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    第五章 土壤全氮的測定(凱氏蒸餾法)

    5。1 方法提要 樣品在加速劑的參與下,用濃硫酸消煮時,各種含氮有機化合物,經過複雜的高溫分解反應,轉化為銨態氮。鹼化後蒸餾出來的氨用硼酸吸收,以酸標準溶液滴定,計算土壤全氮含量(不包括硝態氮)。

    包括硝態和亞硝態氮的全氮測定,在樣品消煮前,需先用高錳酸鉀將樣品中的亞硝態氮氧化為硝態氮後,再用還原鐵粉使全部硝態氮還原,轉化成銨態氮。

    5。2 適用範圍 本方法適用於各類土壤全氮含量的測定。

    5。

    3 主要儀器裝置

    5。3。1 消化管(與消煮爐、定氮儀配套),容積250mL。

    5。3。2 定氮儀。

    5。3。3 可控溫鋁錠消煮爐(升溫不低於400℃)。

    5。

    3。4 半微量滴定管,10mL。

    5。3。5 分析天平(精確到0。0001g)。

    5。4 試劑

    5。4。1 硫酸 [ρ(H2SO4)=1。84g•mL-1];

    5。

    4。2 硫酸標準溶液 [c(1/2H2SO4)=0。01mol•L-1]或鹽酸標準溶液[c(HCl)=0。01mol•L-1]:配製及標定參見附錄1。

    5。4。3 氫氧化鈉溶液 [ρ(NaOH)=400g•L-1 ]:稱取400g氫氧化鈉溶於水中,稀釋至1L。

    5。4。4 硼酸—指示劑混合液。

    硼酸溶液 [ρ(H3BO3)=20g•L-1]:稱取硼酸20。00g溶於水中,稀釋至1L。

    混合指示劑:稱取0。5g溴甲酚綠和0。1g甲基紅於專用玻璃研缽中,加入少量95%乙醇,研磨至指示劑全部溶解後,加95%乙醇至100mL。

    使用前,每升硼酸溶液中加5mL混合指示劑,並用稀酸或稀鹼調節至紅紫色(PH約4。5)。此液放置時間不宜過長,如在使用過程中PH有變化,需隨時用稀酸或稀鹼調節。

    5。4。5 加速劑:稱取100g硫酸鉀,10g硫酸銅(CuSO4•5H2O),1g硒粉於研缽中研細,必須充分混合均勻。

    5。4。6 高錳酸鉀溶液[ρ(KMnO4)=50g•L-1 ]:稱取25g高錳酸鉀溶於500mL水,貯於棕色

    瓶中。

    5。4。7 硫酸溶液(1:1)。

    5。

    4。8 還原鐵粉:磨細透過0。149mm孔徑篩。

    5。4。9 辛醇。

    5。5 分析步驟

    5。5。1 稱樣:稱取透過0。25mm(60號篩)孔徑篩的風乾試樣0。3g(含氮約1mg,精確到0。

    0001g)。

    5。5。2 土樣消煮:①不包括硝態和亞硝態氮的消煮:將試樣送入乾燥的消化管底部,加入2。0加速劑,加水約2mL溼潤試樣,再加8mL濃硫酸,搖勻。將消化管置於控溫消煮爐上,用小火加熱,約200℃,待管內反應緩和時(約10~15min),加強火力至375℃。

    待消煮液和土粒全部變為灰白稍帶綠色後,再繼續消煮1h,冷卻,待蒸餾。在消煮試樣的同時,做兩份空的試驗,空白試驗除不加土壤外,其他操作和試樣一樣。

    ②包括硝態氮和亞硝態氮的消煮:將試樣送入乾燥的消化管底部,加1mL高錳酸鉀溶液,輕輕搖動消化管,緩緩加入2mL 1:1硫酸溶液,不斷轉動消化管,放置5 min後,再加入1滴辛醇。

    透過長頸漏斗0。5g (±0。01g) 還原鐵粉送入消化管底部,瓶口蓋上彎頸漏斗,轉動消化管,使鐵粉與酸接觸,待劇烈反應停止時(約5min),將消化管置於控溫消煮爐上緩緩加熱45 min(管內土液應保持微沸,以不引起大量水分丟失為宜)。停止加熱,待消化管冷卻後,加2。

