土壤全氮的測(cè)定—凱氏定氮法

土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)講義土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)講義 修訂版 修訂版 吳彩霞吳彩霞 王靜王靜 李旭東李旭東 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 2012 年年 10 月月 2 目目目目 錄錄錄錄 實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)一 土壤分析樣品采集與制備土壤分析樣品采集與制備土壤分析樣品采集與制備土壤分析樣品采集與制備 實(shí)驗(yàn)二 土壤全氮的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二 土壤全氮的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二 土壤全氮的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二 土壤全氮的測(cè)定 凱氏定氮法凱氏定氮法凱氏定氮法凱氏定氮法 實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 土壤速效鉀的測(cè)定 土壤速效鉀的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)四 土壤有效磷的測(cè)定實(shí)驗(yàn)四 土壤有效磷的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)五 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)五 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)五 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)五 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)六 土壤酸度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)六 土壤酸度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)六 土壤酸度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)六 土壤酸度的測(cè)定 3 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 土壤分析樣品采集與制備土壤分析樣品采集與制備 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驼f(shuō)明一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驼f(shuō)明 為開(kāi)展土壤科學(xué)實(shí)驗(yàn) 合理用土和改土 除了野外調(diào)查和鑒定土壤基礎(chǔ)性狀外 還須 進(jìn)行必要的室內(nèi)常規(guī)分析測(cè)定 而要獲得可靠的科學(xué)分析數(shù)據(jù) 必須從正確地進(jìn)行土壤樣 品 簡(jiǎn)稱土樣 的采集和制備做起 一般土樣分析誤差來(lái)自采樣 分樣和分析三個(gè)方面 而 采樣誤差往往大于分析誤差 如果采樣缺乏代表性即使室內(nèi)分析人員的測(cè)定技術(shù)如何熟練 和任何高度精密的分析儀器 測(cè)定數(shù)據(jù)相當(dāng)準(zhǔn)確 也難于如實(shí)反映客觀實(shí)際情況 故土樣 采集和制備是一項(xiàng)十分細(xì)致而重要的工作 二 實(shí)驗(yàn)方法步驟二 實(shí)驗(yàn)方法步驟 一 土樣采集 分析某一土壤或土層 只能抽取其中有代表性的少部份土壤 這就是土樣 采樣的基 本要求是使土樣具有代表性 即能代表所研究的土壤總體 根據(jù)不同的研究目的 可有不 同的采樣方法 1 土壤剖面樣品 土壤剖面樣品是為研究土壤的基本理化性質(zhì)和發(fā)生分類 應(yīng)按土壤類型 選擇有代表 性的地點(diǎn)挖掘剖面 根據(jù)土壤發(fā)生層次由下而上的采集土樣 一般在各層的典型部位采集 厚約 l0 厘米的土壤 但耕作層必須要全層柱狀連續(xù)采樣 每層采一公斤 放入干凈的布袋 或塑料袋內(nèi) 袋內(nèi)外均應(yīng)附有標(biāo)簽 標(biāo)簽上注明采樣地點(diǎn) 剖面號(hào)碼 土層和深度 圖 1 土壤剖面坑示意圖 4 2 土壤混合樣品 混合土樣多用于耕層土壤的化學(xué)分析 一般根據(jù)不同的土壤類型和土壤肥力狀況 按 地塊分別采集混合土樣 一般要求是 1 采樣點(diǎn)應(yīng)避免田邊 路旁 溝側(cè) 