Учебное пособие по экологической агрохимии

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ 

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Ставропольский государственный аграрный университет

Учебное пособие по экологической агрохимии

Ставрополь, 2014.

Авторский коллектив:

О.Ю. Лобанкова, А.Н. Есаулко, В.В. Агеев, Ю.И. Гречишкина, В.И. Радченко, 

Л.С. Горбатко, М В. Селиванова, Н.В. Громова, М.С. Сигида, 

С.А. Коростылев, Е.В. Голосной

Рецензенты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

В.Г. Гребенников; 

доктор биологических наук, доцент

И.О. Лысенко;  

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Ю.А. Безгина

Учебное пособие по экологической агрохимии / О. Ю. Лобанкова, А.

Н. Есаулко, В. В. Агеев и др. – Ставрополь : АГРУС, 2014. – 173 с.

Настоящее учебное пособие разработано для самостоятельной работы 

студентов агрономических специальностей, выполняющих практикум по 
экологической агрохимии в соответствии с ФГОС
и программами 

бакалавриата и магистратуры. 

Изложены основные регионально приемлемые методы агрохимических 

анализов почв, продукции растениеводства, удобрений и мелиорантов. 
Приведены методические рекомендации по организации самоконтроля и 
проведению тестирования.

Пособие предлагается студентам, слушателям курсов повышения 

квалификации, 
широкому 
кругу
специалистов 
сельского 
хозяйства. 

Настоящее издание представляет собой стройную систему теоретических и 
практических 
методов, 
имеющих 
единую 
цель 
активизировать 

самостоятельную работу студентов при выполнении
практикума по 

экологической агрохимии в соответствии с требованиями программ
бакалавриата и магистратуры.

Настоящее учебное пособие рекомендуется для использования при 

подготовке 
обучающихся
по 
специальностям 
020802.65 

Природопользование, 110201.65 Агрономия, 110203.65 Защита растений, 
250203.65 Садово-парковое и ландшафтное строительство и направлениям 
020800.62 
«Природопользование», 
110400.62 
«Агрономия», 
110100.62 

«Агрохимия и агропочвоведение», 110200.68 Магистр сельского хозяйства, а 
также в качестве практического руководства по проведению агрохимических 
анализов в подразделениях агрохимслужбы.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
5

Правила 
техники 
безопасности 
при 
работе 
в 
лаборатории 

агрохимического анализа

8

Практические занятия:
14

Методы отбора растительных и почвенных образцов
14

Определение сухого вещества  и гигроскопической влаги в 

анализируемом материале

30

Диагностика признаков голодания растений
31

Мокрое озоление растительной навески
66

Определение содержания азота в растениях
69

Определение содержания нитратов в растительной продукции
74

Ионометрический метод определения нитратов
76

Определение содержания нитратов с помощью нитратомера НМ
002

84

Определение содержания нитратов в тканях, мезге и соке 

растительной продукции с помощью нитратного ионоселективного 

датчика (модификация ЦИНАО)

87

Определение содержания фосфора в растениях
96

Определение содержания калия в растениях
99

Коллоквиум по теме 
«Питание растений». Подведение итогов 

УИРС

108

Определение нитратов (NО3) в почве
110

Определение нитратов в почве с помощью ионоселективного 

электрода 

113

Колориметрическое определение содержания аммонийного азота с 

помощью реактива Несслера

120

Определение содержания подвижного фосфора в карбонатных 122

почвах по методу Б. П. Мачигина

Определение содержания в почве тяжелых металлов
атомно
абсорбционным методом

126

Коллоквиум по теме:
«Свойства почвы
в связи с питанием 

растений и применением удобрений». Подведение итогов УИРС

145

Изучение свойств удобрений.

Распознавание 
минеральных 
удобрений 
в 
производственных 

условиях. Признаки удобрений
и качественные реакции
при 

определении их свойств

148

Тесты для самоконтроля по экологической агрохимии
155

Вопросы к зачёту по экологической агрохимии
162

Словарь терминов
169

Литература
171

ВВЕДЕНИЕ

Перед современным мировым сообществом среди задач обеспечения

населения продуктами питания, энергией, сырьем, в том числе водой, как 

никогда остро стоит проблема охраны окружающей среды, экологической и 

радиационной
безопасности
жителей планеты, замедление негативных 

последствий интенсивной производственной деятельности до «нулевого 

развития» и защита человека от результатов интенсивной негативной 

деятельности. Получение высококачественной продукции растениеводства –

центральная проблема человечества в условиях нынешнего и будущего 

земледелия с нарастающими темпами химизации.

Экологическая 
агрохимия
основывается 
на 
достижениях 

фундаментальных наук и теснейшим образом взаимодействует с био
технологией, микробиологией, широко использует в своей практике 

новейшие методы исследований. Экологическая агрохимия базируется на 

знании состава, структуры и свойств химических компонентов пищевых 

систем, а также на теории о множественности и неоднозначности химических 

превращений, протекающих под влиянием различных факторов (физических, 

химических, биохимических и т.д.) при производстве, хранении и 

переработке сырья в пищевые продукты. Она изучает особенности строения 

компонентов, взаимодействующих между собой, характер возникающих 

связей, механизмы образования устойчивых соединений и комплексов. 

