Практикум по агрохимии
Покупка
Новинка
Издательство:
Самарский ГАУ
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 222
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-88575-671-6
Артикул: 845668.01.99
Учебное пособие содержит сведения, необходимые для формирования профессиональных компетенций при подготовке бакалавров по направлениям подготовки 35.03.03 Агрохимия и агропочвоведение, 35.03.04 Агрономия. Рекомендуется Научно-методическим советом по сельскому хозяйству (Федеральное УМО по сельскому, лесному и рыбному хозяйству) для использования в учебном процессе.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 35.03.03: Агрохимия и агропочвоведение
- 35.03.04: Агрономия
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Самарский государственный аграрный университет Рязанский государственный университет имени С. А. Есенина Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева М. А. Габибов Н. М. Троц Д. В. Виноградов Практикум по агрохимии Учебное пособие Учебное пособие содержит сведения, необходимые для формирования профессиональных компетенций при подготовке бакалавров по направлениям 35.03.03. Агрохимия и агропочвоведение и 35.03.04 Агрономия, и рекомендуется Федеральным УМО для использования в учебном процессе Кинель 2022 1
УДК 631.81(075) ББК 40.4 Г12 Рецензенты: д-р биол. наук, проф., главный науч. сотр., руководитель отдела агрохимического обеспечения, ФГБНУ «Всероссийский НИИ агрохимии имени Д. Н. Прянишникова», Н. И. Аканова; д-р с.-х. наук, проф. кафедры «Биология, химия и технология хранения и переработки продукции растениеводства», ФГБОУ ВО «Ульяновский ГАУ имени П. А. Столыпина», В. А. Исайчев Габибов, М. А. Г12 Практикум по агрохимии : учебное пособие / М. А. Габибов, Н. М. Троц, Д. В. Виноградов. – Кинель : ИБЦ Самарского ГАУ, 2022. – 222 с. ISBN 978-5-88575-671-6 Учебное пособие содержит сведения, необходимые для формирования профессиональных компетенций при подготовке бакалавров по направлениям подготовки 35.03.03 Агрохимия и агропочвоведение, 35.03.04 Агрономия. Рекомендуется Научно-методическим советом по сельскому хозяйству (Федеральное УМО по сельскому, лесному и рыбному хозяйству) для использования в учебном процессе. УДК 631.81(075) ББК 40.4 ISBN 978-5-88575-671-6 © ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, 2022 © Троц Н. М., Габибов М. А., Виноградов Д. В., 2022 © Рязанский государственный университет имени C. А. Есенина, 2022 © Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева, 2022 2
Предисловие В настоящее время агрохимия занимает центральное место среди агрономических и биологических дисциплин, так как применение удобрений – самое эффективное средство развития и совершенствования растениеводства. Значение агрохимии усиливается в связи с тем, что она изучает в сумме все воздействия на растения и приемы их выращивания. Так, современная агрохимия в XXI веке – теоретически биологическая и химическая дисциплины, имеющие прямые выходы в теоретическую основу и практику сельскохозяйственного производства. Агрохимия – наука о взаимодействии растений, почвы и удобрений в процессе возделывания сельскохозяйственных культур, о круговороте веществ при использовании удобрений для повышения продуктивности, улучшения его качества и повышения плодородия почвы. В этом треугольнике – растение, почва и удобрения – есть диалектическая связь, которую изучает агрохимия. Все вершины данного треугольника взаимно влияют друг на друга и без их взаимодействия нет поступательного движения в научно-техническом прогрессе. Три основных объекта, изучаемых в агрохимии, – растения, почва и удобрения – находятся в тесной взаимосвязи и взаимодействии друг с другом. Изучение питания растений и взаимодействия между растением, почвой и удобрением составляет теоретическую основу агрохимии. Знание ее позволяет творчески решать многие практические вопросы применения удобрений. Агрохимия тесно связана с общим земледелием и мелиорацией, а также с экономикой и организацией сельскохозяйственного производства, ибо любые приемы использования удобрений обусловлены агротехникой и должны оцениваться с точки зрения их экономической эффективности, а все мероприятия по применению удобрений должны быть увязаны в общем организационно-хозяйственном плане хозяйства. В подготовке бакалавров немаловажное значение имеют практикумы, которые необходимы студентам для получения первичных профессиональных умений и навыков в комплексе по всем биотехнологическим процессам в растениеводстве. 3
