TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 8551:2010 VỀ CÂY TRỒNG – PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ CHUẨN BỊ MẪU

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 8551:2010

CÂY TRỒNG – PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ CHUẨN BỊ MẪU

Plants – Method for sampling and preparing sample

Lời nói đầu

TCVN 8551:2010 được chuyển đổi từ 10 TCN 449-2001 và 10 TCN 450-2001 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

TCVN 8551:2010 do Viện Thổ nhưỡng Nông hóa biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CÂY TRỒNG – PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ CHUẨN BỊ MẪU

Plants – Method for sampling and preparing sample

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp lẫy mẫu và chuẩn bị mẫu cây trồng để xác định hàm lượng các nguyên tố nitơ (N), photpho (P), kali (K), canxi (Ca), magiê (Mg), lưu huỳnh (S), sắt (Fe) và các nguyên tố vết,… cho các khảo nghiệm chẩn đoán dinh dưỡng cây trồng.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4851 : 1989 (ISO 3696 : 1987), Nước dùng cho phòng thí nghiệm phân tích – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng cho các định nghĩa và thuật ngữ sau:

3.1. Mẫu ban đầu (Original samples)

Những mẫu riêng biệt được lấy từ các bộ phận của cây hay từng cây hoặc từng khóm tại các vị trí nghiên cứu (chậu hay ô thí nghiệm).

3.2. Mẫu chung (Mixed samples)

Mẫu hỗn hợp từ các mẫu ban đầu trong phạm vi đại diện của mẫu.

3.3. Mẫu phân tích (Analyzed samples)

Mẫu trung bình được rút gọn tới khối lượng cần thiết cho yêu cầu phân tích.

4. Nguyên tắc

4.1. Mẫu cây trồng phải phù hợp với mục đích phân tích (VÍ DỤ: Mẫu chuẩn đoán dinh dưỡng của cây trồng phải được lấy ở một bộ phận nhất định trong từng thời kỳ thích hợp tùy từng loại cây; Mẫu xác định tổng lượng hút dinh dưỡng của các cây ngắn ngày cần được lấy toàn bộ cây ở nhiều vị trí khác nhau).

4.2. Mẫu phân tích cây trồng phải điển hình, phản ánh thực tế thành phần các nguyên tố của cây trồng trong phạm vi nghiên cứu và đề xuất.

4.3 Mẫu phân tích của cây trồng phải phù hợp với đặc điểm sinh lý của cây. Những quy định về thời kỳ lấy mẫu, bộ phận lấy mẫu của từng loại cây được hướng dẫn trong các quy trình riêng (lấy lá thứ mấy, ở loại cành nào và vào thời điểm nào của thời kỳ sinh trưởng).

4.4. Mẫu phân tích cây trồng phải được lấy trong điều kiện môi trường đồng nhất về nhiệt độ, độ ẩm, cùng thời diểm cố định (thường lấy vào buổi sáng khi đã hết sương, không có mưa, nhiệt độ và cường độ ánh sáng ở mức độ trung bình…).

4.5. Cần chú ý đến thời điểm để lấy mẫu sau các thời kỳ: bón phân, phun thuốc, tưới nước…

4.6. Dụng cụ lấy mẫu, bao gói đựng mẫu, hộp chứa mẫu (bao vải, bao nhựa, bao giấy, hộp nhựa …). Dụng cụ làm sạch mẫu (chậu rửa, bồn rửa…). Đều phải đảm bảo không làm nhiễm bẩn các nguyên tố cần xác định.

4.7. Các mẫu ban đầu phải được lấy ngẫu nhiên, rải đều trên toàn bộ diện tích khảo sát.

4.8. Số lượng và khối lượng mẫu được lấy phải thích hợp tùy theo yêu cầu khảo sát và mức độ đồng đều để xác định.

4.9. Quá trình vận chuyển, xử lý và bảo quản mẫu phải giữ được thực trạng thành phần của các chất cần xác định, không bị biến đổi.

