מקור: מעבדות של מרגרט וורקמן וקימברלי פריי - אוניברסיטת דפול
בניסוי זה, שלושה macronutrients הקרקע מופקים כימית, בשילוב עם ריאגנטים מבוססי צבע, ולאחר מכן מנותח באמצעות צבע כדי לקבוע את הריכוז התזונתי הנוכחי בדגימת הקרקע.
חנקן, זרחן ואשלגן הם המרכיבים העיקריים של דשן הקרקע. שיטות אלה לבודד כל מ בחומרים מזינים מהאדמה לתוך פתרון שניתן לנתח באמצעות עכוז וצבע כדי לקבוע את הריכוז של חומרים מזינים נוכחים בדגימת הקרקע. ידיעת הריכוז הנוכחי מודיעה למדענים סביבתיים על מחסור בחומרים מזינים או עודף בקרקעות המשמשות לתמיכה בייצור צמחים, ומספקת גם תובנה כללית על מחזורים ביו-גיאוכימיים בסיסיים של מערכת אקולוגית.
כאשר מבודד כימית מהאדמה, חומרים מזינים ניתן לזהות באמצעות טכניקה זו. חנקן וזרחן, בדרך כלל נמצא בצורה של חנקות ופוספטים, מופקים עם תמצית כימית כי יהיה לקשור את החומרים המזינים של עניין. לאחר שחולצו מהאדמה, כל חומר ממזון יכול להיות משולב עם ריאגנט ידוע שגורם לתמיסה המזינה להשתנות לצבע ספציפי לחומרים מזינים במערכת יחסים ליניארית, עם צבע כהה יותר המציין ריכוז מוגבר של החומרים המזינים. כדי לנתח את הריכוז של כל חומר ממזון, ריאגנט כימי ישמש לצביעת כל מדגם עם עלייה בעוצמת הצבע המציין ריכוז מוגבר של החומרים המזינים.
בבדיקות חנקתיות גבוהות ובינוניות, מתכת קדמיום משמשת להפחתת חנקות (NO3-) לניטריטים (NO2-). קדמיום כלול כריות אבקת Nitraver 5 שנרכשו (טווח גבוה ובינוני) ו Nitraver 6 (טווח נמוך) אבקת כריות.
NO3- + תקליטור + 2 H+ → מס '2- + תקליטור2 + H2O
יונים Nitrite ואז להגיב עם חומצה סולפנילית (במדיום חומצי הכלול אבקת NitraVer 5) כדי ליצור מלח דיאזוניום ביניים. בשילוב עם חומצה גנטיזית (הכלול גם NitraVer 5), פתרון בצבע ענבר נוצר. עוצמת הצבע של תרכובת זו היא פרופורציונלית ישירות לריכוז החנקות של דגימת המים וניתן לכמת באמצעות תיבת משווה הצבעים החנקתית עם דיסק צבע ענבר חנקתי רציף.
עבור זרחן, נתרן מולידיאט ואשלגן pyrosulfate אבקת ריאגנט זרחן 3 שנרכשה מגיבים עם פוספטים תגובתי מסיס כדי ליצור קומפלקס פוספו מוליבאדט.
H2PO4- + 12 Na2Moo4 + → PMo12O403-
לאחר מכן, הקומפלקס מצטמצם על ידי חומצה אסקורבית (הכלולה גם באבקת PhosVer 3) ליצירת צבע כחול מוליבדן. הצבע הכחול מכמת באמצעות תיבת משווה צבעים פוספט עם דיסק צבע כחול פוספט רציף.
תיבת השוואת צבעים משמשת עבור שיטה זו. כלי זה פועל על סמך עוצמות צבע ידועות עבור כל ריכוז בין 0-50 מ"ג / ליטר. דיסק צבע בתיבה מופעל עד שהצבע בשני חלונות התצוגה (ריקים ודוגמיים) תואם. לאחר התאמת הצבעים, הריכוז התזונתי המתאים (mg/L) יוצג בחלון תחתון נפרד בתיבת השוואת הצבעים. תיבות אלה חזקות מספיק כדי לשמש עם סטודנטים בכל רמה עד קורסי מבוא במכללה וניתן להעביר אותם בקלות כחלק מערכת בדיקת קרקע שדה שניתן להשתמש בה במקום דגימה. שיטות אלה מאפשרות בדיקות תזונתיות בסיסיות במעבדה בכיתה מבלי להזדקק לציוד יקר שייתכן שלא יהיה זמין. כדי להבטיח דיוק בדיקה, ניתן להשתמש בפתרונות סטנדרטיים של חנקות ופוספט במקום מדגם בהליכים לפני נסיעה לאתר שדה או תחילת ניתוח של דגימות קרקע במעבדה.
בבדיקות האשלגן, יונים אשלגן לשלב עם נתרן טטרפנילבוראט הכלול אבקת אשלגן 3 ריאגנט שנרכש כדי ליצור אשלגן טטרפנילבוראט, משקעים לבנים. המשקעים נשארים השעיה בדגימות, גרימת עלייה בעומת.