糞底盤(pán)以及一些特殊的地形部位 2 采樣面積一般在 20 50 畝的地塊采集一個(gè)混合樣可根據(jù)實(shí)際情況酌情增加樣品數(shù) 3 采樣深度依不同分析要求而定 一般土壤表層取 0 10cm 取樣點(diǎn)不少于 5 點(diǎn) 可 用土鉆或鐵鏟取樣 特殊的微量元素分析 如鐵元素需改用竹片或塑料工具取樣 以防污 染 4 每點(diǎn)取樣深度和數(shù)量應(yīng)相當(dāng) 集中放入一土袋中 最后充分混勻碾碎 用四分法取 對(duì)角二組 其余淘汰掉 取樣數(shù)量約 1 公斤左右為宜 5 采樣線路通常采用對(duì)角線 棋盤(pán)式和蛇形取樣法 6 裝好袋后 栓好內(nèi)外標(biāo)簽 標(biāo)簽上注明采樣地點(diǎn) 深度 采集人和日期 帶回室 內(nèi)風(fēng)干處理 二 土壤樣品制備 樣品制備過(guò)程中的要求 1 樣品處理過(guò)程中不能發(fā)生任何物理和化學(xué)變化 以免造成分析誤差 2 樣品要均一化 使測(cè)定結(jié)果能代表整個(gè)樣品和田間狀態(tài) 3 樣品制備過(guò)程包括 風(fēng)干一分選一去雜一磨碎一過(guò)篩 混勻一裝瓶一保存一登記 風(fēng)干風(fēng)干一將取回的土樣放在通風(fēng) 干燥和無(wú)陽(yáng)光直射的地方 或攤放在油布 牛皮紙 塑料布上 盡可能鋪平并把大土塊捏碎 以便風(fēng)干快些 分選分選一若取的土樣太多 可在土樣均勻攤開(kāi)后 用 四分法 去掉一部分 留下 1000 克左右供分析用 去雜 磨細(xì)和過(guò)篩去雜 磨細(xì)和過(guò)篩一將風(fēng)干后土樣先用臺(tái)稱稱出總重量 然后將土樣倒在橡皮墊上 碾碎土塊 并盡可能挑出樣品中的石礫 新生體 侵入體 植物根等雜質(zhì) 分別放入表面 皿或其它容器中 將土樣鋪平 用木棒輕輕輾壓 將輾碎的土壤用帶有篩底和篩蓋的 0 25mm 篩孔的土篩過(guò)篩 并蓋好蓋 防止細(xì)土飛揚(yáng) 不能篩過(guò)的部分 再行去雜 余下的 土壤鋪開(kāi)再次碾壓過(guò)篩 直至所有的土壤全部過(guò)篩 只剩下石礫為止 樣品通過(guò)多大篩孔 5 應(yīng)依不同分析要求而定 混勻裝瓶混勻裝瓶一將篩過(guò)的土壤全部倒在干凈的紙上 充分混勻后裝入 500 1000ml 磨口瓶 中保存 每個(gè)樣品瓶上應(yīng)貼兩個(gè)標(biāo)簽 大標(biāo)簽貼在瓶蓋上 書(shū)寫(xiě)標(biāo)簽用 HB 鉛筆或圓珠筆填 寫(xiě) 并在外面涂上一薄層石臘 以供長(zhǎng)期保存 樣品保存和登記樣品保存和登記一大量樣品必須編號(hào) 建立樣品總帳 放在干燥的地方 按一定順序 排列保存 樣品登記總帳時(shí) 應(yīng)記好剖面號(hào)數(shù) 采樣詳細(xì)地點(diǎn) 采樣人 處理日期以及石 礫 新生體含量 等詳細(xì)記載 以便隨時(shí)查尋 作業(yè)題作業(yè)題 1 在采集土樣過(guò)程中 為什么要強(qiáng)調(diào)代表性 它與室內(nèi)分析數(shù)據(jù)可靠性有何關(guān)系 2 土壤樣品制備包括哪些過(guò)程 你認(rèn)為哪一個(gè)過(guò)程最重要 實(shí)驗(yàn)二 土壤全氮的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二 土壤全氮的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二 土壤全氮的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二 土壤全氮的測(cè)定 凱氏定氮法凱氏定氮法凱氏定氮法凱氏定氮法 一 目的 1 掌握土壤中全氮含量測(cè)定的方法 2 了解測(cè)定土壤全氮的原理 二 原理 土壤中的氮大部分以有機(jī)態(tài) 蛋白質(zhì) 氨基酸 腐殖質(zhì) 酰胺等 存在 無(wú)機(jī)態(tài) NH4 NO3 NO2 含量極少 全氮量的多少?zèng)Q定于土壤腐殖質(zhì)的含量 土壤中含氮有機(jī)化合物在還原性催化劑的作用下 用濃硫酸消化分解 使其中所含的 氮轉(zhuǎn)化為氨 并與硫酸結(jié)合為硫酸銨 NH2 CH2 COOH 3H2SO4 NH3 2CO2 3SO2 4H2O 2NH3 H2SO4 N H4 2 SO4 2CuSO4 C Cu2SO4 CO2 SO2 Cu2SO4 2H2SO4 2CuSO4 SO2 2H2O Se H2SO4 H2SeO3 2SO2 2H2O H2SeO3 SeO2 H2O C SeO2 Se CO2 加入硫酸鉀是為了提高硫酸的沸點(diǎn) 加快反應(yīng)速度 上述反應(yīng)如此循環(huán) 直至樣品消化完 全 注意 加熱的溫度不能過(guò)高 時(shí)間不能過(guò)久 否則會(huì)使氨受到損失 N H4 2 SO4 H2SeO3 N H4 2 SeO3 H2SO4 N H4 2 SeO3 9 H2O 2 