Measuring nitrate concentration in nutrient solutions in the presence of polyethylene glycol through UV spectrometry
Dosage de l'ion nitrate en solution nutritive et en présence de polyéthylène glycol par spectrométrie UV
Résumé
A simple method has been devised for the determination of nitrate concentration in nutrient solution using UV spectrophotometry. It is suitable for an accurate determination of nitrate in the presence of iron chelates as well as polyethylene glycol (PEG), allowing the study of nitrate nutrition of plants in conditions of reduced water availability. Nitrate has a peak absorbance at 201 nm, independent of pH and ionic strength, and showing a linear relationship with concentration up to 0.20 x 10-3 mol.L-1. A comparison has been made between spectral properties of two iron chelates, Fe-EDDHA and Fe-EDTA. It is shown that the latter is more suitable for an accurate determination of nitrate concentration due to its lower specific absorbance and independence of pH conditions. The spectral properties of PEG are independent of pH and show a high absorbance in the 190-230 nm range. It is shown that nitrate concentration can be calculated with an accuracy better than 3%, by measuring absorbance at two or three wavelengths (without or with PEG respectively), provided that total absorbance is below 2 and nitrate concentration below 0.20 x 10-3 mol.L-1. In all cases, this can be reached simply by a mere dilution with water. Due to the non-linearity of PEG absorbance with concentration, a numerical method has been devised to solve the system of three equations.
Cette étude présente une méthode de dosage du nitrate en solution nutritive basée sur la spectrométrie UV. Applicable à une large gamme de concentration, elle prend en compte les molécules interférentes présentes généralement dans les solutions nutritives. L’étude des caractéristiques spectrales de celles-ci montre que les chélatants du fer et le polyéthylène glycol (PEG), macromolécule utilisée pour simuler des disponibilités hydriques réduites en solution nutritive, présentent une absorbance UV non négligeable. En mesurant les densités optiques à autant de longueurs d’onde qu’il existe de molécules optiquement actives en solution, la concentration de l’ion nitrate est calculée par résolution d’un système d’équations linéaires. La seule contrainte de la méthode consiste à se ramener, par simple dilution dans l’eau, à une concentration où la réponse de l’absorbance est linéaire pour l’ion nitrate. La justesse et la répétabilité de la mesure sont très bonnes pour des intervalles de concentration larges, tant en nitrate qu’en PEG, ouvrant ainsi la possibilité d’étudier précisément la nutrition nitrique en condition d’alimentation hydrique réduite.
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