Агрохимический анализ в почвенной лаборатории

Смотрите также видео с записью соответствующего вебинара:

Агрохимический анализ почвы — одно из важнейших средств оценки сельскохозяйственного потенциала почвы. Именно он является отправной точкой для определения того, какие действия необходимо предпринять для получения качественного и стабильно высокого урожая.

Определить, достаточно ли в почве полезных веществ, следить за изменением свойств почвы во время развития и роста растений, оценить взаимодействие почвы с применяемыми удобрениями и оптимизировать затраты на систему питания, своевременно вносить необходимые удобрения в достаточном количестве, выяснить, подходит ли конкретный участок для выращивания тех или иных культур – все перечисленные задачи можно решить с помощью агрохимического анализа почвы.

Но при одном условии: анализ должен быть качественный и точный, иначе ложные результаты могут привести к лишним затратам. 

Какие же основные показатели при проведении агрохимического анализа?

• Содержание нитратного и аммонийного азота

Поскольку азот является основным элементом питания растений, он очень важен для формирования наземной их части. В первой половине развития растений предпочтение необходимо отдавать нитратным формам удобрений, а во второй половине – аммонийным.

• Содержание подвижного фосфора

Этот элемент не менее важен, чем азот. Основная функция фосфора – источник энергии. Острая чувствительность растений к фосфору наблюдается в первой половине развития, а именно – в момент укоренения растений, после высадки рассады или прорастания семян.

• Содержание обменного калия

Калий необходим для поддержания оптимального водного режима, устойчивости к низким температурам, недостаткам влаги и для повышения иммунитета растения.

Аграрии часто используют сокращенное название для всех перечисленных параметров: NPK.

Кроме наличия NPK в почве очень важно также сбалансированное количество каждого из перечисленных элементов. Избыток элементов может негативно повлиять на рост сельскохозяйственных культур.

Также стоит выделить важность таких показателей агрохимического анализа, как:

1. Подвижная сера, которая улучшает усвоение соединений азота растениями. Также, как и калий, повышает устойчивость культур к перепаду температур, засухе.
2. Кальций, магний.
3. Микроэлементы: B, Zn, Mg, Cu, Mo.

Автоматизированное решение – альтернатива трудоемкому процессу

Во время проведения анализа согласно основному перечню показателей сотрудниками лаборатории используется большое количество лабораторной посуды, множество специализированного лабораторного оборудования. Стоит также отметить, что для проведения анализа необходимо много места. Кроме того, чтобы увеличить продуктивность лаборатории, необходимо большое количество высококвалифицированных специалистов. Но даже это не исключает возможности допустить ошибку, что влечет за собой погрешности в полученных результатах.

Есть ли альтернатива? Да. Автоматический проточный анализатор San++ производства голландской фирмы Skalar, которая уже более 50 лет разрабатывает и производит ряд высокотехнологических анализаторов для автоматизации химического анализа почв, растений, удобрений согласно стандартным методам анализа ISO, DIN и др.

Компания была основана в 1965 году как производитель лабораторного и промышленного оборудования. На сегодняшний день Skalar – это многонациональная организация с представительствами во всем мире, а компания «ХИМЛАБОРРЕАКТИВ» является  её официальным и эксклюзивным дистрибьютером на территории Украины.

Проточный анализатор San++ уже более 50 лет используется в сельском хозяйстве для автоматизации контроля таких показателей:

• Азот
• Фосфор
• Калий
• Аммиак (TKN, UV-N)
• Бикарбонат
• Бор
• Кальций
• Углевод (ВБ)
• Хлорид
• Медь
• Цианид
• Растворенный органический углевод
• Сероводород
• Марганец
• Молибден
• Нитрат
• Нитрит
• Фенол
• Фосфат (TP, UV-P)
• Натрий
• Силикат
• Сульфат
• Мочевина
• Цинк
• Железо
• Магний

Быстро, точно, надежно – так коротко можно описать работу данных систем в лабораториях.

Автоматический проточный анализатор San^series был разработан как модульная система, отвечающая требованиям лабораторий, работающих как с малыми, так и с большими количествами проб. В одной пробе одновременно можно определять до 16-ти аналитических параметров в зависимости от конфигурации системы. Система San++, как и все продукты компании Skalar, разработана и производится в соответствии с требованиями ISO 9001.

Поскольку анализ проб осуществляется в потоке, это существенно уменьшает количество реактивов для анализа, что в свою очередь снижает количество расходов на реактивы в целом.

