Быстрые анализы на срезах растений или в выжатом соке из них
Самыми быстрыми методами (экспресс-методами) анализов растений являются качественно-количественные или полуколичественные определения содержания в растениях питательных веществ по реакциям на срезах свежих растений или в капле сока, выжатого из черешка листа или стебля растения. В этом случае определяют минеральные формы питательных веществ, т. е. резервы питания, еще не использованные растением на построение сложных соединений. Следовательно, это будут те формы веществ, которые полнее всего могут дать ответы на вопросы о доступности растениям питательных веществ почвы и удобрений в данный момент и о запасах в растении этих веществ, необходимых для получения высокого урожая.
При использовании этих методов следует учитывать факторы, которые могут усилить или ослабить способность растения быстро синтезировать сложные органические соединения и тем самым повлиять в ту или другую сторону на запас минеральных форм питательных веществ. Известно, например, что недостаток фосфора затормаживает использование нитратов на синтез азотных органических соединений, в результате чего может образоваться избыток нитратов в тканях.
Под влиянием засухи происходит замедление поступления питательных веществ из почвы в растение, что приводит к уменьшению их запасов в растениях. Похолодание, недостаток солнечного света и другие условия, затрудняющие фотосинтез, приводят, наоборот, к накоплению в тканях минеральных соединений питательных веществ. Таким образом, при проведении данного типа анализов даже в большей мере, чем при других, необходимо учитывать: 1) время — месяц, день и час взятия пробы для анализа, а также фазу развития растения; 2) условия погоды, 3) состояние растения и внешние признаки недостатка питания и снабжения водой, заболевания и т. д.; 4) условия агротехники и другие особенности внешних и внутренних условий роста.
Основные преимущества разбираемых методов — их быстрота и простота выполнения (более 100 анализов в день) — дают возможность проводить массовые определения. В связи с этим предложены портативные полевые приборы, содержащие необходимые для анализа реактивы и материалы.
Определение нитратов с дифениламином. Определение основано на цветной весьма чувствительной реакции нитратов с дифениламином, в результате которой даже при наличии следов HNO3 появляется синее окрашивание. Этот синий цвет обусловливается образованием хиноидной соли азота — N-дифенил-бензидина в результате окисления нитратами дифениламина — слабого основания, растворимого в H2SO4.
Метод Гоффера. Отрезают у свежевзятых с посева растений толстые срезы (куски) стеблей или черешков листьев и кладут их на стекло или на полоску восковой бумаги. Добавляют несколько капель 1 %-ного раствора дифениламина в крепкой серной кислоте и отмечают синюю быстро появляющуюся окраску по трехбалльной шкале: 1) отсутствие окраски — недостаток азота, 2) светло-голубая окраска — достаточно азота, 3) синяя окраска — избыток азота.
Метод Меллера-Арнольда. В углублении палетки помещают несколько капель сернокислого раствора дефиниламина. Конец только что срезанного стебля растения опускают в раствор дифениламина и отмечают в баллах интенсивность и быстроту появления в тканях стебля на плоскости среза синей окраски, придерживаясь шкалы (табл. 5).
Определение проводят не менее чем в 10-кратной повторности и затем выводят средний балл.
Кранц, Нельсон и Бёрхат рекомендуют проводить определение прямо в поле, не срезая растение, а надсекая либо главную жилку у основания листа кукурузы, либо узел соломины. На надрез наносят 1—2 капли 1 %-ного сернокислого раствора дифениламина. Степень посинения ткани указывает на степень обеспеченности нитратами. Оценку они дают по 5-балльной восходящей шкале: 0 или 1 — нет нитратов (отметить, имеются ли также симптомы азотного голодания); 2 — нитратов очень мало, следы; 3 — нитратов мало, они присутствуют в небольших количествах лишь в главных жилках вторых и третьих листьев и отсутствуют в других частях растения; 4 — среднее количество нитратов, они присутствуют в средних жилках листьев на уровне молодого початка (например, в кукурузе) и нигде выше; 5 — много нитратов, они обнаруживаются в главных жилках листьев выше уровня початка (у кукурузы). Такой порядок определения нитратов авторами проверен, кроме кукурузы, также на сое и хлопчатнике.
Гоффер и Кранц предлагают этот способ и для других полевых культур.
Метод Давтяна. Прибор состоит из небольшого ящика, в котором имеются капельница с дифениламином, пипетка, фарфоровая палетка с углублениями и цветовая шкала. Предназначен для определения потребности хлопчатника и других сельскохозяйственных растений в азотных удобрениях.
