植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的測(cè)定本節(jié)重點(diǎn)1、了解植物體內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)

1、植物植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的測(cè)定元素的測(cè)定本節(jié)重點(diǎn)：本節(jié)重點(diǎn)：1、了解植物體內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)元素的含量范圍。、了解植物體內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)元素的含量范圍。2、掌握植物體內(nèi)全氮、磷、鉀的測(cè)定方法。、掌握植物體內(nèi)全氮、磷、鉀的測(cè)定方法。3、了解植物鈣、鎂、硫的測(cè)定方法。、了解植物鈣、鎂、硫的測(cè)定方法。4、掌握植物微量元素的測(cè)定方法。、掌握植物微量元素的測(cè)定方法。一、概述一、概述 常量元素常量元素 含量范圍含量范圍 N 1-5% P 0.1-0.6% K 1-5% Ca 0.5-5% Mg 0.2-2% S 0.1-0.5% 微量元素：微量元素：Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo， 含量范圍為含量范圍為X-XXX m

2、g/kg。 植物不同部位全氮、磷、鉀含量的比較植物不同部位全氮、磷、鉀含量的比較 植物樣品類別植物樣品類別 全全N 全全P% 全全K% 健壯莖葉健壯莖葉 3 0.2 2 (15)* (0.10.5) (13) 老熟莖葉老熟莖葉 0.5 0.1 1 (0.40.8) (0.030.4) (0.52) 種子種子 2 0.3 1 (14) (0.20.6) (12) *( )內(nèi)為多數(shù)樣本的含量范圍。內(nèi)為多數(shù)樣本的含量范圍。 植物體內(nèi)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素測(cè)定植物體內(nèi)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素測(cè)定 待測(cè)液的制備待測(cè)液的制備前處理（預(yù)處理）過(guò)程前處理（預(yù)處理）過(guò)程 待測(cè)液中元素的定量待測(cè)液中元素的定量二、植物礦質(zhì)元素測(cè)定方法評(píng)

3、述二、植物礦質(zhì)元素測(cè)定方法評(píng)述 1、開(kāi)氏法、開(kāi)氏法1.1、H2SO4加速劑消煮法加速劑消煮法 0.5-1g樣品，樣品，H2SO412ml，加速劑，加速劑5g，此，此 法只能測(cè)定植物全法只能測(cè)定植物全N，不能測(cè)定植物全，不能測(cè)定植物全P、 全全K。1.2、H2SO4H2O2消煮法消煮法 適用于植物全適用于植物全N、全、全P、全、全K聯(lián)合測(cè)定。聯(lián)合測(cè)定。2、干灰化法：、干灰化法：適用于植物適用于植物P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B 測(cè)定測(cè)定 500-550 C高溫處理，有機(jī)質(zhì)氧化成高溫處理，有機(jī)質(zhì)氧化成CO2，氮變成，氮變成氮的氧化物，氮的氧化物，NH3揮發(fā)，剩下的是灰分元素的氧化揮

4、發(fā)，剩下的是灰分元素的氧化物或鹽類，然后用鹽酸（物或鹽類，然后用鹽酸（10%）溶解，制備的待測(cè)）溶解，制備的待測(cè)液除不能測(cè)氮外，其他的元素都能測(cè)定。液除不能測(cè)氮外，其他的元素都能測(cè)定。 干灰化法具體操作步驟：干灰化法具體操作步驟：稱稱1.000g樣放入樣放入30ml石英或瓷坩堝中，放在電爐上石英或瓷坩堝中，放在電爐上慢慢升溫至炭化不冒白煙止，轉(zhuǎn)入慢慢升溫至炭化不冒白煙止，轉(zhuǎn)入馬福爐馬福爐中升溫至中升溫至500 C時(shí)，保持時(shí)，保持4 h。冷卻后加入。冷卻后加入10ml 6mol/LHCl加加熱沸騰熱沸騰3-5min，使灰分溶解，過(guò)濾至，使灰分溶解，過(guò)濾至50ml容量瓶中，容量瓶中，用用2%HCl

5、多次淋洗至定容。多次淋洗至定容。3、濕灰化法、濕灰化法3.1 H2SO4HNO3消煮法，可測(cè)定消煮法，可測(cè)定P、K、Ca、 Mg、Fe、Mn、Cu、Zn3.2 HNO3H2SO4HClO4 HNO3HClO4 H2SO4沸點(diǎn)沸點(diǎn) 338 C HNO3沸點(diǎn)沸點(diǎn)120.5 C HClO4沸點(diǎn)沸點(diǎn)110 C HNO3、H2SO4、HClO4三種酸的沸點(diǎn)不同，可三種酸的沸點(diǎn)不同，可以根據(jù)消煮溫度的不同要求，調(diào)節(jié)三酸的比例。以根據(jù)消煮溫度的不同要求，調(diào)節(jié)三酸的比例?；旌纤嵯鬂舛炔粫?huì)太高，且一定要有混合酸消煮濃度不會(huì)太高，且一定要有H2SO4存在。存在。測(cè)測(cè)Ca時(shí)，時(shí)，H2SO4量不能太多，因易形成量不

