無機及分析化學(xué)在高職院校農(nóng)林專業(yè)的應(yīng)用

張紐枝

【摘要】通過簡單介紹有關(guān)無機及分析化學(xué)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，闡明無機及分析化學(xué)在農(nóng)林生產(chǎn)、科研中的重要作用。

【關(guān)鍵詞】無機及分析化學(xué) 溶液 元素及其化合物 定量分析 農(nóng)林 應(yīng)用

【中圖分類號】G71 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）06-0150-01

化學(xué)與農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)關(guān)系極為密切，化學(xué)知識在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研中得到了廣泛的應(yīng)用。如新型農(nóng)藥（高效、低毒、低殘留）、化肥（復(fù)合肥、生物肥及生化復(fù)合肥）的開發(fā)利用；、除草劑的研制；從天然植物中提取殺蟲劑；遺傳工程培育新品種與植物組織培養(yǎng)；對植物生命現(xiàn)象及生理活動的研究以及農(nóng)產(chǎn)品的加工、檢測和貯運等，都需要化學(xué)提供理論依據(jù)和解決問題的途徑。同時農(nóng)林專業(yè)課如土壤學(xué)、肥料學(xué)、植物學(xué)、林學(xué)、栽培學(xué)、植物保護學(xué)等都要借助化學(xué)的基本原理和方法來研究和深入論述。

一、溶液在農(nóng)林上的應(yīng)用

1.溶液的酸堿度

土壤是人類從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的資源。土壤的酸堿度，與植物營養(yǎng)成分的吸收、植物的生長等有密切關(guān)系。土壤的酸堿度不同時，營養(yǎng)元素的有效性也不同。如土壤里的磷元素一般在PH為6.5-7.5之間有效性較高。PH﹥7.5或PH﹤6.5時，磷元素多以難溶狀態(tài)存在，有效性降低。土壤里的氮元素在PH為6-8之間有效性較高。鉀元素在PH﹥6時有效性較高。土壤酸堿度對植物本身也有直接影響。土壤的酸堿度會使植物細(xì)胞中的原生質(zhì)溶解，而破壞植物組織；土壤的酸性強則會使原生質(zhì)變性并影響酶的活性，這對植物的生長產(chǎn)生不良影響。不同作物都有適宜其生長的土壤PH范圍?？傊?，應(yīng)用電解質(zhì)溶液的有關(guān)知識，測定溶液的PH，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實驗具有重要意義。

2.緩沖溶液

在微生物實驗中，常在含緩沖溶液的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌。在土壤里存在著多種緩沖溶液，其中主要是由KH2PO4（弱酸鹽）和K2HPO4（弱堿鹽）組成的緩沖溶液。除此以外還有碳酸及其鹽類，腐殖質(zhì)酸及其鹽類組成的緩沖對，這些緩沖對的存在，使土壤具有比較穩(wěn)定的PH ，以利于微生物的正常活動和農(nóng)作物的生長發(fā)育。

3.膠體溶液

膠體知識在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有廣泛的應(yīng)用，它能解釋許多植物的生理現(xiàn)象。一切細(xì)胞的原生質(zhì)和植物的汁液都是膠體溶液，具有一定的穩(wěn)定性。如果受到外界條件變化的影響，穩(wěn)定性將受到破壞，輸送養(yǎng)分的通道就要受到阻礙；它能解釋土壤的保肥作用。實驗表明，土壤里含有大量的膠體粒子，其膠體粒子主要帶負(fù)電荷，并具有很大的表面積，因此土壤具有吸附周圍液體中的陽離子的作用。如當(dāng)可溶性氨肥施入到土壤時，使土壤溶液里的NH4+濃度增大，土壤膠體原來吸附的陽離子就被NH4+交換，這樣NH4+就被土壤膠體吸附，使NH4+不至于未被及時吸收而損失，故土壤膠體的存在能對銨態(tài)氮肥起到保肥作用。

二、元素及其化合物在農(nóng)林上的應(yīng)用

1.同位素

放射性同位素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用主要是同位素示蹤技術(shù)。同位素示蹤法是引入放射性同位素，并觀察其行蹤的方法。如把放射性磷制成磷肥，噴灑在棉株葉上，很快在棉株中就發(fā)現(xiàn)了放射性磷，這證明了葉子也能吸收磷肥；輻射育種：利用放射性同位素放出的射線照射生物體，使其正常代謝發(fā)生改變。通過遺傳變異，選育出優(yōu)良品種。植物的保鮮、貯藏：用小劑量的射線照射種子或用放射性物質(zhì)的溶液拌種，刺激胚芽的生長發(fā)育，使種子發(fā)芽又快又好。用強輻射照射馬鈴薯、大蒜等，可抑制種子、塊莖、塊根的生長發(fā)育，達到延長貯藏期的作用。

2.農(nóng)藥

石硫合劑：配制是石灰：硫磺：水按1：2：10的比例共煮而成，它的殺菌能力強，容易滲透入細(xì)胞內(nèi)，同時侵蝕昆蟲表皮的蠟質(zhì)層，對介殼蟲和一些蟲有良好的防治效果； 波爾多液：是由CuSO4和石灰乳混合可制成，波爾多液對植物具有廣泛的殺菌和預(yù)防保護作用，能消滅青苔和綿腐病菌。

