植物全氮、全磷、全鉀含量的測定

1、專業(yè)： 農(nóng)資1202 姓名： 平帆 學(xué)號： 3120100152 日期： 2015.3.27 地點： 農(nóng)生環(huán)B249 裝 訂 線實驗報告課程名稱： 土壤學(xué)實驗 指導(dǎo)老師： 倪吾鐘 成績：_實驗名稱： 植物全氮、全磷、全鉀含量的測定 同組學(xué)生姓名： 余慧珍 一、實驗?zāi)康暮鸵?二、實驗內(nèi)容和原理三、實驗材料與試劑 四、實驗器材與儀器五、操作方法和實驗步驟 六、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理七、實驗結(jié)果與分析 八、討論、心得一、 實驗?zāi)康暮鸵?. 掌握植物樣品消煮液制備方法；2. 掌握植物全氮、磷、鉀的測定與結(jié)果分析。二、 實驗內(nèi)容和原理1. 植物樣品消煮H2SO4-H2O2消煮法在濃H2SO4溶液中，植物

2、樣品經(jīng)過脫水、碳化、氧化等作用后，易分解的有機物則分解。再加入H2O2 ，H2O2在熱濃H2SO4溶液中會分解出新生態(tài)氧，具有強烈的氧化作用，可繼續(xù)分解沒被H2SO4破壞的有機物，使有機態(tài)氮全部轉(zhuǎn)化為無機銨鹽。同時，樣品中的有機磷也轉(zhuǎn)化為無機磷酸鹽，植株中K以離子態(tài)存在。故可用同一消煮液分別測定N、P、K。2. 植株全氮的測定靛酚藍(lán)比色法經(jīng)消煮待測液中氮主要以銨態(tài)氮存在，被測物浸提劑中的NH4+，在強堿性介質(zhì)中與次氯酸鹽和苯酚反應(yīng)，生成水溶性染料靛酚藍(lán)，其深淺與溶液中的NH4+N含量呈正比，線性范圍為0.05-0.5mg/l之間。 3. 植株全磷的測定釩鉬黃比色法經(jīng)消煮待測液中磷主要以磷酸鹽存

3、在，在酸性條件下，正磷酸能與偏釩酸和鉬酸發(fā)生反應(yīng)，形成黃色的三元雜多酸釩鉬磷酸1。溶液黃色穩(wěn)定，黃色的深淺與磷的含量成正相關(guān)。4. 植株全鉀的測定火焰光度計法消煮待測液中難容硅酸鹽分解，從而使礦物態(tài)鉀轉(zhuǎn)化為可溶性鉀。待測液中鉀主要以鉀離子形式存在，用酸溶解稀釋后即可用火焰光度計測定。三、 實驗器材與儀器樣品：三葉草，取于東七教學(xué)樓南側(cè)，研磨過18目篩備用；試劑：濃硫酸、300g/l H2O2、6mol/l NaOH溶液、0.2%二硝基酚指示劑、酚溶液、次氯酸鈉溶液、銨標(biāo)準(zhǔn)溶液（準(zhǔn)確稱量0.3142g經(jīng)105干燥2h的氯化銨（NH4Cl），用少量水溶解，移100mL容量瓶中，用吸收液稀釋至刻度。

4、此溶液1.00mL=1mg的氨）、磷標(biāo)準(zhǔn)液50mg/l（0.2195g干燥的KH2PO4溶于水，加入5ml濃H2SO4，于1L容量瓶中定容）、釩鉬酸銨試劑（A液：將12.5g的鉬酸銨(NH4)6Mo7O244H2O，分析純?nèi)苡?00mL水中。B液：將0.625g的偏釩酸銨(NH4VO3，分析純)溶于150mL沸水中，冷卻后，加125mL濃硝酸(分析純)，冷卻至室溫。將A液緩緩注入B液中，不斷攪勻，加水稀釋到500mL）、100 mg/L K標(biāo)準(zhǔn)溶液；器材：消煮管（100ml）、電子天平、紅外線消化爐、100mL容量瓶、50mL容量瓶×3、火焰光度計。四、 操作方法和實驗步驟1. 植物