Определение производят в поле, непосредственно у растущего хлопчатника. Из ящика вынимают фарфоровую палетку и в одну из ее ячеек наливают пипеткой 0,15 мл реактива дифениламина. Затем бритвой, несколько наискось, срезают стебель, черешок листа или какую-либо другую молодую часть растения.
Погрузив срезанный кончик отделенной части растения в реактив, налитый в ячейку палетки, легким кругообразным движением помешивают им реактив (не размазывая) в течение 20 сек., после чего срезанную часть растения удаляют. При этом реактив принимает определенную окраску. Ее сравнивают с цветом приложенной к прибору цветовой шкалы, на которую нанесены баллы, указывающие на содержание нитратов в испытуемом растении. Нуждаемость растений в азоте определяют по табл. 6.
Окраску реактива надо определять немедленно после удаления срезанной части растения из реактива, используя 10—20 или более растений данного участка. Средний балл выводится путем деления суммы баллов на число определений. Ополаскивать палетки следует водой, не дающей синего окрашивания с реактивом.
Для диагностических анализов следует использовать черешки листьев главного стебля хлопчатника, причем в фазе бутонизации и в начале цветения — листьев нижних ярусов, а в период массового цветения и плодообразования — листьев верхних ярусов. Отбор проб растений желательно производить в утренние часы, на 5 и 6-й день после полива, а при других задачах исследования — с различной периодичностью, например через каждую неделю.
При помощи прибора Давтяна можно изучать: а) содержание нитратов в различных частях растений на корню (хлопчатник, картофель, томаты, свекла, табак и др.) в различные фазы их развития; б) различные вопросы нитратного режима растущих растений (поступление, передвижение, распределение, накопление или расходование); в) условия азотного питания растений в полевой производственной обстановке для установления сроков своевременной подкормки их азотными удобрениями.
Реактив. Раствор дифениламина в серной кислоте. 0,3 г дифениламина растворяют в 25 мл крепкой серной кислоты (уд. вес 1,84) и осторожно приливают этот раствор по стенке стакана к раствору, содержащему 25 мл такой же серной кислоты и 15 мл воды. Получается 0,3%-ный раствор дифениламина в 80—85%-ном растворе H2SO4.
И.М. Липкинд использовал прибор Давтяна для анализа хлопчатника в условиях Средней Азии.
Оценку количества нитратов он проводил по окраске раствора и среза по следующей шкале: 5 — интенсивно-синяя окраска раствора и среза; 4 — ясное, но слабое посинение раствора; 3 — раствор не окрашен, окрашен срез; 2 — раствор не окрашен, окрашены только проводящие пучки; 1 — то же, но через 5 мин. синяя окраска исчезает, побурение; 0 — нет синей окраски, побурение.
Определение нитратов, фосфатов, калия и аммиака на срезах растений по В.В. Церлинг. Анализ проводят на грубых срезах (лучше поперечных) различных органов растений: стеблей, листовых черешков, краев листовых пластинок, веток, почек, бутонов, цветков и их частей, корней, корнеплодов, клубней, клубеньков бобовых и любых других частей растения. Метод проверен на многих растениях: хлебных злаках, картофеле, корнеплодах, овощных, бобовых, зерновых, многолетних травах, древесных многолетних садовых и лесных породах, декоративных цветах, сорняках и др. Для унификации толщи среза можно пользоваться ручным металлическим микротомом, который состоит из цилиндрической ручки — держателя для зажима части растения и вращающегося кольца на верхнем конце этого держателя; движением бритвы по этому кольцу производят срез; поворотом кольца по метке на держателе регулируют толщу среза.
Для определения нитратов срезы кладут непосредственно на стеклянную пластинку, а для определения фосфора и калия — на кусочки (около 2 см2) фильтровальной бумаги («синяя» или «белая лента»), положенные на стекло. Последнее может быть либо белое «молочное», либо обычное, но подстеленное белой бумагой. Размер стеклянной пластинки 10—15 см X 30—40 см. Можно пользоваться несколькими предметными стеклами (для микроскопа). Результатами служат средние величины из анализов 5—10 растений, взятых с одного и того же участка. В каждом случае срез перед анализом раздавливается стеклянным пестиком. На пятно сока и остатки среза наносят по капле реактива. Следующий по прописи реактив наносится после просыхания капли предыдущего реактива.
При определении характера распределения питательных веществ по органам растения срезы делают с разных частей растения, от кончика корня до верхушечной почки и до частей цветка включительно.