6、能太多，因易形成CaSO4；測(cè)測(cè)K時(shí)，時(shí)，HClO4量不能太多，因易形成量不能太多，因易形成KClO4。（一般比例為（一般比例為H2SO4：HClO4=8：1或或12）。）。三、植物全氮、全磷、全鉀的聯(lián)合測(cè)定三、植物全氮、全磷、全鉀的聯(lián)合測(cè)定 H2SO4-H2O2法法 植物組織中，有機(jī)質(zhì)的結(jié)構(gòu)比土壤有機(jī)質(zhì)者植物組織中，有機(jī)質(zhì)的結(jié)構(gòu)比土壤有機(jī)質(zhì)者較為簡(jiǎn)單，比較容易被氧化分解，有機(jī)氮比較容較為簡(jiǎn)單，比較容易被氧化分解，有機(jī)氮比較容易轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，各種形態(tài)的磷和鉀也容易全部易轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，各種形態(tài)的磷和鉀也容易全部釋放，采用釋放，采用H2O2作為作為H2SO4消煮的氧化劑，對(duì)于消煮的氧化劑，對(duì)于植物

7、全植物全N、P、K的測(cè)定可以獲得滿意的結(jié)果。的測(cè)定可以獲得滿意的結(jié)果。（一）方法原理（一）方法原理植物中植物中N、P大多數(shù)以有機(jī)態(tài)存在，大多數(shù)以有機(jī)態(tài)存在，K以離子態(tài)存以離子態(tài)存在。樣品在濃在。樣品在濃H2SO4，經(jīng)，經(jīng)脫水、碳化、氧化脫水、碳化、氧化等一等一系列作用，同時(shí)系列作用，同時(shí)H2O2作為氧化劑，在熱的濃作為氧化劑，在熱的濃H2SO4中，分解出新生態(tài)氧，中，分解出新生態(tài)氧，H2O2 H2O + O，其，其具有強(qiáng)烈的氧化作用，能分解具有強(qiáng)烈的氧化作用，能分解H2SO4所沒(méi)有破壞所沒(méi)有破壞的有機(jī)物和的有機(jī)物和C，變成，變成CO2、H2O，使，使有機(jī)有機(jī)N、有機(jī)、有機(jī)P轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為NH4S

8、O4、H3PO4，因此可在同一消煮液，因此可在同一消煮液中分別測(cè)定中分別測(cè)定N、P、K。過(guò)去認(rèn)為過(guò)去認(rèn)為H2O2作為加速消煮的氧化劑，不宜過(guò)早作為加速消煮的氧化劑，不宜過(guò)早加入，用量不能多，應(yīng)少量的分次添加，加入后加入，用量不能多，應(yīng)少量的分次添加，加入后的消煮溫度不要太高，以防止有機(jī)氮被氧化成游的消煮溫度不要太高，以防止有機(jī)氮被氧化成游離的離的N2或氮的氧化物而損失。或氮的氧化物而損失。1987年，張淑民教授經(jīng)過(guò)細(xì)致的研究提出年，張淑民教授經(jīng)過(guò)細(xì)致的研究提出H2SO4 H2O2快速消煮的方法，可以加速消煮過(guò)程，省快速消煮的方法，可以加速消煮過(guò)程，省時(shí)省電，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。時(shí)省電，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)

9、確可靠。H2SO4H2O2快速消煮法快速消煮法*具體步驟：具體步驟：0.51g植物樣品植物樣品 + 5ml濃濃H2SO4 + 分兩次加入分兩次加入4ml H2O2（每次（每次2ml） 再加入再加入2ml H2O2 再加入再加入2ml H2O2 消煮至無(wú)色消煮至無(wú)色 趕盡剩余的趕盡剩余的H2O2 定容定容根據(jù)樣品的特性，一般根據(jù)樣品的特性，一般H2O2用量在用量在810ml 左右。左右。注意：注意：空白試驗(yàn)，以校正試劑誤差?？瞻自囼?yàn)，以校正試劑誤差。 360 C消煮消煮10min有有H2SO4蒸氣回流，出現(xiàn)黑褐色蒸氣回流，出現(xiàn)黑褐色消煮消煮10min消煮消煮20min后煮后煮10min冷卻至室溫

