土壤養(yǎng)分分析技術

1、土壤養(yǎng)分分析技術6.1土壤氮分析土壤氮可分為有機態(tài)和無機態(tài)兩大部分，二者之和稱為土壤全氮，它不包括土壤空氣中的氮。由于成土條件的不同，不同類型以及同一類型中的不同土壤之間，全氮含量的差異很大。一般來說，礦質土壤的全氮含量大約在00.15之間，有機土壤的全氮含量則達1或更高。氮素是作物生長的重要營養(yǎng)元素之一，土壤氮素在土壤肥力中起著相當重要的作用。研究表明，即使在使用大量氮肥情況下，作物中積累的氮素中仍有50左右來自土壤，在某些土壤土這個數字更高。土壤中氮素總量及各種存在形態(tài)與作物生長有著密切的關系。分析土壤全氮及其各種形態(tài)氮的含量是評價土壤肥力，擬定合理施用氮肥的主要根據。土壤中的氮素絕大部分

2、以有機態(tài)存在，它的含量和分布與土壤有機質密切相關。土壤有機質含量決定于其年形成量和分解量的相對大小。我國各自然植被下的土壤表土中氮素含量范圍在0.0440.027與0.5030.200之間。由東向西，黑土-黑鈣土-栗鈣土-漠鈣土序列逐漸減少；由北向南，黑土-暗棕壤-白漿土-棕壤-褐土的序列明顯降低。由此繼續(xù)向南，黃棕壤氮素含量繼續(xù)降低；黃棕壤-紅壤-磚紅壤逐漸升高。耕地土壤除受各自然因素制約外，還更強烈地受到人為耕作、施肥等影響，其全氮含量在0.0630.029與0.2630.104之間，大體土與自然植被土壤相似。東北黑土地區(qū)最高，黃土高原與黃淮侮平原最低，長江中下游、江南、云貴高原及四川以及

3、華南、滇南、蒙新、青藏等地區(qū)，介于二者之間。后者中大體上又有依長江中下游、江南、蒙新、云貴高原及四川以及華南、滇南、蒙新、青藏的序列而逐漸增多。不同土壤不僅表土的氮素含量不同，且剖面分布狀況也各異。黑土的腐殖質層最為深厚，可達80100cm或以上，栗鈣土的腐殖質層一般僅在2244cm之間。氮素的剖面分布也影響剖面的氮素儲量。自然植被土壤中黑土因其表層含氮量最高且腐殖質層深厚，氮儲量也最高，其后依次為暗棕壤、磚紅壤、紅壤、黑鈣土、栗鈣土、灰鈣土等，而以棕漠土的氮儲量最低。在耕地土壤中除東北黑土區(qū)外，太湖地區(qū)土壤氮素儲量最高，黃淮海平原和黃土高原最低。無機氮包括固定態(tài)銨、交換性銨、NO3-、NO2

4、-和NOx等，它們占表土全氮的比例最低，僅1左右，最高可達60以上。有機態(tài)氮是土壤氮素的主要存在形式，是交換性銨和NO3-N的來源和匯。有機氮的組成復雜，目前已分離鑒定出的含氮化合物的單體有氨基酸、嘌呤、嘧啶以及微量存在的葉綠素及其衍生物、磷脂、各種胺、維生素等很多種。6.1.1土壤全氮分析目前測定全氮的方法有多種，但普遍采用的是硒粉-硫酸銅-硫酸鉀-硫酸消煮法，又稱開氏法。主要是用硫酸鉀、硫酸銅和硒粉作催化劑，加入濃硫酸，在高溫處理下將土壤中有機含氮化合物轉變成NH4+。開氏消煮法最廣泛應用于全氮的測定，由于分析者分析的要求和目的需要，方法得到不斷地改進。當難提取性固定態(tài)銨的含量高時，開氏法

5、的測定值偏低。在這種情況下需用HF-HCl法破壞粘土礦物，從而較準確地測定出包括固定態(tài)銥在內的全氮。一般的開氏法也不包括NO3-N、NO2-N。如果分析NO3-N含量高的土壤，必須測定包括NO3-N、NO2-N的全氮，在方法中就必須加入將NO3-N、NO2-N還原成NH4+的步驟。還原方法有多種，常見的約有三種修正開氏法：水楊酸法、高錳酸鉀-還原性鐵法以及Zn-CrK（SO4）2，法。其中常用的有水楊酸法、高錳酸鉀-還原性鐵法。因這兩種方法回收率較高，而深受分析者的喜愛。選擇適當的開氏消煮法方法需根據分析的需要和實驗室的條件，選擇內容包括硫酸或雙氧水，大量法或半微量法，包括或不考慮NO3-N、

6、NO2-N，以及用電極或蒸餾法滴定或自動測定等。因大量法目前用得很少。常用的開氏消煮法測得的N不包括NO3-N、NO2-N，因NO3-在消煮過程中易揮發(fā)損失不會還原為NH4+。但一般土壤中NO3-N、NO2-N含量不超過全氮量的1，故可以忽略不計。開氏消煮-半微量定氮蒸餾法分析原理土壤中的含氮化合物，利用濃硫酸及少量的混合催化劑，在強熱高溫處理下分解，使氮素轉變成為NH4+，但原有土壤中的NO3N，并沒有變成NH4+；，其量極微。當加入NaOH呈強堿性，pH超過10時，NH4+則全部變?yōu)镹H3而逸出經蒸餾用硼酸液吸收，再用酸標準溶液滴定（溴甲酚綠和甲基紅作混合指示劑，其終點為桃紅色。由酸標準溶

7、液的消耗量計算出氨量。結果計算土壤全氮的含量（）=（V-V0）*C*M*10-3/m*100式中：C：硫酸標準溶液的濃度，molL-1；V：土樣測定時消耗的硫酸標準溶液體積，mL；V0：空白測定消耗的硫酸標準溶液體積，mL；M：氮的摩爾質量，14gmol-1；m：土樣質量，g；10-3：將mL換算成L的系數；100：換算成百分含量。注意事項5mL硼酸吸收液，可有效地吸收約5mg氮，此量約為方法中土樣所釋出總氮量的5倍?；旌现甘緞┳詈迷谑褂脮r與硼酸溶液混合；如混合過久則可能有終點不靈敏的現象發(fā)生；為保證獲得精確之測定結果，土壤含氮0.1，土壤樣品需研細通過100目篩，稱土樣1g；土壤含氮0.1，