4.10. Nếu cần xác định hàm lượng các nguyên tố N, P, K, Ca, Mg, Fe, S, và các nguyên tố vết thì mẫu cần được sấy khô đến trạng thái khô trong không khí ở tủ sấy có nhiệt độ từ 40^oC đến 50^oC.

4.11. Nếu cần xác định hàm lượng các chất protein, axit hữu cơ, nitrat, nitrit, đường và các vitamin… Cần bảo quản tốt sau khi lấy mẫu (bảo quản tươi ở 5^oC trong suốt quá trình vận chuyển lưu giữ, phải phân tích ngay, trường hợp nếu không phân tích kịp cần cố định mẫu bằng các phương pháp kìm hãm men trước khi lấy mẫu trung bình).

4.12. Biên bản lấy mẫu cần được ghi chép đầy đủ khi công việc lấy mẫu đã hoàn thành (cụ thể: địa điểm lấy mẫu, loại cây, thời kỳ sinh trưởng của cây, thời điểm lấy mẫu, người lấy mẫu…).

4.13. Phương pháp phân hủy mẫu phải được lựa chọn phù hợp với các nguyên tố cần xác định.

5. Dụng cụ, thiết bị

Sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm và các thiết bị, dụng cụ như sau:

5.1. Dao thái cắt mẫu, thuyền tán, dụng cụ phơi mẫu, khăn lau, giấy thấm.

5.2. Tủ lạnh bảo quản mẫu, loại thông thường.

5.3. Tủ bảo quản đông lạnh, nhiệt độ có thể đặt ở âm 20^oC đến âm 40^oC.

5.4. Tủ sấy, có quạt thông gió.

5.5. Máy nghiền thực vật khô, có thể nghiền mẫu nhỏ hơn 1 mm.

5.6. Máy nghiền thực vật tươi.

5.7. Cối, chày mã não.

5.8. Nồi cách thủy.

5.9. Cân, có độ chính xác 0,1 g.

5.10. Cân phân tích, có độ chính xác 0,0001g.

5.11. Lò nung, có điểu khiển nhiệt độ.

5.12. Bếp điện.

5.13. Chén nung (chén sứ hoặc chén bạch kim) có dung tích 50; 100 ml.

5.14. Bếp phân hủy mẫu, có điều khiển nhiệt độ (lò vi sóng phân hủy mẫu – tùy theo trang bị của từng phòng thí nghiệm).

5.15. Bình hoặc ống phân hủy, có dung tích 100; 200 ml.

5.16. Cốc chịu nhiệt, có dung tích 100; 300; 500 ml.

5.17. Bình định mức, có dung tích 50; 100 ml.

5.18. Bình tam giác, có dung tích 50; 100; 250 ml.

5.19. Pipet, có dung tích 1; 2; 5; 10 ml.

6. Thuốc thử

Trừ khi có các quy định khác, trong suốt quá trình phân tích chỉ dùng các thuốc thử tinh khiết phân tích và nước cất tinh khiết, nước cất đạt theo TCVN 4851 (ISO 3696) hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

6.1. Axit sunfuric đậm đặc (H₂SO₄; d = 1,84).

6.2. Axit nitric đậm đặc (HNO₃; d = 1,40).

6.3. Axit peclohydric đậm đặc (HClO₄; d = 1,54).

6.4. Axit clohydric đậm đặc (HCl; d = 1,19).

6.5. Hydroperoxit (H₂O₂ 30%).

6.6. Axit flohydric (HF).

6.7. Axit sunfo salixylic và natri thiosunfat pentahydrat (Na₂S₂O₃, 5H₂O).

6.8. Dung dịch axit clohydric (HCl) 1N: hòa tan 82 ml axit (6.4) vào 500 ml nước sau đó định mức 1 000 ml.

6.9. Hỗn hợp xúc tác: nghiền nhỏ, trộn kỹ 100 g kali sunfat (K₂SO₄) và 1 g selen (Se).

6.10. Hỗn hợp axit sunfo salixylic và axit sunfuric (H₂SO₄): hòa tan 25 g axit sunfo salixylic trong 1000 ml axit sunfuric.