NH3 3Se N2 給消化液加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液 使銨鹽分解蒸餾出氨 吸收在硼酸溶液中 最后 以甲基紅 溴甲酚綠為指示劑 用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定至粉紅色為終點(diǎn) 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的用量 求 出分析樣品中的含氮全量 三 試劑 1 混合催化劑 稱取硫酸鉀100g 五水硫酸銅10g 硒粉1g 均勻混合后研細(xì) 貯于瓶中 6 2 比重1 84濃硫酸 3 40 氫氧化鈉 稱400g氫氧化鈉于燒杯中 加蒸餾水600ml 攪拌使之全部溶解 4 2 硼酸溶液 稱20g硼酸溶于1000ml水中 再加入2 5ml混合指示劑 按體積比 100 0 25加入混合指示劑 5 混合指示劑 稱取溴甲酚綠0 5g和甲基紅0 1克 溶解在100ml95 的乙醇中 用稀氫氧化 鈉或鹽酸調(diào)節(jié)使之呈淡紫色 此溶液pH應(yīng)為4 5 6 0 01N的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液 取比重1 19的濃鹽酸0 84ml 用蒸餾水稀釋至1000ml 用基準(zhǔn) 物質(zhì)標(biāo)定之 五 操作步驟 1 消煮 在分析天平上準(zhǔn)確稱取通過(guò)60號(hào)篩的風(fēng)干土0 5000g左右 移入干燥的消化管中 加入1 5g的還原性混合催化劑 用注射器加入5ml濃硫酸 放到通風(fēng)柜內(nèi)的消煮器上消煮 1 5h左右 直至內(nèi)容物呈清徹的淡藍(lán)色為止 2 蒸餾 消煮完畢后冷卻 將三角瓶置于冷凝管的承接管下 管口淹沒(méi)在硼酸溶液中 三角瓶用2 的硼酸20ml作 吸收劑 然后打開(kāi)冷凝器中的水流 進(jìn)行蒸餾 在整個(gè)蒸餾過(guò)程中注意冷凝管中水不要 中斷 當(dāng)接受液變籃后蒸餾5min 將冷凝管下端離開(kāi)硼酸液面 再用蒸餾水沖凈管外 3 滴定 用0 001當(dāng)量的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紅色為止 記錄所消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體 積 4 空白 除不加試樣外其余步驟完全相同 六 計(jì)算 土壤含氮量 V V0 N 0 014 100 W V 滴定試樣時(shí)消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積 ml V0 滴定空白時(shí)消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積 ml N 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度 W 土壤樣品重 g 0 014 氮的毫克當(dāng)量 注 鹽酸溶液的標(biāo)定 間接標(biāo)定法 1 基準(zhǔn)物質(zhì)的稱取與溶解 將分析純的鄰苯二甲酸氫鉀于 100 105 的烘箱內(nèi)烘 1h 用 差減法準(zhǔn)確稱取 0 1g 左右 共取三份 分別置 250ml 三角瓶中 加水 50ml 溶解 2 0 02N 的 NaOH 溶液的配制 稱取分析純的 NaOH0 4g 溶于 50ml 水中 待標(biāo) 3 NaOH 溶液的標(biāo)定 給裝有鄰苯二甲酸氫鉀的三角瓶中滴兩滴酚酞指示劑 用 NaOH 溶 液滴定至微紅色 半分鐘顏色不消失即到終點(diǎn) 根據(jù) NaOH 的用量計(jì)算其準(zhǔn)確的當(dāng)量濃度 平行標(biāo)定的精密度應(yīng)在 0 2 以內(nèi) NNaOH W 1000 E VNaOH NNaOH 氫氧化鈉溶液的當(dāng)量濃度 W 基準(zhǔn)物質(zhì)的重量 g 7 E 基準(zhǔn)物質(zhì)的克當(dāng)量 g VNaOH 消耗氫氧化鈉溶液的體積 ml 4 HCl 溶液的標(biāo)定 準(zhǔn)確取被標(biāo)定的鹽酸溶液 25ml 共 3 份 置于 250ml 三角瓶中 加 酚酞指示劑兩滴 用 NaOH 溶液滴定至微紅色 半分鐘不褪色即可 根據(jù)氫氧化鈉的用量計(jì) 算鹽酸溶液的準(zhǔn)確當(dāng)量濃度 精密度應(yīng)在 0 2 以內(nèi) NHCl NNaOH VNaOH VHCl 直接標(biāo)定法 1 基準(zhǔn)物質(zhì)的稱取與溶解 用差減法準(zhǔn)確稱取 0 1g 左右的優(yōu)級(jí)純硼砂 四硼酸鈉 Na2B4O7 10H2O 分子量 381 37 注意 硼砂的結(jié)晶水很容易風(fēng)化損失 所以稱前不宜烘 烤 共三份 分別置 250ml 三角瓶中 加水 50ml 溶解 2 HCl 溶液的標(biāo)定 給盛硼砂溶液的三角瓶中加甲基紅 溴甲酚綠混合指示劑兩滴 