Если требуется определить нуждаемость растения в подкормке, можно ограничиться анализом лишь той части растения, где искомое вещество локализуется в наибольших количествах. Если в этой части растения искомое вещество отсутствует или находится в весьма малом количестве, то это указывает на необходимость подкормки.
Какую же часть растения следует анализировать? Разбираемый метод определяет минеральные формы питательных веществ — те формы, в которых они обычно поступают из корней в растение, в связи с чем эти формы соединений обнаруживаются в больших количествах в нижних ярусах растений и в тех органах, в которых преобладает сосудисто-проводящая система, т. е. в стеблях, черешках листьев, в главных жилках листьев и т. д. Следовательно, для диагностического анализа следует брать поперечные срезы черешка зеленого взрослого здорового листа или узла стебля из нижних частей растения, расположенных над начавшими засыхать листьями.
При оценке результатов анализа следует иметь в виду, что с возрастом растений количество минеральных форм питательных веществ в них уменьшается (особенно сильно — нитратов). Например, малое количество нитратов в начале вегетационного периода указывает на недостаток азотного питания, тогда как отсутствие их в фазу цветения является нормальным состоянием растения. Поэтому приводимые шкалы соответствуют составу молодых растений. При анализе более взрослых — в конце бутонизации или трубковании (у злаков) — оценка должна быть снижена по нитратам на 2 балла, а по фосфатами калию — на 1 балл.
Прибор Церлинг (ОП-2, Церлинг) содержит все необходимые реактивы для определения нитратов, фосфатов и калия как в растворах (в капельницах), так и запасные сухие реактивы в склянках. Там имеются цветные шкалы стандартов окрасок пятен сока при реакциях на нитраты, фосфаты и калий; фильтры («синяя» или «белая лента»), бритва, стеклянные пестики и пластинки.
Определение нитратов. На свежий срез, положенный на стекло, наносят 1 каплю 1 %-ного раствора дифениламина (в H2SO4 уд. веса 1,84). Полученную окраску пятна среза и выдавленного из него сока оценивают по шкале цветных пятен, имеющейся в приборе, а также в процентах в сыром веществе или в баллах, пользуясь табл. 7.
Содержание нитратов убывает от нижних частей растения к верхним. Чем моложе ткань, тем меньше в ней нитратов. Их не бывает совсем в меристематических тканях точек роста, в почках, бутонах и цветках; там азот присутствует в других соединениях. Определение азота нитратов по реакции с дифениламином вполне оправдано и должно найти широкое использование в агрономической практике.
Определение фосфатов. На пятно выжатого сока на кусочек фильтра и отдельно на отодвинутый в сторону срез последовательно наносят по каплям три реактива. Интенсивность синей окраски сравнивается с цветной шкалой образцовых растворов KH2PO4, приложенной к прибору, и с табл. 8. Результаты записываются либо в баллах шкалы, либо в соответствующем им количестве процентов P2O5 в сыром веществе пробы.
Когда требуется выявить ткани, наиболее богатые неорганическими фосфатами, то их определение проводят путем получения отпечатка среза того или иного органа растения на кусочках фильтровальной бумаги, предварительно пропитанных раствором молибденовокислого аммония и высушенных.
Необходимо сделать строго прямой поперечный срез стебля или черешка листа. Если растение несочное (например, соломина злаковых), то на срезанный конец следует нанести каплю молибденовокислого аммония или на мгновение коснуться этим срезом капли раствора молибдата аммония, налитого на стекло или в чашечку. Срез растения прямо перпендикулярно (как печать) прижимают к центру кусочка обеззоленного фильтра, пропитанного раствором молибдата аммония. Дав просохнуть отпечатку, на него последовательно наносят по одной капле раствора бензидина и насыщенного раствора уксуснокислого натрия. После этого появляется синяя окраска участков отпечатка среза на фильтровальной бумаге, где была выделена из растения фосфорная кислота. При аккуратном проведении всех операций легко удается получить картину локализации неорганических соединений фосфора по сосудам, тканям и клеткам растения.
Реактивы. 1. Раствор молибденовокислого аммония. 5 г молибденовокислого аммония растворяют в 100 мл холодной воды и добавляют 35 мл азотной кислоты (уд. вес 1,2). При появлении желтого осадка реактив требуется обновить.
2. Раствор бензидина. 0,1 г бензидина растворяют в 10 мл концентрированной уксусной кислоты, приливают 10 мл насыщенного водного раствора уксуснокислого натрия и 50 мл дистиллированной воды. Реактив со временем теряет чувствительность и через 1—2 месяца его следует обновлять.
