土壤全氮的测定-凯氏定氮法

土壤学试验讲义〔〕吴彩霞 王静 李旭东兰州大学草地农业科技学院202210月目 录试验一、土壤分析样品采集与制备试验三、土壤速效钾的测定试验四、土壤有效磷的测定试验五、土壤有机质的测定试验六、土壤酸度的测定2试验一土壤分析样品采集与制备一、试验目的和说明必要的室内常规分析测定称土样)的采集和制备做起。一般土样分析误差来自采样、分样和分析三个方面，而采样误是一项格外细致而重要的工作。二、试验方法步骤(一)土样采集分析某一土壤或土层，只能抽取其中有代表性的少部份土壤，这就是土样。采样的根本的采样方法。土壤剖面样品l0厘米的土壤，但耕作层必需要全层柱状连续采样，每层采一公斤；放入干净的布袋或塑料袋内，袋内外均应附有标签，标签上注明采样地点、剖面号码、土层和深度。1土壤剖面坑示意图3土壤混合样品混合土样多用于耕层土壤的化学分析，一般依据不同的土壤类型和土壤肥力状况，按地块分别采集混合土样。一般要求是：采样点应避开田边、路旁、沟侧、粪底盘以及一些特别的地形部位。采样面积一般在20—50亩的地块采集一个混合样可依据实际状况酌情增加样品数。(3)采样深度依不同分析要求而定，一般土壤表层取0-10cm，取样点不少于5点。可用土钻或铁铲取样，特别的微量元素分析，如铁元素需改用竹片或塑料工具取样，以防污染。(4)每点取样深度和数量应相当，集中放入一土袋中，最终充分混匀碾碎，用四分法取对角二组，其余淘汰掉。取样数量约1公斤左右为宜。(5)采样线路通常承受对角线、棋盘式和蛇形取样法。(6)装好袋后，栓好内外标签。标签上注明采样地点、深度、采集人和日期，带回室内风干处理(二)土壤样品制备样品制备过程中的要求：(1)样品处理过程中不能发生任何物理和化学变化，以免造成分析误差。(2)样品要均一化，使测定结果能代表整个样品和田间状态。(3)样品制备过程包括：风干一分选一去杂一磨碎一过筛—混匀一装瓶一保存一登记。风干一将取回的土样放在通风、枯燥和无阳光直射的地方，或摊放在油布、牛皮纸、塑料布上，尽可能铺平并把大土块捏碎，以便风干快些。分选一假设取的土样太多，可在土样均匀摊开后，用“四分法”去掉一局部，留下1000克左右供分析用。去杂、磨细和过筛一将风干后土样先用台称称出总重量，然后将土样倒在橡皮垫上，碾碎土块，并尽可能挑出样品中的石砾、生体、侵入体、植物根等杂质，分别放入外表皿或其它容器中；将土样铺平，用木棒轻轻辗压，将辗碎的土壤用带有筛底和筛盖的0.25mm筛孔的土筛过筛，并盖好盖、防止细土飞扬。不能筛过的局部，再行去杂，余下的土壤铺开再次碾压过筛，直至全部的土壤全部过筛，只剩下石砾为止。(样品通过多大筛孔、应依不同分析要求而定)。混匀装瓶一将筛过的土壤全部倒在干净的纸上，充分混匀后装入500～1000ml磨口瓶中保存。每个样品瓶上应贴两个标签，大标签贴在瓶盖上。书写标签用HB铅笔或圆珠笔填410写，并在外面涂上一薄层石腊，以供长期保存。样品保存和登记一大量样品必需编号，建立样品总帐，放在枯燥的地方，按肯定挨次生体含量％……等具体记载，以便随时查寻。作业题1．2.土壤样品制备包括哪些过程?你认为哪一个过程最重要?试验二、土壤全氮的测定—凯氏定氮法一、目的1、把握土壤中全氮含量测定的方法。2、了解测定土壤全氮的原理二、原理土壤中的氮大局部以有机态〔蛋白质、氨基酸、腐殖质、酰胺等〕存在，无机态NH+、4NO-3