8、稱土樣0.51.0 g；含N在0.2以上應稱土樣0.5 g以下。且分析取樣必須充分混勻；在消煮過程中須經常轉動開氏瓶，使噴濺在瓶壁土的土粒及早回流到酸液中去，特別是粘重土壤，噴濺現象產重，更應注意。6.1.2土壤水解性氮的測定土壤有效氮迄今還沒有很滿意的化學測定方法。長期以來國內多用丘林的酸水解法測定土壤水解性氮。該法對有機質含量較高的土壤，測定的結果與作物反應有良好的相關性，但對有機質缺乏的土壤，測定結果不十分理想，對于石灰性土壤更不適合，而且測定手續(xù)冗長。堿解擴散法的堿解、還原、擴散、吸收各反應同時進行，操作簡便，大批土樣的分析速度快，結果的再現性較好，而且與作物需氮的情況有一定的相關性。

9、堿解擴散法方法原理在擴散皿中，土壤于堿性條件和硫酸亞鐵存在下進行水解還原，使易水解態(tài)氮和硝態(tài)氮轉化為氨，并擴散，為硼酸溶液所吸收，硼酸溶液吸收液中的氨，用標準酸滴定，由此計算堿解氮的含量。結果計算土壤堿解氮的含量（mg kg-1）=（V-V0）*C*M/m*1000式中：C：硫酸標準溶液的濃度，molL-1；V：土樣測定時消耗的硫酸標準溶液體積，mL；V0：空白測定消耗的硫酸標準溶液體積，mL；M：氮的摩爾質量，14g mol-1；m：土樣質量，g；1000：換算成每kg含量。6.1.3土壤有機氮的形態(tài)分析土壤有機氮是土壤氮素的主體，對表層土壤來說，其量大約占土壤全氮的80。表層以下的各層土壤

10、有機氮的含量及其占全氮的比例都較低，并且隨深度的增加而減少。對于植物的氮素營養(yǎng)來說，土壤有機氮的作用主要是通過其礦化轉變成無機氮后而表現出來的。土壤有機氮的不同組分的生物分解性很不相同。長期以來，研究工作者都試圖建立一種土壤有機氮的化學分級方法，以期將其與生物分解性相聯(lián)系，但研究表明，土壤有機氮的化學提取性與生物分解性之間并沒有明確的內在聯(lián)系，總的來看，測定土壤有機氮的化學方法基本土是一些經驗性方法。酸水解-蒸餾法方法原理測定土壤有機態(tài)氮大部分是利用熱酸（或堿）促使土壤釋放粘土礦物及有機膠體中的氮素成分。一般典型的分析法是將土壤與鹽酸共熱，獲得的水解物，再進一步細分幾個部分測定。本水解法是采用

11、每一克土壤用3mL的鹽酸溶液（HCl6mol L-1），回流水解12h，取得土壤水解液，再用各種方法測定各形態(tài)有機氮素：1.水解性全氮 采用開氏法將水解液與硫酸及混合催化劑進行加熱分解后，加入氫氧化鈉，蒸餾。2.氨態(tài)氮 水解液加氧化鎂蒸餾，利用氧化鎂微弱的堿性在短時間內加熱蒸餾，堿性有機氮復合物不會脫胺。3.氨基糖態(tài)氮水解液加磷酸鹽-硼酸鹽緩沖液（pH11.2），蒸餾，測得氨態(tài)氮及氨基糖態(tài)氮，這兩種形態(tài)氮扣除氨態(tài)氮則為氨基糖態(tài)氮。4.氨基酸態(tài)氮水解液先用氫氧化鈉溶液（100C）處理，消除銨態(tài)氮和堿性不穩(wěn)定有機氮復合物的干擾，在pH2.5下與茚三酮作用產生NH3，然后再加磷酸鹽-硼酸鹽緩沖液一起

12、蒸餾，測定NH3量。5. 絲氨酸及蘇氨酸氮水解鹽液加磷酸鹽-硼酸鹽緩沖液，蒸餾除去NH3及氨基糖態(tài)氮后，用過碘酸鹽液處理，氧化絲氨酸及蘇氨酸含有的NH2及OH成為NH3，其反應為：R1CH（OH）CH（NH2）R2+NaIO4 R1CHO +R2CHO+NH3NaIO3。過量的過碘酸鹽加偏亞砷酸鹽還原（NaAsO2+ NaIO4NaAsO3NaIO3），再蒸餾。6. 酸不溶性氮 從土壤全氮量減去水解性全氮量。結果計算土壤中某種有機氮的含量（mg kg-1）=（V-V0）*C*M*k/m*1000式中：C：硫酸標準溶液的濃度，molL-1；V：土樣測定時消耗的硫酸標準溶液體積，mL；V0：空白測

13、定消耗的硫酸標準溶液體積，mL；M：氮的摩爾質量，14g mol-1；m：土樣質量，g；k：分取倍數；1000：換算成每kg含量。注意事項1.本水解法可根據需要做適當修正。其中對各種形態(tài)氮素測定，均針對中和過的水解液而設什。若用于水解作用的酸液，或土壤樣品含氮量，與方法中所敘述者有差異，則可能造成某些形態(tài)氮素回收結果偏低。樣品的體積要注意也將影響其準確度，本方法所推薦的最大樣品量為10g土壤。2. 加入正辛醇防止石灰性土壤有時產生不易處理的泡沫（土壤不易被酸液潤濕），以進一步增加分析精確度。3. 在加入20 mL鹽酸溶液前，石灰性土壤需小心先用HCl予以酸化。4.當水解物在一天內下立即分析時，

14、在中和之前，宜將水解液配成某一定量，因為未中和水解液可儲存較長時間，而不受微生物活動影響。在這種情形下，通常將水解液調整為50mL，再取20mL中和；亦可用另剩的20mL來進行重復測定。測定水解性全氮，水解液可不需經中和，分解時間約3060min。對于氨基酸態(tài)氮較高的土壤，測定應有重復，同時所推薦使用的茚三酮0.10g則改為0.20g較為恰當。蒸餾中，隨時注意水解混合物顏色，任何樣品產生藍色產物，則應予拋棄，并重新分析。6.1.4土壤無機氮分析6.1.4.1浸提液制備浸提原理土壤中無機態(tài)氮可分為水溶態(tài)、交換態(tài)及固定態(tài)等。測定土壤中的銨態(tài)、硝態(tài)及亞硝態(tài)氮素，通常是測定水溶態(tài)及交換態(tài)兩者總量。交換