6.11. Nước cất, có độ tinh khiết theo TCVN 4851 : 1989 (ISO 3696 : 1987).

7. Lấy và chuẩn bị mẫu

7.1. Lấy mẫu và xử lý mẫu

7.1.1. Các mẫu ban đầu, sau khi lấy phải được làm sạch bằng cách lau bằng giấy lọc ẩm, những mẫu bị lấm bẩn phải được rửa sạch bằng nước, sau đó thấm khô.

7.1.2. Mẫu, sau khi làm sạch cần lập tức cho ngay vào túi đựng mẫu, đóng kín, ghi nhãn và các thông tin cần thiết, sau đó vận chuyển về phòng thí nghiệm ngay trong ngày.

7.1.3. Cân mẫu tươi, trước khi sấy và cân mẫu khô tuyệt đối trước khi nghiền mẫu để xác định hàm lượng chất khô của cây trồng (nếu có yêu cầu).

7.1.4. Xử lý mẫu cho xác định các nguyên tố cần sử dụng mẫu khô

7.1.4.1. Nhanh chóng hong khô sơ bộ mẫu (có thể phơi nắng).

7.1.4.2. Sấy khô mẫu ở nhiệt độ 70^oC trong tủ sấy có thông gió, cần rải mỏng và đều mẫu trên khay.

7.1.4.3. Sấy mẫu đến khô kiệt.

7.1.4.4. Mẫu sau khi sấy được cắt nhỏ, trộn đều và chọn mẫu trung bình. Mẫu trung bình phải đồng nhất và có khối lượng từ 30g đến 300g.

7.1.4.5. Mẫu được nghiền bằng máy nghiền thực vật khô, qua rây có kích thước lỗ 1 mm.

7.1.4.6. Mẫu xác định các nguyên tố lượng vết cần nghiền bằng cối, chày mã não.

7.1.4.7. Mẫu cây sau khi đã nghiền được trộn đều, đựng trong túi chống ẩm hoặc bình khô có nắp kín, ghi nhãn các thông tin cần thiết. Bảo quản nơi khô, mát, đảm bảo không bị nhiễm bẩn.

7.1.5. Xử lý mẫu cho xác định các nguyên tố cần sử dụng mẫu tươi

7.1.5.1. Cố định bằng hơi nóng

Xếp mẫu thành lớp mỏng trong nồi cách thủy, xông hơi nóng 15 min đến 20 min. Sau đó sấy khô trong tủ sấy có quạt thông gió ở nhiệt độ 60^oC.

7.1.5.2. Cố định bằng nhiệt độ cao của tủ sấy.

Rải mẫu mỏng trên khay, cho vào tủ sấy có nhiệt độ từ 90^oC đến 96^oC, sấy trong 10 min đến 15 min. Sau đó sấy khô trong tủ sấy có quạt thông gió ở nhiệt độ 60^oC.

7.1.5.3. Cố định bằng đông lạnh

Cho mẫu đông lạnh khoảng 60 min ở âm 20^oC đến âm 30^oC. Phương pháp này chỉ kìm hãm men ở nhiệt độ thấp.

7.1.5.4. Cố định bằng dung môi hữu cơ như etanol, ete… Phương pháp này sử dụng để xác định chất không hòa tan trong dung môi đã sử dụng.

7.1.5.5. Các mẫu trước nếu ở trạng thái đông lạnh thì trước khi phân tích được phục hồi về nhiệt độ thích hợp. Mẫu tiếp tục được cắt và nghiền nhỏ tùy theo các yêu cầu phân tích.

