土壤中氮和硫的測定-課件

土壤中氮和硫的測定2、耕地土壤耕層耕地土壤比同地自然土壤低得多。變化趨勢大體同自然土壤。東北黑土耕區(qū)最高,1、5-3、48g/kg

其次是華南、西南和青藏地區(qū)黃淮海地區(qū)和黃土高原最低,0、3-0、99g/kg

我國耕地土壤含氮量不高,一般為1、0-2、0g/kg3、土壤培肥土壤培肥的重要目標(biāo)之一是提高土壤有機質(zhì)和土壤全氮含量。除少數(shù)土壤外,土壤急需培肥,以確保土壤資源可持續(xù)利用。(二)土壤N素的形態(tài)

無機氮1-2%NO3—N:存在于土壤溶液中NH4+—N水溶態(tài):NH4+代換態(tài):NH4+有機氮98-99%非水解性:占全N30-50%,腐殖質(zhì)水解性:占全N50-70%,Pr、AA水溶性:占全N5%,AA、酰胺等速效氮堿解氮遲效氮二、土壤中全氮測定方法概述1、干燒法:

1831年Dumas創(chuàng)立,將樣品放在燃燒管中,以600℃

以上的高溫和氧化銅一起燃燒,燃燒時通純凈的CO2,燃燒過程產(chǎn)生的N2O氣體通過灼熱的銅還原為N2,產(chǎn)生CO則通過氧化銅轉(zhuǎn)化為CO2,混合氣體通過濃的KOH溶液,除去CO2,純N2通過氮素計測定氮素的體積、優(yōu)點:測定結(jié)果準(zhǔn)確缺點:操作費時、復(fù)雜、要專用儀器2、濕燒法:開氏法

1883年丹麥人J、Kjedahl(開道爾)用于研究蛋白質(zhì)變化的方法、后來被用來測定各種形態(tài)的有機氮、

設(shè)備簡單易得,結(jié)果可靠,為一般實驗室所采納。原理:用濃硫酸分解,加速劑和憎溫劑加速有機質(zhì)的分解,使有機氮轉(zhuǎn)化為NH3進(jìn)入溶液,最后用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定蒸餾出的銨、改進(jìn):該法創(chuàng)立以來,不但進(jìn)行改進(jìn),主要改進(jìn)為A、縮短消化時間:加速劑(催化劑、氧化劑、增溫劑)的選擇B、改進(jìn)定氮方法:蒸餾方法、儀器自動化關(guān)于加速劑的改進(jìn)增溫劑:目前大多采納K2SO4催化劑:Hg、HgO、CuSO4、FeSO4、Se、TiOHg和Se的催化力特別強Hg:有毒、會形成汞—銨復(fù)合物等Se:催化力最強,有毒,推薦用TiO替代目前加速劑的組成:K2SO4:CuSO4?5H2O:TiO=100:3:3

增溫劑催化劑催化劑氧化劑:HCIO4—H2SO4,可同時測定N、P等多種元素,倍受關(guān)注。H2SO4:具有較強的氧化力,其沸點338℃

此溫度不能完全分解有機質(zhì),所以需要增溫關(guān)于開氏法用硫酸消煮樣品測定氮素含量的方法均叫開氏法、標(biāo)準(zhǔn)的開氏法常量法:稱1、0-10、0g土壤樣品,加混合加速劑K2SO410g,CuSO41、0g,Se0、1g加濃硫酸30ml,消煮5h半微量法:稱0、1-1、0g土壤樣品關(guān)于儀器自動化1、消化:已實現(xiàn)2、蒸餾:已實現(xiàn)3、滴定:已實現(xiàn)可分別自動化,也能夠部分自動化關(guān)于溶液中氮的測定1、蒸餾法:2、擴(kuò)散法:3、比色法:4、電極法:5、氮檢測儀法:也能夠測定固體和氣體樣品6、紫外法:硝態(tài)氮三、土壤中全氮的測定—半微量凱氏法(蒸餾)1、測定原理:P44