15、態(tài)為可被中性鹽溶液交換提取的部分（中性鹽液為氯化鉀或氯化鈉）。中性鹽液與土壤混合、振蕩，將土壤吸附的銨態(tài)氮交換浸出，其中也包括水溶態(tài)。此提取物經過濾，濾液再進行各種形態(tài)氮測定，如采用蒸餾法，在提取后短時間內進行分析，則過濾手續(xù)可省略，提取液的種類與提取方法有Harper氯化鉀（KCl100g L-1）法及Bremner氯化鉀（KCl 2molL-1）法等，其原理相同。6.1.4.2交換態(tài)銨、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的測定（MgO代氏合主菜調潔）土壤中無機氮主要指NO3-N和NH4+-N。除了中性和堿性（特別是施了NH4+-N）的土壤土能測出NO3-N外，其它土壤幾乎測不出。土壤中這些形態(tài)的無機氮含量不

16、僅在田間條件下變化很大，而且在取樣儲存過程中也是如此。因此，不僅要考慮適當的取樣時間和深度，而且還需在取樣后盡快用新鮮土進行提取和測定。測定NO3-N和NH4+-N的方法很多，包括離子選擇性電極、手動比色法、微擴散法、蒸餾法和流動注射分析。氧化鎂-代氏合金（MgO一Devarda）蒸餾法和比色法分析原理MgO一Devarda合金蒸餾法是測定提取液中的NO3-、NH4+及NO2-的常用方法。其基本原理是：用MgO蒸餾法測定銨態(tài)氮；用MgO和代氏合金蒸餾法測定NO3-、NH4+及NO2-的總量；用氨基磺酸破壞提取液中的亞硝態(tài)氮后，再用MgO和代氏合金蒸餾法測定NO3-和NH4+、的總量。上述步驟中

17、與的測定結果之差即為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的總量。與的測定結果之差則為亞硝態(tài)氮。也可以按的步驟蒸出銨態(tài)氮后，再加代氏合金蒸餾，測定硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮總量，或在按的步驟蒸出銨態(tài)氮后，先用氨基磺酸破壞亞硝態(tài)氮，再加代氏合金蒸餾，測定硝態(tài)氮。結果計算土壤中某無機氮的含量（mg kg-1）=（V-V0）*C*M*k/m*1000式中：V：樣品滴定硫酸標準溶液的體積，mL；V0：空白滴定硫酸標準溶液的體積，mL；C：硫酸標準溶液的濃度，molL-1；M：氮的摩爾質量，14g mol-1；k：分取倍數；m：土壤質量，g。注意事項1.使用的MgO必須先經高溫灼燒，以除去MgCO3，而將其貯存于密閉瓶中，則可隔絕其與

18、大氣CO2接觸。含有碳酸的MgO，在NH4+蒸餾中，能導致CO2游離，而干擾滴定。2.還原NO3-及NO2-所使用代氏合金需用細粉，因為其愈細恬性愈大，而合金粉用量及還原作用所需時間都可顯著地減少。3. 分析法中使用MgO或代氏合金用量稱取時不需特別精確便可。4.商用氨基磺酸僅含有微量NH4+，不必進一步予以純化。雖然氨基磺酸液并不完全穩(wěn)定，可緩慢水解而生成硫酸氫銨，但在本分析條件下，氨基磺酸液用于破壞NO2-，其釋出NH4+并不會達可測定量。5.用硫酸標準溶液滴定以測定NH4+，其終點敏銳與否，與使用的指示劑有關，必要時需調節(jié)指示劑的比例，以獲滿意的結果。6.1.4.3銨態(tài)氨的測定測定土壤N

19、H4+-N，主要有直接蒸餾法和浸提法兩類。直接蒸餾法是在MgO存在下直接蒸餾土壤，但此法在弱堿蒸幅時仍可能使一些簡單的有機氮微弱水解成NH3蒸出，易使結果偏高。故目前一般多采用氯化鉀溶液提取土壤NH4+。提取液中的NH4+才可用蒸餾測定，也可用比色法測定。比色法有多種，其中靛酚藍比色法的靈敏度高，準確度也較高。此法也適用于大批樣品自動化分析。靛酚藍比色法方法原理土壤浸出液中NH4+在強堿性介質中與次氯酸鹽和苯酚作用，生成水溶性染料靛酚藍，溶液的藍色很穩(wěn)定，在NH4+濃度為0.050.5mgL-1范圍內，其深淺與含量呈正比。反應體系的pH應為10.511.7之間。硝普鈉硝基鐵氰化鈉，或稱亞硝?；?/p>

20、五氰基合鐵（III）酸鈉，Na2Fe（CN）5NO是此反應的催化劑，能加速顯色，增強藍色和藍色的穩(wěn)定性。在20左右室溫時一般須放置1h后比色，完全顯色約需23h，生成的藍色很穩(wěn)定，24 h內吸收值無顯著變化。比色時在625nm處測量吸收值。待測液中如有干擾的金屬離子，可用EDTA等螫合劑掩蔽。土壤氨態(tài)氮的含量（NH4+-N mgkg-1）=V*C*k*10-3/m*1000式中：C：從工作曲線中查得顯色液中氮的濃度，mgL-1；V：顯色液體積，mL；k：分取倍數；10-3：將mL換算成L的系數：m：土樣質量，g；1000：換算成每kg土含量。注意事項掩蔽劑應在顯色后加入。如加入過早，會使顯色反

21、應很慢，藍色偏低；加入過晚，則生成的氫氧化物沉淀可能老化而不易溶解。在20左右時放置1h即可加掩蔽劑。6.1.4.4硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的測定測定硝態(tài)氮（NO3-）的比色方法很多。酚二磺酸法過去曾被廣泛應用，但此法分析時間長，又有有機質和Cl-的干擾，無法在短期內進行大批量樣品分析，現已少用。目前以鎘還原法使用較廣泛，利用鍍銅鎘柱將NO3-還原為NO2-，再以Griess-Ilosvayprocedure測定形成的NO2-。此法簡單而不受土壤提取物中一般成分的干擾，而且測定NO2-的Griess-Ilosvay法極為靈敏，重復性好。鍍銅鎘還原-重氮化偶合比色法方法原理 土壤提取液中的硝酸根，以氯化

