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植物水分、干物質(zhì)和粗灰分的測(cè)定
日期：2025-02-20 10:34
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摘要：
植物水分、干物質(zhì)和粗灰分的測(cè)定
2.1植物水分和干物質(zhì)的測(cè)定
植物體由水和干物質(zhì)兩部分組成。含水量多少是反映植物生理狀態(tài)和成熟度的一個(gè)指標(biāo)，含水量過(guò)高，植株易徒長(zhǎng)倒伏；而過(guò)低又易調(diào)萎。植物需要有適宜的含水量才能生長(zhǎng)健壯。在研究土壤、施肥、栽培和氣候等因子對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育影響和光合利用率等問(wèn)題時(shí)，一般要測(cè)定植株的水分和干物質(zhì)積累狀況。新鮮植物體一般含水量為70～95％，葉片含水量較高，又以幼葉為*高；莖稈含水量較少，種子含水量更少，一般為5～15％。新鮮植物體除去水分的剩余部分即為于物質(zhì)，它包括有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)兩部分。其中有機(jī)質(zhì)占植物干物質(zhì)的90～95％，礦物質(zhì)為5～10％。
水分含量測(cè)定也是農(nóng)作物產(chǎn)品的品質(zhì)檢定和判斷其是否適于貯藏的重要標(biāo)準(zhǔn)。在植物成分分析中，都是以全干樣品為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算各成分的質(zhì)量百分含量。因?yàn)樾迈r樣品的含水量變化很大，風(fēng)干樣品的含水量也會(huì)受環(huán)境濕度和溫度的影響而變動(dòng)，只有用全干樣作計(jì)算（干基），各成分含量的數(shù)值才比較穩(wěn)定。
2.1.1水分的測(cè)定方法
測(cè)定植物水分的方法很多，應(yīng)根據(jù)植物樣品成分的性質(zhì)、對(duì)分析精度的要求和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件等情況適當(dāng)選擇。常用的方法有常壓恒溫干燥法、減壓干燥法和蒸餾法，其中用得*多的常壓恒溫干燥法準(zhǔn)確度較高，適用于不含易熱解和易揮發(fā)成分的樣品，被認(rèn)為是測(cè)定水分的標(biāo)準(zhǔn)方法；但對(duì)于幼嫩植物組織和含糖、干性油或揮發(fā)性油的樣品則不適用。減壓干燥法，運(yùn)用于含易熱解成分的樣品；但含有揮發(fā)性油的樣品也不適用，蒸餾法，適用于含有揮發(fā)油和干性油的樣品，更適用于含水較多的樣品，如水果和蔬菜等。其他如紅外干燥法、冷凍干燥法、微波衰減法、中子法、卡爾·費(fèi)休法等都要有特定儀器設(shè)備，不易推廣使用。
常壓恒溫干燥法
方法原理將植物樣品置于100～105°C烘箱中烘干，由樣品的烘干失重（即為水分重）計(jì)算水分的含量。此法適用于不含有易熱解和易揮發(fā)成分的植物樣品。
植物樣品在高溫烘干過(guò)程中，可能有部分易焦化、分解和揮發(fā)的成分損失而使水分測(cè)定產(chǎn)生正誤差；也有可能因水分未完全驅(qū)除（或在冷卻、稱量時(shí)吸濕）或有部分油脂等被氧化增重而產(chǎn)生負(fù)誤差。但在嚴(yán)格控制操作條件下，該法仍是測(cè)定植物水分的標(biāo)準(zhǔn)方法。
操作步驟
1．風(fēng)干植物樣品水分的測(cè)定取潔凈鋁盒，打開(kāi)盒蓋，放人100～105°C烘箱中烘30min，取出，蓋好，移人盛有硅膠的干燥器中冷至室溫（約需30min），立即迅速稱重。再烘30min，稱重，兩次稱重之差小于1mg可算作達(dá)恒重（m0）。
