土壤水解性氮的測定綜述

1、 概述 土壤中水解氮的測定堿解擴散法 堿解氮實驗 一 土壤中氮素的含量及來源 二 土壤中氮素的形態(tài) 有效化 三 土壤中氮素的轉(zhuǎn)化 氮的損失 四 土壤中氮素對農(nóng)田肥力的作用（一）來源（一）來源1. 施入土壤中的化學氮肥和有機肥料施入土壤中的化學氮肥和有機肥料2. 動植物殘體的歸還動植物殘體的歸還3. 生物固氮生物固氮4. 雷電降雨帶來的雷電降雨帶來的NH4N和和NO3N目前施入土壤中的肥料是土壤氮的主要來源目前施入土壤中的肥料是土壤氮的主要來源（二）含量 土壤中氮素的含量受自然因素如母質(zhì)、植被、氣候等影響，同時也受人為因素如利用方式、耕作、施肥及灌溉等措施的影響。 一般農(nóng)業(yè)土壤耕層氮素含量在0.

2、5-3.0g/kg之間。較高的氮素含量往往被看成為土壤肥沃程度的重要標志。表層含氮量最高，以下各層隨深度增加而銳減。我國土壤含氮量的地域性規(guī)律：我國土壤含氮量的地域性規(guī)律： 北北 增加增加 西西 長江長江 東東 增加增加 南南 增加增加 有機態(tài)氮 占全氮的絕大部分，95%以上。 可溶性有機氮 5%； 主要為： 游離氨基酸、胺鹽及酰胺類化合物； 水解性有機氮5070%； 蛋白質(zhì)及肽類、核蛋白類、氨基糖類； 非水解性有機氮3050%； 主要可能是雜環(huán)態(tài)氮、縮胺類 。有機氮有機氮 無機氮無機氮礦化作用礦化作用固定作用固定作用無機態(tài)氮 數(shù)量少、變化大，表土中占全氮 12% ，最多不超過58%。 銨態(tài)氮

3、(NH4+ N)：可被土壤膠體吸附，一般不易流失，但在旱田中，銨態(tài)氮很少，在水田中較多。 在土壤里有三種存在方式：游離態(tài)、交換態(tài)、固定態(tài)。 硝態(tài)氮(NO3- N) ：移動性大；通氣不良時易反硝化損失；在土壤中主要以游離態(tài)存在。 亞硝態(tài)氮(NO2- N)：主要在嫌氣性條件下才有可能存在，而且數(shù)量也極少。在土壤里主要以游離態(tài)存在。 其他，氨態(tài)氮、氮氣及氣態(tài)氮氧化合物。速效氮速效氮：土壤溶液中的銨溶液中的銨、交換性銨交換性銨和硝態(tài)氮硝態(tài)氮因能直接被植物根系所吸收，常被稱為速效態(tài)氮。速效氮速效氮：土壤溶液中的銨、交換性銨和硝態(tài)氮因能直接被植物根系所吸收，常被稱為速效態(tài)氮。有效氮：有效氮：能被當季作物利

4、用的氮素，包括無機氮(2)和易分解的有機氮水解氮：水解氮：包括無機的礦物態(tài)氮和部分有機質(zhì)中易分解、比較簡單的有機態(tài)氮。全氮全氮：土壤中氮素的總量。 全全 氮氮有效氮有效氮速效氮速效氮目前一般以土壤全氮、水解氮。速效氮3種形態(tài)的氮含量作為診斷指標。土壤氮素的有效化有機氮的礦化（有機氮水解；氨化）硝化（亞硝化；硝化）土壤氮素的損失反硝化生物脫氮化學脫氮（亞硝酸分解；氨揮發(fā)）粘粒對銨的固定生物固定氮素淋洗定義定義：含氮的有機合化物，在多種微生物的作用下 降解為簡單的氨態(tài)氮的過程。它包括：a. 水解水解：b. 氨化：氨化：蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 多肽多肽 氨基酸氨基酸水解水解肽酶朊酶RCHNH2COOH + O

5、2 RCH2COOH + NH3 + 能量能量酶氨化微生物RCHNH2COOH + O2 RCH2COOH + NH3 + 能量能量酶氨化微生物定義：定義：將土壤中的氨、胺、酰胺等微生物的作用下氧化 為硝酸的生物化學過程。第一步：亞硝化作用第一步：亞硝化作用第二步：硝化作用第二步：硝化作用2NO2- + O2 2NO3- + 40千卡硝化微生物硝化微生物2HN4+ + 3O2 2NO2- + 2H2O + 4H+ + 158158千卡亞硝化微生物亞硝化微生物速率：硝化作用亞硝化作用銨化作用速率：硝化作用亞硝化作用銨化作用。因此，正常土壤中，很少有亞硝態(tài)氮和銨態(tài)因此，正常土壤中，很少有亞硝態(tài)氮和

6、銨態(tài)氮及氨的積累。氮及氨的積累。過程：過程：NO3- NO2- NO N20 N2氧化亞氮還原酶硝酸鹽還原酶硝酸鹽還原酶氧化氮還原酶- H20 2NO HN03 2HNO2 H2N2O2 厭氧微生物厭氧微生物 +4H+4H+ - 2H2O -2H2O + 2H+-2H2O+2H2ON2- 4H+厭氧厭氧 微生物微生物N2O主要是一些特殊環(huán)境條件下的化學反應，如：主要是一些特殊環(huán)境條件下的化學反應，如：a.氨態(tài)氮揮發(fā)氨態(tài)氮揮發(fā)NH4+ + OH- NH3 + H2O在堿性條件下進行b.亞硝酸分解反應亞硝酸分解反應 3HNO2 HNO3 + 2NO + H2O條件：酸性愈強，分解愈快。 粘粒礦物對