3.化肥

（1）鉀肥：碳酸鉀（K2CO3），草木灰的主要成分，農(nóng)村多用作鉀肥，能促進作物生長健壯，莖稈粗硬，增強抗倒伏和對病蟲害的抗病能力，能促進作物光合產(chǎn)物的運輸，促成糖類的生成，使籽粒飽滿。硫酸鉀（K2SO4）：也是重要鉀肥，但長期使用會使土壤酸性增強，土壤板結(jié)。

（2）氮肥：銨鹽：易溶于水，易被作物吸收適宜作基肥、追肥。

（3）磷肥：磷酸的鉀鹽、鈣鹽、銨鹽在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上是常用的磷肥，其中常用的有：磷礦粉，主要成分是磷酸鈣，不溶于水，不能被植物直接吸收。但在酸性土壤或有機肥料中的有機酸作用下，能轉(zhuǎn)變成可溶性的磷酸二氫鈣，而被植物吸收。因此，它是遲效肥。過磷酸鈣（簡稱普鈣），是硫酸鈣和磷酸二氫鈣的混合物，磷酸二氫鈣溶于水可被植物直接吸收，是一種速效磷肥。重過磷酸鈣（簡稱重鈣），它的主要成分是磷酸二氫鈣，因此，它是比普鈣肥效高的速效磷肥。

（4）微量元素肥料：硼肥，農(nóng)業(yè)上常用的硼肥有硼砂、硼酸、硼泥等。硼是植物不可缺少的微量元素之一，能促進光合作用，增加糖類物質(zhì)在體內(nèi)的運輸。特別是對馬鈴薯、甘薯、蘿卜等塊莖根類作物及油菜、棉花、果樹等經(jīng)濟作物影響較大，缺硼時植物的根、莖生長發(fā)育受到抑制，油菜、小麥等常發(fā)生“花兒不實”的現(xiàn)象，農(nóng)業(yè)上多用硼砂作根外追肥。

三、定量分析在農(nóng)林上的應(yīng)用

在現(xiàn)代科研領(lǐng)域中，分析化學(xué)作為一種重要的分析手段和工具，無論是在農(nóng)副產(chǎn)品的營養(yǎng)成分析、土壤普查，肥料和農(nóng)藥的質(zhì)量檢測等方面都具有廣泛應(yīng)用。

1.酸堿滴定法：常用此法測定水果、蔬菜等的總酸度，天然水的總堿度，土壤、肥料、中的N、P等元素的含量。

土壤、肥料中N的含量的測定（K氏定氮法）：在CuSO4的催化下，用濃H2SO4將試樣分解消化，使各種形式的氮化物轉(zhuǎn)化為NH4+。NH4+的Kb極小，不能采用標(biāo)準(zhǔn)堿直接滴定，可用間接的方法進行滴定。但NH4+與甲醛最有可定量置換出H+，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定置換出的H+，便可間接得到氮的含量。

2.氧化還原滴定法：在土壤分析中，用重鉻酸鉀測定土壤里的有機質(zhì)。

土壤有機質(zhì)含量的高低，是判斷土壤肥力的重要標(biāo)志。土壤有機質(zhì)的含量，通過測定土壤中碳的含量換算。即在濃H2SO4存在下，加入過量K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液，在170-180°C下使土壤中的碳被K2Cr2O7氧化成CO2，剩余的K2Cr2O7以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點時溶液呈亮綠色。其反應(yīng)為：

2K2Cr2O7+8H2SO4+3C=3CO2+2K2SO4+2Cr2（SO4）3+8H2O

K2Cr2O7（剩余量）+6FeSO4+7H2SO4=Cr2（SO4）3+K2SO4+3Fe2（SO4）3+7H2O

3.配位滴定法：鉀肥中鉀含量的測定

K+可以沉淀為K2Na[Co（NO2）6]·6H2O，沉淀過濾溶解后，用EDTA滴定其中的Co2+，以間接測定K+的含量。

4.分光光度法：是一種普遍用于測定微量組分的分析方法，對于生物體、土壤中有機物及微量元素均可測定。在農(nóng)業(yè)上，常用來分析銨、鐵和磷等。

微量磷的測定：原理：在酸性溶液在，磷酸鹽與鉬酸銨反應(yīng)，生成鉬磷酸，再用還原劑SnCl2或抗壞血酸，使鉬磷酸還原為磷鉬藍，溶液呈藍色。藍色的深淺在一定范圍內(nèi)與磷的含量成正比，然后用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定試樣中磷的含量。

以上例子只是無機及分析化學(xué)在農(nóng)林專業(yè)的應(yīng)用一個小的縮影，通過舉例說明了無機及分析化學(xué)在農(nóng)林專業(yè)的重要性，同時也為學(xué)好專業(yè)課打下一定的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]上官少平.化學(xué).2版.高等教育出版社，2010

[2]李翠蓮.化學(xué).中國農(nóng)業(yè)出版社，2002

[3]胡廣林，許輝.分析化學(xué).中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2010