7.2. Phân hủy mẫu

7.2.1. Phương pháp tro hóa

Phương pháp này dùng để xác định photpho (P), kali (K), canxi (Ca), magiê (Mg), sắt (Fe), các nguyên tố vết và bo (B). Mẫu được tro hóa trong lò nung ở nhiệt độ (500 ± 50)^oC. Sau đó hòa tan tro trong dung dịch axit.

7.2.1.1. Cân khoảng 0,5000 g mẫu, bằng cân phân tích (5.10) cho vào chén nung.

7.2.1.2. Tro hóa sơ bộ trên bếp điện có cách cát hoặc tấm cách nhiệt, tránh để ngọn lửa cháy bùng. Sau đó cho vào lò nung ở nhiệt độ 450^oC đến 550^oC khoảng 240 min đến 300 min cho đến khi cháy hết chất hữu cơ, mẫu chuyển sang tro màu trắng.

7.2.1.3. Hòa tan tro thu được bằng 10 ml dung dịch axit HCl 1N và chuyển mẫu sang cốc đun, đậy tấm kính và đun khoảng 30 min.

7.2.1.4. Lọc qua giấy lọc, thu dung dịch vào bình định mức 50 ml, rửa giấy lọc 2 lần đến 3 lần bằng nước nóng mỗi lần 5 ml. Sau khi để nguội định mức đến vạch. Lắc trộn đều dung dịch lọc.

Dung dịch lọc có nồng độ axit HCl khoảng 0,2 N dùng để xác định các nguyên tố trừ lưu huỳnh (S) và nitơ (N).

CHÚ THÍCH:

1) Trong trường hợp một số mẫu thực vật có nhiều silic (Si), phân hủy theo kỹ thuật tro hóa sẽ chưa hòa tan được hoàn toàn các hợp chất chứa các nguyên tố. Ta cần phân hủy mẫu bằng axit (6.6) và tiến hành theo quy trình như sau:

– Cân khoảng 0,5000 g mẫu, bằng cân phân tích (5.10) cho vào chén bạch kim, tro hóa sơ bộ trên bếp điện, sau đó nung trong lò nung ở nhiệt độ khoảng 450^oC đến 550^oC trong 120 min;

– Lấy chén ra, để nguội. Làm ấm bằng vài giọt nước và 0,5 ml axit (6,4);

– Đun cẩn thận trên bếp điện cho đến khi xuất hiện khói trắng;

– Lọc rửa qua phễu, hứng nước lọc vào bình định mức có dung tích 50 ml, tráng rửa giấy lọc rửa giấy lọc 2 lần đến 3 lần, mỗi lần 5 ml bằng nước nóng;

– Chuyển toàn bộ giấy lọc và cặn chưa tan hết vào lại chén, cho vào lò nung, tiếp tục tro hóa 30 min nữa, lấy chén ra để nguội;

– Thêm 5 ml (6.6), cô cạn trên bếp điện, sau đó cho thêm 1 ml axit (6.4) và khoảng 5 ml nước đun nhẹ cho tan hết;

– Tiếp tục lọc và rửa bằng nước nóng qua phễu, hứng tiếp dung dịch lọc vào bình hứng lần trước, để nguội và định mức đến vạch;

– Dung dịch lọc có nồng độ axit HCl 1% dùng để xác định các nguyên tố trừ lưu huỳnh (S) và nitơ (N).

2) Trường hợp một số mẫu sau khi nung chưa trắng hoàn toàn (hoặc có yêu cầu xác định các nguyên tố lượng vết), cần tiến hành phân hủy bổ sung bằng axit nitric (HNO₃) và tiến hành theo quy trình sau:

– Lấy cốc ra để nguội, cho thêm 3 ml dung dịch axit HNO₃ 5N, cô cạn trên bếp điện;

– Để nguội mẫu sau đó cho vào lò nung tiếp 15 min. Lấy mẫu ra để nguội, cho thêm 5ml dung dịch axit HCl 2N lắc cho tan và lọc;

– Lọc rửa bằng nước nóng 3 lần đến 4 lần, mỗi lần 5 ml, hứng dung dịch lọc vào bình định mức có dung tích 50 ml, để nguội rồi định mức đến vạch.