    0g加速劑和8 mL濃硫酸,搖勻。按“不包括硝態和亞硝態氮的消煮”的步驟,消煮至試液完全變成黃綠色,再繼續消煮1 h,冷卻,蒸餾。在消煮試樣的同時,做兩份空白試驗。

    5。5。3 氨的蒸餾和滴定:蒸餾前先按儀器使用說明書檢查定氮儀,並空蒸0。

    5 h洗淨管道。待消煮液冷卻後,向消化管內加入約60 mL水和35 mL 400 g•L-1氫氧化鈉溶液,搖勻,置於定氮儀上。於三角瓶中加入25 mL 20 g•L-1 硼酸—指示劑混合液,將三角瓶置於定氮儀冷凝器的承接管下,管口插入硼酸溶液中,以免吸收不完全。

    蒸餾5 min,用少量的水洗滌冷凝管的末端,洗液收入三角瓶內。每測完1個樣後用空試管裝清水清洗約2min。

    用0。01 mol•L-1硫酸(或0。01 mol•L-1鹽酸)標準溶液滴定餾出液,由藍綠色至剛變為紅紫色。記錄所用酸標準溶液的體積。

    空白測定所用酸標準溶液的體積,一般不得超過0。4 mL。

    5。6 結果計算

    土壤全氮(N),g •kg-1 = [c•(V-V0) ×0。014/m] ×1000

    V0——滴定空白時所用酸標準溶液的體積,mL;

    c——酸標準溶液的濃度,mol•L-1;

    0.014——氮原子的毫摩爾質量;

    m——風乾試樣質量,g;

    1000——換算成每千克含量。

    平行測定結果用算術均值表示,保留小數點後兩位。

    5。7 精密度 平行測定結果允許相差:

    土壤含氮量(g •kg-1) 允許絕對相差(g •kg-1)

    >1 ≤0。

    05

    1~0。6 ≤0。04

    <0。6 ≤0。03

    5。8 註釋

    ①因試樣烘乾過程中可能使全氮量發生變化,因此土壤全氮用風乾樣品測定。

    如果需要提供烘乾基含量,可測定土壤水分進行折算。折算公式為:

    土壤全氮(烘乾基),g •kg-1 =土壤全氮(風乾基),g •kg-1×100/[100-ω(H2O)]

    式中:ω(H2O)——風乾土水分含量,%。

    ②試樣的粒徑,這裡採用0。25mm孔徑篩,但如果含氮量高,稱量<0。5g時,則應透過0。149mm孔徑篩。

    ④某些還原鐵粉會有大量氮,在試劑選擇上應注意。

    ⑤消煮的溫度應控制在360~400℃範圍內,此時,消煮的土液保持微沸,硫酸蒸汽在消化管上部1/3處冷凝流回。超過400℃土液將劇烈沸騰,硫酸蒸汽達到消化管頂部甚至溢位,將引起硫酸銨的熱分解而導致氮素損失。

    ⑥蒸餾時間一般為5 min,但由於儀器型號及蒸餾電流設定不同,應首先作試驗確定,即用納氏試劑逐分鐘檢查蒸餾液中是否含有銨。

    第六章 鹼解氮的測定(鹼解擴散法)

    6。1 方法原理 在擴散皿中,用1。

    0mol/LNaOH水解土壤,使易水解態氮(潛在有效氮)鹼解轉化為NH3,NH3 擴散後為H3BO3 所吸收。H3BO3 吸收液中的NH3 再用標準酸滴定,由此計算土壤中鹼解氮的含量。

    6。2 主要儀器

    擴散皿、半微量滴定管、恆溫箱。

    6。3 試劑

    6。3。1 1。0mol/LNaOH 溶液。稱取NaOH (化學純)40。OGg溶於水,冷卻後稀釋至1L。

    6。3。2 20 g••L-1 H3BO3---指示劑溶液。

    同5。4。4。

    6。3。3 0.005mo 1/L(1/2H2SO4)標準溶液。量取H2SO4(化學純)2。83mL,加蒸餾水稀釋至5000mL,然後用標準鹼或硼酸標定之,此為0。0200mo1/L(1/2H2SO4)標準溶液,再將此標準液準確地稀釋4倍,即得0。

    0050mo1/L(1/2H2SO4)標準液(注1)。

    6。3。4 鹼性膠液。取阿拉伯膠40。0g 和水50mL在燒杯中熱溫至70—80 ℃ 攪拌促溶,約1h後放冷。加入甘油20mL和飽和K2CO3水溶液20mL,攪拌、放冷。

