W A LE R IA G R Z ESIU K
NEFELO M ETRY CZN E OZNACZAN IE SIA R K I SIA R C ZA N O W EJ W RO ŚLIN A CH
K ated ra C hem ii R olnej W SR, O lsztyn K iero w n ik — prof. dr M. K oter
S kład chem iczny roślin zależy w dużym sto p n iu od zaw artości po szczególnych składników w środow isku odżyw czym . A naliza chem iczna ro ślin pozw ala w ięc sądzić w pew nej m ierze o zasobności gleb w p o k arm y roślinne. O kreślona zaw artość azotu, fosforu, potasu, w apnia, m agnezu, siark i itp. w roślinach może w skazyw ać na b rak , ilość dostateczn ą lub n a d m ia r ty c h p ierw iastk ó w w form ie d o stęp n ej w glebie [8].
Stw ierdzono n a przy k ład , że lepszym w skaźnikiem sta n u zasobności gleb w p rzy sw aja ln ą form ę siark i jest ilość siark i siarczanow ej w ro śli
nach niż ogólna jej w nich zaw artość [2, 3, 5, 8, 9, 10, 11]. W p rzy p ad k u
b ra k u dostępnej siark i w podłożu ro ślin y grom adzą ty lk o niew ielkie lub n aw et śladow e ilości siark i siarczanow ej, n ato m iast p rzy obfitym w y stę p ow aniu siark i w glebie nagrom adzenie siarczanów w roślinach jest duże
[4, 6]. Praw idłow ość tę stw ierdza się jed n a k ty lk o w tedy, gdy in n e n ie
zbędne do życia ro ślin p ierw ia stk i z n a jd u ją się w środow isku w o p ty m alnej lu b co najm n iej dostatecznej ilości.
W ielu au to ró w [2, 3, 5, 10] ustaliło tzw. ,,k ry ty c z n ą zaw arto ść” s ia r czanów w różnych roślinach, poniżej k tó re j re a g u ją one dodatnio na naw ożenie siark ą. O znaczając więc zaw artość siarczanów w roślinach m ożna na tej podstaw ie w nioskow ać o e w en tu aln ej potrzebie ich naw o żenia ty m składnikiem .
D otychczas b ra k nam jed n a k szybkich i p ro sty c h m etod oznaczania siarczanów w roślinach. M etody te pow inny być na ty le proste, aby m ogły być w y k o n y w ane w p rzeciętnie w yposażonych lab o ra to ria c h oraz n a ty le dokładne i szybkie, aby słu ż y ły do p rak ty c zn e j d iag n o sty k i naw ożenia roślin siark ą. Celem przeto nin iejszy ch b ad ań było opracow anie łatw e j
168 W. G rzesiu k
i dokładnej m etody oznaczania siarczanów w roślinach. W poszukiw a niach ty c h p u n k tem w yjścia by ła opracow ana przez K o t e r a i G r z e s i u k a [7] n efelo m etry czna m etoda oznaczania siarczanów w glebie oraz
opisana przez M a g n i c k i e g o i in n ych [8] prosta, lecz m ało dokładna
nefelom etry czna m etoda oznaczania siarczanów w roślinach.
M E TO DY K A
O znaczania siarczanów dokonuje się bezpośrednio w św ieżym m a te riale roślin n y m lu b po podsuszeniu do sta n u pow ietrznie suchego. Do
e k strah o w an ia siarczanów sto su je się 2-pro cen tow y kw as octow y [8].
W celu odbarw ienia w yciągów dodaje się do nich specjalnie sp rep aro w a- ny w ęgiel ak tyw ow any.
O D C Z Y N N IK I
— K w as octow y — 2-procentow y.
— W ęgiel ak ty w o w an y — 20 g w ęgla zalew a się 200 m l kw asu sol
nego rozcieńczonego w odą d esty lo w an ą w sto su n k u 1 : 1 g otu je się
30 m in i po ostudzeniu przem y w a w odą d estylow aną do zaniku re a k c ji na chlor.
— K w as azotow y — 25-procentow y.
— K w as octow o-fosforow y — 3 części kw asu octowego lodow atego zmieszać z jed n ą częścią 85-procentow ego kw asu ortofosforow ego.
— C hlorek b arow y k ry sta lic z n y p rzesian y przez sito o średnicy oczek
1 m m .
— S tężony wzorzec siarczanow y — 1,088 g w ysuszonego K2SO4 roz
puścić w wodzie i uzupełnić do 100 ml. R oztw ór zaw iera 2 \ig sia rk i
w 1 ml.