用鹽酸溶液滴定到淡紫紅色即到終點(diǎn) 根據(jù)鹽酸消耗的體積按間接法步驟 3 計(jì)算其準(zhǔn)確 的當(dāng)量濃度 實(shí)驗(yàn)三 土壤速效鉀的測(cè)定實(shí)驗(yàn)三 土壤速效鉀的測(cè)定 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x 植物一般直接從土壤中吸收水溶性鉀 但交換性鉀可以很快和水溶性鉀達(dá)到平衡 因 此土壤速效鉀包括水溶性鉀和交換性鉀 土壤重的交換性鉀是指由于靜電引力兒吸附在土 壤膠體表面并能被加到土壤中鹽溶液的陽(yáng)離子在短時(shí)間內(nèi)代換的那部分鉀 在測(cè)定土壤交 換性鉀的過(guò)程當(dāng)中 如果不把水溶性鉀減去 所得的結(jié)果就是速效加了 速效鉀是最能直 接反映土壤供鉀能力的指標(biāo) 尤其對(duì)季作物而言 速效鉀和作物吸收鉀量之間往往有比較 好的相關(guān)性 由于交換性鉀的意義十分明確 因此 凡是能通過(guò)交換作用代換這部分鉀的試劑 都 可用來(lái)作為提取劑 如 NaNO3 NaOAc CaCl2 BaCl2 NH4NO3和 NH4CH3COOH 等 但用不同 浸提劑所得結(jié)果不一致 最常用的提取劑是中性的乙酸銨 c NH4CH3COOH 1mol L 用 NH4 作為 K 的代換離子有其它離子不能取代的優(yōu)越性 因?yàn)?NH4 與 K 的半徑相似 水化能 也相似 這樣 NH4 能有效取代土壤礦物表面的交換性鉀 同時(shí) NH4 進(jìn)入礦物層間 能有效 地引起層間收縮 不會(huì)使礦物層間的非交換性鉀釋放出來(lái) 因此 NH4 將土壤顆粒表面的交 換性鉀和礦物層間的非交換性鉀區(qū)分出來(lái) 不會(huì)因提取時(shí)間和淋洗次數(shù)的增加而顯著增加 鉀提取量 所以用 NH4 作提取劑測(cè)得的交換性鉀結(jié)果比較穩(wěn)定 重現(xiàn)性好 而且 NH4CH3COOH 提取劑對(duì)火焰光度計(jì)測(cè)鉀沒(méi)有干擾 在一些沒(méi)有火焰光度計(jì)的實(shí)驗(yàn)室 速效鉀 可用硝酸鈉溶液 c NaNO3 1mol L 提取四苯硼鈉比濁法測(cè)定 用 NaNO3提取是因?yàn)?NH4 在 化學(xué)方法測(cè)定中對(duì) K 的測(cè)定有干擾 但結(jié)果和乙酸銨提取法不一樣 二 方法原理 二 方法原理 當(dāng)中性乙酸銨溶液與土壤樣品混合后 溶液中的 NH4 與土壤顆粒表面的 K 進(jìn)行交換 取代下來(lái)的 K 和水溶性 K 一起進(jìn)入溶液 提取液中的鉀可直接用火焰光度計(jì)測(cè)定 三 試劑 三 試劑 1 乙酸銨溶液 c NH4CH3COOH 1 0mol L 稱取 77 08gNH4CH3COOH 溶于近 1L 水中 用稀 8 HOAc 或氨水調(diào)至 pH 7 0 然后定溶 2 鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液 c KCl 100mg L 稱取 0 1907gKCl 在 110 下烘 2h 溶于水中 定溶至 1L 即為鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液 3 鉀標(biāo)準(zhǔn)系列溶液 吸取 100mg L 的 K 標(biāo)準(zhǔn)液 5ml 10ml 20ml 40ml 50ml 分別放入 100ml 容量瓶中 用乙酸銨溶液定溶 即得到 5 mgl L 1 10 mgl L 1 20 mgl L 1 40 mgl L 1 50mgl L 1的鉀標(biāo)準(zhǔn)系列溶液 四 操作步驟 四 操作步驟 1 稱取風(fēng)干土樣 顆粒小于 2mm 5 00g 于 200ml 塑料瓶中 加乙酸銨溶液 50 0ml 蓋緊 瓶塞 在往復(fù)式振蕩機(jī)上振蕩 15min 振蕩時(shí)最好恒溫 但對(duì)溫度的要求不太嚴(yán)格 一般 在 20 25 即可 然后懸浮液用干燥濾紙過(guò)濾 其濾液可直接用火焰光度計(jì)測(cè)定鉀 2 同時(shí)測(cè)定鉀標(biāo)準(zhǔn)系列溶液 在方格紙上以鉀ppm數(shù)為橫坐標(biāo) 檢流計(jì)讀數(shù)為縱坐標(biāo) 繪成 標(biāo)準(zhǔn)曲線 然后用待測(cè)液的讀數(shù)在曲線上查出其ppm數(shù) 五 結(jié)果計(jì)算 五 結(jié)果計(jì)算 K mg kg 1 V ts m 式中 K 速效鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù) mg kg 1 儀器直接測(cè)得或從工作曲線上查得的測(cè)定液的 K 濃度 mg kg 1 V 加入浸提液定溶體積 ml Ts 分取倍數(shù) 原待測(cè)液總體積和吸取的待測(cè)液體積之比 以原液直接測(cè)定時(shí) 比 值為 1 m 樣品質(zhì)量 g 注釋 1 1mol L