Принцип работы и модульный принцип системы San++

В начале анализа заранее подготовленный экстракт образцов через иглу, размещенную на пробоотборнике, автоматически подается на химическую секцию. После отбора пробы игла автоматически промывается в емкости для полоскания, чтобы предотвратить смешивание образцов.

Пузырьки воздуха, которые возникают вследствие работы насоса, делят каждый образец на отдельные сегменты и действуют как барьер между образцами, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение.

Далее образец распределяется на модули для анализа, которые размещены на химической секции. Помимо образца и пузырьков воздуха на каждом модуле к пробе подаются необходимые реагенты для каждого анализа.

Этот поток реагентов и образцов объединяется и переносится в трубки, а затем смешивается в стеклянных спиралях. Трубка, по которой проходит образец из одной части анализатора к другой, служит для осуществления различных функций, таких как дистилляция, диализ, экстракция, ионный обмен, подогрев. Пузырьки воздуха способствуют смешиванию, создавая турбулентный поток.

После реакции полученный раствор измеряется в проточном детекторе. Исследуемые образцы и стандартные образцы обрабатываются в точности идентичным способом, что в свою очередь минимизирует погрешность метода определения в целом.

Для простоты всю систему можно разделить на три основные составляющие: автоматический дозатор пробы (пробоотборник), химическая секция, ПО.

Модульная структура и возможность дооснащения и перестройки системы делает ее наиболее мощной, гибкой и при этом надежной и простой в применении.

Рассмотрим более детально каждую секцию.

Автосамплер

Автосамплеры от Skalar представлены широкой линейкой для любой рабочей нагрузки и объема образца. При необходимости оснащаются несколькими иглами для одновременного анализа образцов различных матриц.

Автосамплеры SA1100 и SA1150 вмещают 2x50 позиций для образцов. Десять позиций выделены для рабочих стандартов. Кроме того, они могут быть оборудованы второй иглой для дозирования двух образцов одновременно или увеличения количества позиций для образцов до выборки образцов.

Наиболее популярный в анализе почвы управляемый компьютером автосамплер, серия 1050 предназначен для 140 образцов с отдельными позициями для стандартов и контрольных образцов, дополнительной разбавляющей станцией для автоматического разведения образцов как до, так и после анализа и автоматического приготовления стандартов. Опционально автосамплер оснащен мешалкой, которую рекомендуется использовать для анализа общего растворенного азота и общего растворенного фосфора.

Автосамплер 1074 рассчитан на 300 образцов, а 1075 – до 576 образцов. К данным видам автосамплеров опционально можно использовать автоматическую станцию разбавления проб до и после анализа, для отбора проб используется от 1 до 4 игл, имеется встроенный промывочный насос, автоматическая мешалка и считыватель штрих-кодов, а также штативы, изготовленные под контейнеры пользователя.

Химическая секция

Второй элемент в системе: химическая секция. Система San++ может быть оснащена одной или двумя химическими секциями.  Химическая секция состоит из перистальтического насоса, инжектора воздушных пузырьков с отдельным воздушным компрессором, аналитических модулей, встроенных в линию реакторов для нагрева образцов, детекторов для определения.

Система San++ может быть укомплектована тремя или пятью аналитическими модулями на одной химической секции. Модули могут быть предназначены для анализа одного параметра или нескольких параметров последовательно. В каждый модуль включены все необходимые компоненты, которые являются частью конкретного химического метода.

Например, аналитическая секция для определения нитратной формы азота включает спираль для перемешивания образца с реагентами, кадмиевую колонку для восстановления в линии нитратной формы до нитритной, второй этап смешивания образца после восстановления с реагентами, спираль для взаимодействия в потоке и выход на детектор.

На химической секции в каждом модуле могут размещаться согласно методике анализа нагревательные элементы, диализаторы, спиральные трубки для смешивания образцов с реагентами.

Особое внимание следует обратить на возможность установки диализаторов, так как их использование в анализе почвы нивелирует вероятность попадания остатков почвы из экстрактов в проточную систему анализа: спиральные трубки, кюветы для измерения.

Детекторы

Компания Skalar разработала широкий спектр проточных детекторов для анализатора San++. Благодаря применению последних доступных технологий в анализаторе San++ он имеет высокую чувствительность и низкие пределы обнаружения и может обрабатывать самые сложные матрицы. Большинство методов включают колориметрическое детектирование, однако имеется ряд других детекторов, таких как, например, пламенный детектор, который используют в модели для анализа содержания калия.

