х.ч.
или ч.д.а.), навеску переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3
и растворяют в 500 см3 дистиллированной воды. Затем к раствору
приливают 175 см3 ледяной уксусной кислоты и 1 моль (90 г) мо-
лочной кислоты (СН3СН2ОНСООН) в виде 40- или 80%-ного ра-
створа. Объем полученного раствора доводят до 1 дм3 дистиллиро-
ванной водой и перемешивают. Запасной экстрагирующий ра-
створ хранится в течение 1 мес. В день проведения анализа его в
10 раз разбавляют дистиллированной водой, получая таким обра-
зом рабочий экстрагирующий раствор (реактив 1).
Объем молочной кислоты (дм3), содержащей 1 моль данного
вещества, рассчитывают по формуле
И= М/С,
где М— количество молей молочной кислоты; С—молярная концентрация 40-
или 80%-ного раствора молочной кислоты, установленная титрованием, моль/дм3.
Для определения концентрации молочной кислоты берут пи-
петкой 5 см3 молочной кислоты в мерную колбу на 100 см3 и раз-
бавляют дистиллированной водой, доводя объем до метки. Затем
берут пипеткой 5 см3 полученного раствора, переносят в коничес-
кую колбу или стакан вместимостью 150—200 см3, приливают 45—
50 см3 дистиллированной воды, 2 капли 1 %-ного спиртового ра-
створа фенолфталеина и титруют 0,1 М раствором гидроксида на-
трия.
378
Концентрацию молочной кислоты (моль/дм3) вычисляют по
формуле
С=С1Е-20,
где Ci — концентрация раствора гидроксида натрия, моль/дм3; И—объем раство-
ра NaOH, пошедшего на титрование, см3; 20 — коэффициент, учитывающий раз-
бавление молочной кислоты.
2. Приготовление окрашивающего раствора (реактива Б). Пер-
воначально готовят реактив А — раствор молибдата аммония и
сурьмяно-виннокислого калия в серной кислоте. Для его приго-
товления: а) берут 20 г молибдата аммония и растворяют в 300 см3
дистиллированной воды; б) отдельно готовят 100 см3 0,5%-ного
раствора сурьмяно-виннокислого калия. Затем полученные ра-
створы молибдата аммония и сурьмяно-виннокислого калия пос-
ледовательно приливают при помешивании к 450 см3 5 М раствора
серной кислоты. После охлаждения раствора его объем доводят
дистиллированной водой до 1000 см3 и перемешивают. Хранят ре-
актив А в посуде из темного стекла.
В день проведения анализа готовят реактив Б: берут 1,5 г ас-
корбиновой кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью
1000 см3, приливают 100 см3 реактива А, содержимое перемешива-
ют и объем в колбе доводят дистиллированной водой до метки.
3. 5 М раствор H2SO4: 280 см3 концентрированной серной кис-
лоты (пл. 1,84) осторожно при постоянном перемешивании добав-
ляют к 600 см3 дистиллированной воды и после охлаждения объем
раствора доводят до 1000 см3.
3.6.8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПОДВИЖНОГО ФОСФОРА
ПО МЕТОДУ С. Р. ОЛСЕНА
Принцип метода. Метод основан на извлечении подвижных
фосфатов из почвы 0,5 М раствором гидрокарбоната натрия
NaHCO3 (pH 8,5). Определение проводят при соотношении по-
чва : раствор = 1:20 при температуре 25 °C. Олсен рекомендует
свой метод для анализа кислых, нейтральных и карбонатных
почв.
Ход анализа. На технических весах берут навеску 5 г воздушно-
сухой почвы, просеянной через сито с диаметром отверстий 1—
2 мм, переносят в стеклянную или пластиковую бутылку вмести-
мостью 500 см3, приливают 300 см3 0,5 М раствора NaHCO3 и при-
бавляют меркой 1—3 г активированного (активного) угля. Бутылку
с содержимым взбалтывают на встряхивателе в течение 30 мин.
После этого почвенную суспензию фильтруют через плотный
фильтр. Если полученный фильтрат окрашен, то к нему добавля-
379
ют новую порцию (1—2 г) активированного угля, перемешивают
от руки, настаивают 10—15 мин и вновь фильтруют.
Для определения фосфора берут пипеткой 5—40 см3 прозрач-
ного фильтрата (в зависимости от содержания в нем фосфора), пе-
реносят в мерные колбы на 100 см3, добавляют 2—3 капли индика-
тора р-динитрофенопа и осторожно нейтрализуют 10%-ным ра-
створом НС1 до перехода желтой окраски раствора в бесцветную.
После нейтрализации раствору дают постоять 10—20 мин. Для ус-
корения выделения пузырьков СО2 раствор периодически поме-
шивают. После прекращения выделения пузырьков СО2 анализи-
руемый раствор окрашивают, приливая к нему реактив Б до метки
(см. метод Чирикова). Содержимое колбы тщательно перемеши-
вают для полного удаления пузырьков СО2и через 15—20 мин оп-
ределяют оптическую плотность раствора на ФЭК при красном
светофильтре (710—720 нм).
Для обесцвечивания почвенной вытяжки NaHCO3 кроме акти-
вированного угля можно также использовать 0,5—1,0%-ный ра-
створ КМпО4 в 10%-ной серной кислоте с последующим опреде-
лением фосфора, как описано в методе Мачигина.
Олсен приводит следующие градации обеспеченности почв
подвижным фосфором для разных сельскохозяйственных расте-
ний (Р2О5, мг/кг почвы): 1) низкая — < 25, 2) средняя — 25—50,
3) хорошая — 50—90, 4) высокая — > 90.
Вычисление результатов. Содержание фосфора в анализируемой
почве находят по градуировочному графику и выражают в мг/кг
почвы или рассчитывают по формуле
РО<КО>-СГ10(Ю
Р2°5<К2°’ —
где С—концентрация Р2О5 (мг/100 см3), определенная по градуировочному гра-
фику; И—общий объем фильтрата, см3; 1000 — коэффициент для пересчета на
1 кг почвы; И| — объем фильтра, взятого для колориметрирования; т — масса по-
чвы, соответствующая объему фильтрата, взятого для колориметрирования, г.
Реактивы. 1. Экстрагирующий 0,5 М раствор NaHCO3 с pH 8,5:
42 г соли NaHCO3 растворяют в теплой дистиллированной воде в
мерной колбе на 1 дм3. Раствор охлаждают, доводят водой до мет-
ки, перемешивают и измеряют pH. При отклонении его значения
доводят до требуемой величины с помощью 0,1—0,5 М раствора
NaOH.
2.	Приготовление реактива для обесцвечивания вытяжки путем
окисления органических веществ перманганатом калия (см. в ме-
тоде Мачигина).
3.	Приготовление реактива Б для колориметрического опреде-
ления Р2О5 (см. в методе Чирикова).
380
3.7.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППОВОГО СОСТАВА ФОСФАТОВ
В ПОЧВЕ
Содержание фосфора в почве определяется минералогическим
составом почвообразующих материнских пород, в которых основ-
ными фосфорсодержащими соединениями являются апатиты с
общей формулой Са10(РО)б • (F, С1, ОН)2. В процессе выветрива-
ния и почвообразования под воздействием растений, микроорга-
низмов и животных фосфор материнской породы вовлекается в
биологический круговорот, при этом идет образование новых
органических и минеральных фосфорсодержащих соединений,
которые постоянно трансформируются друг в друга.
Для каждого типа почвы характерно определенное динамическое
равновесие в образовании органических и минеральных форм фос-
фатов, которое обусловлено генетическими особенностями почв, их
физико-химическими свойствами и степенью окультуренности.
Поэтому фосфор внесенных удобрений со временем трансфор-
мируется в соединения, свойственные данному типу почв. Мине-
ральные формы фосфатов почвы, как правило, преобладают над
органическими, поэтому они в значительной мере и определяют
количество доступного для растений фосфора.
Состав минеральных форм фосфора зависит в основном от ге-
нетического типа почв. Содержание фосфатов кальция снижается,
а фосфатов оксидов и гидроксидов железа и алюминия увеличива-
ется в ряду почв: черноземы карбонатные > типичные > выщело-
ченные > оподзоленные > серые лесные > дерново-подзолистые.
Растворимость, а следовательно, и доступность для растений
минеральных форм фосфатов почвы в значительной мере зависит
от pH, активности катионов (Са2+, Mg2+, Al3+, Fe3+), формы вно-
симых удобрений, известкования кислых почв, гипсования ще-
лочных почв, орошения и других факторов. Поэтому одна и та же
форма фосфатов в зависимости от почвенно-агротехнических ус-
ловий может иметь неодинаковое значение в фосфорном питании
растений. Исследования по идентификации и трансформации как
органических, так и минеральных форм фосфатов в почве крайне
необходимы для решения важнейших практических задач — уста-
новления степени доступности различных соединений фосфора
для возделываемых растений.
3.7.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППОВОГО СОСТАВА ФОСФАТОВ В ПОЧВЕ
ПО МЕТОДУ Ф. В. ЧИРИКОВА
Значение анализа. Определение различных фракций и форм
фосфатов по Чирикову позволяет непосредственно учесть долю
органического фосфора почвы, а также выделить и количественно
381
установить содержание в ней фосфатов, в разной степени доступ-
ных растениям.
Принцип метода. В основе метода лежит принцип определения
фосфатов путем воздействия на навески почвы (последовательно
или параллельно) различными по крепости кислотами (0,03 М
Н2СО3; 0,5 М СН3СООН и 0,5 М НО). В результате в раствор пе-
реходят отдельные группы соединений почвенных фосфатов, раз-
личающихся соответственно по растворимости и доступности рас-
тениям. По разности между содержанием валового фосфора в по-
чве и суммой извлеченных минеральных и органических форм
фосфора в ней рассчитывают содержание труднорастворимых
фосфатов почвы. Фосфор в приготовленных вытяжках определя-
ют фотоколориметрически.
Ход анализа. Приготовление вытяжек. 1. Углекислая
вытяжка (I группа фосфатов). Берут 2 г (±0,01 г) почвы, просеян-
ной через сито с диаметром ячеек 0,25 мм, помещают в коничес-
кую колбу вместимостью 100—150 см3 и приливают 50 см3 дистил-
лированной воды, насыщенной 0,025—0,030 М СО2. Суспензию
взбалтывают на встряхивателе 2 ч (или настаивают 24 ч) и затем
фильтруют через бумажный фильтр в мерную колбу вместимостью
200 см3. Коническую колбу ополаскивают малыми порциями эк-
страгирующего раствора, чтобы остатки почвы были полностью
перенесены на фильтр. Затем почву на фильтре в воронке промы-
вают 2—3 раза порциями по 10 см3 того же раствора и доводят
объем раствора в колбе до метки. Колбу закрывают пробкой и пе-
ремешивают.
2.	Уксуснокислая вытяжка (II группа фосфатов). Анализируе-
мую пробу почвы массой 2 г (±0,01 г) помещают в колбу вмести-
мостью 100—150 см3 и приливают мерным цилиндром 50 см3 0,5 М
раствора СН3СООН и далее все операции по экстракции фосфа-
тов проводят точно так же, как и в случае приготовления углекис-
лой вытяжки.
3.	Солянокислая вытяжка (III группа фосфатов). Из приготов-
ленной для анализа воздушно-сухой почвы берут навеску массой
2 г (±0,01 г), помещают в коническую колбу вместимостью 100—
150 см3 и приливают мерным цилиндром 50 см3 0,5 М раствора
НС1; далее поступают так же, как при приготовлении предыдущих
вытяжек.
4.	Аммонийная вытяжка. Почву на фильтре после солянокислой
экстракции промывают 2—3 раза (по 7—10 см3) 0,5 М раствором
НС1 и переносят вместе с фильтром в колбу вместимостью 100 см3,
заливают 50 см3 3,0 М раствора NH4OH, энергично встряхивают для
разрушения фильтра на части, закрывают пробкой-холодильником
или клапаном Бунзена и ставят на водяную баню. Экстракцию ведут
в течение 5 ч при температуре 70—80 °C. Затем почву с раствором
382
количественно переносят через воронку в мерную колбу вместимо-
стью 200 см3 и доводят до метки 3,0 М раствором NH4OH, содержи-
мое колбы перемешивают и фильтруют через плотный беззольный
фильтр (синяя лента) на воронке Бюхнера или через стеклянную
фильтрующую воронку (фильтр Нуча № 4). Перед использованием
фильтрующей воронки ее следует погрузить (для смачивания ка-
пилляров фильтра) в аммиачную вытяжку. По окончании фильтро-
вания берут 10—20 см3 прозрачного фильтрата, переносят в плоско-
донную колбу вместимостью 50 см3 и осаждают гуминовые кисло-
ты, добавляя по каплям 2,0 М (4,0 н.) раствор H2SO4 до выпадения
хлопьев. Окончив осаждение гуминовых кислот, колбу с фильтра-
том ставят на электроплитку с закрытой спиралью и выпаривают
содержимое досуха, не перемешивая. Затем к сухому остатку в колбе
приливают 3—5 см3 раствора концентрированной НС1О4 и нагрева-
ют до обесцвечивания раствора.
Содержимое колбы охлаждают, количественно переносят ра-
створ (ополаскивая колбу 2—3 раза водой) через воронку в мерную
колбу вместимостью 50 (100) см3, дистиллированной водой дово-
дят объем до метки, закрывают и перемешивают. После этого от-
бирают дозатором (мерной пипеткой) 5—20 см3 приготовленной
вытяжки в другую мерную колбу вместимостью 50 (100) см3, раз-
бавляют дистиллированной водой (до половины объема колбы),
нейтрализуют по [1-динитрофенолу. Объем доводят до метки дис-
тиллированной водой, закрывают пробкой и перемешивают.
В приготовленных вытяжках фосфор (мг Р2О5 на 100 г почвы) оп-
ределяют колориметрически или вычисляют по формуле (см. оп-
ределение подвижного фосфора по Кирсанову, стр. 370).
Вычисление и оценка фракций фосфора в почве. После определе-
ния содержания Р2О5 в полученных вытяжках проводят вычисле-
ние содержания фракций в анализируемой почве.
1.	Фосфаты I группы (наиболее доступные растениям фосфаты)
определяют по содержанию фосфора в Н2СО3 вытяжке.
2.	Фосфаты II группы определяют по разности между содержа-
нием фосфора в уксуснокислой и углекислой вытяжках.
3.	Содержание фосфатов III группы рассчитывают по разности
между содержанием фосфора в солянокислой и уксуснокислой
вытяжках.
4.	Фосфаты IV группы определяют по содержанию фосфора в
аммонийной вытяжке.
5.	Фосфаты V группы рассчитывают по разности между содер-
жанием валового фосфора и суммой фосфатов, обнаруженных в
солянокислой и аммонийной вытяжках.
Первые три группы фосфатов являются основными источника-
ми питания растений фосфором, поэтому фосфаты первых трех
групп характеризуют обеспеченность почвы усвояемым фосфором.
383
Классификация фосфатов почвы по растворимости приведена
ниже.
Группа фосфатов
1.	Растворимые в 0,02—0,03 М
Н2СО3
2.	Растворимые в 0,5 М раст-
воре СН3СООН
3.	Растворимые в 0,5 М раст-
воре НС1
4.	Растворимые в 3,0 М раст-
воре NH4OH
5.	Фосфаты, не растворимые
в предыдущих вытяжках
Предполагаемые группы фосфора
Фосфаты щелочных металлов и NH4, кислые
фосфаты СаНРО4, MgHPO4, часть Mg3(PO4>2,
Саз(РО4>2 (преимущественно свежеосажденные)
Разноосновные фосфаты Са (ди-, три- и окта-
кальцийфосфаты), часть ЗСа3(РО4)2 • СаХ2 —
фосфориты и апатиты, а также основные фос-
фаты алюминия
Высокоосновные фосфаты Са (фосфориты и
апатиты), фосфаты алюминия и железа
Нуклеины, нуклеопротеиды, комплексные со-
единения фосфатов и гуминовых кислот, крис-
таллические фосфаты — Fe, А1РО4
Фосфаты невыветрившихся минералов мате-
ринской породы
По содержанию фосфора в углекислой вытяжке черноземов и
сероземов судят об обеспеченности почв доступным фосфором, в
подзолистых, дерново-подзолистых и светло-серых лесных по-
чвах — по содержанию Р2О5 в уксуснокислой вытяжке.
Содержание фосфора в 0,5 М солянокислой вытяжке дает све-
дения о запасе потенциально доступных фосфатов, восполняю-
щих убыль легкоусвояемого фосфора почвы.
Фосфаты, растворимые в 0,3 М растворе NH4OH, дают воз-
можность оценить долю органических фосфатов почвы.
В то же время метод Чирикова не позволяет полностью извлечь
фракцию минеральных фосфатов на кислых ферралитных почвах
(красноземы, желтоземы, пойменные ожелезненные почвы и др.).
На карбонатных почвах в III группу (0,5 М НС1 вытяжка) попада-
ют труднорастворимые фосфаты кальция (типа октакальцийфос-
фатов, апатитов), что часто не принимается во внимание и приво-
дит к ошибочным выводам о накоплении в этих почвах фосфатов
оксидов железа и алюминия.
Приборы. Сито с ячейками диаметром 0,25 мм. Фотоэлектроко-
лориметр. Встряхиватель. Весы лабораторные. Водяная баня.
Электрическая плитка с закрытой спиралью. Термометр. Воронки
Бюхнера или фильтры Нуча № 4. Фильтры плотные (синяя лента).
Колбы конические вместимостью 100 см3. Колбы плоскодонные
вместимостью 50 и 100 см3. Колбы мерные вместимостью 50; 100;
200 и 1000 см3. Цилиндры мерные вместимостью 100 см3. Пипетки
вместимостью 5; 10 и 20 см3. Бюретки вместимостью 25 и 50 см3.
Стаканы химические вместимостью 50 и 100 см3.
Реактивы. 1. Вода, насыщенная СО2 до концентрации 0,025—
0,03 М: пропускают диоксид углерода из баллона (или аппарата
384
Киппа) через дистиллированную воду до тех пор, пока на титро-
вание 50 см3 этой воды не будет расходоваться 26—28 см3 0,1 М
раствора NaOH. Углекислую вытяжку готовят в день проведе-
ния анализа.
2. Раствор 0,5 М уксусной кислоты: мерным цилиндром (под
тягой) берут 30 см3 ледяной уксусной кислоты, приливают в мер-
ную колбу вместимостью 1 дм3 с предварительно налитой в нее
дистиллированной водой (600—700 см3) и доводят объем до метки.
3. Раствор 0,5 М соляной кислоты: в мерную колбу вместимос-
тью 1000 см3 предварительно наливают 600—700 см3 дистиллиро-
ванной воды, затем мерным цилиндром (под тягой) приливают
41 см3 концентрированной НС1 (пл. 1,19), объем раствора доводят
водой до метки, колбу закрывают пробкой и раствор хорошо пере-
мешивают.
Концентрацию приготовленных кислот проверяют титровани-
ем по фенолфталеину соответствующим титрованным раствором
щелочи. При необходимости концентрации растворы кислот кор-
ректируют, добавляя соответствующие количества воды, кислоты
или щелочи.
3.7.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППОВОГО СОСТАВА МИНЕРАЛЬНЫХ
ФОСФАТОВ ПО МЕТОДУ С. К. ЧАНГА И М. Л. ДЖЕКСОНА
(В МОДИФИКАЦИИ Д. Л. АСКИНАЗИ, К. Е. ГИНЗБУРГ, Л. С. ЛЕБЕДЕВОЙ)
Значение анализа. В отличие от метода Чирикова, по мнению
авторов, данный метод дает возможность определять не только
минеральные фосфаты Al3+, Fe3+, Са2+, но и их формы, различаю-
щиеся по прочности связи и доступности растениям (табл. 42).
Принцип метода. Заключается в том, что одну и ту же навеску
почвы последовательно обрабатывают различными растворителя-
ми, каждый из которых извлекает определенную форму фосфатов
[рыхлосвязанные фосфаты, раздельно фосфаты алюминия (Р—А1)
и фосфаты железа (Р—Fe), а также слаборастворимые формы фос-
фатов кальция (Са—Р)]. Соотношение почва: раствор =1:50.
В приготовленных вытяжках фосфор определяют колоримет-
рически любым молибдатным методом. Метод не рекомендуют
для нейтральных и слабокислых почв.
42. Минеральные формы фосфатов почвы по методу Чанга—Джексона
Группа (фракция) фосфатов	Растворитель	Предполагаемые формы фосфора
I. Водорастворимые рыхлосвязанные	1,0 М NH4C1	Часть водорастворимых фосфатов
II. Фосфаты алюми-	0,5 М NH4F	А1РО4 (типа варисцита, вавеллита
ПИЯ	(pH 8,5)	и др.), кислые фосфаты Са, Mg,
.’5 - 8539
385
Продолжение
Группа(фракция) фосфатов	Растворитель	Предполагаемые формы фосфора
часть Са3(РО4)2, FePO4, часть орга- нических фосфатов III.	Фосфаты железа	0,1 М NaOH	FePO4 (типа стренгита, дифренита и др.), Al—Р, органофосфаты — зна- чительно IV.	Фосфаты каль-	0,25 М (0,5н.) Разноосновные фосфаты кальция ция	H2SO4	(ди-, три-, октакальций-фосфата, апатит); Al—Р, Fe—Р V.	Восстановление-	0,1 М (0,3 н.) Труднорастворимые Fe—Р почвен- растворимые Fe—Р	NayQHyO + 1,0 М ных агрегатов и конкреций, разру- (окклюдированные	NaOHCO3 + 1 г шающихся в щелочной среде цит- оксидами железа)	Na2S2O4	ратной вытяжки; частично органо- фосфаты VI.	Окклюдирован-	0,5 М NH4F	А1РО4 ные А1-Р (pH 8,5) VII.	Окклюдирован-	0,1 М NaOH	А1РО4, FePO4 (типа баррандита), ор- ные Al—Fe—Р	ганофосфаты VIIL	Фосфаты, не раст-	—	Фосфаты невыветривающихся мине- воримые в указанных	ралов материнских пород растворителях		
По мнению Д. Л. Аскинази, К. Е. Гинзбург и Л. С. Лебедевой,
при определении растворимых и окклюдированных форм фосфа-
тов А1 и Fe (V труп па) в дитионит-цитратную вытяжку в щелочной
среде может переходить также часть органических фосфатов.
Данная фракция фактически представляет собой смесь трудно-
растворимых форм фосфора неопределенного химического соста-
ва и малопригодна для характеристики фосфатного режима по-
чвы. Кроме того, во фторидную вытяжку наряду с фосфатами алю-
миния переходят соединения Са—Р типа моно- и дикальцийфос-
фатов и др. Это часто приводит к ошибочным выводам о том, что
основным источником питания растений фосфором на различных
типах почвы служат фосфаты алюминия.
В этом методе отмечается также существенное вторичное осаж-
дение фосфора в последовательных почвенных вытяжках. В итоге
каждая последующая вытяжка может содержать фосфаты, извле-
ченные в предыдущей вытяжке. Все это необходимо учитывать
при интерпретации аналитических данных, получаемых при ис-
пользовании данного метода
Ход анализа. Приготовление 1,0 М NH4C1 вытяжки. На глянце-
вой бумаге или кальке берут 1 г (±0,01 г) почвы, просеянной через
сито с диаметром ячеек 0,25 мм, переносят в центрифужную плас-
тиковую пробирку вместимостью 60—80 см3 и приливают 50 см3
1,0 М раствора NH4C1. Если анализируют несколько почвенных
386
проб, то пробирки перед центрифугированием уравновешивают
попарно на технических весах путем добавления в одну из них не-
большого количества раствора 1,0 М NH4C1. Пробирки закрывают
корковыми пробками и взбалтывают на ротаторе 30 мин. После
чего их попарно (симметрично) помещают в гнезда центрифуги и
центрифугируют 10 мин с частотой вращения 2—3 тыс. об/мин.
Прозрачный раствор над почвой из центрифужных пробирок ос-
торожно сливают в колбы (стаканы) на 100—150 см3. Затем пипет-
кой отбирают 10—20 см3 (содержащего 0,003—0,04 мг Р2О5) цент-
рифугата в мерные колбы на 50 см3 для колориметрического опре-
деления фосфора. Оставшийся центрифугат (раствор) выбрасыва-
ют, а почву в центрифужных пробирках используют для
приготовления следующей (фтораммонийной) вытяжки.
Приготовление 0,5 М NH4F вытяжки. К оставшейся в центри-
фужной пробирке почве приливают 50 см3 0,5 М раствора NH4F
(pH 8,5), закрывают пробкой и взбалтывают на ротаторе 1 ч. Затем,
уравновесив пробирки экстрагирующим раствором (0,5 М NH4F),
центрифугируют 10 мин с частотой вращения 2—3 тыс. об/мин.
Прозрачный центрифугат над почвой осторожно сливают в колбы
(стаканы) вместимостью 100—150 см3, добавляютО,1—0,2гактиви-
рованного угля (для обесцвечивания жидкости), взбалтывают и ос-
тавляют стоять на 10—20 мин. Если за это время раствор не обесцве-
тился, то добавляют еще 0,1 г активированного угля, взбалтывают и
снова отстаивают 10—20 мин. Полученный раствор фильтруют че-
рез плотный фильтр в полиэтиленовую или предварительно пропа-
рафинированную стеклянную посуду. Затем в мерную колбу вмес-
тимостью 50 см3 берут пипеткой 5—10 см3 фильтрата (вытяжки),
приливают 20—25 см3 дистиллированной воды, добавляют 10 см3
0,8 М раствора борной кислоты (Н3ВО3) для связывания фтора и со-
держимое колбы нейтрализуют по 0-динитрофенолу (или фенолф-
талеину) 1,0 М раствором H2SO4 до обесцвечивания раствора. Кис-
лоту добавляют по капле пипеткой. Затем к нейтрализованному ра-
створу приливают 2 см3 комплексообразователя (сульфатмолибде-
новая жидкость), содержимое колбы перемешивают и добавляют
3—4 капли хлорида олова. Раствор в колбах доводят до метки водой,
перемешивают и спустя 10—12 мин колориметрируют на ФЭК при
красном светофильтре с длиной волны 650 нм в кюветах с толщи-
ной просвечивающегося слоя 20 мм.
К остатку почвы в центрифужной пробирке приливают 25 см3
насыщенного раствора NaCl (для промывания от предыдущего ра-
створа), взбалтывают на ротаторе 15 мин, затем центрифугируют
5 мин при частоте вращения 2—3 тыс. об/мин. Надосадочный ра-
створ из пробирки сливают и выбрасывают. Оставшуюся ь цент-
рифужной пробирке почву используют для дальнейшего приго-
товления щелочной вытяжки.
387
Приготовление 0,1 М (0,1 н.) NaOH вытяжки. К промытому в
центрифужной пробирке остатку почвы приливают 50 см3 0,1 М ра-
створа NaOH, пробирку закрывают корковой пробкой и содержи-
мое взбалтывают на ротаторе в течение 2 ч, после чего настаивают
18—20 ч. Отстоявшуюся суспензию центрифугируют 10 мин при ча-
стоте вращения 2—3 тыс. об/мин, предварительй’о уравновесив про-
бирки на технических весах 0,1 М раствором NaOH. Прозрачный
центрифугат над почвой осторожно сливают из пробирки в колбу
или химический стакан вместимостью 100—150 см3, к нему для коа-
гуляции гуминовых кислот приливают по каплям 0,5 см3 концент-
рированной H2SO4 и добавляют 0,1 —0,2 г активированного угля для
устранения окраски фульвокислот. Смесь перемешивают, настаи-
вают 10—20 мин и фильтруют через плотный фильтр. Затем в мер-
ную колбу на 50 см3 берут пипеткой 5—20 см3 фильтрата, приливают
произвольно 20—25 см3 дистиллированной воды и содержимое
колбы нейтрализуют по р-динитрофенолу 2 М раствором NaOH до
появления желтого окрашивания. К нейтрализованному раствору
добавляют 2 см3 сульфатмолибденовой жидкости, перемешивают и
добавляют 2—3 капли восстановителя (2,5%-ный раствор SnCl2)
или реактив Б (по методу Мерфи—Райли) и снова перемешивают,
доводят дистиллированной водой до метки и через 15—20 мин ко-
лориметрируют на ФЭК при красном светофильтре в кюветах с тол-
щиной просвечивающегося слоя 20 мм.
Приготовление 0,25 М (0,5 н.) H2SO4 вытяжки. Оставшуюся в
центрифужной пробирке (после щелочной экстракции) почву
промывают 25 см3 насыщенным раствором NaCl и центрифугиру-
ют, как описано выше. Надосадочную жидкость осторожно слива-
ют и выбрасывают (операцию повторяют дважды), а в центрифуж-
ную пробирку с промытой почвой приливают 50 см3 0,25 М ра-
створа H2SO4. Пробирку взбалтывают 1 ч, а затем центрифугируют
в течение 10 мин при 2—3 тыс. об/мин. Центрифугат осторожно
сливают в плоскодонную колбу или химический стакан вместимо-
стью 100—150 см3. Затем берут пипеткой 5—20 см3 приготовлен-
ной вытяжки (центрифугата), переносят в мерную колбу на 50 см3,
приливают произвольно 20—25 см3 дистиллированной воды и со-
держимое колбы нейтрализуют 2,0 М раствором NaOH по р-ди-
нитрофенолу до желтого цвета. Далее определение фосфора в
приготовленных вытяжках проводят так же, как в предыдущих
фракциях, используя реактивы для окрашивания, либо по методу
Мерфи—Райли или Труога—Мейера.
Примечание. Содержание в почве подвижного железа бо-
лее 2 мг в 50 см3 вытяжки может мешать колориметрическому оп-
ределению фосфора. Наличие ионов Fe3+ проверяют путем парал-
лельного определения содержания фосфора в двух равных по
объему растворах вытяжки. К одной из них добавляют известное
388
количество фосфора (0,02—0,08 мг Р2О5 на 100 см3) в виде стан-
дартного раствора фосфора. Если при анализе определяют содер-
жащийся в вытяжке фосфор и весь добавленный в нее фосфор
(100 %), то это свидетельствует о том, что наличие Ее3+-ионов не
влияет на анализ; меньшее содержание фосфора указывает на из-
быточное наличие железа. В этом случае перед колориметрирова-
нием в приготовленных вытяжках осаждают железо по методу
Уоррена—Пью.
Осаждение железа. Из нейтральной или кислой среды ионы Fe3+
осаждаются раствором железистосинеродистого калия: K4Fe(CN)6 +
+ 4Fe4+ —> Fe4+[Fe2+(CN)6]3 с образованием синего или голубого
осадка. Оставшийся в растворе избыток желтой кровяной соли —
K4Fe(CN)6 - ЗН2О — связывают марганцем, переводя ее в белый
осадок железистосинеродистого марганца — Mn2Fe(CN)6. Для
предотвращения растворимости осажденных солей раствор под-
щелачивают.
В мерную колбу на 50 см3 отбирают пипеткой аликвоту (5—
10 см3) приготовленной вытяжки, разбавляют дистиллированной
водой до 30 см3 и добавляют по каплям при помешивании 3 см3
10%-ного раствора K4Fe(CN)6, а по прошествии 5 мин —2,5 см3
10%-ного раствора MnSO4. Спустя 3—5 мин смесь нейтрализуют
10%-ным раствором NH4OH до резкого перехода голубой или си-
ней окраски раствора в сиреневато-малиновую (до pH 6,8—6,9).
В этом случае комплексные соединения Fe3+ и Mg2+ удерживают-
ся в осадке. При этой реакции в осадок выпадает и фосфор. Для
растворения осадка добавляют 3,5 см3 1,0 М раствора H2SO4, затем
в колбу доливают дистиллированной воды до метки и после пере-
мешивания фильтруют через плотный фильтр. Для окрашивания
берут такое количество фильтрата (5—20 см3) в мерную колбу вме-
стимостью 50 см3, чтобы в ней содержалось примерно 0,005—
0,04 мг Р2О5. Содержание фосфора определяют так же, как при
определении его в предыдущих фракциях.
Рассчитывают фосфор (Р2О5, мг/кг почвы) по формуле
Р2О5=«^“,
V}m
где С—концентрация Р2О5, найденная по градуировочному графику, мг/50(100)
см3; И—общий объем приготовленной вытяжки, см3; 1000 — коэффициент для
пересчета на 1 кг почвы; V\ — объем фильтрата, взятого для колориметрирования,
см3; т— масса почвы, соответствующая объему фильтрата, взятого для колори-
метрирования, г.
Реактивы для осаждения железа. 1. 10%-ный раствор железисто-
синеродистого калия — K4Fe(CN)g • ЗН2О. Хранят раствор не бо-
лее 6 мес.
389
2.	10%-ный раствор сульфата марганца — MnSO4 • 7Н2О.
3.	10%-ный раствор NH4OH.
4.	1,0 М раствор (2,0 н.) H2SO4: берут цилиндром 56 см3 кон-
центрированной серной кислоты (пл. 1,84), осторожно приливают
в мерную колбу на 1 дм3, наполненную предварительно 700—
750 см3 дистиллированной воды, охлаждают, доливают водой до
метки, перемешивают.
Реактивы для приготовления вытяжек анализируемых проб почв
и определения фосфора в них. 1. 1М (1,0 н.) раствор хлорида ам-
мония (NH4C1): 53,5 г сопи растворяют в дистиллированной воде
в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доводят до метки и переме-
шивают.
2.	0,5 М (0,5 н.) раствор фторида аммония (NH4F): 18,5 г соли
(х.ч.) растворяют дистиллированной водой в колбе вместимостью
1 дм3, доводят до метки и перемешивают. Раствор хранят в поли-
этиленовой емкости.
3.	0,25 М (0,5 н.) раствор H2SO4: берут цилиндром 14 см3 кисло-
ты (пл. 1,84) и осторожно приливают к 700 см3 дистиллированной
воды в мерной колбе вместимостью 1 дм3, раствор доводят до мет-
ки водой и перемешивают.
4.	Насыщенный раствор NaCl: 400 г соли (х.ч.) растворяют в
дистиллированной воде в колбе вместимостью 1 дм3.
5.	0,8 М (0,8 н.) раствор Н3ВО3: 49,4 г борной кислоты раство-
ряют первоначальн а в 200—300 см3 горячей дистиллированной
воды в колбе на 1 дм3, доводят дистиллированной водой до метки
и перемешивают.
6.	0,1 М (0,1 н.) раствор NaOH: 4 г щелочи растворяют в дис-
тиллированной воде, доводят объем до 1 дм3 и тщательно переме-
шивают.
7.	Индикаторы: а-, 0-, у-, р-нитрофенолы. Одноцветные кис-
лотно-основные индикаторы. Переход бесцветной окраски в желтую,
и наоборот, I аходится в интервале pH 2,5—5,0. Готовят 0,1%-ные
водные растворы.
Фенолфталеин — 0,1%-ный спиртовой раствор. Переход окрас-
ки в интервале pH 8,2—8,6.
8.	а) реактивы для окрашивания по методу Труога—Мейера:
25 г молибдата аммония [(NH4)6Mo7O24 • 4Н2О] растворяют в
200 см3 дистиллированной воды при нагревании. Одновременно
готовят 40%-ный раствор H2SO4. Для этого цилиндром прили-
вают 280 см3 H2SO4 (пл. 1,84) в мерную колбу вместимостью
1 дм3, предварительно наполовину (50С—600 см3) заполненную
дистиллированной водой. Кислоту приливают осторожно ко
стенкам колбы и перемешивают. После остывания обоих ра-
створов в мерную колбу с серной кислотой вливают небольши-
ми порциями (при постоянном перемешивании) раствор мо-
390
либдата аммония, после охлаждения раствора объем колбы дово-
дят дистиллированной водой до метки, перемешивают и перели-
вают в склянку из темного стекла. Раствор может храниться в те-
чение 1 года.
восстановитель: на технических весах отвешивают 0,25 г
SnCl2 • 2НэО, переносят в стеклянную пробирку вместимостью
20—25 см3 и приливают 10 см3 10%-ного раствора НС1. Пробирку
с содержимым помещают в стеклянный термостойкий стакан на
100—200 см3, наполненный на 2/з водой, и кипятят до полного ра-
створения хлорида олова. Раствор готовят в день проведения ана-
лиза;
б) реактивы для окрашивания испытуемых вытяжек по методу
Мерфи—Райли. Образующийся в кислой среде желтый фосфат-
молибдатный комплекс восстанавливают аскорбиновой кисло-
той в присутствии катализатора сурьмы. Голубая окраска дости-
гает максимума через 20 мин и устойчиво сохраняется в течение
1 сут.
Реактив А'. 12,0 г молибдата аммония растворяют в 250 см3 дис-
тиллированной воды в стеклянном химическом стакане вместимо-
стью 500 см3. Растворение ведут при нагревании на электрической
плитке или на газу с асбестовой сеткой.
На аналитических весах отвешивают 0,291 г сурьмяно-винно-
кислого калия [K(SbO)C4H4O6 • 0,5Н2О] и растворяют в 100 см3
дистиллированной воды. После охлаждения оба раствора (молиб-
дата аммония и сурьмяно-виннокислого калия) последовательно
приливают к 500 см3 2,5 М (5,0 н.) раствора H2SO4 в мерной колбе
вместимостью 2 дм3 и доводят до метки дистиллированной водой.
Реактив А хранят в склянке из темного стекла.
Реактив Б: на аналитических весах отвешивают 1,1 г аскорби-
новой кислоты, растворяют ее в 200 см3 реактива А и перемешива-
ют. Реактив годен в течение 24 ч.
Приготовление калибровочной шкалы. 0,1917 г (±0,001 г)
КН2РО4, перекристаллизованного и высушенного до постоянной
массы в сушильном шкафу при температуре 105 °C, растворяют в
мерной колбе на 1 дм3 дистиллированной водой. В 1 см3 исходно-
го стандартного раствора содержится 0,1 мг Р2О5. Для приготовле-
ния рабочего стандартного раствора берут мерной пипеткой 10 см3
исходного (запасного) стандартного раствора, переносят в мерную
колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки соответствующим
кстрагирующим раствором. Раствор готовят и используют в день
проведения анализа. В 1 см3 рабочего раствора содержится 0,01 мг
Р2О5. Из рабочего раствора готовят растворы сравнения для пост-
роения калибровочного графика. Для этого в мерные колбы на
50 см3 с помощью бюретки приливают указанные в таблице 43
объемы рабочего раствора.
391
43. Растворы сравнения для построения калибровочного графика
Характеристика раствора	Номер раствора сравнения							
	1	1 2	3	4	5	6	7	8
Объем раствора с кон- центрацией Р2О5 0,01 мг/см3	0	1	2	5	10	15	20	30
Концентрация Р2О5	0	0,01	0,02	0,05	0,10	0,15	0,20	0,30
в растворах сравне-
ния, мг/50 см3
Построение калибровочного графика. Окрашивание образцовых
растворов шкалы сравнения проводят аналогично окрашиванию
анализируемых почвенных вытяжек. На оси абсцисс градуировоч-
ного графика откладывают концентрацию Р2О5 (мг/50 см3), а на
оси ординат — показания оптической плотности раствора.
Вычисление результатов и оценка фосфатного состояния исследу-
емой почвы. Содержание фосфора в анализируемой почве находят
по формуле (см. стр. 370).
3.7.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНЫХ ФОРМ ФОСФАТОВ ПОЧВЫ
ПО МЕТОДУ К. Е. ГИНЗБУРГ — Л. С. ЛЕБЕДЕВОЙ
Значение анализа. Метод К. Е. Гинзбург и Л. С. Лебедевой,
предложенный в 1971 г., позволяет с большой вероятностью се-
лективно определить разноосновные фосфаты кальция и магния.
В данном методе определяют три фракции фосфатов Са и Mg, ко-
торые различаются по своей основности и степени окристаллизо-
ванности, а следовательно, по растворимости и усвояемости рас-
тениями. Включение реактива молибдата аммония в первые две
вытяжки (см. схему выделения фракций) позволяет на кислых по-
чвах в значительной степени предотвратить переосаждение извле-
ченных фосфатов компонентами твердой фазы почвы и экстраги-
рующего раствора за счет связывания переходящего в раствор
фосфора в комплексное недиссоциируемое соединение фосфор-
номолибденовую гетерополикислоту [Н7Р(Мо2О7)6]  «Н2О. За
счет этого исключается участие фосфора в равновесных реакциях
между твердой фазой почвы и раствором и таким образом предот-
вращается его переосаждение в процессе приготовления вытяжки.
Метод не рекомендован для определения минеральных форм
фосфатов на торфяно-болотных почвах.
Принцип метода. Из исходной навески почвы первоначально
выделяют фракцию наиболее растворимых форм разноосновных
фосфатов Са и Mg (фракция Са—Р]), затем фракции менее ра-
створимых форм Mg (Са), преимущественно вторично образован-
392
ных, и фосфатов закисных форм железа (фракция Са—Р2). После
этого выделяют фракцию фосфатов алюминия (Al—Р), далее
фракцию фосфатов железа (фракция Fe—Р), В последующей 1 М
H2SO4 вытяжке выделяют высокоосновные труднорастворимые
фосфаты кальция типа апатита (природные и вторичнообразован-
ные) — фракция Са—Р3.
Такая последовательность приготовления вытяжек позволяет
выделить из почвы фракции более растворимых соединений фос-
фатов Са (Mg) и закисного железа, что исключает их попадание во
фракцию фосфатов алюминия, которые экстрагируются из почвы
0,5 М раствором NH4F.
В ранее описанных методах фракционирования минеральных
форм фосфатов (методы Чирикова, Чанга—Джексона) этот фак-
тор недоучитывали, что приводило к неверным выводам о том, что
на разных типах почв основным источником питания растений
фосфором является фосфат алюминия.
Ход анализа. Схема выделения минеральных форм фосфора по
методу Гинзбург—Лебедевой. Фракция 1. На технических весах
берут 0,5 г (±0,01 г) почвы, помещают в пластиковые центри-
фужные пробирки вместимостью 40—60 см3 и заливают 25 см3
0,25%-ного раствора (NH4)2Mo04 в 1%-ном растворе (NH4)2SO4.
Пробирки закрывают пробками, взбалтывают в течение 15 мин,
затем суспензию центрифугируют в течение 8—10 мин при часто-
те вращения 2—Зтыс. об/мин.
Прозрачный надосадочный раствор (центрифугат) осторожно
сливают через воронку с фильтром в плоскодонные колбы вмести-
мостью 50—100 см3.
Остаток почвы в пробирке заливают 25 см3 насыщенного ра-
створа NaCl, взбалтывают на ротаторе 15 мин и центрифугируют.
Жидкость над осадком почвы выбрасывают, а остаток почвы ис-
пользуют для получения следующей уксусно-молибдатной вы-
тяжки.
Для колориметрического определения фосфора берут 5—20 см3
центрифугата (в зависимости от концентрации фосфора в аммо-
нийно-молибдатной вытяжке), переносят в мерные колбы вмести-
мостью 50 см3 и приливают реактивы для окрашивания фильтрата
с фосфором с учетом количества молибдата аммония, содержаще-
гося в аликвоте испытуемого раствора, взятого для колориметри-
рования.
Фракция 2. К промытому остатку почвы в центрифужные про-
бирки приливают 25 см3 раствора, состоящего из CH3COONH4,
СН3СООН и 0,25%-ного раствора молибдата аммония (pH 4,2),
закрывают пробками и взбалтывают на ротаторе или встряхиватс-
ле в течение 15 мин. Затем суспензию центрифугируют как и при
приготовлении предыдущей вытяжки. Прозрачный центрифугат
393
над осадком почвы осторожно сливают в плоскодонные колбы
вместимостью 50—100 см3, аликвоту которого используют для фо-
тометрического определения фосфора, но с учетом содержащегося
в ней молибдата аммония (см. раздел «Реактивы»).
Остаток почвы в центрифужных пробирках промывают насы-
щенным раствором хлорида натрия, как и после вытяжки № 1.
Прозрачный центрифугат осторожно сливают, а почву используют
для приготовления следующей фтораммонийной вытяжки.
Фракции 3—5. Вытяжки 0,5 М (0,5 н.) NH4F, 0,1 М (0,1 н.)
NaOH и 0,25 М (0,5 н.) H2SO4 готовят так же, как описано в мето-
де Чанга—Джексона.
В отдельных навесках определяют валовой и органический
фосфор почвы.
Аппаратура. Фотоэлектроколориметр. Ротатор или встряхива-
тель. Центрифуга с частотой вращения до 3 тыс. об/мин. Цилинд-
ры или дозаторы на 2; 5; 10; 25 и 50 см3. Колбы конические вмес-
тимостью 50—100 см3. Центрифужные полиэтиленовые пробирки
вместимостью 40—60 см3. Колбы мерные вместимостью 50; 100;
250; 1000 см3. Стеклянные стаканы вместимостью 250 см3. Бюрет-
ки градуированные вместимостью 25 см3.
Реактивы. Молибдат аммония. Сульфат аммония. Кислота ас-
корбиновая. Калий сурьмяно-виннокислый. Дегидрофосфат ка-
лия. Гидроксид натрия. Титрованный 0,1 н. раствор NaOH.
25%-ный раствор аммиака (пл. 0,91). Кислота серная и уксусная.
Бумага фильтровальная. Активированный уголь (см. выше метод
Мачигина).
Приготовление реактивов. 1. Экстрагирующий раствор 1: смесь
1 %-ного (NH4)2SO4 и 0,25%-ного (NH4)2Mo04 с pH 4,8: 2,5 г
(±0,01 г) молибдата аммония переносят в стакан вместимостью
250 см3, приливают в него 150—200 см3 горячей дистиллированной
воды, стакан ставят на электрическую плитку и нагревают до пол-
ного растворения соли. После этого раствор охлаждают.
Параллельно в мерной колбе вместимостью 1 дм3 растворяют
10 г (NH4)2SO4 в 400—500 см3 дистиллированной воды и к полу-
ченному раствору приливают приготовленный раствор молибдата
аммония. Смесь доводят дистиллированной водой до метки и пе-
ремешивают. Реактив хранится не более 5—7 дней. Если реакция
раствора не соответствует pH 4,8, тогда ее устанавливают путем
добавления крепкого раствора аммиака.
2. Приготовление экстрагирующего раствора 2: смесь СН3СООН +
+ CH3COONH4 + 0,25%-ный (NH4)2MoO4 с pH 4,2. Берут мерным
цилиндром 30 см3 ледяной 98%-ной уксусной кислоты, переносят
в мерную колбу вместимостью 1 дм3, предварительно наполнен-
ную до 800 см3 дистиллированной водой, и после перемешива-
ния добавляют под тягой 10 см3 25%-ного раствора аммиака.
394
Раствор тщательно перемешивают и корректируют величину pH,
добавляя уксусную кислоту или раствор аммиака, пока показатель
pH не достигнет величины 4,2. После этого раствор в колбе доводят
до метки водой и тщательно перемешивают. Из приготовленного
ацетатаммонийного буферного раствора готовят экстрагирующий
раствор СН3СООН + CH3COONH4 4- 0,25%-ный (NH4)2MoO4 с
pH 4,2. Для этого в другую мерную колбу вместимостью I дм3 бе-
рут примерно 700 см3 приготовленного буферного раствора —
0,5 М СН3СООН + CH3COONH4 и в него добавляют 2,5 г соли
(NH4)2MoO4. Раствор взбалтывают до полного растворения мо-
либдата аммония, затем доливают в колбу до метки 0,5 М раствор
СН3СООН + CH3COONH4 и тщательно перемешивают. Реактив
хранится не более 7—10 дней.
3. Приготовление реактивов для фотоколориметрического оп-
ределения фосфора в вытяжках, содержащих 0,25%-ный раствор
молибдата аммония. Основное условие, которое надо соблюдать
при фотоколориметрировании вытяжек, содержащих (NH4)2MoO4, —
это сохранение необходимого соотношения реактивов: раствора
молибдата аммония, кислоты и восстановителя.
Приготовлять реактивы для окрашивания вытяжки, содержа-
щей (NH4)2MoO4, можно двумя методами: по Труогу—Мейеру или
Мерфи—Райли.
3. Приготовление растворов сравнения для построения градуиро-
вочного графика с использованием соответствующего экстрагирую-
щего раствора. Из полученных образцовых растворов в мерные
колбы отбирают точно такие же объемы, как из почвенных вытя-
жек. Окрашивают образцовые растворы (растворы сравнения)
аналогично почвенным вытяжкам.
Расчеты содержания Р2О5 в анализируемых вытяжках ведут
непосредственно по построенному графику или по формуле (см.
стр. 389).
Остальные реактивы те же, что и в методе Чанга—Джексона.
3.7.4.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНОГО ФОСФОРА В ТОРФЯНО-
БОЛОТНЫХ ПОЧВАХ (ПО МЕТОДУ Б. Б. БЕЛЬСКОГО,
Т. Н. КУЛАКОВСКОЙ, А. Г. РОЗИНОЙ)
Значение анализа. Данный метод позволяет определять запасы
подвижного фосфора и обменного калия в слабо- и среднеокуль-
туренных торфяно-болотных почвах.
Принцип метода. Метод основан на извлечении подвижных
фосфатов с помощью 0,2 М (0,2 н.) раствора НС1 при соотноше-
нии почва: раствор = 1 : 50.
Наличие в торфяно-болотных почвах большого количества
подвижного железа и гумусовых веществ, мешающих колоримет-
395
рическому определению фосфора из-за окрашивания фильтрата,
устраняют окислением гумусовых веществ хлорной кислотой с
последующим осаждением ионов Fe3+. В прозрачном фильтрате
фосфор определяют колориметрически.
Ход анализа. Навеску 2 г (±0,01 г) воздушно-сухой почвы, пред-
варительно просеянной через сито с отверстиями 1—2 мм, поме-
щают в плоскодонные колбы вместимостью 200—250 см3, прили-
вают 100 см3 0,2 М раствора НС1 и взбалтывают на встряхивателе 1 ч.
После чего суспензию настаивают 16—18 ч и фильтруют через
складчатый фильтр в колбы вместимостью 200—250 см3. Если пер-
вая порция фильтрата мутная, ее сливают обратно на фильтр. Для
определения фосфора берут пипеткой 50 см3 фильтрата вытяжки,
переносят в заранее приготовленные плоскодонные колбы из тер-
мостойкого стекла вместимостью 100—150 см3 и раствор выпари-
вают досуха на электрической плитке с закрытой спиралью или в
сушильном шкафу, избегая пересушивания. Затем к сухому остат-
ку приливают 3—5 см3 30—50%-ного раствора НС1О4, содержимое
слегка перемешивают и нагревают на электрической плитке (в
шкафу) до полного обесцвечивания. Раствор охлаждают и количе-
ственно переносят дистиллированной водой в мерные колбы вме-
стимостью 100 см3 так, чтобы общий объем раствора не превышал
40 см3, и проводят осаждение железа, как описано на стр. 389.
После осаждения Fe3+ берут пипеткой 5—20 см3 прозрачного
фильтрата ( в зависимости от содержания в нем фосфора), перено-
сят в мерные колбы на 50—100 см3 и определяют фосфор колори-
метрически, как описано в методе Кирсанова. Содержание Р2О5
рассчитывают в мг/кг почвы.
Реактивы. 1. См. определение подвижных форм фосфора и ка-
лия по Кирсанову в модификации ЦИНАО, а также реактивы для
осаждения Fe3+ и осветления фильтрата, стр. 377. 2. 30—50%-ный
раствор HC1O4. 3. Раствор с концентрацией Р2О5 1 г/дм3. Приго-
товление см. на стр. 377.
Приготовление растворов сравнения для построения калибровоч-
ного графика. В мерную колбу вместимостью 250 см3 приливают
мерной бюреткой указанные в таблице 44 объемы исходного стан-
дартного раствора с концентрацией Р2О5 1 мг/см3.
44. Таблица для построения калибровочного графика фосфора
Характеристика раствора	Номер раствора сравнения					
	1	2	3	1 4	3 |	6
Объем раствора с концентрацией	0	1,0	2,5	5,0	7,5	10,0
Р2О5 1 мг/см3						
Концентрация Р2О5 в растворе, мг/дм3	0	4	10	20	30	40
Содержание Р2О5, мг/кг почвы	0	200	500	1000	1500	2000
396
Содержание Р2О5 в анализируемой воздушно-сухой почве на
ходят непосредственно по калибровочному графику или по фор-
муле, приведенной на стр. 389.
Группировка торфяно-болотных почв по содержанию подвиж-
ного фосфооа (Вильдфлуш, Кукреш, Ионас и др., 2001) приведена
ниже.
Содержанш. Р2О5
Очень низкое
Низкое
Среднее
Повышенное
Высокое
Очень высокое
Р2О5, мг/кг почвы
< 200
201-400
401—600
601—1000
1001- 600
> '500
3.7.5.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ И
ОРГАНИЧЕСКИХ ФОСФАТОВ ПО МЕТОДУ
Е. СЭНДЕРСА И Д. ВИЛЬЯМСА
Значение анализа. Валовой фосфор почвы представлен как ми-
неральными, так и органическими соединениями. Соотношение
между фракциями указанных форм фосфора, их качественный и
количественный составы в различных почвах непостоянны и ха-
рактерны для данных почвенных условий. Поэтому определение
общего (валового) запаса фосфора, содержания его минеральных
и органических форм и отдельных фракций имеет не только тео-
ретическое, но и практическое значение для оценки реального
плодородия почвы и доступности растениям фосфора в агроцено-
зах.
Принцип метода. Метод основан на сопоставлении содержания
общего фосфора в озоленной навеске почвы и минеральных форм
фосфора в исходной (неозоленной) навеске. По разнице между
общим и минеральным фосфором находят содержание органичес-
кого фосфора. Прокаленную в муфельной печи и исходную (не-
озоленную) навески поивы обрабатывают (параллельно) 0,1 М
(0,2 н.) раствором H2SO4. В озоленном (прокаленном) остатке
почвы определяют общее содержание фосфора (Р — общий), в
исходной почве — фосфор, входящий в состав минеральных со-
единений (Р — минеральный). По разности между содержанием
фосфора в прокаленной навеске и в исходной почве определяют
фосфор, входящий в состав органических соединений (Р — орга-
нический). Метод позволяет выделить до 95 % общего фосфора
почвы.
Ход анализа. Навеску 1 г (±0,01 г) воздушно-сухой почвы, про-
сеянной через сито 0,25 мм, помещают в фарфоровый тигель вме-
стимостью 20—25 см3 и прокаливают в муфельной печи в течение
397
2—3 ч при температуре 520—550 °C. Затем в тигель с прокаленной
почвой (золой) приливают 10—15 см3 0,1 М раствора серной кис-
лоты, содержимое перемешивают стеклянной палочкой и количе-
ственно переносят в плоскодонную колбу на 100 см3, используя
для ополаскивания тигля 35—40 см3 того же раствора серной кис-
лоты (общий объем 0,1 М раствора серной кислоты должен со-
ставлять 50 см3). Колбу закрывают пробкой и взбалтывают на
встряхивателе в течение 2 ч, затем суспензию настаивают 16—18 ч,
после чего фильтруют в сухую посуду и получают раствор А.
Параллельно в плоскодонную колбу на 100 см3 берут 1 г почвы,
приливают мерным цилиндром 50 см3 0,1 М раствора H2SO4,
взбалтывают на встряхивателе 2 ч, после чего настаивают в тече-
ние 16—18 ч. Затем суспензию почвы фильтруют в сухую посуду и
получают раствор Б (для определения минерального фосфора).
Из полученных растворов А и Б отбирают пипеткой по 5—
20 см3, переносят в мерные колбы на 100 см3, приливают необхо-
димое количество окрашивающего раствора и проводят колори-
метрическое определение фосфора (см. метод Кирсанова).
Количество органического фосфора в почве вычисляют по раз-
ности между содержанием общего фосфора (раствор А) и мине-
рального (раствор Б).
3.8. СОДЕРЖАНИЕ КАЛИЯ В ПОЧВЕ И МЕТОДЫ
ЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Общее содержание калия в почвах зависит от их гранулометри-
ческого состава и колеблется от 0,1—0,3 % в торфяных и супесча-
ных почвах до 2—3 % в суглинистых дерново-подзолистых почвах
и черноземах. Содержание калия в почвах обусловливается прежде
всего их минералогическим составом — наличием первичных ми-
нералов (нолевые шпаты, слюды) и вторичных глинистых минера-
лов (иллиты, вермикулиты, смектиты, каолиниты и др.), содержа-
щих калий. Калий первичных (скелетных) минералов практичес-
ки недоступен растениям.
Несоответствие валового содержания калия в почвах и уровня
обеспеченности калийного питания растений вызывает необходи-
мость определения доступных растениям форм калия, как для ди-
агностики питания сельскохозяйственных культур калием, так и
для мониторинга калийного состояния почв агроценозов.
Современные представления о калийном режиме почв основа-
ны на том, что растения поглощают калий исключительно в виде
ионов К+, находящихся непосредственно в почвенном растворе.
В процессе потребления растениями калия почвенного раствора в
питание вовлекается также менее подвижный обменный калий
398
ППК почвы. В питании растений наряду с использованием водо-
растворимого и обменного калия, может участвовать также неко-
торая часть необменного (фиксированного) калия — ближайший
резерв пополнения его обменной формы.
При агрохимической оценке эффективного плодородия почвы
по содержанию калия наиболее важное значение имеет содержа-
ние не валовое (общее) этого элемента, а обменного калия, т. е.
той его части, которая наиболее подвижна (мобилизуема) и дос-
тупна растениям. Однако обменный калий также имеет неодина-
ковую прочность связи с твердой фазой почвы, а следовательно,
различается по степени доступности растениям. В агрохимичес-
кой практике условно выделяют четыре основные формы калия:
калий минерального скелета — это преобладающая часть по-
чвенного калия, обусловленная наличием калийсодержащих пер-
вичных и вторичных минералов, в основном недоступная для рас-
тений;
калий необменный (фиксированный) — это слабодоступный для
растений калий, находящийся в межпакетном пространстве гли-
нистых трехслойных минералов и органо-минеральных смектито-
вых комплексов, участвующий в формировании равновесной сис-
темы;
калий обменный — это калий, находящийся в почвенном погло-
щающем комплексе в подвижном равновесии с калием почвенно-
го раствора. Обменный калий почвы хорошо доступен растениям
после перехода ионов К+ в почвенный раствор.
калий почвенного раствора — это незначительная (5—20 кг/га),
наиболее доступная часть калия почвы, непосредственно усвояе-
мая растениями.
Все названные формы калия взаимосвязаны и представляют
динамическую равновесную систему (рис. 50).
Рис. 50. Формы калия в почве и их трансформация
399
Растения в процессе своего роста усваивают прежде всего наи-
более подвижные формы калия — калий почвенного раствора (во-
дорастворимый), затем обменный (через почвенный раствор), а по
мере роста сельскохозяйственных культур и увеличения усвояю-
щей способности корневой системы в питание вовлекаются и ме-
нее доступные необменные его формы. Поэтому наиболее полную
и объективную оценку обеспеченности почвы калием можно по-
лучить лишь в том случае, если учтены не только водораствори-
мые и обменные формы калия, но и необменные формы, являю-
щиеся ближним резервом пополнения обменных форм калия в
почве.
В связи с тем что непосредственно усвояемой формой калия
для растений является его водорастворимая часть, для оценки
способности почвы обеспечивать растения калием в течение ве-
гетации важно определить не только содержание в почве водо-
растворимого калия в данный период, но и кинетику его высво-
бождения, т. е. характер перехода ионов калия из адсорбиро-
ванного состояния в почвенный раствор. Показателями интен-
сивности перехода ионов калия из адсорбированного состояния
в почвенный раствор являются: калийный потенциал, скорость
перехода калия из ППК в раствор и потенциальная буферная
способность почвы в отношении содержания калия в почвен-
ном растворе.
3.8.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕГКОПОДВИЖНОЙ, УСВОЯЕМОЙ ФОРМЫ
КАЛИЯ ПО Р. К. СКОФИЛЬДУ В МОДИФИКАЦИИ ЦИНАО
(ГОСТ 10-271—2 9С?)
Значение анализа. Одним из методов оценки калийного состоя-
ния почв является определение содержания легкоподвиж.юй час-
ти обменного калия, т. е. той его части, величина которой тесно
коррелирует с концентрацией калия в почвенном растворе, по-
треблением его растениями и урожайностью сельскохозяйствен-
ных культур. Наиболее полно концентрацию ионов калия в по-
чвенном растворе отражает экстракция его 0,01 М раствором хло-
рида кальция. Содержание калия в этой вытяжке тесно коррели-
рует с концентрацией его в почвенном растворе и скоростью
диффузии ионов калия в почвенный раствор, определенной с по-
мощью электроультрафильтрации, а также с урожайностью сельс-
кохозяйственных культур.
Принцип метода. Метод основан на извлечении калия из почвы
раствором хлорида кальция концентрации 0,01 М (0,02 н.) при со-
отношении массы почвы и экстрагента 1:5с последующим опре-
делением калия пламенно-фотометрическим или ионометричес-
400
ким (с использованием ионно-селективного калийного электрода)
методами.
Ход анализа. Навеску 10 г (±0,1 г) воздушно-сухой почвы,
просеянной через сито с диаметром ячеек 1—2 мм, помещают в
плоскодонную колбу вместимостью 250 см3 и приливают мерным
цилиндром 50 см3 экстрагирующего (0,01 М) раствора хлорида
кальция. Содержимое колбы взбалтывают вручную или на встря-
хивателе в течение 5 мин и фильтруют через плотный беззоль-
ный фильтр (синяя, белая ленты), перенося вначале как можно
больше почвы на фильтр, чтобы заилить его поры. После фильт-
рования содержание калия в растворе определяют на пламенном
фотометре или потенциометрически с помощью ионно-селек-
тивного электрода на калий.
Оставшуюся часть раствора хлоркальциевой вытяжки почвы,
приготовленную для определения калия, используют для колори-
метрического определения содержания легкоподвижного фосфора
в анализируемой почве.
Калибровку пламенного фотометра проводят по рабочим ра-
створам сравнения, приготовленным из исходного стандартного
раствора. Для приготовления исходного стандартного раствора бе-
рут на аналитических весах 0,792 г (±0,001 г) соли КС1, х.ч., поме-
щают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, растворяют экстраги-
рующим 0,01 М раствором хлорида кальция и им же доводят
< бьем до метки. Приготовленный исходный (запасной) стандарт-
ный раствор содержит 0,5 г/дм3 (0,5 мг/см3) К2О.
Для приготовления рабочих растворов сравнения в мерные
колбы вместимостью по 250 см3 берут с помощью бюретки соот-
ветственно 0, 2, 4, 8, 12, 20, 40 и 60 см3 исходного стандартного ра-
створа КС1, содержащего 0,5 мг/см3 К2О, доводят объем в колбах
0,01 М раствором СаС12 до метки и тщательно перемешивают. Ра-
створы в колбах с притертыми пробками могут храниться в тече-
ние 6 мес.
Приготовленные растворы сравнения фотометрируют на пла-
менном фотометре и по результатам строят градуировочный гра-
фик, характеризующий зависимость показания (отклик) прибора
от концентрации калия в растворе. Затем при тех же условиях фо-
юметрируют приготовленную вытяжку почвы и по градуировоч-
ному графику находят содержание К2О в анализируемой почве,
выражая его в мг/кг или мг/100 г почвы.
За окончательный результат принимают среднее арифметичес-
кое двух параллельных определений. Результаты вычисляют до
третьего десятичного знака и округляют до второго десятичного
шака. Допустимые расхождения между результатами двух повтор-
ных определений не должны превышать 10 %.
?(> - 8539
401
3.8.2.	ИЗМЕРЕНИЕ КАЛИЯ ИОНОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Принцип метода. Метод основан на измерении активности
ионов К+ ионно-селективным электродом (ИСЭ) в солевой сус-
пензии. Измерение концентрации ионов калия проводят непос-
редственно в логарифмических единицах рСк (рСк = —1g Ск) по
шкале потенциометра (ионометра), которую предварительно гра-
дуируют по растворам сравнения, или в милливольтах с последую-
щим определением величины рСк (рК) по градуировочному гра-
фику, построенному по результатам измерения электродвижущей
силы (ЭДС, в милливольтах) электродной пары в растворах срав-
нения, или в единицах концентрации калия (мг/дм3), если анализ
проводят с использованием приборов, имеющих преобразователи
или микропроцессоры.
Ход анализа. Оставшуюся часть вытяжки, приготовленную и
используемую для определения калия на пламенном фотометре
(0,01 М СаС12 вытяжка), наливают в стакан вместимостью 30 см3
или пробирку и измеряют с помощью предварительно подготов-
ленного ионно-селективного калийного электрода (ЭЛИТ 031) и
вспомогательного электрода, заполненного раствором NaCl (воз-
можно определение и в суспензии). После подготовки электроды
присоединяют к измерительному прибору — ионометру (подго-
товку электродов см. в разделе 1) и проводят определение концен-
трации иона калия (рК) в вытяжке.
Перед и после измерения растворов шкалы сравнения исполь-
зуемые для градуировки ионометра электроды тщательно ополас-
кивают дистиллированной водой, протирают фильтровальной бу-
магой и затем погружают в испытуемый раствор. После каждого
рабочего определения электроды ополаскивают водой и протира-
ют фильтровальной бумагой.
При измерении концентрации калия в режиме «мВ» определе-
ния проводят по предварительно построенному калибровочному
графику, снимая показания ЭДС в милливольтах.
Обработка и оценка результатов. Содержание калия в анализи-
руемых пробах почвы находят по калибровочному графику, пост-
роенному на миллиметровой бумаге. На оси абсцисс откладывают
показания рСк (рК), соответствующие растворам сравнения хло-
рида калия с концентрациями: 0,01 моль/дм3 (рК = 2); 0,001 моль/дм3
(рК = 3); 0,0001 моль/дм3 (рК = 4), на оси ординат — ЭДС, мВ. По
калибровочному графику находят значения рК в исследуемой
пробе почвы. Содержание калия в почве устанавливают по вели-
чине рК с помощью таблицы 45:
Х= 10-рСк  39  106/Ю00  1,204,
где %—массовая доля К.2О в анализируемой пробе почвы, млн-1 (мг/дм3);
402
I О ’Рск — концентрация калия в образце, моль/дм3; 39 —молярная масса калия, г;
106 —коэффициент перевода долей единицы в миллионные доли; 1000 — коэффи-
циент перевода дм3 в см3; 1,204 — коэффициент перевода содержания ионов ка-
лия в оксид калия (К в К2О).