    離心除去泡沫和不溶物,清液貯於具塞玻瓶中備用。

    6。3。5 FeSO4•7H2O粉末。將FeSO4•7H2O(化學純)磨細,裝入密閉瓶中,存於陰涼處。

    6。3。6 Ag2SO4飽和溶液。存於避光處。

    6。4 操作步驟(注2)

    稱取透過18號篩(1mm)風乾土樣2。00g,置於潔淨的擴散皿外室,輕輕旋轉擴散皿,使土樣均勻地鋪平。

    取H3BO3—指示劑溶液2mL放於擴散皿內室,然後在擴散皿外室邊緣塗鹼性膠液,蓋上毛玻璃(注3),旋轉數次,使皿邊與毛玻璃完全黏合。

    再漸漸轉開毛玻璃一邊,使擴散皿外室露出一條狹縫,迅速加入1 mol/L NaOH溶液10。0mL,立即蓋嚴,輕輕旋轉擴散皿,讓鹼溶液蓋住所有土壤。再用橡皮筋圈緊,使毛玻璃固定。隨後小心平放在40±1℃恆溫箱中,鹼解擴散24±0。5h後取出(可以觀察到內室應為藍色)內室吸收液中的NH3用0。

    005或0。01mol/L(1/2H2SO4)標準液滴定(注4)。

    在樣品測定的同時進行空白試驗,校正試劑和滴定誤差。

    6。5 結果計算

    鹼解氮(N)含量(mg/kg)=[ c(V-VO)×14。

    0] ×10³/m

    式中:C¬¬——0。005mol/L (1/2H2SO4)標準溶液的濃度(mol•L-1);

    V——樣品滴定時用去0。005mol•L-1(1/2H2SO4)標準液體積(mL);

    V0——空白試驗滴定時用去0。

    005mol••L-1(1/2H2SO4)標準液體積(mL);

    14.0——氮原子的摩爾質量(g/mol-l);M—樣品質量(g);

    10³——換算係數。

    兩次平行測定結果允許絕對相差為5mg•kg-1。

    6。6 註釋

    注1:如要配非常準確的0。005mol•L-1/2H2SO4 標準液,則可以吸取—定量的NH4+-N標準溶液,在樣品測定的同時,用相同條件的擴散法標定。例如,吸取5。00mg•kg-1NH4+-N標準溶液(含NH4+—N 0。

    250mg)放入擴散皿外室,鹼化後擴散釋放的NH3經H3BO3吸收後,如滴定用去配好的稀標準H2SO4 液3。51mL,則標準H2SO4的農度為:

    c(1/2H2SO4) = [0。00025/(3。51×0。014)]= 0。

    00508mol/L

    注2:如果要將土壤中NO3-—N 包括在內,測定時需加FeSO4。7H2 O粉,並以Ag2SO4為催化劑,使NO3-—N還原為NH3。而FeSO4 本身要消耗部分NaOH,所以測定時所用NaOH溶液的濃度須提高。

    例如2g土加1。07mol•L-1 NaOH 10mL 、FeSO4。7H2O 0。2g 和飽和Ag2SO4溶液0。1mL進行鹼解還原。

    注3:由於膠液的鹼性很強,在塗膠液和洗滌擴散時,必須特別細心,慎防汙染內室,造成錯誤。

    注4:滴定時要用小玻璃棒小心攪動吸收液,切不可搖動擴散皿。

    第七章 M3法土壤有效磷、速效鉀的測定

    7。1 方法原理 M3浸提劑中的0。2mol/L HOAc—0。

    25 mol/L NH4NO3形成了pH2。5的強緩衝體系,並可浸提出交換性K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等陽離子;0。015 mol/L NH4F—0。013 mol/L HNO3可調控P從Ca、Al、Fe無機磷源中的解吸;0。001mol/L EDTA可浸出螯合態Cu、Zn、Mn 、Fe等,因此,M3浸提劑可同時提取土壤中有效的磷、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅、硼等多種營養元素。

