Stanovení dusíku ve vybraných odrůdách pšenice ozimé metodou fotonové aktivační analýzy

Marcela Mádlíková

Diplomová práce

Determination of nitrogen in selected varieties of winter wheat by photon activation analysis

Anotace:

Obsah a kvalita bílkovin v zrnu pšenice ozimé je významným ukazatelem při hodnocení kvality pěstovaných plodin. Pro stanovení dusíkatých látek v obilovinách se běžně používají destruktivní metody (Kjeldahlova a Dumasova), které přinášejí rizika ztrát. Fotonová aktivační analýza (PAA) patří mezi nedestruktivní jaderné analytické metody. Je založena na jaderných reakcích prvků přítomných ve vzorku, které jsou aktivovány při ozařování vysokoenergetickými fotony a následné identifikaci a kvantifikaci vzniklých radionuklidů. Stanovení dusíku metodou IPAA je založeno na měření nespecifického anihilačního záření 511 keV, které může být emitováno i dalšími radionuklidy, jejichž příspěvek je možné odečíst. Analyzované vzorky pšenice ozimé (ročník 2013, 2014) pěstované ekologicky a konvenčně, byly ozařovány na mikrotronu ÚJF AV ČR v.v.i. a výsledky IPAA porovnány s výsledky stanovenými Kjeldahlovou metodou poskytnuté pekařskou laboratoří ČZU. Bylo prokázáno, že IPAA poskytuje srovnatelné výsledky jako Kjeldahlova metoda. Zároveň tato práce zhodnotila rozdíly mezi ekologickým a konvenčním zemědělstvím, byl zjištěn pozitivní vliv konvenčního zemědělství na vyšší obsah dusíkatých látek v zrnu pšenice ozimé. Stanovení N v celých obilkách metodou IPAA prokázalo shodu s výsledky stanovení ze šrotovaného materiálu. Tímto se otevírají nové možnosti využití nedestruktivní IPAA ve šlechtitelství.

Abstract:

The content and quality of protein in the grain of winter wheat is an important indicator in assessing the quality of crops. The content of nitrogen compounds in cereals can be estimated either by destructive or non-destructive methods. Commonly used destructive methods (Kjeldahl and Dumas) bring the risk of losses. Alternatively, a non-destructive nuclear analytical method, the photon activation analysis (PAA) can be utilized. It is based on nuclear reactions of elements present in the sample that are activated upon irradiation with high-energy photons and subsequent identification and quantification of resulting radionuclides. Determination of nitrogen by the IPAA is based on the measurement of nonspecific annihilation radiation with energy of 511 keV. The background radiation emitted by other radionuclides can be subtracted. The analyzed samples of winter wheat (crop 2013 and 2014) grown both organically and conventionally were irradiated at mikrotron facility NPI ASCR. The IPAA results were compared to those obtained recently in the Laboratory of cereals quality testing CULS using the Kjeldahl method. It was shown that both methods provide comparable results. Moreover this work evaluated the differences between organic and conventional agriculture, a positive impact of conventional agriculture on higher crude protein content in winter wheat grain has been found. Additionally, we show than nitrogen content determined by IPAA provides identical results when using whole caryopses or ground material. This opens up new possibilities for the use of non-destructive IPAA in plant breeding.

Klíčová slova

pšenice ozimá, fotonová aktivační analýza, dusík, mikrotron

Keywords

winter wheat, photon activation analysis, nitrogen, microtron

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 10. 4. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jan Táborský, Ph.D.
• Oponent: Jindřich Černý, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / obor:
Kvalita a zpracování zemědělských produktů / Kvalita a zpracování zemědělských produktů