NH4Ac 法測(cè)定結(jié)果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是 mg kg 1K 3030 6060 10 160 供鉀水平極低中高極高 作業(yè) 土壤中速效鉀包括那幾種形態(tài) 評(píng)價(jià)你所測(cè)定的土壤其速效 K 含量的水平 實(shí)驗(yàn)四 土壤有效磷的測(cè)定實(shí)驗(yàn)四 土壤有效磷的測(cè)定 0 5mol LNaHCO3浸提 鉬銻抗比色法 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募罢f(shuō)明一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募罢f(shuō)明 土壤中有效磷的含量 隨土壤類型 氣候 施肥水平 灌溉 耕作栽培措施等條件的 不同而異 通過(guò)土壤有效磷的測(cè)定 有助于了解近期內(nèi)土壤供應(yīng)磷的情況 為合理施用磷 肥及提高磷肥利用率提供依據(jù) 土壤速效磷的測(cè)定中 浸提劑的選擇主要是根據(jù)土壤的類型和性質(zhì)決定 浸提劑是否 適用 必須通過(guò)田間試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證 浸提劑的種類很多 近 20 年各國(guó)漸趨于使用少數(shù)幾種浸 提劑 以利于測(cè)定結(jié)果的比較和交流 我國(guó)目前使用最廣泛的浸提劑是 0 5molL NaHCO3溶 9 液 Olsen 法 測(cè)定結(jié)果與作物反應(yīng)有良好的相關(guān)性 注 1 適用于石灰性土壤 中性土壤 及酸性水稻土 此外還使用 0 03molL NH4F 一 0 025molL HCl 溶液 BrayI 法 為浸提劑 適 用于酸性土壤和中性土壤 同一土壤用不同的方法測(cè)得的有效磷含量可以有很大差異 即使用同一浸提劑 而浸 提時(shí)的土液比 溫度 時(shí)間 振蕩方式和強(qiáng)度等條件的變化 對(duì)測(cè)定結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生很大的 影響 所以有效磷含量只是一個(gè)相對(duì)的指標(biāo) 只有用同一方法 在嚴(yán)格控制的相同條件下 測(cè)得的結(jié)果才有相對(duì)比較的意義 在報(bào)告有效磷測(cè)定的結(jié)果時(shí) 必須同時(shí)說(shuō)明所使用的測(cè) 定方法 二 方法原理二 方法原理 石灰性土壤中磷主要以 Ca P 磷酸鈣鹽 的形態(tài)存在 中性土壤中 Ca P A1 一 P 磷 酸鋁鹽 Fe P 磷酸鐵鹽 都占有一定的比例 0 5mo1L NaHCO3 pH8 5 可以抑制 Ca2 的 活性 使某些活性更大的與 Ca 結(jié)合的 P 浸提出來(lái) 同時(shí) 也可使比較活性的 Fe P 和 A1 一 P 起水解作用而被浸出 在浸體液中由于 Ca Fe Al 濃度較低 不會(huì)產(chǎn)生磷的再沉淀 須用靈敏的鉬藍(lán)比色法測(cè)定 在一定酸度和三價(jià)銻離子存在下 磷酸與鉬酸銨形成銻磷鉬混合雜多酸 由于銻磷鉬 雜多酸在20 60 時(shí)易為抗壞血酸還原為磷鉬藍(lán) 使顯色速度加快 磷含量高顏色則深 因 而可用比色法測(cè)定磷的含量 當(dāng)土樣含有機(jī)質(zhì)較多時(shí) 會(huì)使浸出液顏色變深而影響吸光度 或在顯色出現(xiàn)渾濁而干 擾測(cè)定 此時(shí)可在浸提振蕩前 向土壤懸液中加入活性碳脫色 振蕩浸提并脫色 或在分 光光度計(jì) 660nm 波長(zhǎng)處測(cè)定以消除干擾 三 試劑配制 1 0 5mo1L NaHCO3 pH8 5 浸提劑 42 0g NaHCO3 分析純 溶于約 800ml 水中 稀釋 至 1L 用濃 NaOH 調(diào)節(jié)至 pH8 5 用 pH 計(jì)測(cè)定 貯于聚乙稀瓶或玻璃瓶中 用塞塞緊 該 溶液久置因失去 C02而使 pH 升高 所以如貯存期超過(guò) 20 天 在使用前必須檢查并校準(zhǔn) pH 值 2 無(wú)磷的活性碳粉和濾紙 須做空白試驗(yàn) 證明無(wú)磷存在 如含磷較多 須先用 2molL HCl 浸泡過(guò)夜 用水沖洗多次后再用 0 5mo1L NaHCO3浸泡過(guò)夜 在布氏漏斗上抽濾 用水沖洗幾次 最后用蒸餾水淋洗三次 烘干備用 如含磷較少 則直接用 0 5mo1L NaHCO3處理 3 鉬銻貯存液 208 3ml 分析純濃硫酸 邊攪拌邊緩緩加入到 400ml 蒸餾水中 冷卻 另稱取分析純鉬酸銨 20 克溶于約 60 的 300ml 蒸餾水中 冷卻 然后 將硫酸溶液緩緩到 入鉬酸銨溶液中 不斷攪拌 再加 100ml0 5 酒石酸銻鉀溶液 冷卻后 用蒸餾水稀釋至 1000ml 搖勻 貯于棕色試劑瓶中 4 鉬銻抗顯色劑 于 100ml 鉬銻貯存液中加入 1 5g 抗壞血酸 此試劑有效期 24 小 