45. Перевод величины рСк в массовую долю К2О, мг/дм3
рК	Сотые доли рСк									
	00	01	02	1 03	| 04	f05	06	07	08	09
2,0	470	459	449	439	428	419	409	400	390	382
2,1	373	364	356	348	340	333	325	318	310	303
2,2	296	289	283	276	270	264	258	252	247	241
2,3	235	230	225	220	215	209	205	200	196	191
2,4	187	183	179	175	171	167	163	159	156	152
2,5	149	145	142	139	136	132	129	126	124	121
2,6	118	115	113	110	108	105	103	100	98,8	96,6
2,7	93,8	91,7	89,8	87,7	85,9	83,7	81,8	79,5	77,7	75,9
2,8	74,2	72,5	70,9	69,2	67,6	66,1	64,6	63,1	61,7	60,3
2,9	58,9	57,6	56,3	55,0	53,7	52,5	51,8	50,2	49,0	47,9
3,0	47,0	46,0	44,9	43,9	42,8	41,9	40,9	40,0	39,1	38,2
3,1	37,3	36,5	35,6	34,8	34,1	33,3	32,5	31,8	31,0	30,3
3,2	29,6	29,0	28,3	27,6	27,0	26,4	25,8	25,2	24,7	24,1
3,3	23,5	23,0	22,5	22,0	21,5	21,0	20,5	20,0	19,6	19,1
3,4	18,7	18,3	17,9	17,5	17,1	16,7	16,3	15,9	15,6	15,2
3,5	14,9	14,5	14,2	13,9	13,6	13,2	12,9	12,6	12,4	12,1
3,6	11,8	11,5	11,3	11,0	10,8	10,5	10,3	10,0	9,8	9,6
3,7	9,4	9,2	9,0	8,8	8,6	8,4	8,2	8,0	7,8	7,6
3,8	7,4	7,3	7,1	7,0	6,8	6,6	6,5	6,3	6,2	6,1
3,9	5,9	5,8	5,6	5,5	5,4	5,3	5,2	5,0	4,9	4,8
4,0	4,7	4,6	4,5	4,4	4,3	4,2	4,1	4,0	3,9	3,8
4,1	3,7	3,7	3,6	3,5	3,4	3,3	3,3	3,2	3,1	3,0
4,2	3,0	2,9	2,8	2,8	2,7	2,6	2,6	2,5	2,5	2,4
4,3	2,4	2,3	2,3	2,2	2,2	2,1	2,1	2,0	2,0	1,9
ЦИНАО предложена следующая примерная группировка почв
по равновесной концентрации калия в 0,01 М растворе СаС12.
Обеспеченность почв
Очень низкая
Низкая
Средняя
Высокая
Очень высокая
Содержание К, мг/дм3
< 2
2-4
4-20
20-40
> 40
По данным М. Ш. Шаймухаметова и Л. С. Травниковой, уро-
нень содержания калия в слабоокультуренных почвах составляет
403
<50 мг, оптимально обеспеченных — 70—100 и среднеобеспечен-
ных — 50—70 мг К2О/кг почвы.
Приготовление исходного стандартного 0,1 М раствора хлорида
калия (рСк= рК =1). Взвешивают на аналитических весах 7,456 г
(±0,001 г) предварительно высушенного до постоянной массы при
120—150 °C хлорида калия (х.ч.), переносят в мерную колбу вмес-
тимостью 1 дм3 и растворяют в экстрагирующем растворе (0,01 М
СаС12), этим же раствором доводят объем колбы до метки и тща-
тельно перемешивают. Раствор может храниться в колбе с притер-
той пробкой в течение 1 года. Для приготовления исходного ра-
створа удобнее использовать 0,1 н. стандарт-титр (фиксанал) хло-
рида калия.
Рабочие растворы сравнения для градуировки потенциометра
(ионометра) готовят из исходного стандартного 0,1 М раствора
КС1 путем последовательного многократного его разбавления. Для
приготовления 0,01 М раствора КО (рС = 2) в мерную колбу вме-
стимостью 100 (200) см3 берут 10 (20) см3 исходного 0,1 М раствора
КО и доливают до метки экстрагирующим (0,01 М) раствором
СаО2; 0,001 М раствор КО (рСк = 3) готовят аналогичным спосо-
бом, разбавляя в 10 раз 0,01 М раствор экстрагирующим раство-
ром; 0,0001 М раствор КС1 (рСк = 4) готовят, разбавляя в 10 раз
0,001 М раствор экстрагирующим раствором.
Реактивы. 1. Хлорид калия, х.ч. 2. Хлорид натрия, х.ч.
Подготовка электродов к работе. Мембранный ионно-селектив-
ный калийный электрод (ИСЭ) и электрод сравнения готовят к
работе, пользуясь прилагаемыми к ним инструкциями.
При подключении электродов к прибору электрод ЭЛИТ 031
должен быть заземлен.
Калийный ИСЭ перед работой 30 мин вымачивают в растворе
КО концентрацией 0,001 моль/дм3. При длительных перерывах в
работе электрод с надетым колпачком, предварительно промытым
и просушенным или протертым фильтровальной бумагой, хранят
на воздухе. Электрод сравнения между проведением анализов по-
мещают в стакан с дистиллированной водой.
3.8.3.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБМЕННЫХ, ЭКСТЕНСИВНО-ОБМЕННЫХ
И КИСЛОТОРАСТВОРИМЫХ ФОРМ КАЛИЯ
Наряду с калием почвенного раствора в обеспечении растений
этим элементом исключительно велика роль обменного калия, ад-
сорбированного на поверхности органических, минеральных и ор-
гано-минеральных почвенных коллоидов (ППК) твердой фазы
почвы. В большинстве случаев между содержанием обменного ка-
лия в почве и урожайностью растений наблюдается довольно тес-
404
пая корреляция. Поэтому в агрохимической практике при опреде-
лении степени обеспеченности почв калием и потребности сельс-
кохозяйственных культур в калийных удобрениях в качестве ос-
новного показателя используют содержание обменного калия.
В зависимости от типа почв определение обменного калия про-
водят разными методами. В России в качестве стандартных при-
няты четыре метода определения обменного калия.
В дерново-подзолистых и серых лесных почвах обменный ка-
лий определяют по методам Кирсанова, Масловой, в оподзолен-
ных и выщелоченных черноземах — по методу Чирикова, в карбо-
натных черноземах, каштановых почвах и сероземах — по методу
Мачигина.
Одно из главных достоинств этих методов — возможность од-
новременного определения в почвенной вытяжке не только об-
менного калия, но и подвижного фосфора.
3.8.3.1.	Определение обменного калия по А. Т. Кирсанову
в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207)
Принцип метода. Метод основан на извлечении калия из почвы
0,2 М раствором НС1 при соотношении почва: раствор =1:5 для
минеральных почв и 1 : 50 для торфяных. Содержание экстрагиру-
емого калия определяют на пламенном фотометре.
Этот метод рекомендован для определения Кобм в подзолис-
тых, дерново-подзолистых, серых лесных и торфяно-болотных
почвах.
Ход анализа. Берут на технических весах 10 г (±0,05 г) почвы,
переносят в коническую колбу вместимостью 250—300 см3 и при-
ливают 50 см3 0,2 М раствора НС1. Содержимое колбы взбалтыва-
ют вручную (или на мешалке) в течение 1 мин, настаивают
15 мин, после чего вновь тщательно взбалтывают и фильтруют че-
рез бумажный фильтр. Первые порции фильтра отбрасывают. Из-
влечение калия из почвы проводят при температуре 18—20 °C.
Для определения калия берут в стаканчик или пробирку 5—
10 см3 отфильтрованной почвенной вытяжки. Содержание калия
определяют на пламенном фотометре.
Концентрацию калия в вытяжке определяют по градуировоч-
ному графику с известным содержанием калия.
Для построения градуировочного графика готовят сначала ис-
ходный образцовый раствор, а из него — рабочие растворы срав-
нения. Для приготовления исходного образцового раствора КС1 с
концентрацией К2О 2 г/дм3 (2 мг/см3) берут на аналитических ве-
сах 2,113 г (±0,001 г) КС1, растворяют в 0,2 М НО (экстрагирую-
щем растворе) в мерной колбе вместимостью 1 дм3 и объем раст-
405
воров в колбе доводят до метки этим же раствором. Из полученно-
го исходного стандартного раствора готовят рабочие растворы
сравнения.
Приготовление рабочих растворов сравнения. В мерные колбы
вместимостью 250 см3 берут с помощью бюретки указанные в таб-
лице 46 количества исходного раствора и объемы растворов в кол-
бах доводят до метки экстрагирующим раствором (0,2 М НС1).
Приготовленные растворы используют для калибровки пламенно-
го фотометра.
Градуировочный (калибровочный) график строят по показани-
ям пламенного фотометра и концентрации К2О в растворах срав-
нения. По графику находят концентрацию К2О в испытуемых
растворах и определяют содержание калия в почве по графику в
мг/кг или рассчитывают содержание обменного калия в мг/100 г
почвы.
Содержание К2О (мг/100 г почвы) рассчитывают по формуле
к2о=^,
т
где а —мг К2О по графику (концентрация по растворам сравнения); Р—разведе-
ние испытуемого раствора; т — масса навески почвы, г.
Допустимые отклонения между двумя параллельными опреде-
лениями не должны превышать 10 %.
46. Шкала для определения обменного калия по методу Кирсанова
Характеристика раствора	Номер раствора сравнения						
	1	2	1 3	4	5 |	6	7
Объем взятого раствора с концентрацией К2О 2 г/дм3	0	1,0	2,5	5,0	7,5	10,0	12,5
Содержание К2О в раство- рах сравнения, мг/дм3 Содержание К2О, мг/кг:	0	8	20	40	60	80	100
в минеральных почвах	0	40	100	200	300	400	500
в торфяных почвах	0	400	1000	2000	—	—	—
Приготовление реактивов описано на стр. 369.
3.8.3.2.	Определение обменного калия по Ф. В. Чирикову
в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204)
Принцип метода. Метод рекомендован как стандартный для оп-
ределения калия и фосфора в некарбонатных черноземах и серых
лесных почвах. Основан на экстракции калия и фосфора из почвы
406
0,5 М (0,5 н.) раствором СН3СООН при соотношении почва: ра-
створ = 1:25.
Ход анализа. На технических весах берут 4 г (±0,1 г) воздушно-
сухой почвы, помещают в бутылку вместимостью 300—500 см3 и
заливают 100 см3 0,5 М уксусной кислоты. Бутылку закрывают
пробкой и встряхивают на мешалке в течение 1 ч, после чего на-
стаивают 18—20 ч. Затем отстоявшуюся суспензию взбалтывают
вручную и фильтруют через складчатый фильтр. Если первона-
чальный фильтрат мутный, его возвращают на фильтр. В про-
фильтрованном прозрачном растворе определяют калий на пла-
менном фотометре
Приготовление шкалы образцовых растворов сравнения калия.
Первоначально готовят исходный образцовый раствор: 0,792 г
(±0,001 г) КО, х.ч., растворяют в 0,5 М уксусной кислоте в мер-
ной колбе на 1 дм3 и объем доводят этим же раствором кислоты
до метки. Исходный образцовый раствор содержит 0,5 мг К2О в
1 см3.
Из исходного образцового раствора готовят рабочие раство-
ры сравнения для построения градуировочного графика. В мер-
ные колбы вместимостью 250 см3 берут с помощью бюретки
(пипетки) указанные в таблице 47 объемы исходного образцо-
вого раствора КО и доводят до метки 0,5 М раствором уксусной
кислоты.
Приготовленную шкалу растворов сравнения используют для
калибровки пламенного фотометра и по показаниям прибора
строят градуировочный график.
Содержание калия в анализируемой почве находят по градуи-
ровочному графику, построенному при фотометрировании шкалы
растворов сравнения, непосредственно в мг/кг почвы или рассчи-
тывают по формуле. Допустимые расхождения результатов по-
вторных определений при содержании К2О до 100 мг/кг почвы —
15 %, свыше 100 мг/кг — 10 %.
47. Шкала для определения обменного калия по методу Чирикова
Показатель	Номер раствора сравнения
	1 1 2 1 3 1 4 1 5 | 6 j 7 | 8
Объем исходного раствора КС1, см3	0	0,5	1,0	2,0	4,0	8,0	12,0	16,0
Концентрация К2О в раство- рах сравнения, мг/дм3	0	1,0	2,0	4,0	8,0	16,0	24,0	32,0
С одержание К2О в почве,	0	25	50	100	200	400	600	800
mi/кг
407
3.8.3.3.	Определение обменного калия по методу Б. П. Мачигина
в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26205)
Значение анализа. Настоящий стандарт позволяет определять
обеспеченность растений усвояемым калием в сероземах, бурых,
каштановых и других почвах пустынной, полупустынной, сухо-
степной и степной зон. Стандарт не распространяется на почвен-
ные горизонты, содержащие гипс.
Принцип метода. Метод основан на извлечении калия (фосфо-
ра) из почвы 1%-ным раствором карбоната аммония [(NH4)2CO3]
при соотношении почва : раствор = 1 : 20.
Ход анализа. На технических весах берут 5 г (±0,01 г) воздушно-
сухой почвы, переносят в емкость вместимостью 250—350 см3, при-
ливают 100 см3 1%-ного раствора карбоната аммония (реактив 1),
закрывают пробкой и взбалтывают в мешалке в течение 5 мин. За-
тем колбу ставят в термостат и выдерживают в нем 18—20 ч при тем-
пературе 25 °C. На следующий день суспензию встряхивают вруч-
ную и фильтруют через бумажный складчатый фильтр. Первые
(мутные) порции фильтрата отбрасывают. Калий в вытяжке опреде-
ляют на пламенном фотометре, используя светофильтр с максиму-
мом пропускания в области длины волн 766—770 нм.
Приготовление растворов сравнения КС1 для построения калибро-
вочной шкалы. Сначала готовят стандартный (исходный) образцо-
вый раствор с концентрацией К2О 0,5 г/дм3. На аналитических ве-
сах взвешивают 0,792 г (±0,001 г) КС1, растворяют в 1%-ном ра-
створе (NH4)2CO3 и этим же раствором доводят объем до 1000 см3.
Из полученного исходного раствора готовят рабочие растворы
шкалы сравнения для построения калибровочного графика (для
калибровки пламенного фотометра).
Для приготовления рабочего раствора сравнения в 8 мерных
колб вместимостью 500 см3 берут с помощью бюретки или пипет-
кой указанные в таблице 48 объемы исходного раствора КО и до-
водят до метки 1%-ным раствором (NH4)2CO3.
48. Шкала для определения обменного калия по методу Мачигина
Показатель	Номер образцового раствора	
	1 | 2 1 3 1 4 1 5 | 6 | 7	_L_
Объем исходного раствора с кон- центрацией К2О 0,5 г/дм3	0	1	3	5	10	20	30	40
Содержание К2О в растворах срав- нения, мг/дм3	0	1	3	5	10	20	30	40
Содержание К2О в почве, мг/кг	0	20	60	100	200	400	600	800
Вычисление результатов. Содержание калия					в почве (мг/кг)			на-
-ходят по градуировочному графику или рассчитывают по форму-
ле, приведенной на стр. 370. Допустимые расхождения результа-
тов повторных определений 10 %.
408
3.8.3.4.	Определение обменного калия по методу А. Л. Масловой
(ГОСТ 26212—91)
Значение анализа. Экстракцию обменного калия в почве прово-
дят 1 М раствором ацетата аммония, отличающимся довольно вы-
сокой буферностью и равновесным значением pH, что позволяет
использовать этот метод для анализа различных почв. В отличие
от данных, получаемых при использовании кислотных вытяжек
(методы Кирсанова, Чирикова), метод Масловой дает хорошо
сравнимые для разных типов почв результаты.
Принцип метода. Метод основан на извлечении калия 1 М ра-
створом ацетата аммония (CH3COONH4) при соотношении по-
чва : раствор = 1 : 10.
Он рекомендован для определения обменного калия в некарбо-
натных почвах (дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы,
красноземы, желтоземы).
Ход анализа. 5 г (+0,01 г) воздушно-сухой почвы, просеянной
через сито с диаметром ячеек 1 мм, помещают в коническую колбу
(бутылку) вместимостью 200—250 рм3, приливают 50 см3 1 М (1 ц.)
раствора CH3COONH4 с pH 7, взбалтывают на встряхивателе в те-
чение 1 ч, после этого фильтруют в сухую химическую посуду. Ка-
лий в фильтрате определяют на пламенном фотометре.
Приготовление шкалы растворов сравнения калия. Сначала гото-
вят исходный образцовый раствор: 0,792 г (±0,001 г) КС1 взвеши-
вают на аналитических весах, растворяют в 1 М растворе
CH3COONH4 в мерной колбе вместимостью 1 дм3 и доводят объем
до метки этим же раствором. Исходный стандартный раствор со-
держит 0,5 мг К2О в 1 см3.
Для приготовления рабочего раствора сравнения берут в восемь
мерных колб вместимостью по 250 см3 с помощью бюретки или
пипетки объемы исходного раствора, указанные в таблице 49. Ра-
створы в колбах доводят до метки 1 М раствором ацетата аммония.
49. Шкала для определение обменного калия но методу Масловой
Показатель	Номер образцового раствора							
	1	2	1 3	4	1 5	1 6 |	7	8
< )бъем исходного раствора, см3	0	1,0	2,5	5,0	7,5	10,0	15,0	20,0
Концентрация К2О, мг/ дм3	0	2	5	10	15	20	30	40
Содержание К2О в почве, мг/кг	0	20	50	100	150	200	300	400
Полученные растворы используют для калибровки пламенного
фотометра и построения градуировочного графика.
Вычисление результатов. Содержание калия в почве определяют
по градуировочному графику (мг/кг), построенному по шкале ра-
сгворов сравнения, или рассчитывают по формуле, приведенной
па стр. 370.
409
Допустимые расхождения результатов анализа для повторных
определений 10%.
Реактивы. 1,0 М раствор ацетата аммония (pH 7,0): на техни-
ческих весах взвешивают 77,1 г (±0,1 г) CH3COONH4, растворяют
дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3,
объем раствора доводят водой примерно до 960—970 см3, тщатель-
но перемешивают и определяют pH с помощью ионометра. Вели-
чину pH 1 М раствора ацетата аммония доводят до 7,0, добавляя
по каплям 10%-ный раствор СН3СООН или NH4OH, затем объем
раствора доводят водой до метки.
3.8.3.5.	Определение обменного калия по методу
X. Эгнера—X. Рима—В. Р. Доминго (АЛ-метод)
Значение анализа. Метод позволяет определить доступный рас-
тениям обменный калий в карбонатных почвах, а также подвиж-
ные формы фосфатов, кальция, магния и бора.
Принцип метода. Метод основан на извлечении калия раство-
ром молочной и уксусной кислот, забуференного ацетатом аммо-
ния до pH 3, при соотношении почва: раствор = 1 : 20.
Приготовление вытяжки и реактивов описано в задаче опреде-
ления подвижного фосфора по АЛ-методу (см. на стр. 377).
О степени определения обеспеченности почв калием судят, со-
поставляя полученные результаты с данными таблицы 50.
50. Обеспеченность почв калием (по результатам анализа АЛ-методом),
мг КгО/ЮО г
Класс	Содержание обеспеченности	калия	Почвы по гранулометрическому составу легкие	| суглинистые | тяжелосуглинистые
I	Низкое 11	Среднее III	Высокое	<6	<12	<18 6-12	12-18	18-24 >12	>18	>24
3.8.4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЧВЫ
ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ И ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ
Минеральные и органические удобрения дают наибольшую от-
дачу, если их применяют в определенной системе (севообороте
или чередовании культур), при слабокислой или нейтральной ре-
акции почвы, с учетом потребности сельскохозяйственных куль-
тур в питательных веществах и уровня обеспеченности почвы под-
вижными питательными веществами.
Применение удобрений на кислых почвах значительно снижает
410
их эффективность. Поэтому кислые почвы при выращивании
большинства зерновых; зернобобовых и овощных культур необхо-
димо известковать. Нуждаемость почвы в известковании опреде-
ляют по величине рНКС1 и степени насыщенности почвы основа-
ниями (И)- Нуждаемость в известковании устанавливают по вели-
чине обменной кислотности: при рНКС1 4,5 и ниже нуждаемость в
известковании сильная, при рНКС1 от 4,6—5,0 — средняя, при
рНКс1 от 5,1 до 5,5 — слабая и при рНКС1 > 5,5 почвы в известкова-
нии не нуждаются. Исключение составляют культуры, которые
для своего выращивания требуют нейтральной или слабощелоч-
ной реакции среды (сахарная и кормовая свекла, капуста, люцер-
на и др.).
Кислотность почвы (рНКС1) — не единственный показатель, по
которому определяют нуждаемость почв в известковании. Потреб-
ность почвы в известковании определяют также по степени насы-
щенности почвы основаниями (V), которая показывает, какая
часть от обшей емкости поглощения почвы (Т = S + Нг) прихо-
дится на поглощенные основания (S). Степень насыщенности по-
чвы основаниями (%) определяют по формуле
1де S —сумма поглощенных оснований, мг-экв/100 г почвы; Нг — гидролитичес-
кая кислотность, мг-экв/100 г почвы; 100— коэффициент для выражения в %.
Если У< 50 %, почвы сильно нуждаются в известковании, при
И= 50—70 % — нуждаемость в известковании средняя, при
И> 70 % — нуждаемость в известковании слабая, а при И> 80 %
почвы в известковании не нуждаются.
Потребность почвы в известковании можно определить наибо-
лее точно, если одновременно учитывать величину рНКсн степень
насыщенности почвы основаниями и гранулометрический состав
почвы (по М. Ф. Корнилову).
Дозу извести рассчитывают по величине гидролитической кис-
лотности по формуле: СаСО3 (т/га) = Нг • 1,5.
В зависимости от величины гидролитической кислотности и
суммы поглощенных оснований принимают решение о возможно-
сти замены растворимых промышленных фосфорных удобрений
(например, суперфосфата) более дешевой фосфоритной мукой.
Если Нг > 3 + 0,1(S + Н2), то фосфоритная мука будет действо-
нать на данной почве не слабее суперфосфата (в приведенной
формуле Нг — гидролитическая кислотность, мг • экв/100 г почвы,
S — сумма поглощенных оснований, мг • экв/100 г почвы).
411
При Нг < 3 + O,1(S + Н2) фосфоритная мука по эффективности
уступает двойному суперфосфату.
Состав и концентрация почвенного раствора имеют большое
значение в питании растений и применении удобрений. В боль-
шинстве почв концентрация почвенного раствора, как правило,
невелика и не превышает нескольких граммов на 1 л почвенного
раствора. Однако в засоленных (солонцовых) почвах содержание
растворенных солей может достигать десятков граммов на 1 л. Ре-
зультаты опытов показали, что содержание их в количестве
0,5—1 % массы сухой почвы является предельным, при котором
рост культурных растений невозможен. Заметное негативное вли-
яние концентрации солей на величину и качество урожая сказыва-
ется при содержании растворимых солей в почвенном растворе
более 0,1 %.
По характеру засоления солонцы чаще всего подразделяют на
две группы: содовые и содово-сульфатные (щелочные) лугового и
лугово-степного типов, встречающиеся в основном в черноземной
зоне, и хлоридно-сульфатные (нейтральные), распространенные в
зоне каштановых и бурых почв.
По данным анализа водной вытяжки на содержание солей в
почве можно установить степень и характер ее засоления.
3.8.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБМЕННЫХ ФОРМ КАЛИЯ
Обменный К. как диагностический показатель при мониторин-
ге калийного состояния почв довольно корректно отражает режим
накопления этого элемента и значительно хуже — размеры его по-
требления культурами агроценоза, особенно при низкой насы-
щенности ЕК.0 почв калием.
Оценить масштабы потерь почвенного калия того или иного
агроландшафта, а также ближайшие ресурсы пополнения его об-
менной формы возможно при учете в почве запасов необменного
калия (табл. 51).
51. Градации обеспеченности пахотных почв Западной Сибири
необменным калием, мг К2О/Ю0 г почвы (1,0 М HNO3)
Обеспеченность	Содержание в почвах физической глины, %			
	10-20	|	20-30	30-40	40-50
Неустойчивая	< 40	< 60	< по	, < 180
Оптимальная	40-60	60-110	110-180	180-250
Повышенная	> 60	>110	> 180	> 250
К. К. Гедройц предложил извлекать необходимый калий, воз-
действуя на почву горячей кислотной вытяжкой В этом случае
412
разрушаются не только ППК, но и ряд более устойчивых соедине-
ний (слюды и полевые шпаты).
Позднее было предложено (В. У. Пчелкин) для определения со-
держания кислотно-гидролизуемого калия применять 2 М раствор
НС1 с настаиванием почвы в термостате при 25 °C в течение 48 ч.
В вытяжку 10%-ного раствора НО переходит около 50 % необмен-
ного калия, характеризующего его запасы.
Учет этой формы почвенного калия с использованием опи-
сываемых ниже методов позволяет прогнозировать период, не-
ограничивающий снабжение выращиваемых культур этим эле-
ментом, и отмечать степень деградации почвы в отношении ка-
лия, а также определять почвенные ресурсы их потенциального
восполнения.
3.8.5.1.	Метод К. К. Гедройца
Значение анализа. Метод К. К. Гедройца позволяет установить
запасы «дальнего» резерва калия почвы. По разнице между коли-
чеством калия, переходящего в вытяжку 2,0 М НС1, и содержани-
ем обменного калия можно определить величину необменного ка-
лия почвенных коллоидов и фиксированного калия удобрений.
Ход анализа. На технических весах взвешивают 5 г (+0,01 г)
воздушно-сухой почвы, переносят в коническую колбу на 200—
250 см3 и приливают 50 см3 2 М раствора НС1. Колбу закрывают
пробкой с обратным холодильником и выдерживают при умерен-
ном кипении в течение 30 мин. При анализе большого количества
проб, когда трудно поддерживать равномерное кипение раствора,
колбы ставят в термостат на 1 ч и выдерживают при температуре
98 °C, используя в качестве обратных холодильников стеклянные
воронки. Убыль жидкости в колбах периодически пополняют го-
рячей дистиллированной водой до требуемого объема (метку на-
носят термостойким лаком).
Горячий раствор фильтруют в сухие мерные колбы вместимос-
тью 50 см3, после охлаждения объем доводят до метки 2 М раство-
ром НС1.
Определенную часть фильтрата (5 см3 при анализе черноземов
и каштановых почв, 10 см3 при анализе серых лесных и дерново-
подзолистых почв тяжелого гранулометрического состава и 20 см3
при анализе легких почв всех типов) разбавляют дистиллирован-
ной водой в 5 раз, переносят указанные количества в мерные кол-
бы вместимостью 25; 50 и 100 см3 и определяют калий на пламен-
ном фотометре.
Шкалу образцовых растворов калия для построения градуиро-
вочного графика готовят, используя 0,4 М раствор НС1.
413
Реактивы. Раствор 2 М соляной кислоты: берут мерным цилин-
дром под тягой 164 см3 концентрированной НС1 (пл. 1,19) в мер-
ную колбу на 1 дм3, доводят дистиллированной водой до метки,
закрывают пробкой и тщательно перемешивают.
3.8.5.2.	Метод В. У. Пчелкина
Значение анализа. Метод позволяет определить калий в слюдах
(биотите, мусковите), легче растворимых в кислотах, чем калий
гидрослюд, нефелина и труднорастворимых полевых шпатов. В этом
случае по сравнению с методом К. К. Гедройца определяется
обычно около половины необменного калия, который характери-
зует долю непосредственных запасов калия. В качестве показателя
степени подвижности почвенного калия В. У. Пчелкин предложил
сравнить две его величины после обработки почвы 2,0 и 0,2 М ра-
створом НО. Чем больше разница между этими величинами, тем
большей мобилизационной способностью обладает почва.
Ход анализа. Навеску 2 г (±0,01 г) воздушно-сухой почвы, про-
сеянной через сито с диаметром ячеек 1 мм, помешают в колбу на
200 см3, приливают 50 см3 2 М раствора НС1 и взбалтывают на
встряхивателе 1 ч. Затем, закрыв их стеклянными пробками-холо-
дильниками или маленькими воронками, ставят на 2 сут в термо-
стат с температурой 24 °C. После термостатирования суспензию
фильтруют через беззольный фильтр. Затем 25 см3 фильтрата пе-
реносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят водой
объем до метки, перемешивают и определяют содержание калия
на пламенном фотометре.
Одновременно определяют содержание обменного калия в этой
же почве в вытяжке 0,2 М НС1 (по Кирсанову) или в вытяжке
1,0 М раствора CH3COONH4 (по Масловой). По разнице рассчи-
тывают количество необменного калия.
Шкалу образцовых растворов при построении калибровочного
графика на калий готовят на 0,5 М растворе НС1.
Реактивы. 2 М и 0,5 М растворы соляной кислоты (приготовле-
ние см. на стр. 24).
3.8.5.3.	Определение валового содержания калия в почве
по И. Г. Важенину
Значение анализа. Калий первичных минералов слабо доступен
для питания растений, но при длительном сельскохозяйственном
использовании почв в питание вовлекается также калий минера-
лов.
414
В агрохимической практике массовое определение валового за-
паса калия в почвах не проводят, однако его определение позволя-
ет оценить обеспеченность почвы «резервным» калием и прогно-
шровать потенциальное плодородие почвы в отношении калий-
ного питания растений.
Принцип метода. Метод основан на разложении почвенных си-
ликатов взятой навески почвы фтороводородной (плавиковой)
кислотой в присутствии серной кислоты:
2KAlSi3O4 + 32HF = 6SiF4 + 2KF + 2A1F3 + 16Н2О.
В присутствии серной кислоты фториды металлов образуют
сульфаты:
2KF + H2SO4 = K2SO4 + 2HF; 2A1F3 + 3H2SO4 = A12(SO4)3 + 6HF.
При разложении калий первичных и вторичных минералов
полностью переходит в раствор, в котором его определяют на пла-
менном фотометре.
При анализе карбонатных почв сначала (до прокаливания) уда-
ляют карбонаты разбавленной (1:1) соляной кислотой. К навеске
почвы, помещенной в платиновую чашку или фторопластовый
стаканчик, добавляют 5—10 см3 соляной кислоты и тщательно пе-
ремешивают фторопластовым шпателем. Содержимое нагревают
па плитке в течение 10—15 мин, затем фильтруют через беззоль-
ный бумажный фильтр. Почву на фильтре промывают 4—5 раз не-
большими порциями дистиллированной воды до исчезновения
кальция в фильтрате (проба на катион Са2+). Фильтрат собирают в
мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят дистиллированной
водой до метки и определяют лабильный калий. Отмытую на
фильтре почву подсушивают, переносят вместе с фильтром в пла-
тиновую чашку или фторопластовый стаканчик и помещают в му-
фель для прокаливания. Дальнейший ход анализа приведен в раз-
деле 3.13.2.
3.9.	МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ
Изучение содержания микроэлементов в почвах имеет большое
шачение как для определения оптимальных условий развития ра-
стений, так и для контроля за состоянием почвы при загрязнении.
В связи с тем что в почве микроэлементы присутствуют в со-
ставе соединений, существенно различающихся по своим свой-
ствам, используют и разные методы, позволяющие определять
415
содержание отдельных форм или групп соединений этих химичес-
ких элементов. К ним относятся методы определения: валового
(общего) содержания элементов; кислоторастворимых соедине-
ний элементов; подвижных и доступных для растений микроэле-
ментов.
Большинство методов определения микроэлементов (кроме
определения их валового содержания непосредственно в твердых
пробах) включают две стадии: переведение анализируемого эле-
мента в раствор с помощью различных химических реагентов; ко-
личественное определение концентрации микроэлемента в полу-
ченном растворе. В настоящее время в агрохимической практике
используют в основном спектральные методы определения мик-
роэлементов в почвах.
3.9.1.	МЕТОДЫ РАЗЛОЖЕНИЯ ПОЧВЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ВАЛОВОГО СОДЕРЖАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ
Несмотря на существование недеструктивных методов, позво-
ляющих определять валовое содержание металлов непосред-
ственно в твердых пробах почвы (рентгенофлуоресцентный,
нейтронно-активационный и др.), определение микроэлемен-
тов из-за низкой чувствительности этих методов проводят, как
правило, в растворах, полученных после разложения почвы или
экстракции.
Полное разложение почвы сопряжено с большими трудностя-
ми, так как основную часть почвенной массы составляют алюмо-
силикаты и кварц, которые полностью не растворяются в кислотах
(кроме фтороводородной) и в щелочах. В агрохимическом анализе
используют три способа разложения почв: кислотами, сплавлени-
ем и спеканием.
3.9.1.1.	Неполное разложение почв кислотами
Для проведения валового анализа иногда не обязательно про-
водить полное разложение почвы. Это относится к определению
многих микроэлементов и тяжелых металлов, которые не образу-
ют в почве отдельных твердых фаз, а находятся в составе примесей
в различных почвенных компонентах. Неполное разложение почв
кислотами (без использования фтороводородной кислоты) спо-
собствует извлечению из почвы в раствор ионов металлов, связан-
ных с органическим веществом, железистыми минералами, а так-
же ионов, непрочно связанных с алюмосиликатными почвенными
компонентами. Лишь незначительная часть металлов, прочно свя-
416
занных кристаллическими решетками алюмосиликатов, не пере-
ходит в раствор.
Разложение почвы смесью хлорной и азотной кислот. Прин-
цип метода. Почву обрабатывают кипящим раствором смеси
кислот, обладающей окислительными свойствами. Это приводит к
минерализации органического вещества и разрушению кристал-
лических решеток многих почвенных минералов. Ионы металлов,
входившие в состав твердой фазы почвы, образуют растворимые
соединения (нитраты) и могут быть количественно определены в
полученном растворе. Метод наиболее приемлем для почв с низ-
ким содержанием органического вещества, так как хлорная кисло-
та в присутствии большого количества органических соединений
(например, торфа) при нагревании может взрываться.
Ход анализа. Навеску почвы массой 1—2 г (±0,01 г) поме-
щают в термостойкую кварцевую колбу или во фторопластовый
стаканчик на 50 см3 и заливают 10 см3 смеси (5 : 1 по объему) кон-
центрированных HNO3 и НСЮ4. Колбу накрывают обратным хо-
лодильником, ставят на электрическую плитку с регулируемой
температурой нагрева и нагревают до слабого кипения. Выпарива-
ние содержимого колбы досуха недопустимо из-за возможного
взрыва паров хлорной кислоты. Нагревание проводят до тех пор,
пока содержимое колбы не станет прозрачным и перестанут выде-
ляться бурые пары оксида азота. Колбу охлаждают, содержимое
количественно переносят в мерную колбу на 50 см3, смывая остат-
ки почвы раствором 1 н. HNO3, объем доводят до метки и полу-
ченный раствор фильтруют. В фильтрате определяют содержание
металлов любыми рекомендуемыми методами.
Параллельно с анализом проб почв проводят холостой опыт,
включающий все стадии анализа без навески почвы. Результаты
холостого опыта учитывают при проведении расчетов.
Массовую долю (мг/кг) химических элементов в почве (валово-
го содержания) рассчитывают по формуле
г	г
где Q — концентрация определяемого элемента в анализируемом растворе (по
градуировочному графику), мг/ см3; Ро — общий объем анализируемого раствора,
см3; т — масса навески почвы, г; Со — массовая доля определяемого элемента при
проведении холостого опыта, мг/кг.
Разложение почвы азотной кислотой и пероксидом водорода.
Принцип метода. Почву обрабатывают кипящим раствором
смеси азотной кислоты с пероксидом водорода. Это приводит к
минерализации органического вещества и разрушению кристал-
27 - 8539
417
лических решеток многих почвенных минералов. Ионы металлов,
входившие в состав твердой фазы почвы, образуют растворимые
соединения (нитраты) и могут быть количественно определены в
полученном растворе. Данный метод наиболее эффективен для
разложения высокогумусированных почв. Наилучших результатов
достигают, когда разложение проводят в закрытом микроволно-
вом автоклаве, что позволяет снизить время разложения до 30—
40 мин. При этом в осадке остается только диоксид кремния.
Ход анализа. Навески почвы массой 1—2 г (±0,01 г) поме-
щают во фторопластовые стаканы, смачивают несколькими кап-
лями дистиллированной воды, добавляют 5 см3 концентрирован-
ной азотной кислоты, выдерживают при комнатной температуре
30 мин, затем добавляют 5 см3 концентрированного пероксида во-
дорода. Стаканы помещают в автоклав и проводят разложение в
соответствии с инструкцией по эксплуатации. После разложения
растворы количественно переносят в мерные колбы вместимостью
50 см3 через бумажные фильтры, на которых собирают осадок
кремниевой кислоты. Содержимое колб доводят водой до метки и
перемешивают. В растворах содержание металлов определяют лю-
быми методами, а кремниевой кислоты — гравиметрически после
озоления фильтра и прокаливания осадка.
Параллельно с анализом проб почв проводят холостой опыт без
навески почвы, включающий все стадии анализа. Результаты хо-
лостого опыта учитывают при расчетах.
Расчет валового содержания химических элементов в почве
производят по формуле (см. стр. 417).
3.9.1.2.	Полное разложение почв фтороводородной (плавиковой)
кислотой
Значение метода. Данный метод более трудоемкий, чем методы
неполного кислотного разложения почв, однако он позволяет
полностью разрушить почвенные минералы и перевести в раствор
все элементы, входящие в состав твердой фазы почвы. Поэтому
результаты, полученные с использованием данного метода разло-
жения почвы, более точные по сравнению с методами неполного
разложения.
Принцип метода. При взаимодействии фтороводородной (пла-
виковой) кислоты с почвой происходит полное разрушение алю-
мосиликатов и кварца с образованием летучего SiF4, а металлы
переходят в форму растворимых нитратов или сульфатов, так как
обработку почв фтороводородной кислотой проводят в присут-
ствии HNO3 или H2SO4. При разложении почвы фтороводород-
ной кислотой органическое вещество не окисляется и мешает
418
количественному определению микроэлементов. Поэтому для
удаления органического вещества почву предварительно прокали-
вают.
Фтороводородная кислота является высокотоксичным со-
единением. Работу с ней можно проводить только в вытяжных
шкафах с хорошей вентиляцией. Разложение почв фтороводо-
родной кислотой осуществляют в посуде из платины или фто-
ропласта (политетрафторэтилена). Стеклянную или кварцевую
посуду использовать нельзя, так как она разлагается HF. По
этой же причине стекла вытяжных шкафов изолируют от паров
плавиковой кислоты, смазывая их поверхность парафином или
вазелином.
Ход анализа. Навеску 0,5—1 г (±0,005 г) почвы, растертой до
состояния пудры, помешают во фторопластовый стакан или пла-
тиновый тигель и прокаливают в муфельной печи при температу-
ре 420—450 “С до постоянной массы (для удаления органического
вещества). Затем золу почвы смачивают несколькими каплями
дистиллированной воды, приливают 1 см3 концентрированной
H2SO4 и перемешивают.
Тигель (стакан) переносят в вытяжной шкаф, приливают 15—
20 см3 фтороводородной кислоты и медленно нагревают на элект-
рической плитке до появления белых паров. После охлаждения в
стакан снова приливают 10—15 см-3 фтороводородной кислоты и
нагревают до удаления HF и начала дымления. Затем стакан пере-
носят на песочную баню и нагревают в вытяжном шкафу до пре-
кращения дымления. Резкое увеличение температуры при нагре-
вании может привести к разбрызгиванию содержимого стакана
(тигля). После охлаждения в стакан добавляют по 25—50 см3 раз-
бавленной 1 : 1 соляной кислоты, нагревают 5—10 мин на водяной
(песчаной) бане и содержимое фильтруют через беззольный
фильтр в мерную колбу вместимостью 100—250 см3. Стакан и
фильтр несколько раз промывают горячей дистиллированной во-
дой, подкисленной НС1. Объем раствора в колбе доводят дистил-
лированной водой до метки. В полученном растворе определяют
содержание микроэлементов и тяжелых металлов любыми метода-
ми.
Метод пригоден также для определения валового содержания
макроэлементов, входящих в состав минеральной части почвы.
Параллельно с анализом проб почв проводят холостой опыт,
включающий все стадии анализа без навески почвы. Рассчитывают
валовое содержание химических элементов в почве по формуле (см.
стр. 417). Результаты холостого опыта при расчетах вычитают.
Разложение почвы плавиковой кислотой в автоклаве. Принцип
метода. Использование автоклава уменьшает количество расхо-
дуемых реагентов, увеличивает скорость и полноту разложения ве-
'7*
419
ществ, предотвращает потери летучих компонентов, прежде всего
SiF4, и позволяет удерживать кремний в растворе в виде фтор-
кремниевой кислоты (H2SiF6).
Ход анализа. Растертую до состояния пудры навеску по-
чвы 0,5 г (±0,005 г) помещают в тефлоновый стакан и прокалива-
ют в муфельной печи при температуре 420—450 °C до постоянной
массы. После охлаждения золу смачивают 3—4 каплями дистилли-
рованной воды, добавляют 2 см3 смеси концентрированных НС1 и
HNO3 и 15 см3 плавиковой кислоты (HF) и устанавливают во
внутренний карман автоклава. Автоклав герметически закрывают
и нагревают при температуре 140—160 °C в течение 1,5—2 ч. После
охлаждения автоклав открывают и содержимое стаканчика пере-
носят в стеклянный стакан, в который предварительно помещена
навеска (2,8 г) борной кислоты (Н3ВО3).
Борная кислота связывает избыток свободной плавиковой кис-
лоты в виде HBF4 (борофтороводородной кислоты) и способствует
более полному растворению фторидов металлов. Раствор с избыт-
ком нерастворенной борной кислоты переносят в мерную колбу
на 25 или 50 см3, доводят водой до метки и используют для опре-
деления элементов. Хранить этот раствор в стеклянной посуде
долгое время не рекомендуется, так как в результате гидролиза бо-
рофтороводородной кислоты образуется свободная плавиковая
кислота.
Параллельно с анализом проб почв проводят холостой опыт,
соблюдая все стадии анализа бес навески почвы. Результаты холо-
стого опыта вычитают при расчетах.
Расчет валового содержания химических элементов в почве
производят по формуле (см. стр. 417).
3.9.1.3.	Разложение почв сплавлением
Методы сплавления более трудоемкие, чем методы кислотного
разложения, однако они позволяют сократить потери летучих эле-
ментов и снизить загрязнение проб. При сплав тении происходит
взаимодействие почвы с соединениями щелочных металлов при
высокой температуре в расплавленном состоянии. В результате
сплавления вместо природных оксидов, силикатов и алюмосили-
катов образуется смесь более простых соединений, состоящая из
силикатов щелочных металлов, их карбонатов, алюминатов и ман-
ганатов, растворимых в воде или кислотах. Продукт сплавления
называют плавом.
Сплавление почвы со смесью карбонатов натрия и калия. Прин-
цип метода. Смесь безводных карбонатов натрия и калия
плавится при температуре около 700 °C, т. е. при более низкой
температуре, чем температура плавления каждого из компонен-
• 420
iob (температура плавления Na2CO3 — 853 °C, К2СО3 — 903 °C).
Сплавление почв с карбонатами калия и натрия проводят при
температуре около 900 °C в платиновых тиглях. При сплавлении
используют 6—7-кратное количество плавня по отношению к
массе почвы.
Полученный после сплавления плав растворяют последова-
тельной обработкой водой и разбавленной соляной кислотой.
Ход анализа. Навеску почвы 0,5—1 г (±0,005 г), растертой
до состояния пудры, берут на аналитических весах в предвари-
тельно взвешенном платиновом тигле. Почву осторожно помеща-
ют на дно тигля с помощью стеклянной лопаточки, стараясь что-
бы частицы почвы не попадали на стенки тигля Навеску плавня,
предварительно растертого в фарфоровой ступке, берут на техни-
ческих весах на кусочке кальки. Количество плавня должно при-
мерно в 6—7 раз превышать количество почвы, взятой для сплав-
ления. При анализе гидроморфных почв в плавень добавляют 0,3 г
нитрата калия (KNO3) или натрия (NaNO3).
С помощью стеклянной лопаточки плавень небольшими пор-
циями переносят в тигель, тщательно смешивая с почвой каждую
порцию плавня. Около % части плавня оставляют на кальке, не
смешивая с почвой, лопаточку вытирают о плавень и высыпают
его в тигель, равномерно распределяя по поверхности смеси по-
чвы и плавня. Содержимое тигля уплотняют легким постукивани-
ем по чистой поверхности стола. Смесь почвы с плавнем не долж
па занимать больше половины объема тигля, так как сплавление
сопровождается обильным выделением СО2; смесь вспучивается и
может выбрасываться из тигля.
Тигель закрывают платиновой крышкой, оставляя i цель шири-
ной около 0,5 см для предотвращения восстановитель^ ix процес-
сов, и ставят в холодный или слабонагретый муфель. При медлен-
ном нагревании постепенно удаляются из почвы вода, СО2 и пре-
дотвращается разбрызгивание. При быстром нагревании выделяю-
щиеся газы могут вытолкнуть из тигля его содержимое. Плавление
начинается при температуре около 800 °C. Сплавление считают за-
конченным, когда жидкая масса в тигле становится однородной и
не содержит крупинок плавня.
Не снимая крышки, вставляют щипцы с платиновыми нако-
нечниками в щель, тигель вынимают из муфельной печи, круго-
выми движениями распределяют плав по стенкам тигля и быстро
погружают тигель в фарфоровую чашку, наполовину заполнен-
ную холодной дистиллированной водой. Затем тигель переносят
во вторую чашку с дистиллированной водой и после охлаждения
ставят на часовое стекло. При выполнении этих операций крыш-
ку с тигля не снимают, так как при быстром охлаждении масса
нлава растрескивается и ее кусочки могут быть выброшены из
421
тигля. В тигель, стоящий на часовом стекле, наливают из про-
мывалки горячую дистиллированную воду с таким расчетом,
чтобы она покрывала плав, закрывают крышкой и оставляют на
5—10 мин.
Круговыми движениями стеклянной палочки плав отделяют от
стенок и содержимое тигля переносят в фарфоровую чашку диа-
метром 12 см или химический стакан вместимостью 250—300 см3.
Крышку и таге; ь несколько раз промывают небольшими порция-
ми воды, жидкость из тигля выливают в чашку или стакан по стек-
лянной палочке. Когда плав будет перенесен, чашку или стакан
накрывают покровным стеклом, а крышку и тигель несколько раз
обрабатывают из капельницы разбавленной (1:1) соляной кисло-
той. Соляную кислоту выливают из тигля в чашку или стакан по
стеклянной палочке, немного отодвинув покровное стекле, кото-
рое предохраняет содержимое чашки или стакана от разбрызгива-
ния за счет бурного выделения СО2 при нейтрализации карбона-
тов.
Крышку и тигель споласкивают дистиллированной водой, ко-
личественно перенося компоненты плава по стеклянной палочке
в чашку или стакан. Затем приливают 20 см3 концентрированной
НС1, стеклянной палочкой перемешивая содержимое чашки или
стакана и раздавливая кусочки плавня, раствор при этом приоб-
ретает желтоватую окраску, обусловленную образованием хлори-
да железа. В противном случае добавляют еще некоторое количе-
ство соляной кислоты. Если частицы плава растворяются мед-
ленно, то чашки или стаканы ставят на водяную баню. Когда
плав полностью растворится, снимают покровное стекло и об-
мывают его над чашкой или стаканом дистиллированной водой
из промывалки. Полученный раствор используют для определе-
ния валового содержания макро-, микроэлементов и тяжелых
металлов.
Для проведения холостого опыта в платиновый тигель помеща-
ют навеску плавня и проводят все стадии анализа. Результаты оп-
ределения элементов в холостом опыте вычитают из результатов
анализа почвенных проб.
Расчет валового содержания химических элементов в почве
производят по формуле (см. стр. 417).
Сплавление почвы с метаборатами. Сплавление с карбонатами
щелочных металлов — весьма эффективный метод разложения по-
чвы, однако высокая стоимость платиновых тиглей сдерживает
широкое распространение этого метода. В последнее время разра-
ботаны методы сплавления, позволяющие обходиться без плати-
новой посуды. В этом случае в качестве плавней используют мета-
бораты лития (ЫВО2) или стронция (SrB2O4).
Сплавление почвы с метаборатом стронция.
422
11лавень SrB2O4 получают путем смешивания тонкоизмельченных
Н3ВО3 и SrCO3 в соотношении 1 : 1,25 и нагревания полученной
смеси в муфельной печи до 300 °C с последующим выдерживани-
ем в течение 1 ч при температуре 700 °C.
В графитовый тигель берут 0,2 г (±0,0001 г) почвы, растертой
до состояния пудры, добавляют 1 г плавня и хорошо перемешива-
ют. Затем тигель помещают в муфельную печь и сплавляют содер-
жимое при температуре 1100 °C в течение 20 мин до прозрачного
состояния плава. Горячий плав вместе с тиглем помещают в ста-
кан с разбавленной (1 : 100) азотной кислотой и перемешивают с
помощью магнитной мешалки. После охлаждения раствор коли-
чественно переносят в мерную колбу вместимостью 200 см3 и до-
водят объем до метки разбавленной (1 : 100) азотной кислотой. В
полученном растворе проводят определение концентрации мик-
роэлементов и тяжелых металлов любыми методами.
Параллельно с анализом проб почв проводят холостой опыт без
навески почвы, включающий все стадии анализа. Результаты хо-
лостого опыта учитывают при расчетах.
Расчет валового содержания химических элементов в почве
производят по формуле (см. стр. 417).
Сплавление почвы с метаборатом лития. На-
веску растертой до состояния пудры пробы массой 0,2 г
(±0,0001 г) переносят в графитовый или стеклоуглеродный тигель,
перемешивают с 1 г LiBO2 и содержимое тигля нагревают в му-
фельной печи до 900 °C. После сплавления тигель (еще не полнос-
тью остывший) заливают горячей 1 н. НС1. Содержимое переме-
шивают до полного растворения плава. После охлаждения раствор
количественно переносят в мерную колбу емкостью 100 см3, ох-
лаждают и доводят до метки 1 н. НС1. В полученном растворе оп-
ределяют концентрацию микроэлементов и тяжелых металлов лю-
быми методами.
Параллельно с анализом проб почв проводят холостой опыт без
навески почвы, включающий все процедуры анализа. Результаты
холостого опыта учитывают при расчетах.
Расчет валового содержания химических элементов в почве
производят по формуле (см. стр. 417).
3.10.	ВЫДЕЛЕНИЕ ИЗ ПОЧВЫ КИСЛОТОРАСТВОРИМЫХ ФОРМ
СОЕДИНЕНИЙ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Значение анализа. Для характеристики содержания в почвах по-
тенциально подвижных соединений микроэлементов и тяжелых
металлов часто используют их извлечение из почвы растворами
кислот. Я. В. Пейве и Г. Я. Ринькис предложили определять под-
423
вижный кобальт в некарбонатных почвах Нечерноземной зоны
России в 1 н. растворе HNO3, подвижную медь — в 1 н. НС1, под-
вижный марганец — в 0,1 н. растворе H2SO4. Исследования пока-
зали, что воздействие на почву 1 н. азотной и соляной кислот при
соотношении почва: раствор, равном 1:10, практически одинако-
во, и в этих вытяжках можно определять большой набор химичес-
ких элементов — медь, цинк, кадмий, свинец, никель, кобальт,
хром, марганец и некоторые другие. Содержание этих элементов в
почвах, как правило, позволяет проводил» их определение мето-
дом пламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии не-
посредственно в кислотных вытяжках, не прибегая к трудоемким
процедурам концентрирования. Предпочтение следует отдавать
азотной кислоте, так как нитраты всех металлов в отличие от не-
которых хлоридов хорошо растворимы.
Принцип метода. Разбавленные (1 н.) растворы HNO3 и НС1 —
хорошие экстрагенты для определения лабильных форм микро-
элементов и тяжелых металлов. Реагируя с почвой, они переводят
лабильные ионы металлов в раствор. Поэтому растворы 1 н. HNO3
часто используют для диагностики степени загрязнения почв тя-
желыми металлами. Установлено, что при отсутствии или при сла-
бом уровне техногенного загрязнения в вытяжку 1 н. раствора
HNO3 переходит 5—20 % валового содержания тяжелых металлов,
тогда как в сильно загрязненных почвах доля кислоторастворимых
соединений этих элементов превышает 50 %.
Ход анализа. Навеску почвы 2—5 г (±0,01 г), измельченной до
размера частиц менее 1 мм, помещают в конические колбы или
стаканы вместимостью 100—150 см3 и с помощью мерного цилин-
дра или дозатора заливают 1 н. раствором HNO3 при соотношении
почва: раствор, равном 1 : 10. Величина навески и объем добавля-
емой кислоты зависят от количества химических элементов и ме-
тода определения тяжелых металлов в полученных вытяжках. При
использовании пламенной атомно абсорбционной спектрофото-
метрии на определение одного элемента расходуется в среднем
1,5—2,0 см3 раствора. Для приготовления 1 н. раствора HNO3 нуж-
на азотная кислота «особо чистая». При использовании кислоты
более низкой квалификации необходимо установить в ней нали-
чие примесей определяемых элементов и учесть их при расчете
массовой доли кислоторастворимых форм соединений металлов в
почвах.
Время взаимодействия почвы с раствором — 1 ч при постоян-
ном взбалтывании либо 1 сут при кратковременном взбалтывании
и настаивании.
Нельзя допускать контакта раствора с резиновыми пробками,
так как это приводит к загрязнению вытяжек цинком. Необходи-
мо использовать пластмассовые пробки либо обертывать резино-
424
вые пробки полиэтиленовой пленкой. При анализе карбонатных
почв не следует закрывать колбы пробками до прекращения выде-
ления пузырьков диоксида углерода.
После взаимодействия почвы с раствором вытяжку фильтруют
через беззольный фильтр «белая лента». В полученном растворе
определяют концентрацию микроэлементов и тяжелых металлов.
Установлено, что при определении металлов методом пламенной
атомно-абссрбционной спектрофотометрии кислоты с концент-
рацией до 1 моль/дм3, присутствующие в анализируемых раство-
рах, не оказывают существенного влияния на точность определе-
ния цинка, марганца, меди, никеля, кобальта, свинца и кадмия в
пламени ацетилен—воздух, т. е. градуировочные графики можно
строить как по водным, так и по кислотным эталонным раство-
рам.
Параллельно с анализом проб почв проводят холостой опыт без
навески почвы, включающий все стадии анализа. Результаты хо-
лостого опыта учитывают при расчетах.
Расчет соединения кислоторастворимых форм металлов в по-
чве производят по формуле
С_(С1-СО)К;
т
где С—содержание кислоторастворимых соединений элемента в почве, мг/кг;
Ci — концентрация определяемого элемента в вытяжке (по градуировочному гра-
фику), мкг/см3; Со — концентрация определяемого элемента в растворе кислоты
(холостой опыт), мкг/см3; К— общий объем вытяжки, см3; т — масса навески по-
чвы, г.
3.10.1.	ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИЗ ПОЧВЫ ПОДВИЖНЫХ ФОРМ СОЕДИНЕНИЙ
МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Значение метода. С помощью ацетатно-аммонийного буферно-
го раствора (ААБ) с pH 4,8 при соотношении почва: раствор, дав-
нем 1 : 10, из почвы извлекают соединения металлов, которые в
определенных условиях способны к миграции по почвенному
лрофилю, а также поглощаться растениями. Установлена высокая
степень корреляции между количеством микроэлементов и тяже-
лых металлов, извлекаемых ацетатно-аммонийным буферным ра-
твором, и количеством этих элементов в растениях, выращенных
на исследуемых почвах.
Принцип метода. ААБ является экстрагентом комбинированно-
го действия, способным к различным видам взаимодействия с
почвой. Ионы аммония и водорода способны вытеснять ионы тя-
425
желых металлов из почвенного поглощающего комплекса, а кис-
лая реакция среды способствует растворению некоторых трудно-
растворимых соединений и десорбции ионов тяжелых металлов с
поверхности минеральных почвенных коллоидов. Извлечению
металлов в раствор способствует также образование устойчивых
растворимых аммонийных и ацетатных комплексов металлов.
Определение подвижных форм соединений металлов в ацетат-
но-аммонийных вытяжках из почв необходимо для оценки как
количества доступных для растений микроэлементов, так и эколо-
гического состояния почв при их загрязнении тяжелыми металла-
ми.
В практике почвенно-агрохимических и экологических иссле-
дований в ацетатно-аммонийных вытяжках из почв чаще всего оп-
ределяют медь, цинк, кадмий, свинец, никель, кобальт, хром и
марганец методом пламенной атомно-абсорбционной спектрофо-
тометрии.
3.10.2.	ПРИГОТОВЛЕНИЕ АЦЕТАТНО-АММОНИЙНОГО БУФЕРНОГО
РАСТВОРА С pH 4,8
Раствор готовят в вытяжном шкафу из уксусной кислоты и ам-
миака из расчета 108 см3 концентрированной уксусной кислоты и
75 см3 25%-ного раствора аммиака на 1 дм3 получаемого раствора.
Плотность реактивов измеряют ареометром или путем взвешива-
ния точно известного объема. По справочным таблицам находят
массовые доли уксусной кислоты и аммиака. Если установленные
реальные значения массовых долей отличаются от приведенных
выше, то объемы реактивов, необходимых для приготовления бу-
ферного раствора, вычисляют по формуле
С2б?2
где Кг — искомый объем реактива, см3; Pi — заданный объем реактива, см3; Q —
заданная массовая доля вещества, %; dj — плотность, соответствующая заданной
массовой доле вещества, г/см3; С2 — реальная массовая доля вещества, %; d2 —
плотность, соответствующая реальной массовой доле вещества, г/см3.
В мерную колбу вместимостью 1 дм3 приливают 500—600 см3
бидистиллированной воды и добавляют рассчитанные объемы ук-
сусной кислоты и аммиака. Содержимое колбы перемешивают,
охлаждают до комнатной температуры, доводят объем до метки
бидистиллированной водой, снова перемешивают и измеряют pH
приготовленного раствора. Если pH раствора отличается от 4,8, то
426
колбу ставят на магнитную мешалку и по каплям при перемеши-
вании добавляют 10%-ный раствор аммиака или 20%-ный раствор
уксусной кислоты до тех пор, пока не установится требуемое зна-
чение pH.
Ход анализа. В полиэтиленовый флакон или коническую колбу
вместимостью 100—150 см3 берут 5 г (+0,01 г) почвы, измельчен-
ной до размера частиц менее 1 мм, мерным цилиндром или доза-
тором приливают к навеске почвы 50 см3 ацетатно-аммонийного
буферного раствора с pH 4,8 (соотношение почва: раствор = 1 : 10).
Вращательными движениями содержимое осторожно перемеши-
вают и флакон (колбу) закрывают пробкой.
В полученном растворе определяют концентрацию микроэле-
ментов и тяжелых металлов. При этом цинк и марганец можно
определить непосредственно в полученных вытяжках вне зависи-
мости от уровня содержания этих элементов в почвах. Медь, сви-
нец, кадмий и кобальт в почвах при низком уровне содержания
этих элементов иногда можно определить только после предвари-
тельного концентрирования либо с использованием атомно-аб-
сорбционной спектрофотометрии с электротермическим атомиза-
тором.
Параллельно с анализом проб почв проводят холостой опыт без
навески почвы, включающий все стадии анализа. Результаты хо-
лостого опыта учитывают при расчетах.
Вычисление результатов. Расчет содержания подвижных форм
соединений металлов производят по формуле, приведенной на
стр. 429-
3.11.	ЭКСТРАКЦИОННОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ПОДВИЖНЫХ
ФОРМ СОЕДИНЕНИЙ МЕДИ, КОБАЛЬТА, КАДМИЯ И СВИНЦА
ДИЭТИЛДИТИОКАРБАМАТОМ НАТРИЯ
Принцип метода. Экстракционное концентрирование с ис-
пользованием диэтилдитиокарбамата натрия позволяет повысить
чувствигсльность определения подвижных форм соединений
меди, кобальта, кадмия и свинца. Металлы образуют устойчивые
комплексы с диэтилдитиокарбаматом и в таком вице экстрагиру-
ются из ацетатно-аммонийной вытяжки в меньший объем изоа-
милового или бутилового эфира уксусной кислоты, представля-
ющего собой отдельную жидкую фазу, не смешивающуюся с вод-
ным раствором ацетатно-аммонийного буфера. Эго позволяет
повысить концентрацию металлов в фазе органического раство-
рителя по сравнению с исходным раствором и проводить опреде-
ление подвижных форм соединений металлов в почвах с низким
уровнем их содержания.
427
Приготовление 0,5%-ного раствора диэтилдитиокарбамата на-
трия. Навеску 0,5 г (+0,01 г) диэтилдитиокарбамата натрия поме-
щают в мерную колбу вместимостью 100 см3, растворяют в бидис-
тиллированной воде и доводят объем раствора до метки. Раствор
готовят непосредственно перед проведением экстрагирования.
Ход анализа. Все работы проводят в вытяжном шкафу. В поли-
этиленовый флакон или коническую колбу вместимостью 200—
250 см3 берут 10 г (±0,01 г) почвы, измельченной до размера час-
тиц менее 1 мм, мерным цилиндром или дозатором к навеске по-
чвы приливают 100 см3 ацетатно-аммонийного буферного раство-
ра с pH 4,8 (соотношение почва: раствор =1:10), флакон (колбу)
закрывают пробкой и вращательными движениями осторожно пе-
ремешивают пробу почвы. Нельзя допускать контакта раствора с
резиновыми пробками, так как это приводит к загрязнению вытя-
жек цинком. Необходимо использовать пластмассовые пробки
либо обертывать резиновые пробки полиэтиленовой пленкой.
При анализе карбонатных почв колбы оставляют открытыми до
прекращения выделения диоксида углерода.
Время взаимодействия почвы с раствором —1ч при постоян-
ном взбалтывании, либо настаивают 1 сут после кратковременно-
го взбалтывания.
После взаимодействия почвы с раствором вытяжку фильтруют
через плотный беззольный фильтр в мерную колбу вместимостью
100 см3. Объем доводят до метки ацетатно-аммонийным буфер-
ным раствором. Содержимое колбы переносят в делительные во-
ронки вместимостью 250 см3 или в мерные колбы с притертыми
пробками на 250 см3. В такие же делительные воронки наливают
по 100 см3 стандартных растворов, используемых для градуировки
атомно-абсорбционного спектрофотометра. К почвенным вытяж-
кам и стандартным растворам приливают дозатором или из бюрет-
ки по 10 см3 раствора диэтилдитиокарбамата натрия, растворы пе-
ремешивают. Затем дозатором или из бюретки приливают 10 см3
изоамилового или бутилового эфира уксусной кислоты. Емкости
энергично встряхивают в течение 1 мин. После разделения раство-
ра на водну о и органическую фазы при использовании делитель-
ных воронок нижнюю водную фазу сливают, а органическую фазу
собирают в сухие пробирки с притертыми пробками. При исполь-
зовании мерных колб в них приливают бидистиллированную воду
в таком количестве, чтобы органическая фаза заполнила всю верх-
нюю часть колб. Это позволяет вводить анализируемый раствор в
пламя атомно-абсорбционного спектрофотометра непосредствен-
но из колб, в которых проводили экстракцию.
В полученных экстрактах определяют концентрацию металлов
методом пламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии.
При этом особое внимание уделяют правильному подбору расхода
428
горючего газа. Так как эфир, сгорая, изменяет режим пламени, то
устанавливают минимальный расход газа таким образом, чтобы
пламя не гасло при прекращении поступления эфира, а при рас-
пылении чистого эфира оно должно иметь четко очерченный
внутренний конус. Нулевое значение оптической плотности уста-
навливают, распыляя в пламя чистый эфир.
Градуировку спектрофотометра в отличие от прямого опреде-
ления металлов в вытяжках проводят по экстрактам стандартных
растворов, приготовленных из исходных стандартных растворов
путем их экстракции в фазу эфира точно так же, как это делается
для вытяжек из почв.
Проведение холостого опыта (экстракция исходного ацетатно-
аммонийного буферного раствора) обязательно. При расчетах со-
держания подвижных соединений металлов в почве из полученного
при анализе пробы результата вычитают результат холостого опыта.
Содержание (массовую долю) подвижных форм соединений
металлов в почве (мг/кг) при использовании экстракционного
концентрирования рассчитывают по формуле
С^-СО,
mV2
где Ci — концентрация определяемого элемента в экстракте (по градуировочному
графику), мкг/см3; Уо — общий объем вытяжки из почвы, см3; К] — объем вытяж-
ки, из которой проводят экстрагирование, см3 (при экстракции из всего объема
вытяжки К] = Ио); т — масса навески почвы, г; У2 — объем эфира, в который про-
изводится экстрагирование, см3; Со — массовая доля определяемого элемента при
проведении холостого опыта, мг/кг.
3.12.	ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИЗ ПОЧВЫ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ФОРМ
СОЕДИНЕНИЙ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Значение и принцип метода. Метод основан на извлечении из
почвы соединений меди, цинка, кадмия, свинца, кобальта, нике-
ля, хрома и марганца при добавлении к почве бидистиллирован-
ной воды при соотношении почва: раствор, равном 1:10.
Состав соединений микроэлементов и тяжелых металлов, со-
держащихся в водной вытяжке из почвы, довольно сложный.
Сюда входят три основные группы соединений: собственно легко-
растворимые соединения микроэлементов и тяжелых металлов;
груднорастворимые соединения, концентрации которых в воде
определяют произведениями их растворимости; растворимые в
воде комплексные соединения с различными органическими и не-
органическими лигандами. Все эти соединения являются непос-
429
родственным источником поступления микроэлементов и тяже-
лых металлов в растения и обусловливают уровень их содержания
в почвенных и грунтовых водах.
Уровень концентрации большинства микроэлементов и тяже-
лых металлов в водных вытяжках из почвы часто недостаточен для
прямого определения методом пламенной атомно-абсорбционной
спектрофотометрии. В этих случаях применяют концентрирова-
ние раствора выпариванием, экстракционное концентрирование
(см. выше «Экстракционное концентрирование металлов») или
используют более чувствительные инструментальные методы ко-
личественного определения металлов — атомно-абсорбционную
спектрофотометрию с электротермической атомизацией, атомно-
эмиссионную спектрофотометрию или масс-спектрометрию с ин-
дуктивно связанной плазмой.
Ход анализа. В химический стакан вместимостью 50 см3 поме-
щают 5 г (+0,01 г) почвы, измельченной до размера частиц менее
1 мм. Цилиндром или дозатором отмеряют 125 см3 бидистиллиро-
ванной воды и переливают ее в коническую колбу на 250 см3. За-
тем к пробе почвы в стакане приливают из колбы примерно 20—
25 см3 воды и содержимое стакана перемешивают вращательными
движениями.
Полученную суспензию почвы с водой переносят на плотный
бумажный фильтр, помешенный в воронку и, добавляя малыми
порциями бидистиллированную воду из колбы в стакан, количе-
ственно переносят всю почву на фильтр. После переноса почвы на
фильтр ее промывают оставшейся в колбе бидистиллированной
водой. Фильтрат собирают в чистой сухой конической колбе вмес-
тимостью 250 см3.
После того как все 125 см3 бидистиллированной воды будут из-
расходованы на промывание пробы почвы, фильтр с почвой выб-
расывают, а колбу с фильтратом, закрыв воронкой, ставят на элек-
трическую плитку и фильтрат упаривают до объема около 20 см3.
Затем колбу с воронкой снимают с электроплитки и оставляют ос-
тывать до комнатной температуры. После остывания воронку сни-
мают, ополаскивают небольшим количеством бидистиллирован-
ной воды, собирая промывные воды в ту же колбу. Упаренный
фильтрат количественно переносят из колбы в мерную пробирку
на 25 см3, добавляют 2—3 капли концентрированной азотной кис-
лоты, доводят объем раствора в пробирке бидистиллированной
водой до 25 см3 и содержимое пробирки перемешивают.