10、冷卻至室溫（二）待測(cè)液中（二）待測(cè)液中NH4-N的測(cè)定的測(cè)定NH4-N的測(cè)定方法很多，主要可用下三種方法測(cè)定。的測(cè)定方法很多，主要可用下三種方法測(cè)定。1、蒸餾法（半微量，、蒸餾法（半微量，1mgN）把消煮液定容把消煮液定容100ml， 取取510ml蒸餾，和土壤全蒸餾，和土壤全N測(cè)定一樣。測(cè)定一樣。2、擴(kuò)散法（、擴(kuò)散法（0.05-0.2mgN）稀釋稀釋50倍，定容倍，定容100ml， 取取2ml，和土壤堿解，和土壤堿解N做法一樣。做法一樣。3、靛酚藍(lán)比色法（、靛酚藍(lán)比色法（0.050.5ppmNH4-N）稀釋稀釋5萬(wàn)倍，如果手工萬(wàn)倍，如果手工n次稀釋，誤差大，不宜采用。次稀釋，誤差大，不宜采用

11、。用自動(dòng)儀器分析，自動(dòng)稀釋就可以應(yīng)用，連續(xù)流用自動(dòng)儀器分析，自動(dòng)稀釋就可以應(yīng)用，連續(xù)流動(dòng)分析儀（動(dòng)分析儀（CFA）測(cè)定植物、土壤全）測(cè)定植物、土壤全N都是用靛藍(lán)都是用靛藍(lán)比色法測(cè)定，準(zhǔn)確度和精密度都很高。比色法測(cè)定，準(zhǔn)確度和精密度都很高。不同樣品氮素測(cè)定的比較不同樣品氮素測(cè)定的比較 測(cè)定項(xiàng)目測(cè)定項(xiàng)目 前處理方法前處理方法 定量方法定量方法 土壤全氮土壤全氮 H2SO4消煮，消煮， 蒸餾法蒸餾法 加速劑（加速劑（K2SO4-CuSO4 5H2O-Se)， 360410 C，8090min 土壤堿解氮土壤堿解氮 1mol/L NaOH， 滴定法滴定法 1:5，40 C，24h土壤無(wú)機(jī)氮土壤無(wú)機(jī)氮

12、1mol/L NaCl， NH4+-N: 靛酚藍(lán)比色法靛酚藍(lán)比色法 1:5，30min NO3-N: 紫外分光光度法紫外分光光度法 （Zn還原法或校正因數(shù)法）還原法或校正因數(shù)法）復(fù)混肥總氮復(fù)混肥總氮 同土壤全氮同土壤全氮 蒸餾法蒸餾法 加速劑（加速劑（K2SO4-CuSO4 5H2O) 植物全氮植物全氮 H2SO4-H2O2消煮，消煮， 蒸餾法蒸餾法 360 C （三）待測(cè)液中磷的定量（三）待測(cè)液中磷的定量根據(jù)樣品含根據(jù)樣品含P量的不同可選擇不同的方法。量的不同可選擇不同的方法。 1、釩鉬黃比色法（、釩鉬黃比色法（1-20mg/L P）* （適于含（適于含P量比較高的植物樣品）量比較高的植物樣

13、品）（1）方法原理：）方法原理： 在一定酸度條件下，待測(cè)液中的正磷酸鹽與偏釩在一定酸度條件下，待測(cè)液中的正磷酸鹽與偏釩酸銨和鉬酸銨反應(yīng)，生成酸銨和鉬酸銨反應(yīng)，生成黃色黃色的三元雜多酸，溶液的三元雜多酸，溶液黃色的深淺與磷的含量成正比黃色的深淺與磷的含量成正比，可用比色法測(cè)定。，可用比色法測(cè)定。三元雜多酸的大致組成是三元雜多酸的大致組成是P2O5V2O522MoO3nH2O，其中其中P:V:Mo=1:1:11。 （2）反應(yīng)條件）反應(yīng)條件 a.不同磷含量的波長(zhǎng)選擇不同磷含量的波長(zhǎng)選擇 P(mg/L) 1-6 2-15 4-17 7-20 入入(nm) 400 440 470 490 b.試劑的終濃