Влияние на эти превращения основных технологических факторов и умение 

управлять этими процессами - одно из наиболее важных направлений 

современной экологической и агрохимической науки.

Производство безопасных продуктов питания и сохранение среды 

обитания человека - сложная комплексная проблема, требующая для ее 

решения 
многочисленных 
усилий, 
биохимиков, 
агрохимиков, 

микробиологов, 
токсикологов, 
товаропроизводителей, 
санитарно

эпидемиологических 
служб, 
государственных 
органов 
и, 
наконец, 

потребителей.

Актуальность проблемы экологической безопасности с каждым годом 

возрастает, 
поскольку 
производство
безопасного 
исходного

продовольственного сырья и продуктов питания из него является главным 

фактором, определяющим здоровье людей и сохранение генофонда.

Под безопасностью агроэкосистем
следует понимать отсутствие 

опасности для здоровья человека при их употреблении, как с точки зрения 

острого негативного воздействия, так и с точки зрения опасности отдаленных 

последствий (канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие). Иными 

словами, безопасными можно считать условия внешней среды и продукты 

питания, не оказывающие вредного, неблагоприятного воздействия на 

здоровье настоящего и будущих поколений.

Разработка методов анализа и исследования агроэкосистем, их 

компонентов, вредных веществ один из очень важных разделов 

экологической агрохимии, в котором она тесно взаимодействует с 

аналитической, физической химиями и другими областями знаний. По 

существу, развитие этого направления (эффективность и надежность методов 

исследования, их трудоемкость и т. д.) во многом определяет точность 

результатов исследований,
а также безопасность сельскохозяйственной 

продукции.

Перед специалистами в области охраны окружающей среды стоят 

ответственные задачи по
рациональному и экологически безопасному 

применению средств химизации при возделывании сельскохозяйственных 

культур по современным перспективным технологиям, по повышению 

плодородия почв и продуктивности земледелия. Поэтому они должны четко 

представлять возможности и владеть методами эколого-агрохимического 

анализа, чтобы творчески внедрять достижения современной науки в области 

химизации в земледелие.

В настоящем издании представлена стройная система теоретических 

методов
и 
практических
рекомендаций, 
имеющих 
единую 
цель 
–

активизировать 
самостоятельную 
работу 
студентов 
при 
выполнении 

лабораторного практикума. Оно знакомит будущих специалистов с 

принципами и особенностями визуальных наблюдений, инструментальных 

методов анализа в связи с возможностями лаборатории агрохимического 

анализа, предоставляемыми Инновационным образовательным проектом.

Настоящее учебное пособие рекомендуется для использования при 

подготовке 
студентов,
обучающихся
по 
специальностям 
020802.65 

Природопользование, 110201.65 Агрономия, 110203.65 Защита растений, 

250203.65 Садово-парковое и ландшафтное строительство и направлениям 

020800.62 
«Экология 
и 
природопользование» 
Бакалавр 
экологии 
и 

природопользования, 110200.62 «Агрономия» Бакалавр сельского хозяйства, 

110100.62 «Агрохимия и агропочвоведение» Бакалавр сельского хозяйства, 

110200.68 Магистр сельского хозяйства, а также в качестве практического 

руководства по проведению агрохимических анализов в подразделениях 

агрохимслужбы.

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В 

ЛАБОРАТОРИИ АГРОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Цель занятия:
ознакомление с техникой безопасности при работе в 

агрохимической лаборатории и правилами оказания первой помощи.

Сотрудники лаборатории кафедры агрохимии и физиологии растений и 

студенты, выполняющие на кафедре практикум по экологической агрохимии, 

имеют дело с электронагревательными приборами, химической посудой, 

реактивами, огнеопасными и сильнодействующими веществами.

Многие из данных 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.

Чтобы предотвратить 
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, 

несоответствующие напряжению сети;

- использование нагревательных приборов на рабочих местах без 

подкладки толстого листа асбеста или другого теплоизоляционного 

материала;

- оставлять включенными без присмотра электрические и газовые 

приборы;

- при работе с огнеопасными веществами (серный эфир, спирт, бензин и 

другими) 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.

При возникновении пожара следует очень быстро удалить из помещения 

все горючие жидкости, кроме того, надо предусмотреть, чтобы находящиеся 

вблизи стальные баллоны 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 другие), 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 другими) 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 сильного предварительного разбавления.

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.

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 

лица 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.

Таблица 1 - Первая помощь при несчастных случаях в химических 

лабораториях

Возможные несчастные 

случаи

Первая помощь

Порезы стеклом
удалить осколки стекла, вытереть рану чистой