22、銨溶液為基質，通過鍍銅鎘柱還原成亞硝酸根，它與重氮化試劑和偶合試劑形成紅色的偶氮色基，紅色強度與硝態(tài)氮含量成正比。結果計算土壤硝態(tài)氮的含量（NO3N mgkg-1）=V*C*k/m式中：C：從工作曲線中查得顯色液中氮的濃度，mg L-1；V：顯色液體積，mL；k：分取倍數；m：土樣質量，g。注意事項1. 對鍍銅鎘還原柱的正確維護是獲得正確分析結果的關鍵。因此，還原柱在下使用時，鍍銅鎘填料上一定要有保護層。2. 鍍銅鎘還原柱在測定數百個樣品后，其還原硝態(tài)氮的能力將有所降低。應將柱中金屬移出，重新制備鍍銅鎘試劑。3.本方法測定結果是硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的總量。如果只要測定硝態(tài)氮含量時，需從總量中；扣除

23、亞硝態(tài)氮的含量。提取液中的亞硝態(tài)氮的含量直接按上節(jié)的步驟進行，只是不經還原柱處理，同時作亞硝態(tài)氮標準曲線。6.1.4.5固定態(tài)銨的測定KOBr-KOH方法方法原理土壤樣品用KOBr-KOH液處理以去除交換性NH4+及有機氮復合物，并經氯化鉀（KCl0.5mol L-1）洗滌后，與HF-HC l液（HF 5 mol L-1，HCl 1molL-1）振蕩24h以分解出含于礦物中的非交換性NH4+。而釋出的NH4+，經蒸餾及標準酸液滴定。即為固定態(tài)銨。結果計算土壤固定態(tài)銨態(tài)氮的含量（mg kg-1）=（V-V0）*C*M/m*1000式中：V：樣品滴定硫酸標準溶液的體積，mL；V0：空白測定滴定硫酸

24、標準溶液體積，mL；C：硫酸標準溶液的濃度，molL-1；M：氮的摩爾質量，14 g mol-1；m：烘干樣品質量，g。注意事項1.KOBr易于分解成KBr及O2，但保持于低溫及強堿性下，則其分解速度顯著減低，故KOBr須于使用前隨時配制，并以冰冷卻。2.分析當中，傾棄澄清液時，為需避免內懸物耗損可采用減壓抽氣法吸去土層澄液；樣品移轉進入離心管及蒸餾瓶的過程中，建議使用橡皮攪拌棒以擦洗粘附的土壤粒子。3.氫氟酸（HF）為揮發(fā)性試劑，對NH4+測定包括蒸餾法等均會干擾。本方法中樣品是在盛有氫氧化鉀（KOH10 mol L-1）之蒸餾瓶里加入HF的，并不斷地旋蕩該瓶，然后靜置數分鐘。6.2土壤磷的

25、分析6.2.1土壤全磷測定磷是植物必需的三大營養(yǎng)元素之一，我國土壤中的全磷含磷（P）在0.02011范圍內。世界土壤全磷含量的變幅在0.020.5。它包括無機和有機態(tài)兩大部分。我國土壤全磷含量有由南至北逐漸增加的趨向。雖然土壤全磷含量并不能直接反應土壤的供磷能力，但如果土壤全磷很低（如0.04則有可能供磷不足。測定土壤全磷首先應將全部磷轉化為可溶態(tài)。這種轉化通常通過3個途經：一是用堿熔融，二是用強酸消煮，三是高溫燒灼然后用酸浸提。但常用的是碳酸鈉熔融和硫酸-高氯酸消煮。碳酸鈉熔融法基本土可以將全部磷轉化為可溶性，所以常常作為標準法應用。但是此法費時，不適于大量標本的測定，而且要用昂貴的白金鉗鍋

26、，因此只在必要時采用。我國通常采用硫酸-高氯酸消煮法。這種方法比較簡便也有一定精度，少量高氯酸的存在對磷的測定不產生干擾作用，但需用專門的通風櫥。對高度風化的土壤（紅壤，磚紅壤）或有包裹態(tài)磷灰石存在時，有提取不全，結果偏低的可能。對有機質含量高的土壤，還應注意有機質去除完全。轉入溶液后，磷的測定，可有多種方法，常用的比色法，主要是鉬藍比色法，即在酸性環(huán)境中，正磷酸根和鉬酸銨反應生成磷鉬雜多酸絡合物H3P（MO3O10）4，在銻劑存在下，用抗壞血酸將其還原生成藍色的絡合物再進行比色。這種方法通稱為“鉬銻抗”法。其手續(xù)簡便，顯色穩(wěn)定，干擾離子的允許含量較大等。碳酸鈉熔融法方法原理將磨細的通100目

27、篩的土壤與無水Na2CO3共同熔融，使不溶態(tài)磷轉化為可溶態(tài)。然后用稀H2SO4溶解融塊，最后用鉬銻抗法比色測定。本法具有高度重現性，一般情況下重復測定的變異系數不超過4。結果計算土壤全磷含量（%） = C*V*k*10-6/m*100式中：C：從工作曲線土查得顯色液中磷的濃度mgL-1；V：顯色液體積，mL；k：分取倍數；10-6：將mg換算成g及將mL換算成L的系數；m：烘干土樣質量，g；100：換量成百分含量。6.2.2土壤有機磷的測定、土壤有機磷是土壤全磷的重要組成部分。從世界范圍來看，土壤有機磷含量與土壤全磷含量的1580，變幅很大。我國大部土壤有機磷占全磷2050。但在森林植被下可高

28、達5080。土壤有機磷含量和土壤有機質含量呈良好正相關。粗略地說，每1含量的土壤有機質相應地有機磷含量為0.010.03。土壤有機磷通常采用間接測定法，主要有浸提法和燒灼法。浸提法可用酸或堿浸提，但一般的方法手續(xù)比較繁復。浸提不易完全而且在浸提過程中有機磷可能水解。燒灼法則用高溫（550）或低溫（250）燒灼。這個方法的主要缺點是在燒灼過程中可能改變礦物態(tài)磷的溶解度。在有機磷高時，高溫可使部分磷揮發(fā)從而引入誤差。故兩種方法各有優(yōu)缺點。燒灼法方法原理主要通過燒灼使有機磷礦化，然后用酸溶解。酸液中的磷來自有機磷和無機磷兩種部分。未經燒灼的土壤用同濃度酸浸提所含磷只是來源于無機部分。故土壤有機磷等于

