BİTKİ ÖRNEKLERİNDE ÇEŞİTLİ ELEMENTLERİN ANALİZİ

1. BİTKİ ÖRNEKLERİNDE ÇEŞİTLİ ELEMENTLERİN ANALİZİ HAZIRLAYANLAR; MELİKE TÜTER & ZEHRA TEMEL

2. BİTKİ ÖRNEKLERİNİN ALINMASI VE YIKANMASI Bitki örnekleri amaca uygun şekilde alınmalıdır. Ayrıca örnek alırken bilhassa mikro element tayinleri için, kesinlikle metal kesiciler kullanılmamalıdır. Örnekler sağlıklı ağaçlardan alınmalı, semptomlu ağaçlardan ayrıca örnek alınmalıdır. Örnek alınacak: Bitkinin bölümü, 2. Bitki sayısı, 3. Bahçe ise ağaçların yaşı, gelişme durumları, anaç çeşidi, 4. Örnekleme zamanı, 5. Genotip farklılıklar gözetilerek dikkatli bir şekilde belirlenmeli ve tarladaki bitkilerin 20-80 dekarından bahçedeki ağaçların en az % 20’sinden örnek alınmalıdır. 

3. Tarla bitkileri için en uygun örnek alma zamanı: Çizelge 1. Tarla bitkilerinden  numunelerin alınacağı dönem, kısım ve miktarları

4. Çizelge 2. Sebzelerden alınacak numunelerin alınacağı dönem, kısım ve miktarları

5. Çizelge 3. Çok yıllık bitkilerin numunelerinin alınacağı dönem, kısım ve miktarları

6. 1. Yapraklar ağacın dış yüzeyindeki sürgünlerden doğu, batı, kuzey, güney yönlerinden alınmalıdır. 2. Yapraklar sapı ile beraber alınmalıdır. Yaprak Örneği Alınırken Dikkat Edilecek Hususlar Alınan yaprak örneklerinin genotip (tür ve çeşit) özellikleri aynı olmalıdır. Karışık olarak örnek alınmamalıdır. Özellikle meyve ağaçları bir bahçede farklı yaşlarda bulunabilir. Örneğin 5 ile 25-30 yaşındaki ağaçların yaprakları karıştırılarak örnek alınmamalıdır. Ancak 15-20-25 yaşlarında olanların yaprakları karıştırılabilir. Hastalık ve ölü bitki bölümleri örnek olarak alınmamalıdır. Böcekler tarafından ve mekanik olarak zarar görmüş bitki yada bitki bölümleri ve yapraklardan örnek alınmamalı. Düşük ve yüksek sıcaklık ile su noksanlığı gerilimine ya da suyun fazlalığı durumu ile karşılaşmış bitkilerden de örnekleme yapılmamalıdır. Bir bahçede bir örnekleme biriminin temsil ettiği alan 20 dekarı geçmemelidir. Bahçe toprak tipi bakımından farklılık arz ediyorsa, farklı olan her bir kısım ayrı bir örnekleme birimi olarak seçilmelidir. Yapraklar günün herhangi bir zamanında alınabilir. Bununla birlikte yapraklar ıslak olmamalıdır.

7. Mikroelement analizlerinde toz, toprak, gübre ve püskürtülen ilaçların neden olduğu bulaşma büyük önem taşır. Bu nedenle bitki örneklerinin yıkanması gerekir. Bitki örneklerinin tümünün yıkanması için kullanılabilecek tek bir yıkama çözeltisi henüz geliştirilememiştir. Ancak demir analizinden önce 0.2 N HClile bitki örneklerinin yıkanması önerilmiştir. Bu arada çeşitli araştırıcılar tarafından bitki örneklerinin yıkanması için % 2’lik asetik asit çözeltisinin ve % 0.1 Teepol (sodyum yüksek alkali sülfat) deterjan çözeltisinin başarı ile kullanılabileceği ileri sürülmüştür (Kaçar, 1984).