— Roboczy wzorzec siarczanow y — 25 m l stężonego wzorca rozcień
czyć do 500 ml 2-procento w ym kw asem octow ym . R oztw ór zaw iera
100 jag siark i w 1 ml.
S P O S Ö B W Y K O N A N IA A N A L IZ Y
1— 3 g po w ietrzn ie suchej drobno zm ielonej su b sta n c ji ro ślin n ej
um ieszcza się w b u telce o pojem ności 250 m l, zadaje 75 m l 2-p ro c e n to -
wego k w a su octowego i w y trząsa m echanicznie w ciągu 25 m in u t. N a
stęp n ie dodaje się do m ieszaniny 0,5— 1 g w ęgla aktyw ow anego, w y trząsa
nego przesączu um ieszcza się w kolbie m iarow ej o pojem ności 50 m l i m ieszając dodaje się kolejno 5 m l 25-procentow ego k w asu azotowego i 4 m l k w asu octow o-fosforow ego. Z kolei do k o lb y do daje się 1 g chlorku barow ego i uzu pełn ia wodą d estylo w an ą do k resk i.
Po zakorko w aniu kolbę odw raca się 3 razy, po upływ ie 10 m in —
10 razy, a po upływ ie n astęp n y ch 5 m in — 5 razy, po czym kolby pozo staw ia się na p ó łto re j do dw óch godzin i p rzed dokonaniem pom iarów
n efelo m etry czn y ch odw raca się je jeszcze 10-k ro tnie.
P o m ia ry intensyw n o ści zm ętn ienia prow adzono w nin iejszych b a d a niach p rzy użyciu filtru o długości fali 480 m\x w b iu r etach o grubości w a rstw y 10 m m . B adaną próbkę p o ró w n uje się z p róbą k o n tro ln ą, zaw ie ra ją c ą w szystkie sk ład n ik i w y stęp u jące w w yciągu roślinnym .
S P O R Z Ą D Z E N I E K R Z Y W E J W Z O R C O W E J
K rzy w ą w zorcow ą sporządza się w n a stę p u ją c y sposób: w kolbach
m iarow y ch o pojem ności 100 m l um ieszcza się 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24 i 28 m l
ro ztw o ru wzorcowego zaw ierającego 100 \ig siark i w 1 ml, u zu p ełn ia do
k resk i 2-p ro cen tow y m k w asem octow ym i dokładnie m iesza. N astępnie
zaw artość kolb przenosi się do kolb E rle n m ay e ra o pojem ności 200—250 ml, dodaje się odpow iednią ilość w ęgla aktyw ow anego i m iesza p rze z 5 m in. Z kolei o trzy m an ą m ieszaninę przesącza się, a z przesączu pobiera 25 m l do kolb m iarow ych o pojem ności 50 m l i p o stęp u je dalej jak z p ró bą badaną.
OM ÓW IENIE W Y N IK Ó W
W celu o kreślenia zaw artości siark i w różn y ch g atu n k a c h roślin w za leżności od zasobności gleb w te n sk ład n ik przeanalizow ano przykładow o 12 p róbek ro ślin n y ch oznaczając w nich ogólną zaw artość siarki wg B u t - t e r s a i C h e n e r y [1] i siark ę siarczanow ą proponow aną m etodą (tab. 1).
S praw d zenia d okładności stosow anej m eto d y oznaczania sia rk i sia r
czanow ej dokonano d o d ając do w yciągów otrzy m an y ch z 10 różnych p ró
bek ro ślin n y ch znane ilości siarczanów i o k reślając ich zaw artość omó
w ioną m etodą (tab. 2).