29、灼燒后浸提磷量（有機加無機）減去未經灼燒土壤浸提磷量（無機）。燒灼后土壤用硫酸（1molL-1）浸提。由于在土壤燒灼后用硫酸浸提過程中，在高度風化的土壤中Fe-P、Al-P鹽溶解度有所增加從而使有機磷的結果偏高。故這類土壤中應慎用此法。一般來說，燒灼法不適于比較各種不同類型土壤中有機磷含量，而適于比較同類型土壤中有機磷的變化情況。為了避免磷的揮發(fā)損失，燒灼溫度不能超過規(guī)定的550C。結果計算浸提出的有機磷和無機磷含量（mg kg-1） =C*V*k/m式中：C：從工作曲線土查得顯色液中磷的濃度，mg L-1；V：顯色液體積，Ml；k：分取倍數；m：土樣質量，g。土壤有機磷等于燒灼后土壤浸出磷含

30、量減去未灼燒土壤浸出磷含量。硫酸與氫氧化鈉浸提法先用H2SO4，再用NaOH浸提出酸溶及堿溶有機和無機磷，減去其中無機態(tài)磷從而得到有機態(tài)磷含量。本法的特點是將總磷進一步區(qū)分為酸溶性和堿溶性磷，其后再分別減去浸提液中的無機態(tài)磷，從而得到酸溶性有機磷和堿溶性有機磷，二者的和即為土壤有機磷總量。本方法比較簡單快捷，克服了一般浸提法手續(xù)繁復的缺點，而且在浸提過程中有機磷水解很少，這就提高了精度，更為重要的是它特別適于熱帶土壤克服了燒灼法不太適于酸性土壤的缺點。結果計算浸提出的全磷或無機磷含量（mg kg-1） =C*V*k/mPao = Pat PaiPbo = Pbt PbiPo = Pao - P

31、bo式中：C：從工作曲線土查得顯色液中磷的濃度，mg L-1；V：顯色液體積，Ml；k：分取倍數；m：土樣質量，g。Pat：酸浸提的有機磷和無機磷總量，mg kg-1；Pao：酸提的有機磷，mgkg-1；Pai：酸浸提的無機磷，mg kg-1；Pbt：堿浸提的有機磷和無機磷總量，mgkg-1；Pbo：堿浸提的有機磷，mg kg-1；Pbi：堿浸提的無機磷，mgkg-1；Po：土壤有機磷，mg kg-1。6.2.3土壤有效磷的測定到目前為止，我們還無法真正測定土壤有效磷的數量。通常所謂的土壤有效磷只是指某一特定方法所測出的土壤中的磷量，只有測出的磷量和植物生長狀況具有顯著相關的情況下，這種測定才

32、具有實際意義，因此，土壤有效磷并不是指土壤中某一特定形態(tài)的磷，它也不具有真正“數量”的概念，所以，應用不同的測定方法在同一土壤上可以得到不同的有效磷數量，因此土壤有效磷水平只是一個相對指標，在某種程度土具有統(tǒng)計學意義而不是指土壤中“真正”有效磷的“絕對含量”。但是這一指標在實際上有重大意義。它可以相對地說明土壤的供磷水平?？梢宰鳛橐粋€指標判斷施用磷肥是否必要，亦可作為施肥（磷）推薦的一個方法。測定土壤有效磷的方法，按其測定機理大致可分為4類：酸溶作用，陰離子交換作用。陽離子絡合或沉淀作用。陽離子水解作用。這4種機理實際上要復雜得多，甚至一個方法可能包括幾種作用機理，所以現有的測定有效磷的方法雖

33、然有一些理論根據，但仍帶很大的“經驗性”。固此，選擇方法的基本依據仍然是各種方法在實踐中的表現，即測定結果和植物生長狀況的相關性。Olsen法（NaHCO3法），在國內外都得到良好結果和廣泛應用，它適用于中性、微酸性和石灰性土壤；Bray l法（HCl +NH4F法），在酸性土壤土效果良好；樹脂法，測定結果和植物生長相關甚高，應用甚廣。此外，同位素法（A值法），Mehlich法等也得到較廣應用。最近新發(fā)展起來的離子交換膜法，特別適于有效磷的動態(tài)監(jiān)測。碳酸氫鈉法測定土壤有效性磷（Olsen法）NaHCO3溶液（pH8.5）提取土壤有效磷，在石灰性土壤中提取液中的HCO3-可和土壤溶液中的Ca2+

34、形成CaCO3沉淀，從而降低了Ca2+的活度而使某些活性較大的Ca-P被浸提出來。在酸性土壤中因pH提高而使Fe-P、Al-P水解而部分被提取。在浸提液中由于Ca、Fe、Al濃度較低，不會產生磷的再沉淀。結果計算土壤有效磷含量（P mg kg-1）= C*V*k/m式中：C：從工作曲線查得顯色液中磷（P）的濃度mgL-1；V：顯色液體積，mL；k：分取倍數，浸提液總體積吸取浸出液體積；m：風干土質量，g注意事項1. 土樣經風干和貯存后，測定的有效磷含量可能稍有改變，但一般無大影響。2.有關資料曾用不同方式校正浸提溫度對測定結果的影響，但這些方法都是在某些地區(qū)和某一條件下所得的結果，對于各地區(qū)不

35、同土壤和條件下不能完全適用，因此必須嚴格控制浸提時的溫度條件。為了照顧各地的具體情況，這里規(guī)定的溫度變幅力2025，具體分析時，前后各批樣品應在這個范圍內選擇一個固定的溫度，以便對各批結果進行相互比較。3.操作步驟規(guī)定，在吸取土壤浸出液于容量瓶中，用稀H2SO4中和NaHCO3后再加鉬銻抗試劑顯色。其方便之處在于所用的鉬銻抗試劑可通用于其他各項磷的測定。但在分析大批土樣時，逐一中和浸出液和定容的操作較繁，可以改用下列精度相似的簡化方法，適用于土壤有效磷為2.5150mgkg-1范圍內的土樣，但需配制以下的專用鉬銻抗試劑：12.0g鉬酸銨溶于約250 mL水中。另將176mL濃H2SO4，注入約