5、樣品消煮H2SO4-H2O2消煮法稱樣0.25g于 100mL消煮管，滴入少量水濕潤，加濃硫酸8mL靜置于通風(fēng)柜，瓶口蓋一彎頸小漏斗，先緩緩加熱，待冒大量白煙時再升高溫度消煮至溶液呈均勻的棕黑色，且無明顯大顆粒物時取出重復(fù)且減少滴加H2O2的量至消煮液呈清亮后，再加熱5-10min稍冷后滴加H2O2 10D，不斷搖動消煮管，再加熱合并消煮液和漏斗洗滌液無損地洗入100 ml容量瓶中以趕盡剩余H2O2用水定容，搖勻，放置澄清后備后續(xù)步驟使用將待測液稀釋10倍后，吸稀釋液1.00 mL于50mL容量瓶用1cm比色杯在625nm波長處比色。用空白試驗溶液調(diào)零吸取5 mg/L NH4+-N標(biāo)液0、0.

6、5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于50mL容量瓶，各加1mL稀釋10倍的空白消煮液，同上調(diào)pH及顯色，測定吸收值后繪制工作曲線加EDTA-甲基紅溶液20D，用0.3 mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至pH6再依次加入5mL酚液和5mL次氯酸鈉溶液搖勻，去離子水定容，靜置1h 2. 植株全氮的測定靛酚藍(lán)比色法3. 植株全磷的測定釩鉬黃比色吸取10.00 mL待測液, 置于50 mL 容量瓶中加入2D 2, 4-二硝基酚溶液和10 mL左右去離子水用6 mol/L NaOH 和 1 mol/L H2SO4 調(diào)pH, 至溶液呈淡黃色，加入10 mL 釩鉬黃顯色劑用去離子水定容至刻度, 顯色

7、15分鐘在440 nm波長下比色, 以空白溶液調(diào)節(jié)吸收值的零點，讀取吸光值吸取100 mg/L P 標(biāo)準(zhǔn)溶液 0、1、2、4、6、8、10 mL, 分別置于50 mL容量瓶中按上述待測液的測定方法調(diào)節(jié)pH、顯色和比色測定吸光值, 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線4. 植株全鉀的測定火焰光度計法吸取待測液10mL，置于50mL容量瓶中，定容稀釋至刻度吸取500mg/l K標(biāo)液0,0.5，1.0，2.5，5.0，10，20ml于50mL容量瓶，各加1mL稀釋10倍空白消煮液，加水定容即得0，1，2，5，10，20，40mg/L K標(biāo)準(zhǔn)溶液以濃度最高的標(biāo)準(zhǔn)溶液定火焰光度計檢流計的滿度，然后從稀到濃依次進行測定，記錄檢流

8、計讀數(shù)，以檢流計讀數(shù)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線五、 實驗數(shù)據(jù)記錄和處理1. 植物全氮測定結(jié)果表1 植物全氮測定數(shù)據(jù)記錄表烘干樣品質(zhì)量m(g)吸光值A(chǔ)bs溶液氮質(zhì)量濃度(mg/l)分取倍數(shù)ts顯色液體積V(ml)植株全氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mg/g)實驗組0.25260.41000.25011005049.51注：因?qū)φ毡籒污染，因此實際計算時，實驗組吸光值減去空白參照吸光值(0.1021)后代入標(biāo)線公式計算質(zhì)量濃度。全氮含量計算公式：= ×V×ts/(m×103)2. 植物全磷測定結(jié)果表2 植物全磷測定數(shù)據(jù)記錄表烘干樣品質(zhì)量m(g)吸光值A(chǔ)bs溶液磷質(zhì)量濃度(mg/l)分取倍數(shù)

