אנליזה של מאקרו אלמנטים בדשנים באמצעות טיטרציה תרמומטרית

ערכה: דרינה מסטמן רוזן, ד"ר גוליק פתרונות מדעיים

דרינה מסטמן רוזן

חקלאות ללא דשן כבר אינה אפשרית – ללא דשנים לא ניתן היה לתמוך באוכלוסייה העולמית, המוערכת כיום בכ -7.9 מיליארד בני אדם. הדשן מספק לצמחים חומרים מזינים הנחוצים מאוד לצמיחה אופטימלית. הדשן האידיאלי תלוי לא רק ביבול, אלא גם בקרקע וכדי להשיג את התוצאות הטובות ביותר, מידע על הרכב הדשן הוא חיוני ביותר.


דשנים שונים לצרכים שונים

ניתן לסווג דשנים בדרכים שונות, אחת מהן היא סיווג לפי המקור. דשן המופק מצמחים ו/או מבעלי חיים נקרא בדרך כלל "דשן אורגני", בעוד שדשנים המתקבלים ממלחים או עפרות מינרליים נקראים "דשן אנאורגני".

הסיווג הנפוץ ביותר של הדשנים האנאורגניים מבוסס על ההרכב התזונתי שלהם. סיווג לפי הרכב חומרים מזינים מאפשר לחקלאים לבחור את הדשן האופטימלי לקרקע ולגידולים שהם מגדלים. קיימים דשנים המכילים חומר מזין יחיד בלבד, לדוגמה אמוניום חנקתי או סופר -פוספט.

נפוצים יותר הם דשנים המכילים שני חומרים מזינים או יותר, לדוגמה פוספט מונואמוניום או דשן NPK(חנקן-פוספט-אשלגן).


* חנקן, זרחן ואשלגן הינם מאקרו-אלמנטים העיקריים הנדרשים לגידול של הצמחים. גופרית, סידן או מיקרואלמנטים אחרים כמו בורון גם חיוניים לצמחים, אבל בכמויות קטנות יותר.


למה צריך לבדוק את הרכב הדשנים?

בחירת ההרכב האידיאלי של הדשן היא חיונית לצמיחה הנכונה. מצד אחד חשוב שהגידולים לא יסבלו ממחסור בחומרים מזינים, אולם עודף דישון עלול להזיק.

יתר על כן, שחרור של יותר מדי דשן בו זמנית עלול להוביל לזיהום סביבתי לא רצוי. לפיכך נדרשים יצרני הדשן לציין את כמות הנוטריאנטים בתוך מוצריהם ולעמוד בדרישות של נורמות שונות מ- ISO, ENו- AOAC הקיימות לצורך קביעת הסטנדרט של נוטריאנטים אלה.


טיטרציה תרמומטרית ככלי לאנליזה של הרכב הדשנים

באופן מסורתי הנוטריאנטים העיקריים בדשנים נקבעים בשיטות אנליטיות כגון gravimetry, photometry או ICP-OES. שיטות אלו דורשות הכנת דוגמאות יקרות וארוכות או שימוש בציוד יקר. פתרון חלופי וזול הינו ביצוע טיטרציה תרמומטרית באמצעות טיטרטור לניתוח אשלגן, זרחן, גופרית, חנקן שמקורו באמוניה ואוריאה ללא צורך בשלבים ארוכים ובזבזני זמן.

לשיטת הבדיקה בטיטרציה תרמומטרית יש מספר יתרונות בולטים:

- אנליזה של מספר האלמנטים עם מכשיר אחד

- אפשרות הוספת האוטומציה לבדיקה של מספר רב של דוגמאות ביום

- תוצאות מהירות עבור כל אלמנט בפחות מ-5 דקות


מה היא טיטרציה תרמומטרית?

טיטרציה תרמומטרית מבוססת על עקרון השינוי באנתלפיה (enthalpy change). בכל ריאקציה כימית מתרחש שינוי באנתלפיה הגורם לשינוי בטמפרטורה. השינוי הזה נמדד במהלך הטיטרציה בעזרת חיישן טמפרטורה עם רגישות גבוהה במיוחד. שינוי מירבי בטמפרטורה קובע את סיום הטיטרציה בצורה מדויקת.