36、800 mL水中，冷卻后加入0.30g酒石酸氧銻鉀，攪溶。再將兩溶液相混和，加水至2L。臨用當天，每100mL溶液中溶入0.53g抗壞血酸，充分混合，避光存放。結果解釋根據國內大量的研究結果，土壤有效磷水平的臨界值（即在此值以上作物對施磷無反應）視作物、氣候、土壤而不同，特別是作物。下表可供南方參考，北方一般臨界值略高于下表Olsen- P mg kg-1P作物對施磷肥的反應20一般作物不需施磷鹽酸-氟化銨法測定土壤有效磷（Bray 1法）本法用鹽酸-氟化銨法（NH4F 0.03 mol L-1- HCl0.025molL-1）試劑，通過兩種作用釋放土壤中的有效磷部分。一是通過NH4F中F-和

37、Fe-P、Al-P中的Fe、A1在酸性條件下形成絡合物從而釋放有效磷。二是通過稀酸來溶解部分磷。這種方法適用于酸性土壤而不適于石灰性土壤。因為提取劑中的酸在水土比不大時很容易被石灰中和，另外有可能形成CaF2導致磷的再沉淀或再吸附使結果偏低。加硼酸主要為了和氟離子形成絡合物，避免氟對磷的測定干擾。結果計算同碳酸氫鈉法測定土壤有效性磷（Olsen法）注意事項對于風化程度較高的土壤也可用NH4F 0.03 mol L-1- HCl0.1mol L-1作為浸提劑，測定步驟同Bray1法。結果解釋Bray 1-P mg kg-1P水平20高陰離子交換性樹脂法測定土壤有效性磷通過陰離子交換性樹脂中的陰離

38、子和土壤中吸附磷酸根相交換，從而使磷從土壤固相釋放，這部分磷對作物是有效的。這種方法還可以作為測定土壤磷殘效的方法，也可以作土壤磷的解吸或釋放規(guī)律研究以及土壤磷的緩沖能力測定等。樹脂法也可用樹脂膜或將樹脂裝入尼龍袋中測定。結果計算樹脂法土壤有效磷含量（P mg kg-1）= C*V*k/m式中：C：從工作曲線查得顯色液中磷（P）的濃度mgL-1；V：顯色液體積，mL；k：分取倍數；m：風干土質量，g。6.3土壤鉀分析6.3.1土壤全鉀分析我國土壤的全鉀含量變化很大，高的可達3以土，低的可小于0.2，但一般都在12。土壤鉀按形態(tài)可分為水溶態(tài)鉀、交換性鉀、礦物層間不能通過快速交換反應而釋放的非交換

39、性鉀和礦物晶格中的鉀。根據對作物的有效性，可將水溶性和交換性鉀稱為速效鉀，約占全鉀的0.12，非交換性鉀稱為緩效鉀，約占全鉀的28，而礦物晶格中的鉀稱為無效態(tài)鉀，約占全鉀的9098。實際土，不同形態(tài)的鉀是處于一種動態(tài)變化之中，礦物晶格中的無效鉀也可以通過礦物的風化而轉化成緩效鉀和速效鉀。因此全鉀含量的大小雖然不能反映鉀對植物的有效性，卻能夠反映土壤潛在供鉀能力。一般而言，全鉀含量較高的土壤，其緩效鉀和速效鉀的含量也相對較高。因此，盡管對某一個有限的區(qū)域而言，全鉀含量不一定以反映出土壤現時的供鉀能力，但就大范圍的土壤而言，土壤全鉀含量則能反映出土壤供鉀能力的大小。因此，測定土壤全鉀含量對了解土壤

40、的供鉀潛力以及合理分配和施用鉀肥，特別是制定大范圍的肥料決策，具有十分重要的意義。要分析土壤全鉀，就要對土壤樣品進行徹底的分解，以保證所有的鉀能夠以檢測態(tài)存在。土壤樣品的分解，大體土可分為堿熔融和酸溶解兩大類。熔融分解方法包括碳酸鈉熔融和氫氧化鈉熔融法。碳酸鈉堿熔法制備的待測液可用于全磷和全鉀的測定，在國際上比較通用，但一定要用鉑金坩堝，這使國內某些實驗室因條件限制而不能采用這一方法?，F在國內一般用氫氧化鈉熔融法，這種方法可用銀坩堝代替鉑金坩堝，適于一般實驗室采用，且分解比較完全，制得的待測液也可同時測定全磷和全鉀。酸熔解方法是采用氫氟酸-高氯酸法，此方法比較方便，是國際上通用的分解土壤全鉀樣

41、品的方法，這種方法適合于同時測定土壤全鉀和全鈉，但同樣需要鉑金坩堝。測定待測液中鉀的方法有重量法、容量法、比色法、比濁法、火焰光度法、AAS法等?，F在一般都采用火焰光度法，此法快速、簡便，且測定結果也比較準確可靠。氫氧化鈉熔融法方法原理土壤樣品經強堿熔融后，難溶的硅酸鹽分解成可溶性化合物，土壤礦物晶格中的鉀轉變成可溶性鉀形態(tài)，同時土壤中的不溶性磷酸鹽也轉變成可溶性磷酸鹽，在以稀硫酸溶解熔融物后，即為可供同時測定全磷和全鉀的待測液。用火焰光度法測定鉀含量是將待測液在高溫激發(fā)下，輻射出鉀元素的特征光譜，通過鉀濾光片，經光電池或光電倍增管，把光能轉換為電能，放大后用微電流表（檢流計）指示其強度；從鉀

42、標準溶液濃度和檢流計讀數作的標準工作曲線，即可查出待測液的鉀濃度，然后計算樣品的鉀含量。結果計算鉀的含量（K%）= C*V*k*10-6/m*100式中：C：儀器直接測定或從工作曲線土查得的測定液的K濃度，mgL-1；V：測定液定容體積；k：分取倍數，原待測液總體積和吸取的待測液體積之比；若以原液直接測定時，此值為1；m：樣品質量，g；10-6：是將mg換算成g和將mL換算成L的系數。氫氟酸-高氯酸消煮法方法原理氫氟酸-高氯酸（HF-HClO4）消煮法是世界土最常用的測定全鉀和全鈉的方法。HF中的F通過和Si反應分解硅酸鹽礦物，形成的SiF4在強酸存在條件下可加熱揮發(fā)。高濃度的HClO4在高溫