В полученном растворе определяют концентрацию металлов
методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии.
Проведение холостого опыта с соблюдением всех операций
анализа, кроме навески почвы, обязательно. При расчетах массо-
вой доли водорастворимых соединений металлов в почве из полу-
430
ценного результата при анализе пробы вычитают результат холос-
того опыта.
Расчет содержания водорастворимых соединений металлов при
использовании экстракционного концентрирования производят
по формуле, приведенной на стр. 429.
3.13.	АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В РАСТВОРАХ
И ВЫТЯЖКАХ ИЗ ПОЧВ
Атомно-абсорбционный спектральный анализ основан на из-
мерении поглощения света свободными атомами определяемого
элемента при прохождении света через атомный пар исследуемой
пробы (см. раздел «Инструментальные методы анализа»).
Основное преимущество метода атомной абсорбции перед дру-
гими спектральными методами заключается в высокой селектив-
ности определения отдельных элементов и практически в отсут-
ствии спектральных помех.
Измерения проводят только при хорошо настроенном приборе.
При стабильном режиме работы прибора в пламя сначала распы-
ляют дистиллированную воду или раствор экстрагента, используе-
мый для приготовления вытяжек из почвы, устанавливают нуле-
вое значение оптической плотности, а затем вводят стандартные
растворы и регистрируют соответствующие им величины оптичес-
кой плотности. По найденным значениям оптической плотности
и соответствующим им значениям концентрации элемента в стан-
дартных растворах строят градуировочный график. После измере-
ния стандартных растворов анализируют испытуемые растворы и
регистрируют их оптическую плотность.
По значениям оптической плотности и градуировочному гра-
фику находят концентрацию элемента.
3.14.	ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ВЫТЯЖКЕ ПОЧВЫ
Фотометрические методы основаны на образовании окрашен-
ных соединений металлов, обладающих хромофорными свойства-
ми, с органическими реагентами и определении оптической плот-
ности полученных растворов. Фотометрические методы более тру-
доемки и в настоящее время могут рассматриваться как альтерна-
тива атомно-абсорбционному методу только из-за отсутствия
необходимости использования сложного и дорогостоящего обору-
дования. Кроме того, фотометрические методы используют для
431
определения элементов, для которых метод атомно-абсорбцион-
ной спектрофотометрии недостаточно эффективен (например,
молибден, кремний, селен, бор).
3.14.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ДИЭТИЛДИТИОКАРБАМАТА СВИНЦА
Принцип метода. Метод основан на получении окрашенного
комплекса меди с диэтилдитиокарбаматом свинца, экстракции его
четыреххлористым углеродом и фотометрировании экстракта. Же-
лезо, марганец и некоторые другие микроэлементы не образуют
окрашенных комплексов с диэтилдитиокарбаматом свинца. Толь-
ко медь при взаимодействии с этим реагентом образует прочный
желто-коричневый комплекс. Экстракцию проводят в слабокис-
лой среде, что обеспечивает получение прозрачных экстрактов.
Измерение оптической плотности образовавшегося комплекса
проводят на спектрофотометре при длине волны 436 нм.
Ход анализа. В делительную воронку переносят 10 см3 вытяжки
почвы, добавляют 10 см3 маскирующего раствора. Содержимое во-
ронки перемешивают, приливают 5 см3 раствора диэтилдитиокар-
бамата свинца в четыреххлористом углероде. Содержимое ворон-
ки встряхивают 2 мин. После разделения фаз нижний слой четы-
реххлористого углерода сливают в кювету с толщиной просве-
чиваемого слоя 2 см и фотометрируют на спектрофотометре при
длине волны 436 нм (синий светофильтр) относительно четырех-
хлористого углерода. Если значение оптической плотности анали-
зируемой вытяжки превышает значение последнего (самого кон-
центрированного) стандартного раствора, то вытяжку разбавляют
раствором, используемым для приготовления вытяжки из почвы.
Приготовление шкалы рабочих стандартных растворов и построе-
ние градуировочного графика. В день проведения анализа в семь
мерных колб вместимостью 50 см3 каждая помещают объемы ра-
створа меди с концентрацией 10 мкг/см3. Указанные в таблице 52
объемы растворов доводят до метки раствором, используемым для
приготовления вытяжки из почвы.
52. Приготовление шкалы стандартных растворов меди
Номер раствора	Объем раствора меди концентрацией 10 мкг/см5, добавляемый в мерные колбы на 50 см3, мл	Концентрация меди в растворе, мкг/см3
1	0	0
2	0,5	0,10
3	1,0	0,20
4	2,0	0,40
5	3,0	0,60
6	4,0	0,80
7	5,0	1,00
432
Из полученных растворов берут аликвоты по 10 см3 и переносят
в делительные воронки. Далее анализ проводят так же, как и ана-
лизируемых почвенных проб. По результатам фотометрирования
строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс кон-
центрацию меди в стандартных растворах, а на оси ординат — со-
ответствующее значение оптической плотности. Используя граду-
ировочный график, находят концентрацию меди в анализируемом
растворе, а по ней — содержание меди в почве.
При анализе торфяных почв объем вытяжки увеличивают до
20 см3, переносят ее в стакан из термостойкого стекла, добавляют
по 2 см3 концентрированной азотной кислоты и концентрирован-
ного пероксида водорода. Содержимое упаривают на водяной
бане до получения влажного остатка. Такую обработку остатка по-
вторяют до тех пор, пока он не станет светло-желтым. Затем полу-
ченный остаток растворяют при нагревании в 10 см3 разбавленной
(1 :100) азотной кислоты, раствор переносят в делительную во-
ронку, приливают 5 см3 маскирующего раствора и далее анализ
проводят аналогично анализу почв.
Приготовление растворов. 1. Раствор диэтилдитиокарбамата
свинца в четыреххлористом углероде: 664 г диэтилдитиокарбамата
натрия помещают в делительную воронку, добавляют 1 дм3 четы-
реххлористого углерода (СС14), 100 см3 раствора азотнокислого
свинца (486 мг нитрата свинца растворяют в 100 см3 бидистиллиро-
ванной воды). Полученный в делительной воронке раствор встря-
хивают в течение 5 мин. После разделения фаз нижний слой четы-
реххлористого углерода с растворенным в нем диэтилдитиокарба-
матом свинца фильтруют через сухой фильтр с белой лентой в су-
хую склянку из темного стекла. Раствор хранят в холодильнике.
2.	10%-ный раствор цитрата натрия: в мерную колбу вместимо-
стью 1 дм3 помещают 100 г очищенной соли, доводят объем ра-
створа до метки бидистиллированной водой.
3.	20%-ный раствор ацетата натрия: в мерную колбу вместимос-
тью 1 дм3 переносят 200 г соли и доводят объем до метки бидис-
тиллированной водой.
4.	Маскирующий раствор: смешивают 750 см3 20%-ного раство-
ра ацетата натрия и 250 см3 10%-ного раствора цитрата натрия.
5.	Раствор азотной кислоты, разбавленной водой 1 : 100 (по
объему): в мерную колбу емкостью 1 дм3 приливают 500 см3 биди-
стиллированной воды, затем 10 см3 концентрированной азотной
кислоты. Содержимое колбы перемешивают, приливают бидис-
тиллированную воду до метки и снова перемешивают.
6.	Стандартный раствор меди с концентрацией 10 мкг/мл: в
мерную колбу емкостью 100 см3 помещают 10 см3 стандартного
раствора меди с концентрацией 100 мкг/см3, приготовленного из
государственного стандартного образца (ГСО). Объем жидкости в
28 - 8539
433
колбе доводят до метки раствором, используемым для приготовле-
ния вытяжки из почвы.
Расчет содержания меди в почве производят по формуле, при-
веденной на стр. 429.
3.14.2.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАРГАНЦА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ФОРМАЛЬДОКСИМА
Принцип метода. Метод основан на получении окрашенного
комплекса марганца с формальдоксимом и измерении оптической
плотности раствора. Для образования окрашенного комплекса
марганца необходима щелочная реакция среды, которую создают
с помощью аммиачного буферного раствора. Разрушая комплекс
железа с формальдоксимом с помощью аскорбиновой кислоты и
ЭДТА, устраняют влияние железа.
Ход анализа. В сухую коническую колбу вместимостью 100 см3
помещают 5 см3 вытяжки из почвы, приливают 10 см3 раствора
формальдоксима и 30 см3 аммиачного буферного раствора. После
добавления каждого реактива содержимое колбы тщательно пере-
мешивают. Колбу оставляют на 5 мин для полного развития ок-
раски формальдоксимата марганца. После этого добавляют 5 см3
маскирующего раствора и перемешивают. Через 10 мин после
полного разрушения формальдоксимата железа раствор фотомет-
рируют при длине вол ты 490 нм (сине-зеленый светофильтр) в
кювете с толщиной просвечивающего слоя 1 см. Так как формаль-
доксимат марганца является нестабильным соединением, его фо-
тометрируют не позже чем через 30 мин после добавления маски-
рующего раствора. Используя градуировочный график, находят
массовую концентрацию марганца в анализируемом растворе.
Приготовление шкалы стандартных растворов и построение граду-
ировочного графика. В день проведения анализа в мерные колбы
вместимостью 50 см3 помещают указанные в таблице 53 объемы за-
пасного стандартного раствора. Объемы до метки доводят раство-
ром, используемым для приготовления вытяжек из исследуемых
почв.
53. Приготовление шкалы стандартных растворов марганца		
Номер раствора	Объем раствора марганца концентрацией 10 мкг/см5, добавляемый в мерные колбы на 50 см3, мл	Концентрация марганца в растворе, мкг/см3
1	0	0
2	0,5	2,5
3	1,0	5,0
4	2,0	10,0
5	4,0	20,0
6	6,0	30,0
7	8,0	40,0
434
По результатам фстометрирования стандартных растворов
строят градуировочный график. На оси абсцисс откладывают мас-
совую концентрацию марганца в растворе, на оси ординат — зна-
чение оптической плотности.
Приготовление растворов. 1. Раствор формальдоксима. Запас-
ной раствор: в мерную колбу вместимостью 1 дм3 наливают около
700 см3 дистиллированной воды, добавляют 123 г солянокислого
гидроксиламина, затем 172 см3 37%-ного формалина, перемеши-
вают и объем раствора доводят до метки дистиллированной водой.
Полученный раствор хранят в закрытой посуде до 1 мес.
Рабочий раствор: в день проведения анализа к 100 см3 запасно-
го раствора формальдоксима добавляют 400 см3 дистиллирован-
ной воды и раствор перемешивают.
2.	Аммиачный буферный раствор. Запасной раствор: в мерную
колбу вместимостью 1 дм3 помещают 68 г хлорида аммония, при-
ливают 570 см3 25%-ного водного раствора аммиака и объем ра-
створа доводят до метки дистиллированной водой.
Рабочий раствор: к 100 см3 запасного раствора добавляют
900 см3 дистиллированной воды и тщательно перемешивают.
3.	3%-ный раствор ЭДТА. В мерную колбу вместимостью 1 дм3
приливают около 500 см3 дистиллированной воды, помещают 30 г
ЭДТА и растворяют при нагревании. Затем раствор охлаждают и
доводят объем до метки дистиллированной водой.
4.	Маскирующий раствор. Готовят в день проведения анализа:
4 г аскорбиновой кислоты растворяют в 500 см3 3%-ного раствора
ЭДТА.
5.	Запасной стандартный раствор марганца с концентрацией
250 мг/дм3: раствор готовят из ГСО, разбавляя содержимое ампу-
лы 1 н. азотной кислотой. Раствор хранят не более 3 мес.
Расчет содержания марганца в почве производят по формуле,
приведенной на стр. 429.
3.14.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОБАЛЬТА С 2-НИТРОЗО-1-НАФТОЛОМ
(НИТРОЗО-Р-СОЛЬ)
Принцип метода. Метод основан на получении окрашенного
комплекса кобальта с 2-нитрозо-1-нафтолом (нитрозо-Р-соль) и
измерении оптической плотности раствора на спектрофотометре.
Для минерализации органических веществ и повышения чувстви-
тельности метода вытяжку выпаривают и обрабатывают окислите-
лями. С помощью цитрата устраняют влияние двухвалентного же-
леза. Окрашенные соединения трехвалентного железа и меди с
нитрозо-Р-солью разрушают смесью HNO3 с Н3РО4.
Приготовление вытяжки кобальта из почвы. Метод основан на
435
извлечении подвижного кобальта 1 н. раствором HNO3 из некар-
бонатных почв Нечерноземной зоны и красноземов (по Пейве и
Ринькису в модификации ЦИНАО). Соотношения почвы к раство-
ру: 1 : 10 для минеральных почв и 1: 20 для торфяных почв.
Ход анализа. Просеянную через сито с размером ячеек 1 мм по-
чву массой 5 г (±0,01 г) помещают в банку или бутылку, к пробе
приливают 50 см3 1 М раствора HNO3 (100 см3 для торфяных
почв), закрывают пробками (резиновые пробки необходимо обер-
нуть полиэтиленовой пленкой) и суспензию взбалтывают на рота-
торе в течение 1 ч. После этого вытяжку фильтруют через складча-
тый фильтр, отмытый от следов микроэлементов. Первую мутную
порцию фильтрата отбрасывают. Одновременно проводят холос-
той опыт без почвы, соблюдая все стадии анализа. Вытяжку ис-
пользуют для атомно-абсорбционного метода определения ко-
бальта в почве.
При фотометрическом определении кобальта в делительную
воронку вместимостью 100 см3 помещают 25 см3 вытяжки из ми-
неральной почвы (50 см3 для торфяных почв) или образцового ра-
створа, добавляют 25 см3 маскирующего раствора, 2 см3 раствора
2-нитрозо-1-нафтола и тщательно перемешивают содержимое во-
ронки, взбалтывая в течение 1 ч. Затем в воронку приливают 5 см3
изоамилового эфира уксусной кислоты и содержимое воронки
встряхивают 1 мин. После разделения фаз нижний водный слой
сливают и отбрасывают, а верхний (экстракт) переносят в сухой
стакан и упаривают на водяной бане досуха. Затем в стакан к сухо-
му остатку приливают 5 см3 разбавленной (1:1) дистиллирован-
ной водой азотной кислоты, 2 см3 пероксида водорода и выпари-
вают примерно до 1 см3. Обработку азотной кислотой и перокси-
дом водорода повторяют, пока окраска остатка станет светло-жел-
той. После этого растворы упаривают досуха, приливают 5 см3
соляной кислоты, разбавленной 1 : 100, и растворяют осадок при
нагревании. Одновременно в такие же стаканы помещают по 5 см3
растворов сравнения. К анализируемым растворам приливают по
3 см3 окрашивающего раствора, перемешивают, стаканы закрыва-
ют часовым стеклом, ставят на горячую электрическую плитку и
содержимое кипятят в течение 15 мин. Затем растворы охлаждают,
приливают по 2 см3 концентрированной азотной кислоты, содер-
жимое стаканов переносят в градуированные пробирки и доводят
объем водой до 10 см3. Растворы фотометрируют в кювете с тол-
щиной просвечиваемого слоя 2 см при длине волны 520 нм отно-
сительно первого раствора сравнения, не содержащего кобальт.
По результатам фотометрирования шкалы образцовых раство-
ров строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс
концентрацию кобальта в растворе (мг/кг), а на оси ординат — со-
ответствующее значение оптической плотности.
436
Приготовление растворов. 1. 20%-ный раствор цитрата натрия: в
мерную колбу вместимостью 1 дм3 переносят 200 г реактива и до-
водят объем до метки бидистиллированной водой.
2.	40%-ный раствор аксалата натрия: в мерную колбу вмести-
мостью 1 дм3 переносят 400 г реактива и доводят объем до метки
бидистиллированной водой.
3.	0,1%-ный раствор нитрозо-Р-соли: в мерную колбу вмести-
мостью 1 дм3 помещают 1 г реактива и доводят объем до метки
бидистиллированной водой.
4.	Запасной стандартный раствор с концентрацией кобальта
25 мкг/см3: раствор готовят из ГСО, разбавляя содержимое ампу-
лы 1 н. азотной кислотой.
5.	Окрашивающий раствор: смешивают в соотношении 1:1:1
растворы 20%-ного цитрата натрия, 40%-ного аксалата натрия
(аммония) и 0,1%-ной нитрозо-Р-соли. Раствор готовят в день
проведения анализа.
6.	Приготовление шкалы стандартных растворов и построение
градуировочного графика: в мерные колбы вместимостью 50 см3
помещают указанные в таблице 54 объемы запасного стандартного
раствора ионов кобальта. Доводят объем до метки азотной кисло-
той, разбавленной 1 : 100, и перемешивают. Растворы готовят в
день проведения анализа.
54. Приготовление шкалы стандартных растворов кобальта
Номер Объем запасного стандартного раствора,	Концентрация кобальта в
раствора__добавляемый в мерные колбы на 50 см3, мл _растворе, мкг/см3_
1	0	0
2	0,5	0,25
3	1,0	0,5
4	2,0	1,0
5	3,0	1,5
6	4,0	2,0
7	5,0	2,5
Для построения градуировочного графика из приготовленной
шкалы стандартных растворов берут по 5 см3 пробы и помещают в
стаканы. К пробам приливают по 3 см3 окрашивающего раствора,
перемешивают. Стаканы накрывают часовым стеклом, ставят на
горячую электрическую плитку и кипятят растворы в течение 2—
3 мин. Затем растворы охлаждают, приливают по 2 см3 концентри-
рованной азотной кислоты, содержимое стаканов переносят в гра-
дуированные пробирки и довод ят объем водой до 10 см3. Растворы
фотометрируют в кювете с толщиной просвечиваемого слоя 2 см
при длине волны 520 нм относительно раствора, не содержащего
кобальт.
437
По результатам фотометрирования шкалы образцовых раство-
ров строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс
концентрации кобальта в растворах, на оси ординат — соответ-
ствующие значения их оптической плотности. Используя градуи-
ровочный график, находят массовую концентрацию марганца в
анализируемом растворе. Расчет содержания кобальта в почве
производят по формуле, приведенной на стр. 429.
3.14.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦИНКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИТИЗОНА
Принцип метода. Метод основан на получении окрашенного
комплекса цинка с дитизоном и экстрагировании его четыреххло-
ристым углеродом, а затем фотометрировании экстракта без уда-
ления избытка дитизона. Мешающие определению цинка катио-
ны меди, свинца,' серебра и некоторых других микроэлементов
предварительно связывают тиосульфатом в прочные соединения,
и они остаются в водной фазе.
Ход анализа. При проведении анализа вытяжек из почв без
окисления органических веществ в делительную воронку вмести-
мостью 100 см3 помещают 25 см3 вытяжки из почвы, 10 см3 маски-
рующего раствора и далее проводят анализ, как для построения
градуировочного графика.
При проведении анализа вытяжек из почв с окислением
органических веществ в термостойкие стаканы вместимостью
50 см3 берут 25 см3 вытяжки из почвы, добавляют 1 см3 азотной
кислоты, 1 см3 пероксида водорода и помещают стакан на кипя-
щую водяную баню. Содержимое стакана упаривают до слегка
влажного остатка. Обработку азотной кислотой пероксидом во-
дорода повторяют еще раз, содержимое стакана выпаривают до-
суха. К сухому остатку приливают 10 см3 соляной кислоты
(1 : 100) и растворяют его при нагревании. Полученный минера-
лизат переносят в делительную воронку, ополаскивают стакан
водой, которую добавляют в ту же воронку. Приливают в ворон-
ку 5 см3 маскирующего раствора и далее проводят анализ, как
для построения градуировочного графика. Используя график,
находят концентрацию цинка в анализируемом растворе. Рас-
чет содержания цинка в почве производят по формуле, приве-
денной на стр. 429.
Приготовление растворов. 1. Приготовление шкалы
стандартных растворов для неокисленных вы-
тяжек из почв. В мерные колбы емкостью 50 см3 помещают
объемы рабочего стандартного раствора Б, указанные в табли-
це 55. Объемы растворов в колбах доводят до метки раствором, ис-
пользуемым для приготовления вытяжек из почв.
438
55. Приготовление шкалы стандартных растворов цинка
для неокисленных вытяжек из почв
Номер раствора	Объем раствора Б, добавляемый в мерные колбы на 50 см3, мл	Концентрация цинка в растворе, мкг/см3
1	0	0
2	0,5	0,04
3	1,0	0,08
4	2,0	0,16
5	3,0	0,24
6	4,0	0,32
7	5,0	0,40
2.	Приготовление шкалы стандартных раство-
ров для окисленных вытяжек из почв. В мерные
колбы вместимостью 50 см3 помещают объемы рабочего стандарт-
ного раствора В, указанные в таблице 56. Объемы растворов в кол-
бах доводят до метки разбавленной (1 : 100) соляной кислотой.
56. Приготовление шкалы стандартных растворов цинка
для окисленных вытяжек из почв
Номер раствора	Объем раствора В, добавляемый в мерные колбы на 50 см3, мл	Концентрация цинка в растворе, мкг/см3
1	0	0
2	0,5	0,1
3	1,0	0,2
4	2,0	0,4
5	3,0	0,6
6	4,0	0,8
7	5,0	1,0
Для построения градуировочного графика при анализе исход-
ных (неокисленных) вытяжек из растворов сравнения в делитель-
ные воронки вместимостью 100 см3 помещают 25 см3 пробы, при-
ливают 10 см3 маскирующего раствора, содержимое воронок пере-
мешивают, добавляют 10 см3 рабочего раствора дитизона в четы-
реххлористом углероде. Воронку встряхивают в течение 1 мин.
После разделения фаз нижний органический слой сливают в кю-
вету с толщиной просвечиваемого слоя 1 см и фотометрируют при
длине волны 538 нм (зеленый светофильтр) относительно первого
раствора сравнения, не содержащего цинк.
По результатам фотометрирования шкалы образцовых раство-
ров строят градуировочный график. На оси абсцисс откладывают
концентрации цинка в растворах, на оси ординат — соответствую-
щие значения оптической плотности.
Для построения градуировочного графика при анализе окис-
ленных вытяжек из растворов сравнения в делительные воронки
вместимостью 5 см3 помещают по 10 см3 пробы, добавляют по
439
5 см3 маскирующего раствора, перемешивают и далее проводят
анализ, как для построения градуировочного графика для неокис-
ленных вытяжек.
3.	Приготовление запасного 0,02%-ного раствор а
дитизона в четыреххлористом углероде. 0,1 г ди-
тизона (взвешивают на аналитических весах) помещают в кони-
ческую колбу емкостью 250 см3, приливают 100 см3 четыреххло-
ристого углерода, закрывают пробкой и встряхивают на ротато-
ре 15 мин. Полученный раствор переносят в делительную во-
ронку вместимостью 1 дм3, приливают 250 см3 разбавленного
аммиака (1,25 см3 концентрированного аммиака в 250 см3 биди-
стиллированной воды) и встряхивают на ротаторе 3—5 мин. Ди-
тизон переходит в аммиачный слой и окрашивает его в оранже-
вый цвет.
4.	Приготовление рабочего раствора дитизона.
В сухую мерную колбу вместимостью 1 дм3 помещают 100 см3 за-
пасного стандартного раствора дитизона и объем до метки дово-
дят СС14. Рабочий раствор дитизона готовят перед началом ана-
лиза.
5.	Приготовление 50%-ного раствора тиосульфа-
та натрия. В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают
50 г реактива, растворяют и доводят объем до метки бидистилли-
рованной водой.
6.	П ри готовление 15%-ного раствора ацетата на-
трия. В мерную колбу вместимостью 1 дм3 помещают 150 г соли,
доводят объем до метки дистиллированной водой.
7.	Приготовление маскирующего раствора.
Смешивают 500 см3 раствора, используемого для приготовления
вытяжки из почвы, и 50 см3 50%-ного раствора тиосульфата на-
трия.
8.	Приготовление запасного стандартного раст-
вора цинка А с концентрацией цинка 100 мкг/дм3.
Раствор готовят из ГСО.
9.	Приготовление рабочего стандартного раст-
вора цинка Б (для анализа неокисленных вытяжек из почв).
2 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 50 см3.
Объем до метки доводят раствором, используемым для приготов-
ления вытяжек из почв. Полученный раствор содержит 4 мкг/см3
цинка. Раствор готовят в день проведения анализа.
10.	Приготовление рабочего стандартного раст-
вора В (для окисленных вытяжек из почв). 10 см3 раствора А
помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3. Объем доводят
до метки разбавленной (1 : 100) соляной кислотой. Полученный
раствор содержит 10 мкг/см3 цинка. Раствор готовят в день прове-
дения анализа.
440
3.14.5.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ БОРА В ПОЧВЕ
Принцип метода. Метод основан на извлечении бора из почвы
горячей водой при кипячении суспензии в течение 5 мин. Отно-
шение почвы к воде 1 : 5. Для коагуляции почвенных коллоидов к
воде добавляют сульфат магния.
Приготовление вытяжки. Навеску почвы массой 10 г
(±0,01 г) помещают в коническую колбу с узким горлышком вмес-
тимостью 250 см3, приливают 50 см3 0,1 %-ного раствора сульфата
магния, вставляют обратный холодильник или маленькую воронку
и кипятят на плитке в течение 5 мин. Затем колбу снимают с плитки
и фильтруют в горячем виде через складчатый фильтр. Первую мут-
ную порцию фильтрата отбрасывают. Необходимо одновременно
ставить холостой опыт, проводя его через все стадии анализа.
Приготовление 0,1 %-ного раствора сульфата
магния. В мерную колбу вместимостью 1 дм3 помещают 1 г ре-
актива и доводят объем до метки дистиллированной водой.
Определение бора с использованием хинализарина. Принцип
метода. Метод основан на получении окрашенного комплекса
бора с хинализарином и измерении оптической плотности раство-
ра на спектрофотометре. Для минерализации органических соеди-
нений, мешающих определению бора, вытяжку предварительно
обрабатывают пероксидом водорода и выпаривают на водяной
бане досуха. Сухой остаток растворяют в подкисленном растворе
гипофосфита, который восстанавливает остатки пероксида водо-
рода и устраняет их влияние на хинализарин.
Ход анализа. В полиэтиленовый стаканчик помещают
10 см3 вытяжки, добавляют 2 см3 Н2О2, нагревают на водяной бане
в течение 1 мин. Затем приливают 2 капли 2 М раствора гидрокси-
да натрия и выпаривают содержимое стакана досуха. К сухому ос-
татку добавляют I см3 гипофосфита кальция, 9 см3 раствора хина-
лизарина и тщательно перемешивают. Раствор переносят в сухую
пробирку и оставляют в темном месте на 30 мин. Оптическую
плотность измеряют на спектрофотометре при длине волны
620 нм. Раствор фотометрируют относительно нулевого раствора,
не содержащего бор.
Используя градуировочный график, находят концентрацию
бора в анализируемых растворах.
По результатам фотометрирования образцовых растворов стро-
ят градуировочный график. На оси абсцисс откладывают концент-
рацию бора в анализируемых растворах, а на оси ординат — соот-
ветствующие им значения оптической плотности. Расчет массовой
доли бора в почве производят по формуле, указанной на стр. 429.
Приготовление растворов. 1. Приготовление шкалы
стандартных растворов и построение градуировочного графика:
441
в мерные колбы вместимостью 50 см3 помещают указанные в таб-
лице 57 объемы рабочего стандартного раствора бора и доводят до
метки дистиллированной водой. Из каждой колбы берут в пробир-
ки пробы стандартных растворов по 1 см3, приливают по 9 см3 ра-
створа хинализарина и оставляют в темном месте на 30 мин. Далее
поступают так же, как при анализе вытяжки.
57. Приготовление шкалы стандартных растворов бора
Номер раствора	Объем рабочего раствора бора, добавляемый в мерные колбы на 50 см3, мл	Концентрация бора в растворе, мкг/см3
1	0	0
2	0,5	1,0
3	1,0	2,0
4	2,0	4,0
5	3,0	6,0
6	4,0	8,0
2.	Приготовление 2 М раствора гидроксида натрия: в мерную
колбу вместимостью 100 см3 помещают 8 г реактива, растворяют и
доводят объем до метки дистиллированной водой.
3.	Приготовление 10%-ного раствора фосфорноватистокислого
натрия: в мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 10 г ре-
актива, растворяют в небольшом количестве дистиллированной
воды, приливают 5 см3 концентрированной НС1 и доводят объем
до метки дистиллированной водой.
4.	Приготовление раствора хинализарина: 0,015 г хинализарина
растворяют в 1 дм3 серной кислоты и тщательно перемешивают.
Плотность серной кислоты при температуре 15 °C должна быть не
ниже 1,84.
5.	Запасной стандартный раствор бора концентрацией 1 мг/см3 го-
товят из ГСО, разбавляя содержимое ампулы дистиллированной водой.
6.	Приготовление рабочего стандартного раствора бора: в день
проведения анализа в мерную колбу емкостью 100 см3 помещают
10 см3 запасного стандартного раствора бора и доводят объем до
метки дистиллированной водой. Полученный раствор содержит
100 мкг/см3 бора. Раствор хранят 3 мес.
3.14.6.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛИБДЕНА В ПОЧВЕ
Принцип метода. Метод основан на извлечении подвижного
молибдена из почвы (по Григгу) оксалатным буферным раствором
с pH 3,3 (реактив Тамма). Отношение почвы к раствору 1 : 10. Сус-
пензию взбалтывают на ротаторе в течение 1 ч.
Приготовление оксалатного буферного раст-
вора. В мерную колбу на 1 дм3 помещают 25 г оксалата аммония
442
и 12,6 г щавелевой кислоты, которые растворяют в горячей дис-
тиллированной воде, затем раствор охлаждают и доводят объем до
метки дистиллированной водой.
Приготовление вытяжки. К навеске почвы массой
15 г приливают 150 см3 оксалатного буферного раствора и взбал-
тывают в течение 1 ч. Вытяжку фильтруют через складчатый
фильтр. Первую мутную порцию фильтрата отбрасывают. Необхо-
димо одновременно ставить холостой опыт, проводя его через все
стадии анализа.
Определение молибдена с использованием цинк-дитиола.
Принцип метода. Метод основан на получении окрашен-
ного комплекса молибдена с дитиолом, экстракции его хлорофор-
мом и измерении оптической плотности экстракта на спектрофо-
тометре. Введение аскорбиновой кислоты в анализируемые вы-
тяжки приводит к восстановлению железа, тем самым устраняется
его влияние. Добавление к вытяжкам лимонной кислоты предот-
вращает взаимодействие дитиола с вольфрамом, а влияние меди
устраняется иодидами.
Ход анализа. Помещают 100 см3 вытяжки в стакан из тер-
мостойкого стекла, содержимое выпаривают досуха и оставляют
стакан на плитке еще на 30 мин для обезвоживания остатка и час-
тичной возгонки оксалатов. Помещают стакан в холодный муфель
и поднимают температуру до 500 °C. Остаток вытяжки прокалива-
ют в течение 1 ч. К прокаленному остатку добавляют 2 см3 хлор-
ной кислоты и выпаривают ее на плитке при температуре 180—
200 °C досуха. Затем стакан снова ставят в холодный муфель, по-
вышают температуру до 500 °C и выдерживают 15 мин.
Прокаленный остаток растворяют при нагревании в 25 мл
14%-ной НС1. Полученный раствор охлаждают, добавляют к нему
4 см3 маскирующего раствора, перемешивают и оставляют на
5 мин. Затем добавляют 2 см3 раствора иодида калия (или натрия),
приливают в воронку 2 см3 раствора цинк-дитиола и перемешива-
ют. Затем приливают 4 см3 хлороформа и встряхивают воронку
2 мин. Дают жидкостям расслоиться, фильтруют нижний слой че-
рез бумажный фильтр в кювету с толщиной просвечиваемого слоя
2 см. Оптическую плотность экстракта, окрашенного в зеленый
цвет, измеряют на спектрофотометре при длине волны 680 нм от-
носительно хлороформа (окраска устойчива в течение 1 сут).
Расчет массовой доли молибдена в почве производят по форму-
ле, приведенной на стр. 429.
Приготовление растворов. 1. Приготовление шкалы
образцовых растворов и построение градуировочного графика: в
мерные колбы вместимостью 100 см3 помещают по 10 см31 %-ного
раствора железоаммонийных квасцов и указанные в таблице 58
объемы рабочего стандартного раствора молибдена. Объем дово-
443
дят до метки 14%-ной НС1. Для построения градуировочного гра-
фика из растворов сравнения берут пробы по 25 см3, помещают в
делительные воронки, приливают по 4 см3 маскирующего раство-
ра и далее анализ проводят, как и анализ почвы. По результатам
фотометрирования образцовых растворов строят градуировочный
график. На оси абсцисс откладывают концентрацию молибдена в
растворе, на оси ординат — значение оптической плотности.
58. Приготовление шкалы стандартных растворов молибдена		
Номер раствора	Объем рабочего раствора молибдена, добавляемый в мерные колбы на 100 см3, мл	Концентрация молибдена в растворе, мкг/см3
1	0	0
2	0,5	0,02
3	1,0	0,04
4	2,0	0,08
5	3,0	0,12
6	4,0	0,16
7	5,0	0,20
Используя градуировочный график, находят концентрацию молибдена в анализируемом растворе.		
2. Приготовление маскирующего раствора: 75 г лимонной кис-		
лоты и 150 г аскорбиновой кислоты переносят в мерную колбу		
вместимостью 1 л и доводят объем бидистиллированной водой до		
метки. Раствор хранят в холодильнике.
3.	Приготовление 14%-ного раствора НС1: 330 см3 концентри-
рованной соляной кислоты прибавляют к бидистиллированной
воде и доводят объем этой водой до 1 дм3.
4.	Приготовление 50%-ного раствора иодида натрия: 250 г ре-
актива переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3 и доводят
объем раствора бидистиллированной водой до метки. Раствор хра-
нят в холодильнике.
5.	Приготовление 0,3%-ного раствора цинк-дитиола: 0,3 г цинк-
дитиола смачивают 2 см3 этилового спирта, приливают 4 см3 бидис-
тиллированной воды, добавляют 2 г гидроксида натрия, хорошо пе-
ремешивают и после полного растворения цинк-дитиола и щелочи
доводят объем до 50 см3 бидистиллированной водой. Затем при-
бавляют 50 см3 50%-ного раствора иодида натрия и тщательно пе-
ремешивают. Раствор готовят в день проведения анализа.
6.	Приготовление 1%-ного раствора железоаммонийных квас-
цов: 10 г реактива помещают в мерную колбу на 1 дм3 и растворя-
ют при нагревании в 14% ной НС1. Раствор охлаждают и доводят
до метки этой же кислотой.
7.	Запасной стандартный раствор молибдена, содержащего
100 мг/дм3 молибдена, готовят из ГСО, разбавляя содержимое ам-
пулы дистиллированной водой.
444
8.	Приготовление рабочего стандартного раствора молибдена:
2,5 см3 запасного стандартного раствора переносят в мерную кол-
бу емкостью 250 см3 и доводят объем до метки 14%-ной НС1. По-
лученный раствор содержит молибдена 1 мкг/см3. Рабочий ра-
створ готовят в день проведения анализов.
3.15.	АГРОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВОГРУНТА
3.15.1.	ОТБОР И ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ ПОЧВОГРУНТА
К АНАЛИЗУ

Выращиваемым в защищенном грунте овощным культурам
требуется для формирования урожая в 3—4 раза больше питатель-
ных веществ, чем в полевых условиях. Томат в открытом грунте
выносит с урожаем с 1 м2 12—14 г N, 4—5 Р2О5и 14—15 г К2О, а в
теплицах соответственно 35—40, 10—12 и 60—65 г. Это обусловли-
вает необходимость применения более высоких доз минеральных
удобрений, которые за вегетационный период вносят в 5—6 при-
емов во избежание отрицательного действия повышенной кон-
центрации удобрений на растения и засоления почв.
Минеральные удобрения необходимо
применять в строгом соответствии с потреб-
ностью растений в питательных веществах
по периодам роста и данными агрохимичес-
ких анализов почв, включающих определе-
ние кислотности, содержания доступных
форм питательных веществ и водораствори-
мых солей. Такие определения проводят в
теплицах через каждые 3—4 нед.
Достоверность результатов агрохими-
ческого анализа почвогрунтов в значитель-
ной мере зависит от соблюдения требова-
ний, предъявляемых к отбору проб. Анализ
ошибок, возникающих при агрохимичес-
ком анализе почвогрунтов, показывает, что
около 75 % их связано с неправильным от-
бором пробы. В теплицах один смешанный
образец отбирают, как правило, с меньшей
площади, чем в открытом грунте. Смешан-
ный образец грунта составляют из 50—70 то-
Рис. 51. Бур тростьевой (£) со сменной рабочей частью (А):
7 — сменный почвозаборник с углублением; 2— опорная пята;
3—трубчатый пггок-удлинитель; /—рукоятка
445
чечных (индивидуальных) проб, равномерно взятых тростьевым
буром (рис. 51) на глубину 20—25 см с площади 1000 м1 2.
Отобранные точечные пробы тщательно перемешивают и берут
в полиэтиленовый мешочек средний образец — около 0,5 л почво-
грунта для дальнейшего анализа. В мешочек помещают этикетку,
на которой карандашом указывают хозяйство, номер теплицы и
образца, фамилию лица, взявшего образец. Параллельно на схеме
или плане полезной площади теплицы отмечают место взятия об-
разца и его номер.
При взятии проб из рассадных горшочков с растениями вместе
с комом грунта вынимают 10—20 растений. В нижней части кома
грунта ножом вырезают небольшое (примерно одинаковое с каж-
дого кома) количество почвогрунта. Полученную общую пробу
тщательно перемешивают и берут в полиэтиленовый мешочек
средний образец. При наличии в пробе большого количества кор-
ней или камешков их удаляют.
Агрохимический анализ почвогрунта теплиц проводят во влаж-
ном состоянии без предварительного подсушивания. Полученные
результаты анализа пересчитывают на 1 л почвогрунта.
3.15.2.	ТЕХНИКА ВЗЯТИЯ ПРОБ ПОЧВОГРУНТА НА АНАЛИЗ
ОБЪЕМНЫМ МЕТОДОМ И ПОЛУЧЕНИЕ ВЫТЯЖКИ
При агрохимическом анализе массу грунта теплиц берут по
объему с помощью приспособления, состоя-
щего из металлического цилиндра, внутрен-
ний рабочий объем которого составляет
75 см3, и цилиндрического штока массой 2,08 кг
(рис. 52). При отборе пробы металлический
цилиндр (без дна) устанавливают на металли-
ческой пластинке и наполняют небольшими
порциями исследуемого почвогрунта. Каждую
новую часть почвогрунта в цилиндре уплотня-
ют штоком. Отобранный объем почвогрунта
(75 см3) помещают в банку и приливают
150 см3 дистиллированной воды. Содержимое
банок взбалтывают на ротаторе 15 мин или на
мешалке 5 мин и отставляют на 10 мин. После
отстаивания в суспензии определяют pH и
Рис. 52. Устройство для отбора проб почвогрунта по
объему:
1 — подвижный уплотняющий поршень (шток) с указателями объе-
ма; 2— металлический цилиндр (стакан) для помещения грун-
та; 3 — рабочий объем цилиндра (75 см3)
446
электропроводность. Затем содержимое банок отфильтровывают
через двойной складчатый фильтр. Полученный фильтрат перели-
вают в стаканчики, из которых отбирают вытяжки для определе-
ния элементов питания.
3.15.3.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ pH ВОДНОЙ ВЫТЯЖКИ ТЕПЛИЧНОГО ГРУНТА
Перед измерением pH прибор настраивают по буферным
растворам (см. раздел 1 «Потенциометрия), устанавливают на
pH-метре температуру буферного раствора и почвенной суспен-
зии, после чего приступают к измерению.
Ход анализа. Электродную пару — стеклянный измерительный
и вспомогательный хлоридсеребряный электроды погружают в
суспензию и через 1—1,5 мин регистрируют показания прибора.
При переносе электродов из одной суспензии в другую их не об-
мывают дистиллированной водой.
Для настройки приборов приготовляют буферные растворы и
насыщенный раствор хлорида калия, который необходим для про-
верки состояния хлоридсеребряного электрода.
Приготовление реактивов. Насыщенный раствор хлорида калия:
126 г КО растворяют в дистиллированной воде при 20 °C в мерной
колбе на 500 см. Содержимое колбы доводят дистиллированной
водой до метки и тщательно перемешивают.
3.15.4.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ pH СОЛЕВОЙ ВЫТЯЖКИ ПОЧВОГРУНТА
Для более точного суждения о нуждаемости почвогрунта в из-
вестковании определяют обменную кислотность почвогрунта.
В зависимости от величины рНКС1 почвогрунт распределяют по
следующим группам кислотности.
рНка	Реакция (кислотность почвогрунта)
< 4,1	Очень сильнокислая
4,1-4,5	Сильнокислая
4,6-5,2	Кислая
5,3-6,4	Слабокислая
6,5-7,4	Нейтральная
7,5	Щелочная
Ход анализа. Обменную кислотность определяют в вытяжке
0,1 М раствора хлорида калия. С этой целью 20 см3 предваритель-
но уплотненного почвогрунта переносят в бутылку вместимостью
250 см3 и добавляют 100 см3 0,1 М раствора КО. Содержимое бу-
тылки взбалтывают вручную в течение 2—3 мин и оставляют на
447
10 мин. После этого рНКС1 суспензии измеряют на потенциометре
аналогично водной вытяжке.
Приготовление реактивов. 0,1 М раствор хлорида калия: 7,5 г
КС1 растворяют дистиллированной водой в мерной колбе на 1 дм3.
Содержимое колбы доводят дистиллированной водой до метки и
тщательно перемешивают.
3.15.5.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ КИСЛОТНОСТИ
ПО Г. КАППЕНУ
Прочно адсорбированные ионы водорода коллоидов почво-
грунта, обусловливающих потенциальную кислотность, переходят
в раствор при щелочной реакции и могут быть определены титри-
метрически. Для их определения используют гидролитически ще-
лочные соли. Кислотность, определяемая гидролитически щелоч-
ной солью, получила название гидролитической кислотности. В аг-
рохимической практике для определения гидролитической кис-
лотности используют 1 М раствор CH3COONa.
Ацетат натрия в водном растворе подвергается гидролизу. В ре-
зультате гидролиза pH раствора поддерживается в пределах 8,2—
8,4 в широком диапазоне соотношения масс грунта и раствора:
CH3COONa + Н2О # СН3СООН + NaOH.
При взаимодействии почвогрунта с раствором ацетата натрия
протекает следующая реакция:
ППК)Н + Na+ + ОН- + СНзСООН = ППК)№ + СН3СООН + Н2О.
Из уравнения следует, что чем большее количество ионов водо-
рода будет вытеснено ионами натрия из ППК в раствор, тем выше
гидролитическая кислотность.
Ход анализа. Навеску 10 г (±0,1 г) абсолютно сухого почвогрун-
та помещают в бутылку вместимостью 250 см3 и приливают
150 см3 1 М раствора ацетата натрия. Бутылки с почвогрунтом и
раствором CH3COONa устанавливают на ротаторе (встряхивателе)
и взбалтывают в течение 1 ч. Затем содержимое бутылки фильтру-
ют через фильтр. Если фильтрат вначале мутный, его вновь пере-
носят на фильтр с почвогрунтом. По окончании фильтрования бе-
рут пипеткой 50 см3 фильтрата, переносят в коническую колбу
или в стакан вместимостью 200—250 см3, прибавляют 2—3 капли
фенолфталеина и титруют 0,05 н. раствором NaOH до получения
устойчивой слабо-розовой окраски (pH 8,2—8,4).
Вычисление результатов. Гидролитическую кислотность (мг • экв/100 г
448
почвогрунта) вычисляют по формуле
„ VN -100 -1,75
г1г	,
т
где И—объем 0,05 н. раствора щелочи, пошедшей на титрование фильтрата; Л—
нормальность раствора NaOH, взятого для титрования (0,05 мг • экв/см3); 100 —
коэффициент для расчета на 100 г почвогрунта; 1,75 — поправка на неполноту вы-
теснения ионов Н+ из ППК; т — навеска почвы, соответствующая взятому для
титрования объему фильтрата, г.
Подставив в формулу соответствующие значения (/и = 3,333 г),
она примет вид
_ И-0,05-100-1,75 И-51,75	,
r 3,333	3,333
Реактивы. 1. 1 М раствор ацетата натрия (CH3COONa). 2. Фе-
нолфталеин — индикатор. 3. 0,05 М (0,05 н.) раствор NaOH.
3.15.6.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ АММОНИЙНОГО И НИТРАТНОГО АЗОТА
В ГРУНТЕ
В почвогрунтах доступный растениям азот находится в двух
формах — аммонийной и нитратной Аммонийный азот под влия-
нием микроорганизмов довольно быстро в тепличном грунте пре-
вращается в нитратную форму азота. Нитрификация особенно ин-
тенсивно протекает при температуре 25—30 °C, нейтральной и
слабощелочной реакции среды. Содержание аммонийного азота в
почвогрунте определяют до весеннего потепления. Почвогрунты,
которые содержат небольшие количества нитратного азота, отли-
чаются, как правило, низким содержанием аммонийного азота.
Если агрохимический анализ почвогрунта проводят через 4—
6 дней после внесения карбамида — CO(NH2)2, то наряду с опре-
делением нитратного и аммонийного азота проводят определение
амидного азота мочевины. Содержание карбамида определяют в
водной вытяжке. При анализе грунта следует иметь в виду, что в
тепличных хозяйствах карбамид применяют лишь весной (с апре-
ля) при хорошей освещенности теплиц. В противном случае мож-
но вызвать отравление растений.
3.15.6.1. Определение нитратного азота
Принцип метода. Нитратный азот образует с дифениламином в
растворе концентрированной серной кислоты соединение, окра-
шенное в синий цвет. Интенсивность окраски раствора пропор-
циональна содержанию нитратов в почвогрунте.
39 — 8539
449
Ход анализа. В пробирку вместимостью 20 см3 с помощью пи-
петки берут 1 см3 вытяжки и медленно (по стенке пробирки) при-
ливают из бюретки 15 см3 раствора дифениламина. Содержимое
пробирки тщательно перемешивают чистой стеклянной палочкой.
Интенсивность образующейся синей окраски зависит от содержа-
ния нитратного азота в почвогрунте. Содержание нитратов опре-
деляют колориметрически по оптической плотности (светопогло-
щению или светопропусканию) окрашенного раствора. Измере-
ние проводят через 30 мин при длине волны 566 нм (желтом све-
тофильтре). Содержание азота в почвогрунте определяют по
градуировочному графику.
Построение градуировочного графика. В восемь пронумерован-
ных мерных колб на 100 см3 последовательно приливают из бю-
ретки указанный в таблице 59 объем раствора KNO3 (реактив), со-
держащего 1 мг/см3 азота нитратов.
59. Шкала образцовых растворов для определения нитратного азота
I Указатель	Номер мерной колбы							
	1	2	3	1 4	5	6	7	8
Количество раствора	0	0,5	1,0	1,5	2,0	3,0	4,0	5,0
KNO3, см3 Содержание N—NO3,	0	10	20	30	40	60	80	100
мг/л грунта
Содержимое мерных колб (в том числе первой колбы) доводят
дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
Полученные растворы содержат соответственно 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0;
3,0; 4,0; 5,0 мг/100 см3 азота нитратов (N—NO3) и служат в каче-
стве образцового рабочего раствора (раствора сравнения) при по-
строении градуировочного графика. Для построения графика за-
висимости оптической плотности от концентрации нитратов из
каждой колбы (№ 1—8) с образцовым рабочим раствором KNO3
берут в пробирки вместимостью 20 см3 по 1 см3 раствора. Пробир-
ки должны иметь те же номера, что и колбы на 100 см3 с образцо-
вым раствором. Из мерной колбы № 1 берут 1 см3 образцового ра-
створа в пробирку № 1, из колбы № 2 — в пробирку № 2 и т. д.
После этого во все пробирки осторожно (по стенке пробирки)
приливают из бюретки по 15 см3 раствора дифениламина. Содер-
жимое пробирок перемешивают стеклянной палочкой и через
25—30 мин определяют оптическую плотность раствора, получен-
ного из вытяжки почвогрунта и растворов сравнения, приготов-
ленных для построения градуировочного графика. Оптическую
плотность окрашенных растворов в пробирках измеряют на ФЭК
при длине волны 570 нм (желтом светофильтре).
450
Содержание нитратного азота (мг/л) в образцах почвогрунта
определяют по графику.
Для построения градуировочного графика на оси абсцисс от-
кладывают содержание азота (мг/л почвогрунта), на оси орди-
нат — показания прибора оптической плотности раствора в про-
бирках. Наряду с данным методом определения содержание нит-
ратов можно установить на потенциометре с помощью ионно-се-
лективного электрода на NOf.
Реактивы и их приготовление. 1) Раствор дифениламина: в 1 дм3
чистой концентрированной серной кислоты, ч.д.а. (пл. 1,84 г/см3),
растворяют 1 г дифениламина и 1 г хлорида натрия (NaCl). Ра-
створение дифениламина проводят в вытяжном шкафу. Появляю-
щаяся легкая голубая окраска обычно полностью исчезает на сле-
дующий день. Реактив хранят в темной склянке в прохладном ме-
сте. При таком хранении раствор длительное время сохраняет
свои свойства.
2. Стандартный раствор KNO3: на аналитических весах взвеши-
вают 7,221 г (±0,001 г) KNO3, переносят в мерную колбу на 1 дм3,
добавляют 250—300 см3 дистиллированной воды и перемешивают
до полного растворения нитрата калия. Содержимое колбы дово-
дят дистиллированной водой до метки и вновь тщательно переме-
шивают. Полученный исходный раствор, содержащий 1 мг нит-
ратного азота (N—NO3) в 1 см3, используют для приготовления
шкалы рабочих образцовых растворов при определении нитратно-
го азота и калия (К2О) в почвогрунте.
3.15.6.2. Определение аммонийного азота с реактивом Несслера
Принцип метода. Аммонийный азот (N—NH4) с реактивом
Несслера образует комплексное соединение, окрашивающее ра-
створ в желтый цвет. Интенсивность полученной окраски про-
порциональна содержанию в растворе аммонийного азота.
Ход анализа. В пробирку вместимостью 20 см3 переносят 2,5 см3
вытяжки (приготовление вытяжки см. выше). К содержимому
пробирки из бюретки приливают 6 см3 смеси щелочного раствора
сегнетовой соли с раствором крахмала (реактив 1), тщательно пе-
ремешивают и добавляют четыре капли реактива Несслера (реак-
тив 2). Оптическую плотность окрашенного в желтый цвет раство-
ра измеряют через 30 мин на ФЭК при длине волны 450—480 нм
(синем светофильтре). Окраска раствора устойчива в течение 4 ч.
Содержание аммонийного азота устанавливают по градуировоч-
I юму графику, сопоставляя оптическую плотность определяемого
и образцового растворов с известной концентрацией аммонийно-
го азота.
."Г
451
Построение градуировочного графика. Вначале готовят рабочие
образцовые растворы. В мерные колбы на 100 см3 приливают из
бюретки указанное в таблице 60 количество раствора сульфата ам-
мония (реактив 3), содержащего 0,1 мг/см3 аммонийного азота
(N—NH4). Содержимое мерных колб доводят дистиллированной
водой до метки и перемешивают. Перед определением аммоний-
ного азота из каждой колбы берут по 3 см3 раствора в пробирки с
теми же номерами, что и мерные колбы. Во все пробирки добав-
ляют из бюретки по 6 см3 щелочного раствора Несслера (реактив
2) и тщательно перемешивают чистой стеклянной палочкой.
60. Приготовление шкалы образцовых растворов для определения
аммонийного азота
Показатель	Номер мерной колбы									
	1	2	3	4	1 5	6	1 7 1	8	9	10
Количество раствора сульфата аммония, см3	0	3	6	9	12	15	18	21	24	27
Содержание N—NH4, мг/л грунта	0	6	12	18	24	30	36	42	48	54
Оптическую плотность окраски растворов измеряют через 0,5 ч
на ФЭК при длине волны 450—480 нм (синий светофильтр). Далее
приступают к построению градуировочного графика: на оси абс-
цисс откладывают содержание азота (мг/л почвогрунта), на оси
ординат — показания ФЭК. Содержащееся в пробирках количе-
ство аммонийного азота соответствует следующему содержанию
азота в почвогрунте (мг/л, см. табл. 60). Пользуясь градуировоч-
ным графиком, определяют содержание аммонийного азота в ис-
следуемых образцах.
Приготовление реактивов. 1. Смесь щелочного раствора сегнето-
вой соли с раствором крахмала и реактивом Несслера приготовля-
ют путем смешивания 80 см3 дистиллированной воды с 40 см3 ще-
лочного раствора сегнетовой соли (реактив А) и 10 см3 раствора
крахмала с реактивом Несслера (реактив Б).
Реактив А'. 80 г сегнетовой соли (KNaC4H4O6  4Н2О) и 75 г
NaOH переносят в мерную колбу на 1 дм3 и растворяют в чистой
дистиллированной воде. Содержание колбы доводят дистиллиро-
ванной водой до метки, закрывают пробкой и тщательно переме-
шивают.
Реактив Б: 12 г крахмала переносят в мерную колбу на 250 см3
и приливают 100 см3 дистиллированной воды. После перемешива-
ния добавляют 6 см3 реактива Несслера. Через 2—3 дня отстояв-
шуюся часть раствора используют для приготовления смеси ще-
лочного раствора сегнетовой соли с раствором крахмала.
2. Реактив Несслера.
452
3. Раствор сульфата аммония: 0,472 г (±0,001 г) химически чис-
того (NH4)2SO4 растворяют в дистиллированной воде в мерной
колбе на 1 дм3. Содержимое колбы доводят дистиллированной во-
дой до метки, закрывают пробкой и тщательно перемешивают. В
I см3 раствора содержится 0,1 мг N.
3.15.7.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОСТУПНОГО ФОСФОРА
Принцип метода. См. в разделе «Агрохимический анализ по-
чвы».
Ход анализа. В мерную колбу на 50 см3 переносят 5 см3 вытяж-
ки и приливают до метки смешанный индикатор — реактив Б.
Колбу закрывают пробкой и содержимое перемешивают. Через
Юмин оптическую плотность раствора измеряют на ФЭК при
длине волны 720—750 нм. Окраска сохраняется без изменения в
течение 24 ч. Содержание P2Os в почвогрунте находят по градуи-
ровочному графику.
Построение градуировочного графика. Из колб шкалы образцо-
вого раствора отбирают в мерные колбы на 50 см3 (имеющие те же
номера, что и колбы шкалы образцового раствора) по 5 см3 ра-
створа (табл. 61). Содержимое колб доводят реактивом Б до метки.
Оптическую плотность, окрашенного в синий цвет раствора изме-
ряют через 10 мин на ФЭК при длине волны 720—750 нм.
61. Приготовление шкалы образцовых растворов для определения фосфора
Показатель	Номер колбы вместимостью 100 см3									
	1 1	2	3	1 4	5	6	7 1	8	9	10
Объем рабоче-	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
го раствора, см*										
Содержание P2OS в объеме	0,5	1,0	1,50	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0
100 см3, мг Содержание	2,5	5,0	7,5	10	12,5	15	17,5	20,0	22,5	25
Р2О5 в 5 см3, и  10-2 мг										
1 одержание Р2О5, мг/л	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
почвогрунта
На оси абсцисс откладывают содержание Р2О5 (мг/л почво-
грунта), а на оси ординат — соответствующие показания ФЭК.
Приготовление растворов. 1. Раствор 2,5 М серной кислоты: в
мерную колбу вместимостью 1 дм3 приливают вначале 500—600 см3
дистиллированной воды и небольшими порциями добавляют в кол-
453
бу при помешивании 140 см3 концентрированной серной кислоты
(пл. 1,84 г/см3). Содержимое колбы доводят дистиллированной во-
дой до метки, охлаждают и вновь доводят дистиллированной водой
до метки.
2.	Раствор молибдата аммония: 12 г соли (NH4)2MoO4 раство-
ряют в 200 см3 горячей дистиллированной воды и охлаждают до
комнатной температуры.
3.	Раствор сурьмяно-виннокислого калия: 0,291 г соли раство-
ряют в 100 см3 теплой дистиллированной воды, полученный ра-
створ охлаждают.
4.	Реактив А: 1 л 2,5 М раствора H2SO4 переносят в мерную
колбу вместимостью 2 л, последовательно приливают раствор мо-
либдата аммония и сурьмяно-виннокислого калия. Содержимое
колбы тщательно перемешивают и доводят дистиллированной во-
дой до метки. Полученный раствор (реактив А) хранится в темно-
те длительное время.
5.	Реактив Б: 4,435 г (±0,001 г) аскорбиновой кислоты взвеши-
вают на аналитических весах и растворяют в 840 см3 реактива А.
Полученный раствор доводят дистиллированной водой до объема
5 л. Приготовленного реактива Б достаточно для анализа ПО об-
разцов почвогрунта. Реактив приготовляют в день проведения
анализа, раствор можно использовать в течение 24 ч.
6.	Исходный стандартный раствор: на аналитических весах берут
4,794 г (±0,001 г) КН2РО4, переносят в мерную колбу вместимостью
500 см3, растворяют дистиллированной водой и доводят объем до
метки. В 1 см3 раствора содержится 5,0 мг Р2О5, или 2,182 мг Р.
7.	Рабочий раствор: 100 см3 исходного стандартного раствора
переносят в мерную колбу на 1 дм3 и доводят дистиллированной
водой до метки. В 1 см3 рабочего раствора содержится 0,5 мг Р2О5,
или 0,218 мг Р.
3.15.8.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОСТУПНОГО КАЛИЯ В ПОЧВОГРУНТАХ
Принцип метода. Доступный калий в водной вытяжке из почво-
грунта определяют на пламенном фотометре. Для построения граду-
ировочного графика используют стандартный и рабочий растворы.
Приготовление растворов. 1. Исходный стандартный раствор:
навеску 4,31 г (±0,01 г) KNO3 переносят в мерную колбу на 1 дм3,
растворяют и доводят дистиллированной водой до метки. Полу-
ченный раствор содержит в 1 см3 2 мг К2О.
2.	Рабочий раствор: в пронумерованные мерные колбы на
100 см3 приливают объемы исходного стандартного раствора
KNO3, указанные в таблице 62. В 1 см3 такого раствора содержит-
ся 3,35 мг К2О.
Содержимое колб доводят дистиллированной водой до метки.
454
62. Приготовление шкалы образцовых растворов для определения калия
Показатель	Номер колбы вместимостью 100 см’					
	1	1 2	1 3	1 4	5	6
Объем исходного раствора, см3	1	2	3	4	5	6
Содержание К2О, мг/л грунта	40	80	120	160	200	240
При построении градуировочного графика на оси абсцисс от-
кладывают содержание КгО (мг/л почвогрунта), а на оси орди-
нат — показания пламенного фотометра.
3.15.9.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОСТУПНОГО МАГНИЯ
Принцип метода. При взаимодействии магния с титановым жел-
тым образуется соединение, окрашивающее раствор в оранжево-
красный цвет. Интенсивность полученной окраски пропорцио-
нальна концентрации магния в растворе. Измерение оптической
плотности проводят на ФЭК при синем светофильтре с длиной
волны 540—560 нм.
Ход анализа. Для определения доступного магния берут в про-
бирки по 2 см3 водной вытяжки почвогрунта, затем последова-
тельно добавляют 1 см3 2%-ного раствора крахмала (реактив 1),
1 см3 0,5%-ного раствора титанового желтого (реактив 2), 7 см3 ди-
стиллированной воды и 1 см3 2 М раствора NaOH (реактив 3). Со-
держимое пробирок после добавления каждого реактива тщатель-
но перемешивают. Оптическую плотность окрашенных растворов
измеряют через 30 мин на ФЭК при слое жидкости в кювете 10 мм
и синем светофильтре с длиной волны 540—560 нм. Контрольным
раствором при измерении оптической плотности является дистил-
лированная вода с добавлением всех необходимых реактивов.
Определение содержания Mg в почвогрунте проводят по гра-
дуировочному графику, для построения которого в мерные колбы
на 100 см3 приливают из бюретки объемы рабочего раствора суль-
фата магния (реактив 4) (табл. 63), содержащего в 1 см3 0,1 мг Mg.
Содержимое колбы доводят дистиллированной водой до метки.
63. Приготовление шкалы образцовых растворов для определения магния
Показатель	Номер колбы вместимостью 100 см’							
	1	2	1 3	4		6 1	7	1 8
Объем рабочего раствора, см3	2,5	5	7,5	10	12,5	15	20	25
Содержание маг-	10	20	30	40	50	60	80	100
ния, мг/л почво-
грунта
455
Приготовление реактивов. Реактив 1 — 2%-ный раствор крахма-
ла: 20 г крахмала переносят в мерную колбу на 1 дм3, растворяют и
доводят до метки дистиллированной водой.
Реактив 2 — 0,5%-ный раствор титанового желтого: 1,25 г реак-
тива растворяют в стакане дистиллированной воды и переносят в
мерную колбу на 250 см3, перемешивают, доводят водой до метки
и оставляют стоять в темном месте до появления хлопьев. Полу-
ченный раствор отфильтровывают. В темной склянке реактив мо-
жет храниться 2—3 мес.
Реактив 3 — 2 М раствор щелочи: 80 г NaOH растворяют дис-
тиллированной водой в фарфоровой кружке, переливают в мер-
ную колбу на 1 дм3 и после охлаждения доливают объем до метки.
Исходный стандартный раствор сульфата магния: берут на ана-
литических весах 2,475 г (± 0,001 г) безводной соли MgSO4, ра-
створяют в химическом стакане, переносят в мерную колбу на
1 дм3 и к раствору сульфата магния приливают 35 см3 концентри-
рованной соляной кислоты (пл. 1,19). После перемешивания
объем раствора доводят дистиллированной водой до метки.
Рабочий раствор (реактив 4): берут 100 см3 исходного раствора,
переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доводят дистил-
лированной водой до метки и перемешивают. Рабочий раствор с
содержанием 0,1 мг Mg в 1 см3 используют для построения градуи-
ровочного графика.
3.15.10.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРИД-ИОНА АРГЕНТОМЕТРИЧЕСКИМ
МЕТОДОМ
Принцип метода. Состоит в титровании хлорид-иона в водной
вытяжке раствором нитрата серебра, который образует с хлорид-
ионом труднорастворимое соединение:
Ag+ + Cl- = AgCLl.
Чтобы определить конечную точку титрования, в раствор до-
бавляют хромат калия (К2СГО4), который образует с избытком се-
ребра осадок, вызывающий изменение окраски раствора с желтой
до красно-бурой.
Ход анализа. Пипеткой или мерным цилиндром берут 25 см3
водной вытяжки почвогрунта, переносят в коническую колбу на
100 см3. К вытяжке в колбе приливают 1 см3 10%-ного раствора
К2СГО4 Содержимое колбы перемешивают и титруют при нали-
чии «свидетеля» в параллельной колбочке до появления слабой
красноватой окраски. В этот момент окраска титруемой смеси на-
чинает отличаться от окраски «свидетеля». «Свидетель» представ-
456
ляет собой смесь растворов, которую приготовляют перед опреде-
лением хлора. Эта смесь состоит из 3—4 капель 0,02 М раствора
AgNO3, 25 см3 0,01 М раствора NaCl, 1 см3 10%-ного раствора
К2СгО4.
Окраска «свидетеля» соответствует окраске недотитрованного
раствора.
Вычисление результатов. Содержание хлора, мг/дм3 (1 л) почво-
грунта, определяют по формуле
У\Н -1000 „„
tn = ———----- -35,5,
где Kj — количество 0,02 М AgNO3, пошедшее на титрование, см3; Н— количество
мг • экв в 1 см3 0,02 М раствора AgNO3 (в 1 см3 0,02 М AgNO3 содержится 0,02 мг • экв
AgNO3); И—объем почвогрунта, соответствующий 25 см3 вытяжки; 35,5 — коэф-
фициент для перевода мг • экв С1 в мг; 1000 — коэффициент для перевода на 1 л
почвогрунта.
Приготовление реактивов. Реактив 1 — 10%-ный раствор
К2СгО4: на технических весах берут 10 г хромата калия и растворя-
ют в 90 см3 дистиллированной воды.
Реактив 2 — 0,02 М раствор AgNO3: на технических весах берут
3,40 г нитрата серебра, переносят в мерную колбу вместимостью
1 дм3, затем растворяют и доводят до метки дистиллированной во-
дой. Приготовленный раствор оставляют в темном месте на два
дня. Устанавливают нормальность по 0,02 н. раствору (0,02 М ра-
створ) хлорида натрия. В три конические колбы на 100 см3 берут
по 15 см3 раствора 0,02 М NaCl (0,02 н. NaCl), добавляют по 1 см3
10%-ного раствора К2СгО4 и титруют содержимое колбы 0,02 н.
раствором (0,02 М) AgNO3 до появления неисчезающей красно-
бурой окраски.
Реактив 3 — 0,02 н. раствор NaCl (0,02 М раствор NaCl): навес-
ку 0,585 г (±0,001 г) NaCl взвешивают на аналитических весах, ра-
створяют в химическом стакане дистиллированной водой, содер-
жимое стакана количественно переносят в мерную колбу вмести-
мостью 1 дм3 и доводят дистиллированной водой до метки.
3.15.11.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ В ПОЧВОГРУНТЕ
ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
В тепличном овощеводстве вследствие интенсивного примене-
ния удобрений и полива растений водой, содержащей раствори-
мых солей более 1,2 г/л, с течением времени может произойти за-
соление почвогрунтов. Овощные культуры, возделываемые на
457
почвогрунтах с избыточным содержанием водорастворимых со-
лей, отстают в развитии, нарушается питание растений, листья
уменьшаются в размерах и приобретают окраску от темной до
светло-зеленой.
Избыточное засоление почвогрунтов устраняют промыванием
их водой с низким содержанием растворимых солей или добавле-
нием свежего произвесткованного верхового торфа. Для предотв-
ращения засоления почвогрунтов один или два раза в год опреде-
ляют содержание в них водорастворимых солей. О степени засоле-
ния тепличных грунтов судят по величине электропроводности
раствора вытяжки, которая находится в прямой зависимости от
содержания водорастворимых солей в почвогрунте.
Электропроводность, mS/cm-1	Содержание водорастворимых солей
0-1,0 1,1-2,0 2,1-3,0 3,1-4,0 >4,1	Низкое Умеренное Нормальное Повышенное Высокое Очень высокое
3.15.12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА
В ПОЧВОГРУНТЕ
Определение содержания органического вещества грунта осно-
вано на озолении определенной его навески, высушенной до абсо-
лютно сухой массы, при высокой температуре в муфельной печи.
Ход анализа. Предварительно взвешенные на аналитических ве-
сах фарфоровые тигли вместимостью 20—30 см3 заполняют на 3/4
почвогрунтом, взвешивают на технохимических весах и помещают
для высушивания в предварительно нагретый сушильный шкаф.
Высушивание проводят при температуре до 105 °C в течение 12 ч до
постоянной массы. После чего тигли с почвогрунтом вынимают из
сушильного шкафа, охлаждают и взвешивают. Массу тигля с влаж-
ным и высушенным почвогрунтом записывают в рабочую тетрадь.