7、銨的固定粘粒礦物對銨的固定 北方的土壤中，能固銨的粘粒礦物較多，但其土壤中銨極少，而北方的土壤中，能固銨的粘粒礦物較多，但其土壤中銨極少，而南方水田的銨態(tài)較多，而能固定銨的粘土礦物不多。因此，銨的南方水田的銨態(tài)較多，而能固定銨的粘土礦物不多。因此，銨的粘土礦物固定在我國的意義不大。粘土礦物固定在我國的意義不大。 生物固定生物固定 氮素的淋洗氮素的淋洗淋洗淋洗硅鋁片硅鋁片硅鋁片硅鋁片NH4+ 銨態(tài)氮銨態(tài)氮 硝態(tài)氮硝態(tài)氮 吸附態(tài)銨或吸附態(tài)銨或固定態(tài)銨固定態(tài)銨水體中的水體中的硝態(tài)氮硝態(tài)氮 礦化作用礦化作用 硝化作用硝化作用 生物固定生物固定 硝酸還原作用硝酸還原作用 NH3 N2、NO、N2O 揮發(fā)

8、損失揮發(fā)損失 反硝化作用反硝化作用吸附固定吸附固定 淋洗損失淋洗損失 有有機機質(zhì)質(zhì)有機氮有機氮生物生物 固定固定土壤中氮素轉(zhuǎn)化的各個過程之間有著密切關(guān)系，土壤中氮素轉(zhuǎn)化的各個過程之間有著密切關(guān)系，在一定程度上存在著相互抑制或促進作用。在一定程度上存在著相互抑制或促進作用。 方法原理 方法特點 儀器設(shè)備 操作步驟 注意事項 結(jié)果計算1. 1. 方法原理方法原理 在擴散皿中，用1.0 molL-1 NaOH水解土壤，使易水解態(tài)氮（潛在有效氮）堿解轉(zhuǎn)化為NH3，NH3擴散后為H3BO3所吸收。H3BO3吸收液中的NH3再用標準硫酸滴定，硫酸與硼酸氨反應完全后，指示劑變色范圍pH 4.4（紅）5.4（

9、藍）硫酸過量一滴溶液顯紅色，即滴定終點。由此計算土壤中堿解氮的含量。在此處插入兩幅圖片 一個是滴定前得藍色 一個是滴定后的紅色擴散皿 擴散皿內(nèi)室反應：NH3+H3BO3NH4H2BO3 滴定過程的反應：NH4H2BO3+HClH2BO3+NH4Cl2 . .方法特點 不包括土壤中的NO3-N。若要包括NO3-N ，測定時需加FeSO47H2O粉，并以Ag2SO4為催化劑，使NO3-N還原成NH4+-N。由于FeSO4需要消耗部分NaOH，所以測定時需要提高NaOH 溶液的濃度。3. 儀器和設(shè)備 半微量滴定管半微量滴定管恒溫箱4. 操作步驟 稱取過2mm篩風干土樣2.00g，均勻平鋪于擴散皿外室

10、取2.0ml H3BO3 指示劑溶液于擴散皿的內(nèi)室在擴散皿外室的邊緣涂上堿性膠液蓋上毛玻璃(毛面朝下），旋轉(zhuǎn)數(shù)次，使粘合完全轉(zhuǎn)開毛玻璃的一邊，使擴散皿的外室露出一條狹縫迅速加入1.0molL-1NaOH溶液10ml于擴散皿外室立即蓋嚴，輕輕旋轉(zhuǎn)擴散皿，使堿液蓋住所有土壤用橡皮筋圈緊，使毛玻璃固定平放在401的恒溫箱中，堿解擴散240.5 h取出，用0.005或0.0025molL-1H2SO4標準溶液滴定同時做空白試驗，校正試劑和滴定誤差。 5. 注意事項 微量擴散皿使用前必須徹底清洗。利用小刷去除殘余后，沖洗，先后浸泡于軟性清潔劑及稀鹽酸中，然后以自來水充分沖洗，最后再用蒸餾水淋洗。應熟練操作技巧以防止內(nèi)室硼酸一指示劑液遭受堿液之污染。 由于堿性膠液的堿性很強，在涂膠液和洗滌擴散皿時，必須細心，慎防污染內(nèi)室，致使造成誤差。 稱樣時可在擴散皿內(nèi)室加一個小蓋 子，這樣可以防止將土稱入內(nèi)室。 滴定前首先要檢查滴定管 的下端是否充有氣泡。若 有，首先要把氣泡排出。 滴定時，標準酸要逐滴加 入，在接近終點時，用玻 璃棒從滴定管尖端沾取少 量標準酸滴入擴散皿內(nèi)。 易產(chǎn)生氣泡處6. 結(jié)果結(jié)算滴定過程的反應：滴定過程的反應：NH4H2BO3+HClH2BO3+NH4Cl 1 1 x (V-V0) C(H+) X= (V