Практикум по агрохимии, согласно ФГОС ВО, является обязательным и представляет собой особый вид учебных занятий (лабораторно-практических), непосредственно ориентированных на профессионально-практическую подготовку обучающихся. Лабораторно-практические занятия основываются на теоретических знаниях, полученных в результате изучения дисциплин «Общая и неорганическая химия», «Общая биология», «Основы почвоведения и агрохимии», «Растениеводство», «Земледелие», «Микробиология, вирусология», «Биотехнология растений» и другие. Большое значение для построения методики обучения учебному предмету имеет связь между отбором учебно-воспитательного и познавательного материала. Учебно-воспитательный материал служит базой и является методической основой, а познавательный материал, в частности лабораторно-практическое занятие, дает конкретное содержание учебного материала, определяет содержание методики и придает ей характерные отличительные черты. Задача курса по агрохимии – вооружить будущих специалистов необходимыми знаниями при их агрохимическом анализе, который подтверждает конкретный полевой почвенный анализ. Причем все содержание курса полевой практики призвано содействовать овладению студентом непосредственной специальностью и способствовать подготовке высококвалифицированных специалистов. В курсе практикума по агрохимии описаны питание растений и агрохимическое обследование почв в виде анализов растений и почв по основным элементам питания. Настоящее учебное пособие рекомендуется для широкого использования при подготовке бакалавров и в качестве практического руководства по проведению агрохимических анализов в подразделениях агрохимической службы. 4
Техника безопасности и правила выполнения лабораторных работ Сотрудники лаборатории кафедры агрохимии и студенты, выполняющие на кафедре работы лабораторного практикума по агрохимии, имеют дело с электронагревательными приборами, химической посудой, реактивами, огнеопасными и сильнодействующими веществами. Многие из названных предметов при неумелом, неосторожном или небрежном обращении могут вызывать пожар, отравление, порезы рук стеклом, ожоги горячими предметами, кислотами, щелочами и другими реактивами с возможными тяжелыми последствиями как для работающего, так и для окружающих. Знать опасности, встречать их и не быть захваченным врасплох – важнейшая задача каждого работающего в лаборатории. С этой целью устанавливаются следующие обязательные правила. Противопожарные меры. Причинами возникновения пожара могут быть неисправности электропроводки, нагревательных приборов, газовых шлангов, кранов подвода газа, несоблюдение мер предосторожности, неумелое обращение с огнеопасными веществами. При выполнении работ по нагреванию и работ с огнеопасными веществами запрещается: – использовать неисправные электроприборы и приборы, не соответствующие напряжению сети; – использование нагревательных приборов на рабочих местах без подкладки толстого листа теплоизоляционного материала; – оставлять включенными без присмотра электрические и газовые приборы; – при работе с огнеопасными веществами (серный эфир, спирт, бензин и др.) пользоваться горящими горелками всех видов. Все операции, связанные с нагреванием, следует производить на водяной или другой бане с потушенной горелкой. В случае если будет нечаянно разбита бутыль или другой сосуд с огнеопасными веществами, прежде чем собирать осколки или разлитую жидкость, ее нужно, прежде всего, засыпать песком. Осколки стекла и песок, пропитанный жидкостью, собирают при помощи фанеры (или деревянной лопаты). Запрещается применять железную лопату, веник или щетку. 5
При возникновении пожара следует очень быстро удалить из помещения все горючие жидкости, кроме того, надо предусмотреть, чтобы находящиеся вблизи стальных баллонов не взорвались от разогрева. Для огнетушения надо использовать все имеющиеся под рукой средства (СО2 из стальных баллонов, огнетушители, листовой асбест, влажные тряпки) и одновременно вызвать пожарную команду. Меры предосторожности при работе с вредными и ядовитыми веществами, кислотами, щелочами и при обращении со стеклом. В лаборатории приходится иметь дело с кислотами, щелочами, солями, содержащими ртуть, свинец, и другими веществами, вредно действующими на организм человека при их вдыхании, а также при попадании на кожу или внутрь. В целях предупреждения несчастных случаев необходимо знать: 1. Работы, связанные с выпариванием, удалением аммиака, сжиганием испытываемых веществ (озоление и др.), должны проводиться только в вытяжном шкафу при хорошо действующей тяге. 2. Наполнение пипеток ядовитыми или едкими жидкостями ни в коем случае нельзя производить ртом. Следует применять грушу или бюретку. 