14、度：試劑的終濃度： 酸度：一般要求范圍較寬，酸度：一般要求范圍較寬，0.041.6mol/L， 最好最好0.5-1.0mol/L。 偏釩酸銨：偏釩酸銨：0.005mol/L 鉬酸銨：鉬酸銨：0.01mol/Lc. 溫度：溫度：影響小，室溫即可。影響小，室溫即可。d. 顯色時(shí)間：顯色時(shí)間：15min后黃色穩(wěn)定，穩(wěn)定后黃色穩(wěn)定，穩(wěn)定24小時(shí)。小時(shí)。e. 干擾離子：干擾離子： Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+1000mg/L，可通過(guò)控制吸液量來(lái)消除干擾。，可通過(guò)控制吸液量來(lái)消除干擾。（3）方法的優(yōu)點(diǎn)）方法的優(yōu)點(diǎn) a.操作簡(jiǎn)便、快速，常溫下操作簡(jiǎn)便、快速，常溫下15min顯色，且黃色穩(wěn)顯色，且黃

15、色穩(wěn) 定，長(zhǎng)達(dá)定，長(zhǎng)達(dá)24h。 b.顯色酸度范圍寬，易于控制，對(duì)酸介質(zhì)不嚴(yán)，可顯色酸度范圍寬，易于控制，對(duì)酸介質(zhì)不嚴(yán)，可 在在H2SO4、HCl、HNO3下比色。下比色。 c.干擾離子少。干擾離子少。 d.方法適用性廣，可適用于植物、肥料中磷的測(cè)定。方法適用性廣，可適用于植物、肥料中磷的測(cè)定。 e.準(zhǔn)確度高，相對(duì)誤差在準(zhǔn)確度高，相對(duì)誤差在1-3%。 2、鉬銻抗比色法（、鉬銻抗比色法（0.01-0.6mg/L P） （適于含（適于含P量低的植物樣品，如老的莖、葉等）量低的植物樣品，如老的莖、葉等） 原理、步驟與土壤部分相同。原理、步驟與土壤部分相同。 不同樣品磷素測(cè)定的比較不同樣品磷素測(cè)定的比較

16、 測(cè)定項(xiàng)目測(cè)定項(xiàng)目 前處理方法前處理方法 定量方法定量方法 土壤全磷土壤全磷 H2SO4 -HClO4消煮，消煮， 鉬銻抗比色法鉬銻抗比色法 360 C，40min 或或Na2CO3熔融熔融土壤有效磷土壤有效磷 Olsen法法 0.5mol/L NaHCO3， 鉬銻抗比色法鉬銻抗比色法 pH8.5，1:20，25 1 C， 30min，180次次/minBray法法 NH4F-HCl， 鉬銻抗比色法鉬銻抗比色法 1:10；30minMehlich 3法法 HOAc-NH4NO3-NH4F 鉬銻抗比色法或鉬銻抗比色法或ICP法法 -HNO3-EDTA 1:10；5min復(fù)混肥中有效磷復(fù)混肥中有效

17、磷 檸檬酸銨或檸檬酸銨或EDTA 磷鉬酸喹啉重量法磷鉬酸喹啉重量法 釩鉬黃比色法釩鉬黃比色法植物全磷植物全磷 H2SO4-H2O2消煮，消煮， 高高: 釩鉬黃比色法釩鉬黃比色法 360 C 低低: 鉬銻抗比色法鉬銻抗比色法（四）待測(cè)液中鉀的測(cè)定（四）待測(cè)液中鉀的測(cè)定（火焰光度法）（火焰光度法） 待測(cè)液稀釋待測(cè)液稀釋10倍，直接在火焰光度計(jì)上測(cè)定，倍，直接在火焰光度計(jì)上測(cè)定， 同時(shí)測(cè)定工作曲線，可以從曲線上查出待測(cè)液的同時(shí)測(cè)定工作曲線，可以從曲線上查出待測(cè)液的 濃度。濃度。不同樣品鉀素測(cè)定的比較不同樣品鉀素測(cè)定的比較測(cè)定項(xiàng)目測(cè)定項(xiàng)目 前處理方法前處理方法 定量方法定量方法土壤全鉀土壤全鉀 HF-

18、HClO4消煮，消煮， 火焰光度法火焰光度法 或或NaOH熔融熔融土壤有效鉀土壤有效鉀 速效鉀速效鉀 1mol/L NH4OAc， 火焰光度法火焰光度法 1:5，30min 緩效鉀緩效鉀 1mol/L HNO3， 火焰光度法火焰光度法 1: 10，10min復(fù)混肥總鉀復(fù)混肥總鉀 水，煮沸水，煮沸30min 四苯硼鉀重量法四苯硼鉀重量法植物全鉀植物全鉀 H2SO4-H2O2消煮，消煮， 火焰光度法火焰光度法 360 C四、植物鈣、鎂、硫、微量元素的測(cè)定四、植物鈣、鎂、硫、微量元素的測(cè)定 Ca、Mg： 干灰化法干灰化法 HNO3-HClO4法法 EDTA滴定法滴定法 原子吸收分光光度法原子吸收分光