將粉碎（1mm）、混勻的風(fēng)干植物樣品約3g，平鋪在已達(dá)恒重的鋁盒中，準(zhǔn)確稱量后（m1），將蓋子放在盒底下，移人已預(yù)熱至約115°C的烘箱中，關(guān)好箱門，調(diào)整溫度在100～105°C，烘4～5h。取出，蓋好盒蓋，移入干燥器中冷卻至室溫后稱重。再同法烘干約2h，再稱重（m2），直到前后兩次重量之差小于2mg為止。
2．新鮮植物樣品水分的測(cè)定取一小燒杯，放人約5g干凈的純砂和一支小玻棒（水分不多可不加），移入100～105°C烘箱中烘至恒重（m0）。將剪碎、混勻的新鮮植物樣品約5g于小燒杯中，與砂拌勻后再稱重（mL）。將杯和樣品先在50～60°C烘箱（鼓風(fēng)）中烘約3～4h，樣品烘脆后用玻棒輕輕壓碎，然后再在100～105°C（不鼓風(fēng)）烘約3～4h，冷卻、稱重，再同法烘約2h，再稱重，至恒重為止（m2）。
結(jié)果計(jì)算
1．植物樣品水分含量（%）= (m1-m2)/(m1-m0)*100
2．植物樣品干物質(zhì)含量（%）= (m2-m0)/(m1-m0)*100
允許偏差：兩次平行測(cè)定結(jié)果的允許誤差為0.2％（風(fēng)干樣），和0.5％（新鮮樣）。
注意事項(xiàng)
新鮮植物組織水分較多，不宜直接在100°C烘干，因?yàn)楦邷叵峦獠拷M織容易形成干殼，以致內(nèi)部組織中水分不易逐出。因此，須先在較低溫度下初步烘干，再升溫至100～150°C烘干；
在植物和肥料分析中，水分含量的計(jì)算，習(xí)慣上都是以分析樣品（風(fēng)干或鮮濕的樣品）為基礎(chǔ)。
減壓干燥注
方法原理在減壓下，水的沸點(diǎn)降低，可使植物樣品中的水分在較低溫度下蒸發(fā)逐盡，以干燥前、后重量之差計(jì)算樣品的水分含量。此法適用于含有易熱解成分的樣品，但不適用于含有揮發(fā)性成分的樣品。
操作步驟
稱取剪碎、混勻的相當(dāng)于干物質(zhì)1.000～2.000g的植物樣品于預(yù)先烘至恒重的鋁盒（m0）內(nèi)，樣品加盒重為m1。將盒蓋錯(cuò)開(kāi)，放人己預(yù)熱至約80°C的減壓干燥箱中，然后抽氣減壓至要求的低壓，一般在80kPa以上，同時(shí)加熱至70士1°C。樣品約經(jīng)5h以上的干燥才能使水分逐盡。小心地微微擰開(kāi)進(jìn)氣導(dǎo)管活塞，使空氣徐徐進(jìn)入干燥箱（進(jìn)氣不能過(guò)速，以免空氣劇烈流動(dòng)而吹散己烘干的樣品），至箱內(nèi)壓力與大氣壓相平衡后，打開(kāi)箱門，取出鋁盒蓋好盒蓋，移人有硅膠的干燥器中，冷卻后，稱重。重復(fù)上述操作，直至恒重（前后兩次稱量之差不大于4mg）（m2）。
結(jié)果計(jì)算
同常壓恒溫干燥法。
2.2 植物粗灰分的測(cè)定（干灰化法）
植物體經(jīng)灼燒后其中的水分被全部除去，干物質(zhì)被炭化分解，*后的殘留物稱為“粗灰分”。植物干物質(zhì)中粗灰分的含量，隨植物種類、品種、不同器官和部位、生育期以及生長(zhǎng)環(huán)境和其他農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等因素而變動(dòng)，但一般為2～7％，平均約5％。
測(cè)定粗灰分的含量，可以了解各種植物在不同生育期和不同器官中養(yǎng)分吸收和累積狀況以及土壤、施肥、氣候、栽培管理等因素對(duì)植物灰分含量變化的影響。并且也是農(nóng)產(chǎn)品及其加工產(chǎn)品的品質(zhì)檢定項(xiàng)目之一。
植物樣品在一定的溫度下灼燒后得到的灰分，除了可供計(jì)算粗灰分含量外，還可供測(cè)定灰分元素，如磷、鉀、鈉、鈣、鎂和多種微量元素。
測(cè)定粗灰分的方法，目前都采用簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)的干灰化方法。