3) Trong trường hợp mẫu cần xác định Bo cần được tẩm ướt bằng dung dịch natri hydroxit (NaOH) 5% trước khi phân hủy.

7.2.2. Sử dụng axit nitric (HNO₃) làm chất để phân hủy

Phương pháp phân hủy này dùng để xác định photpho (P), kali (K), canxi (Ca), magie (Mg), lưu huỳnh (S), sắt (Fe) và các nguyên tố vết trừ nitơ (N).

7.2.2.1. Cân khoảng 0,5000 g mẫu, bằng cân phân tích (5.10) cho vào bình phân hủy.

7.2.2.2. Cho 10 ml axit (6.2), ngâm qua đêm. Nhiệt độ phân hủy ban đầu là 50^oC trong 120 min, sau tăng dần lên 80^oC khoảng 30 min, tiếp tục phân hủy ở 125^oC trong 240 min.

7.2.2.3. Để nguội mẫu phân hủy, chuyển sang bình định mức có dung tích 50 ml bằng dung dịch axit HNO₃ 1% hoặc HCl 1% cho đến vạch mức.

7.2.3. Sử dụng hỗn hợp hai axit nitric (HNO₃) đặc và axit peclohydric (HClO₄) đặc tỷ lệ 2: 1 làm chất để phân hủy

Phương pháp phân hủy này dùng để xác định photpho (P), kali (K), canxi (Ca), magie (Mg), sắt (Fe) và các nguyên tố vết, trừ nitơ (N).

7.2.3.1. Cân khoảng 0,5000 g mẫu, bằng cân phân tích (5.10), cho vào bình phân hủy.

7.2.3.2. Thêm 10 ml hỗn hợp hai axit, ngâm qua đêm. Nhiệt độ phân hủy ban đầu là 50^oC trong 120 min, sau tăng dần lên 150^oC khoảng 60 min, xuất hiện khó màu nâu.

7.2.3.3. Tiếp tục phân hủy ở nhiệt độ 200^oC trong 120 min xuất hiện khói màu trắng. Mẫu chuyển thành màu trắng hoặc màu vàng rơm là kết thúc.

7.2.3.4. Để nguội mẫu, chuyển mẫu qua bình định mức có dung tích 50 ml bằng dung dịch axit HCl 1% cho đến vạch mức.

7.2.4. Sử dụng hỗn hợp axit sunfuric (H₂SO₄) và hydroperoxit (H₂O₂) làm chất để phân hủy

Phương pháp phân hủy này dùng để xác định đồng thời nitơ (N), photpho (P), kali (K) trừ bo (B), lưu huỳnh (S) và các nguyên tố tạo kết tủa với ion SO₄^2-;

7.2.4.1. Cân khoảng 0,5000 g mẫu, bằng cân phân tích (5.10) cho vào bình phân hủy.

7.2.4.2. Thêm 10 ml axit (6.1) và 1 ml axit (6.5).

7.2.4.3. Ngâm mẫu qua đêm, sau đó phân hủy ở nhiệt độ 225^oC cho đến khi lượng axit còn lại trong bình khoảng 2 ml.

7.2.4.4. Lấy bình ra để nguội, sau đó cho thêm 0,5 ml axit (6.5) lắc nhẹ và tiếp tục đun thêm 4 min đến 5 min nữa. Làm như vậy cho đến khi dung dịch chuyển sang màu vàng rơm.

7.2.4.5. Để nguội và chuyển mẫu qua bình định mức có dung tích 100 ml và thêm nước cất đến vạch mức (nếu mẫu có hàm lượng nitơ cao sẽ mắc phải sai số).