3. При работе со щелочами, а также с ядовитыми веществами (сулема и др.) недопустимо брать куски или порошок голыми незащищенными руками, необходимо пользоваться щипцами, пинцетом или совочком. 4. При смешивании жидкостей, взаимодействие которых вызывает сильное разогревание, необходимо соблюдать осторожность, так как раствор может закипеть и разбрызгаться. Например, при разведении концентрированной серной кислоты следует приливать кислоту в воду (а не наоборот) небольшими порциями постоянно помешивая, избегая чрезмерного нагревания. 5. При определении запаха вещества нельзя подносить к носу сосуд с веществом – его следует держать на расстоянии, направляя к носу небольшое количество паров вещества легким движением руки. 6. Запрещается выливать ядовитые вещества в раковину без предварительного обезвреживания. Нельзя также выливать концентрированные растворы щелочей, хромовую смесь, а также дурно пахнущие вещества, без предварительного сильного разбавления. 6
7. Запрещается при работе держать или встряхивать колбы и другие склянки с кислотами и щелочами выше или на уровне глаз. 8. Чтобы предохранить руки от порезов, надо осторожно обращаться со стеклянными приборами и посудой. При закрывании колб пробками не следует применять больших усилий. При сборке приборов нужно пользоваться стеклянными трубками с оплавленными концами. 9. Работать в агрохимических лабораториях нужно в халатах, так как попавшие реактивы могут загрязнить платье или разрушить ткань. Общие требования при пользовании газовыми горелками. До работы в помещении, где установлены газовые приборы, необходимо открыть форточки и проветрить помещение, проверить наличие накидных ключей у кранов. При неисправности газового оборудования или запахе газа звонить в аварийно-диспетчерскую газовую службу. При наличии запаха газа в помещении категорически запрещается: а) включать и выключать электроосвещение, вентиляторы и прочие электроприборы; б) пользоваться открытым огнем; в) разжигать горелки. Необходимо постоянно проветривать помещение. Для зажигания горелок следует: 1) открыть кран на вводе газопровода на ответвлении к вытяжному шкафу (к лабораторному столу); 2) зажечь спичку, поднести ее к горелке, медленно открывая газовый кран горелки, поджечь газ; 3) отрегулировать горение газа, пока пламя не станет синевато-фиолетовым. Необходимо постоянно поддерживать устойчивое горение газа, не допуская копоти, отрыва или проскока пламени. При проскоке пламени внутрь горелки следует закрыть газовый кран, когда остынет – снова зажечь ее как указано выше. Если пламя шумит и слегка отрывается от устья горелки, нужно убавить подачу первичного воздуха. Для остановки работы горелок необходимо: 1. Закрыть газовый кран у горелки. 2. Закрыть регулятор воздуха. 7
При остановке работы всех газовых приборов закрываются краны на ответвлениях газопроводов к вытяжным шкафам (лабораторным столам). При аварии (взрыве, пожаре, отравлении, сильной утечке газа и др.) необходимо срочно закрыть кран на вводе газопровода, поставить в известность руководство учреждения и немедленно вызвать аварийную службу. Помещение проветрить. При появлении признаков отравления (головокружение, головная боль, тошнота) пострадавших выводят на воздух, дают нюхать нашатырный спирт, при ухудшении состояния здоровья – вызывают скорую помощь. Первая помощь при несчастных случаях: 1. При механическом ранении небольшие раны дезинфицируют небольшим количеством раствора йода и закрывают бинтом. Большие раны не промывают, а только забинтовывают стерильной марлей, ватой и бинтом, после чего прибегают к срочной медицинской помощи. 2. При ожогах на пораженное место накладывают кусок марли с висмутовой мазью и ежедневно обновляют повязку. Если появились волдыри, следует прибегнуть к медпомощи. Приставшие остатки вещества удалять нельзя. 3. При попадании концентрированной кислоты на кожу рук или лицо необходимо промыть пораженный участок кожи сначала водой, а затем слабым раствором питьевой соды. Концентрированную щелочь, попавшую на кожу, смывают вначале слабым раствором уксусной кислоты, а затем водой, накладывается повязка с мазью от ожогов. 4. При попадании кислот, щелочей через ротовую полость необходимо тотчас же вызвать рвоту – лучше всего механически или принимая внутрь мыльную пену или горчичную воду. После чего пострадавшему дают активированный уголь, молоко, в крайнем случае – в большом количестве воду. 5. При отравлении газами (СО, Н2S), парами растворителя пострадавшего выводят на свежий воздух. Нельзя допускать, чтобы человек заснул, для этого его лицо опрыскивают холодной водой, при остановке дыхания применяют искусственное дыхание. В лаборатории на видном месте должна находиться аптечка для оказания первой помощи пострадавшим. 8