3. Насыщенный водный раствор уксуснокислого натрия.
Определение калия проводится по реакции с дипикриламином, которую впервые предложил в 1933 г. Н. С. Полуэктов.
Срез растения после отжима из него пестиком сока отодвигают на бумаге в сторону от пятна сока. Если растение сочное, то можно сделать отпечаток поперечного среза так, как это было описано при определении фосфора. Наносят на пятно сока и на срез по 1 капле сначала раствора дипикриламината магния, а затем HCl. Дипикриламинат калия красно-оранжевого цвета, не растворим в HCl, тогда как дипикриламинат магния разлагается под действием HCl, выделяя дипикриламин желтого цвета. Окраску сравнивают с цветной шкалой, приготовленной по образцовым растворам KCl и имеющейся в приборе, и с табл. 9. Результаты записывают либо в процентах K2O в сыром веществе, либо в баллах. Лимонно-желтый цвет указывает на отсутствие калия.
Реактивы. 1. Раствор дипикриламината магния. 3 г дипикриламина и 1,3 г окиси магния растворяют в 100 мл воды и через 15—20 час. фильтруют. Обращаться осторожно, так как раствор может вызвать слабый ожог кожи.
2. 2 н. раствор HCl.
Определение аммиака. Нитратов в меристемах точек роста и в цветках не бывает, а азот здесь представлен в виде аммиака, аминокислот, белков и других азотистых соединений с той или иной степенью восстановленности или сложности строения. Так как обеспечение азотом этих органов очень важно для получения высокого урожая, то для контроля азотного питания был применен метод микроопределения аммиака на срезах этих и других частей растений путем возгонки его из тканей в микрокамерах, причем приемником служит висячая капля реактива Несслера на верхней крышке камеры.
Микрокамеры составляют следующим образом. На предметное стекло ставят цилиндрики высотой 1 см, нарезанные из стеклянной трубки диаметром 0,8—1,0 см. Верхние и нижние края этих цилиндриков (микрокамер) притерты и смазаны вязким чистым вазелином. Таких микрокамер на одно предметное стекло можно поставить 3 шт. (с промежутками около 1 см). В качестве крышки служит покровное стекло, на которое нанесена крутостоящая (нерасползающаяся) капля реактива Несслера.
Порядок анализа следующий: 1) подготавливают микрокамеры на предметном стекле; 2) размещают на специальной подставке покровные стекла и наносят на них по 1-й капле реактива Несслера; 3) на дно каждой микрокамеры кладут срез растения (для унификации толщины среза рекомендуется пользоваться ручным микротомом); 4) на каждый срез наносят 1 каплю 30 %-ного раствора NaOH и тут же накрывают предметным стеклом, перевернутым вниз каплей реактива Несслера.
Промазка вазелином создает герметичность камеры. Под действием щелочи из ткани выделяется аммиак, который окрашивает каплю Несслера от желтого до красно-коричневого цвета. Запись производят по шкале образцового раствора NH4Cl, который готовят в концентрациях от 0,001 до 0,1 мг NH4 в 1 мл таким же путем, как и со срезами ткани, только на дно камеры вместо среза помещают 1 каплю образцового раствора соответствующей концентрации.
Отсчет необходимо производить в первые 5 мин. после приливания щелочи на срез, так как позже этого срока образуется более интенсивная окраска капли Несслеровского реактива за счет гидролитического расщепления под действием щелочи амидов, β-аминокислот и некоторых других азотистых соединений с выделением из их состава аммиака, что может также характеризовать до некоторой степени богатство тканей азотом. Поэтому рекомендуется делать два отсчета: через 5 и 25 мин.
Определение аммиака может быть использовано не только для анализа точек роста, но и для анализа стеблей, черешков листьев и других частей, когда по свойствам почв можно предполагать наличие в них восстановительных условий (например, на почве, длительно залитой водой,— рисовые поля, болота и др.) и когда, следовательно, азотное питание растений из почвы обеспечивается не нитратной, а главным образом аммиачной формой.
Анализ сока растений в полевой лаборатории по Магницкому. Прибор «полевая лаборатория» позволяет проводить упрощенные количественные определения азота нитратов, фосфора, калия и хлора в соке растений. Эти определения основаны на свойстве давать с определенными реактивами цветные растворы или осадки; интенсивность окраски их сравнивают со шкалой цветных пятен, приложенной к прибору, или со шкалой образцовых растворов. Результаты выражаются в миллиграммах элемента на 1 кг сока или условно в баллах, причем величина балла будет соответствовать номеру образцового раствора (стандарта). Если окраска исследуемого сока интенсивнее окраски последнего стандарта, сок разбавляют водой вдвое (на 1 каплю сока 1 каплю воды), тщательно размешивают и используют для анализа разбавленный сок, а показатели анализа удваивают.