7.2.5. Sử dụng hỗn hợp axit sunfuric (H₂SO₄) và axit peclohydric (HClO₄) làm chất để phân hủy

Phương pháp phân hủy này dùng để xác định photpho (P), kali (K).

7.2.5.1. Cân khoảng 0,5000 g mẫu, bằng cân phân tích (5.10), cho vào bình phân hủy.

7.2.5.2. Thêm 10 ml axit (6.1).

7.2.5.3. Ngâm mẫu qua đêm, sau đó phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn 200^oC; đun sôi 180 min đến 240 min.

7.2.5.4. Lấy bình ra để nguội, cho thêm 0,5 ml axit (6.3) lắc nhẹ và tiếp tục đun nữa cho đến khi trắng mẫu.

7.2.4.5. Để nguội và chuyển mẫu qua bình định mức có dung tích 100 ml và thêm nước cất đến vạch mức.

7.2.6. Sử dụng axit sunfuric (H₂SO₄) và hỗn hợp xúc tác làm chất để phân hủy

Phương pháp phân hủy để xác định nitơ (N) tổng số dạng (NH₄ – N).

7.2.6.1. Cân khoảng 0,5000 g mẫu, bằng cân phân tích (5.10) cho vào bình phân hủy.

7.2.6.2. Thêm 0,5 g hỗn hợp xúc tác (6.9) và 10 ml axit (6.1).

7.2.6.3. Ngâm mẫu qua đêm, ban đầu phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn 200^oC. Sau đó tăng nhiệt độ lên hơn 300^oC và đun đến khi trắng mẫu.

7.2.6.4. Để nguội và chuyển mẫu qua bình định mức có dung tích 100 ml và thêm nước cất đến vạch mức.

7.2.7. Sử dụng hỗn hợp axit sunfo salixylic và thiosunfat làm chất để phân hủy

Phương pháp phân hủy để xác định nitơ (N) tổng số bao gồm dạng (NO₃ – N) và (NO₂ – N).

7.2.7.1. Cân khoảng 0,5000 g mẫu, bằng cân phân tích (5.10) cho vào bình phân hủy.

7.2.7.2. Thêm 4 ml hỗn hợp axit (6.10); lắc bình để axit thấm đều mẫu.

7.2.7.3. Ngâm mẫu qua đêm.

7.2.7.4. Thêm 0,5 g natri thiosunfat pentahydrat (Na₂S₂O₃, 5H₂O). Làm nguội bình, thêm 0,5 g hỗn hợp xúc tác (6.9).

7.2.7.5. Phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn 200^oC. Sau đó tăng nhiệt độ lên hơn 300^oC và đun đến khi trắng mẫu.

7.2.7.6. Để nguội và chuyển mẫu qua bình định mức có dung tích 100 ml và thêm nước cất đến vạch mức.

CHÚ THÍCH:

Hiện nay có các thiết bị phân hủy hiện đại như lò vi song, lò cao tần. Các thiết bị này tốn ít axit lại nhanh (khoảng 20 min đến 30 min), không bị mất mẫu rất tốt cho viêc xác định các nguyên tố lượng vết. Tùy theo các tính năng và các thông số kỹ thuật của lò được trang bị cho phòng thí nghiệm để chọn phương pháp phân hủy cho thích hợp (ví dụ: khối lượng mẫu cân để phân hủy, axit để phân hủy, lượng axit cho vào mẫu, nhiệt độ phân hủy, thời gian phân hủy…).

8. Biên bản lấy mẫu và phương pháp chuẩn bị mẫu

Biên bản lấy mẫu và chuẩn bị mẫu cần bao gồm những thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Ghi rõ các thông tin về mẫu và phương pháp phân hủy mẫu;

c) Quá trình, quy trình và các thiết bị đã sử dụng bao gồm cả nhiệt độ làm khô, làm lạnh;

d) Những chi tiết không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc tùy chọn và mọi yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả của quá trình lấy mẫu và chuẩn bị mẫu.