A、消煮:高溫下濃硫酸是一種強氧化劑,將有機質(zhì)分解2H2SO4+有機C→2H2O+2SO2↑+CO2↑

釋放出的N已NH3被H2SO4吸收2NH3+H2SO4

→(NH4)2SO4+H2OB、蒸餾:加堿蒸餾,H2BO3吸收(NH4)2SO4+NaOH→Na2SO4+H2O+NH3↑NH3↑+H2O→NH4OHNH4OH

+H2BO3→NH4H2BO3+H2OC、滴定:2NH4H2BO3+H2SO4

→(NH4)2SO4+2H2BO32、測定步驟P47①樣品的消煮:1、0000g→消化管→加水濕潤→加5ml濃硫酸→加2g催化劑→于380-400℃消化爐上消化→顏色成灰白色到淡藍(lán)色→后煮1h。(遠(yuǎn)紅外消煮爐、自動消化爐、普通消化爐)消化器②蒸餾:消煮液轉(zhuǎn)至蒸餾管中(250ml)→加堿40%NaOH20～40ml→蒸餾→NH3↑(冷凝管)→20ml硼酸吸收(2%B酸+指示劑)→蒸餾→(紅色→藍(lán)色)→蒸餾至吸收液體積為50～80ml(自動蒸餾器100～120ml)停止蒸餾③滴定:吸收液用標(biāo)準(zhǔn)酸(0、05mol/L1/2H2SO4

或0、01HCl滴定)

終點顏色變化為藍(lán)色→紅色

※作空白,且滴定顏色完全一樣平行結(jié)果測定P48

平行測定結(jié)果用算術(shù)平均值表示,表留小數(shù)點三位。四、土壤中全氮的測定—半自動定氮儀法①自動消煮:

1、0000g→消化管→加水濕潤→加5ml濃硫酸→加2g催化劑→設(shè)定消煮溫度和時間→啟動儀器、②自動蒸餾:消化管轉(zhuǎn)至自動蒸餾器上→自動加堿蒸餾(40ml40%NaOH)→NH3↑(冷凝管)→20ml硼酸吸收(2%B酸)→至吸收液100mlGA-10定氮儀③自動滴定:吸收液在滴定儀上用標(biāo)準(zhǔn)酸(0、05molH2SO4或0、01HCl滴定)自動滴定,pH電極判斷自動終點④儀器打印滴定結(jié)果五、土壤中全氮的測定—全自動定氮儀法①自動消煮:1、0000g→消化管→加水濕潤→加5ml濃硫酸→加2g催化劑→設(shè)定消煮溫度和時間→啟動儀器、②轉(zhuǎn)移定溶:消化管內(nèi)的消化液→無損的轉(zhuǎn)移到100ml容量瓶中→用H2O定容

③測定:用微量進(jìn)樣器取50ul溶液→在TN-110上測定,依照標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品峰面積計算含氮量TN-110定氮儀TN-110使用操作流程(CRI流程)10、打開O3發(fā)生器電源開關(guān)。轉(zhuǎn)動O3發(fā)生器旋扭→PC上單擊菜單system,選O3發(fā)生器→選ON→按OK(注意:約需30分鐘,產(chǎn)生的O3才穩(wěn)定)11、在CRI上設(shè)置進(jìn)樣量和進(jìn)樣速率。單擊菜單RUN→選CRI→在CRI上設(shè)置進(jìn)樣量→設(shè)置進(jìn)樣速率→此時PC上則顯示其值→按OK12、標(biāo)準(zhǔn)系列測定。13、樣品測定。14、基本資料報告、重新計算及結(jié)果顯示。15、關(guān)掉加熱器;關(guān)掉NT-110;關(guān)掉ND-100;關(guān)掉CRI;關(guān)掉PV。16、關(guān)掉NT-110窗口;關(guān)掉PC;17、關(guān)掉O2、Ar氣供氣閥、關(guān)掉O2、Ar氣主閥。18、拔去所有電源線。六、試劑的配制