Бумажная цветная шкала при приборе разработана для одинакового размера капель (около 0,035 мл) сока и реактива при диаметре углубления на палетке 10 мм, поэтому надо обращать внимание на выполнение этого требования. Размер капель пипеток капельниц с образцовыми растворами и сока должен быть одинаковым.
Для удобства и упрощения выполнения анализов в полевой лаборатории имеются смешанные образцовые (стандартные) растворы, содержащие все определяемые элементы в известной концентрации. Номера стандартных растворов от 1 до 4-го идут в порядке возрастания концентрации всех элементов. Концентрация нитратного азота и калия в стандартных растворах будет соответствовать концентрации этих же элементов и в соке растений. Содержание фосфора и магния в стандартных растворах в 4 раза ниже, чем указано в табл. 10 для содержания их в соке, так как для анализа на эти элементы берут сок, предварительно разбавленный водой в отношении 1 : 3.
Если анализ сока проводят в помещении, то в поле пробы и этикетку помещают в пакетик из вощеной бумаги. Можно также прямо в поле выжать сок из проб и перелить его в пробирки, соответственно этикетированные.
Получение сока. Черешки листьев каждой пробы обтирают ватой; крупные, толстые черешки (капусты, свеклы и других растений) разрезают вдоль и для получения сока этих растений используют половину или четвертую часть черешка. Затем каждый черешок обрезают с краев так, чтобы остались кусочки длиной 3—4 см (если черешок длинный, то для пробы используют нижнюю часть), и укладывают их в ручной пресс. Сдавливанием рычагов пресса выжимают сок, стекающий в специальные углубления пресса. Если сок выжимается плохо, то необходимо перевернуть массу в прессе и снова нажимать. Выжатый сок сливают в маленькие пробирки или прямо в углубления капельной пластинки.
Определение нитратов. В углубления капельной пластинки насыпают лопаточкой сухой реактив на азот объемом, примерно равным зерну ржи, и приливают по 3 капли буферного раствора. Затем добавляют по 1 капле сока и в один из рядов углублений по 1 капле стандартных растворов; тщательно размешивают стеклянной палочкой. Через 1 мин. сравнивают окраску исследуемых соков со шкалой стандартных растворов или со шкалой цветных пятен и записывают результаты, согласно табл. 10 (в приборе таблица размещена под цветными пятнами).
Возможен и другой порядок добавления реактивов, но нельзя сок и стандартные растворы смешивать с сухим реактивом перед добавлением буферного раствора.
Для получения высоких урожаев картофеля содержание нитратного азота даже во время бутонизации должно быть высоким (балл 4) и во время цветения не должно уменьшаться ниже умеренного (балл 3). Если до и во время бутонизации содержание нитратного азота будет очень низким (балл 1) или низким (балл 2), то необходимо провести подкормку азотными удобрениями.
Определение фосфора основано на взаимодействии фосфорной и молибденовой кислот, которые после восстановления оловом образуют соединение, окрашивающее раствор в синий цвет. Образованию синей окраски мешает наличие в соке растений большого количества органических кислот — щавелевой и лимонной. Разбавление сока уменьшает концентрацию кислот и ослабляет или устраняет их мешающее влияние.
Анализ на фосфор ведут следующим образом. По 1 капле разбавленного водой сока (на 1 каплю сока 3 капли воды) помещают в углубления капельной пластинки. Одновременно в один из рядов углублений пластинки помещают по 1 капле из четырех стандартных растворов. К соку растений и стандартным растворам прибавляют по 2 капли реактива на фосфор и помешивают оловянной палочкой, пока окраска не станет устойчивой, на что обычно достаточно 10—20 сек. Полученную окраску исследуемого сока сравнивают со шкалой образцовых растворов или с окраской цветной бумажной шкалы и результаты выражают в миллиграммах фосфора на 1 кг сока или в баллах, согласно табл. 10.
Определение калия основано на образовании оранжево-красного осадка дипикриламината калия. При значительной кислотности сока, что встречается у сока из черешков листьев ревеня и незрелых плодов, образование осадка с калием не происходит.
В отдельные углубления капельной пластинки переносят по капле сока и стандартных растворов. Прибавляют по капле дипикриламината магния и по капле HCl и перемешивают. Окраску осадков исследуемого сока сравнивают с окраской пятна или с окраской шкалы стандартных растворов и результаты сравнения записывают в миллиграммах калия на 1 кг сока или в баллах, согласно таблице.