Затем взвешенные тигли с сухим грунтом ставят в муфель и
озоляют при температуре 525 °C в течение 3 ч, после чего прока-
ленные тигли вынимают из муфеля и проверяют полноту озоле-
ния почвогрунта. С этой целью ложечкой или стеклянной палоч-
кой аккуратно, не просыпая золу, переворачивают нижнюю часть
содержимого тигля наверх. Прокаленная масса должна иметь од-
нородную розовато-желтую окраску. При наличии на дне тигля
неозоленных темных частиц прокаливание продолжают в течение
1—1,5 ч. Прокаленные и охлажденные тигли взвешивают с точно-
стью до 0,01 г. Делают соответствующие записи в журнале.
458
Вычисление результатов. Содержание органического вещества в
почвогрунте (%) находят по формуле
С = —-100,
Н
где В — потеря в массе при прокаливании, г; И— навеска абсолютно сухого грун-
та, г; 100 — коэффициент для перевода в %.
3.16. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АГРОХИМИЧЕСКОГО
АНАЛИЗА ПОЧВОГРУНТОВ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ
ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ
Основной исходный субстрат для приготовления тепличных
почвогрунтов — низинный и верховой торф.
При определении доз минеральных удобрений учитывают уро-
вень обеспеченности почвогрунтов доступными питательными ве-
ществами, потери элементов питания в период выращивания (вы-
мывание и т. д.) и вынос их с урожаем. В почвогрунтах, недоста-
точно обеспеченных доступными питательными веществами, мо-
жет наблюдаться дефицит либо всех элементов, либо одного из
них. При недостатке всех доступных питательных веществ плодо-
родие почвогрунтов улучшают путем внесения органических удоб-
рений, извести и минеральных удобрений.
Если почвогрунт характеризуется низкой обеспеченностью до-
ступным калием, то калийные удобрения применяют перед высад-
кой рассады и в период вегетации (корневые подкормки) до тех
пор, пока содержание К2О в почвогрунте не достигнет нормально-
го или повышенного содержания.
В таблице 64 приведены максимальные количества питатель-
ных веществ, которые можно вносить за один прием под овощные
культуры в защищенном грунте.
64. Максимальные дозы удобрений (г/м2), вносимые под овощные культуры за один прием					
Срок внесения	Солеустойчивость растений	N	РА	К2О	Обшее количество удобрений
Перед вы-	Слабая	5	30*	20	250
садкой	Средняя или высокая	8	40*	30	300
рассады					
11одкормка	Слабая	5	—	10	100
	Средняя или высокая	5	—	10-15	100
‘Дозы Р2О5, вносимые в запас на весь период вегетации.
459
Внесение более высоких доз удобрений может привести к на-
коплению избыточных количеств солей.
При мелиоративном удобрении дозы питательных веществ
можно увеличить на 20 %, если вносимые удобрения равномерно
распределяют перед фрезерованием почвогрунта.
Обеспеченность почвогрунтов доступными питательными ве-
ществами зависит от состава почвогрунта, его способности вос-
полнять убыль питательных веществ из почвенного раствора и
особенности выращиваемых культур (динамики поглощения пи-
тательных веществ). Если почвогрунт способен ежечасно и с вы-
сокой скоростью восполнять на протяжении вегетации убыль пи-
тательных веществ из почвенного раствора, то высокие урожаи
плодов овощных культур можно получить и при невысоком содер-
жании в почвогрунте доступных питательных веществ. С. Я. Пече-
нева рекомендует для получения высоких урожаев поддерживать в
почвогрунтах следующие уровни доступных питательных веществ
на протяжении всего вегетационного периода (табл. 65).
65. Рекомендуемые уровни обеспеченности почвогрунтов доступными питательными
веществами (мг/л) при выращивании огурца и томата (по Печеневой)
Пита- тельный элемент	Месяц выращивания								
	1-й	2-й	3-й	4-й	5-й	6-й | 7-й | 8-й	9-й	10-й	11-й
N	60	60	Зимне-весенняя культура огурца 50	50	40	40						
К	130	120	100	100	90	80			
Mg	40	40	40	40	30	30			
Са	—	170	150	150	120	120			
Урожай-	—	1,0	6,0	6,0	7,4	6,5			
НОСТЬ, кг/м2									
Осенняя культура огурца
N	70	65	60	60
К	100	90	80	90
Mg	60	50	40	40
Са	170	150	150	
Урожай-		0,8	4,7	2,4
ность,
кг/м2
Зимне-весенняя культура томата
N	70	80	60	50	50	40	40	40
К	210	120	150	140	130	120	100	100
Mg	70	60	40	40	40	40	40	40
Са	250	200	180	165	150	140	120	120
Урожай-		0,4	3,1	4,5	2,9	1,0	0,2	
ность,
кг/м2
460
Продолжение
Пита- тельный элемент	Месяц выращивания								
	1-й	2-й	3-й	4-й	| 5-й | 6-й | 7-й	8-й	9-йП	По-й	11-й
Майская культура томата
N	80	80	80	80	80	80
К	170 160	160	150 150	150
Mg	70	70	60	50	50	50
Са	250 250	200	200 200	200
Урожай-	3,0	3,5	2,8	1,5
ность,
кг/м2
Осенняя культура томата
N	80	80	80	80	80
К	160	160 160	150	150
Mg	70	70	60	50	50
Са	250	250 250	200	200
Урожай-	1,9	3,2	2,0
ность,
кг/м'
Если почвогрунт в любое время суток способен поддерживать
содержание Р2О5 (в водной вытяжке) на уровне 10—15 мг/л, то
можно получить высокий урожай овощных культур.
На достаточно обеспеченных питательными веществами поч-
вогрунтах и при отсутствии возможности проводить агрохимичес-
кие анализы в период вегетации дозы удобрений можно рассчи-
тать с учетом выноса элементов питания с урожаем и возможных
потерь питательных веществ от вымывания и закрепления в по-
чве. В этом случае дозы питательных веществ должны превышать
вынос азота с урожаем в 1,1 раза, калия —в 1,3, фосфора —в
2,5 раза. Например, если огурец с планируемым урожаем выносит
с 1 м2 30 г N, 10 Р2О5 и 50 г К2О, то при выращивании его на опти-
мально обеспеченных питательными веществами почвогрунтах
нужно за период вегетации внести на 1 м2 следующее количество
питательных веществ: 30 • 1,1 = 33 г N; 10 • 2,5 = 25 г Р2О5; 50 • 1,3 =
= 65 г К2О.
Глава 4
АНАЛИЗ УДОБРЕНИЙ
4.1.	МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ
По внешнему виду минеральные удобрения трудно различить.
При неудовлетворительном хранении удобрения становятся весь-
ма сходными между собой. Чтобы избежать ошибок при использо-
вании удобрений, необходимо уметь определять с помощью про-
стейших качественных реакций любое минеральное удобрение.
4.1.1.	РАСПОЗНАВАНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
ПО КАЧЕСТВЕННЫМ РЕАКЦИЯМ
Простые минеральные удобрения бывают кристаллические и
аморфные. К кристаллическим относятся все азотные (за исклю-
чением цианамида кальция) и все калийные, к аморфным — все
фосфорные и известковые удобрения. Кристаллические удобре-
ния либо полностью, либо заметно растворяются в воде. Аморф-
ные удобрения, как правило, слабо растворимы в воде. Визуально
растворимость этих удобрений в воде определить практически не-
возможно
По простейшим реакциям можно определить любое удобрение
внутри этих двух больших групп. Рассмотрим эти реакции отдель-
но для каждого вида минеральных удобрений. В сельском хозяй-
стве нашей страны используют следующие твердые азотные удоб-
рения: NH4NO3, (NH4)2SO4, CO(NH2)2, в овощеводстве защищен-
ного грунта применяют Ca(NO3)2 и KNO3. Из приведенных фор-
мул видно, что в состав аммиачно-нитратных, аммиачных и
нитратных удобрений входят ионы: NH4, К+, Са2+, Na+, SO4~
NO3 иС1-
Наличие иона аммония легко обнаружить при действии на ра-
створ удобрения щелочью. Выделение при этой реакции аммиака,
который легко определить по характерному запаху, указывает на
наличие в составе удобрений аммонийной группы: NH4NO3 +
+ NaOH = NaNO3 + NH3T + H2O.
Присутствие иона NO3 устанавливают с помощью дифенила-
мина. Последний, взаимодействуя с нитратным ионом, образует
462
соединение, окрашивающее раствор в синий цвет. Следовательно,
аммиачную селитру можно легко определить, воздействуя на ра-
створ этого удобрения щелочью и дифениламином. Если при до-
бавлении дифениламина синее окрашивание не появляется, то пе-
ред нами либо сульфат аммония, либо хлорид аммония. Чтобы от-
личить сульфат аммония от аммиачной селитры, проводят реак-
цию с хлоридом бария. К раствору удобрения в пробирке
прибавляют две капли хлорида бария. При взаимодействии их об-
разуется белый кристаллический осадок сульфата бария:
(NH4)2SO4 + ВаС12 = BaSO4l + 2NH4C1.
Если выпавший осадок не растворяется от прибавления в ту же
пробирку соляной или уксусной кислоты, то исследуемое удобре-
ние — сульфат аммония.
Хлорид аммония легко распознать путем добавления в пробир-
ку с раствором удобрения двух капель AgNO3. При наличии в ра-
створе ионов С1_ выпадает белый творожистый осадок, который
также не растворяется от прибавления (в ту же пробирку) уксус-
ной кислоты.
Раствор таких удобрений, как Ca(NO3)2, NaNO3 и KNO3, от
прибавления дифениламина окрашивается в синий цвет. Реак-
цию проводят так: раствором удобрения смачивают белую повер-
хность фарфоровой чашки. Раствор удобрения из чашки удаля-
ют, а к смоченной поверхности прибавляют одну каплю дифени-
1амина. При наличии в составе удобрений NO3 смоченная по-
верхность чашки быстро окрашивается в синий цвет. Между
собой нитраты кальция, натрия и калия легко отличить по следу-
ющим реакциям: кальциевая селитра вспыхивает и быстро сгора-
ет бесцветным пламенем; калийная селитра вспыхивает и окра-
шивает пламя в фиолетовый цвет; натриевая селитра вспыхива-
ет и сгорает желто-оранжевым пламенем. При действии на ра-
створ Ca(NO3)2 щелочью выпадает осадок Са(ОН)2. Натриевая и
калийная селитры каких-либо соединений со щелочью не обра-
зуют.
Мочевина — CO(NH2)2 — хорошо растворяется в воде. Однако
никаких характерных реакций с перечисленными выше реактива-
ми она не дает. Только на раскаленном угле дымит и выделяет ам-
миак.
Аммиачная селитра либо сгорает на раскаленном угле бесцвет-
ным пламенем, либо плавится, кипит и выделяет белый дым с за-
пахом аммиака.
Малораспространенное азотное удобрение цианамид кальция
(CaCN2) представляет собой тонкий порошок темно-синего цвета
с легким запахом керосина. В воде он нерастворим, имеет щелоч-
ную реакцию. Если в отстоявшуюся над осадком цианамида каль-
ция жидкость опустить красную лакмусовую бумагу, то она поси-
463
неет. Сухой порошок этого удобрения вскипает в пробирке от
прибавления кислоты с образованием колец черной пены.
В земледелии нашей страны применяют следующие калийные
удобрения: хлорид калия (КС1), сульфат калия (K2SO4), калийную
соль (?иКС1 • nNaCl + КС1), калимагнезию (K2SO4 • MgSO4) и хлор-
калий — электролит (хлорид калия с примесями сульфатных
ионов и др.).
В отличие от азотных калийные удобрения не сгорают на рас-
каленном угле и не дают определенного запаха. Они различаются
между собой по внешнему виду и химическим реакциям.
Хлорид калия выпускают в виде гранул мелких и крупных кри-
сталлов. Присутствие иона хлора в калийных удобрениях опреде-
ляют прибавлением капли нитрата серебра в пробирку с раство-
ром удобрения:
КС1 + AgNO3 = KNO3 + AgCU.
При наличии ионов хлора в пробирке выпадает белый творо-
жистый осадок, который не растворяется от прибавления уксус-
ной кислоты.
Калийную соль (w?KCl • «NaCl + КС1) легко отличить от хлори-
да калия по внешнему виду. Она представляет собой смесь розо-
вых кристаллов с белыми (более мелкими). Кроме того, присут-
ствующий в составе калийной соли натрий окрашивает пламя га-
зовой горелки в желто-оранжевый цвет.
Сульфат калия (сернокислый калий) представляет собой бе-
лые кристаллы. Это удобрение легко отличить от хлорида калия
и 40%-ной калийной соли: при добавлении к растворам КС1,
K2SO4 и (/иКС1 • «NaCl) + КС1 двух капель хлорида бария в про-
бирке с сульфатом калия выпадает мелкий кристаллический
осадок:
K2SO4 + ВаС12 = BaSO4J, + 2КС1.
Калимагнезию легко отличить от сульфата калия путем прибав-
ления в пробирку с раствором K2SO4 • MgSO4 щелочи — выпадает
осадок гидроксида магния.
Каинит (КС1 • MgSO4 • ЗН2О) дает характерные реакции с нит-
ратом серебра — выпадает осадок хлорида серебра; с ВаС12 выпа-
дает осадок BaSO4, с NaOH — осадок гидроксида магния.
Аморфные простые удобрения (фосфорные и известковые)
также легко распознать как по внешнему виду, так и с помощью
простейших химических реакций. Распознавание этих удобрений
начинают (при отсутствии заметной растворимости в воде) с про-
ведения реакции с кислотой со всеми порошковидными аморф-
464
ными веществами. С этой целью к небольшому количеству удоб-
рения (~ 1 г), помещенного в сухую пробирку, добавляют несколь-
ко капель уксусной кислоты. Если при этом удобрение вскипает,
то перед нами либо известковый материал, либо фосфатшлак,
либо томасшлак. Вскипание обусловливается выделением диокси-
да углерода. Фосфат- и томасшлак темно-серого цвета. Они харак-
теризуются большей объемной массой, чем известь. Кроме того,
томасшлак всегда имеет щелочную реакцию. Если опустить в от-
стоявшуюся жидкость над его осадком (в пробирке) красную лак-
мусовую бумагу, то она посинеет. Следует отметить, что сухой до-
ломит (СаСО3 • MgCO3) может и не вскипать от прибавления сла-
бой уксусной кислоты. Если известно, что взятое удобрение не
фосфорное и не гипс и не вскипает от прибавления уксусной кис-
лоты, то к сухому порошку в пробирке нужно добавить небольшое
количество 10%-ной соляной кислоты. Если в пробирке доломит,
то наблюдается отчетливое вскипание. Такие удобрения, как фос-
форитная мука, суперфосфат и преципитат, от прибавления кис-
лоты не вскипают.
Преципитат представляет собой порошок белого цвета с серо-
ватым оттенком. Если к 0,5 г преципитата в сухой пробирке до-
бавить 15—20 см3 дистиллированной воды и содержимое тща-
тельно перемешать, то отстоявшаяся над преципитатом жид-
кость будет желтеть от прибавления 2—3 капель нитрата серебра,
что укажет на присутствие фосфат-ионов в составе удобрения.
Синяя лакмусовая бумага при погружении в жидкость над осад-
ком удобрения цвет не меняет. Фосфат-ионы в составе удобре-
ния можно установить так: к отстоявшейся жидкости приливают
раствор молибдата аммония в серной кислоте (см. определение
фосфора в растениях по Труогу). Помешивая содержимое в про-
бирке оловянной палочкой, наблюдают за изменением окраски
раствора. Появление синей окраски указывает на наличии фос-
фора в удобрении.
В нашей стране выпускают простой и двойной гранулиро-
ванный суперфосфат светло-серого цвета. Водная вытяжка из
суперфосфата от прибавления нескольких капель раствора нит-
рата серебра быстро окрашивается в желтый цвет. Синяя лакму-
совая бумага при погружении в водную вытяжку обычно крас-
неет. Наличие фосфат-ионов в нем можно установить, как опи-
сано выше.
Фосфоритная мука — тяжелый тонкий порошок землисто-тем-
но-серого цвета. Водная вытяжка из удобрения не дает никаких
характерных реакций.
При определении простых и сложных минеральных удобрений
можно руководствоваться приведенной схемой (рис. 53). В этой
схеме последовательно указаны операции и реакции, которые
465
30-8539
Рис. 53. Схема распознавания минеральных удобрений
нужно проводить при качественном распознавании минеральных
удобрений.
Работу начинают с внимательного осмотра удобрения, опреде-
ляют его запах, цвет, характер кристаллов и т.д. Затем 0,5—1 г
удобрения помещают в чистую сухую пробирку, в которую добав-
ляют 15—20 см3 дистиллированной воды. Содержимое хорошо пе-
ремешивают и наблюдают за растворимостью удобрения. Вне-
шний вид взятого удобрения, растворимость в воде и другие при-
знаки записывают в таблицу 66 по приведенной форме.
66. Форма записи результатов наблюдений при распознавании удобрений
по качественным реакциям
Номер удоб- рения	Внеш- ний вид и запах	Раство- римость вводе	Реак- ция со ще- лочью	Реакция с хло- ридом бария и уксус- ной кис- лотой	Реакция с AgNO3 и соля- ной кис- лотой	Реак- ция с дифе- нил- амином	Отноше- ние к раска- лен- ному углю	Назва- ние удоб- рения	Состав, фор- мула удоб- рения
									
Если удобрение растворилось полностью или больше полови-
ны взятого количества, то раствор его поровну разливают в четыре
чистые пробирки, которые используют для реакций со щелочью,
хлоридом бария, нитратом серебра и дифениламином. Реакция со
щелочью позволяет установить, входит ли в состав удобрения ам-
монийная группа (NH4). Добавление во вторую пробирку хлори-
да бария позволяет открыть присутствие во взятом удобрении
сульфатных ионов благодаря выпадению осадка BaSO4. Реакцией
с нитратом серебра в третьей пробирке определяют присутствие в
удобрении ионов С1~ и Н2РС)4. Хлорид серебра (AgCl) выпадает в
виде белого творожистого осадка, a AgH2PO4 окрашивает раствор
в желтый цвет.
Раствор удобрения в четвертой пробирке используют для обна-
ружения ионов NOf в составе удобрения с помощью дифенилами-
на. Реакцию с этим реактивом проводят следующим образом. Ра-
створом удобрения смачивают стенки белой фарфоровой чашки.
Остатки раствора из чашки удаляют, а на смоченную поверхность
приливают 1—2 капли дифениламина. Синее окрашивание указы-
вает на присутствие в составе удобрения NOf.
После этого приступают к изучению поведения удобрений на
раскаленном угле. На раскаленный уголь насыпают немного сухо-
го удобрения и наблюдают за характером сгорания, цветом пламе-
ни и дыма, его запахом и остатком после сгорания.
Если удобрение в воде нерастворимо, то реакцию его с кисло-
той проводят в пробирке путем осторожного добавления кислоты
467
30*
к сухому веществу. Гранулированные аморфные удобрения на
вскипание кислоты не испытывают.
Сельскому хозяйству страны поставляют следующие твердые
сложные удобрения: нитрофоску, нитроаммофоску, нитрофос,
нитроаммофос, аммофос и NPK-удобрения (для защищенного
грунта). Все эти удобрения выпускаются в гранулированном
виде. Сложные удобрения получают на основе либо разложения
фосфатного сырья азотной кислотой, либо нейтрализации фос-
фатной или азотной и фосфорной кислот аммиаком. На основе
разложения фосфатного сырья азотной кислотой получают нит-
рофоску и нитрофос, а нейтрализации Н3РО4 или смеси HNO3 и
Н3РО4 — соответственно аммофос, нитроаммофоску, нитроам-
мофос.
Гранулы сложных удобрений перед проведением соответству-
ющих реакций тщательно растирают в фарфоровой чашке. При-
мерно 1 г удобрения помещают в чистую сухую пробирку, в кото-
рую добавляют 15 см3 дистиллированной воды. Содержимое про-
бирки осторожно нагревают и тщательно перемешивают в тече-
ние 5 мин. После отстаивания жидкости над осадком ее
разливают в пять пробирок для проведения ряда реакций: с
NaOH [возможно выделение NH3, кроме того, при наличии Са
выпадает осадок Са(ОН)2]; хлоридом бария (для выделения суль-
фатных ионов); нитратом серебра (при наличии хлора выпадает
осадок хлорида серебра); дифениламином (для выделения NOf)
и реактивом Бартона (при наличии фосфатных ионов раствор
окрашивается в желто-оранжевый цвет). Кроме того, пламя га-
зовой горелки при наличии калия приобретает фиолетовую ок-
раску.
Нитрофоска содержит Са2+, К+, NH4, NO3, SO4“, Cl-, H2PO4,
нитрофос — Са2+, NH4, NOjf, SO2-, H2PO4 и дает характерные ре-
акции. В состав аммофоса входят NH4, Н2РО4, а в нитроаммофос-
ке с помощью приведенных выше реакций легко выявляют NO3,
Н2РО4, NH4, К+, С1-. Реакции проводят так же, как при опреде-
лении простых минеральных удобрений.
4.1.2.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ОДНОСТОРОННИХ, СЛОЖНЫХ И СМЕШАННЫХ
ГРАНУЛИРОВАННЫХ УДОБРЕНИЙ
Определение слеживаемости, рассыпчатости, прочности гра-
нул и других физико-механических свойств удобрений имеет
большое значение при внесении удобрений, их хранении и сме-
шивании.
Определение гранулометрического состава. Метод основан на
468
определении содержания фракций, которые получают путем рас-
сева пробы удобрения на ситах.
Ход анализа. Аналитическую пробу удобрения массой
200 г, взвешенную с точностью 0,1 г, помещают на верхнее сито
прибора РКФ-2У (см. рис. 3) и производят рассев в течение 2 мин.
Для подготовки аналитической пробы используют делитель ДСМ-1
илиДМП-1 (рис. 54).
После рассева каждую фракцию собирают в чашки или бюксы
и взвешивают. Частицы удобрения, застрявшие в ячейках сит,
объединяют с надситовой фракцией. Разрушение комков и частиц
гранул не допускается.
Вычисление результатов. Содержание фракции (%)
вычисляют по формуле
Ф= ГП\ • 1OO//77,
где mi — масса фракции, г; от — масса пробы, г; 100 — коэффициент пересчета ре-
зультатов в %.
За результат испытания принимают среднее арифметическое из
двух параллельных определений, расхождения между которыми не
должны превышать 1 %. Допускается объединение остатков навес-
ки удобрения на ситах в пределах одной фракции. По результатам
определяют соответствие анализируемого удобрения ГОСТу. Со-
гласно техническим условиям и ГОСТам суперфосфат гранулиро-
ванный из апатитового концентрата I и II сортов должен иметь сле-
дующие фракции: 4—10 мм — не более 5 %, 2—4 мм — не менее 74,
1—2 мм — не более 20 %; суперфос-
фат двойной гранулированный всех
марок и сортов: фракции 1—4 мм —
не менее 90 %, 4—6 мм — не более 5
и менее 1 мм — не более 5 %.
Приборы и аппарат у-
р а. Прибор для рассева удобрения
РКФ-2У. Сита с круглыми отвер-
стиями (ГОСТ 214—77) № 10, 20,
30, 40, 50, 60, 70. Весы техничес-
кие. Чашки фарфоровые объемом
150 - 200 см3.
Рис. 54. Прибор ДМП-1 для сокращения
(деления) пробы удобрения:
/—включатель электропитания; 2—делитель
пробы; 3 — усреднитель; 4—держатель; 5—опор-
ная штанга; б— отсекатель; 7—диафрагма; 8—
электропривод
469
Определение статической прочности гранул. Метод основан на
определении предельной силы, необходимой для разрушения гра-
нул испытуемой фракции при сжатии между двумя параллельны-
ми плоскостями.
Ход анализа. Испытания прочности гранул проводят на
приборе ИПГ-1, ОСПГ-1М (см. рис. 4) или МИП-10-1.
На приборе рассева РКФ-2У (см. рис. 3) выделяют фракцию с
диаметром гранул от 2 до 3 мм или фракцию массой 50 г, размер
гранул которой задан в стандарте на конкретный вид удобрения.
Из отработанной фракции пинцетом отбирают 20 гранул по фор-
ме, наиболее приближающейся к сферической, и помещают в
плотно закрывающийся бюкс, чтобы в процессе испытания влаж-
ность гранул не изменялась.
Каждую гранулу удобрения разрушают на одном из указанных
выше приборов и по шкале замеряют силу, при которой произош-
ло разрушение.
Вычисление результатов. Статическую прочность
гранул (кгс/см2) вычисляют по формуле
LP, _ ZP,
20-S ~ nd2
4
-0,063
d2 ’
где Pi — сила, необходимая для разрушения одной гранулы, кгс; 5—площадь по-
перечного сечения гранулы, см , d— средний диаметр гранул, определяемый как
среднее арифметическое значение диаметра гранул основной фракции, указывае-
мой в стандартах на конкретный вид удобрения, см; 20 — число гранул.
Для перевода результата определения из МПа в кгс/см2 ре-
зультат умножают на коэффициент 10,2. Прочность гранул
можно выражать и в ньютонах (Н). Допустимые пределы проч-
ности гранул суперфосфата двойного и диаммофоса не менее
12 кгс/см2.
Приборы и посуда. Прибор для определения статической проч-
ности гранул ОСПГ-1М (см. рис. 4). Прибор для рассева удобре-
ний РКФ-2У (см. рис. 3). Стеклянные бюксы на 25 см3.
Определение динамической прочности и истираемости удобрений.
Метод основан на определении доли неразрушенных гранул (зе-
рен, кристаллов) на приборе ПКПГ-01 (рис. 55), в котором на
удобрения воздействуют ударными нагрузками и силами трения
во вращающемся барабане.
Ход определения. Аналитическую пробу удобрения мас-
сой 200—250 г помещают в прибор РКФ-2У на сито № 20, установ-
ленное над ситом № 10, и отсеивают фракцию с частицами разме-
ром менее 1 мм. Оставшуюся часть удобрения после отсева на ситах
№ 10 и 20 взвешивают с точностью до 0,1 г и помещают в барабан
470
Рис. 55. Прибор для определения динамичес-
кой прочности и истираемости гранул
ПКПГ-01:
1 — барабан с внутренним диаметром 350 мм и час-
тотой вращения 84 об/мин; 2 и 5—фигурные
скребки; 3— съемная крышка; 4— реле времени
прибора ПКПГ-01 вместе со сталь-
ными шариками диаметром 5 мм и
массой, равной массе пробы удобре-
ния, включают прибор и проводят истирание в течение 10 мин.
После этого прибор отключают от сети и из барабана извлекают
стальные шарики с помощью постоянного магнита. Затем на при-
боре РКФ-2У повторно отсеивают частицы размером менее 1 мм.
Оставшуюся на ситах № 10 и 20 часть удобрения помещают в пред-
варительно оттарированную фарфоровую чашку и взвешивают с
точностью до 0,1 г.
Вычисление результатов. Динамическую прочность
(%), истираемость гранул (зерен, кристаллов) вычисляют по фор-
муле
Д, = пц  100//И,
где т — масса пробы после первого отсева, г; т{ — масса пробы после второго от-
сева, г; 100 — коэффициент пересчета результатов в %.
По ГОСТу динамическая прочность на истирание суперфосфа-
та гранулированного из апатитового концентрата всех сортов и
марок составляет 97 %.
Приборы и аппаратура. Прибор ПКПГ-01 для определения ди-
намической прочности и истираемости гранул. Прибор РКФ-2У
для рассева удобрений. Весы технические. Фарфоровые чашки на
150-200 см3.
4.1.3.	КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
4.1.3.1.	Определение гигроскопической и общей влаги в удобрениях
Принцип метода. Метод основан на высушивании удобрения в
сушильном шкафу до постоянной массы.
Ход анализа. 3 г удобрения переносят в предварительно высу-
шенный до постоянной массы бюкс и взвешивают на аналитичес-
ких весах. При определении влаги в калийно-магниевом концент-
рате и калимагнезии к навеске удобрения массой 3 г добавляют в
471
бюкс 6 г Na2CO3. При этом смесь удобрения и Na2CO3 в бюксе
покрывают сверху тонким слоем карбоната натрия. Бюкс со сме-
сью повторно взвешивают на аналитических весах и переносят в
термостат. Высушивание в термостате проводят с открытой крыш-
кой бюкса в течение 3 ч (аммиачную селитру высушивают 2 ч).
Затем бюкс с закрытой крышкой переносят в эксикатор на 30 мин
(для охлаждения перед взвешиванием). После высушивания удоб-
рения и его охлаждения в эксикаторе бюкс с содержимым взвеши-
вают на аналитических весах.
Температура, при которой проводят высушивание, зависит от
вида и формы удобрения.
Удобрения	Температура высуши- вания, °C
Аммиачная селитра, хлорид калия, сульфат калия, 40%-ная калийная соль, фосфоритная мука, удобритель- ный преципитат	100
Карбамид, аммофос, нитрофоска, нитроаммофоска, нитроаммофос	65—70
Сложносмешанные, двойной суперфосфат	75-80
Калимагнезия, калийно-магниевый концентрат	200-250
Вычисление результатов. Массовую долю воды (%)вычисляют
по формуле
100,
/л3
где mi — масса бюкса и пробы удобрения до высушивания, г; т2 — масса бюкса с
пробой после высушивания, г; т3 — масса навески, г; 100 — коэффициент для выра-
жения результатов в %.
Реактивы. Безводный карбонат натрия, высушенный в течение
2 ч в сушильном шкафу при температуре 200—250 °C (хранить в
посуде с притертой пробкой).
Посуда и приборы. Бюксы диаметром 30—60 мм и высотой
30±2 мм. Аналитические весы. Эксикатор с осушителем. Сушиль-
ный шкаф.
4.1.3.2.	Анализ азотных удобрений
4.1.3.2.1.	Определение суммарного содержания аммиачного и
нитратного азота в сложных удобрениях и селитрах по методу Деварда
Принцип метода. Заключается в восстановлении в щелочной
среде нитратного азота азотнокислых солей до аммиачного спла-
вом меди, цинка и алюминия (сплав Деварда) с последующими
472
отгонкой аммиака в аппарате Кьельдаля и его титриметрическим
определением.
Ход анализа. На аналитических весах взвешивают в зависи-
мости от содержания азота 1—1,5 г (±0,002 г) удобрения, пере-
носят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки
дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Затем
пипеткой берут 20—25 см3 раствора удобрения, содержащего не
более 20 мг нитратного азота, переносят в чистую термостой-
кую колбу вместимостью 500 см3 для отгона аммиака в аппарате
Кьельдаля.
В отгонную колбу добавляют 1—1,5 г сплава Деварда, 250—
300 см3 дистиллированной воды и соединяют ее через каплеулови-
тель с холодильником и приемником. В приемник (стакан или
колба на 200—250 см3) предварительно наливают 20—25 см3
0,05 М раствора серной кислоты и добавляют 3—4 капели индика-
тора метилового красного или смешанного.
Конец трубки холодильника в приемнике должен находиться в
растворе серной кислоты. Если он не погружен в раствор кислоты,
добавляют небольшое количество дистиллированной воды до его
погружения. Затем в отгонную колбу с раствором удобрения из
стаканчика приливают 20—25 см3 40%-ного раствора гидроксида
натрия и быстро плотно закрывают пробкой с каплеуловителем (в
это время барботер должен быть опущен в приемник с титрован-
ным раствором кислоты). Содержимое колбы перемешивают кру-
говым вращением и оставляют без нагревания в течение 1 ч. За это
время в отгонной колбе протекает (бурно) реакция восстановле-
ния нитратного азота до аммиака. Восстановление нитратного
азота можно выразить уравнением
NaNO3 + 4Zn + 7NaOH = NH3 + 4Zn(ONa)2 + 2H2O.
Если анализируют аммиачную селитру, то на первой стадии
аммоний будет сразу взаимодействовать со щелочью с выделением
аммиака:
NH4NO3 + NaOH = NaNO3 + NH3 + Н2О.
Нитратный азот также будет восстанавливаться до аммиака.
Отгон аммиака проводят в отгонной колбе при медленном ки-
пении раствора. Окончание отгона контролируют по отрицатель-
ной реакции на реактив Несслера. Для этого в конце отгона выни-
мают каплеуловитель из приемника, собирают в чистую пробирку
несколько капель дистиллята (отгона) и туда же добавляют 2—
3 капли реактива Несслера. Если раствор в пробирке желтеет, от-
гон продолжают.
473
После окончания отгона аммиака приемник с холодильником
отсоединяют, промывают барботер в приемнике холодной водой.
Избыток 0,05 М H2SO4 в приемнике, неизрасходованной на нейт-
рализацию аммиака, оттитровывают 0,1 М раствором NaOH в
присутствии 2—3 капель смешанного индикатора до изменения
окраски раствора с фиолетовой через серую до зеленой. Если в ка-
честве индикатора используют метиловый красный, то титрование
проводят до золотисто-желтой окраски.
Одновременно осуществляют контрольное определение в тех
же условиях и с тем же количеством реактивов, но без анализиру-
емого удобрения.
Вычисление результатов. Массовую долю азота в удобрении (%)
вычисляют по формуле
(К-Г1)Т-250-100
т -25
где К—объем 0,1 М раствора NaOH, израсходованного на титрование 0,05 М
(0,1 н.) H2SO4 при контрольном определении, см3; И| —объем 0,1 М (0,1 н.) ра-
створа NaOH, пошедшего на титрование избытка 0,05 М H2SO4 в приемнике при
анализе удобрения, см3; Т— 0,0014 г (1,4 мг) N соответствует 1 см3 0,1 М раствора
NaOH; т — масса навески удобрения, г; 100 — коэффициент для выражения ре-
зультатов в %.
При массе навески удобрения 1 г и объеме раствора удобрения
для восстановления нитратов и отгона аммиака 25 см3 формула
примет вид
(Г-Гр-0,0014-250-100
1-25	v 17 ’’
Анализ проводят в двух повторностях, расхождение между па-
раллельными определениями не должно превышать 0,3 % .
Реактивы и их приготовление. Гидроксид натрия (NaOH),
40%-ный раствор. 0,1 М (0,1 н.) раствор NaOH. Реактив Несслера.
Сплав Деварда, растертый в металлической ступке до частиц ме-
нее 1 мм; состав сплава: 50 % меди, 45 алюминия и 5 % цинка.
Метиловый красный, метиленовый голубой (индикаторы). Дис-
тиллированная вода. Серная кислота (х.ч.) 0,05 М (0,1 н.) раствор.
Смешанный индикатор: к 100 см3 0,03%-ного раствора метилового
красного в 70%-ном этиловом спирте приливают 15 см3 1 %-ного
водного раствора метиленового голубого и перемешивают; хранят
в темной склянке.
474
4.1.3.2.2.	Определение аммонийного азота формалиновым методом
(ГОСТ 20851.1)
Принцип метода. Сущность метода заключается в количествен-
ном связывании аммиачного азота удобрений формалином (вод-
ным раствором формальдегида — НСОН) в органическое соедине-
ние гексаметилентетрамин (CH2)6N4. При этом образуется коли-
чество минеральной кислоты, эквивалентное аммиачному азоту в
анализируемой навеске удобрения. Например,
4NH4NO3 + 6НСОН = (CH2)6N4 + 4HNO3 + 6Н2О.
По количеству образовавшейся кислоты, которую учитывают
титрованием NaOH, легко определить содержание аммиачного
азота в удобрении.
Ход анализа. На аналитических весах взвешивают 10 г
(±0,001 г) удобрения. Навеску переносят в мерную колбу вмести-
мостью 500 см3 и растворяют в 100—150 см3 дистиллированной
воды. Затем объем доводят дистиллированной водой до метки и
тщательно перемешивают. Для анализа пипеткой берут 20—25 см3
полученного раствора удобрения и переносят в коническую колбу
вместимостью 250 см3, в которую добавляют 2—3 капли метилово-
го красного. Если раствор удобрения кислый, то от прибавления
метилового красного он становится розовым. Кислый раствор
удобрения необходимо осторожно нейтрализовать 0,1 М NaOH
или КОН до перехода розовой окраски в золотисто-желтую.
В колбу с анализируемым раствором удобрения приливают
25 см3 нейтрального 25%-ного раствора формалина. Если раствор
формалина имеет кислую реакцию, то его предварительно нейтра-
лизуют 0,1 М NaOH или КОН. После добавления формалина к
анализируемому раствору удобрения жидкость в колбе окрашива-
ется в розовый цвет, что свидетельствует об образовании мине-
ральной кислоты при реакции формалина с аммонийным азотом
анализируемого удобрения. Например, 2(NH4)2SO4 + 6НСОН =
= (CH2)6N4 + 2H2SO4 + 6Н2О.
В раствор с выделившейся минеральной кислотой добавляют
2 капли фенолфталеина и через 1 мин титруют 0,1 М или 0,25 М
раствором гидроксида натрия до появления слабо-розовой окрас-
ки, устойчивой в течение 1 мин.
Вычисление результатов. Массовую долю аммиачного азота (%)
вычисляют по формуле
n_ET-500 100
т-25
где V—объем 0,1 М (или 0,25 М) раствора гидроксида натрия, израсходованного
475
на титрование, см3; Т— количество азота, соответствующее 1 см3 раствора гидро-
ксида натрия, г (для 0,1 М раствора NaOH Т= 0,0014, а для 0,25 М раствора соот-
ветственно 0,0035); m — масса навески удобрения, г; 100 — коэффициент для вы-
ражения результатов в %.
При навеске удобрения 10 г, объеме раствора для определения
аммиачного азота 25 см3 и при титровании 0,25 М раствором гид-
роксида натрия приведенная формула примет вид
К-0,0035-500-100
10-25	" ' ’ ’
Анализ проводят в двух повторностях, расхождение между ко-
торыми не должны превышать 0,2% при доверительной вероятно-
сти Р = 0,95. За результат анализа принимают среднее арифмети-
ческое двух параллельных определений.
Если анализируемые удобрения имеют повышенную влаж-
ность, то в стеклянный сухой тарированный бюкс берут пробу
удобрения и взвешивают на аналитических весах около 5 г
(±0,002 г). Затем открытый бюкс с пробой удобрения помещают в
термостат для высушивания при температуре 100 °C в течение 2 ч.
После этого бюкс помещают в эксикатор для охлаждения в тече-
ние 30 мин. Затем бюкс закрывают и взвешивают на аналитичес-
ких весах. Результат по определению влажности вводят в формулу
для вычисления массовой доли аммиачного азота:
N_ РТ-500-100-100
пг 25 -(100 — у)
где у—содержание влаги в удобрении, %.
Реактивы. Гидроксид натрия (NaOH), 0,1 М и 0,25 М растворы.
Фенолфталеин (индикатор), 1%-ный спиртовой раствор. Форма-
лин, 25%-ный раствор.
4.1.3.2.3.	Определение в удобрениях общего азота в аммонийной
и амидной формах без отгонки аммиака (ГОСТ 20851.1)
Этот метод применяют для анализа карбамида, жидких и дру-
гих однокомпонентных удобу ений, содержащих азот в амидной и
аммиачной формах.
Принцип метода. Карбамид и другие азотные удобрения, содер-
476
жащие амидный и (или) аммонийный азот, под действием серной
кислоты превращаются в сульфат аммония:
CO(NH2)2 + H2SO4 + Н2О = (NH4)2SO4 + СО2Т.
Образующийся сульфат аммония, взаимодействуя в нейтраль-
ном растворе с формальдегидом, выделяет серную кислоту в коли-
честве, эквивалентном аммонийному азоту. Аммонийный азот
связывается формальдегидом в органическое соединение гексаме-
тилентетрамин (уротропин):
2(NH4)2SO4 + 6НСОН = (CH2)6N4 + 2H2SO4 + 6Н2О.
По количеству выделившейся серной кислоты, которую учиты-
вают титрованием щелочью, вычисляют массовую долю (%) азота
в удобрениях.
Ход анализа. На аналитических весах взвешивают в зависимос-
ти от содержания азота 1—2 г (±0,0002 г) удоорения. Навеску пе-
реносят в плоскодонную колбу из термостойкого стекла вмести-
мостью 250 см3 и добавляют с помощью мерного цилиндра 5—
10 см3 концентрированной серной кислоты.
Содержимое колбы перемешивают и остор >жно нагревают (с
использованием асбестовой сетки) до прекращения бурного выде-
ления СО2. Затем нагрев усиливают до кипения и кипятят до пол-
ного прекращения образования отдельных пузырьков диоксида
углерода и появления белых паров серной кислоты. После этого
нагревание продолжают еще 10 мин. Охладив колбу, в нее осто-
рожно приливают 50 см3 воды, добавляют 2—3 капли индикатора
метилового красного и нейтрализуют серную кислоту в колбе
5 М раствором гидроксида натрия до перехода розовой окраски
раствора в желтую. Затем по каплям добавляют 0,25 М серной
кислоты до появления слабо-розовой окраски. К нейтрализован-
ному раствору приливают 20—40 см3 25%-ного формалина, 5 ка-
пель смешанного индикатора и выделившуюся в процессе реак-
ции (образования гексаметилентетрамина) кислоту титруют че-
рез 1—2 мин 0,5 н. или 1 н. раствором гидроксида натрия до по-
явления малиновой окраски, не исчезающей в течение
1—1,5 мин.
При анализе жидких азотных удобрений берут пипеткой 20—
25 см3 удобрения, переносят в мерную колбу вместимостью
250 см3 и доводят объем до метки. Содержимое колбы тщательно
перемешивают. Из колбы берут пипеткой 10 см3 раствора и поме-
щают в коническую колбу из термостойкого стекла. Далее анализ
проводят по описанному выше методу.
477
Вычисление результатов. Общую массовую долю азота в твердых
удобрениях (%) вычисляют по формуле
КТ-100
т
где И—количество 0,5 М или 1 М раствора гидроксида натрия, пошедшее на
титрование, см3; Т— масса азота, соответствующая 1 см3 раствора гидроксида на-
трия, г (для 0,5 М раствора Т = 0,007 г, для 1 М раствора Т = 0,014 г); m — масса
навески, г; 100 — коэффициент для выражения результатов в %.
Массовую долю общего азота в жидких удобрениях (%) вычис-
ляют по формуле
ГТ-250-100
25-р-10 ’
где р — плотность жидких удобрений при 20 °C, г/см3.
Анализ проводят в двух параллельных повторностях. Расхожде-
ния между повторностями не должны превышать 0,2 %.
Реактивы. Кислота серная концентрированная (пл. 1,84) и
0,25 М растворы. 0,5 М и 5 М растворы гидроксида натрия. Мети-
ловый красный (индикатор). Спирт этиловый. Фенолфталеин,
1%-ный спиртовой раствор (индикатор). Тимолфталеин (индика-
тор). Индикатор смешанный: в 100 см3 этилового спирта раство-
ряют по 0,5 г фенолфталеина и тимолфталеина. Формалин техни-
ческий, 25%-ный раствор; перед использованием нейтрализуют
по фенолфталеину до слабо-розовой окраски.
4.1.3.2.4.	Определение общего азота в сложных удобрениях, содержащих
азот в аммонийной и амидной формах (ГОСТ 20851.1)
Принцип метода. Основан на том, что амидный азот под дей-
ствием серной кислоты в присутствии солей меди и калия превра-
щается в сульфат аммония. Находящиеся в растворе серной кис-
лоты аммонийные соли разлагаются в щелочной среде с образова-
нием аммиака. Выделившийся аммиак отгоняют на аппарате
Кьельдаля и связывают 0,25 М раствором серной кислоты. Опре-
делив пошедшее на связывание аммиака количество H2SO4, мож-
но вычислить общее содержание азота в удобрении.
Ход анализа. Среднюю пробу удобрения тщательно растирают в
фарфоровой ступке. Затем в зависимости от предполагаемого со-
держания азота в удобрении берут на аналитических весах навеску
1—2 г (±0,002 г), переносят в круглодонную колбу из термостой-
478
кого стекла вместимостью 200—250 см3 (или колбу Кьельдаля) и
мерным цилиндром приливают в нее 10 см3 концентрированной
серной кислоты (H2SO4).
Если анализируемое удобрение помимо карбамида содержит
органический азот, то в колбу с навеской удобрения добавляют до
приливания концентрированной серной кислоты 0,7 г сульфата
меди и 10 г сульфата калия или безводного сульфата натрия.
Содержимое колбы перемешивают и осторожно нагревают на
электрической плитке (или газовой горелке) с асбестовой сеткой
или на колбонагревателе до прекращения бурного выделения СО2.
Затем нагревание усиливают до кипения и кипятят до полного
прекращения выделения отдельных пузырьков диоксида углерода
и появления белых паров H2SO4. После этого нагревание продол-
жают еще 10 мин. Затем колбу охлаждают и содержимое переносят
в отгонную плоскодонную колбу аппарата Кьельдаля вместимос-
тью 500 мл. Колбу, в которой проводили минерализацию азота
серной кислотой, 2—3 раза споласкивают дистиллированной во-
дой, каждый раз сливая промывную воду в отгонную колбу аппа-
рата Кьельдаля. Затем в отгонную колбу доливают 200—250 см3
дистиллированной воды и охлаждают до комнатной температуры.
После охлаждения отгонную колбу соединяют через каплеуло-
витель с холодильником и приемником. В приемник приливают
из бюретки 50 см3 0,25 М раствора H2SO4, добавляют 3 капли сме-
шанного индикатора (с pH 5,4) или метилового красного. Для
полного погружения барботера в раствор серной кислоты в прием-
ник при необходимости приливают небольшое количество дис-
тиллированной воды. После этого в отгонную колбу осторожно
приливают (по стенке колбы) с помощью мерного стаканчика
50 см3 40%-ного раствора гидроксида натрия. Колбу быстро зак-
рывают пробкой с каплеуловителем, перемешивают содержимое
путем осторожного вращения и после прекращения бурной реак-
ции ее нагревают до кипения. В колбе поддерживают слабое кипе-
ние до тех пор, пока из нее не отгонится 2/з жидкости, после чего
проверяют полноту отгона аммиака (отсутствие аммиака в кон-
денсате) реактивом Несслера.
Окончив отгон аммиака, отсоединяют приемник с холодильни-
ком, промывают барботер холодной водой; промывную воду сли-
вают в приемник. Избыток H2SO4 в приемнике оттитровывают
0,5 М раствором гидроксида натрия до изменения окраски с фио-
летовой через серую до светло-зеленой. Если в качестве индикато-
ра используют метиловый красный, то титрование проводят до зо-
лотисто-желтой окраски.
Одновременно проводят контрольное определение в тех же ус-
ловиях и с тем же количеством реактивов, но без анализируемого
удобрения.
479
Вычисление результатов. Массовую долю общего азота (%) вы-
числяют по формуле
(И1-Г2)-0,007-100
т
где Г — объем точно 0,5 М раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрова-
ние избытка кислоты при контрольном определении, см3; V2 — объем точно 0,5 М
раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрование избытка кислоты при
анализе удобрения, см3; 0,007 — масса азота, соответствующая 1 см3 0,5 М ра-
створа гидроксида натрия, г; т — масса навески, г; 100 — коэффициент для вы-
ражения результатов в %.
При массе навески 1 г приведенная формула примет вид
N = (FJ - И2) • 0,7.
Анализ проводят в двукратной повторности. Расхождения меж-
ду параллельными определениями не должны превышать 0,2 %
при доверительной вероятности Р = 0,95.
Реактивы и оборудование. Кислота серная (пл. 1,84), 40%-ный и
0,25 М (0,5 н.) растворы. Метиловый красный (индикатор). Спирт
этиловый. Индикатор смешанный (pH 5,4): смешивают метило-
вый красный и метиленовый голубой. Реактив Несслера
(ГОСТ 4517—75). Сульфат калия или сульфат натрия. Сульфат
меди (CuSO4). Метиленовый голубой (индикатор). Индикаторная
бумага универсальная. Гидроксид натрия (NaOH), 40%-ный и
0,5 М (0,5 н.) водные растворы. Прибор для отгонки аммиака (ап-
парат Кьельдаля).
4.1.3.2.5.	Спектрофотометрический метод определения амидного азота
в карбамиде (ГОСТ 20851.1)
Принцип метода. Метод основан на измерении оптической
плотности окрашенного комплекса, который образуется при взаи-
модействии амидного азота удобрений с и-диметиламинобензаль-
дегидом.
Ход анализа. На аналитических весах взвешивают 10 г (+0,02 г)
удобрения, помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3, на-
ливают в нее 150—200 см3 дистиллированной воды и 10 см3 20%-ного
раствора соляной кислоты. Содержимое колбы тщательно переме-
шивают, спустя 10—15 мин колбу доводят дистиллированной во-
дой до метки, снова тщательно перемешивают и фильтруют в су-
хую коническую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата
Для анализа берут пипеткой 10 см3 полученного раствора, перено-
сят в мерную колбу вместимостью 50 см3, прибавляют 10 см3 ра-
створа и-диметиламинобензальдегида, доводят объем раствора ди-
стиллированной водой до метки и перемешивают.
480
Оптическую плотность полученного окрашенного раствора из-
меряют через 15 мин на спектрофотометре или фотоэлектроколо-
риметре в кюветах с толщиной 1 см при длине волны 420 нм. Со-
держание азота мочевины в исследуемом растворе (мг/50 см3 ра-
створа) находят по градуировочному графику.
Построение градуировочного графика. В пронумерованные мер-
ные колбы вместимостью 50 см3 из бюретки последовательно при-
ливают 2, 4, 8, 12 и 16 см3 стандартного раствора карбамида, со-
держащего 1 мг/см3 азота (раствор А), что соответствует 2, 4, 8, 12
и 16 мг азота. В каждую колбу добавляют по 10 см3 и-диметилами-
нобензальдегида. Содержимое колб тщательно перемешивают и
доводят объем дистиллированной водой до метки. Раствор в кол-
бах вновь перемешивают и через 15 мин измеряют оптическую
плотность образцовых растворов на фотоэлектроколориметре по
отношению к раствору сравнения в кюветах толщиной 10 мм и
при длине волны 420 нм.
Раствор сравнения (без азота) готовят в мерной колбе вмести-
мостью 50 см3, приливая в нее 10 см3 и-диметиламинобензальде-
гида и 40 см3 дистиллированной воды.
Откладывая на оси абсцисс содержание азота (мг/50 см3), а на
оси ординат показания спектрофотометра (оптическую плотность
окрашенных растворов) и соединяя далее точки пересечения пер-
пендикуляров, получают прямую, которая проходит через начало
координат. Пользуясь градуировочным графиком, легко вычис-
лить массовую долю амидного азота.
Вычисление результатов. Массовую долю амидного азота (%)
вычисляют по формуле
N=—-100,
tn
где а — количество амидного азота по градуировочному графику, мг; т — масса
навески, соответствующая 10 см3 раствора удобрения, взятого для анализа, мг; 100 —
коэффициент для выражения результатов в %.
Анализ проводят в двукратной повторности. Расхождения меж-
ду параллельными определениями не должны превышать 0,3 %.
Реактивы и их приготовление. 1. д-диметиламинобензальдегид:
на технохимических весах взвешивают 10 г (±0,01 г) реактива, пе-
реносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, добавляют 8 см3 кон-
центрированной соляной кислоты и доводят объем раствора дис-
тиллированной водой до метки. Содержимое колбы тщательно пе-
ремешивают и фильтруют. Реактив через 1 сут используют для
анализа. Раствор устойчив в течение 1 мес.
2. 20%-ный раствор соляной кислоты: 497 см3 соляной кислоты
(пл. 1,19 г/см3) переносят мерным цилиндром в колбу вместимос-
31 - 8539
481
тью 1 дм3. Объем доводят дистиллированной водой до метки. Кол-
бу закрывают пробкой и раствор тщательно перемешивают.
3. Стандартный раствор мочевины (раствор А): 2,143 г (±0,001 г)
мочевины, высушенной при 60 °C в течение 3 ч, взвешивают на
аналитических весах. Навеску растворяют в 250—300 см3 дистил-
лированной воды в мерной колбе вместимостью 1 дм3. Затем
объем доводят водой до метки и содержимое колбы тщательно пе-
ремешивают. В 1 см3 раствора содержится 1 мг азота карбамида.
4.1.3.3. Анализ фосфорных удобрений (ГОСТ 20851.2)
Фосфорные удобрения по степени растворимости разделяют на
две группы: водорастворимые (простой и двойной суперфосфат) и
нерастворимые в воде. Последние делят на три подгруппы: 1) ра-
створимые в щелочном цитратном растворе, 2%-ной лимонной
кислоте, растворе трилона Б, 2%-ной муравьиной кислоте и т. д.
К этой группе относятся: томасшлак, мартеновский фосфатшлак,
магниевый плавленый фосфат, обесфторенный фосфат, термо-
фосфаты; 2) труднорастворимые — фосфоритная и костная мука.
Фосфор из этих удобрений извлекают 20%-ным раствором НС1
или смесью соляной и азотной кислот; 3) комбинированные фос-
форные удобрения — суперфосфат и другие частично разложен-
ные фосфорной кислотой фосфориты. Комбинированными эти
удобрения называют потому, что они содержат в своем составе
все различающиеся по растворимости фосфаты — водораствори-
мые, цитратно-растворимые и труднорастворимые (извлекаемые
20%-ной НС1).
В водорастворимых фосфорных удобрениях основное количе-
ство фосфора легко извлекается водой. Однако небольшая часть
Р2О5, хотя и доступна растениям, в воде не растворяется. Эта часть
Р2О5 извлекается из водорастворимых удобрений раствором цит-
рата аммония, трилоном Б и другими реагентами.
При воздействии на водорастворимые фосфорные удобрения
щелочным раствором цитрата аммония или трилоном Б извлека-
ются как растворимые, так и нерастворимые в воде фосфорные
соединения. Извлекаемую таким путем водорастворимую и нера-
створимую в воде Р2О5 называют усвояемой.
В суперфосфате наряду с растворимыми фосфатами кальция
небольшая часть фосфора находится в составе неразложившегося
фосфорита или апатита, а также фосфатов железа и алюминия,
образовавшихся в процессе получения удобрения. Содержащуюся
в этих соединениях фосфорную кислоту не растворяют ни вода,
ни другие указанные реактивы, эта кислота недоступна большей
части растений. Лишь 20%-ный раствор НС1 полностью разлагает
482
фосфорит, апатит, фосфаты железа и алюминия. Таким образом,
обрабатывая 20%-ной НС1 суперфосфат, можно определить в нем
общее содержание Р2О5 (включая водорастворимую, усвояемую и
неусвояемую формы). В водорастворимых фосфорных удобрениях
определяют, как правило, лишь усвояемые формы Р2О5.
Преципитат, томасшлак, мартеновский фосфатшлак, термо-
фосфаты, плавленый фосфат магния, обесфторенный фосфат не
содержат растворимые в воде соли фосфорной кислоты. В этих
удобрениях определяют только усвояемую форму и общее содер-
жание фосфорной кислоты.
В фосфоритной и костной муке определяют общее содержание
Р2О5. Эти удобрения не содержат водорастворимой фосфорной
кислоты. В них имеется небольшое количество усвояемой Р2О5.
Сложные удобрения, полученные на основе нейтрализации
фосфорной кислоты аммиаком, содержат в основном водораство-
римые фосфаты и небольшое количество фосфатов, извлекаемых
щелочным раствором цитрата аммония. Если сложные удобрения
получают путем азотнокислого разложения фосфатного сырья, то
они кроме доступных растениям фосфатов содержат небольшое
количество неразложенного фосфатного сырья (апатита или фос-
форита) и фосфатов алюминия и железа, образовавшихся в про-
цессе получения удобрения.
4.1.3.3.1. Получение вытяжек из фосфорных удобрений
Извлечение общего фосфора из удобрений 20%-ным раствором
соляной кислоты. Метод основан на извлечении общего фосфора
из удобрений 20%-ным раствором НС1.
Ход извлечения. Среднюю пробу удобрения растирают в
фарфоровой ступке, взвешивают на аналитических весах 1 г
(±0,0001 г) удобрения и навеску переносят в стакан или коничес-
кую колбу вместимостью 250—300 см3. В стакан (колбу) с навес-
кой удобрения приливают с помощью цилиндра 50 см3 20%-ного
раствора НС1. После этого стакан (колбу) накрывают часовым
стеклом и медленно нагревают содержимое до кипения. Слабое
кипение поддерживают в течение 30 мин, периодически переме-
шивая раствор стеклянной палочкой.
После кипячения в стакан (колбу) с анализируемым удобрени-
ем приливают 50—60 см3 дистиллированной воды, перемешивают
стеклянной палочкой и содержимое вместе с осадком переносят
без потерь в мерную колбу вместимостью 250 см3. Стенки стакана
(или колбы) тщательно ополаскивают дистиллированной водой,
каждый раз перенося промывные воды в мерную колбу на 250 см3.
Колбу охлаждают до комнатной температуры и доводят объем ра-
зи
483
створа дистиллированной водой до метки. Содержимое колбы
тщательно перемешивают и фильтруют, отбрасывая первые пор-
ции фильтрата. В полученном растворе определяют общий фос-
фор одним из приведенных ниже методом.
Приготовление реактивов. 20%-ный раствор соля-
ной кислоты: 497 см3 соляной кислоты (пл. 1,19) переносят мер-
ным цилиндром в колбу вместимостью 1 дм3. Объем доводят дис-
тиллированной водой до метки. Колбу закрывают пробкой и ра-
створ тщательно перемешивают.
Извлечение усвояемых фосфатов 2%-ным раствором лимонной
кислоты. Ход извлечения. На аналитических весах взвеши-
вают 2 г (±0,0002 г) пробы анализируемого удобрения и переносят
в бутылку вместимостью 500 см3. К пробе в бутылку с помощью
мерного цилиндра или бюретки приливают 200 см3 2%-ного ра-
створа лимонной кислоты, содержимое сразу перемешивают, что-
бы устранить образование комков. Бутылку закрывают пробкой,
устанавливают в ротационный аппарат и перемешивают в течение
30 мин.
По истечении этого времени к содержимому бутылки из бю-
ретки добавляют 50 см3 2%-ного раствора лимонной кислоты. Бу-
тылку закрывают пробкой, перемешивают и фильтруют через су-
хой фильтр в сухую посуду, отбрасывая первые 30—50 см3 фильт-
рата.
Если в лаборатории ротационный аппарат отсутствует, извле-
чение проводят следующим образом. Навеску пробы удобрения
переносят в стакан вместимостью 400 см3, добавляют 200 см3
2%-ного раствора лимонной кислоты, накрывают стакан часовым
стеклом и перемешивают на магнитной мешалке в течение
30 мин. После этого раствор с осадком без потерь переносят в
мерную колбу вместимостью 250 см3 и доводят содержимое колбы
до метки 2%-ным раствором лимонной кислоты. Колбу закрывают
пробкой, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр в сухую
посуду, отбрасывая первые 30—50 см3 фильтрата. В полученном
растворе фосфор определяют одним из изложенных ниже мето-
дов.
Реактивы. Кислота лимонная (ГОСТ 3652—69), 2%-ный ра-
створ.
Извлечение усвояемого фосфора реактивом Петермана. Метод
основан на последовательной экстракции фосфатов водой и реак-
тивом Петермана с последующей фильтрацией нерастворимых ве-
ществ.
Ход извлечения. На аналитических весах взвешивают 2 г
(±0,0002 г) пробы анализируемого удобрения. Навеску переносят
в бутылку вместимостью 500 см3. Пробу заливают 100 см3 воды и
сразу (во избежание образования комков) перемешивают. Бутылку
484
закрывают пробкой, помещают в ротационный аппарат и в тече-
ние 3 ч перемешивают. После этого раствор фильтруют через
плотный фильтр в мерную колбу вместимостью 500 см2 3, ополаски-
вая бутылку водой и перенося промывные воды на фильтр.
Фильтр с осадком переносят в коническую колбу вместимостью
250 см3, добавляют 100 см3 реактива Петермана и нагревают на
водяной бане или в сушильном шкафу при температуре 65 °C
(±2 °C) в течение 1 ч при постоянном перемешивании.
Колбу затем охлаждают и ее содержимое количественно пере-
носят в мерную колбу емкостью 500 см3, содержащую фильтрат
после водной экстракции. Собранные в колбе растворы доводят
дистиллированной водой до метки, перемешивают и сразу фильт-
руют через сухой фильтр в сухую посуду, отбрасывая первые SO-
SO см3 фильтрата.
Реактивы и их п р и гото вл е н и е. 1. Реактив Петер-
мана (цитрат аммония) готовят следующим образом. Приготовля-
ют примерно 12%-ный раствор аммиака и определяют в нем со-
держание азота титрованием. Для этого отбирают пипеткой 10 см3
раствора аммиака, переносят в мерную колбу вместимостью
500 см3, куда предварительно наливают 400 см3 дистиллированной
воды, доводят объем той же дистиллированной водой до метки и
тщательно перемешивают. Из этого разбавленного раствора отби-
рают пипеткой три пробы по 25 см3 в колбы вместимостью
200 см3, куда предварительно наливают по 25—30 см3 дистиллиро-
ванной воды. К. содержимому прибавляют три капли метилового
оранжевого и титруют 0,1 н. раствором серной кислоты до появле-
ния розовой окраски.
Объем 12%-ного раствора аммиака для приготовления опреде-
ленного количества раствора цитрата аммония (реактива Петер-
мана) с содержанием 42 г азота в каждом литре реактива вычисля-
ют по следующей формуле:
42-10-и
ак- 0,0014 -20’
где п — количество приготовляемого раствора цитрата аммония, дм3; а — количе-
ство 0,1 н. раствора серной кислоты, пошедшей на титрование аммиака (среднее
из трех определений), см3; к — поправка к титру 0,1 н. раствора серной кислоты;
42 — масса аммиачного азота в 1 л реактива Петермана, г; 10 — содержание азота в
12%-ном растворе аммиака в колбе вместимостью 500 см3, %; 0,0014 —масса ам-
миачного азота, соответствующая 1 см3 точно 0,1 н. раствора HjSO4, г; 20 — коэф-
фициент разбавления (25 из 500 см3).
2. Раствор лимонной кислоты (в 1 л реактива Петермана долж-
но содержаться 173 г лимонной кислоты): 2 г лимонной кислоты
растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 250 см3. Затем
485
содержимое колбы доводят дистиллированной водой до метки и
перемешивают. После этого 25 см3 раствора лимонной кислоты
переносят в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют
капли метилового оранжевого и титруют раствором гидроксида
натрия до появления розовой окраски. Температура раствора при
титровании должна быть не более 60—70 °C.
Количество лимонной кислоты (г), необходимое для приготов-
ления п литров реактива Петермана, вычисляют по формуле
;г=158,17-и-25-/и
~ V -0,0064 -250 ’
где п — количество приготовляемого раствора цитрата аммония, л; т — масса на-
вески лимонной кислоты, г; И—объем 0,1 н. раствора гидроксида натрия, пошед-
шего на титрование, см3; 158,17 — масса безводной лимонной кислоты (содержит-
ся в 173 г кристаллической кислоты), г; 0,0064 — масса безводной лимонной кис-
лоты, соответствующая 1 см3 точно 0,1 н. раствора гидроксида натрия, г.
Вычисленный объем раствора 12%-ного аммиака помещают в
бутыль с меткой, а найденное по формуле количество лимонной
кислоты разбавляют вначале необходимым количеством дистил-
лированной воды. Потом разбавленный раствор этой кислоты
медленно через воронку вливают в раствор аммиака, постоянно
перемешивая и охлаждая содержимое бутыли. Воронку промыва-
ют водой, собирая промывные воды в бутыль. Раствор доливают
дистиллированной водой до необходимого объема, перемешива-
ют, фильтруют и оставляют на 2 сут. Плотность полученного ра-
створа должна быть 1,082 — 1,083 г/см3.
Реактивы. 25%-ный водный раствор аммиака; кислота сер-
ная, 0,1 н. раствор; гидроксид натрия, 0,1 н. раствор; метиловый
оранжевый (индикатор); кислота соляная, 20%-ный раствор.
Извлечение усвояемого фосфора раствором трилона Б. Метод ос-
нован на извлечении усвояемого фосфора 0,01; 0,1 и 0,2 М раство-
рами динатриевой соли этилендиамина-N, N, N', N'-тетрауксус-
ной кислоты (трилон Б).
Ход извлечения. На аналитических весах взвешивают 1 г
(±0,0002 г) пробы анализируемого удобрения, помещают в склян-
ку (бутылку) вместимостью 500 см3, добавляют 100 мл раствора
трилона Б. Склянку с содержимым встряхивают при 40 колебани-
ях в минуту на встряхивателе. После встряхивания содержимое
склянки (бутылки) количественно переносят в мерную колбу.
Объем раствора в колбе доводят дистиллированной водой до мет-
ки, закрывают колбу пробкой и перемешивают, затем фильтруют,
отбрасывая первые мутные порции фильтрата. В фильтрате опре-
деляют усвояемый фосфор.
486
Реактивы и их приготовление. Соль динатриевая
этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты двуводная
(трилон Б) (ГОСТ 10652—73), 0,01; 0,1 и 0,2 М растворы. В 2 л
дистиллированной воды растворяют соответственно 3,721; 37,21 и
74,42 г трилона Б. Реактив хранят в темной склянке.
Извлечение усвояемых фосфатов 1 М раствором соляной кисло-
ты. Ход извлечения. На аналитических весах взвешивают
2 г (±0,0002 г) пробы анализируемого удобрения. Навеску перено-
сят в склянку (бутылку) вместимостью 500 см3. Пробу заливают
100 см3 раствора НС1 и немедленно перемешивают, чтобы избе-
жать образования комков. Бутылку закрывают пробкой и ставят
для перемешивания в ротационный аппарат. После окончания пе-
ремешивания содержимое бутылки количественно переносят в
мерную колбу вместимостью 250 см3. Бутылку 2—3 раза споласки-
вают дистиллированной водой, сливая ее в мерную колбу. Содер-
жимое колбы доводят затем дистиллированной водой до метки,
тщательно перемешивают и фильтруют через сухой плотный
фильтр (синяя лента) в сухую коническую колбу, отбрасывая пер-
вые 30—50 см3. В фильтрате определяют содержание доступного
фосфора одним из изложенных ниже методом.
Реактивы. 1 М раствор соляной кислоты.
Извлечение водорастворимых фосфатов и свободной кислоты во-
дой. На аналитических весах взвешивают 4 г (±0,0002 г) пробы ана-
лизируемого удобрения. Навеску переносят в мерную колбу Штох-
мана вместимостью 250 см3. Пробу заливают 200 см3 воды и сразу
перемешивают во избежание образования комков. Колбу закрыва-
ют пробкой, устанавливают на ротационный аппарат и перемеши-
вают в течение 30 мин. По окончании этого времени содержимое
колбы доводят дистиллированной водой до метки и тщательно пе-
ремешивают в течение нескольких минут. После осаждения осадка
раствор немедленно фильтруют через сухой фильтр в сухую посуду.
В фильтрате определяют водорастворимый фосфор и свободную
кислоту.