9、ts顯色液體積V(ml)植株全磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mg/g)實驗組0.25260.14993.98710507.892注：全磷計算公式： = ×V×ts/(m×103)3. 植物全鉀測定結(jié)果表3植物全鉀測定數(shù)據(jù)記錄表烘干樣品質(zhì)量m(g)峰面積Raw溶液鉀質(zhì)量濃度(mg/l)分取倍數(shù)ts顯色液體積V(ml)植株全鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mg/g)實驗組0.2526617619.02105037.65注：全鉀計算公式：= ×V×ts/(m×103)六、 實驗結(jié)果與分析本組植株全氮、全磷、全鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為24.75mg/g，7.892 mg/g，37.

10、65mg/g。據(jù)美國三葉草科學(xué)與技術(shù)書中介紹, 雜三葉含磷26.0mg/g、鉀27.4 mg/g，全氮含量則在20 mg/g左右。相比較，我們的實驗值總體偏高，但未出現(xiàn)異常離散值。但在本實驗中，空白對照組污染都較為嚴(yán)重，所以并不能排除樣品中其他組分變異帶來對吸光值測定的干擾。因此接下來的實驗，建議設(shè)置多個空白組，排除偶然誤差帶來的干擾。三葉草因其抗逆性強、返青早、產(chǎn)草量高、利用年限長，常作為經(jīng)濟林間作、畜禽魚飼草、水土保持和景觀綠化的豆科牧草之一。測算值與理論值表面，三葉草的氮含量（尤其是粗蛋白含量）與磷含量相對其他植物較高，因此也印證了三葉草的生物肥料價值3。七、 討論、心得問題1. 植物全

11、氮、磷、鉀的測定需要注意事項1？ 植株消煮液制備（1）消煮開始時火要??；（2）加H2O2 時要等器皿少冷后，提起小漏斗，直接將H2O2 滴入溶液中；（3）消煮要徹底。消煮完全的標(biāo)志是：溶液呈無色或清亮色；（4）消煮液最后要趕盡H2O2 。否則會影響氮、磷的比色測定。方法是消煮液呈清亮色后再煮5-10分。也可觀察液面的波動，趕盡H2O2后液面比較平靜。 植株全氮測定3（1）用0.3 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH時，反應(yīng)終點現(xiàn)象是從淡紅色變?yōu)闊o色；（2）必須保證酚溶液和次氯酸鈉溶液有效。本次實驗中第一次使用的次氯酸鈉溶液瓶底有比較多的片狀白色沉淀物。已知工業(yè)級次氯酸鈉制備方法：1）電解冷稀Na

12、Cl溶液；2）Ca(ClO)2溶液與Na2CO3反應(yīng)，濾去CaCO3,濃縮。據(jù)推測，出現(xiàn)這些白色沉淀物的可能來源是NaCl或者密封不好導(dǎo)致CO2與Ca2+反應(yīng)生成CaCO3。因為酚溶液外觀上無法判斷差別，所以變質(zhì)的原因有待進一步探討 植物全磷測定（1）顯色液的酸度要求在0.04-1.6mol.L -1H+ 內(nèi)，酸度過高時，顯色不完全或不顯色，酸度太低時則可能生成沉淀或其它物質(zhì)的顏色；（2）比色要在15min-24h內(nèi)完成，否則會因顯色的三元雜多酸釩鉬磷酸未完全形成或者分解帶來實驗結(jié)果測定的偏差。 植株全鉀測定（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測液的組份要基本相同。溶液組成的改變（包括酸堿、陰、陽離子的濃度）對