、NO2

-〕含量极少，全氮量的多少打算于土壤腐殖质的含量。转化为氨，并与硫酸结合为硫酸铵。NH2-CH2-COOH+3H2SO4—NH3+2CO2↑+3SO2↑+4H2O2NH3+H2SO4—(NH4)2SO42CuSO4+C—Cu2SO4+CO2↑+SO2↑Cu2SO4+2H2SO4—2CuSO4+SO2↑+2H2O↑Se+H2SO4—H2SeO3+2SO2↑+2H2O↑H2SeO3—SeO2+H2O↑2C+SeO2—Se+CO↑2留意：加热的温度不能过高，时间不能过久，否则会使氨受到损失。(NH4)2SO4+H2SeO3—(NH4)2SeO3+H2SO4(NH4)2SeO3—9H2O+2NH3↑+3Se+N2↑甲基红-溴甲酚绿为指示剂，用标准盐酸滴定至粉红色为终点，依据标准盐酸的用量，求出分析样品中的含氮全量。三、试剂：1、混合催化剂：称取硫酸钾100g、五水硫酸铜10g、硒粉1g。均匀混合后研细。贮于瓶中。2、比重1.84浓硫酸。3、40%氢氧化钠：称400g氢氧化钠于烧杯中，加蒸馏水600ml，搅拌使之全部溶解。42%20g硼酸溶于1000ml2.5ml〔按体积比100:0.25参加混合指示剂〕50.5g和甲基红0.1克,溶解在100ml95%的乙醇中,用稀氢氧化钠或盐酸调整使之呈淡紫色，此溶液pH应为4.5。6、0.01N1.19的浓盐酸0.84ml，用蒸馏水稀释至1000ml，用基准物质标定之。五、操作步骤1、消煮：在分析天平上准确称取通过60号筛的风干土0.5000g左右，移入枯燥的消化管中，参加1.5g5ml1.5h左右。直至内容物呈清彻的淡蓝色为止。2、蒸馏：消煮完毕后冷却。〔三角瓶用2%的硼酸20ml作吸收剂当承受液变篮后蒸馏5min,将冷凝管下端离开硼酸液面，再用蒸馏水冲净管外。30.0014、空白：除不加试样外其余步骤完全一样。六、计算：土壤含氮量〔%〕=(V-V)*N*0.014*100/W0V-滴定试样时消耗的盐酸标准溶液体积，ml。V-滴定空白时消耗的盐酸标准溶液体积，ml。0N-盐酸标准溶液的当量浓度。W-土壤样品重，g。0.014-氮的毫克当量。注：盐酸溶液的标定间接标定法：〔1〕100-1051h,用差0.1g250ml50ml〔2〕0.02NNaOHNaOH0.4g50mlNaOH溶液的标定：给装有邻苯二甲酸氢钾的三角瓶中滴两滴酚酞指示剂，用NaOH溶液滴定至微红色，半分钟颜色不消逝即到终点。依据NaOH的用量计算其准确的当量浓度，0.2%以内。N=W*1000/(E*V)NaOHNNaOH

NaOH 氢氧化钠溶液的当量浓度；W 基准物质的重量〔g；E 基准物质的克当量〔g；VNaOH

消耗氢氧化钠溶液的体积〔ml。HCl25ml3250ml酚酞指示剂两滴，用NaOH溶液滴定至微红色，半分钟不褪色即可。依据氢氧化钠的用量计算盐酸溶液的准确当量浓度，周密度应在0.2%以内。N=N *V /VHCl