4.1.3.3.2. Определение фосфора в полученных вытяжках
Определение фосфора весовым магнезиальным методом. Метод
основан на осаждении фосфатных ионов магнезиальной смесью в
виде магнийаммонийфосфата (MgNH4PO4) с последующим пере-
водом его в пирофосфат магния (Mg2p2O?) при температуре 700—
800 °C. После прокаливания пирофосфата магния при температу-
ре от 1000 до 1050 °C осадок взвешивают на аналитических весах и
вычисляют содержание Р2О5. Таким методом можно определить
фосфор в вытяжках: 20%-ной НС1, реактива Петермана, 2%-ной
лимонной кислоты и водной.
487
Ход анализа. В стакан вместимостью 400 см3 отбирают ука-
занный в таблице 67 объем анализируемого раствора (объем вытяж-
ки из удобрений), который должен содержать 60—100 г РгО5.
Если фосфор определяют в вытяжках раствора Петермана,
2%-ной лимонной кислоты и дистиллированной воды, то к анали-
зируемому раствору добавляют 20 см3 разбавленной соляной кис-
лоты. После добавления кислоты содержимое стакана кипятят
15—20 мин. Вслед за кипячением в стакан добавляют 10 см3
50%-ного раствора цитрата аммония и нейтрализуют 10%-ным ра-
створом аммиака в присутствии фенолфталеина. Затем к содержи-
мому в стакане приливают при постоянном помешивании 50 см3
магнезиальной смеси и через 15 мин приливают 20 см3 25%-ного
раствора аммиака. Раствор периодически перемешивают стеклян-
ной палочкой в течение 30 мин и оставляют на 2 ч до полного
осаждения осадка. Затем раствор с осадком фильтруют через плот-
ный фильтр (синяя лента). Осадок без потерь переносят на
фильтр, добавляя каждый раз в стакан по 8—10 см3 2,5%-ного ра-
створа аммиака для тщательного смывания со стенок и дна стака-
на кристаллов осадка. После чего осадок на фильтре 3—4 раза
промывают 2—3 см3 дистиллированной воды.
Фильтр с осадком переносят в фарфоровый тигель, предвари-
тельно прокаленный до постоянной массы. Тигель с осадком по-
мещают в муфельную печь и прокаливают при температуре 1000—
1050 ”С в течение 2—3 ч до постоянной массы. Одновременно про-
водят контрольный опыт в тех же условиях, но без анализируемо-
го удобрения.
67. Объемы растворов для осаждения фосфатов, см3				
Анализируемое удобрение	20%-ный раствор НС1	Реактив Петермана	2%-ная лимон- ная кислота	Водная вытяжка
Простой суперфосфат	50	50	50	50
Двойной суперфосфат	30	30	30	30
Фосфоритная мука	50	—	100	—
Обесфторснный фосфат	50	—	70	—
Аммофос	30	30	—	30
Фосфатшлаки	30	30	30	—
Вычисление результатов. Массовую долю фосфора в
пересчете на Р2О5 (%) вычисляют по формуле
_ тх-0,638-100 /И]-63,8
12 *7 5	>
т	т
где т\ — масса прокаленного осадка за вычетом массы осадка в контрольном опы-
те, г; т — навеска анализируемой пробы, соответствующая взятому для анализа
объему раствора, г; 0,638 — коэффициент пересчета пирофосфата магния
(Mg2P2O7) на Р2О5; 100 — коэффициент для пересчета результатов в %.
488
Определение проводят в двух параллельных повторностях. За
результат анализа принимают среднее арифметическое двух опре-
делений. Расхождения при доверительной вероятности Р = 0,95 не
должны превышать 0,2%, если массовая доля Р2О5 в удобрении
колеблется от 3 до 10%; 0,3 — при массовой доле Р2Од 10—40 %;
0,4 % — при массовой доле Р2О5 40—55 % Р2О5.
Реактивы и их приготовление. 1. Аммиак вод-
ный — 2,5%- и 10%-ные растворы.
2.	Хлорид аммония (NH4C1).
3.	Хлорид магния (MgCl2).
4.	50%-ный раствор цитрата аммония: берут 500 г лимонной
кислоты и растворяют в мерной колбе вместимостью 1 л в 600 см3
25%-ного раствора аммиака. Содержимое колбы доводят дистил-
лированной водой до метки, перемешивают и фильтруют. Раствор
должен быть нейтральным по метиловому оранжевому.
5.	Фенолфталеин (индикатор), 1%-ный спиртовой раствор.
6.	Магнезиальная смесь: на технических весах берут 70 г хлори-
да аммония (NH4CI) и 55 г хлорида магния (MgCl2), переносят в
мерную колбу вместимостью 1 дм3, приливают 650 см3 дистилли-
рованной воды и перемешивают до полного растворения солей.
Содержимое колбы доводят до метки 25%-ным раствором аммиа-
ка (пл. 0,91), перемешивают и фильтруют на следующие сутки.
7.	Кислота соляная (пл. 1,19), разбавленная 1 :1.
Определение фосфора дифференциальным фотометрическим ме-
тодом. Фосфат-ионы образуют с ванадат-молибдатным реактивом
комплексное соединение, которое окрашивает раствор в желтый
цвет. Измерив оптическую плотность этого комплекса на ФЭК
при длине волны 430—450 нм относительно раствора сравнения с
известной концентрацией Р2О5, определяют массовую долю фос-
фора в анализируемом удобрении.
Ход анализа. Пипеткой отбирают 25 см3 анализируемого
раствора и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3. Со-
держимое колбы доводят дистиллированной водой (при темпера-
туре около 20 °C) до метки и перемешивают.
При анализе удобрений, содержащих ионы метафосфорной, пи-
рофосфорной или полифосфорных кислот, необходимо провести
их гидролиз до ортофосфорной кислоты. Для гидролиза полифос-
форных кислот берут 25 см3 анализируемого раствора и помещают в
стакан вместимостью 200—400 см3. В стакан добавляют 20 см3
20%-ного раствора соляной кислоты и кипятят в течение 15—
20 мин. После этого содержимое стакана количественно переносят
в мерную колбу на 100 см3 (колба № 1), доливают дистиллирован-
ной водой (при температуре около 20 °C) до метки и перемешивают.
Затем из колбы № 1 берут пипеткой 5—20 см3 анализируемого раство-
ра, переносят в чистую мерную колбу (№ 2) на 100 см3 и добавляют в
489
40 см3 ванадиево-молибденовой смеси (раствора Г). Содержимое
колбы № 2 доливают дистиллированной водой до метки, переме-
шивают и через 15—20 мин измеряют оптическую плотность при
длине волны 440—460 нм. По градуировочному графику находят со-
держание Р2О5 в анализируемом растворе (мг/100 см3).
Построение градуировочного графика. Для
построения градуировочного графика параллельно готовят две се-
рии растворов сравнения из одного исходного раствора, содержа-
щего 0,2 мг/см3 Р2О5. С этой целью в пять пронумерованных мер-
ных колб (вместимостью 100 см3) первой серии и в пять мерных
колб второй серии последовательно приливают из бюретки по 5,
10, 15, 20 и 25 см3 рабочего раствора КН2РО4, содержащего 0,2 мг/см3
Р2О5. Затем в колбы приливают 20—30 см3 дистиллированной
воды и 40 см3 раствора Г. Содержимое в колбах доводят водой до
метки, перемешивают и через 15—20 мин (но не более чем через
60 мин) измеряют оптическую плотность окрашенных рабочих ра-
створов при 430—450 нм на ФЭК относительно раствора сравне-
ния с наименьшей концентрацией Р2О5. Для этого электрофото-
колориметр настраивают вначале на «ноль» по раствору, содержа-
щему 1 мг Р2О5 в 100 см3 (первая колбочка обеих серий растворов
сравнения). Затем относительно этого раствора сравнения изме-
ряют оптические плотности остальных окрашенных растворов.
Одновременно с приготовлением растворов сравнения готовят
анализируемые растворы. По оптической плотности растворов
сравнения строят калибровочную кривую, откладывая на оси абс-
цисс концентрации Р2О5 (мг/100 см3) раствора, а на оси орди-
нат — соответствующие им величины оптической плотности.
Вычисление результатов. Массовую долю фосфора в
пересчете на Р2О5 (%) вычисляют по формуле
Р2О5=--Ю0,
н
где т — найденная по градуировочной кривой масса фосфора в анализируемом
растворе, мг/100 см3; н — навеска удобрения, соответствующая взятому для анали-
за объему раствора, мг.
Массу навески вычисляют по формуле
w-25-К
н =------
PJ-100
где т — масса навески удобрения для приготовления вытяжки, мг (навеска в зави-
симости от вытяжки колеблется от 1000 до 2000 мг); 25 — объем вытяжки из удоб-
рения, взятой для разбавления, см3; У\ — объем вытяжки из удобрения, см3; Уг —
объем вытяжки, взятой для анализа (5—20 см3), см3.
490
Анализ проводят в двух повторностях, расхождения между ко-
торыми не должны превышать при доверительной вероятности Р —
= 0,95 0,2 % при массовой доле фосфора (Р2О5) 3—10 %; 0,4 % —
при массовой доле фосфора от 10 до 50 %; 0,5 % — при массовой
доле фосфора > 50 %.
Реактивы и их приготовление. 1. Кислота азотная
(пл. 1,4), разбавленная 1 : 2.
2.	Кислота серная концентрированная (пл. 1,84).
3.	20%-ный раствор соляной кислоты.
4.	Рабочий раствор сравнения однозамещенного фосфата калия
с содержанием Р2О5 0,2 мг/см3: берут на аналитических весах
7,6696 г (±0,0001 г) КН2РО4, предварительно высушенного до по-
стоянной массы при температуре 105 °C, переносят в мерную кол-
бу вместимостью 1 дм3, приливают 200—250 см3 дистиллирован-
ной воды, перемешивают до полного растворения соли и к раство-
ру добавляют 5 см3 65%-ного раствора азотной кислоты. Содержи-
мое колбы доливают дистиллированной водой до метки при
температуре 20 °C и перемешивают. Полученный раствор содер-
жит Р2О5 0,2 мг/см3.
5.	Смесь ванадиево-молибденовая (раствор А): сначала готовят
0,25%-ный раствор ванадата аммония (ГОСТ 9336—75). Для его
приготовления взвешивают 2,5 г соли, растворяют в химическом
стакане в 500 см3 горячей воды (70—90 °C), добавляют к раствору
20 см3 концентрированной азотной кислоты (пл. 1,4 г/см3) и пере-
мешивают. После охлаждения содержимое переносят в мерную
колбу вместимостью 1 дм3, доливают дистиллированной водой до
метки и перемешивают. Если раствор мутный, его фильтруют.
Раствор Б: берут на технических весах 50 г молибдата аммония
(ГОСТ 3765—78), растворяют в стакане в 500 см3 дистиллирован-
ной воды при 50 °C, переносят в мерную колбу вместимостью
1 дм3, охлаждают и доливают дистиллированной водой до метки.
Если раствор мутный, его фильтруют.
Раствор В — 33%-ный раствор азотной кислоты (разбавленная
1: 2 концентрированная азотная кислота, ГОСТ 4461—77).
Смешивают равные объемы растворов А, Б и В в указанной
последовательности и фильтруют. Раствор хранят в склянке из
темного стекла в прохладном месте.
Объемный метод определения свободной кислотности суперфос-
фата. Метод основан на титровании профильтрованной водной
вытяжки из суперфосфата раствором гидроксида натрия в присут-
ствии индикатора диметилового желтого или бромкрезолового зе-
леного.
Ход анализа. Профильтрованную водную вытяжку (25—
50 см3) из удобрения (приготовление водной вытяжки из удобре-
ния см. стр. 483) переносят в коническую колбу, разбавляют дис-
491
тиллированной водой до 100 см3 и титруют 0,1 М раствором гид-
роксида натрия в присутствии трех капель индикатора диметило-
вого желтого. Титрование ведут до возникновения оранжевой ок-
раски раствора. При отсутствии индикатора диметилового желто-
го титрование можно проводить на pH-метре до pH 4. Вместо ди-
метилового желтого в титруемый раствор можно добавлять 0,5 см3
бромкрезолового зеленого. При использовании индикатора бром-
крезолового зеленого анализируемый раствор титруют до окраски
буферного раствора (см. далее приготовление реактива 7).
Вычисление результатов. Массовую долю свободной
кислоты в пересчете на Р2О5 (%) вычисляют по формуле
Vx • 0,0071 -V2-100
25 V3m
где V\ — объем точно 0,1 М раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрова-
ние (0,1 н. раствор), см3; lj —общий объем водной вытяжки из удобрения, см3
(250 см3); К3 — объем взятого для анализа раствора вытяжки, см3 (25—50 см3); т —
масса навески удобрения, г (4 г); 0,0071 —масса Р2О5, соответствующая 1 см3
0,1 М раствора NaOH, г; 100 — коэффициент для пересчета результатов в %.
При общем объеме водной вытяжки из удобрения 250 см3 (V2 =
= 250 см3) и при объеме анализируемого раствора 25 см3 (V3 = 25 см3)
приведенная формула примет следующий вид:
РгО5^|0’002751.4250 100 = Г,-1,775.
При объеме анализируемого раствора 50 см3 (У3 = 50 см3) полу-
чаем:
F;Os^''0,005701-450'1°0 = r' °-887S-
Анализ проводят в двукратной повторности. Расхождения меж-
ду параллельными определениями при доверительной вероятнос-
ти Р — 0,95 не должны превышать: при массовой доле Р2О5 от 0,2
до 0,8 % - 0,05 %; от 0,8 до 2 % Р2О5 - 0,08, от 2 до 8 % Р2О5 -
0,1 %.
Реактивы и их п ригото вл ение. 1. Гидроксид на-
трия, 0,1 М раствор.
2.	Двузамещенный фосфат натрия — 0,2 М раствор (Na2HPO4).
3.	Кислота лимонная, 0,1 М раствор.
4.	Спирт этиловый, ректификат.
5.	Диметиловый желтый (индикатор), 0,1%-ный спиртовой ра-
створ.
492
6.	Бромкрезоловый зеленый (индикатор): 0,2 г бромкрезолово-
го зеленого растворяют в смеси, состоящей из 6 см3 0,1 н. раствора
гидроксида натрия и 5 см3 этилового спирта. Полученный раствор
индикатора доводят дистиллированной водой до 100 см3 и тща-
тельно перемешивают.
7.	Буферный раствор с pH 4: в коническую колбу вместимостью
250 см3 приливают из бюретки 7,7 см3 0,2 М раствора двузамещен-
ного фосфата натрия, 12,3 см3 раствора лимонной кислоты,
100 см3 дистиллированной воды и 0,5 см3 индикатора бромкрезо-
лового зеленого. pH полученного буферного раствора измеряют на
pH-метре и при необходимости корректируют 0,1 М раствором
лимонной кислоты или 0,2 М раствором NaOH. Полученный бу-
ферный раствор стерилизуют при температуре 60—70 °C, переме-
шивают и хранят плотно закрытым в темном месте.
4.1.3.4. Анализ калийных удобрений (ГОСТ 20851.3)
Приготовление анализируемого раствора простых удобрений.
Отобранную среднюю пробу калийного удобрения измельчают в
фарфоровой ступке и просеивают через сито с отверстиями
0,25 мм. Просеянную пробу тщательно перемешивают и взвеши-
вают 5 г (±0,001 г) удобрения. Навеску помещают в химический
стакан вместимостью 500 см3, приливают 150—200 см3 дистилли-
рованной воды, раствор нагревают и кипятят в течение 10 мин.
После этого стакан с раствором охлаждают и переносят в мерную
колбу вместимостью 500 см3. Стакан 2—3 раза споласкивают во-
дой, перенося промывные воды в мерную колбу. Содержимое кол-
бы доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают и
фильтруют через сухой складчатый фильтр в сухой стакан, отбра-
сывая первые порции фильтрата объемом 50 см3.
Приготовление анализируемого раствора сложных удобрений.
Среднюю пробу сложного удобрения измельчают и просеивают
через сито с диаметром ячеек не более 0,25 мм. Просеянную пробу
перемешивают и взвешивают 5 г (±0,001 г) пробы анализируемого
удобрения. Навеску помещают в мерную колбу вместимостью
500 см3. В колбу наливают 300—400 см3 дистиллированной воды и
перемешивают на механическом встряхивателе в течение 30 мин.
После этого объем раствора в колбе доводят водой до метки, пере-
мешивают и фильтруют через плотный фильтр (синяя лента), пер-
вые порции фильтрата отбрасывают.
Определение калия в простых калийных удобрениях тетрафенил-
боратным методом. Метод основан на осаждении калия тетрафе-
нилборатом натрия в уксуснокислой среде с последующими высу-
шиванием и взвешиванием полученного осадка тетрафенилбората
493
калия. Определив массу осадка тетрафенилбората калия, вычисля-
ют содержание К2О в удобрении.
Ход анализа. Для анализа калийных удобрений с содержа-
нием К2О более 25 % отбирают пипеткой 25 см3 фильтрата (см.
выше приготовление анализируемого раствора), при меньшем со-
держании калия в удобрении берут больше (40—50 см3) отфиль-
трованного раствора. Фильтрат (25—50 см3) переносят в мерную
колбу вместимостью 250 см3, доводят объем дистиллированной
водой до метки и тщательно перемешивают. Затем из колбы с по-
мощью пипетки берут 50 см3 раствора и переносят в химический
стакан вместимостью 100 см3.
К раствору в стакане добавляют 1—2 капли индикатора метило-
вого красного и по каплям добавляют 10%-ный раствор уксусной
кислоты до перехода окраски раствора в розовый цвет. Если ра-
створ от прибавления индикатора сразу окрашивается в розовый
цвет, то его нейтрализуют 0,1 М раствором гидроксида натрия до
появления желтой окраски, а затем добавляют 10%-ный раствор
уксусной кислоты до перехода окраски раствора в розовый цвет.
После этого стакан с нейтрализованным раствором помещают на
водяную баню и нагревают до 40 °C. При достижении этой темпе-
ратуры приступают к осаждению тетрафенилбората калия путем
добавления из пипетки или бюретки при постоянном помешива-
нии 10 см3 3,5%-ного раствора тетрафенилбората натрия.
Раствору дают отстояться на водяной бане в течение 5—7 мин,
затем его охлаждают в стакане в проточной воде до комнатной
температуры и отфильтровывают (с помощью стеклянной палоч-
ки) через пористый тигель, предварительно высушенный и взве-
шенный на аналитических весах.
Осадок из стакана без потерь переносят на пористый тигель-
фильтр и промывают небольшими (3—4 см3) порциями промыв-
ного раствора (реактив 5), который каждый раз полностью отса-
сывают. В заключение осадок 3 раза промывают холодной дистил-
лированной водой, каждый раз расходуя примерно по 5 см3.
Фильтр с осадком помещают в термостат, высушивают до посто-
янной массы при температуре 120 °C, затем взвешивают. Массу
осадка тетрафенилбората калия находят по разнице масс фильтра
с осадком и без него.
Вычисление результатов. Массовую долю калия (%)
в сухом удобрении в пересчете на К2О вычисляют по формуле
к 0_т 0,1314-100-100_ /и-1314
2 “ /и, (100-Х)	(100-Х)’
где т — масса осадка тетрафенилбората калия, г; 0,1314 — коэффициент для пере-
счета тетрафенилбората калия на К2О; 100 — коэффициент для выражения резуль-
494
татов в процентах; [100: (100 — Л)] — коэффициент для пересчета на сухое удобре-
ние; /Л] — масса навески анализируемого удобрения, соответствующая взятому
для анализа объему раствора, г; X— массовая доля влаги в анализируемом удобре-
нии, %.
При анализе удобрения с массовой долей KjO менее 25 % т\
вычисляют по формуле
где н — навеска анализируемой пробы удобрения, г (5 г).
При анализе удобрения с массовой долей К2О более 25 % т\
находят путем деления навески анализируемой пробы (5 г) на 100.
Анализ проводят в двух повторностях, расхождения между ко-
торыми не должны превышать 0,8 %.
Реактивы и оборудование. 1. Тигли фильтрующие
ТФ ПОР-16 или тигель Щ-4.
2.	Хлорид алюминия, ч.д.а., 0,5%-ный раствор.
3.	Кислота уксусная, х.ч., 1%- и 10%-ный растворы.
4.	Тетрафенилборат натрия, ч.д.а., 3,5%-ный раствор: взвеши-
вают 35 г тетрафенилбората натрия с точностью до 0,05 г и раство-
ряют при комнатной температуре в 500 см3 дистиллированной
воды, затем к раствору добавляют 5 см3 0,5%-ного раствора хлори-
да алюминия. Содержимое колбы перемешивают и ставят в тем-
ное место для отстаивания в течение 12—15 ч. После отстаивания
раствор фильтруют через плотный бумажный фильтр (синяя лен-
та) в мерную колбу вместимостью 1 дм3. Первые порции фильтра-
та переносят обратно на фильтр и продолжают фильтрование. По
окончании фильтрования фильтр несколько раз промывают и
объем колбы доводят до метки.
5.	Промывной раствор: к 100 см3 1 %-ного раствора уксусной
кислоты прибавляют 4 см3 3,5%-ного раствора тетрафенилбората
натрия.
6.	Метиловый красный (индикатор), 0,1%-ный раствор в 60%-ном
спирте.
7.	Спирт этиловый технический.
8.	Гидроксид натрия, 0,1 н. раствор.
Определение калия в сложных удобрениях весовым тетрафенил-
боратным методом. Метод основан на осаждении калия тетрафе-
нилборатом натрия в щелочной среде с предварительным связыва-
нием мешающих определению ионов других элементов формали-
ном и трилоном Б. После высушивания и взвешивания получен-
ного осадка тетрафенилбората калия находят массовую долю К2О
в сложном удобрении.
495
Ход анализа. 10 см3 профильтрованного раствора сложно-
го удобрения (см. приготовление раствора сложного удобрения
для анализа) переносят в химический стакан вместимостью 150—
200 см3 и к нему приливают 20 см3 формалина и 10 см3 раствора
трилона Б. После этого содержимое в стакане нейтрализуют в
присутствии 2—3 капель фенолфталеина 0,1 М раствором гидро-
ксида натрия до появления розовой окраски. Стакан ставят на ас-
бестовую сетку и нагревают раствор до кипения. Затем стакан
снимают и к горячему раствору добавляют при помешивании из
пипетки или бюретки 20 см3 раствора тетрафенилбората натрия.
После этого раствор быстро охлаждают до комнатной температу-
ры в проточной воде. При охлаждении раствора выпадает белый
кристаллический осадок.
После полного осаждения осадка (в течение 15 мин) раствор
(над осадком) фильтруют через предварительно высушенный и
взвешенный фильтрующий тигель. Осадок с помощью стеклянной
палочки без потерь переносят на фильтр, где его 3—4 раза промы-
вают промывной жидкостью (порциями по 5—6 см3), затем 2—
3 раза промывают холодной дистиллированной водой и сушат в
сушильном шкафу при 120 °C до постоянной массы.
Вычисление результатов. Массовую долю калия в
пересчете на К2О (%) вычисляют по формуле
„ „ т-0,1314-500-100
К п( ) =------------_
где т — масса осадка тетрафенилбората калия, г; mj — масса анализируемой про-
бы удобрения, г (5 г); 0,1314 —коэффициент пересчета тетрафенилбората калия
на К2О; 100 — коэффициент для пересчета результатов в %.
Если подставить в формулу пц, равную 5 г, она примет вид
... т-0,1314-500-100	,,, .
W =-----------------= т  131,4.
5-10
Анализ проводят в двух повторностях, расхождения между ко-
торыми не должны превышать 0,5 % при доверительной вероятно-
сти Р = 0,95.
Реактивы и о б о руд о в а н и е. 1. Тигель фильтрующий
ТФ ПОР-16 или подобный.
2.	Гидроксид натрия, 0,1 и 0,2 М растворы.
3.	Формалин технический.
4.	Фенолфталеин (индикатор), 1%-ный спиртовой раствор.
5.	Трилон Б (ГОСТ 10652—73); 0,2 М раствор двуводной динат-
риевой соли этилендиамина-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты.
496
Для его приготовления 74,45 г (±0,1 г) трилона Б растворяют в
мерной колбе вместимостью 1 дм3, содержимое доводят дистил-
лированной водой до метки, перемешивают и фильтруют.
6.	3,5%-ный раствор тетрафенилбората натрия: 35 г (±0,05 г)
тетрафенилбората натрия (ч.д.а.) растворяют при комнатной
температуре в 500 см3 дистиллированной воды. Затем к этому ра-
створу приливают 5 см3 0,5%-ного раствора хлорида алюминия.
Содержимое колбы перемешивают и ставят в темное место для
отстаивания в течение 12—15 ч. После отстаивания к раствору
добавляют 10 см3 0,2 М раствора гидроксида натрия, перемеши-
вают и фильтруют через бумажный фильтр (синяя лента) в мер-
ную колбу вместимостью 1 дм3. Далее поступают так, как описа-
но выше.
7.	Промывной раствор: к 100 см3 дистиллированной воды до-
бавляют 3—4 см3 3,5%-ного раствора тетрафенилбората натрия.
Определение калия в простых и сложных удобрениях на пламен-
ном фотометре. Метод основан на изменении интенсивности излу-
чения калия, вводимого в пламя в виде аэрозоля. Его используют
для анализа сульфата калия и калийных удобрений с массовой до-
лей К2О не более 30 %.
Ход анализа. Пипеткой отбирают 50 см3 отфильтрованно-
го раствора (см. приготовление анализируемого раствора простых
и сложных удобрений для анализа, п. 4.6.1) и переносят в мерную
колбу вместимостью 250 см3. Содержимое в колбе доводят дистил-
лированной водой до метки и тщательно перемешивают. Из полу-
ченного раствора отбирают 25 см3 и переносят в новую мерную
колбу на 250 см3. Колбу доводят дистиллированной водой до мет-
ки и содержимое хорошо перемешивают.
Полученный раствор вводят в пламя горелки пламенного фото-
метра, снимают показания прибора и по графику находят концен-
трацию калия в анализируемом растворе. Анализ проводят в дву-
кратной повторности.
Построение градуировочного графика. На
аналитических весах взвешивают 1,5826 г (±0,0002 г) химически
чистого перекристаллизованного хлорида калия и растворяют в
колбе вместимостью 1 дм3. Содержимое колбы перемешивают и
доводят дистиллированной водой до метки. Полученный исход-
ный (основной) раствор с содержанием К2О 1 мг/см3 используют
для приготовления растворов сравнения.
При анализе сложных калийсодержащих удобрений раство-
ры сравнения готовят следующим образом. В мерные колбы
вместимостью 200 см3 приливают из бюретки основной раствор,
объем которого указан в таблице 68, и добавляют по 10 см3 2 н.
раствора соляной кислоты. Колбы доводят водой до метки и пе-
ремешивают.
32- 8539
497
68. Шкала образцовых растворов калия
Показатель	Номер колбы вместимостью 100 см3					
	0	1	2	3	1 <	5
Объем основного раствора, см3	0	2	4	6	8	10
Концентрация К2О в рабочем растворе сравнения, мг/см3	0	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05
При анализе простых калийных удобрений рабочие растворы
сравнения готовят так же, но без добавления соляной кислоты.
Интенсивность излучения растворов сравнения измеряют на
пламенном фотометре. По полученным показателям интенсивно-
сти излучения растворов строят градуировочный график, отклады-
вая на оси абсцисс концентрацию калия в растворах сравнения, на
оси ординат — показания прибора. Для построения градуировоч-
ного графика желательно пользоваться следующим масштабом: на
оси абсцисс 0,001 мг/см3 —5 мм; на оси ординат одно деление
прибора — 2 мм. Градуировочный график строят по средним ре-
зультатам трех измерений.
Вычисление результатов. Массовую долю К2О в
удобрении (%) вычисляют по формуле
К О = С|+С2 - 500-250-250-100 = С,+С2 500 • 250 - 250 • 100
2	2	т-50-25	2 ’	5000-1250
Q +G
2
500,
где Q и С2 — концентрации К2О, полученные по градуировочному графику при
первом и повторном определениях, мг/см3; т — масса навески анализируемой
пробы, мг.
При вычислении массовой доли калия на сухое вещество па-
раллельно определяют влажность удобрения и вводят поправку на
содержание воды.
Анализ проводят в двукратной повторности, расхождения меж-
ду которыми при Р= 0,95 не должны превышать: 0,5 % при содер-
жании К2О от 5 до 10 %; 1 % при содержании К2О от 11 до 20 % и
1,5 % при содержании К2О от 21 до 30 %.
Реактивы. 1. Хлорид калия, х.ч., перекристаллизованный
или для спектрального анализа.
2. Основной раствор хлорида калия с концентрацией К2О 1 мг/см3.
3. Кислота соляная, 2 н. раствор.
Весовой метод определения калия в виде перхлората в простых
удобрениях. Метод основан на осаждении калия хлорной кисло-
498
той. Выпадающий в осадок перхлорат калия отфильтровывают,
сушат и взвешивают. Исходя из того, что 1 г КСЮ4 содержит
0,33995 г К2О, вычисляют массовую долю калия (%) в анализируе-
мом удобрении.
Ход анализа. Взвешивают 10 г (±0,001 г) анализируемого
удобрения. Навеску помещают в химический стакан вместимос-
тью 500 см3, приливают около 300 см3 дистиллированной воды.
Содержимое стакана кипятят в течение 30 мин на слабом огне.
Через 20 мин после начала кипячения к содержимому в стакане
добавляют 10 см3 18,5%-ного раствора соляной кислоты и поддер-
живают слабое кипение. Через 30 мин к кипящему раствору по
каплям добавляют раствор ВаС12 до полного осаждения сульфат-
ионов. Затем содержимое стакана без потерь переносят в мерную
колбу вместимостью 500 см3. Стакан 2—3 раза споласкивают дис-
тиллированной водой, а промывные воды сливают в мерную кол-
бу к основному раствору. Затем объем раствора в колбе доводят
дистиллированной водой до метки, хорошо взбалтывают и фильт-
руют.
Пипеткой отбирают 25 см3 профильтрованного раствора удоб-
рения, переносят в покрытую глазурью фарфоровую чашку и на-
ливают 7 см3 раствора хлорной кислоты. Затем содержимое фар-
форовой чашки выпаривают на водяной бане до сиропообразной
консистенции.
Чашку охлаждают и образовавшийся остаток обливают 15 мл
96%-ного спирта. Содержимое чашки тщательно растирают оп-
лавленной стеклянной палочкой. Осадок фильтруют через предва-
рительно промытый этиловым или сульфитным спиртом, высу-
шенный при 120—130 °C и взвешенный фильтрующий тигель.
Вместо фильтрующего тигля можно использовать бумажный
фильтр (синяя лента), который вначале смачивают спиртом и вы-
сушивают в термостате при 120 °C. После этого осадок с фарфоро-
вой чашки смывают промывным спиртом на фильтр (реактив 6), а
затем промывают его 5 см3 чистого 96%-ного спирта. Фильтр с
осадком сушат в течение 30 мин при температуре 130±5 °C, охлаж-
дают в эксикаторе и взвешивают.
Вычисление результатов. Массовую долю калия (%)
в пересчете на К2О вычисляют по формуле
„ „ т-0,33995 100 т-0,33995-100 а
К2О =------------------------— -------= т  3,3995,
н	10
где tn — масса осадка перхлората калия; н — навеска анализируемой пробы удоб-
рения, г; 0,33995 — коэффициент пересчета перхлората калия на К2О; 100 —ко-
эффициент для выражения результатов в %.
32*
499
Анализ проводят в двукратной повторности. Расхождение
между параллельными определениями не должно превышать
0,2%.
Реактивы и оборудование. Кислота хлорная, 20%-ный раствор
(пл. 1,13). Спирт этиловый технический. Кислота соляная,
18,5%-ный раствор (1 : 1). Хлорид бария, 1 н. раствор. Спирт про-
мывной, приготовленный путем разбавления 10 см3 20%-ного ра-
створа хлорной кислоты до 1 дм3 этиловым спиртом. Тигель филь-
трующий ТФ ПОР-16 или № 4.
4.1.3.5. Анализ известковых удобрений (ГОСТ 20851.5)
Определение нейтрализующей способности извести титрованием.
Для известкования кислых почв применяют известняковую муку,
представляющую собой продукт размола известняков, доломитов,
мела и других пород, которые состоят в основном из карбонатов
кальция и магния. Известняковая мука (в пересчете на СаСО3)
должна содержать не менее 85 % карбонатов кальция и магния.
Принцип метода. Метод основан на обработке известня-
ковой муки небольшим избытком титрованной соляной кислотой
при нагревании:
СаСО3 + 2НС1 = СаС12 + СО2 + Н2О;
MgCO3 + 2НС1 = MgCl2 + СО2 + Н2О.
Избыток соляной кислоты после окончания реакции оттитро-
вывают щелочью. По количеству пошедшей на разложение извес-
ти соляной кислоты вычисляют суммарное содержание СаСО3 в
известняковой муке. В доломите и известняковой муке с содержа-
нием более 10 % карбоната магния рекомендуют определять раз-
дельно карбонат кальция и карбонат магния трилонометрическим
методом.
Ход анализа. На аналитических весах взвешивают 1 г
(±0,0002 г) известняковой муки, предварительно высушенной до
постоянной массы при 105 °C. Навеску помещают в коническую
колбу вместимостью 250 см3. Известняковую муку в колбе смачи-
вают 10 см3 воды. Затем приливают с помощью пипетки 20 см3 1 н.
соляной кислоты и 30 см3 дистиллированной воды, обмывая пос-
ледней стенки колбы. Горло колбы закрывают воронкой, содер-
жимое нагревают до слабого кипения и кипятят в течение 5 мин.
Затем горячей водой (50 см3) обмывают воронку и внутренние
стенки колбы. В колбу прибавляют 5 — 6 капель 0,2%-ного спир-
тового раствора фенолфталеина и титруют 0,25 н. раствором гид-
роксида натрия до появления слабо-розового окрашивания.
500
Массовую долю СаСО3 и MgCO3 (%) в пересчете на карбонат
кальция вычисляют по формуле
гг_(Икнк-Кщнщ)-100-50
т-1000
где Ик — объем 1 н. соляной кислоты для разложения 1 г известняковой муки, см3;
нк — нормальность кислоты; — объем 0,25 н. щелочи, пошедшей на титрова-
ние, см3; нщ — нормальность щелочи; т — масса навески известняковой муки, г;
50 — эквивалентная масса карбоната кальция, г; 1000 — коэффициент пересчета
мг в г; 100 — коэффициент пересчета в %.
Реактивы. 1 н. раствор соляной кислоты, ч.д.а. Гидроксид на-
трия, ч.д.а., 0,25 н. раствор. Фенолфталеин (индикатор) — 0,2%-ный
спиртовой раствор.
Определение содержания карбоната кальция и карбоната магния в
известняковой муке трилонометрическим методом. Метод основан
на взаимодействии в растворе ионов Са и Mg с трилоном Б и об-
разовании комплексных соединений. По количеству пошедшего
на связывание Са и Mg трилона Б легко вычислить содержание
СаСО3 и MgCO3 в анализируемом материале.
Определение содержания карбоната кальция. Ход анализа.
На аналитических весах взвешивают 0,5 г (±0,0002 г) известняко-
вой муки или доломита (предварительно высушенных в термоста-
те до постоянной массы). Навеску помещают в стакан вместимос-
тью 300 см3, смачивают дистиллированной водой (10—15 см3) и
добавляют 10 см3 соляной кислоты, разбавленной в соотношении
1:3. Стакан прикрывают часовым стеклом. Через 5 мин в стакан
наливают еще 40—50 см3 дистиллированной воды. После этого
стакан с раствором нагревают на асбестовой сетке до кипения и
кипятят на слабом огне в течение 5 мин. Раствор охлаждают и без
потерь количественно переносят в мерную колбу на 500 см3. Со-
держимое колбы доводят дистиллированной водой до метки и
тщательно перемешивают. В полученном растворе определяют
кальций и магний. Для этого берут пипеткой 50 см3 приготовлен-
ного раствора удобрения, переносят в коническую колбу вмести-
мостью 250 см3, добавляют 50 см3 гидроксида калия и мурексид
(на кончике ланцета) и титруют раствором трилона Б до перехода
красной окраски раствора в лиловую.
Вычисление результатов. Массовую долю карбоната
кальция (%) вычисляют по формуле
HZ-^rlOO^
т
где Fi — объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование, см3; Т\ — титр ра-
створа трилона Б (определение титра раствора трилона Б см в разделе «Реактивы и
501
их приготовление»), г СаСО3; т — масса известняковой муки, содержащейся в
объеме титруемого раствора, г; 100 — коэффициент для выражения результатов в %.
Определение содержания карбоната магния. Ход анализа.
Приготовленный для анализа раствор (50 см3) переносят в кони-
ческую колбу, добавляют 20 см3 буферного раствора и на кончике
ланцета хромоген черный. Полученную смесь титруют раствором
трилона Б до перехода вишнево-красной окраски раствора в голу-
бовато-зеленую.
Вычисление результатов. Массовую долю карбоната
магния (%) вычисляют по формуле
т
где Vi — объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование, см3; Ц — объем
раствора трилона Б, пошедшего на титрование при определении содержания кар-
боната кальция (см. выше), см3; Т2 — титр раствора трилона Б (определение см. в
разделе «Реактивы и их приготовление»), г MgCO3; т — масса навески известня-
ковой муки, содержащейся в объеме титруемого раствора, г.
Суммарное содержание карбоната кальция и карбоната магния
(%) в известняковой муке определяют по формуле Х2 = X + Xt.
Реактивы и их приготовление. 1. Кислота соляная, ч.д.а., разбав-
ленная дистиллированной водой в соотношении 1: 3.
2. Трилон Б, 0,05 н. раствор: 10 г трилона Б растворяют в 200 см3
дистиллированной воды, фильтруют и разбавляют водой до 1 л.
Титр трилона Б определяют следующим образом. Пробу карбона-
та кальция высушивают до постоянной массы. Затем взвешивают
на аналитических весах 0,5 г (±0,0002 г) СаСО3, переносят в кол-
бочку на 100 см3 и растворяют при нагревании в 10 см3 соляной
кислоты, разбавленной в соотношении 1:3. Полученный раствор
количественно переносят в мерную колбу на 500 см3. Содержимое
колбы доводят дистиллированной водой до метки и тщательно пе-
ремешивают. Пипеткой отбирают 50 см3 раствора и переносят в
коническую колбу на 250 см3, добавляют 50 см3 гидроксида калия,
перемешивают и титруют раствором трилона Б в присутствии му-
рексида, который добавляют на кончике ланцета. Титр трилона Б
(г СаСО3) вычисляют по формуле
Т та
1-100-К’
где /« — содержание СаСО3 в титруемом объеме раствора, г; а — содержание
СаСО3 в препарате, %; V— объем трилона Б, пошедшего на титрование, см3. Титр
трилона Б (Г2) (г MgCO3) находят по формуле Т2 = Т\  0,83; 100 — коэффициент
для перевода процентов в массовые доли.
502
3. Гидроксид калия, 20%-ный раствор: 200 г КОН растворяют в
800 см3 дистиллированной воды. После отстаивания раствор
фильтруют и хранят в полиэтиленовой посуде.
4.1.3.6. Анализ гипса
Значение анализа. Гипс применяют для химической
мелиорации солонцов. Дозы его устанавливают в зависимости от
содержания в почве поглощенного натрия, а также от содержания
CaSO4 - 2Н2О в том материале, который применяют для гипсова-
ния.
Для определения содержания CaSO4 • 2Н2О в сыромолотом
гипсе берут среднюю пробу 100 г, высушивают при температуре
50 °C до постоянной массы, а затем прокаливают при 400 °C.
Массовую долю CaSO4 (%) определяют по формуле
(о-6) 100-4,7785
а
где а — масса гипса до высушивания, г; b — масса гипса после прокаливания, г;
4,7785 — коэффициент пересчета на безводный CaSO4.
Чтобы установить влажность удобрения, берут на аналитичес-
ких весах в тарированный бюкс 3—5 г сыромолотого гипса и высу-
шивают при температуре 50 °C до постоянной массы. Содержание
влаги (% к абсолютно сухой навеске) вычисляют по формуле
fy_(o-l>) 100,
ь
где а — масса гипса до высушивания, г; Ъ — масса гипса после высушивания, г;
100 — коэффициент для выражения результатов в %.
Принцип метода. Навеску гипса растворяют при нагре-
вании в разбавленной соляной кислоте: CaSO4 • 2Н2О + 2НС1 =
= СаС12 + H2SO4 + 2Н2О. В растворе после отделения примесей
определяют серную кислоту (путем осаждения ее хлоридом бария,
прокаливания и взвешивания сульфата бария). По содержанию в
исследуемом материале SO4 рассчитывают количество гипса.
Определение влажности. Гипс содержит химически
связанную и гигроскопическую воду. Первая из них содержится в
количестве двух молекул на одну молекулу сульфата кальция и
может быть удалена лишь путем длительного нагревания при тем-
503
пературе 200 °C. Вторая форма воды удаляется уже при нагревании
до постоянной массы при 100—105 °C. Под влажностью гипса по-
нимают содержащуюся в нем гигроскопическую влагу. Ее опреде-
ляют так же, как в извести.
Определение серной кислоты. Навеску гипса око-
ло 1 г переносят в фарфоровую чашку и прибавляют при переме-
шивании стеклянной палочкой 50 см3 разбавленной соляной кис-
лоты (реактив 1). Затем чашку накрывают часовым стеклом и ста-
вят на асбестовую сетку над газовой горелкой или электрической
плиткой. Нагревание раствора ведут постепенно и продолжают
его в чашке с дистиллированной водой, а содержимое чашки вы-
паривают на водяной бане досуха.
Сухой остаток смачивают 5—10 см3 разведенной соляной кис-
лоты, наливают туда 50 см3 горячей дистиллированной воды и хо-
рошо размешивают стеклянной палочкой. Далее для отделения
выпавшего осадка кремниевой кислоты, песка, глины и других
примесей полученный раствор фильтруют через беззольный
фильтр средней плотности в мерную колбочку вместимостью
100 см3. Осадок на фильтре промывают горячей дистиллирован-
ной водой, закрывают пробкой и взбалтывают.
Приготовленный раствор (25 см3) используют для осаждения
серной кислоты и поступают, как описано при анализе почвы.
Вычисление результатов. Содержание гипса
(CaSO4 • 2Н2О) в исследуемом материале (%) вычисляют по фор-
муле
fyJc-(/> +с)]-0,4114-1,7922-100-100
н-(100 — у)
где а — масса золы с осадком BaSO4 после прокаливания; b — масса пустого тигля,
г; с —масса золы фильтра, г; 0,4114 —количество граммов SO4, отвечающее 1 г
BaSO4; 1,7922 — количество граммов CaSO4 • 2Н2О, отвечающее 1 г SO4; 100 в чис-
лителе — коэффициент для выражения результатов анализа в процентах к массе
исследуемого вещества; н — навеска исследуемого вещества, отвечающая объему
раствора, взятому для осаждения серной кислоты, г; если навеска гипса составля-
ет 1 г, а объем солянокислой вытяжки — 100 см-’ и для осаждения берут 25 см’, то
навеска равна 0,25 г (1  25 :100); 100: (100 — у) — коэффициент для перерасчета на
сухое вещество; у — гигроскопическая влага, %.
Реактивы. 1. Соляная кислота, разведенная в соотношении 1 : 3
[один объем НС1 (пл. 1,19) приливают к трем объемам дистилли-
рованной воды и перемешивают].
2.	10%-ная соляная кислота.
3.	10%-ный водный раствор хлорида бария.
4.	Дистиллированная вода, подкисленная соляной кислотой
(2—3 см3 концентрированной НС1 на 500 см3).
504
4.2. ОРГАНИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ
4.2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АММИАЧНОГО АЗОТА В НАВОЗЕ
КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ ПО И. Ф. РОМАШКОВИЧУ
Значение анализа. От содержания аммиачного азота зависит эф-
фективность навоза в первый год его действия на урожай расте-
ний. По количеству содержащегося в навозе аммиачного азота су-
дят об условиях хранения этого органического удобрения.
Принцип метода. Аммиачный азот вытесняется из навоза и свя-
зывается раствором 0,05 М соляной кислоты с образованием
NH4C1 (NH3 + НС! = NH4CI). Слабый (0,05 М) раствор соляной
кислоты не вызывает гидролиза азотсодержащих органических ве-
ществ навоза и, следовательно, не завышает результатов анализа.
Аммонийный азот (NH4) в солянокислом растворе определяют
с реактивом Несслера на ФЭК. При взаимодействии аммония с
реактивом Несслера образуется комплексное соединение — иодид
меркураммония, который дает желтую окраску раствора:
NH4CI + 4КОН + 2K2HgI4 = HgOHg  NH2I + 7KI + КС! + ЗН2О.
Интенсивность полученной окраски пропорциональна содер-
жанию в растворе аммонийного азота.
Содержание аммонийного азота в анализируемой соляной вы-
тяжке определяют по градуировочному графику.
Определению NH4 с реактивом Несслера мешают присутству-
ющие в вытяжке катионы Mg2+, Cu2+ и др. Эти ионы взаимодей-
ствуют с реактивом Несслера и вызывают помутнение анализируе-
мого раствора. Мешающее действие этих ионов устраняют добав-
лением к анализируемому раствору сегнетовой соли, которая свя-
зывает ионы кальция, магния и др. в недиссоциируемые
растворимые соединения.
Ход анализа. Из приготовленной к анализу средней пробы на-
воза берут на технохимических весах 12,5 г (±0,1 г). Навеску наво-
за без потерь переносят в пол-литровую широкогорлую стеклян-
ную бутылку и приливают 250 см3 0,05 М раствора соляной кисло-
ты (реактив 1). Содержимое бутылки встряхивают на ротаторе в
течение 30 мин. После этого приступают к фильтрованию через
складчатый фильтр, перенося первые мутные порции фильтрата
обратно на фильтр. Из отфильтрованной вытяжки берут 10 см3,
переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до мет-
ки дистиллированной водой и перемешивают. Из разбавленной
таким образом вытяжки берут пипеткой 10—20 см3 (в зависимости
от содержания аммонийного азота в навозе) полученного раствора
и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3. Затем в колбу
505
добавляют 4 см3 25%-ного раствора сегнетовой соли (реактив 2) и
хорошо перемешивают содержимое мерной колбы. После этого в
колбу произвольно приливают 60—70 см3 дистиллированной
воды, перемешивают и добавляют 4 см3 реактива Несслера (реак-
тив 4). Колбу доводят дистиллированной водой до метки, тща-
тельно перемешивают и через 15—20 мин измеряют оптическую
плотность растворов на ФЭК при длине волны 430—450 нм (си-
ний светофильтр).
Построение градуировочного графика. В пронумерованные мер-
ные колбы вместимостью 100 см3 приливают из бюретки 2, 5, 10,
20 и 30 см3 образцового рабочего раствора NH4C1 (реактив 3), со-
держащего в 1 см3 0,005 мг NH4. Объемы колб доводят дистилли-
рованной водой до 90 см3, перемешивают и добавляют 4 см3 реак-
тива Несслера. Раствор сегнетовой соли (реактив 2) можно не до-
бавлять. Содержимое колб доводят дистиллированной водой до
метки. Колбы закрывают пробками и тщательно перемешивают.
Через 15 мин оптическую плотность растворов измеряют на
ФЭК при длине волны 430—450 нм.
Измерение оптической плотности проводят относительно кон-
трольного раствора, который состоит из реактива Несслера и дис-
тиллированной воды.
При построении градуировочного графика на оси абсцисс от-
кладывают содержание азота (мг/100 см3), а на оси ординат — по-
казания ФЭК.
Вычисление результатов. Массовую долю аммиачного азота в
навозе (%) вычисляют по формуле
W= а  100//П,
где а — количество азота по градуировочному графику для исследуемого раствора,
мг/100 см3; т — масса навоза, соответствующая объему раствора для анализа,
мг/100 см3; 100 — коэффициент для выражения результатов в %.
При исходной навеске навоза 12,5 г масса навоза, соответству-
ющая объему раствора для анализа, равна 50 мг. Тогда
а  100/50 = а  2.
Реактивы и их приготовление. 1. 0,05 М (0,05 н.) раствор НС1.
2.	25%-ный раствор сегнетовой соли: берут 25 г соли и раство-
ряют в дистиллированной воде в колбе вместимостью 100 см3, со-
держимое колбы доводят дистиллированной водой до метки.
3.	Исходный стандартный раствор NH4C1: на аналитических
весах берут 0,7405 г химически чистого NH4C1 и растворяют в дис-
тиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1 дм3. Содер-
жимое колбы доводят дистиллированной водой до метки, закры-
506
вают пробкой и тщательно перемешивают. В 1 см3 исходного ра-
створа содержится 0,25 мг NH4.
4.	Рабочий стандартный раствор: 20 см3 исходного стандартно-
го раствора переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, при-
ливают дистиллированную воду до метки и перемешивают. Рабо-
чий раствор содержит 0,005 мг NH4 в 1 см3 и используется для по-
строения градуировочного графика. Все реактивы приготовляют
на дистиллированной воде, свободной от аммиака.
5.	Реактив Несслера (K2HgI4) используют заводского приготовле-
ния.
4.2.2.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА, ФОСФОРА
И КАЛИЯ НАВОЗЕ
Значение анализа. В севооборотах в почву часто вносят с наво-
зом большое количество питательных веществ. Чтобы точно опре-
делить дозы минеральных удобрений, вносимых совместно с на-
возом, нужно знать количество азота, фосфора и калия, которое
поступило в почву с навозом.
4.2.2.1.	Определение азота по И. Иодльбаузру
Принцип метода. Азот органических веществ и аммиака при на-
гревании с фенолсерной кислотой в присутствии катализаторов
(ртуть, селен и др.) количественно превращается в сульфат аммо-
ния. Раствор после озоления переносят в отгонную колбу Кьель-
даля и щелочью разлагают сульфат аммония:
(NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2NH3 + H2O.
Образующийся аммиак отгоняют в раствор 1%-ной борной
кислоты и определяют титриметрическим методом.
Ход анализа. Из подготовленной к анализу пробы навоза берут
(в предварительно взвешенной фарфоровой чашке) 10 г. Навеску
навоза переносят в колбу Кьельдаля вместимостью 250—500 см3.
Фарфоровую чашку тщательно вытирают обрезками фильтроваль-
ной бумаги и их также помещают в колбу Кьельдаля.
Затем в колбу Кьельдаля с навеской навоза осторожно прилива-
ют 25—30 см3 фенолсерной кислоты (реактив 1) и содержимое кол-
бы легким круговым вращением тщательно перемешивают. Спустя
5—10 мин в колбу вносят 2—3 г цинковой пыли (реактив 2). Содер-
жимое колбы тщательно перемешивают и нагревают сначала на сла-
бом огне, затем постепенно доводят до кипения и кипятят до появ-
ления красноватого оттенка. После этого колбу снимают и добавля-
ют в нее 0,1 г селена в порошке или 0,5 г CuSO4 • 5Н2О (реактив 3) и
507
продолжают кипятить до полного обесцвечивания раствора. Затем
кипячение продолжают еще в течение 30 мин. По истечении этого
времени колбу снимают с огня, охлаждают и к содержимому осто-
рожно приливают 80—100 см3 дистиллированной воды. Затем весь
раствор из колбы Кьельдаля количественно переносят в перегон-
ную колбу аппарата Кьельдаля для отгона аммиака. Колбу Кьельда-
ля несколько раз споласкивают небольшим количеством дистилли-
рованной воды, перенося каждый раз промывную воду в отгонную
колбу. Объем жидкости в отгонной колбе доводят дистиллирован-
ной водой до 300 см3 и прибавляют 2—3 капли фенолфталеина
(реактив 4). После этого в приемную коническую колбу или ста-
кан вместимостью 200—300 см3 наливают из бюретки 25—30 см3
2%-ного раствора борной кислоты (реактив 5), прибавляют 2—
3 капли индикатора (реактив 6) и присоединяют приемник к холо-
дильнику через аллонж таким образом, чтобы кончик трубки был
погружен в раствор борной кислоты на 2—3 мм.
После этого в отгонную колбу с раствором, осторожно наклонив
ее, не перемешивая содержимое, по стенке приливают 80 см3 40% -
ной щелочи (реактив 7). При этом щелочь и раствор в колбе не дол-
жны перемешиваться. Для спокойного кипения раствора в колбу
бросают 2—3 кусочка гранулированного цинка. Не взбалтывая жид-
кость, отгонную колбу присоединяют через стеклянный каплеуло-
витель к холодильнику. После этого раствор в отгонной колбе пере-
мешивают круговыми движениями и включают холодильник, затем
нагревательный прибор. Когда объем дистиллята в приемнике дос-
тигнет 70—80 см3, колбу-приемник опускают, чтобы конец аллонжа
был выше уровня жидкости. Отгон продолжают до тех пор, пока
объем дистиллята в приемнике не достигнет 150—180 см3.
Полноту отгона проверяют с помощью лакмусовой бумаги или
реактива Несслера. С этой целью конец аллонжа из промывалки
обмывают дистиллированной водой и подставляют лакмусовую
бумагу под каплю дистиллята. Если лакмусовая бумага не посине-
ет, то отгон считают законченным. Реактив Несслера при наличии
аммиака в отгоне дает желтое окрашивание раствора. Образовав-
шийся в приемной колбе борат аммония оттитровывают 0,05 М
раствором серной кислоты (реактив 8) до изменения зеленой ок-
раски индикатора на красно-фиолетовую.
Вычисление результатов. Массовую долю азота (%) в навозе вы-
числяют по формуле
N_K-0,0014-100
т
где V— объем 0,05 М раствора серной кислоты, пошедшей на титрование бората
аммония; 0,0014 — масса азота, соответствующая 1 см3 0,05 М раствора серной
кислоты, г; т — исходная навеска навоза, г (10 г).
508
Подставив в формулу массу исходной навески навоза, получим
И-0,0014-100^
10
Из окончательного результата вычитают количество азота, най-
денное при контрольном анализе.
Расхождение между параллельными определениями не должно
превышать 3—5 %.
Реактивы и их приготовление. 1. Фенол серная кислота: 40 г чис-
того фенола (С6Н5ОН) растворяют в 500 см3 концентрированной
серной кислоты (пл. 1,84 г/см3) в колбе вместимостью 1 дм3. Со-
держимое колбы выдерживают в течение 3 ч на водяной бане при
температуре 70—80 °C, после чего доводят до метки концентриро-
ванной серной кислотой.
2.	Цинковая пыль или стружка.
3.	Металлический селен (порошок) или CuSO4 • 5Н2О.
4.	Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор.
5.	Раствор борной кислоты (Н3ВО3), ч.д.а., 2%-ный.
6.	Индикатор Гроака: смешивают равные объемы 0,4%-ного
спиртового раствора метиленового красного и 0,2%-ного спирто-
вого раствора метиленового голубого. Комбинированный индика-
тор Гроака следует хранить в темной склянке.
7.	40%-ный раствор NaOH: взвешивают на технических весах в
фарфоровой чашке 500 г NaOH, помещают в фарфоровый стакан
вместимостью 1,5 дм3 и приливают при постоянном помешива-
нии и охлаждении 600 см3 дистиллированной воды. Помешива-
ние осуществляют до полного растворения кусочков щелочи. Ра-
створ закрывают бумагой и оставляют стоять до следующего дня.
Затем в стакан добавляют 150 см3 дистиллированной воды и со-
держимое стакана тщательно перемешивают стеклянной палоч-
кой. Если раствор мутный, его отфильтровывают. При необходи-
мости массовую долю NaOH проверяют ареометром. Щелочь
хранят в склянке, закрытой пластиковой или резиновой проб-
кой.
8.	0,05 М (0,1 н.) раствор серной кислоты: мерным цилиндром
берут 26,6 см3 серной кислоты (х.ч., пл. 1,84 г/см3), приливают в
мерную колбу вместимостью 1 дм3, наполненную наполовину дис-
тиллированной водой. После этого раствор доливают дистиллиро-
ванной водой до метки, перемешивают и переливают в отградуи-
рованную бутыль на 10 дм3. Туда же добавляют еще 9 л (дм3) дис-
тиллированной воды и тщательно перемешивают.
Молярную концентрацию серной кислоты устанавливают по
буре (см. раздел «Приготовление титрованных растворов»).
509
4.2.2.2.	Определение общего содержания фосфора в навозе
Значение анализа. См. стр. 507.
Принцип метода. Метод основан на озолении навески навоза
сухим или мокрым способом с последующим определением фос-
фора колориметрически.
Мокрое озоление проводят смесью концентрированных серной
и азотной кислот (H2SO4 + HNO3). При озолении этой смесью по-
терь фосфора вследствие его улетучивания нет.
Ход анализа. В фарфоровой чашке взвешивают на технических
весах 5 г (±0,1 г) навоза и переносят с помощью стеклянной па-
лочки в термостойкую колбу Кьельдаля вместимостью 250—
300 см3. Обрезками беззольной фильтровальной бумаги тщательно
вытирают стеклянную палочку и внутреннюю часть фарфоровой
чашки, полностью удаляя следы навоза. Все обрезки бумаги бро-
сают к навеске навоза в колбе.
Колбу переносят в вытяжной шкаф и к навеске навоза с помо-
щью мерного цилиндра приливают 20—25 см3 смеси концентри-
рованных серной и азотной кислот (реактив 3). После прекраще-
ния бурного выделения оксидов азота колбу помещают на ас-
бестовую сетку над горелкой и медленно нагревают, следя,
чтобы жидкость не поднялась (из-за вспенивания) в горло
колбы. В дальнейшем сетку удаляют и нагревание продолжают на
открытом огне. В колбу периодически приливают 1—1,5 см3 кон-
центрированной азотной кислоты (реактив 2). Это делают потому,
что азотная кислота летучая. Нельзя допускать, чтобы в колбе ос-
тавалась только серная кислота. В присутствии одной серной кис-
лоты озоляемое вещество будет сгорать при более высокой темпе-
ратуре, что нежелательно. Перед добавлением новой порции кон-
центрированной азотной кислоты (1—1,5 см3) колбу Кьельдаля
снимают с огня и охлаждают. Добавляют осторожно концентриро-
ванную азотную кислоту и колбу ставят на огонь. После прекра-
щения выделения бурых паров оксидов азота из кипящего раство-
ра в колбу вновь добавляют концентрированную азотную кислоту,
как описано выше. Азотную кислоту добавляют 2—4 раза, пока
раствор в колбе не обесцветится.
После озоления содержимое колбы охлаждают и в нее добавля-
ют 90—100 см3 дистиллированной воды. Колбу нагревают до кипе-
ния и кипятят до окончательного удаления азотной кислоты.
После окончания кипячения раствор колбы охлаждают и филь-
труют, освобождая его от осадка. На фильтре его промывают горя-
чей дистиллированной водой. Фильтрат и промывные воды соби-
рают в мерной колбе на 200 см3. Колбу охлаждают и доводят объем
раствора в ней до метки дистиллированной водой.
Полученный исходный раствор используют для определения в
510
навозе фосфора и калия. С этой целью 20 см3 полученного раство-
ра переносят пипеткой в новую мерную колбу на 200 см3 и дово-
дят дистиллированной водой до метки. В этом растворе определя-
ют Р2О5 на ФЭК и К2О на пламенном фотометре.
Для определения Р2О5 в навозе берут пипеткой 5—15 см3 раз-
бавленного раствора и переносят в мерную колбу на 100 см3. Все
дальнейшие операции, включая приготовление шкалы растворов
сравнения, проводят так же, как и при определении фосфорной
кислоты в растениях.
Вычисление результатов. Массовую долю фосфора (Р2О5) в на-
возе (%) вычисляют по формуле
Р2О5 = а - 100/ти,
где а — количество фосфора в исследуемом растворе по градуировочному графи-
ку, мг/100 см3; т — навеска навоза, соответствующая взятому для анализа объему
раствора (с учетом разбавления), мг/100 см3; 100 — коэффициент для выражения
результатов в %.
Реактивы. 1. Концентрированная серная кислота, х.ч. или ч.д.а.
(пл. 1,84).
2.	Концентрированная азотная кислота, х.ч. или ч.д.а (пл. 1,41).
3.	Реактив 1. Смесь концентрированных серной (пл. 1,84) и
азотной (пл. 1,41) кислот (1:1) приготовляют непосредственно
перед использованием.
Остальные реактивы те же, что и при определении фосфора в
растениях.
4.2.2.3.	Определение общего содержания калия в навозе
Значение анализа. См. стр. 507.
Принцип метода. В пробе навоза, озоленной смесью концентри-
рованных серной и азотной кислот (для определения фосфорной
кислоты), калий определяют на пламенном фотометре.
Реактивы используют те же, что при анализе растений на со-
держание калия.
4.2.3.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ рННго, pHKci И Нг ТОРФА
Ход анализа. При анализе воздушно-сухой торф измельчают на
мельнице или растирают в ступке и просеивают через сито с диа-
метром ячеек 0,25 мм; хранят аналитическую пробу в стеклянной
банке с пришлифованной пробкой.
Для определения рНц2о или рНКш из средней пробы берут 4 г
воздушно-сухого торфа или соответствующую этой массе навеску
511
сырого торфа, переносят в стеклянную бутылку вместимостью
500 см3. В бутылку приливают 100 см3 дистиллированной воды
(при определении рНн,о) или 100 см3 1 М хлорида калия (при оп-
ределении рНКС1), добавляют туда же несколько капель толуола,
закрывают пробкой и взбалтывают на ротаторе 30 мин, затем ос-
тавляют стоять на 24 ч. На другой день содержимое бутылки
встряхивают от руки и в суспензии определяют величину рНН2О
или рНКС1 на рН-метре.
Ионы водорода, обусловливающие гидролитическую кислот-
ность торфа (Нг), принято вытеснять 1 М раствором ацетата на-
трия (pH 8,2). Для анализа берут 1,5 г (±0,01 г) средней пробы воз-
душно-сухого торфа, навеску переносят в бутылку вместимостью
1 дм3 с широким горлом и приливают 450 см3 ацетата натрия. Бу-
тылку закрывают пробкой, содержимое сначала взбалтывают от
руки, а затем в течение 1 ч на ротаторе. Полученную суспензию
фильтруют через сухой складчатый фильтр в сухую колбу или ста-
кан. Первые мутные порции фильтрата отбрасывают. Из прозрач-
ного фильтрата отбирают пипеткой 100 см3 раствора и титруют
0,1 М раствором NaOH в присутствии фенолфталеина до слабого
порозовения жидкости, не исчезающего в течение 1 мин.
Вычисление результатов. Величину гидролитической кислотно-
сти торфа (мг  экв/100 г) вычисляют по формуле
PN-100-1,75
где V— объем 0,1 М раствора NaOH, пошедшего на фильтрование фильтрата, см3;
N — количество мг • экв NaOH, которое содержится в 1 см3 0,1 М раствора
NaOH (в 1 см3 0,1 М раствора гидроксида натрия содержится 0,1 мг-экв NaOH);
100— коэффициент для пересчета на 100 г воздушно-сухого торфа; 1,75 —по-
правка на полноту вытеснения ионов Н+; т — масса навески торфа, соответствую-
щая взятому для титрования объему фильтрата, г.
Реактивы. 1. 1 М КС1 и 1 М CH3COONa (pH 8,2).
2. 0,1 М раствор NaOH.
3. Фенолфталеин (индикатор), 1%-ный спиртовой раствор.
Глава 5
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА
ПО АГРОХИМИИ
5.1.	АГРОХИМИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ
ПОЧВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ
Основными задачами агрохимического обследования являются:
своевременное выявление изменений состояния плодородия сель-
скохозяйственных угодий; оценка, прогноз и принятие необходи-
мых мер по сохранению и улучшению плодородия почв; разработ-
ка рекомендаций по эффективному использованию земель сельс-
кохозяйственного назначения, предупреждению и устране-
нию последствия негативных процессов; информационное
обеспечение земельного кадастра и государственного контроля
почвенного плодородия и охраны земель.
Результаты агрохимического обследования используют при
разработке технологий возделывания сельскохозяйственных куль-
тур, рекомендаций, составлении проектно-сметной документации
по применению удобрений, а также для научного обоснования по-
требности в удобрениях и мелиорантах.
Организация работ по агрохимическому обследованию почв. Она
состоит из пяти этапов: подготовительного, полевого (отбор об-
разцов), аналитической работы в лаборатории, оформления агро-
химических картограмм и составления агрохимического паспорта
и очерка.
На первом этапе знакомятся с почвенными картами хозяйства,
планом землепользования, готовят копии плана, нумеруют поля.
Картографической основой для проведения агрохимического
обследования является план внутрихозяйственного землеустрой-
ства с нанесенными контурами земельных участков с указанием
их кадастровых номеров, типов, подтипов и гранулометрического
состава почв.
В нечерноземной, лесостепной и степной зонах, горных облас-
тях полевое агрохимическое обследование проводят, как правило,
в масштабе 1 :10000; в сухостепной и полупустынной зонах —в
масштабе 1 : 25 000. На орошаемых и осушенных землях обследо-
вание осуществляют в масштабе 1 : 5000—1 : 10 000.
Перед обследованием агрохимик-почвовед вместе с агрономом
хозяйства или фермером осматривают на местности земельные
угодья, уточняют и наносят на план землепользования размеще-
33 - 8539
513
ние посевов сельскохозяйственных культур, их состояние; соот-
ветствие конфигурации и площади кадастровому номеру земель-
ного участка; отмечают земельные участки, систематически удоб-
рявшиеся высокими дозами удобрений, произвесткованные поля,
эродированность и закустаренность полей. Все эти данные зано-
сят в журнал агрохимического обследования почв и отмечают на
плане землепользования.
При подготовке картографического материала к полевым рабо-
там с уточненного плана землепользования делают выкопировку
участка, на который наносят сетку элементарных участков.
Элементарный участок — это площадь поля, характеризуемая
одной объединенной (смешанной) пробой. Форма элементарного
участка по возможности должна быть прямоугольной с отношени-
ем сторон не более 1 : 2.
Размер элементарного участка зависит от пестроты почвенного
покрова, количества вносимых удобрений и климатических усло-
вий зоны. Для лесной зоны размеры элементарных участков на
пахотных почвах составляют 2—10 га, лесостепной — 5—15, степ-
ных районов — 10—40 га. Нумерация элементарных участков дол-
жна быть сквозной по всему хозяйству. На картографическую ос-
нову наносят сетку элементарных участков с учетом разновиднос-
тей почв, рельефа и хозяйственного назначения. На эродирован-
ных почвах элементарный участок должен располагаться в
пределах почвенного контура одной и той же степени эродирован-
ное™.
Второй этап — это отбор и подготовка проб к химическому
анализу. Правильный отбор является важнейшей предпосылкой
получения достоверных результатов, реально отражающих хи-
мический состав почвы. Основное требование к отбору проб —
получение представительного (репрезентативного) среднего об-
разца.
Работу в поле начинают с разбивки обследуемого поля на эле-
ментарные участки, т. е. перенесения ранее выделенных участков
на плане землепользования непосредственно на полевой участок.
Делают это с помощью различных ориентиров (отдельные дере-
вья, линии электропередачи, границы лесных массивов, водоемов
и т. д.)_ Если на поле мало ориентиров, то его разбивку на элемен-
тарные участки проводят с помощью эккера, вешек, рулетки, са-
женя или выверенными шагами.