43、條件下是很強的氧化劑，可以分解土壤樣品中的有機質。同時，HClO4還可以有效地去除樣品中多余的HF。結果計算鉀的含量（K%）= C*V*k*10-6/m*100式中：C：儀器直接測定或從工作曲線土查得的測定液的K濃度，mgL-1；V：測定液定容體積；k：分取倍數，原待測液總體積和吸取的待測液體積之比；若以原液直接測定時，此值為1；m：樣品質量，g；10-6：是將mg換算成g和將mL換算成L的系數。6.3.2 土壤緩效鉀的測定土壤緩效鉀是土壤速效鉀的貯備，當土壤中的速效鉀由于作物吸收而減少時，緩效鉀就會釋放以補充速效鉀的缺失，究竟土壤中哪種形態(tài)的鉀屬于緩效性鉀一直比較含糊。一般認為，強烈地吸附于

44、土壤粘土礦物層間的吸附位土，很難通過溶液里的陽離子在短時間內交換和移走的那部分非交換性鉀為緩效鉀。事實土，要單獨測定土壤中這部分鉀是很困難的，也需要比較長的時間。在實際操作中是用某種化學試劑所提取的土壤鉀量來表示這種緩效鉀的多少。緩效鉀量的多少，可以反映土壤較長時間的供鉀潛力，是土壤供鉀能力的一個重要指標。測定緩效鉀的方法很多，包括1mol L-1硝酸煮沸法0.5 molL-1或0.7 mol L-1鹽酸浸提法、1.4 molL-1熱硫酸或6 molL-1冷硫酸浸提法等酸提的方法，還有四苯硼鈉法、離子交換樹脂法和電超濾法等化學平衡提取的方法。酸提的方法提取的鉀實際土很難說清提取的是土壤中哪一部

45、分的鉀，只不過在實際應用中酸所提取的鉀量能比較好的反映土壤緩效鉀的高低而已。用酸提的方法省時、省力、操作簡便，因此得到廣泛的應用。鹽酸浸提法因試劑耗量大和測定結果變異系數較大等原因，目前已很少采用。硫酸提取法因濃硫酸稀釋不方便及用冷硫酸提取量較低等原因，應用也不普遍，現在世界土最通用的方法是硝酸（1molL-1）煮沸法。這種方法不僅浸提時間短，測定的變異系數不高，而且與作物連續(xù)種植時的鉀吸收量有很好的相關性。四苯硼鈉法、樹脂法和電超濾法更能反應土壤緩效鉀的真實狀態(tài)，但這些方法不是繁雜、耗時費力，就是要有特定的儀器，因此在大范圍的土壤緩效鉀的經常性測定中很少應用，基本上都用于實驗室的研究工作。硝

46、酸煮沸法方法原理 土壤中的緩效鉀主要指存在于層狀硅酸鹽礦物層間的一些鉀離子。用硝酸（1molL-1）提取的鉀不一定就恰恰是這一部分鉀，它可能包括這種形態(tài)鉀的一部分，另外還有一些小顆粒含鉀礦物因酸溶解而釋放出的鉀，當然，這種酸提的鉀中包含了樣品中的水溶性鉀和交換性鉀，因此，將硝酸煮沸法提取的鉀量減去速效鉀量才是緩效鉀的量。結果計算1mol L-1硝酸提取的土壤鉀含量（K mgkg-1）= C*V*k/m式中：C：儀器直接測定或從工作曲線土查得的測定液的K濃度，mgL-1；V：測定液定容體積；k：分取倍數，原待測液總體積和吸取的待測液體積之比；若以原液直接測定時，此值為1；m：樣品質量，g。土壤緩

47、效鉀的含量應為硝酸提取的鉀和速效鉀值的差。6.3.3土壤速效鉀的測定植物一般直接從土壤中吸收水溶性鉀，但交換性鉀可以很快和水溶性鉀達到平衡，因此土壤速效鉀包括水溶性鉀和交換性鉀。土壤中的交換性鉀是指由于靜電引力而吸附在土壤膠體表面并能被加到土壤中的鹽溶液的陽離子在短時間內代換的那部分鉀。在測定土壤交換性鉀的過程中，如果不把水溶性鉀減去，所得的結果就是速效鉀了。速效鉀是最能直接反映土壤供鉀能力的指標，尤其對當季作物而言，速效鉀和作物吸鉀量之間往往有比較好的相關性。由于交換性鉀的意義十分明確，因此，凡是能通過交換作用代換這部分鉀的試劑，都可用來作為提取劑。如NaNO3、NaOAc、CaCl2、Ba

48、Cl2、NH4NO3和NH4OAc等，但用不同浸提劑所得結果不一致。最常用的提取劑是中性的乙酸銨（1molL-1NH4OAc）。用NH4+作為K+的代換離子有其它離于不能取代的優(yōu)越性，因為NH4+與K+的半徑相近，水化能也相似，這樣NH4+才能有效取代土壤礦物表面的交換性鉀，同時NH4+進入礦物層間，能有效地引起層間收縮，不會使礦物層間的非交換性鉀釋放出來。因此NH4+將土壤顆粒表面的交換性鉀和礦物層間的非交換性鉀區(qū)分開來，不會因提取時間和淋洗次數的增加而顯著增加鉀提取量，所以用NH4+作提取劑測得的交換性鉀結果比較穩(wěn)定，重現性好，而且NH4OAc提取劑對火焰光度計測鉀沒有干擾。在一些沒有火焰

49、光度計的實驗室，速效鉀可以用硝酸鈉溶液（1molL-1NaNO3）提取四苯硼鈉比濁法測定，用NaNO3提取是因為NH4+在化學方法測定中對K+的測定有干擾。但結果和乙酸銨提取法不一樣。乙酸銨提取-火焰光度計測定法方法原理當中性乙酸銨溶液與土壤樣品混合后，溶液中的NH4+與土壤顆粒表面的K+進行交換，取代下來的K+和水溶性K+一起進入溶液。提取液中的鉀可直接用火焰光度計測定。結果計算土壤速效鉀的含量（K mg kg-1）= C*V*k/m式中：C：儀器直接測定或從工作曲線土查得的測定液的K濃度，mgL-1；V：測定液定容體積，mL；k：分取倍數，原待測液總體積和吸取的待測液體積之比；若以原液直接