1、40%NaOH(10mol/LNaOH)40gNaOH→燒杯中→加入100ml水2、2%硼酸吸收液:

20g硼酸+1000ml水+5～10ml混合指示劑、七、指示劑的范圍甲基紅:pH4、2—6、2紅→黃溴甲酚綠:pH3、8—5、4黃→藍(lán)混合指示液:pH4、4—5、4紅→藍(lán)綠八、注意事項1、冷凝水溫度不能超過40℃2、蒸餾和滴定時幸免NH3的污染3、開氏瓶中溶液占50ml4、只能在通風(fēng)良好處加硒粉(有毒)第2節(jié)土壤速效氮的測定一、測定方法綜述土壤速效氮亦稱土壤有效氮,指當(dāng)季作物能吸收利用的土壤氮素量。它包括土壤溶液中的NO3-和NH4+、膠體上吸附的NH4+,以及部分易為土壤微生物分解的含氮有機化合物。

土壤速效氮的測定方法可分為兩大類:生物方法和化學(xué)方法。生物測定法采納生物培養(yǎng)的方法測定,手續(xù)繁瑣,需要較長的時間,測定結(jié)果與作物生長的相關(guān)性較高;化學(xué)方法快速簡便,測定結(jié)果與作物生長的相關(guān)性較差。目前我國多采納堿解擴(kuò)散法測定,全國第二次土壤普查的指定方法也是堿解擴(kuò)散法。二、堿解氮測定原理玻璃擴(kuò)散皿塑料擴(kuò)散皿

土壤中的易氧化的有機氮在NaOH的作用下,形成NH4+,剩余的NaOH與NH4+作用產(chǎn)生NH3,釋放出來的NH3

被H3BO3吸收液,最后用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定溶液,用酸的濃度和用量計算土壤速效氮的含量。(堿解擴(kuò)散)易氧化有機氮+NaOH—→NH4OHNaOH+NH4OH—→NH3↑NH3+H2O—→NH4OH(滴定)NH4OH+H3BO3—→NH4H2BO3+H2O紅色蘭色

H2SO4+NH4H2BO3—→H3BO3+(NH4)2SO4蘭色紅色三、步驟

稱取1mm的土壤樣品2、00g—→均勻鋪在擴(kuò)散皿的外室—→輕輕水平轉(zhuǎn)動擴(kuò)散皿使樣品均勻—→在擴(kuò)散皿的內(nèi)室加入3%H3BO3溶液2ml—→(在外室的邊緣涂上堿性甘油—→蓋上毛玻璃—→旋轉(zhuǎn)數(shù)使之完全粘合—→慢慢平推毛玻璃使加液缺口能加液)—→迅速加入1、0mol/LNaOH10ml—→擴(kuò)散皿的外室—→馬上蓋嚴(yán)毛玻璃—→于40℃恒溫箱中擴(kuò)散24h—→取出冷卻至室溫—→用0、0050mol/LH2SO4滴定。塑料擴(kuò)散皿沒有括號內(nèi)的內(nèi)容四、結(jié)果計算及應(yīng)用堿解氮(mg/kg)=C×V×14×1000/WC:標(biāo)準(zhǔn)H2SO4溶液濃度(mol/L);V:H2SO4體積(ml);14:氮原子的摩爾質(zhì)量;W:土壤風(fēng)干重1000:g換算為kg土壤供氮量(kg/hm2)=0、15×堿解氮含量×15土壤供氮量(kg/667m2)=0、15×堿解氮含量土壤施氮量=(目標(biāo)產(chǎn)量需氮量—土壤供氮量)/(氮肥有效養(yǎng)分含量×肥料利用率)五、注意事項1、堿解氮不包括NO3-—N,假如土壤NO3-—N含量較高時應(yīng)加入FeSO4,使之還原;2、擴(kuò)散溫度超過40℃時,會影響H3BO3溶液對NH3的吸收;3、H3BO3溶液的濃度應(yīng)依照土壤堿解氮的含量配制;4、此法測定結(jié)果與作物產(chǎn)量之間有較好的相關(guān)性。5、夏天測定時,加堿后要馬上進(jìn)恒溫箱,拿出后要迅速滴定,或放在空調(diào)室內(nèi),幸免擴(kuò)散時間加長,使結(jié)果偏高、第3節(jié)土壤無機氮的測定土壤中無機氮包括NO3—N和NH4—NNO3—N的測定:浸提后測定A、將NO3—N和NO2—N轉(zhuǎn)化為NH4—N后測定,減去NH4—NB、紫外分光光度法:C、比色法:D、電極法NH4—N的測定方法直截了當(dāng)蒸餾法:結(jié)果偏高浸提后測定:中性鹽浸提(K2SO4、KCI、NaCI),一般采納2mol/LKCI,浸提液中的NH4可采納下列方法測定