13、測定結(jié)果有影響；（2）儀器狀態(tài)（如空氣壓力、火焰的狀態(tài)等）對測定結(jié)果有影響。問題2. 植物全氮測定方法比較？目前常用的全氮測定方法有納氏試劑比色法、靛酚藍(lán)法和次鹵酸鹽氧化法45。現(xiàn)對比三種方法的實驗條件和準(zhǔn)確性： 溫度對顯色反應(yīng)的影響表1  各方法最佳顯色溫度測定方法最佳顯色溫度納氏試劑比色法1530.5水揚酸分光光度法（硝普鈉作催化劑）1833酚鹽法1（硝普鈉作催化劑）1830酚鹽法2（Mn2+作催化劑）1732.5次溴酸鈉氧化一偶氮化比色法1530.5次氯酸鈉氧化一偶氮化比色法3542 酸度對顯色反應(yīng)的影響表2 最佳酸度范圍測定方法最佳pH范圍納氏試劑比色法11.84-12.30

14、水揚酸分光光度法（硝普鈉作催化劑）11.42-12.35酚鹽法1（硝普鈉作催化劑）10.48-11.52酚鹽法2（Mn2+作催化劑）11.25-11.75次溴酸鈉氧化一偶氮化比色法11.5-12.0次氯酸鈉氧化一偶氮化比色法11.8-12.2 顯色時間及其穩(wěn)定性表3 時間的影響測定方法最佳氧化時間(min)最佳顯色時間(min)顯色體系穩(wěn)定時間(h)納氏試劑比色法-100.5水揚酸分光光度法（硝普鈉作催化劑）-6015酚鹽法1（硝普鈉作催化劑）-9018酚鹽法2（Mn2+作催化劑）-1020次溴酸鈉氧化一偶氮化比色法30151.5次氯酸鈉氧化一偶氮化比色法40102 方法精密度的考察表4 各種

15、測定方法的精密度測定方法測定值（ug/10ml）平均值（ug/10ml）相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（%）納氏試劑比色法24.1324.7524.624.3525.7825.6024.872.71水揚酸分光光度法（硝普鈉作催化劑）0.39400.40320.39240.40600.40490.39600.39241.49酚鹽法1（硝普鈉作催化劑）0.96900.97400.98900.96500.95801.0030.97631.79酚鹽法2（Mn2+作催化劑）1.9161.9721.9481.9821.9141.9061.9431.55次溴酸鈉氧化一偶氮化比色法0.38960.40160.38160.385

16、20.39400.40320.39252.22次氯酸鈉氧化一偶氮化比色法0.38920.38680.40400.40320.38080.40120.39422.50因此，對比以上數(shù)據(jù)，總結(jié)得納氏試劑比法簡便、快速、操作易于掌握,準(zhǔn)確度與靈敏度基本上能滿足分析要求,適于現(xiàn)場測定用植物氨氮測定；水揚酸-次氯酸鹽分光光度法, 靈敏、準(zhǔn)確,操作較簡便易于掌握,適于實驗室測定水體氨氮的含量；苯酚-次氯酸鹽光度法反應(yīng)機理和條件與水揚酸法類同,由于試劑有毒配制麻煩又不易保存,而氨基酸干擾也較大,顯色時間過長（90min）,顯然水揚酸法優(yōu)于本法；次鹵酸鹽氧化法,靈敏度較高,但實驗條件較難掌握,重現(xiàn)性

17、差,氨基酸對本法干擾大。還應(yīng)指出的是本法測定結(jié)果是氨氮與硝酸鹽氮之和,若待測樣品含亞硝酸鹽時,部分亞硝酸鹽也被氧化,致使測定結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。問題3. 消煮滴加過氧化氫時顏色變化？消煮時預(yù)先加入濃硫酸的作用是，炭化和氧化植物樣品，之后加入少量水潤濕。而消煮一段時間后加入的過氧化氫，能將有機氮、磷和礦化鉀分別轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮、磷酸鹽、離子態(tài)鉀后便于后續(xù)各組分的全量測定（具體見原理部分）。因過氧化氫-硫酸體系相對高氯酸-硫酸體系更加溫和，氮的損失（轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨鈸p失）更少，效果更好（上圖為第二次加過氧化氫時，每滴加一滴的變色情況）而更為常用。過氧化氫溶液滴加時，需待消煮體系從200稍冷卻滴加，若趁熱加入則會造成過氧