時(shí) 宜配前使用 在室溫下有效期為 24h 在 2 8 冰箱中可貯存 7 天 5 磷標(biāo)準(zhǔn)貯備液 Cp 100mg L 稱取 105 烘干 2h 的磷酸二氫鉀 KH2PO4 分析 純 0 4394g 溶于 200ml 水中 加入 5ml 濃 H2SO4 分析純 轉(zhuǎn)入 1L 容量瓶中 用水定容 該貯備液可長(zhǎng)期保存 10 6 磷標(biāo)準(zhǔn)工作液 Cp 5mg L 將一定量的磷標(biāo)準(zhǔn)貯備液用 0 5moll 1NaHCO3溶液準(zhǔn) 確稀釋 20 倍 該標(biāo)準(zhǔn)工作液不宜久存 此溶液有效期只有半年 三 操作步驟 1 稱取通過(guò) 2mm 篩孔的風(fēng)干土樣 2 50g 置于 250ml 塑料瓶中 加入 50ml 碳酸氫鈉浸 提劑 在 20 25 下振蕩 30 分鐘 2 取出后用干燥漏斗過(guò)濾于 250ml 干燥的三角瓶中 同時(shí)做試劑空白 3 吸取浸體液 10ml 于 50ml 容量瓶中 加 5ml 鉬銻抗顯色劑 小心慢加 邊加邊搖 防止產(chǎn)生的 CO2使溶液噴出瓶口 等 CO2充分放出后 用水定溶至刻度 4 在室溫高于 15 的條件下放置 30 分鐘 在分光光度計(jì)上于波長(zhǎng) 660nm 處比色 以 空白實(shí)驗(yàn)溶液為參比溶液調(diào)零點(diǎn) 讀取吸光度值 在工作曲線上查出顯色液的 Pmg ml 數(shù) 顏色在 2h 內(nèi)保持穩(wěn)定 5 工作曲線的繪制 吸取磷標(biāo)準(zhǔn)溶液 5mg L 0 1 2 3 4 5 6ml 分別置于 7 個(gè) 50ml 容量瓶中 加入 5ml 鉬銻抗顯色劑 用蒸餾水稀釋至刻度 搖勻 放置 30 分鐘 與 試樣一同比色 標(biāo)液的濃度分別為 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 g ml 在坐標(biāo)紙 上以 P g ml 為橫坐標(biāo) 吸光度為縱坐標(biāo) 繪制工作曲線 四 結(jié)果計(jì)算 P V ts m 式中 P 土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù) mg kg 從工作曲線上查得顯色液中磷的濃度 mg L V 顯色液體積 ml Ts 分取倍數(shù) 浸提液總體計(jì) 吸取浸體液體積 M 風(fēng)干土質(zhì)量 g 平行測(cè)定的允許差測(cè)定值 10mg kgP 時(shí)允許絕對(duì)差值 0 5mg kg 10 20mg kgP 時(shí)絕 對(duì)差值為 1mg kgP 20mg kgP 時(shí)允許相對(duì)差 5 注釋 1 用 0 5molL NaHCO3浸提一鉬銻抗比色法測(cè)定結(jié)果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下 土壤有效 P mg kg 55 10 10 土壤有效 P 供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)低 缺磷 中等 邊緣值 高 不缺磷 2 溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果影響較大 據(jù)北京地區(qū)土樣測(cè)定結(jié)果表明 溫度每升高 1 磷的 含量相對(duì)增加約 2 因此統(tǒng)一規(guī)定 在 25 土 l 的恒溫條件下浸提 3 振蕩機(jī)的振蕩頻率最好是約 180r min 但 150 250r min 的振蕩機(jī)也可使用 4 如果土壤有效磷含量較高 應(yīng)改為吸取較少量的濾出液 如土壤有效磷在 30 一 60mg kg 之間者吸 5ml 在 60 150mg kg 之間者吸 2ml 并用 0 5mol L NaHCO3浸提劑補(bǔ) 足至 10 00ml 后顯色 5 當(dāng)顯色液中磷的濃度很低時(shí) 可與標(biāo)準(zhǔn)系列顯色液一起改用 2 或 3cm 光徑比色杯 測(cè)定 6 鉬銻抗比色法磷顯色液在波長(zhǎng)為 882nm 處有一個(gè)最大吸收峰 在波長(zhǎng)為 710 720nm 處還有一個(gè)略低的吸收峰 因此最好選擇波長(zhǎng) 882nm 處進(jìn)行測(cè)定 此時(shí)靈敏度高 11 且浸出液中有機(jī)質(zhì)的黃色也不干擾測(cè)定 如所用的分光光度計(jì)無(wú) 882nm 波長(zhǎng) 則可選在波 長(zhǎng)為 660 720nm 處或用紅色濾光片測(cè)定 此時(shí)浸出液中有機(jī)質(zhì)的顏色干擾較大 需用活性 碳粉脫色后再顯色 7 如果吸取濾出液少于 10ml 則測(cè)定結(jié)果應(yīng)再乘以稀釋倍數(shù) 10 吸取濾出液體積 ml 作業(yè)題作業(yè)題 1 土壤中磷的形態(tài)有哪幾種 有效磷的含義是什么 2 土壤中磷素的分布特征是什么 3 