Химическая посуда и лабораторное оборудование. В химической лаборатории используют специальную посуду, отличающуюся химической стойкостью или термоустойчивостью. Ее изготовляют из обычного или термостойкого стекла, фарфора и других огнеупорных материалов. Стеклянная посуда. По специфичности использования стеклянную посуду можно разделить на три группы: общего назначения, специальную и мерную. Посуду общего назначения (пробирки, стаканы, плоскодонные колбы, колбы Бунзена, бутылки, склянки, тройники) применяют для разных целей, а специальную посуду – для одной цели. Мерная посуда предназначена для отмеривания точных объемов жидкости и газов. Пробирки – это узкие цилиндрические с закругленным дном сосуды разной величины и диаметра, сделанные из обычного или термостойкого стекла. Они бывают простые, градуированные и центрифужные. Пробирки применяют для первого ознакомления с веществом при определении его отношения к воде, проведении качественных реакций, колориметрических наблюдений и т. д. В пробирку вносят такое количество реактивов, чтобы общий объем не превышал половины объема пробирки. Реактивы перемешивают стеклянной палочкой или слегка постукивают пальцем по нижней части пробирки. Чтобы быстро взять определенный объем отстоявшейся жидкости, не взмучивая осадка, в производственных условиях пользуются мерной пробиркой с боковым отверстием. Ее берут в правую руку, указательным пальцем плотно закрывают верхнее отверстие, погружают пробирку в раствор на 3-5 мм глубже бокового отверстия и слегка отодвигают палец, чтобы раствор поступал в боковое отверстие. Затем верхнее отверстие зажимают и вынимают пробирку из раствора. Химические стаканы изготовляют из обычного и термостойкого стекла емкостью от 50 до 1000 мл. Их используют для фильтрования, осаждения, растворения и т. д. Колбы бывают плоскодонные и круглодонные, различной емкости – от 50 до 1000 мл. Плоскодонные, в свою очередь, делятся на обычные и конические (Эрленмейера). При титровании, фильтровании и прочих работах пользуются колбами Эрленмейера. Круглодонные колбы с отростком (Вюрца) 9
используют при перегонке жидкостей, а с удлиненным горлом (Кьельдаля) – при сжигании вещества концентрированными кислотами. Во время работы эти колбы держат в специальных штативах с небольшим углублением. Коническую колбу с отростком (Бунзена) используют при фильтровании с разрежением. Из обычной плоскодонной колбы можно собрать промывалку. Для этого к ней подбирают резиновую пробку, в которой просверливают два отверстия. В одно отверстие вставляют изогнутую под тупым углом стеклянную трубку так, чтобы она выходила из пробки на 2-3 см. В другое отверстие вставляют изогнутую под острым углом стеклянную трубку, доходящую почти до дна колбы, к наружному концу которой при помощи резиновой трубки присоединяют небольшую стеклянную трубочку с оттянутым концом. В колбу наливают дистиллированную воду или какой-либо раствор и плотно закрывают пробкой. Тупой конец трубки берут в рот и вдувают воздух в колбу. Из другой трубки льется струя жидкости. Промывалка – необходимое приспособление в лаборатории. Она служит для промывания осадков дистиллированной водой, смывания осадков с фильтров, стенок сосудов и т.д. Воронки изготовляют разных диаметров, от 3 до 27 см, из обычного стекла. Они служат для фильтрования и переливания жидкостей. Лучшими считаются воронки, у которых конус с горизонтальной плоскостью образует угол 60°, так как фильтрование в них проходит значительно быстрее. Для ускорения фильтрования используют воронки с шарообразным расширением, заполненным гигроскопической или стеклянной ватой. Эксикатор применяют для охлаждения бюксов, стаканчиков, тиглей, а также для сохранения веществ в обезвоженном состоянии. Это толстостенный стеклянный сосуд, имеющий пришлифованную крышку. В коническую часть его помещают поглотитель (прокаленный хлористый кальций, фосфорный ангидрид, серную кислоту). На фарфоровом вкладыше, вставленном в эксикатор, размещают тигли, чашечки и др. При открывании и закрывании эксикатора крышку не поднимают, а сдвигают в сторону. Для того чтобы закрыть его герметически, крышку и бортик смазывают вазелином. При переносе эксикатора крышку придерживают рукой, иначе она может соскользнуть и разбиться. Раскаленные тигли сначала охлаждают на листе 10