Учитывая неоднородность сложения почвенного покрова в раз-
ных почвенных зонах, каждую объединенную почвенную пробу
составляют: в зоне дерново-подзолистых почв — из 40 точечных
проб; в зоне серых лесных почв — из 30; во всех остальных зо-
нах — из 20 точечных проб.
Точечные пробы отбирают тростьевым буром (рис. 51) на глу-
514
бину пахотного горизонта почвы. Масса объединенной пробы по-
чвы должна быть не менее 300 г. Если она превышает необходи-
мое количество, то ее высыпают на полиэтиленовую пленку или
клеенку, тщательно перемешивают и путем квартования отбирают
пробу нужной массы.
Отбор почвенных проб из подпахотных горизонтов проводят из
прикопок лопатой. На кормовых угодьях точечные пробы почвы
отбирают на глубину гумусового горизонта: 0—10 см — на дерно-
во-подзолистых и серых лесных почвах, 0—20 см — на черноземах,
пойменно-луговых, каштановых и других почвах.
На участках пашни, а также многолетних насаждений, сеноко-
сов и пастбищ, где доза минеральных удобрений по каждому виду
составляет не более 60 кг/га д.в., почвенные пробы отбирают не ра-
нее чем через 1 мес после внесения удобрений, а где более 60 кг/га —
спустя 2—2,5 мес после их внесения.
Нельзя отбирать точечные пробы почв в нетипичных для поля
условиях — на участках, отличающихся худшим или лучшим со-
стоянием растений, вблизи куч органических удобрений, на дне
развальных борозд, промоин и т. д.
Отобранную в пределах элементарного участка объединенную
пробу помещают в полотняный мешочек или картонную коробку
с соответствующей этикеткой. Всем отобранным в хозяйстве по-
чвенным пробам присваивают порядковые номера с первого до
последнего, без пропусков.
После завершения работ пробы высушивают, укладывают в
контейнеры и отправляют в лабораторию.
На орошаемых землях помимо объединенных проб отбирают
точечные пробы из прикопок или скважин. Частота закладки
прикопок и скважин — одна на 25—30 га. Если площадь орошае-
мого участка менее 25 га, то на нем также закладывают одну при-
копку.
Из скважин до глубины 100 см в каждом 20-сантиметровом
слое отбирают почвенные пробы для определения химического
состава водной вытяжки. С глубины более 100 см пробы отбирают
в каждом 50-сантиметровом слое почвы. При залегании грунтовых
вод выше 3 м бурят до грунтовых вод, отмечают уровень их залега-
ния и отбирают пробу воды для определения ее химического со-
става. Результаты анализа водной вытяжки и грунтовых вод запи-
сывают в ведомость.
При обследовании плодовых и ягодных насаждений элементар-
ные участки выделяют путем деления кварталов насаждений на
четыре части. Каждая часть представляет собой элементарный
участок. Величина элементарного участка в насаждениях плодо-
вых деревьев не должна превышать 2—4,5 га, а в насаждениях
ягодных кустарников и земляники — 0,5—1 га.
33*
515
Точечные пробы для составления объединенной пробы в пло-
довых и ягодных насаждениях отбирают около каждого из восьми
типичных для элементарного участка растений по две пробы —
примерно на половине расстояния между краем проекции кроны
дерева или куста и штамбом или серединой куста в сторону ряда и
междурядья. Таким образом, с каждого элементарного участка от-
бирают одну объединенную пробу, составленную из 16 точеч-
ных проб. В пальметных насаждениях берут также по две пробы
около каждого из восьми деревьев на расстоянии примерно 0,5 м
от шпалеры. На земляничной плантации почву отбирают в рядах
или полосах растений.
Точечные пробы почвы в саду отбирают в слоях 0—20 и 20—
40 см, иногда пробы разных горизонтов объединяют и помещают в
один мешочек. Величины агрохимических показателей определя-
ют для слоя 0—40 см. На земляничной плантации пробы почвы
отбирают на глубину 0—20 см.
На виноградниках точечные пробы отбирают с глубины 0—30 и
30—60 см, помещают их вместе в один мешочек (коробку) и снаб-
жают этикеткой. Величины показателей агрохимических свойств
почв определяют для слоя 0—60 см. С каждого элементарного уча-
стка отбирают одну объединенную пробу, составленную не менее
чем из 25—30 точечных проб. На равнинных участках точки отбо-
ра индивидуальных проб распределяют равномерно по площади
элементарного участка в трех—пяти междурядьях зигзагообраз-
но-поочередно в середине междурядья и на расстоянии 50—
60 см от кустов. На склонах точки отбора распределяют поперек
направления уклона в двух-трех междурядьях элементарного учас-
тка. Масса объединенной пробы около 500 г. Пробы почв отбира-
ют тростьевым буром, а на сильно уплотненных и скелетных по-
чвах — лопатой. Отбор проб почв буром из слоя 30—60 см осуще-
ствляют со дна прикопки, которую делают лопатой. При отборе
точечных проб лопатой объединенную пробу доводят до нужной
массы путем последующего тщательного перемешивания и трех-
кратного квартования.
Третий этап — работа в лаборатории. После размола из каждо-
го объединенного образца путем квартования отбирают образцы
массой не менее 200 г для определения агрохимических показате-
лей: рНКС1, гидролитическая кислотность, сумма поглощенных ос-
нований, подвижные фосфор и калий.
После размола и просеивания через сито с диаметром ячеек
1 мм смешанные образцы анализируют, результаты записывают в
сводную ведомость анализов.
Составление агрохимических картограмм хозяйства. Основной
документ полевого обследования почв — журнал агрохимического
обследования почв. Его форма единая для всех регионов страны.
516
Журнал заполняет агрохимик-почвовед, проводящий агрохими-
ческое обследование сельскохозяйственных угодий, на основании
полевых работ и результатов анализов почв, данных годовых отче-
тов и других документов, имеющихся в хозяйстве.
Основной составной частью журнала является ведомость ре-
зультатов полевого агрохимического обследования почв сельско-
хозяйственных угодий. Форма ведомости позволяет использовать
ее для паспортизации и сертификации земельных участков (полей
севооборота), составления агрохимических картограмм, создания
банка данных и обработки результатов на ЭВМ. Произвольное из-
менение наименований граф ведомости не допускается. Если оп-
ределяют более широкий набор показателей, чем предусмотрено
ведомостью, то наименование этих показателей может быть впи-
сано в дополнительные графы.
Основными документами для составления агрохимических
картограмм являются: ведомость результатов полевого агрохими-
ческого обследования почв, сводная ведомость результатов агро-
химического обследования почв, аналитические ведомости и ра-
бочий полевой экземпляр плана внутрихозяйственного землеуст-
ройства с нанесенными почвенными контурами, а также граница-
ми всех земельных участков.
По каждому хозяйству составляют авторский оригинал карто-
грамм, который готовит специалист, проводивший обследование
данного хозяйства. При этом с уточненного рабочего экземпляра
плана внутрихозяйственного землеустройства в чистовой экземп-
ляр переносят все элементарные участки, в середине которых ста-
вят их номера, а под ними — соответствующие результаты агрохи-
мического анализа (показатели).
Затем элементарные участки в пределах поля объединяют в
контуры с учетом существующих группировок агрохимических
показателей.
При выделении в пределах поля агрохимических контуров учи-
тывают следующие положения:
в самостоятельный контур выделяют площадь не менее чем по
трем смежным элементарным участкам, агрохимические показате-
ли которых укладываются в пределах двух соседних классов суще-
ствующей группировки;
каждый элементарный участок, имеющий другой (смежный)
класс обеспеченности, на полях крупных хозяйств в самостоятель-
ный контур не выделяют, иначе будет необходимо рассчитывать
дозы удобрений и вносить их на все выделенные контуры поля
раздельно, что в условиях производства нерационально;
при составлении картограмм для фермерских хозяйств (имею-
щих сравнительно небольшие размеры полей) агрохимический
контур может состоять из одного элементарного участка, так как
517
при использовании малогабаритной сельскохозяйственной техни-
ки имеется возможность дифференцированно вносить удобрения
на каждом отличающемся по плодородию участке.
Составление почвенно-агрохимического паспорта поля. Паспорт
(или паспортная ведомость) поля представляет собой совокуп-
ность данных о природно-хозяйственном, агрохимическом и эко-
логическом состоянии поля (обособленного участка), записанных
в специальной карточке (таблице) или памяти ЭВМ. Паспортная
ведомость отличается от паспорта тем, что все сведения об агро-
экологическом состоянии поля (участка) представлены в ней в
виде таблиц. Паспорта составляют на все типы угодий хозяйства:
пашню, сенокосы, многолетние насаждения и плантации.
Паспорт поля содержит: наименование области (края, респуб-
лики), района, хозяйства; номер отделения (бригады); тип уго-
дья, тип и номер севооборота, номер поля (участка) и его пло-
щадь; сведения о типе, подтипе почв, гранулометрическом со-
ставе; степени эродированное™, кислотности почв; содержании
элементов питания растений и другие показатели, характеризую-
щие почвенно-агрохимические особенности этого поля (участ-
ка). Наименование почвы дается по наиболее распространенной
на участке.
В экологическую часть паспорта включены сведения о загряз-
нении участка токсикантами и радионуклидами.
В оперативной части паспорта поля (участка) приводятся све-
дения о внесенных удобрениях, химических мелиорантах, пести-
цидах, возделываемых культурах и их урожайности.
По завершении работ по агрохимическому обследованию почв
хозяйству вместе со схемой паспортируемых участков передают
паспорта полей или паспортные ведомости. Основными докумен-
тами для составления паспорта поля служат полевые и аналити-
ческие ведомости агрохимического обследования почв, которые
являются исходными документами для составления рекомендаций
по применению удобрений и химических мелиорантов, использу-
емых на данном поле, а также оценки экологического состояния
почв.
Передаваемые хозяйствам картограммы полей сопровождают
краткой агрохимической запиской (очерком), в которой приво-
дятся общие сведения о хозяйстве: местоположение, площадь,
специализация, севообороты, дозы удобрений, урожайность сель-
скохозяйственных культур за последние пять лет. Кратко описы-
вают природные условия, климат, рельеф, более подробно — по-
чвы. Далее приводят агрохимическую характеристику почв по ре-
зультатам обследования с указанием площадей угодий, количества
отобранных и проанализированных почвенных образцов и их аг-
рохимическую характеристику.
518
В заключение приводят рекомендации по рациональному при-
менению удобрений дифференцированными дозами в зависимос-
ти от содержания в почве поля доступных для растений питатель-
ных элементов, а также указания по корректировке рекомендуе-
мых доз при размещении культур на полях с другим уровнем пло-
дородия.
5.2.	МЕТОДИКА ПОСТАНОВКИ И ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ
С УДОБРЕНИЯМИ
5.2.1.	МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЗАКЛАДКИ И ПРОВЕДЕНИЯ
ПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ С УДОБРЕНИЯМИ
Полевой опыт с удобрениями — это метод исследования, прово-
димого в полевой природной обстановке на специально выделен-
ном участке для определения действия удобрений (отдельно взятых
или в сочетании с другими факторами) на урожай сельскохозяй-
ственных растений, его качество и плодородие почв. Полевой опыт
широко используют в различных отраслях сельскохозяйственной
науки: агрохимии, земледелии, растениеводстве, селекции и др.
Главным и обязательным условием полевого опыта и его отли-
чием от других полевых исследований является установление ко-
личественной связи между изучаемыми факторами и урожаем рас-
тений.
Полевой опыт — биологический метод исследований, так как в
основу его положена реакция биологического объекта (растения)
на изучаемые факторы.
Полевой опыт с удобрениями в системе агрохимических иссле-
дований, как правило, завершает серию исследований с использо-
ванием вегетационного, лабораторных и других методов. Он дает
возможность получить количественную, соизмеримую с произ-
водственными условиями оценку эффективности удобрений.
Исследование любого вопроса, связанного с применением
удобрений, нельзя считать завершенным, если оно не проверено в
условиях полевого опыта. В нашей стране особенно велика необ-
ходимость широкой сети полевых опытов с удобрениями из-за
большого разнообразия почвенных, климатических и хозяйствен-
ных условий.
Различают несколько видов полевого опыта в зависимости от
места проведения, целей и задач опыта, его длительности, количе-
ства изучаемых в нем факторов, охвата объектов, размера делянок:
а)	по целям, месторасположению и размерам делянок — мик-
рополевые, мелкоделяночные, стационарные и производственные
опыты;
519
б)	по длительности проведения — кратковременные, многолет-
ние и длительные;
в)	по количеству изучаемых приемов и факторов — однофак-
торные и многофакторные (комплексные);
г)	по охвату пунктов исследований — единичные и массовые
(географические).
Стационарные полевые опыты. Предназначены для изучения
длительного воздействия удобрений или мелиорантов (часто в со-
четании с другими факторами) на урожай сельскохозяйственных
культур и плодородие почв.
Опыты проводят на постоянных, стационарных, участках. Их
проводят, как правило, на опытных полях научно-исследовательс-
ких учреждений, учебных хозяйств вузов, опытных станций, где
имеются достаточно квалифицированные научные кадры. Дли-
тельные опыты немногочисленные и их результаты и выводы рас-
пространяются на определенную почвенно-климатическую зону,
т. е. на значительную территорию. Поэтому очень важно, чтобы
почва опытного участка была типичной для своей почвенно-кли-
матической зоны. Характерными особенностями стационарных
опытов являются расчлененные (многовариантные) схемы опыта
и широкая программа сопутствующих наблюдений и учетов.
По охвату пунктов исследований различают единичные и мас-
совые полевые опыты. Единичные опыты закладывают и проводят
независимо друг от друга по разным разработанным схемам и про-
граммам в отдельных пунктах страны. К ним относятся большин-
ство стационарных опытов научных учреждений, вузов и отдель-
ные опыты, проводимые в хозяйствах.
Массовые, или географические, опыты проводят по общей тема-
тике и единым согласованным схемам и программам, допускаю-
щим обобщение результатов исследований в различных географи-
ческих пунктах. Цель изучения — влияние природных условий
или факторов на эффективность данного приема в пределах всей
страны или отдельных зон, регионов, краев и областей.
В зависимости от количества изучаемых приемов, условий и
факторов различают однофакторные и многофакторные опыты.
В однофакторных опытах изучают влияние одного приема, усло-
вия или фактора на одном постоянном фоне. В многофакторных
опытах изучают одновременное влияние двух или нескольких
приемов, условий или факторов на возделываемую культуру и по-
чву — удобрения и гербициды, орошение и удобрения, удобрения,
орошение и обработка почвы и др.
В зависимости от времени проведения полевые опыты под-
разделяют на кратковременные (3—5 лет), многолетние (10—
50 лет) и длительные (> 50 лет). Длительность проведения опы-
тов обусловливается темой исследований. В кратковременных
520
опытах определяют только прямое действие удобрений, внесен-
ных под данную культуру на данном участке. Например, в них
изучают эффективность подкормки озимых культур или много-
летних трав, припосевного (припосадочного) удобрения, некото-
рые приемы внесения микроудобрений (намачивание семян, не-
корневая подкормка). Указанные приемы внесения удобрений
обладают существенным прямым действием и практически не
оказывают заметного последействия.
Эффективность удобрений сильно зависит от погодных усло-
вий года (количества осадков, их распределения по месяцам и
т. д.). Чтобы избежать влияния случайных погодных факторов на
оценку результатов изучаемого в краткосрочном опыте приема
внесения удобрений, необходимо обязательное повторение опы-
тов во времени. Для получения достоверных данных таких опытов
их проводят в течение 3—4 лет и более.
Многолетние полевые опыты — это, по существу, стационарные
опыты, и чем больше их «возраст», тем более значимы полученные
результаты. Стационарные опыты, заложенные более 50 лет назад,
относятся к длительным. Большинство длительных полевых опы-
тов с удобрениями получили всемирную известность, например
опыт Ротамстедской опытной станции (Англия), заложенный в
1852 г. Лоозом и Гильбертом; опыт Московской сельскохозяй-
ственной академии им. К. А. Тимирязева, заложенный по инициа-
тиве Д. Н. Прянишникова в 1912 г., и ряд других.
В особую группу выделяют мелкоделяночные (размер делянки
5—10 м2) и микрополевые (размер делянки от 200—300 см2 до 1—
3 м2) опыты. Площадь делянок таких опытов не позволяет приме-
нять на них принятую машинную агротехнику сельскохозяйствен-
ных культур и вынуждает прибегать к ручной обработке почвы и
посеву вручную. Показатели урожайности культур в таких опытах
имеют подчиненное значение, а основное внимание уделяют уг-
лубленному исследованию динамики почвенных процессов, изу-
чению превращения удобрений в почве или изменению физиоло-
гических процессов у растений под влиянием изучаемых приемов.
Такие исследования трудно осуществить в обычных полевых опы-
тах. Нередко микрополевые опыты проводят с использованием
стабильных (I5N) или радиоактивных С2Р) изотопов элементов.
Производственные полевые опыты. Проводят непосредственно в
хозяйствах для проверки и уточнения в производственных услови-
ях рекомендаций научно-исследовательских учреждений по при-
менению удобрений в данной зоне. Такие опыты закладывают на
больших делянках (0,5—2,0 га), чтобы можно было использовать
технику и машины, применяемые в хозяйстве. Кроме проверки
эффективности какого-либо агротехнического приема (удобре-
ния) в таких опытах дают оценку экономической эффективности
521
этого приема (удобрения) и возможности его проведения в усло-
виях хозяйства. Схема производственных опытов состоит обычно
из двух-трех вариантов, показавших лучшие результаты в стацио-
нарных или других полевых опытах.
5.2.2.	ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ В МЕТОДИКЕ
ПОЛЕВОГО ОПЫТА
Полевой опыт закладывают по схеме. Схема опыта — совокуп-
ность определенного числа вариантов изучаемого фактора. Каж-
дый вариант характеризуется видоизменением того фактора, кото-
рый изучают в данном опыте (вид или форма удобрений, агротех-
нический прием и т. д.).
Вариант опыта — определенная совокупность приемов возде-
лывания растений, осуществляемая на одной или нескольких по-
вторных делянках. Вариант — это составная часть схемы опыта,
обозначаемая тем фактором, который изучают в данном опыте.
Варианты опыта могут быть качественные (виды, формы удобре-
ний, виды обработки почвы и т. д.) и количественные (дозы удоб-
рений, нормы высева семян, нормы полива и т. д.). Вариант схемы
опыта, с которым сравнивают результаты, полученные в других
вариантах, называют контрольным, или контролем. Варианты раз-
мещают на делянках опытного участка по определенному плану.
Опытная делянка — элементарная составная часть опытного
участка определенного размера и формы, на которой осуществля-
ют все изучаемые приемы возделывания растений согласно одно-
му из вариантов схемы опыта.
Каждый из вариантов схемы принято размещать повторно на
нескольких отдельных делянках — отсюда возникает термин «по-
вторность».
Повторность опыта — частота (кратность) повторения одно-
именных вариантов опыта. Часть площади опытного участка, за-
нятую полным набором делянок всех вариантов схемы опыта, рас-
положенных рядом друг с другом, называют повторением опыта.
5.2.3.	ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДИКЕ ПОЛЕВОГО ОПЫТА
К проведению полевого опыта предъявляются следующие ме-
тодические требования: соблюдение принципа единственного
различия, или сравнимости; типичность, точность количествен-
ных результатов; достоверность и наличие документации.
Соблюдение принципа единственного различия, или тождества
всех условий, кроме изучаемого. Это обязательное условие правиль-
522
но поставленного опыта. Схема полевого опыта всегда должна со-
держать два варианта, которые различаются только одним факто-
ром — исследуемым в опыте. Все другие факторы и условия долж-
ны быть одинаковыми (тождественными). Например, в опыте с
дозами фосфорных удобрений (Рзо и Pg0) единственным различи-
ем по вариантам являются дозы фосфорных удобрений. Все дру-
гие условия должны быть одинаковыми во всех вариантах (формы,
сроки и способы внесения удобрений, агротехнические приемы и
т. д.). Если принцип тождества всех условий не соблюден, вариан-
ты нельзя сравнивать между собой — невозможно будет устано-
вить, за счет чего получен тот или иной эффект в опыте. Однако
иногда возникает необходимость отступления от формального со-
блюдения принципа единственного различия. Например, при изу-
чении действия удобрений на урожайность двух сортов озимой
пшеницы, различающихся способностью к кущению и соответ-
ственно нормами высева (150 и 250 кг/га). Поэтому для каждого
сорта необходимо брать оптимальную норму высева и не рассмат-
ривать это как нарушение принципа единственного различия. В
таких случаях принцип единственного различия или принцип
единообразия следует понимать как принцип целесообразности и
оптимал ьности.
В длительных опытах тождество всех агротехнических приемов
не обязательно. Со временем могут обновляться сорта культур,
внедряться более прогрессивные способы обработки почвы и из-
меняться дозы удобрений. Здесь действует одно ограничение —
все изменения в агротехнике могут осуществляться не раньше чем
через полную ротацию севооборота. Во всех случаях, когда в опы-
те возникает целесообразность отступления от формального
принципа единственного различия, это должно быть обосновано
и специально оговорено в методике и программе опыта.
Типичность, или представительность, полевого опыта. Под ти-
пичностью понимают соответствие условий проведения полевого
опыта в той окружающей обстановке, где предполагают использо-
вать его результаты.
Различают типичность опыта в отношении природных условий, а
также агротехнических приемов. Требование природной типичности
заключается в соответствии условий проведения опыта почвен-
ным и климатическим условиям района (хозяйства), для которого
предназначаются результаты этого опыта.
Требование к типичности агротехнических приемов в полевых
опытах выполняется по-разному. Полностью оно соблюдается
только в производственных опытах. В стационарных или мелкоде-
ляночных опытах могут быть некоторые отклонения (например,
внесение удобрений вручную).
Однако есть агротехнические требования, которые в плане ти-
523
личности должны выполняться обязательно. К ним относятся:
районированные сорта; типичные для данной зоны севообороты и
технологии обработки почв; типичные для культур предшествен-
ники (например, пласт многолетних трав для льна и др.).
Точность количественных результатов. Это обязательное требо-
вание к качеству полевого опыта. Полученные в опыте количе-
ственные результаты (урожайность по вариантам и повторностям,
показатели качества культур и др.) являются лишь приближенным
значением истинного результата. Чем меньше разница между ре-
зультатами, полученными в опыте, и истинными, тем выше точ-
ность опыта и меньше его ошибка. Расхождение между истинны-
ми и фактическими значениями связаны с неизбежными погреш-
ностями или ошибками, которые есть в каждом полевом опыте.
Различают три группы ошибок.
Случайные ошибки — связаны с пестротой почвенного плодоро-
дия, некоторой неоднородностью в выполнении отдельных агро-
технических мероприятий, неточностью измерений и т. д. Харак-
терной особенностью случайных ошибок является тенденция их
взаимного погашения в результате приблизительно одинаковой ве-
роятности их положительных и отрицательных значений (закон
нормального распределения). Поэтому при определении средних
показателей величина ошибки средней уменьшается с увеличением
числа повторностей в опыте или числа наблюдений в эксперименте.
Систематические ошибки — обусловлены одной или несколь-
кими причинами, действующими в одном направлении — в сторо-
ну преувеличения или преуменьшения результатов, например си-
стематическое изменение плодородия почв, использование изме-
рительных приборов с определенной погрешностью и др. Систе-
матические ошибки в отличие от случайных не имеют свойства
взаимопогашения и, следовательно, целиком входят в показатели
отдельных наблюдений и в средние показатели. Систематические
ошибки хотя и изменяют результаты опыта, но не влияют на срав-
нимость разных вариантов, так как во всех вариантах изменяют их
в одну сторону. Если эта ошибка установлена, то ее можно ввести
как поправку к результату опыта (вычесть).
Грубые ошибки (или промахи) — связаны с невнимательностью
в работе, неточным выполнением тех или иных технологических
операций (например, внесение удобрений дважды на одну и ту же
делянку или их невнесение вообще). Грубые ошибки ни при каких
условиях не могут быть взаимно «погашены» или компенсирова-
ны при статистической обработке данных. Если грубая ошибка
обнаружена, испорченные делянки выбраковывают. Избежать
грубых ошибок можно тщательно продуманной организацией всех
операций закладки и проведения полевого опыта.
Точность опыта, или существенность его количественных ре-
524
зультатов, определяется математической обработкой полученных
данных. В результате такой обработки исследователь находит
предельные значения возможных случайных отклонений от ис-
тинного результата, а также определяет существенность разли-
чий в урожайных данных между вариантами опыта, т. е. величи-
ну НСР (наименьшую существенную разницу). Если НСР мень-
ше различий в урожае по вариантам опыта, то эти различия су-
щественны (т. е. математически доказуемы). Если различия по
вариантам опыта ниже НСР, то они несущественны. В таких слу-
чаях говорят, что различия между вариантами находятся в преде-
лах ошибки опыта.
Достоверность опыта. Достоверность и точность опыта — поня-
тия, связанные между собой, но не идентичные. Точность опыта
(существенность его количественных результатов) определяется
проведением математической обработки данных.
При оценке достоверности опыта по существу проводят крити-
ческий анализ его материалов, т. е. разбор и проверку методики и
программы опыта на соответствие их методическим требованиям,
анализируют данные урожайности и сопутствующих наблюдений.
Рассматривают требования типичности (районированные сорта,
севообороты, обработка почвы и т.д.); правильно ли составлена
схема опыта (соблюдение принципа единственного различия)
и др. При выявлении нарушения методики проведения опыта или
агротехники культур опыт признают недостоверным и выбрако-
вывают. Проведение статистической обработки данных в этом
случае не имеет смысла.
Документация. Обязательное требование к любому полевому
опыту — наличие полной объективной документации. По каждо-
му опыту необходимо вести дневник полевых работ и журнал по-
левого опыта.
Дневник полевых работ является первичной документацией. В
нем в хронологическом порядке регистрируют все выполняемые в
опыте агротехнические мероприятия (с указанием срока, доз и каче-
ства выполняемых работ и т. д.); записывают результаты фенологи-
ческих наблюдений за развитием растений, данные измерений в
опыте. Первичные записи делают непосредственно во время прове-
дения соответствующих работ простым карандашом (так как чернила
или паста авторучек легко размываются при попадании под дождь).
Журнал полевого опыта является сводным документом, который
оформляют в лаборатории. Он содержит все сведения о характерис-
тике опытного участка, методике опыта (схемы, расчет доз удобре-
ний, нормы высева семян и т. д.), результаты лабораторных исследо-
ваний, материалы статистической обработки результатов исследова-
ний и т. д. Дается полная информация обо всех методах и результатах
исследований, полученных как в поле, так и в лаборатории.
525
5.2.4.	ПОСТРОЕНИЕ СХЕМ В ОПЫТАХ С РАЗЛИЧНЫМИ ФОРМАМИ
УДОБРЕНИЙ
Схемы опытов с различными формами удобрений. Особенностью
таких опытов является то, что различия урожайности по вариан-
там отдельных форм удобрений меньше, чем по вариантам с раз-
личными видами удобрений. Поэтому, чтобы обеспечить досто-
верность опытов, необходимо позаботиться об уменьшении их
ошибки (подбор участков с более выровненным почвенным пло-
дородием, увеличение числа вариантов и т. д.).
В качестве контроля здесь используют фоновые удобрения или
фон плюс хорошо известная стандартная форма удобрения.
Например, схема опыта по изучению эффективности разных
форм калийных удобрений: 1) NP (фон); 2) фон + КО; 3) фон +
+ 40%-ная калийная соль; 4) фон + K2SO4. Дозы удобрений во
всех вариантах должны быть одинаковые, принятые для данной
культуры и зоны.
Для сравнения эффективности комплексных и простых удобре-
ний может быть предложена такая схема: 1) контроль (без удобре-
ния); 2) сложное удобрение; 3) смесь простых (односторонних)
удобрений в количествах, эквивалентных второму варианту; 4) слож-
ное удобрение + простые удобрения; 5) простые удобрения.
Схемы опытов при изучении доз и соотношений удобрений. Эф-
фективность различных видов и форм удобрений изучают при
средних дозах питательных веществ.
Наиболее рационально удобрения будут использоваться, когда
установлены оптимальные их дозы для различных культур в конк-
ретных условиях возделывания. Это возможно только при прове-
дении соответствующих полевых опытов с дозами удобрений.
Величина оптимальной дозы удобрений относительна. Она за-
висит от техники и способа внесения удобрений (Р10 в рядки при
посеве часто по эффективности не уступает Р^о в основном удоб-
рении), формы удобрений (Р60 суперфосфата эквивалентна Р120
фосфоритной муки), уровня агротехники, сорта и т. д.
Схемы полевых опытов с дозами удобрений должны дать воз-
можность установить, какие дозы удобрений дают наиболее высо-
кие прибавки урожая, обеспечивают максимальную оплату едини-
цы питательных веществ и наиболее выгодны.
Для иллюстрации рассмотрим результаты одного из опытов
Вагнера с дозами сульфата аммония (на фоне РК), вносимого под
рожь. Дозы (NH4)2SO4 (кг/га) составили 100; 250; 500; 750; при-
бавка урожайности зерна (т/га) соответственно 0,25; 1,0; 1,9; 2,0;
средняя оплата 100 кг удобрения (кг зерна) — 250; 400; 380; 290.
В данном опыте максимальная прибавка урожая получена при
дозе удобрения 750 кг/га; максимальная оплата единицы пита-
526
тельных веществ удобрений наблюдалась при дозе удобрения
250 кг/га. Однако наиболее хозяйственно выгодной является доза
сульфата аммония 500 кг/га, так как она обеспечила и высокую
прибавку урожая, и высокую оплату удобрений урожаем ржи.
Эффективность удобрений сильно зависит от фона, поэтому
схемы опытов с дозами нередко переходят в схемы опытов с соот-
ношением доз основных питательных веществ. Например, дозы
фосфорных удобрений Рзо, Р45, Pg0, Р75 скорее всего целесообразно
изучать на фоне N^K^. Но для изучения более высоких доз — Р90,
Р105 необходимо увеличение и фоновых удобрений — N90K90.
Схемы опытов при изучении доз и соотношений минеральных
удобрений, вносимых под различные культуры (используются в
Географической сети опытов с удобрениями), приведены ниже.
1.	Контроль
2.	Р2К2
3.	Р2К2 + Nj
4.	Р2К2 + N2
5.	Р2К2 + N3
6.	Р2К2 + N4
7.	N2K2
8.	N2K2 + Pt
9.	N2K2 + P2
10. N2K2 + P3
11. Контроль
12. N2P2
13.	N2P2 4" Kt
14.	NtPt + Kt
15.	N2PtKt
16.	N3P3K2
17.	N3P3K3
18.	N4P3K3
19.	N4P4K3
20. N4P4K4
Эти схемы с чередованием четырех доз N, Р и К можно исполь-
зовать в опытах с основными культурами в Нечерноземной зоне и
частично в лесостепной и степной зонах, где имеют значение воз-
растающие дозы всех трех элементов питания.
Дозы удобрений Р] и К] для зерновых культур во всех зонах
принимают равными 30 кг/га, для пропашных культур — 60 кг/га.
Дозы азотных удобрений (Nt) дифференцируют в зависимости от
зоны и культуры (табл. 69).
69. Примерные дозы азотных удобрений, кг/га
Зона	|	Зерновые культуры	Пропашные культуры
Нечерноземная	60	90
Лесостепь	30-60	60
Степь	30	60
Шаг дозы (т. е. интервал между дозами) для зерновых культур
для всех трех элементов питания равен 30 кг/га; для пропашных
культур: для азота — 30 кг/га, для фосфора и калия — 60 кг/га.
Схемы опытов со сроками и способами внесения удобрений.
Изучение сроков внесения удобрений имеет большое практичес-
кое значение. Для азотных удобрений дробное (в несколько сро-
ков) внесение позволяет приблизить сроки их внесения к перио-
ду наиболее интенсивного потребления азота растениями. Это
приводит к уменьшению потерь азота, повышению эффективное -
527
ти удобрений и снижению опасности загрязнения окружающей
среды.
Согласно принципу единственного различия дозы удобрений
во всех вариантах должны быть одинаковыми. Рассмотрим это на
примере опыта по изучению эффективности рядкового удобрения
и подкормок (табл. 70).
70. Схема внесения удобрений
Вариант опыта	Основное	В рядки при	Подкормка
	удобрение	посеве	первая	|	вторая
1	-	-	-	-
2	NPK	_	_	_
3	NPK	Р	-	-
4	NPK	Р	N	—
5	NPK	Р	N	N
Для рядкового внесения или в подкормку дозы удобрений бе-
рут из общей дозы удобрений и соответственно количество удоб-
рений, внесенных в основное удобрение, за счет этого снижается.
Указанная схема универсальна. Ее можно использовать для
зерновых, пропашных и овощных культур, в том числе при оро-
шении. Меняется только общая доза NPK (по 60, по 90 или по 120
кг/га), а общий принцип сохраняется.
Сравнительное изучение действия навоза и минеральных удобре-
ний. Навоз является важнейшим удобрением, поэтому совместное
его применение с минеральными удобрениями имеет большое
практическое значение.
Для изучения эффективности органических и минеральных
удобрений может быть предложена следующая схема.
1.	0 (без удобрений).
2.	Навоз в полной дозе (30—40 т/га в зависимости от зоны).
3.	Навоз, 7г Дозы (15—20 т/га).
4.	NPK в дозе, эквивалентной полной дозе навоза.
5.	NPK в дозе, эквивалентной дозы навоза.
6.	Навоз, ’/2 дозы + NPK в дозе, эквивалентной ’/г Дозы навоза.
Эта схема позволяет оценить действие навоза и минеральных
удобрений в двух дозах, а также их сочетания. Недостатком схемы
является то, что за основу взято содержание NPK в дозе навоза, в
котором содержание и соотношение NPK для некоторых культур
не является оптимальным. Для устранения этого недостатка схему
опыта дополняют еще двумя вариантами.
7.	NPK в оптимальной дозе и соотношении для данной культу-
ры.
8.	Навоз + NPK, сбалансированные за счет минеральных удоб-
рений до оптимальной дозы и соотношения для данной культуры.
528
5.2.5. ВЫБОР И ПОДГОТОВКА УЧАСТКА ДЛЯ ПОЛЕВОГО ОПЫТА
Участок для опыта по рельефу, почвенным условиям (генезис,
морфология и химические свойства почв) и истории должен быть
по возможности однородным, а также типичным для района, зоны
и хозяйства.
Рельеф. Под опыт выбирают участок ровный или имеющий
равномерный односторонний склон небольшой крутизны с укло-
ном 0,010—0,025 (т. е. 1—2,5 м на 1000 м). Участки с более крутым
склоном из-за смыва удобрений и самой почвы непригодны, кро-
ме случаев, когда изучают действие удобрений на почвах разной
степени смытости.
Если участок размещают на склоне, то выбирают такую его
форму, чтобы участок располагался поперек склона, а делянки —
вдоль склона. На участке не должно быть замкнутых понижений
(блюдец, западин), а также свальных и развальных борозд. Это
особенно важно при постановке опытов с орошением.
Почвенные условия. Под опыт следует выбрать типичную почву с
однородным почвенным покровом, используя почвенные карты (в
масштабе 1 : 10000) для характеристики участка. При отсутствии
карты проводят почвенное обследова! ше участка. При этом необхо-
димо выявить границы почвенных разностей в пределах почвенно-
го участка, чтобы весь опыт или его повторения разместить на од-
ной почвенной разности. Для этого почвенное обследование прово-
дят более детально, составляя почвенную карту в масштабе 1 : 2000
или даже 1 : 1000. Детализация почвенной карты зависит от степени
пестроты почвенного покрова и предполагаемого размера опытной
делянки. Ошибки нанесения границ почвенных разновидностей на
карте не превышают ширины опытных делянок.
Особенно тщательно проводят почвенное обследование на уча-
стках, предназначенных под стационарные длительные опыты.
Для более полной характеристики почвы проводят необходи-
мые химические и агрофизические анализы: определяют грануло-
метрический состав, агрохимические (кислотность, сумму погло-
щенных оснований, содержание гумуса и подвижных элементов
питания) и водно-физические свойства, а также глубину залегания
грунтовых вод. На основании полученных данных судят о том, на-
сколько типична почва участка.
Исходные почвенные образцы сохраняют для того, чтобы в ста-
ционарных опытах через определенное время проследить за изме-
нениями свойств почвы под влиянием удобрений или других фак-
торов, изучаемых в опыте.
История участка. Для соблюдения принципа единственного
различия нужно быть уверенным, что в предшествующие годы
(3—4 и более) агротехника на всей площади участка была одина-
529
34 - 8539
ковой (удобрения, культуры, обработка почвы и т. д.). Особенно
длительное влияние на свойства почвы оказывают органические
удобрения, мелиоранты, фосфоритная мука, почвоуглубление и
посевы многолетних бобовых трав.
В производственных опытах изучение истории участка приоб-
ретает особое значение, так как в таких опытах не проводят спе-
циальную подготовку участка (как в стационарных опытах). При
выборе участка особое внимание обращают на случайные факто-
ры, которые могут оказать влияние на однородность участка и
снизить точность результатов опыта. На участке не должно быть
следов земляных работ — траншей, остатков строений, стоянок
скота, мест складирования навоза, бывших грунтовых дорог.
Нельзя размещать опытный участок непосредственно вблизи дре-
весных насаждений, водоемов, построек, изгородей, которые со-
здают нетипичные условия увлажнения, освещения, снижают
силу ветра.
Участок должен находиться на расстоянии не менее 200 м от
водоемов, 50—100 м от жилых домов, животноводческих построек
или леса, 25—30 м от деревьев и изгородей. Участок размещают на
расстоянии 10—20 м от проезжей дороги и изолируют засеянной
защитной полосой.
Уравнительные и рекогносцировочные посевы. О пригодности
участка для полевого опыта более полно можно судить по резуль-
татам уравнительных и рекогносцировочных посевов. Такие посе-
вы обычно предшествуют закладке многолетних стационарных
опытов, где требования к однородности почвенного плодородия
более строгие, чем в производственных опытах; позволяют в опре-
деленной мере выравнить почвенное плодородие, провести более
детальное изучение степени его пестроты.
Уравнительный посев — это сплошной посев какой-либо культу-
ры на участке, предназначенном под полевой опыт при однооб-
разном проведении всех агротехнических работ на фоне высокой
агротехники. При этом на более плодородных участках урожай
растений будет выше, как и вынос питательных элементов, чем на
менее плодородных участках, а пестрота плодородия будет посте-
пенно нивелировать. Однако не во всех случаях пестрота почвен-
ного плодородия может быть сглажена уравнительными посевами
за два-три года. Возникшая пестрота плодородия почвы в резуль-
тате использования мелиоративных приемов, оказывающих ко-
ренное, длительное воздействие на свойства почвы (известкова-
ние, фосфоритование, большие дозы навоза, почвоуглубление
и др.), не может быть в полной мере сглажена уравнительным по-
севом.
Систематические наблюдения за ростом и развитием уравни-
тельных посевов дают возможность провести глазомерную оценку
530
пестроты в развитии растений и выделить под опыт наиболее вы-
равненную часть участка, исключив те места, которые отличаются
большой пестротой. В некоторых случаях последний уравнитель-
ный посев делают рекогносцировочным.
Рекогносцировочный посев — это сплошной посев какой-либо
культуры на участке, предназначенном для полевого опыта для
выявления пестроты почвенного плодородия с помощью дробного
учета урожая по элементарным делянкам, на которые делят весь
участок.
Высеваемые культуры должны быть достаточно чувствительны-
ми к изменению почвенного плодородия. Обычно используют
овес, ячмень, яровую пшеницу; не рекомендуют озимую пшеницу
из-за условий ее перезимовки. Картофель и корнеплоды исполь-
зуют редко в связи с большой трудоемкостью учета урожая.
Размер элементарной делянки. Чем меньше площадь делянки
при дробном учете урожая, тем полнее охватывается пестрота по-
чвенного плодородия всего участка. Но с увеличением числа деля-
нок объем работы возрастает. Обычно исходят из общей площади
всего участка, способа учета урожая и культуры.
Если участок характеризуется значительной пестротой, то ре-
комендуемая площадь делянки 10 м2. Главное условие: размер эле-
ментарной делянки не должен превышать площади делянок буду-
щего опыта.
Техника проведения дробного учета. Засеянный участок весной
разбивают на делянки, пропалывают дорожки. Осенью проводят
учет урожая вручную или комбайном (при площади более 80—
100 м2). Результаты дробного учета урожая наносят на план участ-
ка. При этом весь цифровой материал делят на группы по величи-
не урожая, например с интервалами в 5 ц/га: < 10; 10—15; 15—20;
20—25; 25—30; > 30. Каждая группа урожайности имеет опреде-
ленную условную окраску или штриховку, которую наносят на де-
лянки на плане участка в соответствии с величиной урожая. План
участка с дифференцированными по урожайности делянками дает
наглядное представление о пестроте его почвенного плодородия.
Это позволяет выделить в его пределах более однородные участки
для размещения опыта или отдельных его повторений.
Рекогносцировочный учет довольно трудоемок и обычно про-
водится только при закладке стационарных многолетних опытов.
Размещение опыта на площади участка. Приступая к размеще-
нию опыта на участке поля, определяют размер и форму делянки,
оптимальную повторность в опыте, способ размещения делянок и
повторностей на опытном участке. Необходимо учитывать, что
при увеличении площади делянки ошибка опыта снижается. На
больших делянках перекрывается микропестрота почвенного пло-
дородия, а также пестрота урожайности культур, обусловленная
531
34*
небольшими отклонениями в агротехнике. С увеличением размера
делянок увеличиваются и общая площадь в опыте, а также опас-
ность в пределах одного опыта оказаться на другой почвенной
разновидности.
Величина делянки зависит от требований к точности опыта, ха-
рактера пестроты почвенного покрова, биологических особеннос-
тей культур, агротехники, машин и орудий, применяемых в опыте.
В процессе многолетней практики установлены оптимальные
размеры делянок в опыте с удобрениями: 50—100 м2для растений
сплошного посева, 100—200 для пропашных культур и 20—50 м2
для льна.
В многолетних опытах рекомендуются делянки 200—300 м2, так
как со временем может возникнуть необходимость разделения
(расщепления) делянки, включения дополнительных вариантов в
схему опыта.
Защитные полосы. В полевых опытах на границах смежных деля-
нок и по краям делянок, соприкасающихся с дорогами или незасе-
янными участками поля, выделяют защитные полосы. Их назначе-
ние сводится к исключению из учета урожая растений, которые на-
ходятся на краях делянок и отличаются по развитию и величине
урожая от растений внутренней части делянки, т. е. растений, ис-
пытывающих краевой эффект, связанный с возможностью допол-
нительного использования влаги и питательных веществ с соседней
делянки, находящейся в лучших условиях освещения.
Известно, что растения неудобренных делянок, как правило,
значительно уступают в росте растениям удобренных делянок.
Поэтому на удобренных делянках, смежных с неудобренными,
краевые растения будут находиться в более выгодных условиях ос-
вещения по сравнению с растениями, произрастающими в центре
этих делянок.
Установлено, что краевой эффект распространяется на два-три
рядка культур сплошного посева (30—45 см) и на 1 ряд пропаш-
ных культур (60—70 см). Защитные полосы должны быть такой
ширины, чтобы полностью исключить краевое влияние. Ширина
защитных полос зависит также от способа внесения удобрений:
при ручном способе или разброске туковой сеялкой она должна
быть не менее 1 м, а при внесении удобрений рядовой сеялкой —
не менее 0,5 м.
Оптимальная ширина боковых защитных полос для культур
сплошного посева 0,5—0,75 м с каждой стороны (сдвоенная за-
щитная полоса соответственно 1,0—1,5 м). В опытах с пропашны-
ми культурами в защитную полосу выделяют один-два рядка с
каждой стороны делянки (сдвоенная — два-четыре рядка). Торце-
вые или краевые защитные полосы предохраняют учетные площа-
ди всего опытного поля от случайных повреждений. Ширина их
532
не менее 2—3 м. Таким образом, в каждой делянке следует разли-
чать общую, или посевную, площадь и учетную. Определенный
вариант опыта размещают на общей площади делянки, т. е. если
это опыт с удобрениями, то в соответствии со схемой опыта удоб-
рения рассчитывают и вносят на общую посевную площадь, а учет
урожая проводят только на учетной площади.
Для разворота машин и орудий с обоих концов участка выделя-
ют защитные разворотные полосы не менее Юм. Защитные поло-
сы убирают непосредственно перед уборкой урожая с учетных
площадей.
Форма делянки. Под формой делянки понимают отношение ее
длины к ширине. Делянки могут быть квадратными (10 х 10; 5x5
и т. д.), прямоугольными — при отношении длины к ширине
больше единицы, но меньше десяти (5x2 или 20 х 4) и удлинен-
ными — при отношении длины к ширине более 10 (40 х 3 или
60x5)
Длинные узкие делянки полнее охватывают пестроту почвен-
ного плодородия земельного участка, обеспечивают лучшую срав-
нимость вариантов опыта и повышают его точность. Эффект от
удлинения делянки наиболее сильно проявляется при отношении
сторон 1 : 10 и 1 :15. Дальнейшее удлинение не дает существенных
преимуществ. С/днако на делянках вытянутой формы значительно
возрастает их периметр, а следовательно, и площадь защитных по-
лос, т. е. значительно снижается учетная (полезная) площадь де-
лянки.
Приемлемыми считают такие величины и формы делянок, при
которых защитные полосы занимают не более 25 % площади
опытного поля.
В опытах с небольшим числом вариантов (8—10) и размером
делянки около 100 м2 достаточно высокой точностью результатов
характеризуются прямоугольные или квадратные делянки. Только
при больших схемах опыта и величине делянки более 100—200 м2
есть смысл придавать им удлиненную форму с соотношением дли-
ны к ширине более 10.
Квадратная форма делянки предпочтительнее прямоугольной и
удлиненной в опытах, где смежные варианты могут сильно влиять
друг на друга (например, варианты с опрыскиванием пестицида-
ми).
Для удобства проведения работ (посев, удобрение) ширину де-
лянки целесообразно устанавливать кратной ширине захвата сель-
скохозяйственных машин (особенно уборочных)
Направление делянок. Делянки должны быть вытянуты в сторо-
ну изменения естественного плодородия почвы участка.
Повторность опыта. Кроме величины, формы и направления
делянки на точность опыта большое влияние оказывает его по-
533
вторность. Повторные делянки дают возможность полнее учесть
пестроту опытного участка и получить более устойчивые и точные
средние значения. При увеличении повторности ошибка опыта
заметно снижается. Она существенно снижается при увеличении
числа повторности до 4—5, при дальнейшем увеличении повтор-
ностей уменьшение ошибки опыта менее значительно. Поэтому в
большинстве полевых опытов принята четырехкратная повтор-
ность. В мелкоделяночных опытах (особенно при недостаточной
выравненности земельного участка) применяют и 6—8-кратную
повторность. В условиях производственных опытов ограничива-
ются минимальным числом повторностей (2—3), добиваясь сни-
жения ошибки опыта путем увеличения площади делянки.
Значение числа вариантов в схеме опыта. Число вариантов в схе-
ме опыта существенно влияет на точность опыта. С увеличением
числа вариантов увеличиваются число делянок и общая площадь
опыта, соответственно возрастают пестрота почвенного плодоро-
дия и расстояние между сравниваемыми вариантами. В этом слу-
чае труднее разместить опыт или его отдельные повторения в пре-
делах однородной по почвенному плодородию площади, что уве-
личивает ошибки опыта.
Оптимальное число вариантов в схеме не более 8—12. Если
число вариантов более 10, вводят дополнительные контроли, на-
пример в 1-й и 6-й варианты. Введение дополнительных контро-
лей позволяет точнее охватить пестроту участка и иметь надежные
данные для сравнения всех других вариантов.
Общее расположение опыта. Оно зависит от конфигурации и ха-
рактера участка, рельефа местности, пестроты почвенного покро-
ва. Оптимальная форма площади опытного участка близка к квад-
рату. В этом случае при любом размещении делянок обеспечива-
ются компактное расположение повторностей, минимальное рас-
стояние между вариантами и лучшая их сравнимость. Значительно
реже используют разбросанное расположение, когда отдельные
повторения по одному или по несколько размещают на отдельных
опытных участках, находящихся в разных частях поля или на раз-
ных полях.
Делянки опыта могут размещаться в один, два или несколько
рядов (ярусов). При двух- и многорядном расположении в каждом
ярусе должно находиться целое число повторений (рис. 56).
Однорядное размещение делянок применяют в опытах с неболь-
шим количеством вариантов и повторностей на достаточно вырав-
ненном по плодородию участке. При этом делянки имеют, как пра-
вило, вытянутую форму. Однорядное расположение обязательно в
опытах по изучению техники внесения удобрений и способов обра-
ботки почвы, т. е. когда каждую делянку необходимо обрабатывать
отдельно и иметь за ее пределами разворотные полосы.
534
Защитная полоса Защитная полоса Защитная полоса
Рис. 56. Схематический план расположения и привязки полевого опыта:
1—3 — номера делянок
Двух- и многорядное расположение повторений чаще всего ис-
пользуют при большом количестве вариантов и форме участка,
близкой к квадрату. В таком случае желательно, чтобы делянки
были менее вытянутыми.
Расположение вариантов внутри повторений может носить си-
стематический и случайный (рендомизированный) характер. При
систематическом расположении вариантов порядок размещения
делянок в каждом повторении подчиняется определенной систе-
ме, например последовательное при однорядном расположении
делянок. Если расположение опыта многоярусное, то варианты
одноименных делянок во втором, третьем и последующих ярусах
должны располагаться ступенчато, смещаясь на одну или несколь-
ко делянок в каждом ярусе (рис. 57). При любых способах разме-
щения вариантов нельзя допускать территориального сближения
одноименных вариантов, т. е. помещать их рядом как в вертикаль-
ном, так и в горизонтальном направлениях.
При рендомизированном расположении варианты размещают
случайно, по жребию или по специальным таблицам случайных
чисел как при однорядном, так и при многорядном расположени-
ях повторений. Здесь также недопустимо территориальное сбли-
жение одноименных делянок как в вертикальном, так и в горизон-
тальном направлениях.
535
б	в
Рис. 57. Схемы систематического
расположения вариантов и повторе-
ний в опыте:
а — однорядное последовательное; б—
двухрядное; в — многорядное ступенчатое
расположение; 7— 8— номера вариантов;
I—IV — повторения
Различают полную рендэмизацию, т. е. когда все делянки опыта
располагаются случайно, и организованную рендомизацию, при ко-
торой случайно размещают варианты в пределах каждого повторе-
ния. Организованная рендомизация получила название случайных
блоков (в каждом блоке должен быть полный набор вариантов схе-
мы опыта, расположенных случайно). Метод случайных блоков
называют также рендомизацией с одним ограничением, которое
состоит в том, что в пределах одного блока должен быть полный
набор вариантов одного повторения.
Рендомизированное размещение вариантов в опыте полнее ох-
ватывает пестроту почвенного плодородия, но менее удобно для
проведения как наблюдений и учетов в опыте, так и агротехничес-
ких работ.
5.2.6. ТЕХНИКА ЗАКЛАДКИ И ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВОГО ОПЫТА
Для разбивки опытного участка в поле необходимо оборудова-
ние и приборы: стальная мерная лента или рулетка на 20 м, при-
боры для отбивки прямых углов (зеркальный эккер, буссоль или
теодолит); вешки высотой 2—2,5 м для провешивания прямых ли-
ний (3—4 шт.); деревянные колышки длиной 35—40 см в количе-
стве, вдвое превышающем число делянок в опыте, — для фикси-
рования границ делянок; реперы (большие колья) для фиксирова-
ния границ участка и привязки опыта к местности; топор или мо-
лоток для забивки колышков; синтетический шпагат или шнур.
Разбивку участка обычно начинают с провешивания одной из
длинных сторон опытного участка, например линии А—В
(рис 58). Эту линию обычно провешивают параллельно краю
поля, вдоль дороги или лесополосы. Затем натягивают шнур меж-
ду точками А и В и мерной лентой отмеряют заданное (по плану)
расстояние от точки А до угла первой делянки и далее все расстоя-
536
ния между делянками. Границы делянок фиксируют с помощью
колышков (1, 2, 3 и т. д.). Из точек А и Вс помощью угломерных
приборов восстанавливают перпендикуляры к линии АВ и от то-
чек А и В по перпендикулярным линиям отмеряют короткие сто-
роны участка, фиксируя их границы вешками в точках С и D. За-
тем между точками С и D натягивают шнур и проводят разбивку
противоположных (линии АВ) границ делянок, также фиксируя
их углы колышками. При правильной отбивке углов и проведении
всех измерений линия CD должна быть равной линии АВ. Допус-
тимая «неувязка» не должна превышать 5—10 см на каждые
100 метров длины. В случае ее превышения необходимо провести
повторную отбивку углов и разбивку сторон делянок.
Все измерения на параллельных сторонах участков (АВ и CD)
проводят в одну сторону, например от А к В и от С к D, или наобо-
рот. Вызвано это тем, что при разбивке какой-то стороны участка
при каждом очередном натяжении мерной ленты происходит не-
которое «стягивание» ее в одну сторону на небольшое расстояние
(несколько сантиметров). По всей линии длинной стороны участ-
ка это «стягивание» постепенно нарастает. Если противоположная
сторона участка будет разбиваться в обратном направлении, «стя-
гивание» ленты при измерениях будет происходить в обратном на-
правлении и опытные делянки будут не прямоугольными, а иметь
форму параллелограмма.
В случае отсутствия угломерных приборов отбить линию под
прямым углом можно с помощью шнура, рулетки и колышксв
(используя теорему Пифагора). Эту работу проводят следующим
образом. Линию АВ провешивают в обратном точке В направле-
нии и отмеряют на этой линии из точки А по 6 м в обе стороны,
фиксируют эти точки колышками или железными спицами. Далее
берут шпагат длиной 20 м и точно в его середине (10 м) делают
метку. Затем концы этого шпагата фиксируют к колышкам (спи-
цам), которые поставлены на концах шестиметровых отрезков.
Взяв шпагат за середину (метку), натягивают его в направлении,
перпендикулярном линии АВ, и в образовавшемся углу с верши-
С 6м		6м D	
Со	/10 м	10 м\	Со
А, 10м,i.	\10м	10 м/	Со
6 м'Абм		6 м	в
'А2
Рис. 58. Схема разбивки опытного участка и построение прямых углов с помощью
рулетки и колышков
537
ной в точке отметки (10 м) А} ставят колышек. Линия АА{ будет
перпендикулярна к линии АВ. Для большей точности процесс от-
бивки прямого угла можно провести и в противоположном точке
А\ направлении и зафиксировать точку А2.
В многолетних опытах для восстановления границ участка и
делянок (после проведения посева или обработки почвы) необхо-
димо иметь надежно фиксированные ориентиры — реперы. Для
этого две основные линии опытного участка продолжают по пря-
мой в одну или две стороны до точек, находящихся за пределами
обрабатываемой площади (на обочинах дорог, канав и т. д.), и в
этих точках прочно устанавливают постоянные колья (реперы).
Расстояние от реперов до угловых кольев на границе участка тща-
тельно измеряют и заносят в дневник, чтобы при утере угловых
кольев их можно было легко восстановить. В качестве реперов ис-
пользуют железные трубы, уголки, железобетонные или деревян-
ные столбики и т. д.
Подготовка и внесение удобрений. В полевом опыте это одна из
наиболее ответственных операций, так как допущенные при этом
ошибки нельзя исправить, а иногда вообще можно их не обнару-
жить. Все это приводит к грубым ошибкам в опыте.
Вначале по сопроводительным документам или результатам
анализа устанавливают содержание питательных веществ в удоб-
рениях. Дозы удобрений для каждого варианта опыта рассчитыва-
ют заранее и записывают в полевом дневнике на посевную, т. е.
общую площадь делянки.
Пример. Вариант К90: удобрения вносим в форме 40%-ной ка-
лийной соли, площадь делянки (посевной) — 120 м1 2. Вначале рас-
считываем дозу удобрения на 1 га. Составляем пропорцию (100 кг
удобрения содержат 40 кг К2О, необходимо внести 90 кг К2О), на-
ходим дозу удобрения (х), кг/га:
100 кг соли — 40 кг К2О,
х	— 90 кг К2О
отсюда х = 90 ^^ = 225 кг удобрения на 1 га.
40
Затем рассчитываем дозу на 1 делянку по пропорции:
1 га (10 000 м2) - 225 кг К2О,
120 м2 — х
отсюда
120-225
10000
= 2,7 кг.
538
Дозу удобрения можно рассчитать по формуле
у_яА-100
с
где У—навеска удобрений на посевную площадь делянки, кг; а —доза питатель-
ных веществ, кг/га; Ь— площадь делянки, га; с —содержание действующего ве-
щества в удобрении, %.
Существует несколько способов подготовки и внесения удоб-
рений:
1)	удобрения развешивают заранее в лаборатории в мешочки
или пакеты с этикетками, где указаны вид и количество удобре-
ния, номер делянки, куда оно должно быть внесено. На участке
пакеты с удобрениями раскладывают на соответствующие делян-
ки, проверяют и затем вносят;
2)	удобрения в соответствии со схемой и планом опыта взвеши-
вают в поле непосредственно перед внесением;
3)	по объему, меркой. В лаборатории берут навески удобрений,
высыпают их в прозрачные пластиковые или стеклянные сосуды,
уплотняют встряхиванием и делают на сосудах круговые метки
уровня удобрения. Отмечают навески Ngo, Род, Кзо и т. д. Набор
таких сосудов с метками переносят в поле и там быстро и доста-
точно точно берут нужные количества удобрений по объемным
меркам.
Минеральные удобрения можно вносить туковыми сеялками
или вручную. Туковые сеялки можно использовать только на де-
лянках площадью более 100 м2 вытянутой формы и при одноряд-
ном расположении повторностей на участке. Если делянки распо-
ложены в два и более яруса, туковые сеялки использовать нельзя.
При ручном внесении удобрений необходимо как можно равно-
мернее распределять их по поверхности участка. На каждой делянке
удобрения рассевают в два приема с таким условием, чтобы после
первого внесения осталось немного удобрений. Остаток удобрений
всегда можно равномерно разбросать по всей делянке. Если этого
правила не придерживаться, а пытаться внести всю навеску удобре-
ния за один прием, может возникнуть ситуация, когда все удобре-
ние будет уже разбросано по делянке, однако часть делянки окажет-
ся неудобренной. При недостатке удобрений на какую-то часть де-
лянки она считается испорченной и выбраковывается.
С точки зрения соблюдения принципа единства требований
желательно, чтобы на все делянки одного опыта удобрения вносил
один человек.
Иногда проводят пробное внесение удобрений на защитных
полосах. На большой делянке (150—200 м2 и более) трудно равно-
539
мерно распределить одну навеску удобрений. Такие делянки раз-
бивают на несколько равных частей — карт. Навеску удобрения
делят на число карт и вносят на каждую карту отдельно. Этим
приемом пользуются также при внесении органических удобре-
ний, извести, которые трудно равномерно распределить по всей
площади делянки без деления ее на части. Обязательное условие
при внесении органических удобрений — тщательное их переме-
шивание, так как эти удобрения обычно очень неоднородны по
составу. Навоз обязательно вносят поделяночно, даже если он
идет общим фоном.
Известкование опытного участка также желательно проводить
поделяночно, т. е. рассчитывать дозу и вносить известь на каждую
делянку отдельно. Например, в одном из опытов средняя вели-
чина гидролитической кислотности составила 2,8 мг  экв/100 г
почвы, а колебания на отдельных делянках были от 0,9 до
3,8 мг • экв/100 г. Поделяночное внесение извести будет способ-
ствовать выравниванию пестроты почвы.
После внесения удобрений на делянки их заделывают приня-
тым в опыте приемом обработки почв (вспашка, культивация
и др.). Обработка почвы на опытном участке должна быть каче-
ственной с соблюдением одинаковой агротехники и одновремен-
ности на всех делянках. Вспашку начинают за 1 м до границ опыт-
ного участка, так как плуг не сразу заглубляется на нужную глуби-
ну. Первую борозду проводят по провешенной линии. Вспашку и
все обработки почвы осуществляют перпендикулярно к длинной
стороне делянок, чтобы каждая борозда или след лапы культива-
тора проходили через все делянки повторения или опыта.
Обрабатывающие агрегаты должны делать развороты за преде-
лами участка. Поэтому защитные полосы вокруг опыта должны
быть не менее 5 м.
На опытных делянках не должно быть ни свальных, ни раз-
вальных борозд — их необходимо размещать на дорожке, разделя-
ющей повторности. При однорядном или многорядном располо-
жении повторностей и отсутствии средней дорожки пашут в одну
сторону с обратным холостым ходом агрегата.
При вспашке почва смещается вперед каждый раз на 35 см. На-
пример, в многолетнем опыте за 10 лет это составит 3,5 м, чего
допускать нельзя. Поэтому каждую последующую обработку по-
чвы нужно делать в обратном направлении, чтобы вернуть почву
на прежнее место.
Посев (посадка) на опытном участке. Посев, как и пахоту, про-
водят через все делянки перпендикулярно к их длинной стороне.
Исключение — посев в опытах, где изучают рядковое удобрение. В
этом случае каждую делянку засевают отдельно.
Первый проход посевного агрегата выполняют по провешен-
540
ной линии. Во время посева необходимо тщательно следить за ра-
ботой сошников, количеством и равномерностью размещения се-
мян в ящике сеялки. Огрехи при посеве исправить практически
невозможно. Посев, как и все другие работы на опытном участке,
необходимо проводить в течение одного дня. Разрыв во времени
посева приводит к разному урожаю. Посевной материал должен
быть высококачественным.
Норму высева устанавливают по числу семян на единицу пло-
щади, а затем переводят ее в норму высева с учетом массы 1000 се-
мян.
Уход за растениями и опытным участком. Через 2—3 нед после
появления всходов восстанавливают границы делянок (используя
реперы), устанавливают колышки, этикетки, фиксируют границы
защитных полос, чтобы легче выделить их перед уборкой урожая.
Для этого по шнуру мотыгой пробивают узкую полоску (со сторо-
ны защитной полосы) со всех сторон учетной площади делянки.
Уход за растениями в опыте практически не отличается от ухо-
да за посевами в хозяйстве. Основное требование — все работы по
уходу за растениями в опытах должны проводиться вовремя, оди-
наково и одновременно по всем делянкам опыта.
К специальным работам относится поддержание в чистоте (от
сорняков) всех дорожек и запольных участков.
Программа наблюдений и учетов в полевом опыте. Полевой опыт
должен сопровождаться теми наблюдениями и учетами, которые
помогут вскрыть причины действия изучаемых факторов, ход про-
цесса, взаимосвязи между исследуемыми объектами и в конечном
итоге объяснить изменение величины урожая или его качества по
вариантам.
Все сопутствующие наблюдения и исследования в опыте отно-
сятся к растениям и к условиям внешней среды. Они должны пла-
нироваться при составлении программы опыта, вытекать из его
задач и темы.
Сопутствующие наблюдения в период вегетации могут быть
визуальными, характеризующими качественное состояние посе-
вов, или количественными, позволяющими проводить измерения,
взвешивание и подсчеты.
Результаты последних могут подвергаться статистической обра-
ботке для оценки степени их достоверности. Большинство наблю-
дений и учетов проводят неоднократно, их приурочивают к опре-
деленным фазам развития растений.
Для сопутствующих наблюдений и исследований применяют
выборочный метод учета — метод проб. Проба, или выборка, —
небольшое число единичных объектов (растений), взятых из об-
ширного собрания этих объектов, называемого совокупностью.
Проба должна быть представительной (репрезентативной), т. е.
541
достаточно точно отражать действительное состояние исследуе-
мых объектов на делянке опыта.
Особенности отбора растительных проб зависят от биологичес-
ких особенностей культуры и назначения пробы. Однако суще-
ствует ряд общих правил отбора растительных проб:
пробы отбирают со всех повторностей или с двух несмежных
повторений (например, 1-й и 3-й или 2-й и 4-й);
для культур сплошного посева пробы растений должны обяза-
тельно включать два параллельных рядка, образованных передним
и задним сошниками сеялки;
индивидуальные (точечные) пробы, из которых затем составля-
ют среднюю пробу, отбирают на делянке, как правило, по опреде-
ленной системе: по одной или двум диагоналям делянки, через
определенное расстояние или определенное число растений (для
пропашных).
Отбор проб обычно проводят по фазам развития растений или
по календарным срокам (через декаду, 2 нед, месяц и т. д.).
Пробы берут либо на учетной площади делянки, либо на спе-
циально выделенных площадях — увеличенных торцевых защит-
ных полосах.
Важное место в опыте с удобрениями отводят фенологическим
наблюдениям. Их цель — установить время наступления отдель-
ных фаз развития растений на различных вариантах удобрений
по сравнению с контролем. Известно, что фосфорно-калийные
удобрения ускоряют развитие растений, а азотные — замедляют
его.
Фаза развития растения — это его качественный переход из од-
ного состояния в другое. Для разных культур выделяют различные
фенологические фазы (фенофазы). Например, у яровых зерновых
отмечают всходы, кущение, выход в трубку, колошение (или вы-
метывание), цветение, молочную, восковую и полную спелость, а
у картофеля — всходы, бутонизацию, цветение, клубнеобразова-
ние, усыхание ботвы.
Фенофазу растений можно определять визуально, но для более
точной оценки в четырех местах делянки берут по 10 растений, по
которым устанавливают, сколько растений вступило в данную
фазу, и подсчитывают их процент от общего числа растений.
За начало наступления фазы принимают тот день, когда она
наблюдается не менее чем у 10 % растений на делянке, и массовое
наступление фазы — у более 75 % растений. Перед наступлением
очередной фенофазы посевы осматривают ежедневно.
Фенологические наблюдения дают возможность объяснить, за
счет каких показателей получено увеличение урожая. Этим же це-
лям служит и учет некоторых количественных показателей роста и
развития растений: высота растений, густота стояния, энергия ку-
542
щения, темпы накопления биомассы, число колосков в колосе,
масса и структура урожая, масса корней.
Измерение высоты растений. Условия развития растений и уро-
вень их минерального питания оказывают существенное влияние
на их рост. Высоту растений на делянке определяют как среднее
из промера 20—50 растений (в зависимости от принятой методи-
ки). Этот показатель особенно важен для прядильных культур
(льна-долгунца, конопли, хлопчатника).
Измерение высоты растений часто совмещают с определением
массы урожая для учета темпов ее накопления. В посевах зерно-
вых образцы растений отбирают обычно с четырех выделенных на
каждой делянке пробных площадок по 0,25 м2 (в сумме 1 м2).
Пробные площадки размещают по диагонали каждой делянки.
Каждая площадка обязательно включает два смежных рядка дли-
ной 83,3 см при ширине междурядий у зерновых посевов 15 см.
Таким образом, площадь одной пробной площадки составит
(83,3 -2-15) 2500 см2, или 0,25 м2.
Растения с пробной площадки срезают или выкапывают, затем
в лаборатории их взвешивают в сыром и высушенном (сухом) со-
стоянии. Эти же пробы можно использовать для учета высоты ра-
стений, кустистости, засоренности, определения химического со-
става и др.
Для составления средней пробы пропашных культур отбирают
со всей делянки определенное число растений (например, по
50 растений сахарной свеклы в начале вегетации и по 10—20 рас-
тений в более поздние сроки). Эти образцы можно также исполь-
зовать для химического анализа растений, а перед уборкой — для
характеристики качества урожая.
Густота насаждения растений. Это число растений на 1 м2. Вы-
сокий урожай может быть получен только при оптимальной густо-
те стояния растений. У культур сплошного посева ее определяют
дважды за вегетационный период: после полных всходов и перед
уборкой. Первый подсчет позволяет установить фактическую гус-
тоту стояния растений, а второй — количество сохранившихся к
уборке растений. Подсчет зерновых культур и трав проводят мето-
дом пробных площадок по 0,25 м2 (не менее 3—4 по диагонали
участка). У пропашных культур подсчет густоты стояния ведут
после прорывки и перед уборкой путем учета числа растений двух
смежных рядков на определенной площади.
Энергия кущения. Это число стеблей на одном растении. Опре-
деляют энергию кущения у озимой ржи поздней осенью, а у ози-
мой пшеницы весной. Методика определения сходна с определе-
нием густоты насаждения. Также выделяют по четыре площадки
на делянке. На них подсчитывают число растений (кустов) и об-
щее количество стеблей. Затем общее число стеблей делят на об-
543
щее количество растений и узнают число побегов на 1 растение.
Энергия кущения в значительной мере обусловливается уровнем
минерального питания растений.
Оценка зимостойкости. У озимых культур и многолетних трав ее
проводят на специально выделенных колышками рядках расте-
ний. Число растений на этих рядках подсчитывают вначале осе-
нью, а затем весной после начала вегетации. По результатам под-
счетов определяют количество перезимовавших растений (%).
Кроме того, оценку зимостойкости озимых и трав можно прово-
дить и визуально весной, когда растения трогаются в рост и легко
отличить живые растения от погибших. Оценку дают по следую-
щей шкале:
5 — на делянках нет погибших растений;
4 — изреживание растений незначительное;
3 — погибло около половины растений;
2 — погибло свыше половины растений;
1 — погибли почти все растения;
О — сплошное вымерзание.
Определение структуры урожая. Структура урожая — это состав
слагающих его частей. Для управления продуктивностью посевов
важно знать, за счет каких органов растений (элементов) форми-
руется урожай. Структура урожая зависит от условий выращива-
ния растений. Анализируя отдельные показатели структуры уро-
жая, можно сделать выводы об условиях питания зерновых куль-
тур в различные фазы их роста и развития. Общими для всех куль-
тур являются число растений на единицу площади и средний
урожай одного растения. Урожай может быть одинаковым, а его
структура разной. Например, у картофеля структура урожая опре-
деляется числом растений, числом клубней и массой одного клуб-
ня. Одинаковый урожай 20 т/га можно получить при разной
структуре урожая.
Структура урожая у зерновых состоит из числа растений, числа
продуктивных побегов, количества колосков в колосе, количества
зерен в колоске и их массы. У зерновых культур учет отдельных
элементов структуры урожая проводят методом пробного снопа.
Снопы берут с пробных площадок, выделенных для определения
густоты стояния растений. Высушенные снопы разбирают и опре-
деляют общее число растений, общую и продуктивную кустис-
тость, высоту растений, длину колоса (метелки), количество ко-
лосков в колосе, число зерен в колосе и их массу. Снопы исполь-
зуют также для расчета биологического урожая. С этой целью об-
резают корни (у узла кущения пшеницы), взвешивают сноп
целиком, потом обмолачивают и взвешивают зерно; по разности
определяют урожай соломы. Определив биологический урожай с
1 м2, пересчитывают его на 1 га. Данные биологического урожая
544
используют для установления соотношения массы зерна и соло-
мы. По данным биологического и хозяйственного урожаев, можно
судить о величине потерь при уборке.
Наблюдение за повреждением растений в результате неблагопри-
ятных метеорологических явлений. К неблагоприятным погодным
явлениям кроме зимних относятся весенние и осенние заморозки,
сильные ветры, пыльные бури, суховеи, засухи, ливни, град. Эти
явления нужно фиксировать в полевом дневнике, так как они су-
щественно влияют на урожайность. При наблюдениях за по-
следствиями неблагоприятных погодных явлений отмечают:
повреждение органов растений (листья, стебли, цветки) и их
степень 10; 25; 50; 75 и более 75 %. Аналогично (визуально) опре-
деляют количество посевов (%) со степенью повреждения расте-
ний 10; 25; 50; 75 и более 75 %;
вид повреждения (механическое, пожелтение, увядание листь-
ев, подсыхание по краям, опадание цветков и др.);
площадь повреждения (вся делянка, половина, четверть и т. д.).
Учет полегания посевов. Высокие дозы удобрений и чрезмерное
увлажнение почвы при пасмурной погоде способствуют образова-
нию высокорослых растений, склонных к полеганию, которое
приводит к значительным потерям урожая, отсюда следует важ-
ность учета полегания посевов в опытах с удобрениями. Наблюде-
ния за полеганием осуществляют с первых дней его проявления до
конца уборки. Учет проводят визуально по пятибалльной шкале в
день появления полегания, а также через 5—10 дней для выявле-
ния способности растений к выпрямлению. Заключительный вы-
вод делают перед уборкой с учетом предыдущих наблюдений.
Фитопатологические и энтомологические наблюдения. В опытах с
удобрениями такие наблюдения очень важны, так как болезни и
вредители влияют на рост, развитие и урожай возделываемых
культур. Фосфорно-калийные удобрения, как правило, повышают
устойчивость растений к болезням, несбалансированное азотное
питание может ее снижать. Учет болезней и вредителей в опытах
можно проводить визуально — по количеству пораженных расте-
ний, колосьев, метелок, початков или площади, занятой поражен-
ными культурами. Учет болезней растений проводят по следую-
щей шкале: 0 — отсутствие повреждений и болезней; 1 — повреж-
дены единичные растения (до 10%); 2 —повреждено 10—25%;
3 — повреждено 25—50 %; 4 — повреждено 50—75 %; 5 — повреж-
дено более 75 % растений. При обнаружении заболеваний или
вредителей определяют характер заболевания или вид вредителя и
применяют рекомендуемые методы борьбы с ними.
Учет засоренности. Для характеристики условий проведения
опыта проводят учет засоренности. Применяют как визуальную
оценку, так и количественные методы учета.
35-8539
545
Для учета засоренности на каждой делянке выделяют не менее
четырех площадок по 0,25 м2. Сорняки на площадках выдергива-
ют, подсчитывают по биологическим группам, указывают преоб-
ладающие сорные растения и группы. Затем их высушивают до
воздушно-сухого состояния и взвешивают.
Метеорологические наблюдения. Эффективность удобрений во
многом зависит от погодных условий. В опытах с удобрениями
учитывают: количество осадков, температуру и влажность воздуха,
температуру на поверхности почвы при наступлении заморозков
весной и осенью, направление и скорость ветра и др. Эти данные
можно получить на ближайшей метеостанции или же организо-
вать систематическое наблюдение за погодой в хозяйстве на обо-
рудованной метеорологической площадке. Оценку метеорологи-
ческих показателей проводят по данным за декаду, месяц или по
межфазным периодам растений.
Наблюдения за условиями питания растений. Различные вариан-
ты опытов с удобрениями создают неодинаковые условия питания
растений. Установив связь между условиями питания и урожаем,
можно использовать эту информацию для объяснения действия
исследуемых в опыте факторов на урожай. Условия питания рас-
тений в значительной мере отражаются на химическом составе ра-
стений. Поэтому анализ содержания в растениях азота, фосфора,
калия и других элементов в процессе их вегетации позволяет уста-
новить обеспеченность растений этими элементами в различные
периоды роста и урожае. Определение содержания элементов пи-
тания в урожае дает возможность установить их вынос растениями
и рассчитать коэффициенты использования питательных веществ
из почвы и удобрений.
В опытах с удобрениями нередко возникает необходимость на-
блюдения за пищевым режимом почвы в течение вегетационного
периода — содержанием минеральных форм азота, подвижных
фосфора и калия. Отбор почвенных образцов обычно приурочива-
ют к основным фазам развития растений. Пробы отбирают с деля-
нок каждой повторности или с двух несмежных повторений —
первой и третьей или второй и четвертой.
Полученные данные о пищевом режиме почв сопоставляют с ре-
зультатами химического анализа растений и погодными условиями.
Учет урожая. За несколько дней до уборки урожая все делянки
опыта тщательно осматривают и отмечают в дневнике огрехи, по-
травы, поражения болезнями и наличие сорняков. При сильном
повреждении растений проводят выключку. В посевах пропашных
культур измеряют длину выключаемой части рядка и умножают ее
на ширину междурядья. Если под выключку попадает 50% площа-
ди делянки, ее выбраковывают.
Если причина изреженности посевов на делянке заключается в
546
действии изучаемого в опыте фактора, выключку делать нельзя
(например, систематическое действие физиологически кислых
удобрений). В таких случаях нужно обследовать все повторности
этого варианта, и если на всех делянках варианта наблюдается та-
кой же эффект изреживания, то можно с уверенностью сказать,
что это следствие именно этого изучаемого фактора.
За 1—2 дня до уборки опыта убирают все выключки, защитные
полосы и убранные растения вывозят за пределы опытного участка.
Урожай опытной культуры можно учитывать сплошным, или
прямым, методом, при котором убирают и взвешивают всю массу
урожая с делянки. В применении к зерновым культурам проводят
обмолот и учет зерна со всей учетной площади делянки. Эту рабо-
ту можно выполнять как с помощью комбайнов, так и вручную.
Использование самоходных комбайнов на уборке зерновых
культур в полевом опыте дает достоверные результаты на делян-
ках площадью не менее 100 м2. При намолоте зерна с одной де-
лянки менее 15 кг применение комбайна нецелесообразно, так
как случайные отклонения в массе зерна при обмолоте могут
быть значительными и оказать влияние на точность исследова-
ний. В настоящее время получает распространение использова-
ние для уборки и учета урожая на опытных делянках (в том числе
площадью <100 м2) малогабаритных самоходных комбайнов
типа «САМПО».
Урожай соломы определяют по пробному снопу. С каждой де-
лянки отбирают пробный сноп, взвешивают его в поле; в лабора-
тории досушивают, определяют общую массу снопа (зерно + со-
лома), обмолачивают, взвешивают зерно и по разности определя-
ют массу соломы и соотношение зерна и соломы. По этому соот-
ношению, исходя из урожая зерна, находят урожай соломы с
делянки.
При сплошном методе учета урожая вручную скашивают всю
массу с делянки косами, серпами или жнейками; связывают ее в
снопы; взвешивают, прикрепляют этикетки. Снопы с каждой де-
лянки пересчитывают, помещают на отдельный брезент (так как
зерно может осыпаться) и перевозят в амбар или сарай для досу-
шивания. После досушивания снопы с каждой делянки (зерно +
+ солома) взвешивают, обмолачивают и отдельно взвешивают зер-
но. Урожай соломы можно определить или ее взвешиванием, или
по разности.
Собранный с каждой делянки урожай зерна взвешивают. Для
определения влажности и засоренности зерна из массы урожая с
каждой делянки отбирают в полиэтиленовые пакеты пробы по 1 кг.
Урожай с делянки пересчитывают на стандартную (14%-ную)
влажность и 100%-ную чистоту.
Следует отметить, что прямой метод учета урожая вручную дос-
35*	547
таточно трудоемкий, требует наличия большого помещения для
досушки снопов, большого количества брезента для перевозки
снопов с каждой делянки и соответствующее количество транс-
портных средств. При этом не исключены потери зерна при
транспортировке.
Сплошным (прямым) методом убирают и учитывают также
урожай льна, конопли, однолетних и многолетних трав, пропаш-
ных и овощных культур.
Учет урожая соломы и семян льна и конопли сходен с учетом
урожая зерновых. Выход волокна при этом определяют по проб-
ным снопам.
При учете урожая однолетних и многолетних трав взвешивают
всю скошенную массу с учетных площадей делянок. Урожай сена
определяют по пробному снопу, который отбирают с каждой де-
лянки массой не менее 2 кг. Пробные снопы используют для уста-
новления влажности зеленой массы, ботанического состава траво-
стоя и показателей качества урожая. Урожай сена приводят к стан-
дартной (16%-ной) влажности.
Учет урожая пропашных культур проводят сплошным мето-
дом, взвешивая урожай с каждой учетной делянки в поле сразу
после уборки. Если клубни или корнеплоды сильно загрязнены,
необходимо ввести поправку на загрязненность. С этой целью
отбирают пробы массой по 10—15 кг, удаляют с клубней и кор-
неплодов почву (или моют их) и определяют загрязнение (%).
Эти пробы можно использовать затем для определения качества
продукции, товарности урожая и др. При необходимости убран-
ные корне- и клубнеплоды перед взвешиванием раскладывают
на несколько часов на делянках для подсушивания и осыпания
земли.
При учете урожая кукурузы на зерно с делянок убирают все по-
чатки, освобождают их от оберток и ножек и делят по спелости на
три фракции: с зерном полной спелости, восковой спелости и
недозрелые. Каждую фракцию взвешивают отдельно. Затем из
первой и второй фракций набирают 50 початков (в соответствии
с их долями в урожае), взвешивают, обмолачивают и определяют
выход зерна. Для определения влажности берут пробу 300 г зер-
на. Урожай зерна рассчитывают на основании урожаев початков
первой и второй фракций, выхода зерна от урожая початков и его
влажности.
Следует учитывать также побочную продукцию: ботву картофе-
ля и корнеплодов, внешние листья капусты, корзинки и стебли
подсолнечника и др. Эти данные необходимы для расчета выноса
и баланса питательных элементов в опыте и определения соотно-
шения основной и побочной продукции.
При учете урожая по пробному снопу в сушку и на учетный об-
548
молот поступает не весь урожай с делянки, а только средняя проба
из него — пробный сноп.
По этому методу все растения на делянке скашивают, из ско-
шенной массы отбирают из многих мест по диагонали (или двум)
пробный сноп, масса которого должна быть не менее 1—2 % всей
массы урожая с делянки. Пробный сноп взвешивают с точностью
до 10 г, снабжают деревянной этикеткой и складывают в мешок
колосьями вниз, чтобы не было потерь зерна при транспортиров-
ке. Всю массу растений с делянки (стебли и колосья) собирают и
взвешивают. В лаборатории пробный сноп досушивают, взвеши-
вают, обмолачивают и взвешивают зерно. По разности определя-
ют урожай соломы и соотношение зерна к соломе. Досушенную
массу зерна и соломы с делянки пересчитывают по данным проб-
ного снопа на 1 га.
Метод пробного снопа при учете урожая зерновых культур ме-
нее трудоемкий, чем сплошной метод при ручной уборке. При
умелом использовании этого метода он дает вполне удовлетвори-
тельные результаты учета урожая.
Метод пробного снопа используют также при учете урожая
льна-волокна, сена трав и т. д.
Учет эффективности удобрений. Для учета эффективности удоб-
рений в хозяйственных (удобренных) посевах оставляют неудоб-
ренные участки (полосы), ширина которых должна быть кратна
захвату уборочных машин (не менее двух ходов), а длина, равной
длине (ширине) поля. Полосы оставляют в двух повторностях (для
точности результатов). Располагают их на типичных для поля уча-
стках, отступая от края поля не менее 20 м. Площадь неудобрен-
ных полос для культур сплошного посева не менее 0,25 га при
ширине полосы 10—20 м и не менее 0,1 га для пропашных культур
при ширине 5—10 м. Перед началом внесения удобрений границы
полос провешивают и отмечают колышками. Все работы по посе-
ву и уходу за растениями проводят одновременно на всем поле. В
течение лета ведут и записывают наблюдения за ростом и развити-
ем растений на удобренных и неудобренных участках поля. Перед
уборкой восстанавливают границы полос (по колышкам на краях
поля). По обе стороны от неудобренных полос отбивают такого же
размера полосы для определения урожая на удобренной части
поля. Учет урожая — сплошной (машинный) или выборочный
(метровками).
В опытах с пропашными культурами по границам удобренной
и неудобренной полос с каждой стороны оставляют по два защит-
ных (пограничных) рядка. Сначала убирают защитные рядки, по-
том учитывают урожай с учетных полос. Число рядков для учета
урожая должно быть 'одинаковым на удобренных и неудобренных
полосах.
549
5.2.7. ОСОБЕННОСТИ ЗАКЛАДКИ И ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ
ОПЫТОВ С ОВОЩНЫМИ, ПЛОДОВЫМИ И ЯГОДНЫМИ КУЛЬТУРАМИ
Овощные культуры. Особенности методики полевых опытов в
овощеводстве определяются главным образом большим разнооб-
разием овощных культур и требуют большей дифференциации
размера делянки, способов учета и оценки качества урожая.
Овощные культуры выращивают, как правило, на достаточно
окультуренных и выравненных по плодородию участках. Поэтому
такие же условия необходимо соблюдать и при проведении поле-
вых опытов.
Минимальная площадь делянки полевого опыта с овощными
культурами определяется главным образом числом растений, при
котором индивидуальные различия между ними не будут суще-
ственно влиять на точность опыта. В большинстве случаев доста-
точно иметь на делянке 80—100 учетных растений. Размеры учет-
ных делянок (м2) следующие: для редьки, редиса — 5—10; лука,
моркови, петрушки, гороха, перца — 10—30; огурца, капусты, то-
мата, баклажана, свеклы — 20—50; арбуза, дыни, тыквы—100—
150.
При 4—6-кратной повторности и указанных размерах учетной
делянки достигается вполне удовлетворительная точность полево-
го опыта. В опытах с использованием машин (для обработки по-
чвы, посадки рассады, ухода за растениями, уборки урожая и др.)
площадь делянок должна быть достаточной для их применения.
Наиболее приемлемая форма делянок — прямоугольная с соот-
ношением сторон от 1 : 2 до 1 : 5, а при использовании машин со-
отношение между шириной и длиной 1 : 5—1: 10. Квадратные де-
лянки используют при закладке опытов по изучению химических
средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков, где
может быть сильное взаимовлияние соседних вариантов.
При постановке опытов в условиях защищенного грунта (теп-
лицах, парниках) необходимо, чтобы сравниваемые варианты
имели одинаковые условия (температуру, освещенность, водный
режим), которые могут оказывать большое влияние на варьирова-
ние урожайности, так как условия произрастания заметно разли-
чаются в отдельных частях теплицы или парника.
Размер учетной делянки в защищенном грунте чаще всего при
4—6-кратной повторности составляет 4—10 м2. В опытах с круп-
ными растениями (томат, огурец, дыня и др.) размер делянок не-
обходимо, увеличить до 8—10 м2. При постановке опытов с мелки-
ми культурами (редис, салат, рассада, зеленные и др.) делянки
уменьшают до 2 м2.
При закладке опыта особое внимание следует обратить на каче-
ство семян, посев и посадку. Для посева необходимо использовать
550
только однородные семена одинаковой репродукции. Густота по-
сева должна соответствовать принятой в практике овощеводства
для данной зоны. На всех делянках после прореживания должно
быть равное число растений.
Рассаду для опыта выращивают в одинаковых условиях, а вы-
садку ее проводят по возможности в минимально короткий срок.
Рассада, высаженная в жаркую погоду во второй половине дня,
может развиваться иначе, чем высаженная утром. Поэтому очень
важно планировать работу по высадке рассады так, чтобы влияние
времени ее посадки было во всех вариантах опыта или повторений
одинаково.
Размеры защитных полос в опытах с овощами устанавливают в
зависимости от темы опыта, методики его закладки и площади
питания растений. Чем сильнее предполагаемые различия в росте
и развитии растений на изучаемых соседних вариантах, тем боль-
ше должны быть и боковые защитные полосы. При небольших
различиях рекомендуют в качестве боковых, разделительных, за-
щитных полос выделять 1 —2 рядка растений, а при сильных раз-
личиях (опыты с удобрением, обработкой почвы, предшественни-
ками и т. д.) — не менее 2—4 рядков. В опытах по орошению за-
щитные полосы между соседними делянками увеличивают до 3 м
и более. Все работы по уходу за опытными делянками следует про-
водить в оптимальные сроки.
Уборка и учет урожая. Урожай овощных культур с опытных де-
лянок убирают, как правило, вручную. Предварительно точно из-
меряют все выключки, овощи убирают с защитных полос и удаля-
ют с опытного участка.
Урожай учитывают сплошным методом, взвешивая овощи со
всей учетной делянки. Многосборовые культуры (огурец, томат,
баклажан, перец, цветная капуста, фасоль, горох, бахчевые и др.)
убирают периодически — при наступлении технической спелости.
Односборовые культуры (лук, корнеплоды, поздняя капуста и др.)
убирают одновременно на всех делянках опыта.
При учете урожая товарной овощной продукции следует при-
держиваться требований по подготовке продукции к реализации
(зачистка кочанов капусты от наружных листьев и обрезка коче-
рыг, обрезка листьев у цветной капусты, очистка корнеплодов от
ботвы и др.). Всю продукцию с каждой делянки делят на две груп-
пы: товарную и нетоварную.
Лук-репку в отличие от других культур взвешивают не в день
уборки, а после просушки луковиц в валках или в закрытых про-
ветриваемых помещениях.
Для оценки качества овощных культур с каждого варианта
опыта отбирают среднюю пробу товарной части продукции (в за-
висимости от культуры и задачи исследования); определяют сред-
551
нюю массу единицы продукции (кочана, плода, корнеплода и
т. д.), вкусовые качества, лежкость при хранении, содержание су-
хих веществ, сахаров, витаминов и др.
Плодовые и ягодные культуры. Специфика опытов с плодовыми
и ягодными культурами обусловлена их биологическими особен-
ностями: габитусом, продолжительностью жизни и широкой ин-
дивидуальной изменчивостью многолетних деревьев и кустарни-
ков. Поэтому вариабельность урожаев этих культур очень высо-
кая.
Основной причиной сильного варьирования урожая плодовых
культур и винограда служит индивидуальная генетическая измен-
чивость этих растений. При планировании полевых опытов в саду
и на ягодных плантациях необходимо знать индивидуальную из-
менчивость растений до закладки опыта. Индивидуальный пред-
варительный учет урожая или других показателей, характеризую-
щих наследственную изменчивость растений, составляет основу
для правильного распределения опытных деревьев на группы по
их состоянию (относительно слабые, средние и сильные), опреде-
ления необходимого числа растений на делянке и установления
числа повторностей.
Следует объединять растения по исходному состоянию в вари-
анты, чтобы каждый из них охватывал все разнообразие условий
опытного участка и опытных растений.
При постановке опытов во вновь закладываемых насаждениях
необходимо тщательно следить за соблюдением однородности
всех работ по закладке этих насаждений. Особое внимание следует
обращать на однородность посадочного материала опытных расте-
ний при его выращивании в питомнике. За всеми растениями в
питомнике должен быть одинаковый уход. Посадочный материал
отбирают в питомнике, до выкопки измеряют диаметр штамба,
высоту растения, прирост и количество побегов. Все отобранные
саженцы должны быть однородными по силе развития побегов и
корневой системы.
При закладке опытов в существующих садах и ягодниках на-
саждения детально изучают до постановки опыта. Насаждения
должны быть типичными для данной зоны и однородными по
сортовому и возрастному составу, иметь изреженность не более
15—20 % для плодовых и 10—15 % для ягодных культур. Приме-
нявшаяся в насаждениях агротехника (содержание почвы, удобре-
ние, обрезка и др.) должна быть за последние 3—5 лет одинако-
вой.
В результате предварительного изучения насаждений важно
иметь такие количественные характеристики, которые хорошо
коррелируют с последующей продуктивностью растений.
Число учетных растений на одной опытной делянке должно
552
быть: для плодовых — 6—10 деревьев; кустарниковых ягодников —
10—20; земляники — 20—40. Общее число опытных растений в
каждом варианте с учетом повторностей соответственно выше.
Опыты с удобрениями плодовых культур проводят, как прави-
ло, в 4—6-кратной повторности. Для предварительных опытов до-
пустима трехкратная повторность.
Важно отметить, что в опытах с плодовыми культурами мень-
шая делянка при увеличении числа повторностей обеспечивает
получение более достоверных данных, чем большая делянка при
небольшой повторности. Поэтому в принципе отдельный вариант
опыта может быть представлен «деревом-делянкой», если повтор-
ные деревья данного варианта рассеяны по всему опытному участ-
ку, а не сосредоточены на одной делянке. В последнем случае от-
дельные деревья не являются повторностями. Подеревный учет
урожая внутри одной делянки не создает повторности и его нельзя
использовать для статистической обработки данных. Элементар-
ной единицей полевого опыта является делянка.
Учетные растения на делянке располагают чаще всего в 1—
2 ряда; землянику — в 2—4 ряда. На концах рядов должны быть за-
щитные растения: у плодовых культур по 1—2 дерева, у ягодных
кустарников по 2 куста, у земляники по 4—5 растений. С двух сто-
рон квартала вдоль делянок необходимо иметь 1—2 защитных
ряда. В опытах, связанных с воздействием на почву (система обра-
ботки почвы, удобрение и т. д.), следует предусмотреть выделение
боковых защитных рядов между вариантами.
В полевых опытах с плодовыми и ягодными культурами вари-
анты желательно размещать методом рендомизации (случайного
расположения). При постановке многофакторных опытов с пло-
довыми и ягодными культурами используют метод расщепленных
делянок. Так, при изучении способов содержания почвы в саду
необходимы делянки большого размера (делянки 1-го порядка),
которые можно разделить на более мелкие делянки (2-го порядка)
и изучать на них эффективность разных вариантов удобрений.
Эти делянки, в свою очередь, делят на еще более мелкие делянки
(3-го порядка).
Для изучения качества плодов с каждой делянки всех повторе-
ний отбирают средние пробы —не менее 100 плодов в каждой.
Взвесив плоды и разделив полученную массу на 100, узнают сред-
нюю массу одного из них, а затем плоды сортируют по стандарту и
определяют выход их по товарным сортам (в % к общему числу
взятых для сортировки плодов). Степень одномерности плодов
(одномерные, средней одномерности и неодномерные) определя-
ют визуально.
О вкусовых достоинствах плодов судят по результатам дегуста-
ции в момент наступления оптимальной (потребительской) спе-
553
лости. Дегустацию проводят закрытым способом: плоды с разных
вариантов предоставляют дегустаторам под номерами.
Учет урожая в опытах с ягодными культурами (смородина, кры-
жовник, малина, земляника). Его проводят прямым методом, опре-
деляя массу ягод при каждом сборе на делянках каждого варианта.
Одновременно устанавливают качество ягод каждого сбора Для
этого со всех делянок берут средние пробы по 100—200 ягод. В
пробах определяют среднюю массу одной ягоды, вкусовые досто-
инства, количество здоровых и больных ягод.
5.3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛИЗИМЕТРИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Лизиметр — это устройство, с помощью которого изучают про-
сачивание воды и растворенных в ней минеральных и органичес-
ких соединений через определенный слой почвы, породы или
грунта в условиях их увлажнения естественными атмосферными
осадками или при искусственном поливе.
Принцип лизиметрических исследований впервые применил
английский ученый Джон Дальтон в конце XVIII в. Слово «лизи-
метр» происходит от греческого lysos — растворение, освобожде-
ние.
Лизиметрические исследования как полевой и вегетационный
методы относятся к биологическим методам исследований и ши-
роко используются в агрохимии, почвоведении, гидрологии, агро-
метеорологии, мелиорации и других науках.
В агрохимии лизиметрические исследования применяют для
определения количества и состава фильтрующихся вод в зависи-
мости от различных вариантов исследуемых удобрений и мелио-
рантов (доз, форм, срока, соотношений), физико-химических
свойств и гранулометрического состава почв, вида исследуемых
культур, климатических условий и т. д. Это позволяет определить
выщелачивание органических и минеральных соединений из по-
чвы и вносимых удобрений и тем самым установить потери пита-
тельных веществ при инфильтрации как одной из расходных ста-
тей баланса питательных веществ.
Устройство лизиметров. Лизиметр представляет собой емкость
разных формы, конструкции и объема, заполненную исследуемой
почвой (рис. 59). Эту емкость помещают (закапывают) в почву
так, чтобы поверхность почвы в лизиметре и окружающем его уча-
стке была на одном уровне. Нижняя часть лизиметра, выполнен-
ная в виде конуса, заполненного дренажем, заканчивается труб-
кой, на которую надет гибкий шланг для отвода в приемники
фильтрующихся вод.
554
Рис. 59. Вертикальный разрез лизи-
метрического сооружения:
/ — емкость, заполняемая почвой; 2—
дренаж; 3— выводная трубка для сбора
воды; 4 — коридор; 5 — емкость для сбора
лизиметрических вод
Приемники для сбора вод, фильт-
рующихся через толщу почвы лизи-
метров, помещают в расположенные
рядом с лизиметрами подземные со-
оружения (траншеи, подземные кори-
доры). Подземные сооружения долж-
ны иметь естественное или искусственное освещение для удобства
наблюдений, хорошую гидроизоляцию, чтобы исключить попада-
ние в них воды в осенне-весенний период, и быть хорошо утеп-
ленными для предупреждения резких колебаний температуры.
Для проведения сравнительных исследований или постановки
опыта с набором разноудобренных вариантов нужно иметь не-
сколько лизиметров (10 и более). Их устанавливают в один или
два ряда с определенным расстоянием между ними (0,5—1,5 м).
Каждый лизиметр может быть одним из вариантов опыта. В зави-
симости от цели эксперимента лизиметры могут быть засеяны
различными растениями или оставаться в парующем состоянии
(без растений). Они могут устанавливаться на разную глубину —
от 20—25 см (на глубину пахотного слоя) до нескольких метров.
Чаще всего их устанавливают на глубину 1 м.
Используют разные конструкции лизиметров, различающихся
как по форме (в виде цилиндров, кубов, параллелепипедов), так и
по материалам, из которых они изготовлены (металл, бетон, кир-
пич, пластмасса).
Лизиметры по способу наполнения почвой подразделяют на
два типа: с почвой естественного строения (монолиты) и с насып-
ной почвой, в которых почву набивают в лизиметры послойно с
сохранением естественной последовательности в расположении
отдельных генетических горизонтов и, как правило, уплотняют до
природного объема.
Для заполнения почвой естественного строения (монолиты) ис-
пользуют металлические лизиметры в форме цилиндра или парал-
лелепипеда с отделяющимся конусообразным дном. Такой лизи-
метр врезают в почву, как бы «надевая» его на почвенный моно-
лит, находящийся внутри лизиметра. При этом почву, находящу-
юся за пределами лизиметра, постепенно обрезают и удаляют.
555
Когда лизиметр будет полностью «надет» на почвенный монолит,
последний аккуратно обрезают по кромке лизиметра. На нижнюю
часть лизиметра прикрепляют дно воронкообразной формы, за-
полненное дренажем. Лизиметр перевозят на лизиметрическую
площадку, устанавливают (закапывают) на заранее подготовлен-
ное место и соединяют патрубок на его дне с приемником.
Следует отметить, что устройство лизиметров-монолитов —
чрезвычайно сложный и трудоемкий процесс. При этом трудности
при их закладке возрастают по мере увеличения длины (глубины)
почвенного монолита (и лизиметра соответственно). В первые
годы их эксплуатации характерно наличие так называемой «при-
стеночной фильтрации», когда значительная часть влаги фильтру-
ется не через почвенный слой, а через макро- и микропоры между
стенками лизиметра и почвенным монолитом. Для того чтобы све-
сти к минимуму это явление, такие лизиметры должны один-два
года работать «вхолостую», т. е. без проведения опытов. За это вре-
мя почва при набухании заполняет все поры и пристеночная
фильтрация практически устраняется.
Многолетние бетонные или кирпичные лизиметры рассчитаны
на длительное использование, имеют, как правило, площадь по-
верхности 1—2 и даже 4 м2 и пригодны для работы только с насып-
ной почвой.
В Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Ти-
мирязева бетонные лизиметры, построенные по проекту В. Р. Виль-
ямса в 1900 г., работали до начала 30-х годов. Всего было установ-
лено десять лизиметров, по пять в два ряда, объемом 4 м3 (пло-
щадь каждого лизиметра 2 х 2 м и глубина 1 м).
Металлические лизиметры разнообразны по конструкции,
форме и объему. Их применяют для работы с почвами как есте-
ственного сложения, так и с насыпными. Металлические лизимет-
ры изготовляют из оцинкованной стали (внутреннюю поверхность
покрывают асфальтовым лаком), на дню укладывают дренаж из
песка и гравия.
В опытах с насыпной почвой часто используют лизиметры ци-
линдрической формы или в форме куба, которые наполняют поч-
вой и закапывают в грунт.
Металлические лизиметры применяют в основном цилиндри-
ческой формы с заостренными краями у дна для врезания в почву
при их наполнении. После заполнения лизиметра почвой есте-
ственного сложения к нему герметически прикрепляют дно во-
ронкообразной формы, заполненное дренажным материалом,
после чего лизиметр переносится на постоянное место.
На рисунке 60 показан фрагмент лизиметрической установки
сельскохозяйственного института в Новой Александрии (Ростовс-
кая область), построенной в 1903 г. Лизиметры сделаны из бетона,
556
Рис. 60. Лизиметры сельскохозяйственного института в Новой Александрии:
А — вид сбоку; Б — вид сверху: а—Ь — план и горизонтальный разрез; с—d — вертикальный
разрез
емкость каждого из них 1 м3 (1x1x1 м). Они расположены на
расстоянии 0,5 м один от другого, их передние стенки выходят в
подземный коридор. Между боковыми стенками пространство за-
полнено землей. На дне каждого лизиметра сделан дренажный
слой из гравия. Для улучшения стока просачивающейся сквозь
почву лизиметра воды дно его имеет уклон в сторону передней
стенки, и по дну от углов задней стенки проложены две бороздки
к середине передней стенки, где находится отверстие, соединен-
ное трубкой с приемником фильтрующейся воды, который распо-
ложен в подземном коридоре.
Современные бетонные лизиметрические устройства имеют ав-
томатическую измерительную систему для замеров в динамике
фильтрующейся воды и отбора аликвот для химических анализов.
Такие лизиметрические установки работают в настоящее время во
ВНИСХ Центральных районов нечерноземной полосы и Всерос-
сийском институте кормов (Московская область).
Лизиметрические воронки. Особым типом лизиметров являются
лизиметрические воронки, или воронки Эбермайера. Впервые их
применил в своих опытах Эбермайер в 1879 г.
557
Исследования, проводимые с помощью лизиметрических воро-
нок Эбермайера, по существу, сходны с обычными лизиметричес-
кими опытами, однако их конструкция (устройство) заметно от-
личается от обычных лизиметров. Эбермайер отказался от боко-
вых стенок лизиметров и на разной глубине в почве установил во-
ронки для сбора просачивающейся воды.
Лизиметрические воронки изготовляют из оцинкованного же-
леза, винипласта и других материалов. Для установки лизиметри-
ческих воронок вырывают достаточно глубокую траншею. На пе-
редней ее стенке на заданной глубине делают ниши, в которые по-
мещают лизиметрические воронки. Затем воронки острым краем
врезают в потолок. Концы воронок трубками соединены с прием-
никами, которые помещают в траншее. Расстояние между ворон-
ками 30—100 см, все пустоты в нишах засыпают землей, траншею
перекрывают, стены ее укрепляют досками или другими материа-
лами, сверху оставляют люк с крышкой для доступа к приемни-
кам. Схема устройства опыта с лизиметрическими воронками по-
казана на рисунке 61. Считают, что лизиметрические воронки в
исследованиях имеют некоторое преимущество по сравнению с
другими лизиметрами, так как позволяют проводить наблюдения
в почве с сохранением ее естественного сложения. Однако при
использовании лизиметрических воронок возможно как затека-
ние воды со стороны, так и отток ее на соседние участки. Поэто-
му при установке лизиметрических воронок на делянках с раз-
ными удобрениями необходимо иметь защитные полосы, как и в
полевых опытах.
Водный режим лизиметров не совсем идентичен водному ре-
жиму естественных почв. Так, например, в лизиметры со стенка-
ми осадков попадает на 20—25 % больше, чем в природных усло-
виях, где воды сбегают по уклонам рельефа. В лизиметрах с по-
мощью дренажной системы создают воздушную прослойку, ме-
шающую свободному движению гравитационной воды вниз.
Поэтому в них, как правило, наблюдается избыточная влажность
по сравнению с тем же слоем естественной почвы. Просачивание
Рис. 61. Лизиметрические воронки
Эбермайера:
А — общий план; Б — разрез одного лизи-
метра-воронки; В— схема расположения
лизиметрических воронок на различной
глубине
558
воды зависит от глубины лизиметра: в более глубоких лизимет-
рах оно значительно больше, чем в мелких. Испарение, напро-
тив, интенсивнее проходит с поверхности мелких лизиметров,
чем глубоких, и заметно отличается от почв в естественных ус-
ловиях.
Таким образом, абсолютные значения водного режима почвы в
лизиметрах отличаются от естественных условий. Вместе с тем
проведение опытов в лизиметрах одной конструкции по конкрет-
ной схеме обеспечивает получение сравнимых относительных ре-
зультатов в пределах изучаемой схемы.
5.4. ВЕГЕТАЦИОННЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ
Вегетационный метод исследования, или вегетационный опыт,
наряду с полевым методом является одним из основных биологи-
ческих методов, широко используемых в агрохимии. Вегетацион-
ный метод— исследование, проводимое с растениями, выращива-
емыми в сосудах в специальных домиках или на стеллажах под
сеткой, в фитотроне, теплицах, защищающих растения от различ-
ных неблагоприятных условий.
Задачей вегетационного метода, по определению Д. Н. Пря-
нишникова, является «вскрытие существа процессов и уяснение
значения отдельных факторов, прежде всего роли растения, почвы
и удобрения в условиях, наиболее благоприятных для выяснения
этой роли». Вегетационный опыт — необходимое звено в изуче-
нии и обосновании приемов повышения урожая и его качества. В
вегетационном методе в отличие от полевого можно регулировать
условия произрастания растений (влажность, освещенность, тем-
пературу, режим питания), более детально расчленять и выяв-
лять значение отдельных факторов роста и их сочетания в жизни
растений, что дает возможность объяснить причину явлений, на-
блюдаемых в полевых опытах.
Следует отметить, что вегетационные опыты не могут заменить
полевые, так как условия произрастания растений, уход за ними,
использование элементов питания в вегетационных опытах суще-
ственно отличаются от таковых в поле.
В зависимости от поставленных задач вегетационный метод
применяют в разных модификациях: почвенные, песчаные, вод-
ные культуры, метод изолированного питания (разделенные куль-
туры), метод текучих растворов, стерильные культуры, гидропо-
ника и др.
При постановке вегетационного опыта необходимо составить
программу исследований, которая включает тему, цель, задачу и
объект исследования, методику и сроки проведения наблюдений.
559
Важное значение имеет также анализ современного состояния
изучаемого вопроса.'
Схема опыта определяется темой и задачами эксперимента.
При ее составлении следует соблюдать основное методическое
требование — принцип единственного различия, т. е. чтобы изу-
чаемый фактор был единственным дифференциальным факто-
ром.
Помимо требования принципа единственного различия необ-
ходимо соблюдать обстоятельность схемы опыта, что позволит
выяснить действительно возможные зависимости между факто-
рами роста растений. Например, при сравнительном изучении
фосфорных удобрений в почвенных культурах необходимо пра-
вильно выбрать фон. Хорошо известно, что фосфорные удобре-
ния различаются между собой по степени доступности фосфора
для растений. Суперфосфаты содержат ионы фосфора, хорошо
растворимые в воде, преципитат — в слабых кислотах, фосфо-
ритная мука — в сильных кислотах. Доступность фосфора расте-
ниям этих удобрений зависит от их взаимодействия с почвой,
способности почвы растворять фосфат. Если в качестве азотного
фона применяют (NH4)2SO4, то его физиологическая кислот-
ность окажется дополнительным фактором растворения фосфа-
тов; при использовании NaNO3 будет противоположное действие
вследствие физиологической щелочности данного удобрения.
Поэтому в качестве фона целесообразно вносить NH4NO3 +
+ K2SO4 или KNO3, которые в почвенных условиях являются фи-
зиологически нейтральными удобрениями. Кроме того, для оп-
ределения эффективности применения фосфорных удобрений на
данной почве нужно, чтобы выращиваемые на ней растения реа-
гировали на внесение фосфора, т. е. класс обеспеченности почвы
этим элементом не превышал среднюю градацию обеспеченнос-
ти ими исследуемой культуры.
Основные принципы построения схем опытов и их примеры в
зависимости от целей и задач исследования даны в разделе «Поле-
вой опыт».
Схема опыта должна быть точной и обстоятельной, чтобы вы-
яснить действительные зависимости между различными фактора-
ми роста растений. В ней должен быть контрольный вариант, с
которым сравнивают все остальные. Для получения достоверных
результатов необходимо многократное повторение схемы опыта,
т. е. наличие повторностей. Повторность — наиболее действенный
прием повышения точности опыта. Достоверные данные для зер-
новых культур (пшеница, овес, ячмень), трав, льна получают при
3—4-кратной повторности опыта; для бобовых и масличных — 4—
5-кратной; кукурузы, картофеля, свеклы и других корнеплодов —
при 6—8-кратной повторности.
560
5.4.1.	ПОЧВЕННЫЕ КУЛЬТУРЫ
Почвенные культуры — наиболее простая модификация вегета-
ционного метода, где растения выращивают в сосудах с почвой,
что приближает условия их питания к естественным (полевым).
Метод позволяет установить доступность растениям отдельных
элементов питания из почвы; изучить динамику потребления рас-
тениями питательных веществ из минеральных и органических
удобрений в зависимости от дозы, вида, формы и срока их внесе-
ния; выявить взаимодействие различных факторов, а также изу-
чить ряд физиологических вопросов, требующих расчленения яв-
ления на его части для более глубокого исследования и анализа.
В почвенных культурах объектом исследования наряду с расте-
ниями является почва — изменения ее физико-химических, био-
логических и других свойств под влиянием растений, удобрений, а
также влияние растений и почвы на удобрения.
Техника проведения опытов в почвенных культурах. Для проведе-
ния опытов в почвенных культурах необходимы следующие мате-
риалы и оборудование: почва, удобрения, кварцевый песок, веге-
тационные сосуды, гравий или битое стекло для дренажа, гребеш-
ки, стеклянные трубочки, марля, тазы для перемешивания удобре-
ния с почвой, технические и аналитические весы, семена,
препараты для протравливания семян, противни и термостат для
проращивания семян, мерные цилиндры, пипетки, совки, пинце-
ты, бюксы для определения влажности и цилиндры для определе-
ния влагоемкости почвы, пакеты для учета урожая, отбора расти-
тельных и почвенных образцов. Закладка вегетационных опытов с
почвенной культурой требует соответствующей подготовки к их
проведению.
Подготовка почвы. Для закладки опыта берут, как правило, ти-
пичную для данной зоны почву. В зависимости от темы и задач
опыта можно использовать как окультуренную, так и целинную
почву. Для пахотных почв важно изучить историю участка за пос-
ледние 3—5 лет, с которого она взята, т. е. иметь данные о чередо-
вании культур, урожайности, внесении удобрений (их количестве,
формах, дозах, составе). Нежелательно брать почву с полей, где в
последние 2—3 года вносили органические удобрения, проводили
известкование, фосфоритование. При изучении сравнительной
эффективности разных форм удобрений необходимо выбирать по-
чву, бедную в отношении питательного элемента, содержащегося
в изучаемом виде удобрений.
Почву для закладки опыта берут весной, когда она достигла
физической спелости, т. е. не мажется и комки ее легко разруша-
ются. Для вегетационных опытов используют, как правило, почву
пахотного слоя, однако в отдельных случаях можно взять почву
36-8539	561

подпахотных горизонтов. Общее количество почвы зависит от
числа и емкости сосудов. Для покрытия потерь при транспорти-
ровке и подготовке почвы необходимое ее количество увеличива-
ют на 20—30 %.
Перед закладкой опыта почву просеивают через грохот с отвер-
стиями диаметром 3 мм. Грохот устанавливают на брезент или по-
лиэтиленовую пленку под утлом не менее 45° и лопатой насыпают
почву на его верхнюю часть. Комки разминают так, чтобы вся по-
чва полностью прошла через грохот. Во время просеивания почвы
удаляют камни, палки, крупные корневые и пожнивные остатки.
Для целинных почв корневые и пожнивные остатки, находящиеся
на грохоте, желательно измельчить и присоединить к общей массе
почвы. Для достижения полной однородности почвы во всем
объеме ее тщательно перемешивают, затем сверху закрывают или
перемещают в плотные лари и как можно скорее используют для
набивки сосудов, не допуская ее подсыхания.
Выбор и подготовка сосудов. Обычно используют два типа сосу-
дов, различающихся по способу полива: с отверстием в дне (сосуд
Митчерлиха, рис. 62, А) и без отверстия (сосуд Вагнера, рис. 62, Б).
Сосуды могут быть стеклянные, металлические и пластмассовые.
В настоящее время стеклянные сосуды при постановке опытов с
почвенными культурами практически не ис-
пользуют, чаще всего их применяют при заклад-
ке опытов с водной, стерильной и разделенной
(изолированное питание) культурами. Металли-
ческие сосуды обычно покрыты внутри асфаль-
товым лаком для предотвращения окисления и
коррозии металла, снаружи сосуды красят белой
или светло-серой краской. Удобны в работе эма-
лированные сосуды. Размер сосудов зависит от
выращиваемой культуры и целей опыта. Сосуды
должны иметь такие размеры, которые позволят
растениям хорошо развиваться, обеспечивать
нормальный рост их корневой системы в тече-
ние всего вегетационного периода (табл. 71).
Рис. 62. Вегетационные сосуды (почвенные
культуры):
А — сосуд Митчерлиха с кукурузой (внизу поддон
для сбора фильтрата); Б — стеклянный сосуд Ваг-
нера с сахарной свеклой
562
Сосуды подбирают одинаковые по объему, высоте, диаметру и
массе. Различия по массе не должны превышать 100 г, по диамет-
ру — 0,5 см, высота всех сосудов должна быть одинаковой. Перед
закладкой опыта сосуды тщательно моют, высушивают и нуме-
руют. В опытах с сосудами Митчерлиха готовят поддоны, гребеш-
ки и марлю диаметром больше диаметра сосуда на 2—3 см, песок.
В опытах с сосудами Вагнера необходимо подобрать стеклянные
трубки диаметром 1—1,5 см и длиной на 2—3 см больше высоты
сосуда, подготовить дренаж в виде битого бутылочного стекла или
гравия, предварительно вымытого и высушенного; марлю диамет-
ром больше диаметра сосуда на 4—5 см, песок. Затем сосуды тари-
руют, т. е. приводят к одной массе с помощью дренажа, масса ко-
торого должна составлять 200—300 г, при этом в каждый сосуд
кладут стеклянную трубку и марлю.
71. Размеры вегетационных сосудов (см) для разных культур
Культура	Почвенные культуры	Песчаные культуры	Вместимость сосудов для водных культур, л
Зерновые	20x20 15x30	20x20 15x20	3-5
Бобовые	30x15 20x20	20x20 15x20	4-5
Многолетние травы	30x20 30x15	20x20 20x15	3-5
Картофель	35x30	35x30	7-8
Сахарная свекла	25x30 28x33	25x30 28x33	6-8
Капуста	30x25 33x30	30x30 25x30	6-8
Огурец	25x30	25x25	5-6
Лук	25x20	20x20	4-5
Редис	25x20	20x20	4-5
Морковь	25x20	22x22	5-6
Примечания. 1. Первая цифра означает диаметр, вторая — высоту сосуда.
2. Сосуд 20x20 вмещает 4—6 кг, 25x25 — 15—18, 30x30 — 22—26 кг дерново-
подзолистой почвы.
Удобрения. В вегетационном опыте с почвенной культурой
можно использовать как промышленные минеральные удобрения,
так и химически чистые соли. Химически чистые соли содержат
меньше балластных ионов, и, если это не противоречит теме опы-
та, в качестве источников питания лучше применять чистые соли.
Величина доз NPK (табл. 72) зависит от задач опыта, культуры,
размера сосудов и может варьировать в широком диапазоне: 0,35—
1,0 г N; 0,30—0,75 г Р2О5; 0,30—1,0 г К2О на сосуд вместимостью
36*
563
около 5—8 кг почвы. Если почва богата каким-либо одним эле-
ментом, то дозу соответствующего элемента снижают в 2—5 раз.
Например, если почва богата калием, особенно на черноземных
почвах, дозу его уменьшают до 0,05—0,02 г К2О на сосуд.
72. Дозы удобрений (г питательного вещества/кг почвы) в вегетационных опытах
с почвенными культурами (по Журбицкому)
Культура	1	N	|	Р2О5	1
Зерновые	0,15	0,10	0,10
Бобовые	0,10-0,15	0,10-0,15	0,10-0,15
	(0,02—0,04)*		
Картофель	0,12	0,20	0,28
Сахарная свекла	0,15	0,22	0,22
Лен	0,05-0,07	0,10-0,12	0,06-0,10
Конопля	0,20-0,30	0,20-0,30	0,20-0,30
Хлопчатник**	0,24	0,36	0,06-0,09
Табак	0,20-0,30	0,10-0,20	0,20—0,30
Овощные:			
капуста	0,15—0,20	0,20-0,25	0,20-0,25
томат	0,10—0,15	0,15-0,20	0,20-0,30
огурец	0,15-0,20	0,15-0,20	0,20—0,25
столовая свекла	0,15—0,20	0,20-0,25	0,20-0,25
морковь	0,15-0,20	0,20-0,25	0,20-0,25
лук	0,10—0,15	0,10-0,15	0,15-0,20
*С учетом фиксации азота бобовыми.
**На карбонатных сероземах.
Кроме основных элементов питания (NPK) в вегетационных
опытах с почвенными культурами вносят и другие макроэлемен-
ты, чаще всего в виде следующих солей: MnSO4 • 5Н2О (с содержа-
нием Мп 22,8 %); ZnSO4 • 7Н2О (22,8 % Zn); CuSO4 • 5Н2О (25,5 %
Си); CoSO4  7Н2О (21,0 % Со); (NH4)6Mo7O24  4Н2О (54,3 % Мо);
Na2B4O7- ЮН2О (11,3 % В) или Н3ВО3 (17,5 % В). Железо лучше
вносить в виде хелатов Fe-ЭДТА или Fe-НЭДТА. Дозы микроэле-
ментов зависят от особенностей культуры и почвы, а также от спо-
соба внесения (в весь объем почвы, с семенами или в виде некор-
невой подкормки).
Кроме химически чистых солей могут быть использованы удоб-
рения, обогащенные микроэлементами (например, марганизиро-
ванный суперфосфат и др.), или отходы промышленности, содер-
жащие тот или иной микроэлемент (медьсодержащие пиритные
огарки и др.).
Расчет доз удобрений. Его следует проводить согласно схеме
опыта, указав виды, формы применяемых удобрений, их действу-
564
ющее вещество (процент содержания нужного питательного эле-
мента).
При использовании в качестве источников NPK промышлен-
ных удобрений дозу последних рассчитывают по действующему
веществу на 1 сосуд (или на 1 кг почвы) с учетом доз NPK и содер-
жания в удобрениях питательных веществ (%). Например, при
закладке опытов с ячменем исходные (средние) дозы основных
элементов питания (NPK) могут быть следующие (г д.в/кг почвы):
0,15 N, 0,1 Р2О5 и 0,1 К2О. Размер сосуда для ячменя составляет
20 х 20 см; сосуд вмещает 5 кг сухой почвы (при набивке сосуда
масса почвы будет зависеть от влажности почвы и ее грануломет-
рического состава). Доза NPK на 5 кг почвы или на 1 сосуд будет
составлять: 0,15 • 5 = 0,75 г N; 0,10  5= 0,50 г Р2О5; 0,1-5= 0,50 г
К2О. В качестве удобрений используют аммиачную селитру с со-
держанием 35 % N, гранулированный суперфосфат с содержанием
20 % Р2О5 и хлористый калий, содержащий 60 % К2О. Рассчитыва-
ют дозу каждого удобрения на 1 сосуд: в 100 г NH4NO3 содержится
35,0 г N; с х г NH4NO3 требуется внести 0,75 г N, отсюда х =
= (0,75 • 100): 35 = 2,14 г аммиачной селитры, которую необходи-
мо внести на 1 сосуд. Аналогично рассчитывают дозы гранулиро-
ванного суперфосфата — (0,50 • 100): 20 = 2,5 г и хлористого ка-
лия — (0,50 • 100): 60 = 0,83 г/сосуд.
Если в опыте в качестве источника элементов питания исполь-
зуют химически чистые соли, расчет их количества на 1 сосуд про-
изводят следующим образом: как указывалось выше в опыте с яч-
менем, доза N на 1 сосуд составляет 0,75 г, в данном случае приме-
няют химически чистую соль NH4NO3. Молекулярная масса
NH4NO3 (80,05 г) содержит 28 г N; с х г NH4NO3 необходимо вне-
сти 0,75 г N; х = (0,75 • 80,05): 28 = 2,14 г NH4NO3 на сосуд. Ана-
логично рассчитывают количество других солей, применяемых в
опыте.
Растворимые удобрения (азотные и калийные) или соли вносят
в почву в виде растворов. Небольшая нерастворимая примесь в
удобрениях, например в аммиачной селитре и хлористом калии,
может быть отфильтрована при приготовлении растворов (за ис-
ключением тех случаев, когда примеси учитывают в опыте). Для
удобрений, хорошо растворимых в воде, удобнее готовить раство-
ры 1—2%-ной концентрации, при этом рассчитанное количество
удобрений вносят в определенном объеме, например 50, 100 см3.
Пример. На 1 сосуд требуется 2,14 г аммиачной селитры, вносят
это количество азота в объеме 50 см3 воды. В опыте с 40 сосудами
расчет производят с запасом, т. е. на 50 сосудов. Общее количество
удобрения будет составлять 2,14 • 50 = 107 г, объем раствора соста-
вит 2,5 л (50 см3 раствора на 1 сосуд • 50 сосудов), т. е. получим ра-
бочий раствор, в 50 см3 которого содержится (50 - 107): 2500 = 2,14 г
565
аммиачной селитры, вносимой на 1 сосуд. Удобрения и соли, ко-
торые не образуют в растворе нерастворимые соединения (оса-
док), можно вносить в одном объеме с раствором. Плохо раство-
римые и нерастворимые удобрения или соли вносят в сухом
виде.
Техника набивки сосудов. За два-три дня до закладки опыта оп-
ределяют влажность, влагоемкость и агрохимические показатели
почвы. Готовят растворы или навески удобрений согласно схеме
опыта.
При проведении исследований ведут журнал опыта, в котором
записывают названия темы, задачи исследования, культуры, схе-
мы опыта, количество повторностей, агрохимическую характерис-
тику почвы и расчет доз удобрений. Если в опыте используют со-
суды Вагнера, записывают также массы тарированных сосудов,
поливную массу, четкую схему набивки сосудов: составление схе-
мы внесения удобрений по вариантам, номер сосудов каждого ва-
рианта (набивочная ведомость) с краткими и точными указания-
ми, что вносят в каждый сосуд.
Подготовляют определенное количество сосудов, соответству-
ющее схеме опыта. В сосуды Митчерлиха (см. рис. 62, А) на дно
кладут гребешок, сверху — марлевый кружок, затем кварцевый пе-
сок (200—400 г), увлажненный до 60 % НВ. Песок должен на 1,5—
2 см покрывать дно сосуда, прижимая края марли к стенкам пос-
леднего. Так же готовят сосуды Вагнера: на дно предварительно
оттарированного сосуда кладут дренаж под углом 30°, который
распределяют на 2/3 дна сосуда, покрывают кружком марли. У
края марли делают небольшое отверстие, в которое проходит стек-
лянная трубка для полива (при набивке сосудов ее устанавливают
в верхней части дренажа — «на горке», на расстоянии 2—2,5 см от
края сосуда), которую затем закрепляют увлажненным песком,
как указывалось выше.
Набивку начинают с определения количества почвы на 1 со-
суд, т. е. проводят пробную набивку сосуда. Предположим, масса
почвы для набивки составляет 6 кг при исходной влажности
15 %, что соответствует 5217 г абсолютно сухой почвы —
(6000 • 100): 115. Оптимальная влажность почвы для набивки со-
ставляет 40—50 % НВ. Если исходная влажность почвы равна
15 %, а полная влагоемкость — 40 %, то влажность почвы при на-
бивке должна быть 20 %, т. е. на каждый килограмм почвы необ-
ходимо вносить дополнительно 50 см3 воды, а на 6 кг — 300 см3.
Количество воды и растворов удобрений в сумме должно быть
одинаковым во всех сосудах (в нашем примере 300 см3).
Взяв навеску почвы, ее помещают в эмалированный таз, добав-
ляют рассчитанное количество воды, тщательно перемешивают,
перетирая почву с водой в течение 3—5 мин, пока почва не станет
566
однородной, затем вручную частями ее переносят в сосуд. Первые
порции почвы (3—4 см) укладывают более плотно, затем равно-
мерно уплотняя слой за слоем по всему диаметру и высоте сосуда,
особенно у стенок сосуда (у трубки в сосудах Вагнера). При пра-
вильно выбранных навеске и технике набивки уровень почвы в
сосуде должен быть ниже его верхнего края на 2—2,5 см. Если
уровень почвы выше или ниже этого уровня, надо изменить на-
веску.
После проведения пробной набивки переходят к набивке сосу-
дов по вариантам опыта в следующем порядке: к отвешенной по-
чве в тазу вначале прибавляют навески сухих удобрений и тща-
тельно перемешивают их с почвой (известь или гипс перемешива-
ют с почвой отдельно от других удобрений), затем вносят раство-
ры удобрений цилиндром или пипеткой в зависимости от
рассчитанного объема. Почву опять тщательно перемешивают, до-
бавляют дистиллированную воду до одинакового объема для всех
сосудов и создания оптимальной влажности. Техника набивки со-
судов такая же, как описано ранее. Необходимо следить за тща-
тельной очисткой тазов и рук работающих, особенно при переходе
от одного варианта схемы к другому. Набивку следует начинать с
сосудов без удобрений, если это предусмотрено опытом, или с ва-
риантов, служащих фоном. Набивка всех сосудов почвой должна
заканчиваться в течение одного дня. Обычно ее проводят несколь-
ко человек: один взвешивает почву, другой вносит удобрения или
растворы, остальные перемешивают почву с удобрениями (2—
3 человека) и еще один набивает сосуды, что обеспечивает одина-
ковое уплотнение почвы во всех сосудах. До посева сосуды с поч-
вой накрывают плотной бумагой, чтобы верхний слой не пересы-
хал.
Подготовка семян и посев. Посев опытной культуры необходи-
мо провести на следующий день после набивки сосудов, поэтому
посевной материал готовят заранее. Для посева берут высококаче-
ственные элитные семена, чистые в сортовом отношении, с всхо-
жестью, близкой к 100 %. Посев можно проводить сухими, намо-
ченными или пророщенными семенами, которые перед этим про-
травливают, используя, например, 0,1%-ный раствор формалина
(после формалина семена тщательно промывают водой).
Продолжительность намачивания зависит от свойств семян: се-
мена крестоцветных замачивают 1—2 ч, семена большинства куль-
тур с тонкими оболочками — 3—4, с плотными оболочками, как у
моркови, свеклы, — 1.0—12 ч.
Семена в сосуды высевают по трафарету, когда длина корешков
не превышает 0,2—0,4 см, на глубину 1—6 см в зависимости от
культуры. Необходимо отбирать семена с одинаковой длиной ко-
решка. Первый способ посева', трафарет на 0,5 см меньше диаметра
567
сосуда накладывают на почву, затем в каждом отверстии делают
ямку при помощи стеклянной палочки, в качестве ограничителя
глубины посева служит пробка на палочке. В ямки пинцетом рас-
кладывают семена и затем их заделывают, надавливая обратным
концом пинцета на края лунок. Второй способ', ложкой аккуратно
снимают слой почвы на глубину посева семян в поддон, затем по
трафарету раскладывают семена и засыпают их почвой из поддо-
на, слегка ее уплотняя. После этого поверхность почвы засыпают
кварцевым песком (200—400 г в зависимости от диаметра сосуда),
который предохраняет поверхность почвы от размывания при по-
ливе сверху, предотвращает образование корок и уменьшает на-
грев солнцем. Засеянные сосуды покрывают до появления всходов
плотной бумагой или картоном для сохранения влажности почвы.
Количество растений, оставляемых в сосуде, зависит от культу-
ры и размера сосуда. В сосуде диаметром 20x20 см оставляют
обычно следующее число растений: пшеницы, овса, ячменя —
20—25, гречихи, бобов, люпина — 10—15; льна —35—40, огурца,
редиса, моркови — 3—5, кукурузы, подсолнечника, картофеля, ка-
пусты, свеклы — 1. Поэтому количество семян, высеваемых в со-
суд, должно быть на 5—10 шт. больше оставляемого числа расте-
ний. Если оставляют одно растение, например кукурузы, то в со-
суд высевают 4—6 семян. Для ячменя количество высеваемых се-
мян должно быть в 1,5—2 раза больше, так как он сильно
повреждается шведской и гессенской мухами.
После появления всходов, когда минует опасность их гибели и
растения достаточно разовьются, во всех сосудах опыта проводят
прореживание, оставляя наиболее выравненные, близкие по раз-
витию растения. При этом удаляют как отставшие в росте, так и
наиболее сильные растения, соблюдая по возможности равномер-
ное распределение растений на поверхности сосуда.
В каждом сосуде оставляют одинаковое количество растений
путем прореживания растений в два-три приема. Удаляемые рас-
тения вместе с семенами и корнями помещают в пронумерован-
ные пакеты, сушат и взвешивают; они могут быть использованы
для анализа, например для учета поступления питательных ве-
ществ в начальный период роста. Когда растения подрастут, чтобы
предохранить их от полегания и поломок, на сосуды надевают ме-
таллические каркасы или ставят деревянные палочки, к которым
подвязывают растения. Нижние концы палочек предварительно
парафинируют на высоту сосуда.
Полив и уход за растениями. Сосуды Митчерлиха поливают без
учета полной влагоемкости почвы, до пролива воды в поддон. При
очередном поливе воду из поддона выливают в сосуд, чтобы ис-
ключить потери элементов питания, и продолжают полив до оче-
редного пролива воды в поддон.
568
При постановке опытов в сосудах Вагнера полив растений
проводят по поливной массе сосуда с учетом полной влагоемкос-
ти почвы. Для определения поливной массы сосуда необходимо
учитывать: массу сосуда и дренажа (тара), массу сухой почвы,
массу воды для создания оптимальной влажности почвы и массу
песка, добавляемого в сосуды после всходов растений для пре-
дотвращения растрескивания почвы при подсыхании. Оптималь-
ная влажность почвы для произрастания большинства сельскохо-
зяйственных культур соответствует 60—70 % НВ. Однако для тя-
желосуглинистых, богатых органическим веществом почв, а так-
же легких песчаных почв, имеющих малую влагоемкость (общее
количество воды в сосудах с легкой почвой невелико и быстро
убывает после полива), оптимальная влажность составляет 70—
80 % НВ.
Например, полная влагоемкость почвы согласно определению
ее перед набивкой сосудов равна 50 % абсолютно сухой почвы, ис-
ходная влажность почвы — 15 %, масса почвы в сосуде при исход-
ной влажности — 6 кг. Полив растений намечено проводить до
60 % НВ. Следовательно: 1) влажность почвы в сосудах в течение
вегетации растений должна быть (50 • 60): 100 = 30 %; 2) масса аб-
солютно сухой почвы в сосуде — (6000 • 100): 115 = 5217 г; 3) масса
воды при увлажнении почвы до 30 % — (5217 • 30) : 100 = 1565 г;
4) масса кварцевого песка, добавленного на дно сосуда при набив-
ке (200 г) и после всходов на поверхность почвы после появления
всходов (200 г) — 200 г + 200 г = 400 г; 5) полная влагоемкость пес-
ка 25 %, отсюда масса воды в 400 г песка при 60 % НВ составляет
60 г; 6) масса сосуда с дренажем и стеклянной трубочкой (тары) —
2000 г; 7) масса каркаса или палочек — 40 г.
Суммируя все перечисленные величины, получим полную мас-
су сосуда к моменту полива: 5217 + 1565 + 400 + 60 + 2000 + 40 =
= 9283 г, или округленно 9300 г. Обычно округляют в большую
сторону, например, 7890 до 8000 г; 9550 до 9600 г, чтобы между по-
ливами влажность почвы колебалась в ту и другую сторону от при-
нятой в опыте влажности, которая в таком случае будет средней, а
не максимальной, например 60 ± 5 %. Массу сосуда, подготовлен-
ного к поливу, записывают на этикетке сосуда и в рабочем журна-
ле (тетради).
Полив проводят ежедневно рано утром или вечером один раз в
день, воду поочередно подают в два-три приема снизу через труб-
ку, а затем один раз сверху. В жаркую погоду, когда растения име-
ют уже большую массу, поливают 2 раза в день — утром и вечером,
один раз поливают по массе сосуда, второй — по объему воды.
При поливе по объему последний определяют путем взвешивания
трех-четырех сосудов по одному из разных вариантов. Установ-
ленное среднее количество воды вносят в каждый сосуд, как опи-
37 — 8539
569
сано выше. Когда растения разовьют значительную вегетативную
массу, при поливе делают поправку к поливной массе сосудов,
прибавляя массу самих растений с учетом их развития в различ-
ных вариантах опыта.
Чтобы выровнить условия освещения для всех сосудов, их
ежедневно во время полива меняют местами — сосуды крайних
рядов ставят на место средних. В ясную погоду вагонетки с сосуда-
ми выкатывают под сетку, а на ночь и в непогоду увозят под стек-
лянную крышу. Сосуды Митчерлиха (см. рис. 62, А) с растениями,
как правило, не увозят, а оставляют под сеткой.
В зависимости от цели и задач опыта почвенные культуры по-
ливают водопроводной или дистиллированной водой. Поливать
водопроводной водой категорически запрещено, если реакция по-
чвы или содержание кальция является изучаемым фактором; в
опытах с разными формами азотных удобрений, имеющих неоди-
наковую физиологическую реакцию; с малорастворимыми фос-
форными удобрениями, а также в опытах с малобуферными по-
чвами.
Сорняки в сосудах удаляют сразу после их появления. При за-
болевании растений (мучнистая роса, ржавчина) или при появле-
нии вредителей (тля, шведская муха) проводят необходимые меры
борьбы.
Наблюдения, уборка и учет урожая. В период вегетации растений
проводя? фенологические наблюдения и биометрические измере-
ния, результаты которых заносят в журнал вегетационного опыта.
Для каждого сосуда регистрируются число и месяц наступления фаз
роста и развития растений в зависимости от выращиваемой культу-
ры. Разницу в развитии растений по вариантам фиксируют измере-
нием растений, результаты которого заносят в журнал.