A、蒸餾法:適合NH4—N含量較多的土壤

B、比色法:時間長,靈敏度高,重現(xiàn)好,準(zhǔn)確度高

C、電極法測定:簡便、快速、靈敏度高,重現(xiàn)好,準(zhǔn)確度高,要儀器和電極可靠。

1、土壤銨態(tài)氮的測定2mol/LKCI浸提—靛酚藍(lán)比色法A、浸提:稱1mm風(fēng)干土樣20、00g,于200ml三角瓶,加2mol/LKCI100ml,震蕩1h,靜置,取上部清液測定B、比色:取5ml清液,于50ml容量瓶,加2mol/LKCI浸提5ml,加苯酚5ml,次氯酸鈉5ml,搖勻,20℃放1h,加掩蔽劑1ml,H2O定容,624nm處比色C、工作曲線分別吸取2、5mol/LNH4—N標(biāo)液0,2、00,4、00,6、00,10、00ml于50ml容量瓶,加2mol/LKCI溶液10ml,同樣品比色顯色測定、濃度分別為0,1,2,4,5mol/LNH4—ND、結(jié)果計算:NH4—N含量(mg/kg)=標(biāo)準(zhǔn)曲線計算濃度×分取倍數(shù)

=標(biāo)準(zhǔn)曲線計算濃度×252、土壤硝態(tài)氮的測定A、酚二磺酸比色法原理

硝酸根離子在無水的條件下,與酚二磺酸作用生成硝基酚二磺酸,堿化后形成穩(wěn)定的黃色溶液,在420nm處有吸收峰。浸提稱取風(fēng)干土50g→500ml三角瓶→加0、5gCaSO4·2H2O→加250mlH2O→震蕩10min→靜置5min→取上部清液測定、測定取清液50ml→100ml瓷蒸發(fā)皿→加0、05gCaCO3→60℃水浴上蒸干→冷卻→加2ml酚二磺酸溶液→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)皿→靜置10min→加20mlH2O→攪拌→冷卻→銨水至溶液顯黃色后再加2ml→攪拌→轉(zhuǎn)入100ml容量瓶水定容→分光光度計上420nm處比色、結(jié)果計算NO3—N含量(mg/kg)=標(biāo)準(zhǔn)曲線計算濃度×10B、測定(紫外法):測定原理硝酸根離子在220nm處有強吸收,在275nm處即無吸收,而主要干擾因子。土壤有機質(zhì)均有吸收,首先測定有機質(zhì)在這二個吸光度之間的轉(zhuǎn)化系數(shù)(即校正因數(shù)f),然后以浸提液在275nm處的吸光度(A275)的f倍代替有機質(zhì)在220nm處的吸光度值,將它從浸提液在220nm處的吸光度(A220)中扣除,即得到硝態(tài)氮在220nm處的校正吸光度,因此,這種方法也稱紫外分光光度校正因數(shù)法。操作步驟:取5、00g土樣,加入50ml2mol/LKCI溶液,振蕩1h,懸液靜置3~5min后過濾。測定浸提液在220nm和275nm處吸光度A220和A275。依照下式計算校正吸光