Калийное голодание растений проявляется при 600—1500 мг калия на 1 кг сока. Для получения высоких урожаев картофеля необходимо, чтобы содержание калия в соке стеблей до и во время бутонизации было высоким (балл 4) и во время цветения не уменьшалось ниже умеренного (балл 3). Если во время бутонизации содержание калия будет очень низким (балл 1) или низким (балл 2), следует провести подкормку калийными удобрениями, содержащими мало хлора (калимагнезией — 2—3 ц/га или хлористым калием — 0,5—1 ц/га, или золой — 5—10 ц/га).
Для кукурузы, сорго, проса, сои, фасоли и других культур содержание калия в листьях в молодом возрасте и до середины вегетации, оцениваемое баллом 2 и особенно баллом 1, указывает на калийное голодание и требует немедленного проведения подкормки калийными удобрениями.
Определение магния основано на образовании ярко-розового соединения при взаимодействии титана желтого с гидроокисью магния. Помещают по 1 капле разбавленного сока (1 каплю сока смешивают с 3 каплями воды) в четыре углубления капельной пластинки и в четыре других углубления — по 1 капле из четырех стандартных растворов. Прибавляют по 1 капле реактива на магний, а затем, после перемешивания, по 1 капле NaOH. Полученную окраску исследуемого раствора сравнивают с окраской цветной бумажной шкалы или с окраской шкалы стандартных растворов на капельной пластинке и результаты сравнения выражают в миллиграммах магния на 1 кг сока или в баллах, согласно таблице.
Для того чтобы предотвратить свертывание окрашенного соединения магния с реактивом, необходимо в стандартные растворы и в срок перед добавлением NaOH внести по 1 капле 1 %-ного свежеприготовленного раствора крахмала. Если в соке растений имеется значительное количество марганца (например, у картофеля, растущего на кислых почвах), то перед добавлением титана желтого вводят по 1 капле солянокислого гидроксиламина, предотвращающего действие марганца.
Магниевое голодание проявляется при содержании 30—60 мг Mg на 1 кг сока, причем на кислых почвах оно выражено сильнее.
Для получения высокого урожая картофеля содержание магния во время бутонизации и цветения должно быть умеренным или высоким (балл 3—4). Если до и во время бутонизации содержание магния будет очень низким (балл 1), необходима подкормка магнийсодержащими удобрениями. На 1 га вносят 1—2 ц калимагнезии, а на кислых почвах — обожженную доломитовую муку 5—10 ц. Содержание магния в соке других растений, оцениваемое баллом 1, будет указывать также на необходимость проведения подкормки магниевыми удобрениями.
Определение хлора основано на титровании его каплями раствора азотнокислого серебра определенной концентрации. Индикатором, показывающим конец титрования, является хромовокислый калий, который образует красный осадок хромовокислого серебра лишь после того, как весь хлор будет осажден азотнокислым серебром. Титрование хлора надо проводить в нейтральной среде. При наличии в соке растений значительного количества свободных органических кислот (сок из черешков растений, незрелых плодов и др.) установить конец титрования нельзя, так как осадок хромовокислого серебра не будет образовываться. В этом случае для нейтрализации сока перед титрованием надо добавить сухого тонко измолотого порошка мела и тщательно размешать его с каплей сока.
В углубления пластинки или в маленькую фарфоровую чашку помещают кружочки индикаторной бумаги и добавляют по 1 капле сока. Затем прибавляют из капельника по каплям реактив на хлор, производя каждый раз помешивание острием стеклянной палочки, пока от 1 капли появится неисчезающее коричневое окрашивание. Записывают количество капель реактива, пошедшее на титрование хлора в 1 капле сока, и определяют содержание хлора по табл. 11.
Определение хлора можно проводить и в разбавленном соке (1 : 3) или в вытяжке из листьев, но в этом случае надо разбавить водой в том же отношении и реактив. Расчеты остаются в этом случае без изменения.
При расходе на титрование 1 капли сока 1—3 капель раствора азотнокислого серебра содержание хлора для сока черешков картофеля является нормальным, при 4-х каплях — повышенным, близким к порогу появления внешних признаков токсичности; при 5 и более каплях — обычно появляются внешние признаки токсичности хлора, ведущие к понижению урожая.