8. Bitki Örneklerinin Kurutulması ve Öğütülmesi Alınan bitki örnekleri en kısa sürede 60 ̊C’de sabit ağırlığa gelene kadar kurutulmalıdır. Daha yüksek sıcaklıklarda özellikle uçucu bileşikler kaybolduğundan kurutma yapılmamalıdır. Kurutmadan sonra bitki örnekleri bitki değirmeninde öğütülmelidir. Bu amaçla homojenizatör veya blender da kullanılabilir. Burada önemli olan bitki örneklerinin mümkün olduğu kadar ince öğütülmesidir.

9. Bitki Örneklerinin Yakılması En çok kullanılan yöntemler Kuru yakma ve Yaşyakma yöntemleridir. Bu yöntemler analize bitkiye göre değişiklik gösterir. En çok kullanılan yöntem yaş yakma yöntemidir.

10. Yaş Yakma Yöntemi • Yaş yakma yönteminde organik aksamın parçalanması ve yakılması, sıvı bir ortamda Erlenmayer içerisinde ve bir hot plate (ısıtıcı tabla), basınca dayanıklı kapalı bir kapta veya mikrodalga fırında basınçlı veya basınçsız olarak gerçekleşmektedir. • Yaş yakmada çoğunlukla Nitrik asit (HNO3), Perklorik asit (HCIO4) ve Sülfürik asidin (H2SO4), Hidrojen peroksit (H2O2) içeren veya içermeyen Nitrik-Perklorik asit, Nitrik-sülfirik-perklorik asit vb gibi çeşitli asit karışımları kullanılmaktadır. • Yaş yakma işleminde organik aksamın parçalanması için oksijen nitrik asit tarafından sağlanır ve düşük sıcaklıkta yapılmalıdır. • Perklorik asit kimi organik bileşikleri daha basit bileşiklere parçalanmasını sağlayarak bunların nitrik asit tarafından kolaylıkla yükseltgenmelerini sağlar. • Perklorik asidin diğer bir görevi de nitrik asit ile sülfürik asidin yalnız kullanılmaları durumunda yakma durumunda oluşabilecek köpürmeyi ve kabarıp taşmayı önlemektir.

11. Kurutulmuş ve öğütülmüş bitki örneğinden 0.5-2.0 gr tartılarak 150 ml’likErlenmayere konur. Üzerine 12 ml karışım asidi (4 kısım Nitrik asit : 1 kısım Perklorik asit) ilave edilir. Hafifçe çalkalanır, Erlenmayer üzerine küçük huni konulur ve çeker ocak içinde hot plate üzerinde önce düşük sıcaklıkta sonra sıcaklık yavaş yavaş 150-200 o C’ye yükseltilir. Yakma sırasında Erlenmayer hafifçe çalkalanarak yerleri değiştirilir. Ortamda nitrik asidin büyük kısmı uzaklaştıktan sonra erlenmayerin içinde açık-sarı bir renk oluşur. Perklorik asidin organik aksamı parçalamasıyla renk açılır. Perklorik asidin yoğun beyaz dumanları Erlenmayerin içini tamamen kapladıktan sonra en az 30 dakika yakmaya devam edilir. Yakmanın sonunda Erlenmayerin içinde yaklaşık 1-1.5 ml kadar beyaz renksiz sıvı (aksi durumda kuruma sonucu kükürt ve fosfor yitmesi olabileceği gibi, patlama da olabilir) kaldığında yakma işlemi tamamlanır. Yeterince soğuduktan sonra Erlenmayer üzerindeki küçük hüni, içinde sıcak saf su bulunan bir pisetle yıkanarak Erlenmayerin içine aktarılır. Erlenmayer içindeki yanmış örnek 3-4 kez 15-20 ml kadar sıcak su ilave edilerek filtre kağıdından balon jojeye süzülür. Balon jojeler oda sıcaklığına geldiğinde oda sıcaklığındaki saf su ile çizgisine tamamlanır.Yaş yakma yapılmış bu örneklerde makro ve mikro elementlerin ağır metallerin belirlenmeleri yapılabilir.