NaOH

NaOH

HCl直接标定法：基准物质的称取与溶解：用差减法准确称取0.1g左右的优级纯硼砂〔四硼酸钠：NaBO10HO381.3，247 2250ml50mlHCl溶液的标定：给盛硼砂溶液的三角瓶中加甲基红——溴甲酚绿混合指示剂两滴，用盐酸溶液滴定到淡紫红色即到终点，依据盐酸消耗的体积按间接法步骤〔3〕计算其准确的当量浓度。试验三、土壤速效钾的测定一、试验目的意义土壤速效钾包括水溶性钾和交换性钾体外表并能被加到土壤中盐溶液的阳离子在短时间内代换的那局部钾NaNONaOAc、CaClBaClNHNONHCHCOOH3 2 2 4 3 4 3剂所得结果不全都。最常用的提取剂是中性的乙酸铵[c(NHCHCOOH)=1mol/L]，用NH+作为4 3 4K+的代换离子有其它离子不能取代的优越性，由于NH+K+的半径相像，水化能也相像，这4样NH+能有效取代土壤矿物外表的交换性钾，同时NH+进入矿物层间，能有效地引起层间收4 4NH+将土壤颗粒外表的交换性钾和矿物层4NH+作提取剂测得的交换性钾结果比较稳定，重现性好，而且NHCHCOOH4 4 3计测钾没有干扰。在一些没有火焰光度计的试验室，速效钾可用硝酸钠溶液[c(NaNO)=1mol/LNaNO提取是由于NH+在化学方法测定中对3 3 4K+的测定有干扰。但结果和乙酸铵提取法不一样。二、方法原理：NH+与土壤颗粒外表的K+进展交换，取4代下来的K+和水溶性K+一起进入溶液，提取液中的钾可直接用火焰光度计测定。三、试剂：乙酸铵溶液[c(NHCHCOOH)=1.0mol/L77.08gNHCHCOOH1LHOAc4 3 4 3或氨水调至pH=7.0，然后定溶。钾标准溶液[c(KCl)=100mg/L]：称取0.1907gKCl〔在110℃下烘2h〕溶于水中，定溶至1L，即为钾标准溶液。100mg/L的K5ml10ml20ml40ml50ml100ml容量瓶中，用乙酸铵溶液定溶，即得到：5mgl•L-1、10mgl•L-1、20mgl•L-1、40mgl•L-1、50mgl•L-1的钾标准系列溶液。四、操作步骤：称取风干土样〔颗粒小于2mm〕5.00g200ml50.0ml，盖紧瓶塞，在往复式振荡机上振荡15mi20-25℃即可。然后悬浮液用枯燥滤纸过滤，其滤液可直接用火焰光度计测定钾。同时测定钾标准系列溶液，在方格纸上以钾ppm数为横坐标，检流计读数为纵坐标，绘成标准曲线，然后用待测液的读数在曲线上查出其ppm数。五、结果计算：K(mg•kg-1)=ρ×V×ts/m式中：K——速效钾的质量分数，mg•kg-1；ρ——仪器直接测得或从工作曲线上查得的测定液的K浓度，mg•kg-1；V——参加浸提液定溶体积，ml；Ts——分取倍数，原待测液总体积和吸取的待测液体积之比，以原液直接测定时，比1；m——样品质量，g；注释：1mol/LNHAc4(mg•kg-1K)供钾水平作业：

＜30极低

30-60中

60-10高

＞160极高土壤中速效钾包括那几种形态？评价你所测定的土壤其速效K含量的水平。试验四、土壤有效磷的测定一、试验目的及说明

〔0.5mol/LNaHCO3

浸提—钼锑抗比色法〕土壤中有效磷的含量，随土壤类型、气候、施肥水平、浇灌、耕作栽培措施等条件的及提高磷肥利用率供给依据。土壤速效磷的测定中，浸提剂的选择主要是依据土壤的类型和性质打算。浸提剂是否适用，必需通过田间试验来验证。浸提剂的种类很多，近20年各国渐趋于使用少数几种浸0.5molL-NaHCO3溶液(Olsen法)，测定结果与作物反响有良好的相关性[注1]，适用于石灰性土壤、中性土壤及酸0.03molL-NH4F0.025molL-HCl(BrayI性土壤和中性土壤。同一土壤用不同的方法测得的有效磷含量可以有很大差异，即使用同一浸提剂，而浸法。二、方法原理石灰性土壤中磷主要以Ca—P(Ca—PA1P(磷酸Fe—P(0.5mo1L-NaHCO(pH8.5)可以抑制Ca2+的活性，3使某些活性更大的与Ca结合的PFe—P和A1一P解作用而被浸出。在浸体液中由于Ca、Fe、Al浓度较低，不会产生磷的再沉淀。须用灵敏的钼蓝比色法测定。多酸在20-60℃时易为抗坏血酸复原为磷钼蓝，使显色速度加快。磷含量高颜色则深，因而可用比色法测定磷的含量。当土样含有机质较多时，会使浸出液颜色变深而影响吸光度，或在显色消灭浑浊而干660nm三、试剂配制0.5mo1L-NaHCO3