Программное обеспечение

Программное обеспечение Анализатор San++ контролируется программой FlowAccess Skalar™, совместимо с Windows ® XP, Vista или Windows 10. Точная обработка данных, подготовка отчетов, автоматизированный контроль качества всех функций, включая CLP-протоколы и интеграцию в систему LIMS, прекрасно вписываются в современную лабораторию.

Могут быть заданы различные уровни доступа для предотвращения несанкционированного входа в программу.

Основной экран управления схематично отражает анализатор San++, в том числе автосамплеры, химические модули, методы и детекторы. Программное обеспечение разработано, чтобы обеспечить мгновенный контроль над всеми частями анализатора.

В ходе анализа можно просмотреть все пики анализа. Пометка пика, данных образца, дополнительная информация, включая результаты расчета, отображаются на графике. Кроме результата анализа ПО автоматически проводит полную статистическую обработку данных на основе ISO 8466 и контроль качества согласно протоколам контроля качества CLP.

Перед тем как начать анализ, необходимо создать таблицу. Для быстрого создания таблицы можно использовать Мастер таблиц. Таблицы с образцами могут быть также загружены из файла LIMS или ASCII/Excel.

Преимуществ системы San++:

• Возможность проведение сложных анализов, таких как диализ, экстракции в потоке
• Продуманная до мелочей конструкция – для получения точных, надежных и быстрых результатов
• Высокая чувствительность всей системы
• Мощное ПО для контроля всех этапов анализа – от отбора пробы до создания отчетов результатов с полной статистической обработкой данных

Рассмотрим стандартную конфигурация для анализа образцов почвы на определение основных параметров NPK

Роботизированная система состоит из автосамплера на 140 образцов, химической секции с модулями для анализа на содержание аммонийного азота, нитратной и нитритной форм азота, ортофосфатов, а также пламенного фотометра, ПО компьютера, принтера.

Если необходимо делать определение общего азота и общего фосфора, то предварительно образцы почвы необходимо минерализировать. После чего на модуле для определения аммонийного азота возможно провести анализ с экстракта на содержание общего азота, соответственно на модуле для определения фосфатов после минерализации образцов можно проводить анализ на содержание общего фосфора.

Продуктивность представленной системы – около 500 образцов в день.

Для сравнения: в лаборатории ручным методом определения на анализ содержания аммонийного азота на одну пробу уходит два рабочих дня.

Опционально возможно адаптировать процедуру анализа в соответствие с методами, используемыми в конкретной лаборатории.

Подводя итог, можно сказать, что для понимания «полной картины ситуации на поле» необходимо провести агрохимический анализ почвы и узнать уровень содержания азота, фосфора, калия, знать кислотность почвы, учесть все нюансы, чтобы максимально использовать потенциал растений, плодородие почвы и эффективность от внесения удобрений, а в конечном результате – получить хороший урожай. Учитывая необходимое количество анализов для получения «полной картинки», лучшим помощником в любой агрохимической лаборатории будет система проточного анализа San++.

Полная автоматизация процессов анализа проб приводит к высокой производительности и точности результатов за счёт минимизации ошибок оператора.
Быстро, точно, надежно – так коротко можно описать работу данных систем в лабораториях.

Автоматизация экономит время анализа, поскольку различные показатели могут быть проанализированы из одного экстракта образца параллельно на разных модулях, кроме этого, автосамплеры могут быть оснащены несколькими иглами для отбора, что также увеличивает пропускную способность системы.

Благодаря встроенным в химические модули диализаторам нет необходимости тратить много времени на глубокую фильтрация проб, что требуется при проведении анализа на данные показатели вручную.

Благодаря модульному принципу система может быть скомплектована в соответствии с индивидуальной потребностью клиента и в соответствии с методами анализа, которые на указанные параметры используются в лаборатории.

Кстати, подобные системы для анализа проб почвы есть не только в иностранных лаборатория контроля качества, например, «Еврофинс», но также и в  Украине.

Видео, как работает автоматическая система San++, можно посмотреть по ссылке.

Обращайтесь к нам и убедитесь, что качественная система для анализа почвы по доступной цене – это выгодная инвестиция для развития Вашего агробизнеса!

Если у Вас возникли вопросы, обращайтесь к специалистам ХЛР: info@apk.hlr.ua, +380 (67) 218-71-98.