BİTKİ ÖRNEKLERİNDE ÇEŞİTLİ ELEMENTLERİN

ANALİZİ

HAZIRLAYANLAR; MELİKE TÜTER & ZEHRA TEMEL

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: 1. 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. 

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

Bitki TürüGelişme Dönemi Numune Alınacak Kısım Adet

Mısır

Fide<30cm Üst aksamın tümü 20-30

Tepe püskül öncesi Tepe yaprakların çıktığı noktanın hemen altında gelişmiş en genç yaprağın tümü

15-25

Koçan püskül çıkışına kadar Koçanın çıktığı boğumdaki yaprağın tümü 15-20

Fasulye grubu Fide < 30cm Üst aksamın tümü 20-30

Çiçeklenme öncesi veya başlangıcı Uçtaki gelişmiş 2-3yaprak 20-30

Tahıllar Fide<30cm Üst aksamın tümü 50-100Başaklanma öncesi Tepeye en yakın olgunlaşmış 4 yaprak 40-50

Mera ve Yem Bitkileri

Başaklanma öncesi En yukarıdaki olgunlaşmış 4 yaprak 40-50

Yonca Çiçeklenme öncesi veya sırasında Bitkiboyununtepedenitibaren1/3olgunlaşmışyaprakayası

40-50

Şeker Pancarı Mevsim ortası Merkezdeki en genç yaprak ile dıştaki en yaşlı yaprak arasında kalan gelişimini tamamlamış genç yapraklar

30-40

Pamuk İlk çiçek öncesi veya ilk tarak görülünce Ana gövdede gelişimini tamamlamış en genç yaprak

30-40

Patates Çiçek öncesi veya başlangıcında Büyüme ucundan itibaren 3-6 yaprak 20-30

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

Bitki TürüGelişme Dönemi Numune Alınacak Kısım Adet

Domates Çiçeklenme öncesi veya sırasında Büyüme ucundan itibaren 3. veya 4. yaprak

20-25

Fasulye İlk çiçek öncesi veya başlangıcında

Bitkinin tepesinde tamamen gelişmiş 2-3 yaprak

20-30

Yapraklı sebzeler Gelişme dönemi ortası Olgunlaşmış en genç yaprak 35-50

Bostan Meyve tutumu öncesi gelişme dönemi başlangıcı

Ana gövdede yukarı doğru bölümdeki en genç olgun yaprak

20-30

Bezelye İlk çiçeklenme sırası veya öncesi Tepeden itibaren 3. boğumdaki yaprak

30-60

Kök sebzeleri Kök ve baş irileşmeden önce Olgunlaşmış en genç yaprak ve sapı

20-30

Lahana, marul vs Baş oluşumundan önce Ortadan itibaren dışa doğru olgunlaşmış en genç yaprak

10-20

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

Bitki TürüGelişme Dönemi Numune Alınacak Kısım Adet

Sert ve Yumuşak çekirdekliler

Gelişme dönemi ortası Aynı yılın sürgünlerinden en aşağısına yakın yapraklar ağacın dört yönünden

50-100

Ceviz Çiçeklenmeden 6-8 hafta sonra Terminal sürgünlerdeki yapraklar üzerinde ortadaki yaprakçık çifti

30-45

Turunçgiller Gelişme mevsimi ortası (Eylül-Kasım) O yılın en son gelişmiş ve meyvesiz sürgünlerdeki olgunlaşmış genç yapraklar

20-30

Asma

Çiçeklenme dönemi sonu Meyve salkımlarına bitişik yaprakların sapı

60-100

Gelişme mevsimi ortası Yan sürgünlerdeki en genç olgunlaşmış yapraklar

20-40

Çay Çiçeklenme zamanı Bitkinin tepesindeki ilk 2-4 yaprak ayası

30-45

Çilek Gelişme dönemi ortası Gelişmesini tamamlamış en genç yapraklar

30-45

Zeytin Çiçeklenmeden 6 hafta sonra Sürgünlerin ortasındaki olgun yaprak çiftleri

50-100

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.

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 HCl ile 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).

Bitki Örneklerinin Kurutulması ve Öğütülmesi

Alınan bitki örnekleri en kısa sürede 60 C’de 0sabit 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.

Bitki Örneklerinin Yakılması

En çok kullanılan yöntemler Kuru yakma ve Yaş yakma yöntemleridir. Bu yöntemler analize bitkiye göre değişiklik gösterir. En çok kullanılan yöntem yaş yakma yöntemidir.

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.

•Kurutulmuş ve öğütülmüş bitki örneğinden 0.5-2.0 gr tartılarak 150 ml’lik Erlenmayere 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.

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 (aqua regia) 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.

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.

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’lik erlen mayer 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.

BİTKİ ÖRNEKLERİNDE TOPLAM FOSFOR ANALİZİ

• Yöntemin Esası; Vanadat ve molibdat oksijenlerinin, PO4 ile yer değiştirmeleri sonucu oluşan kromojenik heterepoli 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.

• Karışım Asidi: %5’lik Amonyum molibdat çözelitisi 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.

• 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.

KALSİYUM TAYİNİ• Bitkide kalsiyum analizinin temel prensibi, yaş yakma

yöntemi ile yakılmış bitki örneğinin ışık absorbsiyon flame fotometre veya atomik absorbsiyon spektrofotometresi ile ölçülmesine dayanır.

Atomik absorbsiyon spektrofotometresi

Flame fotometresi (alev fotometresi)

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

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. Güray Kutbay, Mahmut Kılınç, Palme Yayıncılık Ders Kitapları