    7。2 試劑與儀器

    7。2。1 試劑

    7。2。1。1 硝酸銨

    7。2。1。2 氟化銨

    7。2。1。3 冰乙酸

    7。

    2。1。4 硝酸

    7。2。1。5 乙二胺四乙酸

    7。2。1。6 酒石酸銻鉀

    7。2。1。7 鉬酸銨

    7。2。1。8 硫酸

    7。2。1。

    9 抗壞血酸

    7。2。1。10 磷酸二氫鉀

    7。2。1。11 M3貯備液[c(NH4F)=3。75 mol/L c(EDTA)=0。25 mol/L]:稱取氟化銨(分析純)138。9g溶於約600mL去離子水中,搖動,再加入乙二胺四乙酸(EDTA)73。

    1g,溶解後用去超純水定容至1000mL,充分混勻後貯存於塑膠瓶中(在冰箱內可長期使用),可供5000個樣次使用,如工作量不大,可按比例減少貯備液數量。

    7。2。1。12 M3浸提劑:用1000mL或2000mL量筒量取2000mL去離子水,加入5000mL塑膠桶中,稱取硝酸銨100。

    0g,使之溶解,加入20。0mL M3貯備液,再加入冰乙酸(即17。4 mol/L)57。5 mL和濃HNO3 (HNO3,68%~70%,分析純)4。1mL,用量筒加水稀釋至5000mL,充分混合均勻,此液pH應為2。5±0。1(貯存於塑膠瓶中備用,可供100個樣次使用)。

    7。2。1。13 鉬銻抗試劑:稱取酒石酸銻鉀[K(SbO)C4H4O6•1/2H2O,分析純]0。5g溶於100mL

    去離子水,配製成0。5%的溶液。另稱取鉬酸銨[(NH4)6 Mo7O24•4H2O,分析純]10。

    0g溶於450mL水中,慢慢地加入153 mL濃H2SO4(分析純),邊加邊攪動。再將100mL 0。5%酒石酸銻鉀溶液加入鉬酸銨溶液中,最後加水至1000mL,充分搖勻,貯存於棕色瓶中,此為鉬銻貯備液。

    臨用前(當天)稱取抗壞血酸(即維生素C,分析純)1。

    5g溶於100mL鉬銻貯備液中,混勻,此為鉬銻抗試劑,有效期24h,如保存於冰箱中則有效期較長。上述試劑中H2SO4的濃度為5。5 mol/L(1/2 H2SO4),鉬酸銨為1%,酒石酸銻鉀為0。05%,抗壞血酸為1。5%。

    7。

    2。1。14 磷工作溶液[(P)=5mg/L]:稱取105℃烘乾2h的磷酸二氫鉀(KH2PO4,分析純)0。2195g,置於400mL去離子水中,加入濃H2SO45mL(防長黴菌,可使溶液長期儲存),轉入1000mL容量瓶中,用水定容。此溶液為50 mg/L P標準溶液。

    準確吸取此貯備溶液25。00mL,稀釋至250mL,即為5 mg/L P標準溶液(此稀溶液不宜久存)。

    7。2。1。15 K貯備液[(K)=100mg/L]:準確稱取氯化鉀KCl,105~110℃乾燥2h,分析純)01907g,溶於去離子水中,定容至1000 mL,搖勻後待用。

    7。2。2 儀器

    7。2。2。1 分光光度計。

    7。2。2。2 火焰光度計。

    7。2。2。3 恆溫振盪機(溫度控制25±℃)。

    7。

    2。2。4 原子吸收分光光度計。

    7。3 浸提步驟

    用量樣器量取5。00 mL風乾土壤(過2mm尼龍篩),同時稱量並記錄其質量,於100mL塑膠瓶中,加入50。0mL M3浸提劑,蓋嚴後於往復振盪機(振盪強度為180r/min)上振盪5 min。

    然後用幹濾紙過濾,收集濾液於50mL塑膠瓶中。整個浸提過程應在恆溫條件下進行,溫度控制在25±1℃。

    另一種方法是:選用攪拌方法代替振盪提的方法:用量樣器量取5。00mL風乾土壤(過2mm尼龍篩),同時稱量並記錄其質量,用加液器加入50。

    0mL M3浸提劑,用攪拌器攪拌5 min。然後用幹濾紙過濾,收集濾液於50mL塑膠瓶中。整個浸提過程應在恆溫條件下進行,溫度控制在25±1℃。

    7。4 浸出液中有效養分的定量

    7。4。1 M3有效磷的測定

    準確吸取2。

    00~10。00mL土壤浸出液(依肥力水平而異)於50mL容量瓶中,加水至約

    30mL,加入5。00mL鉬銻抗試劑顯色,定容搖勻。顯色30 min後,在880nm處比色。如冬季氣溫較低時,注意保持顯色時溫度在150C以上,最好在恆溫室內溼色,以加快顯色速度。

