二、灰分的测定

二、灰分的测定

(一)分析意义

种子灰分(即种子体内无机盐或矿物质的含量),对作物体内的代谢起着很大的作用,一般种子中矿物质含量要比绿色体内的含量低,禾谷类种子中灰分为1.5%~3.0%,而豆类,特别是大豆籽粒中的含量,则高达5%左右。

种子体内的矿物质,分布极不平衡,胚和种皮内的灰分要比胚乳高很多倍。灰分的组成主要有P、Na、K、Ca、Cl、Fe、Mg、S、Mn、Si等多种元素。这些元素对农作物生长发育都有重要作用。例如,镁盐和铁盐同形成幼嫩植物体中的叶绿素有关,硫是构成蛋白质中的胱氨酸和谷胱甘肽的主要成分,而锰对作物生长则有刺激作用。

种子体内各种矿物元素的含量相差悬殊,如磷在小麦灰分中达49.3%,而碘的含量只有6×10-9。各作物种子中的矿物质含量可见表5.18。

表5.18 各种作物种子的矿物质(灰分)含量(%)

图示

通常,种子中含纤维素最多的部位,矿物质含量也多。含灰分率不但与品种有关,而且与土壤类型及施肥情况也有密切关系。对种子灰分进行测定,既可查明各种农作物种子体内矿物质含量及分布情况,又能为改良施肥条件,实现农作物稳产高产提供科学依据。

(二)方法选择

种子灰分的测定,一般有多种。下面仅介绍干灰化法和湿灰化法。

1.干灰化法

(1)方法原理:

种子样品在高温下灼烧灰化,其有机化合物氧化成二氧化碳和水挥发掉,剩下不能燃烧的部分即为矿物质元素的化合物,其总量称为总灰分。

(2)主要仪器:

分析天平(感量0.0001g);

高温可控电炉;

瓷坩埚及坩埚钳(25mL);

可调变压器。

(3)测定步骤:

①将洗净的坩埚写好编号,置于600℃高温炉中灼烧30 min,待炉温降至200℃时,移入干燥器中,冷至室温后,准确称取坩埚质量(W1),必要时再灼烧、冷却、称量,至质量恒定为止。

②在已知质量坩埚中,放入磨碎、混匀、过1 mm筛的风干样品2~5g(准确到0.0001g),同时取2~5g,按130℃快速烘干法测定水分,然后把坩埚放在电炉上,倾斜盖上盖子,用调压器调节电压,使温度由低到高,直至样品灰化呈灰白色为止。再将其放入高温电炉内,加热到550℃,继续灼烧1h。取出后,放入干燥器中,冷却至室温后称量。

③再将坩埚放入高温电炉中灼烧30 min,冷却,称量(W2),直至质量恒定,两次质量之差不大于0.005 g。

(4)结果计算:(https://www.daowen.com)

图示

式中 W1——空坩埚质量,g;

W2——坩埚与灰分总质量,g;

W——风干样品质量,g;

图示——水分系数。

注释:

①新坩埚及盖可用FeCl3,也可用蓝黑墨水(墨水中也含0.5% FeCl2·6H2O)的混合液编写号码,灼烧后,即留下不易脱落的红色Fe2O3痕迹。

②样品的粉碎度不宜过细,以免燃烧时飞失,样品应疏松地装入坩埚中,容易氧化完全。

③也可用煤气灯或酒精灯焦化样品。将盛有样品的坩埚斜放在泥三脚架上,半盖坩埚盖,用小火加热,使样品在通风条件下炭化。

④用过的坩埚可用粗盐酸或废盐酸浸泡10~20 min后,再用水洗刷干净。

2.湿灰化法

(1)方法原理:

同干灰化法。

(2)主要仪器:

同干灰化法。

(3)试剂配制:

醋酸镁溶液[(CH3COO)2Mg]:取15 g醋酸镁,溶解于1L酒精中,放置过夜。若溶液浑浊需过滤。

(4)测定步骤。

①称取粉碎混匀的样品2~3g,放入已编好号码、质量恒定的坩埚中,用吸管加入3 mL醋酸镁溶液,将样品全部湿润。小心用火点燃样品(用棉花蘸酒精燃之),蒸去酒精。然后把坩埚置于电炉上,用调压器控制电压进行低温加热,使样品缓慢炭化至无烟为止。

②把坩埚转入马福炉中,550~600℃灼烧半小时,使灰烬成松状灰白色。如有黑点,要继续灼烧。灼烧后,将坩埚放入干燥器中,冷却后称量,直至质量恒定。

③同时进行空白试验,在已知质量的坩埚中加3 mL醋酸镁溶液,按上述操作蒸去酒精,然后放入550~600℃马福炉中灼烧半小时,冷却,称量,减去空坩埚质量,即为醋酸镁灼烧后的灰分(氧化镁)质量。