19、光度法 S： HNO3-HClO4法法 BaSO4比濁法比濁法 ICP法法Fe、Mn、Cu、Zn、B： 干灰化法干灰化法 HNO3-HClO4法法 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 ICP法法（一）待測(cè)液的制備（一）待測(cè)液的制備 1、干灰化、干灰化（1）炭化）炭化（2）500-550 C灰化?；一?一般灰化一般灰化4-6小時(shí)，灰分呈全白色或淺灰色。小時(shí)，灰分呈全白色或淺灰色。 若灰化不徹底（黑色碳粒較多），取出冷卻后加若灰化不徹底（黑色碳粒較多），取出冷卻后加 水（或水（或1：1HNO3）2-3滴，蒸干后，再繼續(xù)灰化滴，蒸干后，再繼續(xù)灰化 2小時(shí)。小時(shí)。 用用HCl溶解后轉(zhuǎn)入溶解后轉(zhuǎn)入2

20、5-50ml容量瓶中，定容后過(guò)濾，容量瓶中，定容后過(guò)濾， 濾液待測(cè)。濾液待測(cè)。 測(cè)測(cè)Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo時(shí)，時(shí)，HCl濃度不同，濃度不同，用量不同。用量不同。1：1 HCl（6mol/L），用），用1-2ml，溶解，用水定容。，溶解，用水定容。1：9 HCl（1.2mol/L ）溶解，用）溶解，用1.2mol/L HCl定容。定容。B可用可用0.1mol/L HCl溶解溶解*要注意酸度一致（待測(cè)液與工作曲線）要注意酸度一致（待測(cè)液與工作曲線）2、濕灰化、濕灰化 a、H2SO4HNO3消煮法消煮法 b、H2SO4HNO3HClO4消煮法消煮法 c、HNO3HClO4（8：2） 可同時(shí)

21、測(cè)可同時(shí)測(cè)P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、ZnHNO3HClO4消煮體操作步驟：消煮體操作步驟： 稱取烘干植物樣稱取烘干植物樣1g于開(kāi)氏瓶（消煮管中），加濃于開(kāi)氏瓶（消煮管中），加濃HNO3:HClO4混合酸（混合酸（8:2）15ml，放置數(shù)小時(shí)或過(guò)夜，放置數(shù)小時(shí)或過(guò)夜，然后放在電爐上慢慢升溫加熱，使黃棕色煙（然后放在電爐上慢慢升溫加熱，使黃棕色煙（NO2），），慢慢揮發(fā)再適當(dāng)提高溫度繼續(xù)消化。大約至大量冒慢慢揮發(fā)再適當(dāng)提高溫度繼續(xù)消化。大約至大量冒白煙為止。白煙為止。 這時(shí)，消化液呈白色透明狀，約有這時(shí)，消化液呈白色透明狀，約有2ml時(shí)，時(shí)，取下（切勿蒸干）冷卻后定容、過(guò)濾。取下（切勿

22、蒸干）冷卻后定容、過(guò)濾。（二）待測(cè)液中元素的定量（二）待測(cè)液中元素的定量 1、原子吸收光度法（、原子吸收光度法（AAS） 空心陰極空心陰極 原子化器原子化器 光電倍增管光電倍增管發(fā)出待測(cè)元素發(fā)出待測(cè)元素 樣品在此原樣品在此原 接收信號(hào)接收信號(hào) 特征波長(zhǎng)光特征波長(zhǎng)光 子化子化每次只能測(cè)定一個(gè)元素，不同元素?fù)Q不同的空心陰每次只能測(cè)定一個(gè)元素，不同元素?fù)Q不同的空心陰極燈。極燈。 讀數(shù)讀數(shù)2、電感藕合等離子體發(fā)射光譜法（、電感藕合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）（在高溫）把樣品激發(fā)（在高溫）把樣品激發(fā)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)，發(fā)出特基態(tài)，發(fā)出特 征波長(zhǎng)的光，接收光信號(hào)，光電信增管多個(gè)，征波長(zhǎng)的光，接收光信號(hào)，光電信增管多個(gè)， 組成球面；或同時(shí)獲取多條譜線，一次測(cè)定可以組成球面；或同時(shí)獲取多條譜線，一次測(cè)定可以 多種元素同時(shí)定量。多種元素同時(shí)定量。OPTIMA -3300DV 等離子體發(fā)射光譜儀等離子體發(fā)射光譜儀電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(Inductively Coupled Plasma(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry, ICP-AES)-Atomic Emission Spectrometry,