12. Kuru Yakma Yöntemi Kurutulmuş ve öğütülmüş ve bitki örneğinden 0.5-1.0 gr örnek porselen (krozelerin büyüklüğü örnek miktarı ile orantılı olmalıdır) krozeye tartılır. Kül fırınına konularak, önce düşük sıcaklıkta sonra yavaş yavaş sıcaklık artırılarak 500-550 o C’ye yükseltilir ve yaklaşık 2-2.5 saat kadar örnekler yakmaya bırakılır. Genellikle 500-550 o C’de iyi bir kül elde edilebilir. Bu nedenle daha yüksek sıcaklıktan kaçınılmalıdır. Aksi durumda asitte çözünmesi çok zor olan kül elde edilir. Krozenin içinde yanan materyal, gri veya griye yakın renk aldığında yakma işlemi biter. Krozeler soğuduktan sonra krozenin içindeki örnek hafifçe nemlendirilir (kül uçmasın diye) krozenin içine 1:1 oranındaki HCl’ten 3 ml ilave edilerek sıcak su ile krozenin içi yıkanarak balon jojeye süzülür ve oda sıcaklığında soğuyan örnekler saf su ile çizgisine tamamlanır. Bazen 3N HCI çözeltisi yerine 3N HNO3 yada sulandırılmış Kral suyu (aquaregia) çözeltileri de kullanılabilir, süzülerek çizgisine tamamlanır. Belirlenmek istenen elementler (N hariç) bu süzükten belirlenebilir. Yüksek oranda şeker ve yağ içeren (C içeriği yüksek) bitki örneklerinin yakılması için yakma düzenleyici kimyasal maddelerin kullanılması gerekir. Sık kullanılan yakma düzenleyiciler: % 10’luk H2SO4 Konsantre HNO3 ve % 7’lik Magnezyum Nitrat (Mg(NO3)2.H2O) çözeltisidir. Özellikle Zn ve diğer Mikro element belirlemelerinde hataya yol açması nedeniyle Silisyum içeriği yüksek olan örnekler kuru yakma yöntemiyle yakılmamalıdır.

13. BİTKİDE TOPLAM AZOT ANALİZİ Toprak analizinden farklı olarak burada bitki örneğinden yalnızca 1 gr. alınır. Diğer işlemler sırasıyla aynen uygulanır. Analizin Prensibi: Bitkideki azotun konsantre sülfürik asit (H2SO4) ile yakılarak NH4’e (amonyum) çevrilmesi, amonyumun da alkali ortamda destilasyonu sonucunda ortaya çıkan amonyağın (NH3) titrimetrik olarak belirlenmesidir.

14. Öğütülmüş bitki örneğinden 1 g. Kjeldahl tüpüne aktarılır. Üzerine 1 kaşık karışım tuzu veya 1-2 adet bakır parçası ilave edilir. 15 ml. Sülfürik Asit ilave edilerek yakma cihazına yerleştirilir. Sıcaklık 400˚C’yi aşmayacak şekilde 2-2,5 saat yakılır. Başlangıçta bitki, tuz ve asit karışımı siyaha yakın bir renktedir. Yakmanın sonucunda tüpteki karışımın rengi açık gri veya kirli beyaza döndüğünde yakma işlemi sona erer. Kjeldahl tüpündeki örnek ılık duruma geçinceye kadar soğumaya bırakılır. Üzerine 50 ml.saf su ilave edilir. 250 ml’likerlenmayer içerisine önlük olarak %2 ‘lik borik asitten 50 ml konur. Ortamı alkali yapacak kadar NaOH çekilir. Erlenmayerde 150-200 ml ekstraksiyon birikene kadar destilasyon devam eder. Başlangıçta kırmızı renkli olan önlük amonyum borat oluşumuyla açık yeşil renge döner. Normalitesi belli sülfürik asit ile titre edilir. Açık yeşil olan renk başlangıçtaki kırmızı renge dönünce titrasyona son verilir. Formülden % total azot hesaplanır.