方法原理植物樣品經(jīng)低溫炭化和高溫灼燒，除盡水分和有機(jī)質(zhì)，剩下不可燃部分為灰分元素的氧化物等，稱量后即可計(jì)算粗灰分含量。由于灼燒得到的灰分中難免帶有極少量未燒盡的炭粒和不易洗凈的塵土，而且灼燒后灰分的組成已有改變（例如碳酸鹽增加，氯化物和硝酸鹽損失，有機(jī)磷、硫轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿猁}和硫酸鹽，重量都有改變），所以用干灰化法測(cè)得的灰分只能稱為“粗”灰分。
灼燒時(shí)的溫度控制在525士25°C為宜，不可過(guò)高或灼燒太急速。否則會(huì)引起部分鉀和鈉的氯化物揮發(fā)損失，而且鉀、鈉的磷酸鹽和硅酸鹽也易熔融而包裹炭粒不易燒盡；灼燒太快還會(huì)使微粒飛失。對(duì)于含磷、硫、氯等酸性元素較多的樣品，為了防止這些元素在灼燒時(shí)逸失，須在樣品中加入一定量的堿性金屬元素鈣、鎂的鹽將其固定起來(lái)，再行灰化。這時(shí)要做空白測(cè)定，校正加入金屬鹽的量。
在樣品中加入少量酒精或純橄欖油，使樣品在燃燒時(shí)疏松，可得近于白色的粗灰分；也可在灼燒過(guò)程中滴加少許蒸餾水或濃HNO3，等，以加速炭?；一?。
操作步驟
將標(biāo)有號(hào)碼的瓷坩堝在600°C高溫電爐中灼燒15～30min，移至爐門口稍冷，置于干燥器中冷卻至室溫，稱重，再次灼燒、冷卻、稱重，至恒重為止（m0）。
在已知重量的坩堝中，稱取2.000～3.000 g（m1）磨碎（1mm）烘干的植物樣品，加1～2mL乙醇溶液（為了促進(jìn)樣品均勻灰化），使樣品濕潤(rùn)。然后把坩堝放在調(diào)壓電爐上，坩堝蓋斜放，調(diào)節(jié)電爐溫度使緩緩加熱炭化，燒至煙冒盡時(shí)，移人高溫電爐中，加熱至525°C，保持約1h，燒至灰分近于白色為止。將坩堝移到爐門口，待冷至200°C以下，再移入干燥器中冷卻至室溫，稱量。隨后再次灼燒30min，冷卻、稱量。直至前后兩次重量相差不超過(guò)0.5mg，即認(rèn)為恒重（m2）。
結(jié)果計(jì)算
粗灰分 （%）=（m1-m2）/（m1-m0）*100
注意事項(xiàng)
（1）含磷較高的樣品（種子），可先加入3mL乙酸鎂乙醇溶液（1.5%）中潤(rùn)濕全部樣品，然后炭化和灰化，溫度高達(dá)800℃也不致引起磷的損失。含硫、氯較高的樣品則可用碳酸鈉或石灰溶液浸透后再灰化。為防止灰化時(shí)硼的揮失，植物樣品須先加NaOH溶液后再行灰化。加入量都要做空白校正。
§3植物常量元素的測(cè)定
氮（N）、磷（N、鉀（K）是植物營(yíng)養(yǎng)的三大要素，植物對(duì)氮的需要量*大，也*容易缺乏，其次是磷、鉀。因此，植物氮、磷、鉀含量的測(cè)定是植物營(yíng)養(yǎng)研究中*普通的常規(guī)分析項(xiàng)目。例如在診斷植物氮營(yíng)養(yǎng)水平和土壤供氮狀況、了解植物從土壤攝取氮的數(shù)量、施用氮肥效應(yīng)、植物吸收氮與其他營(yíng)養(yǎng)元素之間的關(guān)系以及制訂植物氮營(yíng)養(yǎng)診斷指標(biāo)時(shí)，都要測(cè)定植物全株或某些部位器官（敏感部位器官）中氮的含量。
植物的含氮（N）量約為0.3～5％干物重，磷（P）含量一般為0.05～0.5％，鉀（K）量一般為1～5％。N、P、K含量因植物種類、器官、生育期和施肥管理水平不同而異，如大豆籽粒含氮量為5.36％，莖稈為1.75％；小麥籽粒含氮2.2～2.5％，莖稈只有0.5％左右；水稻籽粒含氮1.31％，莖稈0.51％。植物發(fā)育階段不同含氮量也經(jīng)常發(fā)生變化。這也說(shuō)明在對(duì)不同植物進(jìn)行取樣測(cè)定以及制訂氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)豐缺診斷指標(biāo)時(shí)，要注明植物生育期、組織部位，只有在相同情況下測(cè)定結(jié)果才有比較意義，對(duì)指導(dǎo)植物施肥才有參考價(jià)值。同樣，在應(yīng)用各種作物營(yíng)養(yǎng)診斷指標(biāo)時(shí)，也僅供解釋分析結(jié)果時(shí)參考之用。