施用磷肥應(yīng)注意什么問(wèn)題 4 用 01sen 法測(cè)定土壤有效磷有何優(yōu)點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)五 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)五 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)五 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)五 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定 有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分 其含量雖少 但在土壤肥力上的作用卻很大 它不僅 含有各種營(yíng)養(yǎng)元素 而且還是微生物生命活動(dòng)的能源 土壤有機(jī)質(zhì)的存在對(duì)土壤中水 肥 氣 熱等各種肥力因素起著重要的調(diào)節(jié)作用 對(duì)土壤結(jié)構(gòu) 耕性也有重要的影響 因此土 壤有機(jī)質(zhì)含量的高低是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)之一 注 1 是經(jīng)常需要分析的項(xiàng)目 測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)的方法很多 有重量法 滴定法和比色法等 重量法包括古老的干燒 法和濕燒法 此法對(duì)于不含碳酸鹽的土壤測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確 但由于方法要求特殊的儀器設(shè)備 操作繁瑣 費(fèi)時(shí)間 因此一般不作例行方法來(lái)應(yīng)用 滴定法中最廣泛使用的是鉻酸氧還滴 定法 該法不需要特殊的儀器設(shè)備 操作簡(jiǎn)便 快速 測(cè)定不受土壤中碳酸鹽的干擾 測(cè) 定的結(jié)果也很準(zhǔn)確 重鉻酸鉀氧化還原滴定法根據(jù)加熱的方式不同又可分為外熱源法 Schollenberger 法 和稀釋熱法 Walkley Baclk 法 前者操作不如后者簡(jiǎn)便 但有機(jī)質(zhì)的氧化比較完全 是 干燒法的 90 95 后者操作較簡(jiǎn)便 但有機(jī)質(zhì)氧化程度較低 是干燒法的 70 86 而精密度較高 測(cè)定受室溫的影響大 比色法是將被土壤還原成 Cr3 的綠色或在測(cè)定中氧 化劑 Cr2072 橙色的變化 用比色法測(cè)定之 這種方法的測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性較差 本實(shí)驗(yàn)選 用鉻酸氧還滴定的兩種方法 用鉻酸氧還滴定法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì) 實(shí)際上測(cè)得的是 可氧化的有機(jī)碳 所以在結(jié)果 計(jì)算時(shí)要乘以一個(gè)由有機(jī)碳換算為有機(jī)質(zhì)的換算因數(shù) 換算因數(shù)隨土壤有機(jī)質(zhì)的含碳率而 定 各地土壤有機(jī)質(zhì)的組成不同 含碳率亦不一致 如果都用同一換算因數(shù) 勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生 一些誤差 但是為了便于各地資料的相互比較和交流 統(tǒng)一使用一個(gè)公認(rèn)的換算因數(shù)還是 必要的 目前國(guó)際上仍然一致沿用古老的所謂 Van Bemmelen 因數(shù)即 1 724 這是假設(shè) 土壤有機(jī)質(zhì)含碳為 58 計(jì)算的 一 原理一 原理 在一定的溫度下 用一定量的氧化劑 標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀 硫酸溶液 來(lái)氧化土壤有機(jī)質(zhì) 多余的重鉻酸鉀則用硫酸亞鐵來(lái)滴定 從消耗的氧化劑的量來(lái)計(jì)算有機(jī)碳和有機(jī)質(zhì)的含量 1 氧化有機(jī)質(zhì) 2K2Cr2O7 8H2SO4 3C 2Cr2 SO4 3 2K2SO4 3CO2 H2O 12 2 返滴定 K2Cr2O7 6FeSO4 7H2SO4 K2SO4 Cr2 SO4 3 3Fe2 SO4 3 7H2O 3 指示劑 鄰啡羅啉是常用的氧化還原指示劑 在滴定過(guò)程中 顏色逐漸由橙 綠 淡綠 橙紅即到終點(diǎn) 二 試劑二 試劑 1 0 8N 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液 稱取經(jīng)過(guò) 130 烘 3 4 小時(shí) 的分析純重鉻酸鉀 K2Cr2O7 39 225 克 溶解于 400 毫升水中 