15. BİTKİ ÖRNEKLERİNDE TOPLAM FOSFOR ANALİZİ • Yöntemin Esası; Vanadat ve molibdat oksijenlerinin, PO4 ile yer değiştirmeleri sonucu oluşan kromojenikheterepoli bileşiğinin meydana getirdiği sarı rengin intensitesinin ölçülmesidir. • Kullanılan Kimyasal Maddeler • Amonyum molibdat çözeltisi (%5 lik) ; 50 g kimyaca arı amonyum molibdat (NH4)2Mo7O24.4H2O , 800 ml saf suda çözülür.Çözünmeyi kolaylaştırmak için gerekirse 50˚C’ye kadar ısıtılır.Oda sıcaklığına gelince 1000 ml’ye tamamlanır. • Amonyum vanadat çözeltisi (% 25’lik); 2,5 g amonyum metavanadat , NH4VO3, 1000 ml’lik balon joje içersinde 500 ml kaynar saf suda çözülür.Oda sıcaklığına ulaşana kadar soğuduktan sonra üzerine 350 ml konsnatre HNO3 (d= 1,41) ilave edilir ve çalkalanır.Soğuduktan sonra litreye tamamlanır.

16. Karışım Asidi: %5’lik Amonyum molibdatçözelitisi ile %0,25’lik amonyum vanadat çözeltisi 1:1 oranında karıştırılır.bu karışım taze (günlük) olarak hazırlanmalıdır. • Fosfor Stok Çözeltisi: Kimyaca saf (ekstra pure) 40˚ C’de kurutulmuş 0,2194 g KH2PO4 1 litrelik balon jojede çözülür. Bu stok çözelti 50 mg/lt P içermektedir. • Standart Seriler: Genellikle 0-5-10-15-20-25 ppm veya 0-4-8-12-16-20-24 ppm’lik hazırlanabilir.

17. Analizin Yapılışı: Yaş veya kuru yakma işlemi ile elde edilmiş bitki çözeltisinden 10 ml alınarak cam tüp içerisine koyulur.Üzerine 4 ml. karışım asidi ilave edilir.Aynı işlem standart seriler için de yapılır. Renklemesi için 10 dk. beklenir.Oluşan sarı renk bu süre sonunda stabil hale gelmiştir. Sarı rengin intensitesi 430 nm dalga boyunda kolorimetre veya spektrofotometre de belirlenir. • Hesaplama:Kurve Faktörü veya Grafik Yönteminden yararlanılır.

18. KALSİYUM TAYİNİ • Bitkide kalsiyum analizinin temel prensibi, yaş yakma yöntemi ile yakılmış bitki örneğinin ışık absorbsiyonflame fotometre veya atomik absorbsiyonspektrofotometresi ile ölçülmesine dayanır. Atomik absorbsiyonspektrofotometresi

19. Flame fotometresi (alev fotometresi)

20. Bitki örneklerinde diğer elementlerin ( Cu, Zn, Mg, Mn, K, Na ) belirlenmesi de yine yaş yakma veya kuru yakma sonrası flame fotometre veya atomik absorbsiyonspektrofotometresi ile ölçüm yapılmasına dayanır.

21. KAYNAKLAR • http://www.belgeler.com/blg/28h5/bitki-besleme-uygulama-ii • http://www.biyotar.com.tr/icerik.aspx?cID=59 • Bitki Ekolojisi ve Bitki Sosyolojisi Uygulamaları, Ali Bilgin, Erkan Yalçın, H. GürayKutbay, Mahmut Kılınç, Palme Yayıncılık Ders Kitapları