(pH8.5)浸提剂42.0gNaHCO800ml水中，稀释31LNaOH调整至pH8.5pH液久置因失去C02而使pH20天，在使用前必需检查并校准pH无磷的活性碳粉和滤纸 须做空白试验，证明无磷存在。如含磷较多，须先用2molL-HCl浸泡过夜，用水冲洗屡次后再用0.5mo1L-NaHCO3浸泡过夜，在布氏漏斗上抽滤，用水冲洗几次，最终用蒸馏水淋洗三次，烘干备用。如含磷较少，则直接用0.5mo1L-NaHCO3处理。钼锑贮存液：208.3ml分析纯浓硫酸，边搅拌边缓缓参加到400ml蒸馏水中,冷却。2060℃300ml入钼酸铵溶液中,不断搅拌,再加100ml0.5%酒石酸锑钾溶液，冷却后，用蒸馏水稀释至1000ml,摇匀，贮于棕色试剂瓶中。100ml1.5g2424h2—87磷标准贮备液(Cp＝100mg/L)：称取105℃烘干2h的磷酸二氢钾(KH2PO4，分析纯)0.4394g200ml5mlH2SO41L该贮备液可长期保存。磷标准工作液(Cp=5mg/L0.5moll—1NaHCO3溶液准确20〔此溶液有效期只有半年。三、操作步骤2mm2.50g250ml50ml20-2530250ml枯燥的三角瓶中,同时做试剂空白。10ml50ml5ml〔留神慢加，边加边摇，防止产生的CO2使溶液喷出瓶口，等C2充分放出后，用水定溶至刻度。1530660nm白试验溶液为参比溶液调零点，读取吸光度值，在工作曲线上查出显色液的Pmg/ml数。颜2h工作曲线的绘制：吸取磷标准溶液〔5mg/L〕0，1，2，3，4，5，6ml分别置于7个50ml5ml30样一同比色。标液的浓度分别为0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6µg/ml。在坐标纸上P(µg/ml)为横坐标，吸光度为纵坐标。绘制工作曲线。四、结果计算ω〔P〕=ρ×V×ts/m式中：ω〔P〕——土壤有效磷质量分数，mg/kg；ρ——从工作曲线上查得显色液中磷的浓度mg/L；V——显色液体积，ml；Ts——分取倍数，浸提液总体计/吸取浸体液体积；M——风干土质量，g；10mg/kgP0.5mg/k10-20mg/kgP差值为＜1mg/kgP；＞20mg/kgP5％。注释0.5molL-NaHCO浸提一钼锑抗比色法测定结果的评价标准如下：3土壤有效P(mg/kg) ＜5 5—10 ＞10土壤有效P供给标准低(缺磷)

中等(边缘值)

高(不缺磷)温度对测定结果影响较大，据北京地区土样测定结果说明，温度每上升1℃，磷的2％，25l℃的恒温条件下浸提。振荡机的振荡频率最好是约180r/min，但150—250r/min的振荡机也可使用。(4)假设土壤有效磷含量较高，应改为吸取较少量的滤出液(如土壤有效磷在30一60mg/kg5ml60—150mg/kg2ml，并用0.5molL-10.00ml