При содержании 3,5 г хлора в 1 кг сока в период бутонизации и одновременно низком содержании нитратов необходима подкормка азотными удобрениями — аммиачной селитрой или навозной жижей. Нитраты уменьшают дальнейшее поступление хлора (антагонизм между анионами), вызывают усиление прироста, ведущее к перераспределению хлора. Вредное действие избытка хлора у картофеля проявляется при содержании его более 5 г на 1 кг сока.
Реактивы. 1. Рабочий образцовый смешанный раствор. 7,22 г азотнокислого калия, 0,18 г фосфорнокислого калия однозамещенного, 6,05 г хлористого калия и 1,01 г сульфата магния растворяют в 1 л воды. 10, 25, 50 и 100 мл этого раствора (в первых трех случаях разведенные водой до 100 мл) будут соответствовать четырем стандартам на каждый элемент. Хранить растворы надо в темноте (не более 1 года); позже этого срока они должны быть либо вновь разведены из крепкого образцового раствора, либо вновь приготовлены из солей.
2. Крепкий образцовый смешанный раствор готовится из тех реактивов, что и рабочий образцовый раствор, но указанные выше навески солей растворяют не в 1 л, а в 100 мл воды, т. е. он в 10 раз концентрированнее рабочего раствора.
3. Сухой реактив на нитратный азот по Брею: а) сульфат бария — 100 г; б) сульфат марганца — 10 г; в) цинковая пыль — 2 г; г) лимонная кислота — 75 г; д) сульфаниловая кислота — 4 г и е) альфа-нафтиламин — 2 г. Каждый реактив до смешивания надо тонко растереть в ступке. Реактивы «б», «в», «д» и «е» смешивают каждый в отдельности с реактивом «а». Затем тщательно смешивают все реактивы, включая и реактив «г». Правильно приготовленный реактив имеет светло-сероватую окраску. Появление розовой или красной окраски после смешивания свидетельствует о том, что какой-нибудь из реактивов (чаще всего сульфат бария) содержит незначительные примеси солей азотной кислоты, и такой реактив употреблять нельзя. Хранят смешанный реактив в зачерненной склянке и тщательно закрывают пробкой. Реактив при длительном хранении (более 1 года) частично изменяется, и окраска при взаимодействии с нитратами сока и стандартных растворов появляется медленно, не через 1 мин., а через 2—4 мин., поэтому лучше пользоваться свежеприготовленным реактивом или с небольшим сроком хранения.
4. Крепкий и рабочий буферные растворы ледяной уксусной кислоты. К 100 мл ледяной уксусной кислоты добавляют 5 г уксуснокислого натрия. При разбавлении этого раствора водой 1 : 4 получают рабочий буферный раствор.
5. Реактив на фосфор. Растворяют 1 г молибденовокислого аммония при нагревании в 20 мл воды, раствор фильтруют горячим, по остывании к нему при помешивании добавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты и 160 мл воды.
6. Реактив на калий — дипикриламинат магния, 3 г дипикриламина и 1,3 г окиси магния растворяют в 100 мл воды, оставляют стоять на 15—20 час. и фильтруют.
7. Соляная кислота, разбавленная. Концентрированную кислоту разбавляют водой в отношении 1 : 5.
8. Реактив на магний. Растворяют 100 мг титана желтого в 50 мл воды и 150 мл этилового спирта. При отсутствии спирта реактив растворяют в 200 мл воды, но в этом случае сравнение надо вести только со стандартными растворами, а не со шкалой, так как оттенок красок будет несколько иной.
9. Едкий натр, 10%-ный водный раствор.
10. Крахмал, 1 %-ный раствор. К 100—150 мг растворимого крахмала добавляют несколько капель воды и перемешивают палочкой до состояния пасты; добавляют медленно при помешивании 10 мл кипящей воды.
11. Гидроксиламин, 5%-ный раствор.
12. Реактив на хлор. Растворяют 4,8 г азотнокислого серебра в 1 л дистиллированной воды; 1 мл этого раствора осаждает 1 мг хлора. Раствор хранят в склянке оранжевого оттенка.
13. Индикаторная бумага на хлор. Фильтровальную бумагу насыщают 10%-ным раствором хромовокислого калия, сушат и нарезают кусочками или квадратом со стороной, равной 5 мм.
14. Уголь активированный, кислый, осветляющий. Очистка угля: насыпают уголь до -половины объема стакана и заливают разведенной соляной кислотой (1 : 3) примерно на 3/4 высоты стакана. Смесь кипятят под тягой в течение 30 мин., оставляют на ночь, развешивают, переносят на фильтр и тщательно промывают водой 10—15 раз до удаления хлора, затем переносят уголь в фарфоровую чашку и прокаливают на плитке.