    測定的同時做空白校正。

    工作曲線:準確吸取5mg/L P標準溶液0、1。00、2。00、 4。00 、6。00 、8。00mL,分別放入50 mL容量瓶中,加水至約30 mL,加入5。00 mL鉬銻抗試劑顯色,定容搖勻。顯色30min後,在880nm處比出色。

    結果計算:

    土壤M3-P,mg/L(或mg/kg)=[ρ(P)×V×D]/ [V0或(M)]

    式中:

    ρ——待測液中P濃度,μg/mL;

    V——顯色液體積,50mL;

    D——分取倍數,浸出液體積/吸取濾液體積;

    V0(或M)——土樣體積,mL或土樣質量,g。

    7。4。2 M3速效鉀的測定

    M3浸出液中鉀可直接用火焰光度計測定。

    工作曲線:準確吸取100 mg/L K標準貯備液0、1。00、2。50、5。00、10。00、15。00、20。

    00mL,分別放入50 mL容量瓶中,用M3浸提劑定容,搖勻,即得0、2。00、5。00、10。00、20。00、30。00、40。00μg/mL K標準系列溶液。

    結果計算:

    土壤M3-K,mg/L(或mg/kg)=[ρ(K)×V]/[V0(或M)]

    式中:ρ(K)——待測液中K濃度,μg/mL;

    V——浸提劑體積,mL;

    V0(或M)——土樣體積,mL或土樣質量,g。

    7。5 註釋

    7。5。1 為了避免F—以CaF2形態沉澱的再吸附,應將浸提液劑的 pH控制在2。9 以下。配製Mehlich3浸提劑時應儘量準確,這樣可不必每次都測定pH。因為溶液中的F容易對玻璃電極或複合電極造成損壞。

    7。5。2 玻璃皿不會造成汙染,但橡皮塞尤期是新塞子會嚴重引起Zn的汙染,建議最好使用塑膠瓶盛試液。如果同時測定大量與微量元素,玻、塑器皿最好事先在0。2% A1Cl3 •6H2O

    或8%~10% HC1溶液中浸泡過夜,洗淨後備用,以防微量元素的汙染。

    7。5。3 M3法的土壤浸出液常帶顏色,有粉紅色、淡黃色或橙黃色,深淺不一,因土而異。粉紅色可能與Mn含量高或浸提出的某些有機物有關,黃色可能與Fe含量高或有機物質有關。溶液顏色可加入活性C脫色,但會對Zn造成汙染,故以不加活性C為宜。

    7。5。4 注意浸提溫度的控制。冬季氣溫較低時,可採取一些保溫措施。

    7。5。5 比色液中NH4 和EDTA濃度時對P比色均有干擾,NH4 多時生成藍色沉澱,EDTA多時不顯色或生成白色沉澱(EDTA酸)。

    試驗表時,在一般鉬銻搞比色法的條件下NH4 不得大於0。01 mol/L)。

    7。5。6 研究發現,若在工作曲線中分別加入一定量的M3浸提劑,顯色後很快會在較高P濃度的各地出現沉澱,從而影響測定結果的準確性。故選用空白校正的方法消答試劑的誤差,即:根據未知樣品所吸取浸出的體積,相應地做空白測定(不加顯色劑),再從未知樣品的結果中扣除空白值。

    7。5。7 若浸出液中鉀的濃度超出測定範圍,應用M3浸提劑稀釋後再測定。

    7。5。8 使用AAS法測定有效Ca, Mg時,浸出液需要用M3浸提劑適當稀釋1~20倍後方可測定,可根據具體情況確定稀釋倍數。

    7。5。9 如果條件具備,可直接用電感耦合等離子發射光譜儀(ICP—AES)進行測定,而不需要稀釋;而且在同一浸出液中可同時測定P、K、Na、Ca、Mg、Fe、 Mn、CU、Zn、B等多種元素。

    7。

    5。10 使用AAS法測定有效微量元素Fe、Mn、CU、Zn時,浸出液需要M3浸提劑適當稀釋後方可測定。一般測Fe時,可稀釋1~10倍;測Mn時,可稀釋2~10倍;測CU、Zn一般不需要稀釋。可根據具體情況確定稀釋倍數。

    都告訴你了,自己找。

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