NaHCO3

浸提剂补足2或3cm定。钼锑抗比色法磷显色液在波长为882nm710—720nm882nm中有机质的黄色也不干扰测定。如所用的分光光度计无882nm波长，则可选在波长为660—720nm处或用红色滤光片测定，此时浸出液中有机质的颜色干扰较大，需用活性碳粉脱色后再显色。假设吸取滤出液少于10ml,则测定结果应再乘以稀释倍数(10/吸取滤出液体积,ml)作业题土壤中磷的形态有哪几种?有效磷的含义是什么?土壤中磷素的分布特征是什么?施用磷肥应留意什么问题?01sen试验五、土壤有机质的测定质含量的凹凸是评价土壤肥力的重要指标之一1]，是经常需要分析的工程。也很准确。重铬酸钾氧化复原滴定法依据加热的方式不同又可分为外热源法(Schollenberger法)和稀释热法(Walkley—Baclk90—9570—86％)，而周密度较高，测定受室温的影响大。比色法是将被土壤复原成Cr3+的绿色或在测定中氧化剂Cr02-—橙色的变化，用比色法测定之。这种方法的测定结果准确性较差。本试验选用铬酸27氧还滴定的两种方法。用铬酸氧还滴定法测定土壤有机质，实际上测得的是“可氧化的有机碳计算时要乘以一个由有机碳换算为有机质的换算因数。换算因数随土壤有机质的含碳率而定。各地土壤有机质的组成不同，含碳率亦不全都，假设都用同一换算因数，势必会产生一的，目前国际上仍旧全都沿用古老的所谓“VanBemmelen”因数即1.724，这是假设土壤58％计算的。一、原理:在肯定的温度下，用肯定量的氧化剂〔标准重铬酸钾-硫酸溶液〕来氧化土壤有机质，多余的重铬酸钾则用硫酸亚铁来滴定。从消耗的氧化剂的量来计算有机碳和有机质的含量。1.氧化有机质：2KCrO+8HSO+3C=2Cr(SO+2KSO+3CO↑+HO2 27 2 4 2 43 2 4 2 22.返滴定：K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O3橙红即到终点。二、试剂：1.0.8N13℃烘3-4K2Cr239.225克，溶解于400毫升水中，必要时可加热溶解，冷却后稀释定溶到1升，摇匀备用。2.0.2NFeS472O55.6〔或硫酸亚铁铵78.4克6N301升，摇匀备用。0.6951.485100水中，此时试剂与硫酸亚铁形成红棕色络合物，即[Fe(CHN++。12823石蜡〔固体〕4-5市斤浓硫酸〔比重1.84，化学纯。三、操作步骤:称样：用分析天平准确称取通过孔径0.25mm筛的风干土0.5000g于20ml的硬质试管中，参加0.1g硫酸银,用移液管参加0.8000N重铬酸钾标准溶液5ml，再用注射器注入5ml摇匀。预先将石蜡油浴锅升温至185—190℃,将试管插入铁丝笼中，并将铁丝笼放入上述油浴锅中加热，此时温度应把握在170-180℃，使溶液保持沸腾5分钟，然后取出铁丝笼,冷却。3250ml60-80ml左右，加邻啡罗啉指示剂3-5滴，用0.2N硫酸亚铁滴定，溶液由黄色经过绿色突变到红棕色，即为终点。记录所消耗的硫酸亚铁体积数。4〔可用纯砂或烧土代替样品，以免溅出溶液，其它同上〕四、结果计算有机质〔%〕=[〔N×(VV)×0.003×1.724×1.1×100]/Wo式中：0.003—碳的毫克当量；1.724—由碳换算成有机质的阅历常数；1.1—校正常数；N—FeSON=KCrOKCrO/V4 2 27 2 27 0VFeSOml0 4V—样品耗的FeSOml4注释华北地区土壤有机质含量一般约为0.6—1.5％，不同肥力等级的土壤有机质含量约为：高肥力地>2.0％

上等肥力地1.5—2.0％

中等肥力地1.0—1.5％

低肥力地0.5—1.0％

薄沙地〈0.5％为了消退土壤中少量C1-1.Og)Ag2SO4，它不仅能沉淀C1-，还能促进有机质分解。据争辩，当使用Ag2SO41.04，不使用时为1.1。Ag2SO4的用量不能太多，否则会生成Ag2Cr207,沉淀而影响测定结果。水稻土或长期处于渍水Fe2+Fe2+的干扰，必需将采回的土壤晾干压碎、平铺成薄层，每天翻动1—2次，在空气中暴露十天左右之后，方可进展分析。为了保证有机质能被氧化完全。反响终了时K2Cr2070.lmolL-(1/6K2Cr207)以上。据此，土样的称量应视有机质含量而定：含有机质5％左右的土样约取0.2g;3—4％0.3g；20.5g;11g土样消煮时也可以承受石腊浴或其他油浴，由于磷酸不是有机质，可避开因污染而造成的误差；器皿用后也易洗涤。但磷酸的腐蚀性较强，必需用玻璃容器装置磷酸。必需在试管内溶液沸腾或有大气泡生成时才开头计算时间5本试验指导的各项试验中用水，除冷却水外，一律为一般蒸馏水或无离子水。作业题土壤有机质含量不同对土壤肥力有什么影响？如何