Спосіб визначення нітратної форми азотних добрив

Реферат: Спосіб визначення нітратної форми азотних добрив включає відбір проб ґрунту буром по діагоналі, відбір зразків, просушування ґрунту, причому закладають польовий дослід, який включає варіанти з внесенням хлориду кальцію (СаСl2) та без внесення (контроль), норма внесення СаСl2 становить 100 кг/га діючої речовини, відбирають зразки масою 100 г, у профільтровані зразки додають 10-% розчин ВаОН2. UA 82368 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ НІТРАТНОЇ ФОРМИ АЗОТНИХ ДОБРИВ UA 82368 U UA 82368 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі сільського господарства і може бути використана в загальному землеробстві, агрохімічному обстеженні ґрунтів для прискореного визначення нітратної форми азотних добрив у ґрунті під посівами сільськогосподарських культур. Живлення рослин та діагностика азотного режиму ґрунту - невід'ємна складова сучасного землеробства. Нині вона використовується для вирішення найгостріших проблем підвищення ефективності застосування добрив, поліпшення якості продукції, збереження родючості ґрунту та охорони навколишнього природного середовища. Так як нітратний азот не утримується ґрунтово-вбирним комплексом, він може вимиватись у більш глибокі горизонти ґрунту та підґрунтя. Недооцінка цих явищ в умовах інтенсивного землеробства може мати цілий ряд негативних наслідків, перш за все внаслідок попадання нітратів у підґрунтові води, так як уже з глибини 2-х метрів вони практично не можуть бути використані польовими культурами. Тому вивчення переміщення нітратного азоту по профілю ґрунту є актуальним. Відомим і найбільш близьким до корисної моделі є метод мічених атомів і лізиметрів [Господаренко Г.М. Агрохімія: Підручник. / - К.: ННЦ "ІАЕ", 2010. С. 353-3535]. Даний метод базується на тому, що переміщення нітратів по профілю ґрунту визначають за допомогою мічених атомів і лізиметрів. Метод мічених атомів ґрунтується на основі ізотопів хімічних елементів. Ізотопами називають атоми одного і того самого елемента, які мають різну атомну 14 15 масу. Так, азот має два ізотопи: N (99,62 %) і N (0,38 %). Тому кожен елемент у природі є сукупністю ізотопів. Ізотопний склад природних елементів сталий і не змінюється під дією будьяких фізичних та хімічних перетворень. Природні елементи мітять шляхом штучної зміни ізотопного складу, тоді ізотопна суміш містить мічені атоми. Сполуки, в склад яких входять такі атоми, називаються міченими. Як ізотопні мітки застосовують стабільні і радіоактивні ізотопи. Їх добавляють до сполук, які містять елемент, що вивчається, в певній кількості. Прослідковуючи шлях атомів одного з ізотопів даного елемента, можна зробити висновок про перетворення іншого ізотопу, який становить основну масу атомів цього самого природного елемента. Лізиметричні досліди з добривами проводяться з метою вивчення поживного режиму ґрунту та перерозподілу (пересування) мінеральних і органічних речовин по його профілю, а також для визначення балансу елементів живлення. Лізиметри можуть бути металевими, бетонними, цегляними або з поліетиленової плівки. Як 2 правило, площа лізиметра від 1 до 4 м і глибиною 1 м. Лізиметрична лійка немає бокових стінок, що дозволяє проводити дослідження з ґрунтом природного складення в умовах, максимально наближених до природних. Корпус лізиметру виключає поверхневий стік, проте створює пристінну фільтрацію, що порушує природній водний, термічний і повітряний режими ґрунту. В результаті цього в ґрунт лізиметра попадає на 20-25 % атмосферних опадів більше, ніж у такий же об'єм ґрунту без лізиметра. Крім того, дно лізиметра створює повітряний прошарок, який заважає водообміну з підґрунтям і тим самим підвищує вологість ґрунту в лізиметрі, а вимиті з ґрунту поживні речовини з розчином не можуть рухатися по капілярах до поверхні ґрунту в період засухи. Отже, елементи живлення у результаті вимивання в лізиметрах втрачаються "на завжди", тоді як у природних умовах водорозчинні їх форми постійно рухаються по профілю ґрунту. Відомий і пропонований способи визначення нітратної форми азотних добрив мають спільні ознаки: відбір проб ґрунту буром по діагоналі, отримання зразків, маса зразку г, просушування ґрунту. Проте, визначення мітки стабільного ізотопу досить складне. Особливо трудомістка підготовка зразків до аналізу. Кількісне визначення проводять за допомогою мас-спектрометра. Стабільні ізотопи застосовують як мітки до таких елементів, у яких немає радіоактивних ізотопів з тривалим періодом напіврозпаду, наприклад азот, а водний режим ґрунту в лізиметрах дещо інший, ніж у природних умовах. Слід відзначити, що за визначенні відомим способом потрібно спеціальні умови та обладнання, а саме мас-спектрометр або радіо фотограф, які є дорогими приладами. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб визначення нітратної форми азотних добрив, що дасть можливість чітко встановити переміщення нітратної форми азоту по профілю ґрунту, значно зменшити кількість та масу зразків ґрунту для аналізу, проводити дослідження навіть у виробничих умовах, забезпечити нижчу трудомісткість та зменшити витрати при визначенні нітратної форми азотних добрив. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі переміщення нітратів по профілю ґрунту визначають за допомогою мічених атомів і лізиметрів. За цих способів відбирають проби ґрунту буром по діагоналі, маса зразку 100-200 г. Метод мічених атомів ґрунтується на основі ізотопів хімічних елементів. Ізотопами називають атоми одного і того 1 UA 82368 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 самого елемента, які мають різну атомну масу. Тому кожен елемент у природі є сукупністю ізотопів. Ізотопний склад природних елементів сталий і не змінюється під дією будь-яких фізичних та хімічних перетворень. Природні елементи мітять шляхом штучної зміни ізотопного складу, тоді ізотопна суміш містить мічені атоми. Сполуки, в склад яких входять такі атоми, називаються міченими. Як ізотопні мітки застосовують стабільні і радіоактивні ізотопи. Їх добавляють до сполук, які містять елемент, що вивчається, в певній кількості. Прослідковуючи шлях атомів одного з ізотопів даного елемента, можна зробити висновок про перетворення іншого ізотопу, який становить основну масу атомів цього самого природного елемента. Лізиметричні досліди з добривами проводяться з метою вивчення поживного режиму ґрунту та перерозподілу (пересування) мінеральних і органічних речовин по його профілю, а також для визначення балансу елементів живлення. Використовують лізиметри металеві, бетонні, цегляні 2 або з поліетиленової плівки. Площа лізиметра від 1 до 4 м і глибиною 1 м. Запропонований спосіб визначення нітратної форми азотних добрив включає відбір проб за використанні ґрунтових бурів Качинського, Ізмаїльського, Некрасова, маса зразку 100 г. Але попередньо на дослідну ділянку вносять хлорид кальцію (СаСl2) та без внесення, що слугує за контрольний варіант. Норма внесення СаСl2 становить 100 кг/га діючої речовини. Новими відмінними від існуючого прототипу ознаками є: - внесення хлориду кальцію (СаСl2); - норма внесення - 100 кг/га діючої речовини СаСl2; - кількість зразків - 1; - маса зразку - 100 г; - додавання у фільтрат ґрунту 10-% розчин ВаОН2; - використання якісної реакції на іони. Відмінні від прототипу ознаки при взаємодії з відомими дозволяють отримати високу об'єктивність результатів досліджень, значно зменшити кількість та масу зразків ґрунту для аналізу, здешевити та знизити рівень трудомісткості визначення міграції нітратної форми азотних добрив, дасть можливість проводити визначення навіть у виробничих умовах. Ефективність нового способу визначення нітратної форми азотних добрив вивчали на дослідних полях Уманського національного університету садівництва. Згідно отриманих результатів досліджень видно, що нітратний азот займає друге місце після хлору за здатністю пересування по профілю ґрунту. Відомо, що хлор характеризується високою міграційною здатністю пересуванню по профілю ґрунту та не утворює стійких комплексних зв'язків з мінеральними і органічними складовими ґрунту, а також слабко сорбується на ‾ поверхні ґрунтових часток. Тому, якщо іони Сl здатні проникати у нижні шари ґрунту, то відповідно нітратна форма азоту добрив також буде мігрувати на цю глибину. Спосіб визначення нітратної форми азотних добрив здійснюється таким чином: для того щоб встановити можливе пересування іонів хлору по профілю ґрунту необхідно закласти польовий дослід, який включає варіанти з внесенням хлориду кальцію (СаСl2) та без внесення. Норма внесення СаСl2 становить 100 кг/га діючої речовини. Відбір проб проводять за використанні ґрунтових бурів Качинського, Ізмаїльського, Некрасова, маса зразку 100 г. Відбір зразків ґрунту проводять впродовж вегетаційного періоду для встановлення дати можливого пересування іонів хлору по профілю ґрунту. Відібрані зразки ґрунту профільтровують і додають 10-% розчин ВаОН2 і якщо спостерігається випадання осаду жовтого кольору, то відбулась реакція на іони хлору. Після цього визначають вміст хлору по шарах ґрунту та порівнюють ці дані з показниками варіанту без внесення хлориду кальцію. Якщо вміст хлору на ділянках із внесенням хлориду кальцію буде більший, ніж без внесення, то це свідчить про переміщення ‾ ‾ іонів Сl по профілю ґрунту та відповідно іонів NО3 (табл. 1). 2 UA 82368 U Таблиця Спільні та відмінні показники ефективності використання запропонованого способу визначення нітратної форми азотних добрив Показники Спосіб визначення Проби ґрунту Відбір проб Кількість проб за 1 відбір, шт. Норма внесення, діюча речовина Відбір проб Маса зразка, г Речовини Визначення елементу, який вноситься разом із добривом 5 Відомий спосіб мічені атоми або лізиметри перемішують ґрунтовим буром 5 по діагоналі 100-200 стабільні і радіоактивні ізотопи мас-спектрометр або метод радіофотографії Запропонований спосіб хлорид кальцію (СаСl2) перемішують ґрунтовим буром 1 100 кг/га по діагоналі 100 10-% розчин ВаОН2 реакція на іони хлору Впровадження запропонованої корисної моделі дасть можливість отримати високу об'єктивність отриманих результатів досліджень, значно зменшити кількість та масу зразків ґрунту для аналізу, здешевити та знизити рівень трудомісткості визначення переміщення нітратної форми азотних добрив, проводити визначення навіть у виробничих умовах. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Спосіб визначення нітратної форми азотних добрив, що включає відбір проб ґрунту буром по діагоналі, відбір зразків, просушування ґрунту, який відрізняється тим, що закладають польовий дослід, який включає варіанти з внесенням хлориду кальцію (СаСl2) та без внесення (контроль), норма внесення СаСl2 становить 100 кг/га діючої речовини, відбирають зразки масою 100 г, у профільтровані зразки додають 10-% розчин ВаОН2. 15 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3