A naliza u ró żn y ch roślin (tab. 1) w y k azu je, że sto su n ek zaw artości siark i siarczanow ej do ogólnej zaw artości w aha się w zależności od orga nu i w ieku fizjologicznego analizow anych roślin oraz od zasobności gleb w siark ę. N ajw iększy udział siarczanów w ogólnej ilości siarki w y s tę p u je
170 W. G rzesiu k Z a w arto ść s i a r k i w z a l e ż n o ś c i od g a tu n k u r o ś l i n i z a s o b n o ś c i g le b S u lp h u r c o n te n t d e p e n d in g on p l a n t k in d and s o i l r i c h n e s s M a t e r i a ł r o ś l i n n y - P l a n t m a te r ia l S i a r k a w % p .s .m . S u lp h u r i n % o f a i r - d r y m a t t e r S to s u n e k s i a r k i s ia r c z a n o w e j do s i a r k i ogółem R a t io o f ogółem t o t a l sia rc z a n o w a s u lp h a t e s u lp h a t e s u lp h u r t o t o t a l s u lp h u r P s z e n ic a ozim a - W in te r w heat z i a r n o - g r a i n 0 ,1 3 0 ,0 1 0 1 : 13 słom a - s tra w 0 ,1 0 0 ,0 8 0 1 : 1 ,2 Owies - O a ts z i a r n o - g r a i n 0 ,1 8 0 ,0 1 3 1 : 14 słom a - s tra w 0 ,1 6 0 ,1 3 0 1 ,2 R zepek ozim y - W in te r ra p e n a s io n a - see d 0 ,8 7 0 ,1 1 0 1 : 8
słom a - s tra w 0 ,4 0 0 ,3 0 0 1 : 1 ,3 K o n iczy n a c zerw o n a - Red c l o v e r s ia n o - hay 0 ,1 7 0 ,0 5 0 1 : 3 L u c e rn a - A l f a l f a s ia n o - h ay 0 ,3 0 - -Owies w f a z i e k ł o s z e n i a n a g l e b i e w 1 kg: O a ts a t h e a d in g s ta g e on t h e s o i l 1 k g : z a w i e r a j ą c e j c o n t a i n i n g i n 4 ,7 mg S-SO^ 0 ,1 2 0 ,0 1 0 1 : 12 1 6 ,8 mg S-SO^ 0 ,2 7 0 ,1 1 0 1 : 2 ,4 R zepak j a r y p r z e d k w itn ie n ie m n a g l e b i e z a w ie r a ją c e j w 1 k g : Summer ra p e b e f o r e f l o w e r in g on t h e s o i l c o n t a i n i n g i n 1 kg: 4 ,7 mg S-SO 0 ,1 3 0 ,0 1 0 1 : 13 1 6 ,8 mg S-SO^ 0 ,3 0 0 ,1 6 0 1 : 1 ,9 T a b e l a 2:
W yniki o zn ac z e ń k o n tr o l n y c h d o d a tk u sia rc z a n ó w dc bad an y ch wyciągów z r o ś l i n R e s u l t s o f c o n t r o l d e t e r m i n a t i o n o f s u lp h a t e a d d i t i o n t c i n v e s t i g a t e d e x t r a c t s from p l a n t s R o d zaj r o ś l i n y - P l a n t k in d Z a w arto ść ^ s i a r k i w p ró b i s S u lp h u r c o n te n t i n a sam ple Я& I ' j D cdatok i s i a r k i i S u lp h u r j a d d l t io n • PS ! ! Ponov.nie z n a le z io n o Found i a g a in ; M6 i R ó ż n ic a 1 1 D if f e r e n c e Я€ % Ję c z m ie ń o z i a y , słom a - W in te r b a r l e y , s tra w 276 100 38 2 + 6 + 1 ,6 R zepak ozim y, słom a - W in te r r a p e , s tr a w 376 100 ■ 472 - 4 - 0 ,8 Jęc z m ie ń oziziy* słom a - W in te r b a r l e y , s tra w 565 2C0 736 + 21 + 2 ,6 Jęc z m ie ń ozim y, słom a - W in te r b a r l e y , s tra w ! 250 200 464 + 14 + 3 ,0 R zepak c zim y , sło m a - W in te r r a p e , s tr a w 376 300 660 - 16 - 2 ,4 R zepak o zim y, sło m a - W in te r r a p e , s tr a w 414 300 690 - 28 - 4 ,0 Jęc z m ie ń o zim y, sło m a - W in te r b a r l e y , s tr a w 250 400 638 - 12 - 1 ,9 R zepak o zim y, sło m a - W in te r r a p e , s tr a w 324 400 720 - 4 - 0 ,6 Jęc z m ie ń ozim yT słom a - W in te r b a r l e y , s tr a w 276 500 762 - 14 - 1 ,8 R zepak ozim y , słom a - W in te r r a p e , s tr a w 366 500 840 - 26 - 3 ,1
w słom ie, n ato m iast nasiona i ziarno zbóż m a ją bardzo m ałe ilości s ia r czanów . Siano ro ślin m otylk ow ych zaw iera średnio ok. 30% s ia rk i w fo r m ie siarczanow ej.
U ty c h sam ych ro ślin (owies, rzepak) zaw artość siarczanów bardzo różni się w zależności od zasobności gleby w p rzy sw aja ln ą form ę tego
skład nika. W zbogacenie gleb w sia rk ę pow oduje 10-k ro tn y w zro st sia r
czanów w słom ie ow sa i 1 6 -k rotn y w zrost w słom ie rzepaku. O gólna zaw artość siark i ù ty ch ro ślin w zrasta w ty m okresie tylk o dw uk rotn ie.
W yniki te p o tw ierd zają w nioski n iek tó ry ch badaczy [3, 4, 5, 6] o dużej
zm ienności w zaw artości sia rk i siarczanow ej w ro ślinach w zależności od
ilości dostępnej sia rk i w glebie. Jednocześnie w yn iki te w skazują, że zaw artość siarczanów w ro ślin ach m oże być d obrym w skaźnikiem zasob
ności gleb w p rzy sw aja ln ą dla ro ślin siarkę. O znaczanie zaw artości s ia r
czanów w roślinach d la celów diag n o sty k i naw ożeniow ej pow inno się
przeprow adzać we w czesnych fazach rozw oju roślin.
Z otrzy m an y ch d any ch w y n ik a (tab. 2), że m etoda oznaczania siarcza nów w roślin ach jest dostatecznie czuła. B łąd oznaczenia w ynosi ± 4 % . N ajw iększą dokładność i pow tarzalność w yników o bserw uje się p rz y stężeniu sia rk i w gran icach od 100 do 800 jig w 50 m l ro ztw oru. P rz y
stężen iach niższych niż 100 |ig sia rk i w roztw orze słabo w y k ształcają się
k ry sz ta łk i siarczan u b aru. P rz y bardzo w ysokich stężeniach może w roz tw orze pow staw ać g ru b y osad, k tó ry m a in n e optyczne w łasności, szybko opada n a dno kolby i pow oduje niedokładność pom iarów .
W N IO SK I
1. P rzed staw io n a m etoda oznaczania siark i siarczanow ej w roślinach jest m etodą p ro stą, szybką i dość dokładną.
2. Z aw artość s ia rk i siarczanow ej w ro ślin ach m oże być dobrym
w skaźnikiem zasobności podłoża w d o stępną dla roślin siarkę.
3. Na podstaw ie zaw artości siark i siarczanow ej w roślinach, szczegól nie z w czesnych okresów , m ożna w nioskow ać o p otrzebie naw ożenia roślin zw iązkam i siarki.
L IT E R A T U R A
[1] B u t t e r s В., C h e n e r y E. М.: A rapid m ethod for th e d eterm in a tio n of to ta l su lp h u r in so ils and p la n ts. A n a ly st, 1959, t. 84, s. 239— 245.
[2] D i y k s h o o r n W. , L a m p e I. E. M. , V a n B a r g P. F. I.: A m eth o d of d ia g n o stik th e su lp h u r n u tr itio n sta tu s o f herbage. P la n t and S oil, I960, 13, s. 227— 241.
172 W. G rzesiu k
[3] E n s m i n g e r L. E., F r e n e y I. R.: D ia g n o sty k tech n iq u es for d eterm i n ation su lfu r d é fic ie n c e in crops and so ils. S o il Sei., 1966, 4, s. 283— 291. [4] G r z e s i u k W.: B adania nad w p ły w e m n a w o żen ia siarką na p lo n y i sk ła d
ch em iczn y rzepaku jarego. Z eszy ty N a u k o w e W SR w O lszty n ie, 1965, 445, s. 343— 355.
[5] J o n e s M. B.: T otal su lfu r and su lfa te co n ten t of su b terran ean clo v er as v e la te d of su lfu r resp on ses. S oil Sei. Soc. A m er. Proc., 1962, 26, s. 482— 484. [6] K o t e r M., G r z e s i u k W.: W p ły w n a w o żen ia siarką (C aS0 4) na w y so k o ść
i sk ład ch em iczn y p lon u roślin . R oczn. N auk R oln., 1966, t. 9 2 -A -l, s. 43— 52.. [7] K o t e r M., G r z e s i u k W.: N efe lo m e tr y c z n e ozn aczan ie siarczan ów w n ie
k tórych w y cią g a ch gleb ow ych . R oczn. G lebozn., t. X V III, z. 2.
[8] M a g n i c k i K. P., S z u g a r o w I. A. , M a ł k o w W. K.: N o w y je m ię to - dy an aliza ra stien ij i poczw . M oskw a 1959.
[9] P u m p h e r e y F. V., M o o r e D. P.: D ia g n o stic su lfu r d e fic ie n c y of a lfa lfa from p la n t a n a ly sis. A gron. J., 1965, 57, s. 364— 366.
[10] U l r i c h A.: P la n t an alysis... g u id e sugar b eet need s. B etter Crops, 1962, 46, s. 24— 31.
[11] W a l k e r D. R., B e n t l e y C. F.: S u lp h u r fraction of leg u m es as in d ica tio n s of su lp h u r d eficien cy . Can. I. S o il Sei., 41, 1961, s. 164— 168.
в . Г Ж Е С Ю К НЕФ ЕЛ ОМ ЕТРИ ЧЕСКО Е ОП РЕДЕЛЕН ИЕ С У Л ЬФ А ТН О Й СЕРЫ В РА С Т ЕН И Я Х К а ф е д р а А г р о х и м и и , В ы с ш а я с е л ь с к о х о з я й с т в е н н а я ш к о л а , О л ь ш ты н Р е з ю м е О писан н еф ел ом етри ч еск и й м етод оп р едел ен и я сул ьф атн ой серы в растен и я х, со д ер ж а н и е которой м ож ет сл уж и т ь п оказателем обеспечен ности почв этим эл е ментом. С ущ ность метода состоит в экстрагировании сул ьф атов и з растений с по мощ ью 2°/о ук сусн ой кислоты . Для освещ ения в ы тя ж ек прим еняется активиро ванны й уголь, обработанны й соляной кислотой. С ульф аты определяю тся н е ф е - лом етрически, путем изм ерен ия на колорим етре оптической плотности сусп ен зи и В а в присутствии смеси кислот: азотной, ук сусн ой и ор т оф осф ор н ой . При подго товке обр азц ов ы х растворов т а к ж е вносится активированны й уголь, чтобы со хранить одинак овы е аналитически е условия. П редставленн ы й метод оп ределен и я сул ьф атн ой серы в растен и я х я вл яется простым, быстрым и удовлетворительно точным методом. П ров еден н ы е в 12 р астительны х обр азц ах анализы показали , что у ч аст и е сул ьф ат н ой серы в общ ем ее количестве больш ее в соломе, чем в сем ен ах (зерна). О беспечонность почвы доступной дл я растений ф орм ой серы си л ь н ее влияет на со д ер ж а н и е сул ьф атов, чем на общ ее со д ер ж а н и е серы в р астениях.
W . G R Z E S I U K
N EPH ELO M ETR IC D ET E R M IN A TIO N OF SU L P H A T E S U L P H U R IN P L A N T S
D e p a r t m e n t o f A g r i c u l t u r a l C h e m i s t r y , C o lle g e o f A g r i c u l t u r e , O l s z t y n
S u m m a r y
A m eth od of n ep h elo m etric su lp h a te su lp h u r d eterm in a tio n in p la n ts is p r e se n te d , th e co n ten t o f w h ich can c o n stitu te an in d ex of rich n ess of so il in th e a b o v e -element.
T he m eth od c o n sists in e x tr a c tio n of su lp h a tes from p la n ts by m ean s of 2% a cetic acid. For d ecolorization o f th e ex tr a c ts a ctiv e coal is used, p r ev io u sly b oiled in m u ria tic acid. T he su lp h a tes are d eterm in ed n e p h e lo m e tr ic a lly w h ile m ea su rin g on th e co lo rim eter th e o p tica l d en sity of th e B a S0 4 su sp en sio n in a m ix ed m ed iu m o f n itric, a cetic and orth op h osp horic acid. For p rep arin g th e su lp h a te standard so lu tio n s an ad eq u ate a c tiv e coal am ou n t is added, w ith th e p u rp ose o f en su rin g th e sa m e ex p e r im e n ta l and con trol con d ition s.
T he p resen ted m eth od of su lp h a te su lp h u r d eterm in a tio n in p la n ts is a sim p le, q u ic k and su ffic ie n tly e x a c t m ethod. T he a n a ly sis of 1 2 p la n t sa m p les sh o w ed th at the su lp h a te p ercen ta g e in th e to ta l su lp h u r co n ten t is h igh er in stra w th an in s e e d (grain).
T h e so il r ich n ess in a v a ila b le su lp h u r is resp o n sib le to a g reater e x te n t for the su lp h a te co n ten t th a n fo r th e to ta l su lp h u r co n ten t in p lan ts.