Анализ выжатого сока из растений по Белоусову и Торопкиной. Для контроля питания хлопчатника установлены нижние границы содержания трех элементов в соке стеблей или черешков листьев, достаточные для обеспечения нормального роста растений. Такие значения приведены в табл. 12.
В начальной фазе анализируют стебли проростков. Начиная с фазы 5—6 -листьев анализируют черешки: в бутонизацию берут черешки со второго-третьего листьев, в последние две фазы — с листьев, расположенных у основания третьей — пятой плодовых ветвей (считая снизу). Собирают по одному листу с 15—20 растений. Для анализа используют утолщенную часть черешка, примыкающую к стеблю. Их измельчают до 0,2—0,3 см, помещают в пресс, на дно которого ранее были положены три кусочка (2 см2) фильтровальной бумаги. Выжатый сок пропитывает бумажки, из которых затем делают вытяжки для анализа на нитраты, фосфор и калий. Установлено, что таким способом отжима каждая бумажка удерживает 0,05 мл сока.
Если анализ не может быть проведен сразу, то бумажки сушат тут же в поле, нумеруют и убирают для последующего анализа в лаборатории.
Для получения вытяжки каждую бумажку кладут в пробирку с 2 мл воды, тщательно встряхивают. Если растения очень богаты, то берут половину или четверть бумажки, а результат помножают на 2 или 4.
Определение нитратов. К вытяжке прибавляют 3—4 капли уксусной кислоты (реактив А2) и крупинку сухого реактива на нитраты (па Брею) величиной с рисовое зерно. Перемешивают и дают отстояться. Малиновую окраску сравнивают с цветной шкалой или со шкалой образцовых растворов.
Определение фосфора. В пробирку с вытяжкой вносят 3 капли молибденового реактива и перемешивают оловянной палочкой до появления постоянной синей окраски, которую сравнивают либо с цветной шкалой, либо с окраской образцовых растворов.
Определение калия. В пробирку с вытяжкой добавляют крупинку сухого кобальтнитритного реактива. Количество желтого осадка устанавливают по интенсивности мути путем сравнения с цветной шкалой или с осадком образцового раствора.
Возможен иной способ. Делают поперечный тонкий срез утолщенного места черешка листа. Помещают срезы на фарфоровую или стеклянную пластинку и окрашивают по Церлинг последовательно каплями двух реактивов: дипикриламината магния и соляной кислоты. Сравнивают с соответствующей шкалой по Церлинг.
Реактивы. А. Для нитратов. 1. Сухой реактив по Брею для определения нитратов.
2. 100 г уксусной кислоты и 10 г уксуснокислого натрия растворяют в 1 л воды.
Б. Для фосфора. 1. Растворяют 8,46 г молибденовой кислоты или 8,83 г окиси молибдена при нагревании в 150 мл серной кислоты (уд. вес 1,785). По охлаждении доводят водой до 1 л. Хранят в темной склянке.
2. Оловянную палочку толщиной в 2—3 мм и длиной 3 см впаивают в стеклянную трубку. При почернении промывают в соляной кислоте.
В. Для калия. Сухой реактив. Используется готовый кобальтнитрит натрия либо его готовят путем растворения 150 г азотнокислого натрия в 150 мл горячей воды. Охлаждают до 40°. Прибавляют 50 г азотнокислого кобальта и при помешивании понемногу приливают 50 мл 50%-ного раствора уксусной кислоты. После энергичного взбалтывания оставляют стоять на несколько часов. Декантируют, после чего добавляют 208 мл 96°-ного спирта для осаждения кобальтнитрита натрия. Фильтруют и промывают спиртом, сушат на воздухе.
Смешанный образцовый раствор. В 1 л воды растворяют 3,6 г калия азотнокислого, 0.19 г калия фосфорнокислого однозамещенного, 4,42 г калия хлористого.
Приготовление шкалы исходных стандартных растворов. Из смешанного образцового раствора в мерные колбы на 100 мл (1—5) отмеривают следующее количество миллилитров раствора и затем доливают дистиллированной водой до метки:
Для приготовления рабочих стандартных растворов отдельно на азот, фосфор и калий в пробирки берут по 2 капли раствора из каждой колбы, добавляют по 4 мл воды и окрашивают соответствующими реактивами.
Расчет результатов анализа клеточного сока хлопчатника производят по табл. 13.
Автор дает дозы удобрений для хлопчатника в зависимости от обеспеченности растений и величины урожая (табл. 14).