必要時(shí)可加熱溶解 冷卻后稀釋定溶到 1 升 搖勻備用 2 0 2N 硫酸亞鐵溶液 稱取化學(xué)純硫酸亞鐵 FeSO4 7H2O 55 6 克 或硫酸亞鐵銨 78 4 克 加 6N 硫酸 30 毫升溶解 加水稀釋定溶到 1 升 搖勻備用 3 鄰啡羅啉指示劑 稱取化學(xué)純硫酸亞鐵 0 695 克和分析純鄰啡啰啉 1 485 克溶于 100 毫 升水中 此時(shí)試劑與硫酸亞鐵形成紅棕色絡(luò)合物 即 Fe C12H8N2 3 4 石蠟 固體 或植物油 4 5 市斤 5 濃硫酸 比重 1 84 化學(xué)純 三 操作步驟三 操作步驟 1 稱樣 用分析天平準(zhǔn)確稱取通過(guò)孔徑0 25mm篩的風(fēng)干土0 5000g于20ml的硬質(zhì)試管中 加 入0 1g硫酸銀 用移液管加入0 8000N重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液5ml 再用注射器注入5ml濃硫酸 小心搖勻 2 預(yù)先將石蠟油浴鍋升溫至185 190 將試管插入鐵絲籠中 并將鐵絲籠放入上述油浴鍋 中加熱 此時(shí)溫度應(yīng)控制在170 180 使溶液保持沸騰5分鐘 然后取出鐵絲籠 冷卻 3 滴定 冷卻后 將試管內(nèi)溶物洗入250ml三角瓶中 使瓶?jī)?nèi)總體積在60 80ml左右 加鄰 啡羅啉指示劑3 5滴 用0 2N硫酸亞鐵滴定 溶液由黃色經(jīng)過(guò)綠色突變到紅棕色 即為終點(diǎn) 記錄所消耗的硫酸亞鐵體積數(shù) 4 在測(cè)定樣品的同時(shí) 必須同時(shí)做三個(gè)空白試驗(yàn) 取其平均值 可用純砂或燒土代替樣 品 以免濺出溶液 其它同上 四 結(jié)果計(jì)算 有機(jī)質(zhì) N Vo V 0 003 1 724 1 1 100 W 式中 0 003 碳的毫克當(dāng)量 1 724 由碳換算成有機(jī)質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù) 1 1 校正常數(shù) N FeSO4的當(dāng)量濃度 即 N K2Cr2O7的當(dāng)量濃度 加入K2Cr2O7的體積 V0 V0 空白所耗的FeSO4量 ml V 樣品耗的FeSO4量 ml 注釋 1 華北地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量一般約為 0 6 1 5 不同肥力等級(jí)的土壤有機(jī)質(zhì)含量約為 高肥力地上等肥力地中等肥力地低肥力地薄沙地 2 0 1 5 2 0 1 0 1 5 0 5 1 0 0 5 13 2 為了消除土壤中少量 C1 的干擾 可以加入少量 約 1 Og Ag2SO4 它不僅能沉淀 C1 還能促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解 據(jù)研究 當(dāng)使用 Ag2SO4時(shí) 氧化校正系數(shù)應(yīng)為 1 04 不使用時(shí)為 1 1 Ag2SO4的用量不能太多 否則會(huì)生成 Ag2Cr207 沉淀而影響測(cè)定結(jié)果 水稻土或長(zhǎng)期 處于漬水條件下的土壤中 由于含有 Fe2 和其它還原性物質(zhì)會(huì)影響測(cè)定結(jié)果 產(chǎn)生誤差 為了消除 Fe2 的干擾 必須將新采回的土壤晾干壓碎 平鋪成薄層 每天翻動(dòng) 1 2 次 在 空氣中暴露十天左右之后 方可進(jìn)行分析 3 為了保證有機(jī)質(zhì)能被氧化完全 反應(yīng)終了時(shí) K2Cr207的濃度應(yīng)維持 0 lmolL 1 6 K2Cr207 以上 據(jù)此 土樣的稱量應(yīng)視有機(jī)質(zhì)含量而定 含有機(jī)質(zhì) 5 左右的土樣約取 0 2g 3 4 的取樣 0 3g 2 的取樣 0 5g 1 的取樣 1g 左右 4 土樣消煮時(shí)也可以采用石臘浴或其他油浴 由于磷酸不是有機(jī)質(zhì) 可避免因污染而造成 的誤差 器皿用后也易洗滌 但磷酸的腐蝕性較強(qiáng) 必須用玻璃容器裝置磷酸 5 必須在試管內(nèi)溶液沸騰或有大氣泡生成時(shí)才開(kāi)始計(jì)算時(shí)間 掌握沸騰的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡量一致 繼續(xù)煮沸的 5 分鐘也應(yīng)盡量讀記準(zhǔn)確 6 本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中用水 除冷卻水外 一律為普通蒸餾水或無(wú)離子水 作業(yè)題 1 土壤有機(jī)質(zhì)含量不同對(duì)土壤肥力有什么影響 2 如何消除在測(cè)定過(guò)程中 C1 Fe2 的干擾及氧化不完全等問(wèn)題 實(shí)驗(yàn)六 土壤酸度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)六 土壤酸度的