50、測定時，此值為1；m：樣品質量，g。6.4土壤微量元素分析在土壤學中微量元素有雙重含義；一是泛指所有含量很低的化學元素（含量范圍一般為n x 10-4nx10-2%）；二是專指具有生物學意義的微量元素即動物和植物的正常生長所不可缺少的，對農業(yè)和人類健康有重要意義的微量元素。鐵（在植物中含量低而屬于微量元素）、錳、銅、鋅、鉬、硼即為這些重要的微量元素。此外，由于環(huán)境污染物向農田排放或流入和施肥（無機肥、有機肥尤其是農用垃圾）、使用農藥等措施，使得土壤中其它微量元素（污染元素，多為重金屬元素）如鎘、鉛、砷等。土壤微量元素的存在形態(tài)大致可分為：水溶態(tài)、交換態(tài)、配合態(tài)、次生礦物中及原生礦物中五組。測定

51、土壤微量元素含量，對研究成土母質、成土過程以及土壤分類；了解有效態(tài)微量元素的儲量及評價農業(yè)環(huán)境質量均有重要意義。目前，農業(yè)生產達到較高水平，隨著大量地施入氮、磷肥，養(yǎng)分出現了平衡狀態(tài)，植物營養(yǎng)元素失調，有的地區(qū)作物出現了大片微量元素缺素癥狀，或重金屬污染，嚴重影響作物的品質及產量。因而測定有效態(tài)微量元素更為重要，可以根據土壤中微量元素的供給情況，采取不同的農業(yè)措施，以達到作物穩(wěn)產高產的目的。測定土壤微量元素的方法，近年來發(fā)展較快，以前常用的比色法（比色計或分光光度計測定），由于靈敏度低，操作過程較繁，試劑用量大等缺點，在歐美等國家已經不再采用了，AAS已被普遍應用。ICP也已發(fā)展成為或正在成為

52、適用很廣的常規(guī)分析方法，它能同時測定多個元素，具有快速、準確、簡便的特點。6.4.1微量元素分析待測液的制備6.4.1.1全量分析待測液的制備制備土壤微量元素的全量分析待測液的方法有堿熔法和酸溶法。堿熔法所用熔劑的種類很多，碳酸鈉是常用的熔劑。碳酸氫鈉、碳酸氫鉀，或者二者的等分子量混合物也是常用的熔劑，其熔點較碳酸鈉和碳酸鉀低，一般用于測定硼、氟、氯等易揮發(fā)性元素。為了保證熔融完全，熔劑的用量至少是試樣重量的4倍以土。對于富含鐵鋁的土壤，用量至少是試樣重量的6倍，有時可高達10倍。由于熔劑往往帶來雜質，必要時還須進行純化。此外，由于熔劑濃度高，往往給儀器分析帶來雜質的干擾。酸溶法是在硝酸、硫酸

53、、高氯酸、氫氟酸中選用兩種或三種酸消煮土樣，但混合酸中必須包括氫氟酸，才能將硅酸鹽的晶格破壞，使元素溶解出來，而高氯酸可使樣品分解完全。對于含有機質多以及石灰性土壤，需加硝酸消煮。近年來，為簡化硼的測定手續(xù)，也用酸溶法，但消煮液必須加入磷酸以固定硼，制備的待測液可直接在ICP光譜儀土測定。碳酸鈉熔融法（見6.2.1土壤全磷測定）硝酸-氫氟酸-高氯酸消煮法（見下文）磷酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸消煮法（見下文）6.4.1.2有效態(tài)微量元素待測液的制備土壤中的微量元素以多種不同的化學形態(tài)存在，其化學穩(wěn)定性不同時植物的有效性（或可吸收性）差異很大。需通過選用不同的試劑（浸提劑），分別將各種形態(tài)的微量元素

54、提取出來。故土壤有效態(tài)微量元素的浸提劑應滿足以下要求：（1）能夠從各種土壤中提取一種或多種有效態(tài)微量元素的全部或成比例的浸出；（2）所提取的微量元素的量與多種農作物在不同條下的生長和反應有良好的相關性；（3）便于準確而且快速地測定所提取的微量元素。6.4.1.2.1有效態(tài)微量元素的浸提劑種類1.水水溶態(tài)的微量元素存在于土壤溶液中及能溶于水的化合物，是植物能直接利用的。但由于含量低，測定時會遇到困難，同時測定結果受土壤pH值的影響，結果多變，所以一般不測。目前僅有有效態(tài)硼用沸水作浸提劑。2. 鹽溶液 主要是以一價或二價的離子提取交換態(tài)微量元素。其中銨離于應用得最普遍，例如以中性乙酸銨溶液（1mo

55、lL-1CH3COONH4）提取交換態(tài)錳。其他中性溶液例如氯化鉀溶液（1molL-1KCl）常用于交換態(tài)鋅的提取。3. 稀酸或堿溶液 可提取出較多的有效態(tài)微量元素，稀酸用于酸性土壤，碳酸鹽或酸性碳酸鹽用于堿性土壤。4. 配合劑或螫合劑溶液 提取配合（螫合）態(tài)或吸附態(tài)的微量元素，這部分微量元素是植物吸收的主體。5. 提取多種微量元素的提取劑常用的有酸性乙酸銨-EDTA溶液和DTPA溶液。目前，加有氯化鈣和三乙醇胺溶液的DTPA溶液（以下簡稱DTPA溶液）應用較廣泛。其中氯化鈣能防止石灰性土壤中游離碳酸鈣溶解，以免受碳酸鈣所包蔽的鐵、鋅等元素釋放出來；三乙醇胺（pKa=7.8）作為緩沖劑，能使溶液PH值保持7.3左右，對碳酸鈣的溶解也有抑制作用。此提取劑適用于提取石灰性土壤和中性土壤中有效態(tài)鐵、錳、銅和鋅等。6.4.2待測液中微量元素的測定6.4.2.1鐵的測定土壤中鐵含量變化很大，一般約為14，有的土壤高達530，因而不屬于微量元素。但就植物鐵含量而言，一般為50250m