За 3—4 дня до уборки урожая полив прекращают. В зависимос-
ти от цели и задач опыта растения убирают в разные периоды ве-
гетации, но чаще в фазе полной спелости. Зерновые, бобовые рас-
тения и травы срезают ножницами на высоте 1—2 см от корневой
шейки, подсчитывают и записывают в журнал число растений,
стеблей (суммарное их количество и число продуктивных), коло-
сьев (стручков), высоту растений и длину колосьев. Растения ук-
ладывают в пакеты с указанием номера сосуда (иногда предвари-
тельно взвесив), высушивают до постоянной массы при 60 °C, за-
тем взвешивают (массу зеленых растений взвешивают до и после
высушивания), обмолачивают, взвешивают зерно; все результаты
записывают в журнал и сохраняют зерно и солому с мякиной для
дальнейшего анализа. При необходимости учитывают массу кор-
ней, отмывая их от почвы водой на сите с диаметром ячеек 0,5 мм,
затем корни высушивают, взвешивают с точностью 0,01 г и сохра-
няют (если нужно) для анализа.
570
При уборке корне- и клубнеплодов учет урожая ботвы и кор-
неплодов проводят раздельно. Растение вместе с корнеплодом из-
влекают из сосуда, ботву срезают и взвешивают, корнеплод тща-
тельно очищают (при сильном загрязнении обмывают водой и вы-
сушивают) от прилипших частиц почвы и взвешивают с точнос-
тью 0,1 г. Результаты учета записывают в журнал, как и в опытах с
зерновыми культурами. Если в задачу вегетационных опытов вхо-
дило изучение структуры урожая различных культур, то эту работу
выполняют в период уборки. Во время уборки урожая проводят
отбор проб почвы и растений (зерно, клубни, солома, ботва и др.)
для агрохимического анализа. Учет урожая в вегетационных опы-
тах и необходимый химический анализ проводят с каждого сосуда
отдельно.
После завершения уборки и учета урожая проводят математи-
ческую обработку полученных данных.
5.4.2.	ПЕСЧАНЫЕ КУЛЬТУРЫ
Метод выращивания растений в сосудах, в которых в качестве
субстрата используют кварцевый песок, обогащенный питатель-
ными солями (смесями), называют песчаными культурами.
В настоящее время песчаные культуры широко используют при
изучении питания растений: для выявления физиологических и
биохимических изменений, вызванных недостатком или избыт-
ком элементов питания в разные периоды роста и развития расте-
ний; изучения роли отдельных элементов в питании растений; вы-
яснения действия корневых выделений растений на труднодос-
тупные для растений соединения; установления антагонизма и си-
нергизма между различными элементами и других вопросов
питания растений.
Техника проведения опытов в песчаных культурах. Для прове-
дения опытов в песчаных культурах необходимы те же материа-
лы и оборудование, что и при постановке почвенных культур.
Вместо почвы используют чистый кварцевый песок, вместо
удобрений — химически чистые соли для приготовления пита-
тельных растворов. При постановке опытов в песчаных культу-
рах проводят практически те же операции, что и в почвенных
культурах.
Подготовка песка. Субстратом в песчаной культуре служит
кварцевый песок с диаметром частиц от 0,2 до 0,4 мм, полная вла-
гоемкость которого составляет примерно 25 %. Песок просеивают
через сито с диаметром ячеек 0,5 мм, потом промывают в боль-
шинстве случаев вначале водопроводной, а затем дистиллирован-
ной водой, просушивают и используют для набивки сосудов. При
37»
571
проведении опытов с микроэлементами, когда требуется песок
особой чистоты, просеянный песок вначале обрабатывают 5%-ным
раствором соляной кислоты, а затем отмывают от кислоты водой и
просушивают. В отдельных случаях при подготовке песка особой
чистоты его прокаливают при температуре около 400—450 °C для
удаления органического вещества, свободной кремниевой кисло-
ты, азотных соединений и микроорганизмов.
Для увеличения влагоемкости и буферности песка к нему иногда
при набивке сосуда добавляют перлит, минеральную вату, нейт-
ральный верховой торф в количестве 1—2 % массы песка в сосуде.
Выбор и подготовка сосудов. При постановке опытов в песчаных
культурах используют пластмассовые или стеклянные сосуды,
обычно менее высокие, чем для почвенных культур — не более
20—30 см, так как капиллярный подъем воды в песке слабее, чем в
почве.
Сосуды, взятые для опыта, не должны различаться по высоте и
диаметру более чем на 0,5—1 см, чтобы объем сосудов по возмож-
ности был одинаков. Если используют стеклянные сосуды, то их
отбирают и по толщине стекла, чтобы масса сосудов различалась
не более чем на 100—150 г, допустимое различие массы пластмас-
совых сосудов — 50—100 г.
Отобранные сосуды, дренаж, стеклянные трубки для полива
тщательно моют и высушивают. Стеклянные сосуды должны быть
предварительно покрыты сначала черной, а затем белой масляной
краской. Если сосуды не окрашены, их обертывают картоном или
плотной бумагой, скрепляя тщательно скрепками, или надевают
чехлы из двойной материи — черного коленкора внутри и белой
бязи снаружи, чтобы песок в сосудах с боков и корневая система
были защищены от света. После этого сосуды тарируют с помо-
щью битого стекла или гравия, которые одновременно являются
дренажным материалом, с точностью до 1 г. Количество дренаж-
ного материала в сосуде средних размеров не должно превышать
5 % массы песка в нем. Одновременно в каждый сосуд кладут
стеклянные трубки для полива диаметром 1—1,5 см и длиной на
2—3 см выше края сосуда и марлю, диаметр которой на 4—5 см
превышает диаметр сосуда, с отверстием для поливной трубки.
Трубки и марлю включают в общую массу сосуда (тару).
Размеры сосудов указаны в разделе «Почвенные культуры». Для
зерновых, бобовых культур, многолетних трав, лука, редиса ис-
пользуют сосуды, вмещающие 4—8 кг песка; для корнеплодов, ка-
пусты, огурца, клубнеплодов — 10—20 кг. Наиболее распростране-
ны стеклянные сосуды размером 15x20 см; 20x20; 25x20;
30 х 25 см (первая цифра указывает диаметр, вторая — его высоту).
Приготовление питательных смесей. Выбор и состав питатель-
ной смеси определяется биологическими особенностями опытных
572
растений и задачами исследования. Смесь должна содержать все
необходимые элементы питания в усвояемой форме и в количе-
ствах, достаточных для нормального развития растений, обеспе-
чивать физиологическую уравновешенность питательного раство-
ра и оптимальную реакцию (pH) в течение всего периода вегета-
ции растений. От правильного выбора и подготовки питательной
смеси в значительной степени зависят результаты опыта. Для при-
готовления растворов используют химически чистые соли, дис-
тиллированную или очищенную на ионообменных смолах воду.
Состав основных питательных смесей (г/л воды или 1 кг песка),
используемых в вегетационных опытах, приведен ниже.
Смесь Гельригеля:
Ca(NO3)2 —0,492 или
Ca(NO3)2 • 4Н2О - 0,708
FeCl3 • 6Н2О - 0,025
КС1-0,075
КН2РО4-0,136
MgSO4 — 0,060 или
MgSO4 • 7Н2О— 0,123
Начальный pH раствора 5,51
Смесь Кнопа:
KNO3 — 0,0368
NaNO3 —0,0512
(NH4)2H РО4 — 0,25
Fe3(PO4)2 • 4Н2О — 0,25
(NH4)2SO4-0,064
MgSO4 • 7H2O — 0,25
KCl-0,25
FeCl3 — 3 капли 5%-ного раствора
Начальный pH раствора 5,7
Смесь Митчерлиха:
Ca(NO3)2 — 0,80 или
Ca(NO3)2 • 4Н2О — 1,15
KNO3 —0,30
NH4NO3 —0,08
NaCl —0,20
КН2РО4 —0,17
MgSO4  7Н2О - 0,20
Начальный pH раствора 5,97
Смесь Сакса:
KNO3—1,00
Са3(РО4)2 — 0,50
FeCl3 — 1 капля 5%-ного раствора
CaSO4 • 2Н2О - 0,50
MgSO4 • 7Н2О — 0,50
NaCl - 0,50
Начальный pH раствора 6,68
Смесь Прянишникова:
NH4NO3 —0,24
СаНРО4 — 0,172
FeCl3  6Н2О - 0,025
CaSO4 • 2Н2О - 0,344
MgSO4 — 0,060 или
MgSO4 • 7Н2О — 0,123
КС1-0,160
Начальный pH раствора 6,5
Смесь Чирикова:
KNO3— 1,00
Са3(РО4)2 — 0,464
Fe2(SO4)3 — 0,500
MgSO4-0,500
Начальный pH раствора 3,8
Микроэлементы в питательных растворах чаще всего использу-
ют в виде соответствующих растворимых солей — сульфатов, хло-
ридов или нитратов в дозах: 0,1—1,0 мг Мп и В; 0,01—0,1 мг Си и
Мо; 0,02—0,2 мг Zn на 1 кг песка или 1 л раствора. Дозу питатель-
573
ных элементов и концентрацию раствора выражают в мг/л или
мг - экв/л, что позволяет вычислить соотношение элементов пита-
ния в растворе в виде N : Р2О5: К2О.
Растворы солей, содержащих кристаллизационную воду, на-
пример Ca(NO3)2 • 4Н2О; MgSO4 • 7Н2О и другие, готовят по удель-
ной плотности. Сначала готовят раствор немного более высокой
концентрации, а затем с помощью ареометра по плотности гото-
вят раствор необходимой концентрации, разбавляя его водой. При
отсутствии ареометра (денсиметра) плотность раствора определя-
ют весовым методом путем взвешивания массы известного объема
раствора в мерном цилиндре (например, если масса 500 см3 ра-
створа равна 625 г, то его плотность составит 1,25 г/см3). Растворы
солей с непостоянным составом кристаллизационной воды гото-
вят из расчета на безводные соли 4—6%-ной концентрации, а ра-
створы КН2РО4, К2НРО4, КС1 и другие — 1—3%-ной концентра-
ции. Растворы солей предварительно готовят более высокой кон-
центрации, а затем перед внесением разбавляют и вносят в каж-
дый сосуд по объему от 5 до 100 см3 пипеткой или мерным
цилиндром. Более удобно пользоваться растворами с известной
концентрацией элемента питания, выраженной в г/л или мг/см3
(например, 20 мг/см3 Р2О5). Малорастворимые соли (СаНРО4 • 2Н2О,
СаСО3, CaSO4 и др.) вносят в виде навесок, рассчитанных на каж-
дый сосуд. Необходимо также учитывать, что объем растворов
всех солей, которые надо внести в сосуд, должен быть меньше ко-
личества воды, необходимой для внесения в сосуд при доведении
влажности песка до оптимальной.
Техника набивки сосудов. В песчаных культурах при набивке со-
судов следует соблюдать те же правила, что и в почвенных культу-
рах. После подготовки сосудов проводят пробную набивку для ус-
тановления точной массы песка, входящего в сосуд. Набивку сосу-
дов проводят при влажности песка 55—60 % НВ. В таком состоя-
нии песок при набивке хорошо уплотняется и в дальнейшем при
поливе сосудов не оседает.
Оптимальная влажность песка в песчаных культурах составит
60—70 % НВ. Если полная влагоемкость песка после определения
равняется, например, 25 %, то влажность песка должна быть
(25  60: 100) = 15%, т. е. на каждый килограмм сухого песка необ-
ходимо внести 150 см3 воды. Если масса песка, входящего в 1 со-
суд при пробной набивке равна 6 кг, то в каждый сосуд следует
внести 900 см3 воды, поэтому общее количество растворов солей
не должно превышать указанный объем воды.
Если сосуды в опыте стеклянные, для пробной набивки берут
самый маленький сосуд. Уровень уплотняемого песка устанавли-
вают на 0,5—1,0 см ниже края сосуда. В самом большом сосуде
он не должен опускаться ниже 2—3 см. Стандартные пластмассо-
574
вые сосуды обычно практически не различаются по размерам и
объему.
После установления массы песка приступают к расчету коли-
честв питательных элементов на 1 сосуд, взятию навесок и приго-
товлению питательных растворов, необходимых для проведения
опыта. Бутыли с приготовленными растворами устанавливают на
полке или стеллаже в определенном порядке у рабочего места.
У каждой бутыли должен быть свой химический стакан, мерный
цилиндр или пипетка. По схеме опыта, записанной в рабочей тет-
ради (журнале), проверяют номера или этикетки (надписи) на
подготовленных сосудах и расставляют последние. Затем навески
малорастворимых солей раскладывают согласно схеме опыта в со-
суды, проверяя таким образом правильность их взятия.
В эмалированный таз отвешивают требуемую массу песка, за-
тем вносят навеску малорастворимой соли (если это необходимо
по схеме опыта) и тщательно перемешивают, добавляя при этом
определенное количество воды с учетом объема растворов пита-
тельных солей. Затем вносят первый раствор солей и тщательно
перемешивают его со всем объемом песка и лишь после этого вно-
сят второй, третий и последующие растворы, каждый раз переме-
шивая и отмечая в схеме опыта, что данный раствор внесен. Сле-
дует учитывать, что при внесении растворов в песок нельзя при-
ливать одновременно растворы, образующие осадок, например,
раствор фосфорнокислой соли и раствор, содержащий соли каль-
ция или железа. Начинать набивку надо с тех сосудов, где исклю-
чен какой-нибудь элемент, если такие варианты имеются в схеме
опыта. Переходя к набивке сосудов с другим составом солей, т. е.
другого варианта, необходимо вымыть руки и тазы.
Техника набивки сосудов песком аналогична таковой с почвой
(см. раздел «Почвенные культуры»).
Подготовка семян к посеву, посев, уход за растениями во время
вегетации, наблюдения и учет урожая проводят так же, как в опы-
тах с почвенными культурами. В отличие от почвенных культур
после посева семян здесь нет необходимости добавлять песок в
сосуды, кроме того, при учете нарастания корневой массы отмыть
от корней песок значительно легче, чем почву.
Полив сосудов. В опытах с песчаными культурами, так же как с
почвенными, важным условием является поддержание влажности
субстрата на оптимальном уровне. До появления всходов поверх-
ность песка в сосудах поддерживают во влажном состоянии, оп-
рыскивая ее по возможности небольшими порциями воды, каж-
дый раз накрывая сосуды плотной бумагой для предохранения по-
верхности песка от высыхания. В период вегетации в зависимости
от вида культуры оптимальная влажность песка соответствует 60—
70 % НВ, а в период наибольшего развития растений в жаркую
575
погоду она должна повышаться до 75 %. Предположим, что влаго-
емкость песка 25 %, а увлажнение его в сосудах намечено довести
до 70 %, следовательно, влажность песка в сосудах в течение веге-
тации растений должна быть 25 - 70 : 100 = 17,5 %. Поливная масса
сосудов (г) складывается из массы тарированного сосуда, допус-
тим 1650 г, сухого песка в сосуде —6000 г, воды при 17,5%-ной
влажности песка (17,5 • 6000) : 100 = 1050 г, каркаса — 100 г. Итого
поливная масса сосуда составит 8800 г.
Поливать сосуды следует попеременно: через трубку 4—5 раз
подряд и сверху 1—2 раза, для того чтобы питательные соли в со-
судах не собирались в верхней или нижней части сосуда. Когда
растения разовьют достаточно большую вегетативную массу, по-
лив можно проводить по объему. Взвешивают 3—4 сосуда по од-
ному из разных вариантов, устанавливают среднее количество
воды, недостающее до нормы, и вносят его в каждый сосуд, как
описывалось выше.
5.4.3.	ВОДНЫЕ КУЛЬТУРЫ
Субстратом для водных культур обычно служит дистиллиро-
ванная вода, в опытах с микроэлементами — бидистиллированная
или деминерализованная.
Влияние концентрации питательного раствора и соотношения
питательных элементов в растворе на рост и развитие растений в
разные фазы развития, а также влияние реакции и буферности
среды лучше всего изучать в водных культурах. Водные культуры
используют также при изучении взаимодействия между корневой
системой и питательным раствором (развития корневых систем);
периодичности питания растений; для определения оптимальных
условий питания в разные периоды вегетации; при исследовании
первичных процессов поглощения элементов, путей и способов их
передвижения в растениях, а также при изучении других разнооб-
разных вопросов питания растений в зависимости от поставлен-
ных задач.
Для постановки и проведения опытов в водных культурах необ-
ходимы следующие материалы и оборудование: дистиллированная
или бидистиллированная вода, широкогорлые стеклянные банки
или сосуды, стеклянные трубки, компрессор для продувания ра-
створов воздухом, каркас для поддержания растений, растворы
элементов питания, бутыли, мерные цилиндры, пипетки, семена,
протравители семян, противни, термостат для проращивания се-
мян, парафин для обработки деревянных крышек (пробок), весы
аналитические и технические, pH-метр для корректировки реак-
ции питательной смеси.
576
Выбор и подготовка сосудов. Для водных культур используют
широкогорлые стеклянные банки, стеклянные или пластмассовые
сосуды вместимостью от 3 до 10 л воды (рис. 63) в зависимости от
особенностей растений и задач опыта. В соответствии со схемой
опыта, а также с учетом повторностей каждого варианта сосуды
подбирают по размерам, как описано выше (см. раздел «Песчаные
культуры»), тщательно моют и высушивают. К каждому сосуду
(банке) подбирают по диаметру деревянные крышки (пробки) с
вырезанными в них для посадки растений отверстиями диаметром
1,5—2 см, иногда шире, в зависимости от вида культуры. Количе-
ство отверстий зависит от опытной культуры. Кроме того, имеют-
ся дополнительное отверстие для стеклянной трубки, служащей
для продувания (аэрации) раствора, и одно или два отверстия для
каркаса. Крышки (пробки) толщиной 1,5—2 см изготовляют из
дерева. Нижний диаметр крышки равен внутреннему диаметру со-
суда, а верхний — больше или равен внешнему диаметру сосуда.
Перед высадкой растений крышки сосудов очищают от загрязне-
ний и покрывают парафином. На сосуды надевают чехлы из двой-
ной материи — внутри черной и белой снаружи, для того чтобы
свет не проникал к корневой системе и в растворе не развивались
водоросли, а также во избежание перегрева сосудов на солнце. Че-
хол делают немного длиннее высоты сосуда с крышкой (пробкой),
сверху по его краю продернута тесемка, при помощи которой че-
хол плотно обвязывают поверх крышки, чтобы она плотно приле-
гала к горлу сосуда (банки) и одновременно служила устойчивой
опорой для растущих растений и поддерживающего их каркаса.
Рис. 63. Водные культуры (вегетационный опыт с томатом):
У левого сосуда чехол опушен и видна корневая система
577
Питательные растворы. Питательные растворы готовят так же,
как в песчаных культурах. Используют питательные элементы в
форме таких соединений (солей), которые по своей физиологи-
ческой реакции безвредны, так как формы, в которых вносят те
или другие элементы, имеют существенное значение несмотря на
то, что все соли полностью растворимы в воде. При составлении
питательной смеси необходимо учитывать возможность образова-
ния нерастворимых соединений при взаимодействии компонен-
тов смеси в зависимости от реакции среды; образование осадка
особенно опасно для водных культур. Питательные растворы
(смеси) готовят обычно в 100—200 раз более высокой концентра-
ции, чем требуется для нормального роста и развития опытных
растений, чтобы затем можно было добавлять по схеме опыта со-
ответствующие их количества в сосуды, разбавляя водой для полу-
чения нужной концентрации. Хранят исходные растворы в специ-
альных склянках из затемненного стекла (или в темноте), чтобы в
растворе не росли водоросли.
Подготовка растений к посадке. Подготовка, протравливание и
проращивание семян в термостате такие же, как при проведении
опытов в почвенных культурах. В опытах с водными культурами в
сосуды высаживают растения, имеющие достаточно длинные кор-
ни, обычно 5—7 см. В связи с этим проросшие семена, когда их
корешки достигнут длины 1—1,5 см, пересаживают на специаль-
ную сетку, которую изготавливают из марли или сетчатого мате-
риала. Отверстия в сетках должны быть такими, чтобы высаживае-
мые проростки не проваливались в воду. Сетки парафинируют,
если размеры отверстий при этом уменьшились, их увеличивают с
помощью пинцета и закрепляют на кристаллизаторе, наполнен-
ном водой. Через 6—10 дней при ежедневной смене водопровод-
ной воды в кристаллизаторах корни растений достигают нужной
длины и растения можно пересаживать в сосуды на питательные
смеси. Если по задачам опыта не нужно высаживать в сосуды рас-
тения, обедненные питательными элементами, то в кристаллиза-
торы дают питательный раствор, разбавленный в 2—4 раза по
сравнению с нормальным.
Другим способом проращивания и подготовки растений к по-
садке является рулонный метод. На листе обычной писчей бумаги,
предварительно увлажненной, раскладывают по одному краю на-
клюнувшиеся семена на расстоянии 0,5—1,0 см один от другого и
на 0,5 см от края бумаги. Затем накладывают следующий лист и
таким же образом раскладывают семена, повторяя это несколько
раз, чтобы разложить нужное для опыта количество семян. Сверху
кладут еще один лист бумаги и осторожно сворачивают все слои
вместе в виде плотного рулона, обвязывают его ниткой и ставят
вертикально в стеклянную банку, в которую наливают воду на 1—
578
2 см ниже верхнего края рулона. В зависимости от количества по-
севного материала готовят несколько таких рулонов. По капилля-
рам бумаги вода поднимается к семенам, корешки начинают расти
вертикально вниз и вскоре образуют корни достаточной длины
для пересадки растений в сосуды. По мере роста корневой систе-
мы уровень воды в банке понемногу снижают. Если нужно обес-
печить лучшее развитие растений и это не противоречит задачам
опыта, в банки вместо воды наливают сильно разбавленный пита-
тельный раствор.
Техника постановки опыта. За 1 сут до высадки растений на со-
суды надевают чехлы и наполняют их дистиллированной или би-
дистиллированной водой в количестве 50—75 % принятого объе-
ма, затем последовательно в соответствии с записанной в рабочей
тетради (журнале) схемой добавляют цилиндром или пипеткой
необходимые объемы нужных питательных растворов, вслед за
этим объем раствора в сосудах доводят до необходимого уровня
(объема) дистиллированной водой, перемешивая его стеклянной
палочкой. Общий объем питательного раствора не должен дости-
гать нижнего края крышки (пробки) на 1—1,5 см.
Для пересаживания в сосуды необходимо отбирать растения с
одинаковыми длиной корня, стебля и листьев, а также числом ли-
стьев и корней. Отобранные, приблизительно одинаковые по раз-
витию растения (по два экземпляра) оборачивают вокруг стебля
ватой и закрепляют в отверстия пробок так, чтобы не меньше по-
ловины корня было погружено в питательный раствор. Через 10—
15 дней, когда растения достаточно разовьются, проводят проре-
живание, оставляя по одному наиболее типичному для данного
сосуда (варианта) растению в каждом отверстии пробки. Допол-
нительно следует следить за тем, чтобы вата, удерживающая расте-
ния в крышке, была всегда сухая (мокрую вату следует заменить
сухой), а также за тем, чтобы стебель растений не опускался под
крышку.
Наблюдения и уход за растениями. С момента закладки опыта,
так же как и в почвенных культурах, за растениями проводят по-
стоянные наблюдения, которые записывают в рабочую тетрадь.
В течение вегетации растений необходимо следить за уровнем
раствора в сосудах, при выращивании корнеплодов в процессе ро-
ста корня уровень раствора снижают. Большое значение для выра-
щиваемых растений имеет поддержание оптимальной реакции
питательного раствора. За изменением реакции питательного ра-
створа следует следить ежедневно или, если это не противоречит
задачам опыта, 2—3 раза в неделю проверять pH питательного ра-
створа, каждый раз доводя его величину до заданной. Для подкис-
ления используют обычно серную кислоту, а для подщелачива-
ния — гидроксид натрия. Концентрации этих растворов устанав-
579
ливают в соответствии с размерами сосудов, в которых проводят
опыты, и особенностями состава питательной смеси таким обра-
зом, чтобы для исправления реакции можно было вносить удоб-
ное по объему количество кислоты или щелочи (не меньше
0,5 мл), добавляя постепенно по каплям и перемешивая стеклян-
ной палочкой. Часто используют 10%-ные растворы NaOH и
H2SO4. Добавленный в раствор мел поддерживает pH 6,5.
При выращивании растений в водных (иногда в песчаных)
культурах нередко появляется хлороз листьев, вызванный недо-
статком в растворе железа в усвояемой форме. Чтобы устранить
данное явление, минеральные формы железа заменяют хелатными
в виде комплексной соли Fe-ЭДТА (железной соли этилендиа-
минтетрауксусной кислоты) или Fe-НЭДТА (железной соли гид-
роксиэтил ендиаминтетрауксусной кислоты). В данной форме же-
лезо остается доступным растениям независимо от реакции и
окислительно-восстановительного потенциала питательного ра-
створа.
Не менее важна смена питательного раствора, которую за веге-
тационный период осуществляют 3—4 раза. Сопоставляя содержа-
ние элементов питания смеси с потребностью растений, устанав-
ливают сроки смены питательных растворов.
Следует учитывать также погодные условия, например из-за
холодной и пасмурной погоды рост растений задерживается и они
потребляют меньше питательных элементов; в такие периоды не
следует усиливать питание, так как оно не усваивается растения-
ми. Кроме того, в зависимости от количества питательного ра-
створа, приходящегося на одно растение, решают вопрос о частоте
смены растворов и о необходимости внесения солей дополнитель-
но в питательный раствор.
При проведении опытов в водных культурах очень важно про-
дувание питательных растворов воздухом для обеспечения корней
кислородом. Продувание должно быть длительным, периодичес-
ким, в зависимости от выращиваемых растений по 1—3 ч с пере-
рывами в 3—5 ч в течение 1 сут. Воздух должен проходить через
питательный раствор максимально мелкими пузырьками для луч-
шего насыщения раствора кислородом. Продувание должно быть
одинаковым во всех сосудах опыта со скоростью выделения пу-
зырьков около 2—3 шт. в секунду. Добиться равномерной подачи
воздуха во все сосуды довольно трудно, поэтому установку для
продувания необходимо собирать и выверять до закладки опыта с
сосудами без чехлов, наполненными водопроводной водой. Стек-
лянные трубки сосудов соединяют каучуковым шлангом с тройни-
ками, имеющими регулирующие краники; если их нет, использу-
ют винтовые зажимы, которые надевают на шланг между тройни-
ком и трубкой. Каждую трубку сначала соединяют в единую це-
580
почку, объединяющую все сосуды опыта, а затем с магистральным
шлангом резервуара с сжатым воздухом. Вслед за этим с помощью
краников (зажимов) регулируют подачу воздуха во все сосуды,
после чего закладывают опыт.
Уборка и учет урожая. В водных культурах их проводят так же,
как и в почвенных культурах. Учитывают урожай основной (ре-
продуктивной) и побочной продукции, а также массу корней. Все
результаты по каждому опыту заносят в рабочую тетрадь, в лабо-
ратории проводят необходимые анализы по качественным и дру-
гим показателям, затем все данные опыта обрабатывают статисти-
чески и заносят в журнал.
Журнал вегетационного опыта. Он является сводным докумен-
том, в котором записывают задачи, программу и схему опыта, ме-
тодику исследования, сопутствующие наблюдения, полученные и
обработанные результаты, величину урожаев, показатели качества
и др. В дальнейшем результаты исследований оформляют в виде
таблиц и графиков с соответствующими выводами.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Средний химический состав овощных и бахчевых культур, %
Культура	Вода	Белки	Жиры	Моно- и диса- хариды	Крах- мал	Клет- чатка	Органи- ческие кислоты	Зола
Баклажан	91	1,2	0,1	4,2	0,9	1,3	0,2	0,5
Брюква	87	1,2	0,1	7,0	0,4	1,5	0,2	0,8
Горошек зеленый	80	5,0	0,2	6,0	6,8	1,0	0,1	0,9
Кабачок	93	0,6	0,3	4,9	—	0,3	0,1	0,4
Капуста белокочан- ная	90	1,8	0,1	4,6	0,1	1,0	0,3	0,7
Капуста брюссель- ская	86	4,8	—	5,4	0,5	1,0	0,3	1,3
Капуста кольраби	85	2,8	—	7,4	0,5	1,7	0,1	1,2
Капуста красноко- чанная	91	0,8	—	4,7	0,5	1,3	0,2	0,8
Капуста цветная	90	2,5	0,3	4,0	0,5	0,9	0,1	0,8
Картофель	76	2,0	0,4	1,3	15,0	1,0	0,2	1,1
Лук зеленый (перо)	93	1,3	—	3,5	Сл.	0,9	0,2	1,0
Лук-порей	88	2,0	—	6,5	Сл.	1,5	0,1	1,2
Лук репчатый	86	1,4	—	9,0	0,1	0,7	0,2	1,0
Морковь	88	1,3	0,1	7,0	0,2	1,2	0,3	1,о
Огурец грунтовый	95	0,8	0,1	2,5	0,1	0,7	0,1	0,5
Огурец парниковый	96	0,7	0,1	1,8	0,1	0,5	0,1	0,5
Патиссон	92	0,6	0,1	4,1	Сл.	1,3	0,1	0,8
Перец зеленый сладкий	92	1,3	Сл.	5,2	о,1	1,4	0,1	0,6
Перец красный сладкий	90	1,3	Сл.	5,2	0,1	1,4	0,1	0,6
Петрушка: зелень	85	3,7	0,4	6,8	1,2	1,5	0,1	1,1
корень	83	1,5	0,6	6,5	4,0	2,4	0,1	1,5
Пастернак (корень)	83	1,4	Сл.	6,5	4,0	2,4	0,1	1,3
Ревень (черешки)	91	0,7	о,1	2,5	Сл.	1,8	1,0	1,0
Редис	93	1,2	0,1	3,5	0,3	0,8	0,1	0,6
Редька	88	1,9	0,2	6,2	0,3	1,5	0,1	1,0
Репа	89	1,5	Сл.	5,0	0,3	1,4	0,1	0,7
582
Продолжение
Культура	Вода	Белки	Жиры	Моно- и диса- хариды	Крах- мал	Клет- чатка	Органи- ческие кислоты	Зола
Салат	94	1,5	0,2	1,7	0,6	0,8	о,1	1,0
Свекла столовая	86	1,5	0,1	9,0	0,1	0,9	0,1	1,0
Сельдерей: корень	83	1,3	0,3	5,5	0,6	1,0	0,1	1,0
зелень	85	—	—	2,0	—	1,0	—	1,0
Томат грунтовой	92	1,1	0,2	3,5	0,3	0,8	0,8	0,7
Укроп	86	2,5	0,5	4,1	Сл.	3,5	0,1	2,3
Фасоль (стручок)	90	3,0	0,3	2,0	1,0	1,0	0,1	0,7
Хрен	77	2,5	0,4	4,6	3,0	2,8	0,2	1,4
Черемша	89	2,4	0,1	6,1	Сл.	1,0	0,1	1,1
Чеснок	80	6,5	—	3,2	2,0	0,8	0,1	1,5
Шпинат	91	2,9	0,3	2,0	Сл.	0,5	0,1	1,8
Щавель	92	1,5	Сл.	3,0	Сл.	1,0	1,8	1,4
Арбуз	89	0,7	0,2	8,7	0,1	0,5	0,1	0,6
Дыня	88	0,6	—	9,0	о,1	0,6	0,2	0,6
Тыква	90	1,0	0,1	4,0	0,2	1,2	0,1	0,6
Приложение 2
Среднее содержание основных элементов питания в различных
сельскохозяйственных растениях, %
Культура		N	Зольные элементы				Всего ЗОЛЫ
			Р2О5	1 к;о	MgO I	СаО	
Пшеница:	зерно	2,50	0,85	0,50	0,15	0,07	1,7
	солома	0,50	0,20	0,90	0,10	0,28	4,8
Рожь озимая: зерно		2,0	0,85	0,60	0,12	0,10	1,8
	солома	0,45	0,26	1,00	0,09	0,29	3,9
Ячмень:	зерно	2,0	0,85	0,55	0,16	0,10	3,0
	солома	0,50	0,20	1,00	0,09	0,33	4,5
Овес:	зерно	2,10	0,85	0,50	0,17	0,16	2,9
	солома	0,65	0,35	1,60	0,12	0,38	6,4
Кукуруза:	зерно	1,80	0,57	0,37	0,20	0,12	1,5
	солома	0,75	0,30	1,64	0,14	0,40	5,8
Рис зерно		1,20	0,81	0,31	0,18	0,07	5,2
Горох:	семена	4,50	1,00	1,25	0,13	0,09	2,6
	зеленая масса	0,65	0,20	0,45	0,14	0,35	1,4
Фасоль семена		3,68	1,38	1,72	0,28	0,24	3,9
Люпин:	семена	4,80	1,42	1,14	0,45	0,28	3,7
	зеленая масса	0,55	0,15	0,35	0,06	0,16	0,9
Соя семена		5,80	1,04	1,26	0,25	0,17	2,8
Лен:	семена	4,00	1,35	1,00	0,47	0,27	3,3
	солома	0,60	0,40	0,95	0,20	0,69	3,0
583
Продолжение
Культура	N	Зальные элементы				Всего ЗОЛЫ
		Р2О,	1 1ЧО	MgO I	СаО	
Подсолнечник: семена	2,61	1,39	0,96	0,51	0,20	3,3
целое растение	1,56	0,76	5,25	0,18	1,53	10,0
Свекла сахарная (корнеплоды)	0,24	0,08	0,25	0,05	0,06	0,6
Свекла кормовая: корнеплоды	0,19	0,07	0,42	0,04	0,04	0,8
ботва	0,35	0,10	0,50	—	—	—
Картофель: клубни	0,32	0,14	0,60	0,06	0,03	1,0
ботва	0,30	0,10	0,85	—	—	—
Брюква (корнеплоды)	0,21	0,11	0,35	0,03	0,04	0,70
Морковь кормовая (корнеплоды)	0,18	0,11	0,40	0,05	0,07	0,09
Капуста (кочаны)	0,33	0,10	0,35	0,03	0,07	0,70
Томат (плоды)	0,26	0,07	0,32	0,06	0,04	0,70
Травы (луговое сено)	0,70	0,70	1,80	0,41	0,95	7,48
Люцерна (цветение, сено)	2,60	0,65	1,50	0,31	2,52	6,29
Клевер луговой (цветение, сено)	1,97	0,56	1,50	0,76	2,35	5,38
Вика (цветение, сено)	2,27	0,62	1,00	0,46	1,63	4,54
Тимофеевка (сено)	1,55	0,70	2,04	0,20	0,49	5,91
Приложение 3
Плотность водных растворов кислот при 20 °C
Массовая доля,% (г/100 г раствора)	Азотная кислота		Серная кислота		Соляная кислота	
	ПЛОТНОСТЬ, г/дм3	содержание HNO3 в растворе, г/дм*	ПЛОТНОСТЬ, г/дм3	содержание НЭДв растворе, г/дм*	плотность, г/дм3	содержание НС1 в растворе, г/дм*
1	1004	10,04	1005	10,05	1003	10,03
2	1009	20,18	1012	20,24	1008	20,16
4	1020	40,80	1025	41,00	1018	40,72
6	1031	61,87	1038	62,31	1028	61,67
8	1043	83,42	1052	84,18	1038	83,07
10	1054	105,4	1066	106,6	1047	104,7
12	1066	127,9	1080	129,6	1057	126,9
14	1078	150,9	1095	153,3	1068	149,5
16	1090	174,4	1109	177,5	1078	172,4
18	1103	198,5	1124	202,3	1088	195,8
20	1115	223,0	1139	227,9	1098	219,6
22	1128	248,1	1155	254,1	1108	243,8
24	1140	273,7	1170	280,9	1119	268,5
26	1153	299,9	1186	308,4	1129	293,5
28	1167	326,6	1202	336,6	1139	319,0
30	1180	354,0	1219	365,6	1149	344,8
584
Продолжение
Массовая доля, % (г/100 г раствора)	Азотная кислота		Серная кислота		Соляная кислота	
	ПЛОТНОСТЬ, г/дм3	содержание HNO3 в растворе, г/дм3	плотность, г/дм3	содержание H2SO4 в растворе, г/дм3	плотность, г/дм3	содержание НС1 в растворе, г/дм5
32	1193	381,9	1235	395,2	1159	371,0
34	1207	410,4	1252	425,5	1169	397,5
36	1221	439,4	1268	456,6	1179	424,4
38	1234	468,7	1286	488,5	1189	451,6
40	1246	498,5	1303	521,1	1198	479,2
44	1272	559,6	1338	588,9	—	—
48	1298	622,8	1376	660,5	—	—
52	1322	687,4	1415	735,8	—	—
56	1345	753,1	1456	815,2	—	—
60	1367	820,0	1498	898,8	—	—
64	1387	887,4	1542	986,9	—	—
68	1405	955,3	1587	1079	—	—
72	1422	1024	1634	1176	—	—
76	1438	1093	1681	1278	—	—
80	1452	1162	1727	1382	—	—
84	1466	1231	1769	1486	—	—
88	1477	1300	1802	1586	—	—
92	1487	1368	1824	1678	—	—
96	1495	1435	1835,5	1762	—	—
100	1513	1513	1830,5	1831	—	—
Приложение 4
Атомные массы элементов
Элемент	Символ	Атомная масса, г/моль	Элемент	Символ	Атомная масса, г/моль
Азот	N	14,01	Молибден	Мо	95,94
Алюминий	А1	26,91	Натрий	Na	22,99
Бор	В	10,81	Никель	Ni	58,71
Бром	Вг	79,91	Олово	Sn	118,69
Водород	Н	1,01	Ртуть	Hg	200,59
Железо	Fe	55,85	Свинец	Pb	207,19
Иод	I	126,90	Селен	Se	78,96
Кадмий	Cd	112,41	Сера	S	32,06
Калий	К	39,10	Стронций	Sr	87,62
Кальций	Са	40,08	Углерод	C	12,01
Кислород	О	16,00	Фосфор	P	30,97
Кобальт	Со	58,93	Фтор	F	19,00
Кремний	Si	28,09	Хлор	Cl	35,45
Магний	Mg	24,31	Хром	Cr	52,00
Марганец	Мп	54,94	Цезий	Cs	132,91
Медь	Си	63,55	Цинк	Zn	65,38
38 - 8539
585
Приложение 5
Основные реактивы, используемые в агрохимическом анализе
Название реактива	Формула	Молекулярная масса, г	Эквивалент- ная масса, г
Азотная кислота	HNO3	63,016	63,016
Аммиак	NH3	17,032	17,032
Аммоний	NH4	18,040	18,040
аммония ацетат	NH4C2H3O2	77,084	77,084
аммония гидроорто- фосфат	(NH4)2HPO4	132,068	44,023
аммония дигидроорто- фосфат	(NH4)H2PO4	115,036	38,345
аммония карбонат	(NH4)2CO3 • H2O	114,106	56,053
аммония молибдат	(NH4)6Mo7O24  4H2O	1235,954	—
аммония нитрат	NH4NO3	80,048	80,048
аммония оксалат	(NH4)2C2O4 • H2O	142,116	71,058
аммония ортофосфат	(NH4)3PO4	149,10	49,70
аммония роданид	NH4CNS	76,124	76,124
аммония сульфат	(NH4)2SO4	132,146	66,073
аммония хлорид	NH4C1	53,497	53,497
аммония цитрат	C6H5O7(NH4)3 • H2O	261,236	—
Бария хлорид	BaCl2 - 2H2O	244,306	122,153
Бета-денитрофенол	C6H3(NO2)2OH	184.1G8	—
Бромтимол синий	C27H28O5SBr2	624, 392	—
Глицерин	C3H5(OH)3	92,094	—
Глюкоза	C6HI2O6 • H2O	198,172	—
Дисульфофеноловая кислота	C6H3(HSO3)2OH	254,240	—
Дихлорэтан	C2H4Q2	98,966	—
Железоаммонийные квасцы	Fe(NH4)(SO4) • 12H2O	482,214	—
железа(П) сульфат	FeSO4-7H2O	278,028	139,014
железа(Ш) сульфат	Fe2(SO4)3	399,898	66,64
железа(Ш) хлорид	FeCl3 • 6H2O	270,317	90,106
586
Продолжение
Название реактива	Формула	Молекулярная масса, г	Эквивалент- ная масса, г
Калий			
калия гексацианферрат(1Г	K4Fe(CN)6 • ЗН2О	422,390	105,597
калия гексацианферрат(Ш) K3Fe(CN)6		329,246	109,748
калия гидроксид	КОН	56,104	56,104
калия гидроортофосфат	К2НРО4	174,18	58,06
калия гидротартрат	С4Н4О6НК	188,176	188,176
калия дегидроорто- фосфат	КН2РО4	136,092	45,364
калий-динатрий кобальтнитрит	KNa2Co(NO2)6	420,078	70,013
калия дихромат	К2СГ2О7	294,212	49,035
калия йодид	KI	166,016	166,016
калия карбонат	К2СО3 • 2Н2О	174,234	87,117
калия манганат	КМпО4	158,028	31,605
калий-натрий кобальт- нитрит	K2NaCo(NO2)6	436,177	72,696
калия нитрат	KNO3	101,104	101,104
калия оксид	К20	94,192	47,096
калия ортофосфат	К3РО4	212,268	70,756
калия перхлорат	КС1О4	138,553	138,553
калия сульфат	K2SO4	174,258	87,129
калия тартрат	С4Н4О6К2	226,264	113,132
калия хлорид	КС1	74,553	74,553
калия хромат	К2СгО4	194,202	97,101
Кальций			
кальция гидроксид	Са(ОН)2	74,096	37,048
кальция гидроорто- фосфат	СаНРО4 • 2Н2О	172,10	57,366
кальция дигидроорто- фосфат	Са(Н2РО4)2 • Н2О	252,088	42,014
кальция карбонат	СаСО3	100,09	50,045
кальция нитрат	Ca(NO3)2 • 4Н2О	236,16	118,08
кальция оксалат	СаС2О4	128,10	64,05
кальция оксид	СаО	56,08	28,04
кальция ортофосфат	Са3(РО4)2	310,20	51,70
кальция сульфат	CaSO4 • 2Н2О	172,178	86,089
кальция хлорид	СаС12-6Н2О	219,09	109,545
38*			587
Продолжение
Название реактива	Формула	Молекулярная масса, г	Эквивалент- ная масса, г
Карбамид	CO(NH2)2	60,05	—
Кобальта хлорид	СоС12 • 6Н2О	237,95	118,975
Конго красное	Сз2Н2зОб1Ч6Ка2	697,678	—
Крахмал	(СбН10О5)и	162,14	—
Лимонная кислота	С3Н4(ОН)(СООН)3 • Н2О	210,140	70,046
Магний			
магния дифосфат	Mg2P2O7	222,60	—
магния оксид	MgO	40,32	20,16
магния сульфат	MgSO4 • 7Н2О	246,498	123,249
магния хлорид	MgCl2-6H2O	203,33	101,665
Марганца сульфат	MnSO4  7H2O	277,108	138,554
Медь			
меди дигидроксид	Cu(OH)2	97,556	48,778
меди дихлорид	CuC12-2H2O	170,486	85,243
меди(1) оксид	Cu2O	143,08	71,54
меди(П) оксид	CuO	79,54	39,77
меди сульфат	CuSO4 - 5H2O	249,686	124,843
Метиловый красный	c15h15o2n3	269,294	—
Метиловый оранжевый	C14H14O3N3SNa	327,339	—
Метиловый спирт	CH3OH	32,042	—
Натрий			
натрия ацетат	NaC2H3O2 • 3H2O	136,089	136,089
натрия гидрокарбонат	NaHCO3	84,015	84,015
натрия гидроксид	NaOH	40,005	40,005
натрия гидроортофосфат	Na2HPO4 • 12H2O	358,174	119,391
натрия гидротартрат	NaHC4H4O6  H2O	190,093	190,093
натрия дигидроорто- фосфат	NaH2PO4 • H2O	138,009	46,003
натрия карбонат	Na2CO3 • 10H2O	286,164	143,82
натрия нитрат	NaNO3	85,005	85,005
588
Продолжение
Название реактива	Формула	Молекулярная масса, г	Эквивалент- ная масса, г
натрия нитрит	NaNOj	69,005	69,005
натрия оксалат	Na2C2O4	134,014	67,007
натрия ортофосфат	Na3PO4- 12Н2О	380,163	126,721
натрия перхлорат	NaC104	122,454	122,454
натрия сульфат	Na2SO4  10H2O	322,220	161,110
натрия тиосульфат	Na2S2O3  5H2O	248,206	248,206
натрия фторид	NaF	41,997	41,997
натрия хлорид	NaCl	58,454	58,454
Несслера реактив	K2HgI	786,482	—
Олова хлорид	SnCl2  H2O	225,646	112,823
Парафин	CnH2„ + 2	—	—
Пикриновая кислота	C6H6OH(NO2)3	229,05	—
Ртутноамидная соль серной кислоты	(NH2Hg)2SO4	529,334	—
Каломель (ртути хлорид)	Hg2Cl2	472,12	—
Сегнетовая соль (винно- кислый калий, натрий)	C4H4O6KNa • 4H2O	282,229	—
Серебро	•		
серебра нитрат	AgNO3	169,888	169,888
серебра сульфат	Ag2SO4	311,826	155,913
серебра хлорид	AgCl	143,337	143,337
Свинец			
свинца гидроксид	Pb(OH)2	241,226	120,613
свинца оксид	PbO	223,21	111,605
свинца ацетат	Pb(CH3COO)2  3H2O	379,346	189,673
Серная кислота	H2SO4	98,082	49,041
Соляная кислота	HC1	36,465	36,465
Спирт этиловый	C2H5OH	46,068	—•
Тимол синий	C27H30O5S	466,576	—
589
Продолжение
Название реактива	Формула	Молекулярная масса, г	Эквивалент- ная масса, г
Тимолфталеин	С27Н30О24	741,23	—
Толуол	с6н5сн3	92,134	—
Уксусная кислота	CH3COOH	60,052	60,052
Феллинга раствор	CuSO4 + NaOH + + C4H4O6KNa	—	—
Фенол	QH5OH	94,108	—
Фенолфталеин	С20П14О4	318,312	—
Формальдегид	нсно	30,026	—
Фосфорный ангидрид	Р2О5	141,06	23,66
Фосфорная кислота	Н3РО4	98,004	32,668
Фуксин кислый	С2оН1?1чТз8зОбКаз	561,557	—
Фталевая кислота	с8ч6о4	166,05	—
Фтороводородная кислота	HF	20,01	—
Хингидрон	С12Н10О4	218,20	—
Хлорная кислота	НС1О4	100,465	100,465
Цинка сульфат	ZnSO4 • 7Н2О	287,558	143,779
Щавелевая кислота	Н2С2О4-2Н2О	126,068	63,034
Эфир серный (диэтиловый)	(С2Н5)2О	74,12	—
Яблочная кислота	(СООН)2СНОНСН2	134,088	67,044
Янтарная кислота	(СООН)2СН2СН2	118,088	59,044
590
Группировка почв по кислотности и обеспеченности питательными веществами
(мг/кг почвы)
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1. ПОДГОТОВКА К ХИМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ И ЕГО ИН-
СТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ............................................. 3
1.1.	Отбор образцов к химическому анализу...................... 3
1.1.1. Отбор проб растений в полевых условиях.............. 4
1 Л.2. Отбор проб зерна и кормов........................... 6
1Л.З. Отбор проб удобрений................................. 7
1Л.4. Отбор почвенных образцов...........................   8
1.2.	Подготовка образцов к анализу............................ 10
1.3.	Техника безопасности и основные требования при работе в агро-
химических лабораториях....................................... И
1.4.	Лабораторное оборудование................................ 15
1.5.	Подготовка химической посуды............................. 21
1.6.	Приготовление и хранение растворов....................... 24
1.7.	Инструментальные методы анализа.......................... 42
1.7.1.	Фотометрические методы............................. 44
1.7.1.1.	Фотоэлектроколориметры...................... 49
1.7.1.2.	Спектрофотометрические методы............... 58
1.7.2.	Нефелометрические и турбидиметрические методы...... 64
1.7.3.	Пламенная спектрофотометрия........................ 65
1.7.3.1.	Эмиссионная фотометрия пламени.............. 65
1.7.3.2.	Пламенные фотометры......................... 70
1.7.З.З.	Атомно-эмиссионный метод анализа с использованием
индуктивно связанной плазмы......... ................ 76
1.7.4.	Атомно-абсорбционная фотометрия пламени............ 81
1.7.5.	Оптические методы.................................. 89
1.7.5.1.	Рефрактометрия.............................. 90
1.7.5.2.	Поляриметрия................................ 95
1.7.6.	Потенциометрия.....................................100
1.7.7.	Автоматизированный недеструктивный анализ кормов и расти-
тельной продукции методом ИК-спектроскопии................109
1.7.8.	Рентгенофлуоресцентный метод анализа...............112
Глава 2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И КА-
ЧЕСТВО УРОЖАЯ....................................................120
2.1.	Диагностика питания растений.............................120
2.1.1.	Растительная диагностика...........................121
2.1.2.	Визуальная диагностика.............................122
2.1.3.	Химические методы диагностики питания растений.....129
592
2.1.3.1.	Листовая диагностика...........................129
2.1.3.2.	Тканевая диагностика...........................132
2.2.	Определение потребления питательных веществ сельскохозяйствен-
ными культурами.................................................137
2.3.	Способы и методы озоления растений..........................142
2.3.1.	Определение сырой золы в растениях методом сухого
озоления.....................................................142
2.3.2.	Методы мокрого озоления растений при определении содер-
жания и выноса урожаями азота и зольных элементов............145
2.3.2.1.	Метод мокрого озоления по И. Г. Кьельдалю......146
2.3.2.2.	Мокрое озоление растительного материала в серной
кислоте с пероксидом водорода..........................150
2.3.2.3.	Мокрое озоление растений по методу К. Е. Гинзбург.152
2.3.2.4.	Метод мокрого озоления по Г. Иодельбауэру......153
2.4.	Методы определения различных форм азота в растениях.........155
2.4.1.	Определение общего азота и сырого протеина в растительном
материале...................................................156
2.4.2.	Титриметрический метод определения азота по Кьельдалю....164
2.4.3.	Фотометрический индофенольный метод определения азота....170
2.4.4.	Определение белкового азота в растениях...............174
2.4.5.	Определение нитратного азота в растениях..............178
2.4.5.1.	Определение нитратного азота в растениях с дисульфо-
феноловой кислотой.....................................179
2.4.5.2.	Определение содержания нитратов в растениях с по-
мощью ионно-селективного электрода по методу
ЦИНАО............................................182
2.5.	Методы определения содержания фосфора в растениях...........190
2.5.1.	Определение фосфора в растениях после сухого озоления.191
2.5.2.	Определение фосфора в растениях после мокрого озоления...192
2.5.3.	Колориметрические методы определения фосфора..........192
2.5.3.1.	Определение фосфора по методу А. Малюгина и
С. Хреновой............................................193
2.5.3.2.	Определение фосфора по Е. Труогу и А. Мейеру......198
2.5.3.3.	Определение фосфора с применением аскорбиновой
кислоты по Ж. Мерфи и Ж. Райли.........................200
2.5.3.4.	Определение фосфора ванадомолибдатным методом.....202
2.5.4.	Определение форм фосфорных соединений в растениях........205
2.6.	Определение содержания калия в растениях после озоления
пламенно-фотометрическим методом после озоления.................209
2.7.	Определение кальция и магния в растениях после сухого и мокрого
озоления.........................................................211
2.7.1.	Определение кальция и магния в одном растворе с помощью
трилона Б....................................................212
2.7.2.	Определение кальция и магния на пламенном фотометре
по методу ЦИНАО.............................................215
2.7.3.	Определение кальция и магния на атомно-абсорбционном
спектрофотометре по методу ЦИНАО............................217
2.8.	Определение общего содержания серы в растениях..............220
593
2.9.	Определение крахмала в растениях..........................222
2.9.1.	Определение крахмала в растениях методом кислотного гидро-
лиза ...........................:..........................222
2.9.2.	Определение крахмала	поляриметрическим методом......229
2.9.3.	Определение содержания крахмала в картофеле по удельной
массе клубней.........................................231
2.10.	Определение сахаров в овощах, ягодах и плодах............233
2.10.1.	Анализ сахаров	по методу Г. Э. Бертрана...........233
2.10.2.	Цианидный метод определения сахаров в растениях.....236
2.10.3.	Оптический метод определения сахарозы ............240
2.11.	Определение жира в растениях методом обезжиренного остатка.242
2.12.	Определение общей кислотности плодов и овощей............246
2.13.	Определение клетчатки в кормах по методу К. Киршнера и А. Ганека
в модификации А. В. Петербургского............................247
2.14.	Определение качества силоса..............................249
2.15.	Определение аскорбиновой кислоты (витамина С)............251
2.16.	Определение провитамина А (каротина).....................255
2.17.	Определение микроэлементов в растениях...................260
2.17.1.	Сухое озоление и получение раствора золы растений при
определении мк кроэлементов и тяжелых металлов............262
2.17.2.	Метод мокрого озоления растительного материала....263
2.17.3.	Определение содержания цинка в растениях атомно-абсорб-
ционным методом.....................................265
2.17	4. Определение меди в растворе золы растений.........268
2.17.5.	Определение марганца в растворе золы растений.....271
2.17	6. Определение железа в растениях....................274
2.17.7.	Определение кобальта в растворе золы растений.... 276
2.17.8.	Определение бора в растениях......................279
2.17.9.	Определение молибдена в растениях ................281
Глава 3. АГРОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВЫ..............................285
3.1.	Определение кислотности, состава поглощенных оснований
и емкости поглощения почвы.....................................285
3.1.1.	Определение актуальной кислотности почвы............285
3.1.2.	Определение обменной кислотности почвы................285
3.1.3.	Определение обменной кислотности и подвижного алюминия
по А. В. Соколову.......................................287
3.1.4.	Определение обменной кислотности методом потенциометри-
ческого титрования..........................................289
3.1.5.	Фотоколориметрическое определение подвижного (обменного)
алюминия по методу ЦИНАО....................................292
3.1.6.	Определение гидролитической кислотности по Г. Каппену
pH-метрическим методом в модификации ЦИНАО..................295
3.1.7.	Определение гидролитической кислотности титрованием...297
3.1.8.	Определение емкости поглощения (емкости катионного
обмена, ЕКО) почв по методу Е. В. Бобко—Д. Л. Аскинази—
С. Н. Алешина.........................................298
3.1.9.	Определение емкости поглощения и обменного натрия
в гипсосодержащих почвах по методу ЦИНАО....................302
594
3.1.10.	Комплексонометрическос определение магния..........303
3.1.11.	Атомно-абсорбционное определение в почве магния....305
3.1.12.	Определение обменного натрия в сильнозасоленных почвах.306
3.1.13.	Определение суммы поглощенных оснований по Л. Каппену—
Н. Гильковицу...............................................308
3.2.	Определение состава обменных оснований....................310
3.2.1.	Определение кальция трилонометрическим	методом......310
3.2.2.	Определение обменного магния фотоколориметрическим
методом.....................................................313
3.2.3.	Определение поглощенного натрия в солонцовых почвах
по методу Н. Н. Антипова-Каратаева и Л. Я. Мамаевой.........316
3.3.	Определение химического состава водных вытяжек и состава грун-
товых вод засоленных почв.......................................318
3.3.1.	Определение плотного остатка водной вытяжки.........318
3.3.2.	Определение щелочности почвы............................321
3.3.3.	Определение хлорид-иона методом ионометрического титро-
вания ......................................................324
3.3.4.	Определение хлорид-иона методом	прямой ионометрии...327
3.4.	Определение химического состава грунтовых вод.............330
3.4.1.	Весовой метод определения сульфат-иона в водной вытяжке
в модификации ЦИНАО.........................................331
3.4.2.	Объемный метод определения сульфат-иона по И. Айдиняну ....333
3.5.	Определение содержания питательных веществ в почвах.......336
3.5.1.	Определение гумуса по методу И. В. Тюрина в модификации
ЦИНАО.......................................................336
3.5.2.	Титриметрический метод определения общего азота в почве_340
3.5.3.	Фотометрический метод «индофеноловой зелени» определения
общего азота в почве в модификации ЦИНАО....................343
3.5.4.	Определение минерального азота в почве..............347
3.5.4.1.	Определение аммонийного азота фотоколориметричес-
ким методом в модификации ЦИНАО........................347
3.5.4.2.	Фотоколориметрический метод определения нитратов
в модификации ЦИНАО.....................................349
3.5.4.3.	Определение нитратов в почве с помощью ионно-селек-
тивного электрода......................................351
3.5.5.	Определение легкогидролизуемого азота в почве по И. В. Тю-
рину и М. М. Кононовой......................................355
3.5.6.	Определение щелочно-гидролизуемого азота по А. X. Корн-
филду.....................................................  358
3.6.	Определение показателей фосфатного режима почв............359
3.6.1.	Определение валового содержания фосфора в почве по методу
К. Е. Гинзбург..............................................360
3.6.2.	Методы определения содержания подвижного фосфора
в почве.....................................................361
З.6.2.1.	Определение лабильных форм фосфора...........362
3.6.2.2.	Определение степени подвижности фосфатов почвы
по методу Н. П. Карпинского и В. Б. Замятиной...........363
3.6.3.	Определение легкоподвижного фосфора и обменного калия
в почве по методу ЦИНАО.....................................366
595
3.6.4.	Определение содержания подвижных соединений фосфора
и калия в одной навеске по методу А. Т. Кирсанова
в модификации ЦИНАО.....................................369
3.6.5.	Определение подвижных соединений фосфора и калия
по методу Ф. В. Чирикова в модификации ЦИНАО.................372
3.6.6.	Определение подвижных форм фосфора и калия по методу
Б. П. Мачигина в модификации ЦИНАО...........................374
3.6.7.	Определение подвижных форм фосфора и калия по методу
X. Эгнера—X. Рима—В. Р. Доминго (АЛ-метод)...................377
3.6.8.	Определение содержания подвижного фосфора по методу
С. Р. Олсена...............................................  379
3.7.	Определение группового состава фосфатов в почве............381
3.7.1.	Определение группового состава фосфатов в почве по методу
Ф. В. Чирикова...............................................381
3.7.2.	Определение группового состава минеральных фосфатов по
методу С. К. Чанга и М. Л. Джексона (в модификации Д. Л. Аски-
нази, К. Е. Гинзбург, Л. С. Лебедевой)..................385
3.7.3.	Определение подвижных форм фосфатов почвы по методу
К. Е. Гинзбург - Л. С. Лебедевой.............................392
3.7.4.	Определение подвижного фосфора в торфяно-болотных почвах
(по методу Б. Б. Бельского, Т. Н. Кулаковской, А. Г. Розиной).395
3.7.5.	Определение общего содержания минеральных и органических
фосфатов по методу Е. Сэндерса и Д. Вильямса.................397
3.8.	Содержание калия в почве и методы его определения..........398
3.8.1.	Определение легкоподвижной, усвояемой формы калия
по Р. К. Скофильду в модификации ЦИНАО.......................400
3.8.2.	Измерение калия ионометрическим методом...............402
3.8.3.	Определение обменных, экстенсивно-обменных и кислотораст-
воримых форм калия...........................................404
3.8.3.1.	Определение обменного калия по А. Т. Кирсанову
в модификации ЦИНАО.....................................405
3.8.3.2.	Определение обменного калия по Ф. В. Чирикову в мо-
дификации ЦИНАО.........................................406
3.8.3.3.	Определение обменного калия по методу Б. П. Мачи-
гина в модификации ЦИНАО................................408
3.8.3.4.	Определение калия по методу А. Л. Масловой.....409
3.8.3.5.	Определение обменного калия по методу Эгнера—
Рима—Доминго (АЛ-метод)................................410
3.8.4.	Использование агрохимических показателей почвы при
применении удобрений и химических мелиорантов................410
3.8.5.	Определение необменных форм калия.....................412
3.8.5.1.	Метод К. К. Гедройца..........................413
3.8.5.2.	Метод В. У. Пчелкина..........................414
3.8.5.3.	Определение валового содержание калия в почве
по И. Г. Важенину......................................414
3.9.	Методы определения содержания микроэлементов в почвах......415
3.9.1.	Методы разложения почвы для определения валового содер-
жания микроэлементов.........................................416
3.9.1.1.	Неполное разложение почв кислотами...................416
596
3.9.1.2.	Полное разложение почв фтороводородной (плави-
ковой) кислотой........................................418
3.9.1.3.	Разложение почв сплавлением...................420
3.10.	Выделение из почвы кислоторастворимых форм соединений микро-
элементов и тяжелых металлов...................................423
3.10.1.	Извлечение из почвы подвижных форм соединений
микроэлементов и тяжелых металлов....................425
3.10.2.	Приготовление ацетатно-аммонийного буферного раствора
с pH 4,8...................................................426
3.11.	Экстракционное концентрирование подвижных форм соединений
меди, кобальта, кадмия и свинца диэтилдитиокарбаматом натрия....427
3.12.	Извлечение из почвы водорастворимых форм соединений микро-
элементов и тяжелых металлов...................................429
3.13.	Атомно-абсорбционное определение микроэлементов и тяжелых
металлов в растворах и вытяжках из почв........................431
3.14.	Фотометрические методы определения микроэлементов в вытяжке
почвы..........................................................431
3.14.1.	Определение меди с использованием диэтилдитиокарбамата
свинца.....................................................432
3.14.2.	Определение марганца с использованием формальдоксима..434
3.14.3.	Определение кобальта с 2-нитрозо-1-нафтолом (нитрозо-
Р-соль).....................................................435
3.14.4.	Определение цинка с использованием дитизона........438
3.14.5.	Определение бора в почве...........................441
3.14.6.	Определение молибдена в почве......................442
3.15.	Агрохимический анализ почвогрунта.............,...........445
3.15.1.	Отбор и подготовка образцов почвогрунта к анализу..445
3.15.2.	Техника взятия проб почвогрунта на анализ объемным мето-
дом и получение вытяжки....................................446
3.15.3.	Определение pH водной вытяжки тепличного грунта.......447
3.15.4.	Определение pH солевой вытяжки почвогрунта.........447
3.15.5.	Определение гидролитической кислотности по Г. Каппену.448
3.15.6.	Определение аммонийного и нитратного азота в грунте...449
3.15.6.1.	Определение нитратного азота...............449
3.15.6.2.	Определение аммонийного азота с реактивом
Несслера.............................................451
3.15.7.	Определение доступного фосфора.....................453
3.15.8.	Определение доступного калия в почвогрунтах........454
3.15.9.	Определение доступного магния......................455
3.15.10.	Определение хлорид-иона аргентометрическим методом...456
3.15.11.	Определение содержания в почвогрунте водорастворимых
солей кондуктометрическим методом..........................457
3.15.12.	Определение содержания органического вещества в почво-
грунте ....................................................458
3.16.	Использование показателей агрохимического анализа почвогрунтов
при применении органических удобрений..........................459
Глава	4. АНАЛИЗ УДОБРЕНИЙ.......................................462
4.1.	Минеральные удобрения......................................462
597
4.1.1.	Распознавание минеральных удобрений по качественным
реакциям...................................................462
4.1.2.	Определение показателей физико-механических свойств односто-
ронних, сложных и смешанных гранулированных удобрений .... 468
4.1.3.	Количественный анализ минеральных удобрений..........471
4.1.3.1.	Определение гигроскопической и общей влаги в удоб-
рениях ................................................471
4.1.3.2.	Анализ азотных удобрений.....................472
4.1.3.2.1.	Определение суммарного содержания аммиач-
ного и нитратного азота в сложных удобрени-
ях и селитрах по методу Деварда..................472
4.1.3.2.2.	Определение аммонийного азота формалино-
вым методом......................................475
4.1.З.2.З.	Определение в удобрениях общего азота в
аммонийной и амидной формах без отгонки
аммиака.........................................476
4.1.3.2.4.	Определение общего азота в сложных удобре-
ниях, содержащих азот в аммонийной и
амидной формах..................................478
4.1.З.2.5.	Спектрофотометрический метод определения
амидного азота в карбамиде......................480
4.1.3.3.	Анализ фосфорных удобрений...................482
4.1.З.З.1.	Получение вытяжек из фосфорных удобре-
ний .............................................483
4.1.3.3.2.	Определение фосфора в полученных вытяж-
ках..............................................487
4.1.3.4.	Анализ калийных удобрений....................493
4.1.З.5.	Анализ известковых удобрений.................500
4.1.3.6.	Анализ гипса.................................503
4.2.	Органические удобрения....................................505
4.2.1.	Определение аммиачного азота в навозе колориметрическим
методом по И. Ф. Ромашковичу...............................505
4.2.2.	Определение общего содержания азота, фосфора и калия
в навозе...................................................507
4.2.2.1.	Определение азота по И. Иодльбауэру..........507
4.2.2.2.	Определение общего содержания фосфора в навозе..510
4.2.2.3.	Определение общего содержания калия в навозе.511
4.2.3.	Определение pHHjo. pHKci и Нг торфа.....................511
Глава 5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА ПО АГРОХИМИИ...................513
5.1.	Агрохимическое обследование почв сельскохозяйственных угодий.513
5.2.	Методика постановки и проведения опытов с удобрениями.....519
5.2.1.	Методика и техника закладки и проведения полевых опытов
с удобрениями..............................................519
5.2.2.	Основные понятия, встречающиеся в методике полевого
опыта......................................................522
5.2.3.	Основные требования к методике полевого	опыта........522
5.2.4.	Построение схем в опытах с различными формами удобре-
ний .......................................................526
598
5.2.5.	Выбор и подготовка участка для полевого опыта.......529
5.2.6.	Техника закладки и проведения полевого опыта........536
5.2.7.	Особенности закладки и проведения полевых опытов с овощ-
ными, плодовыми и ягодными культурами......................550
5.3.	Методика проведения лизиметрических исследований..........554
5.4.	Вегетационный метод исследования..........................559
5.4.1.	Почвенные культуры..................................561
5.4.2.	Песчаные культуры...................................571
5.4.3.	Водные культуры.....................................576
Приложения........................................................582
Учебное издание
Виктор Васильевич Кидин, Игорь Павлович Дерюгин,
Валерий Игоревич Кобзаренко, Алексей Николаевич Кулюкин,
Анатолий Федорович Слипчик, Валентина Федоровна Волобуева,
Дмитрий Вадимович Ладонин
ПРАКТИКУМ ПО АГРОХИМИИ
Учебное пособие для вузов
Художественный редактор В. А. Чуракова
Компьютерная верстка В. А. Маланичевой
Компьютерная графика О. М. Ивановой
Корректор Т. Д. Мирлис
Сдано в набор 21.12.06. Подписано в печать 04.12.07. Формат 60 х 88'/16. Бумага
офсетная. Гарнитура Ньютон. Печать офсетная. Усл. печ. л. 36,75. Изд. № 082.
Тираж 1500 экз. Заказ № 8539.
ООО «Издательство «КолосС»,
101000, Москва, ул. Мясницкая, д. 17.
Почтовый адрес: 129090, Москва, Астраханский пер., д. 8.
Тел. (495) 680-99-86, тел./факс (495) 680-14-63, e-mail: koloss@koloss.ru,
наш сайт: www.koloss.ru
Отпечатано с готовых диапозитивов в ОАО ордена «Знак Почета»
«Смоленская областная типография им. В. И. Смирнова»,
214000, г. Смоленск, проспект им. Ю. Гагарина, 2