איך הבדיקה מבוצעת

הטיטרציה התרמומטרית מבוצעת עם מכשיר טיטרטור (Titrator) Titrotherm מדגם 859 המיוצר ע"י חברת Metrohm השוויצרית. הפעלת המכשיר וכן עיבוד התוצאות מתבצע בעזרת תוכנה יעודית Tiamo.

באמצעות מכשיר טיטרטור יחיד שמאובזר בסנסור אחד ניתן לבדוק אלמנטים שונים בדוגמאות דשנים.

אנחנו בחברת ד"ר  גוליק  פתרונות מדעיים, הנציגים הרשמיים של חברת Metrohm בישראל, מיישמים שיטות לבדיקת אלמנטים שונים בעזרת טיטרציה תרמומטרית בשימוש במכשיר הטיטרטור:

  • זרחן – מאקרו אלמנט החיוני לפוטוסינטזה ולגידול האופטימלי של צמח. זרחן מספק את האנרגיה הנדרשת למיצוי של חומרי המזון האחרים מהקרקע. השיטה המסורתית לבדיקת הזרחן היא ICP-OES, שיטה שדורשת שימוש בציוד יקר.

  • חנקן שמקורו באמוניה ואוריאה. חנקן הינו מאקרו אלמנט חיוני לצמח מאחר והוא משמש רכיב חשוב לבניית חומצות אמינו (מקור לחלבון) וחומצות גרעין (בניית DNA). בדשנים אנאורגניים חנקן נמצא בצורת אמוניה, ניטראט או אוריאה. בטיטרציה תרמומטרית ניתן להבדיל בין חנקן לבין אוריאה בבדיקה אחת.

  • אשלגן – אחראי על וויסות ממשק המים בצמחים, תורם לעמידות הצמחים בפני הבצורת. שימוש בטיטרטור ובשיטת הטיטרציה התרמומטרית, באה כתחליף האופטימלי, המהיר והזול לשיטת הבדיקה באמצעות טכנולוגיית ICP-OES.

  • גופרית – אמנם גופרית הינה מאקרו אלמנט משני בדשנים, אבל יש לה תפקיד חשוב בצמיחת הכלורופלסט וכזרז לספיחת החנקן. בדשנים גופרית מופיעה בצורת סולפאט ונבדקת באופן מסורתי בשיטה הגרבימטרית. טיטרציה תרמומטרית מהווה תחליף מהיר ומדויק יותר לשיטה זאת.

שימוש במכשיר הטיטרטור וביצוע טיטרציה תרמומטרית, מהווה שיטת אנליזה חלופית, אשר חוסכת בעלויות התפעול ואינה דורשת תחזוקה יקרה וכיולים רבים. הטיטרציה התרמומטרית מספקת פתרון מהיר ורובאסטי לקביעת ריכוז של אלמנטים שונים בדשנים.

חברת ד"ר גוליק פתרונות מדעיים מתמחה בהתאמת הטיטרטור המתאים ואת שיטת הטיטרציה ליישומים רבים, עם ניסיון של למעלה מ -30 שנים. ד"ר גוליק מביאה את היתרונות של ייצוג חברה אמינה ומקצועית בקנה מידה בינלאומי –  ,Metrohmיחד עם חדשנות, מגוון תוכנות מקור מתקדמות, פיתוח שיטות עבודה בטיטרטור, מענה לצרכי הרגולציה ומעל לכל שירות טכני ואפליקטיבי מעולה עם מוניטין של למעלה מ - 30 שנים.
המומחים של חברת ד"ר גוליק פתרונות ישמחו ליישם במעבדתכם גם את הפתרונות האלה.

מידע נוסף וקבלת סיוע בנושא יישומי טיטרציה והשימוש במכשיר טיטרטור, ניתן למצוא באתר