NO3- + CD + 2 H+ NaB (C6H5)4 + K+ → KB (C6H5)4 + Na+
דיפסטיק למדידת אשלגן משמש לכימות כמות העקש המומרת לריכוז אשלגן. לדיפסטיק יש נקודה שחורה בקצה אחד שממוקמת במדגם עד שהנקודה כבר לא נראית דרך המשקעים הלבנים. הדיפסטיק מסומן בהדרגה כדי לציין סולם של ראות כי הוא מומר לאחר מכן לריכוז אשלגן עם תרשים המרה. שיטה זו היא הליך זול עם ציוד מינימלי שניתן להעביר לאתר דגימה חיצוני וחזק מספיק כדי לשמש עם סטודנטים בכל רמה עד קורסי מבוא במכללה.
1. הפקת חנקן (חנקתי מס '3-)
2. מיצוי זרחן ואשלגן
3. סינון מיצוי חומרים מזינים - שלב זה יבוצע עבור כל שלושת הניתוחים (חנקתי, פוספט ואשלגן)
4. ניתוח מדגם עם משווה צבעים עבור חנקתי
5. ניתוח מדגם עם משווה צבעים עבור פוספט
6. ריאגנט חיבור וניתוח אשלגן
כל ניתוח מתזונה יגרום לריכוז שדווח ב- mg/L.
ריכוזי חנקות ופוספט ייקבעו עם תיבות השוואת הצבעים ויוצגו התוצאה בחלון.
איור 1. דיסקי צבע לדוגמה עבור תיבות משווית צבעים חנקתי (משמאל) ופוספט (מימין). עוצמות צבע נמצאות בקצה החיצוני של הדיסקים וריכוז החומרים המזינים (mg/L) נמצאים בקצה הפנימי של הדיסקים.
טבלה 1. טבלת המרת אשלגן המשמשת להמרת דיפסטיק אשלגן קריאה לתוך mg / L. אתר את קריאת הדיפסטיק בעמודה השמאלית ורשום את ריכוז mg/L המתאים בעמודה הימנית.
חנקן | זרחן | אשלגן | |
טווח רמת החומרים המזינים ב-ppm | |||
נמוך | 0-15 | 0-25 | 0-60 |
בינוני | 15-30 | 25-50 | 60-100 |
גבוה | 30+ | 50+ | 100+ |
טבלה 2. טבלה של טווחי חומרים מזינים מסודרים לפי קטגוריות.
קביעת ריכוזי החומרים המזינים עבור חנקתי, פוספטים ואשלגן יכולה לחשוף כיצד אדמה מתפקדת לגבי השימוש המיועד שלה וכיצד חומרים מזינים רוכבים על אופניים דרך אדמה. בדיקה תזונתית מספקת דיווח על ריכוז תזונתי ממוצע (מ"ג/ליטר) עבור כל החומרים המזינים שנבדקו. בסביבה חקלאית, לדעת את הריכוז של חומרים מזינים יכול לעזור ליצרני מזון לדעת מתי להוסיף דשן, כמה להוסיף, ואיזה חומרים מזינים צריך תוספת ובאיזו כמות. קרקעות חנקן גבוהות באופן עקבי, למשל, יהיו טובות לגידול גידולים תובעני חנקן כגון סויה ותירס. רמות חנקן גבוהות שימושיות במיוחד גם עבור צמחים שאינם פורחים כי חנקן נדרש עבור כל חלק ירוק של צמחים. רמות חנקן גבוהות יכול לדכא פריחה עם זאת, אם הם נשארים גבוהים יותר מאשר רמות זרחן. זרחן שולט בפריחה בצמחים וחשוב לכל ייצור צמחי הכולל צמחי פריחה או פרי וזרחן מתווסף לעתים קרובות לקרקעות או ישירות לצמחים לפני ובמהלך שלבי מחזור החיים הפורחים והפירותיים כדי להגדיל את התפוקה החקלאית בגודל יבול גדול יותר וכמויות מוגברות של ייצור פירות לצמח. אשלגן מעורב בזרז תגובות כימיות רבות הנדרשות כדי לתמוך בחיי הצמח כולל עמידות לבצורת ורגולציה לחות. סביר להניח שיהיה צורך להשקות קרקעות אשלגן נמוכות אם תיקון הקרקע אינו אפשרי. ריכוז תזונתי יכול גם ליידע על ליקויים תזונתיים או עודפים שיכולים להזיק לצמיחת הצמח. אם חומר ממזון הוא גבוה מדי, ניתן לבצע תיקונים כדי להפחית עודף, כגון הוספת קש או עיבוד הקרקע. אם החומרים המזינים נמוכים מדי כדי לתמוך בייצור הצמח, ניתן להשתמש בהפריה כדי להוסיף חומרים מזינים בכמות הדרושה לגידול מסוים. לקרקע נמוכה עשויים להיות גם שימושים ישימים יותר למנהלי קרקעות לחללי פנאי או מפותחים (משטחים סלולים או בנייה).
Skip to...
Videos from this collection:
Now Playing
Environmental Science
215.6K Views
Environmental Science
81.1K Views
Environmental Science
49.3K Views
Environmental Science
12.5K Views
Environmental Science
22.0K Views
Environmental Science
53.1K Views
Environmental Science
89.5K Views
Environmental Science
35.8K Views
Environmental Science
55.6K Views
Environmental Science
38.8K Views
Environmental Science
26.4K Views
Environmental Science
30.0K Views
Environmental Science
125.3K Views
Environmental Science
29.3K Views
Environmental Science
16.4K Views
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved