土壤农化分析方法总结 - 范文中心

土壤农化分析方法总结

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土壤农化分析方法总结

1土壤酸碱度(pH)的测定:电位测定法

1.1原理:用水或中性盐可以提取出土壤中水溶性或交换性氢离子。用PH玻璃电极做指示电极,甘汞电极为参比电极,测定浸出液的电位差。因参比电极电位是固定的,因而电位差的大小决定于试液中的氢离子浓度。用PH计直接读出PH值。

1.2主要仪器:pH酸度计、小烧杯、搅拌器。

1.3试剂配制:

(1)pH4.01标准缓冲液。称取经105℃烘干的苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4) 10.21g,用蒸馏水溶解后稀释至1000ml。

(2)pH6.87标准缓冲液。称取在45℃烘干的磷酸二氢钾(KH2PO4)3.39g和无水磷酸氢二钠(Na2HPO4)3.53g,溶解在蒸馏水中,定容至1000ml。

(3)pH9.18标准缓冲液。称3.80g硼砂(Na2B4O7·10H2O)溶于蒸馏水中,定容至1000ml。此溶液的pH值容易变化,应注意保存。

1.4操作步骤:称过1 mm筛风干土样10.0 g 于50 ml 高型小烧杯中,加入25 ml 无CO2水或1.0 M KCl溶液,搅动2分钟,使土体充分散开,放置半小时,用PH计测定。既将电极球部插入土壤悬液中轻轻转动,待电极电位达到平衡,按下读数开关,测读PH值。每测一个样液,用水冲洗电极球部,并用滤纸轻轻吸干水分,再进行第二个样液测定。测5—6个样品,用PH标准缓冲液校正一次。

2土壤有机质的测定

2.1土壤有机碳不同测定方法的比较和选用

关于土壤有机碳的测定,有关文献中介绍很多,根据目的要求和实验室条件可选用不同方法。 经典测定的方法有干烧法(高温电炉灼烧)或湿烧法(重铬酸钾氧化),放出的CO2,一般用苏打石灰吸收称重,或用标准氢氧化钡溶液吸收,再用标准酸滴定。用该方法测定土壤有机碳时,也包括土壤中各元素态碳及无机碳酸盐。因此,在测定石灰性土壤有机碳时,必须先除去CaCO3。除去CaCO3的方法,可以在测定前用亚硫酸处理去除之,或另外测定无机碳和总碳的含量,从全碳结果中减去无机碳。干烧法和湿烧法测定CO2的方法均能使土壤有机碳全部分解,不受还原物质的影响,可获得准确的结果,可以作为标准方法校核时用。由于测定时须要一些特殊的仪器设备,而且很费时间,所以一般实验室都不用此法。

目前,各国在土壤有机质研究领域中使用得比较普遍的是容量分析法。虽然各种容量法所用的氧化剂及其浓度或具体条件有差异,但其基本原理是相同的。使用最普遍的是在过量的硫酸存在下,用氧化剂重铬酸钾(或铬酸)氧化有机碳,剩余的氧化剂用标准硫酸亚铁溶液回滴,从消耗的氧剂量来计算有机碳量。这种方法,土壤中的碳酸盐无干扰作用,而且方法操作简便、快速、适用于大量样品的分析。采用这一方法进行测定时,有的直接利用浓硫酸和重铬酸钾(2:1)溶液迅速混和时所产生的热(温度在120℃左右)来氧化有机碳,称为稀释热法(水合热法)。也有用外加热(170~180℃)来促进有机质的氧化。前者操作方便,但对有机质的氧化程度较低,只有77%,而且受室温变化的影响较大,而后者操作较麻烦,但有机碳的氧化较完全,可达90%~95%,不受室温变化的影响。

此外,还可用比色法测定土壤有机质所还原的重铬酸钾的量来计算,即利用土壤溶液中重铬酸钾被还原后产生的绿色铬离子(Cr3+)或剩余的重铬酸钾橙色的变化,作为土壤有机碳的速测法。

以上方法主要是通过测定氧化剂的消耗量来计算出土壤有机碳的含量,所以土壤中存在氯化物、亚铁及二氧化锰,它们在铬酸溶液中能发生氧化还原反应,导致有机碳结果的不够准确。土壤中Fe2+或Cl-的存在将导致正误差,而活性的MnO2存在将产生负误差。但大多数土壤中活性的MnO2的量是很少的,因为仅新鲜沉淀的MnO2,将参加氧化还原反应,即使锰含量较高的土壤,存在的MnO2中很少部分能与Cr2O72-发生氧化还原作用,所以,对绝大多数土壤中MnO2的干扰,不致产生较大的误差。

测定土壤有机质含量除上述方法外,还可用直接灼烧法,即在350~400℃下灼烧,从灼烧后失去的重量计算有机质含量。灼烧失重,包括有机质和化合水的重量,因此本法主要用于砂性土壤。

2.2 土壤有机质主要测定方法

2.2.1重铬酸钾容量法——外加热法

2.2.1.1方法原理在外加热的条件下(油浴的温度为180,沸腾5分钟),用一定浓度的重铬酸钾——硫酸溶液氧化土壤有机质(碳),剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁来滴定,从所消耗的重铬酸钾量,计算有机碳的含量。本方法测得的结果,与干烧法对比,只能氧化90%的有机碳,因此将得的有机碳乘以校正系数,以计算有机碳量。

2.2.1.2主要仪器 沙浴或油浴消化装置、可调温电炉、秒表、自动控温调节器。

2.2.1.3试剂

重铬酸钾(K2Cr2O7,分析纯),浓硫酸(H2SO4,分析纯),硫酸亚铁(Fe SO4·7H2O,分析纯),邻啡罗啉指示剂,邻啡罗啉(分析纯)。

2.2.1.4操作步骤

称取通过0.25mm(60目)筛孔的风干土样0.1~1g(精确到0.0001g),放入一干燥的250ml中,用移液管准确加入0.8000mol·L-1(1/6K2Cr2O7)标准溶液5mL,用注射器加入浓

H2SO45mL充分摇匀,管口盖上弯颈小漏斗,以冷凝蒸出的蒸汽。煮沸5min,取出试管(用油浴法,稍冷,擦净试管外部油液)。

冷却后,将试管内容物倾入250mL三角瓶中,用水洗净试管内部及小漏斗,使三角瓶内溶液总体积为60~70mL,保持混合液中(1/2 H2SO4)浓度为2~3 mol·L-1,加邻啡罗啉指示剂指示剂2~3滴,用标准的0.2 mol·L-1硫酸亚铁滴定,滴定过程中不断摇动内容物,溶液的变色过程中由橙黄→蓝绿→砖红色即为终点。记下Fe SO4滴定毫升数(V)。

每一批样品测定的同时,进行2~3个空白试验,即取0.500g粉状二氧化硅代替土样,其他步骤与试样测定相同。记下FeSO4滴定毫升数(V0),取其平均值。

2.2.1.5结果计算

土壤有机碳(g·kg-1)=

式中:c——0.8000 mol·L-1 (1/6K2Cr2O7)标准溶液的浓度;

5——重铬酸钾标准溶液加入的体积(mL);

V0——空白滴定用去FeSO4体积(mL);

V——样品滴定用去FeSO4体积(mL);

3.0——1/4碳原子的摩尔质量(g·mol-1);

10-3——将mL换算为L;

1.1——氧化校正系数;

m——风干土样质量(g);

2.2.2重铬酸钾容量法——稀释热法

2.2.2.1方法原理 基本原理、主要步骤与重铬酸钾容量法(外加热法)相同。稀释热法(水合热法)是利用浓硫酸和重铬酸钾迅速混合时所产生的热来氧化有机质,以代替外加热法中

的油浴加热,操作更加方便。由于产生的热,温度较低,对有机质氧化程度较低,只有77%。

2.2.2.2试剂 试剂同2.2.1.3

2.2.2.3操作步骤 准确称取0.5000g土壤样品于500mL的三角瓶中,然后准确加入1mol·L-1(1/6K2Cr2O7) 溶液10mL于土壤样品中,转动瓶子使之混合均匀,然后加浓

H2SO420mL,将三角瓶缓缓转动1min,促使混合以保证试剂与土壤充分作用,并在石棉板上放置约30min,加水稀释至250mL,加3~4滴邻啡罗啉指示剂,用0.5 mol·L-1FeSO4标准溶液滴定至近终点时溶液颜色由绿变成暗绿色,逐渐加入FeSO4直至生成砖红色为止。 用同样的方法做空白测定(即不加土样)。

如果K2Cr2O7被还原的量超过75%,则须用更少的土壤重做。

2.2.2.4结果计算

土壤有机碳(g·kg-1)=

土壤有机质(g·kg-1)=土壤有机碳(g·kg-1)×1.724

式中:1.33——为氧化校正系数;

c——为0.5 mol·L-1FeSO4标准溶液的浓度;

其他各代号和数字的意义同2.2.1.5。

2.2.3 ASI土壤有机质的测定

2.2.3.1方法原理土壤有机质有90%以上是腐殖质组成的,土壤的腐殖质中的胡敏酸和富啡酸均溶于碱,且呈棕褐色,当用碱提取土壤中的腐殖质时,在一定的浓度范围内,腐殖质的量与其颜色呈正比,即提取液的颜色越深,土壤有机质的含量越高。在一定的波长条件下,进行比色,可测定土壤有机质的含量。

2.2.3.2试剂 Na0H、EDTA二钠、甲醇、Superflocl27。

2.2.3.3操作步骤取1 mL土样,放入样品杯中,用浸提剂加液器加入25 mL浸提剂,在搅拌器上10min,然后再加入25 mL Superflocl27溶液,摇匀后放置20min。再用专用稀释加液器取2 mL上清液,加10 mL水,用lcm光径的比色杯,在420nm波长处读其吸光度。

2.2.3.4结果计算在ASI方法中,可用以下公式计算土壤有机质含量:

OM(%)=7.296A

式中:0M是土壤有机质含量,单位为%;A为吸光度。

3.土壤氮的分析

3.1土壤全氮测定---半微量开氏法

3.1.1方法原理样品在加速剂的参与下,用浓硫酸消煮时,各种含氮有机物,经过复杂的高温分解反应,转化为氨与硫酸结合成硫酸铵。碱化后蒸馏出来的氨用硼酸吸收,以标准酸溶液滴定,求出土壤全氮量。

3.1.2主要仪器 消煮炉、半微量定氮蒸馏装置、半微量滴定管(5mL)或自动定氮仪。

3.1.3试剂 硫酸、NaOH、溴甲酚绿、甲基红、H2BO3、K2SO4、CuSO4·5H2O、Se粉。

3.1.4测定步骤

(1)称取风干土样(通过孔径0.25mm筛)0.1000~0.5000g[含氮约1mg(注2)],(2)土样消煮

不包括硝态氮和亚硝态氮的消煮:将土样送入干燥的开氏瓶(或消煮管)底部,加少量无离子水(0.5~1mL)湿润土样后,加入加速剂2g和浓硫酸5mL,摇匀,将开氏瓶倾斜置于300W变温电炉上,用小火加热,待瓶内反应缓和时(10~15min),加强火力使消煮的土液保持微沸,加热的部位不超过瓶中的液面,以防瓶壁温度过高而使铵盐受热分解,导致氮素损失。消煮的温度以硫酸蒸气在瓶颈上部1/3处冷凝回流为宜。待消煮液和土粒全部变为灰白稍带绿色后,再继续消煮0.5h。消煮完毕,冷却,待蒸馏。在消煮土样的同时,做两份空白测定,除不加土样外,其他操作皆与测定土样相同。

(3)氨的蒸馏

①蒸馏前先检查蒸馏装置是否漏气,并通过水的馏出液将管道洗净。

②待消煮液冷却后,用少量无离子水将消煮液定量地全部转入蒸馏器内,并用水洗涤开氏瓶4~5次(总用水量不超过30~35mL)。若用半自动式自动定氮仪,不需要转移,可直接将消煮管放入定氮仪中蒸馏。

于150mL锥形瓶中,加入2020H2BO3—指示剂混合液5mL,放在冷凝管末端,管口置于硼酸液面以下。然后向蒸馏室内缓缓加入10 mol·L-1NaOH溶液20 mL,通入蒸汽蒸馏,待馏出液体积约100mL时,即蒸馏完毕。用少量已调节至蒸馏水洗涤冷凝管的末端。

③用滴定馏出液由蓝绿色至刚变为红色。记录所用酸标准溶液的体积(mL)。空白测定所用

酸标准溶液的体积,一般不得超过0.4mL。

3.1.5结果计算

土壤全氮(N)量(g·kg-1)=

式中:V——滴定试液时所用酸标准溶液的体积(mL);

V0——滴定空白时所用酸标准溶液的体积(mL);

c——0.01 mol·L-1(1/2 H2SO4)或HCl标准溶液浓度;

14.0——氮原子的摩尔质量(g·mol-1);

10-3——将mL换算为L;

m——烘干土样的质量(g)。

两次平行测定结果允许绝对相差:土壤全氮量大于1.0 g·kg-1时,不得超过0.005%;含氮1.0~0.6 g·kg-1时,不得超过0.004%;含氮

3.2 土壤水解性氮的测定---碱解扩散法

3.2.1方法原理在密封的扩散皿中,用1.8mol/L氢氧化钠(NaOH)溶液水解土壤样品,在恒温条件下使有效氮碱解转化为氨气状态,并不断地扩散逸出,由硼酸(H3BO3)吸收,再用标准盐酸滴定,计算出土壤水解性氮的含量。

3.2.2主要仪器 扩散皿、恒温培养箱。

3.2.3试剂 硫酸、NaOH、溴甲酚绿、甲基红、H2BO3、阿拉伯胶。

3.2.4测定步骤称取通过18号筛(孔径1mm)风干样品2g(精确到0.001g)均匀铺在扩散皿外室内,水平地轻轻旋转扩散皿,使样品铺平。用吸管吸取2%硼酸-指示剂溶液2ml,加入扩散皿内室,然后在皿的外室边缘涂上阿拉伯胶,盖上毛玻璃,并旋转数次,以便毛玻璃与皿边完全粘合,再慢慢转开毛玻璃的一边,使扩散皿露出一条狭缝,迅速用移液管加入10ml1mol/L氢氧化钠于皿的外室,立即用毛玻璃盖严。水平轻轻旋转扩散皿,使碱溶液与土壤充分混合均匀,用橡皮筋固定,贴上标签,放入40℃恒温箱中。24小时后取出,再以0.01mol/LHCl标准溶液用微量滴定管滴定内室所吸收的氮量,溶液由蓝色滴至微红色为终点,记下盐酸用量毫升数V。同时要做空白试验,滴定所用盐酸量为V0。

3.2.5结果计算

土壤碱解氮N(mg/kg)=(V—V0)×M×14000/W

式中: W:烘干土重(g);

V:土样消耗标准酸ml数;

V0:空白消耗标准酸ml数;

M:标准酸摩尔浓度

14000: 换算系数。

3.3土壤硝态氮的测定

3.3.1酚二磺酸比色法

3.3.1.1方法原理 土壤浸提液中的NO3-—N在蒸干无水的条件下能与酚二磺酸试剂作用,生成硝基酚二磺酸。

C6H3OH(HSO3)2+HNO3→C6H2OH(HSO3)2 NO2+H2O

2,4-酚二磺酸 6-硝基酚-2,4-二磺酸

此反应必须在无水条件下才能迅速完成,反应产物在酸性介质中无色,碱化后则为稳定的黄色溶液,黄色的深浅与NO3-—N含量在一定范围内成正相关,可在400~425nm处(或用蓝色滤光片)比色测定。酚二磺酸法的灵敏度很高,可测出溶液中0.1mol·L-1 NO3-—N,测定范围为0.1~2mol·L-1。

3.3.1.2主要仪器 分光光度计、水浴锅、瓷蒸发皿。

3.3.1.3试剂 CaSO4·2H2O)、CaCO3、Ca(OH)2、MgCO3、Ag2SO4、氨水、活性碳(不含NO3-)。

3.3.1.4操作步骤

(1)浸提 称取新鲜土样50g放在500mL三角瓶中,加入CaSO4·2H2O0.5g(注2)和250mL水,盖塞后,用振荡机振荡10min。放置5 min后,将悬液的上部清液用干滤纸过滤,澄清的滤液收集地干燥洁净的三角瓶中。如果滤液因有机质而呈现颜色,可加活性碳除之。

(2)测定 吸取清液 25~50mL(含NO3-—N20~150µg)于瓷蒸发皿中,加CaCO3约0.05g,在水浴上蒸干,到达干燥时不应继续加热。冷却,迅速加入酚二磺酸试剂2 mL,将皿旋转,使试剂接触到所有的蒸干物。静止10min使其充分作用后,加水20 mL,用玻璃棒搅拌直到蒸干物完全溶解。冷却后缓缓加入1:1 NH4OH(注7)并不断搅混匀,至溶液呈微碱性(溶

液显黄色)再多加2mL,以保证NH4OH试剂过量。然后奖溶液全部转入100mL容量瓶中,加水定容(注8)。在分光光度计上用光径1cm比色杯在波长420nm处比色,以空白溶液作参比,调节仪器零点。

(3)NO3-—N工作曲线绘制:分别取10µg·mL-1NO3-—N标准液0、1、2、5、10、15、20mL于蒸发皿中,在水浴上蒸干,与待测液相同操作,进行显色和比色,绘制成标准曲线,或用计算器求出回归方程。

3.3.1.5结果计算

土壤中NO3-—N含量(mg·kg-1)=

式中: (NO3-—N)——从标准曲线上查得(或回归所求)的显色液NO3-—N质量浓度(µg·mL-1);

V——显色液的体积(mL);

ts——分取倍数;

m——烘干样品质量,g。

3.3.2还原蒸馏法

3.3.2.1方法原理 土壤浸出液中的NO3-和NO2-在氧化镁存在下,用FeSO4-Zn还原蒸出氨气为硼酸吸收,用盐酸标准溶液滴定。单测硝态氮时,土壤用饱和硫酸钙溶液浸提,联合测定铵态氮和硝态氮时,土壤用氯化钾浸提。

3.3.2.2试剂 硫酸钙、浓盐酸、甲基红、溴甲酚绿、氧化镁、锌粉、亚铁硫酸、硼酸。

3.3.2.3主要仪器 往复式振荡机和定氮装置。

3.3.2.4操作步骤

(1)浸提。见3.3.1.4(1)

(2)蒸馏 吸取滤液25mL,放入定氮蒸馏器中,加入氧化镁悬液10mL,通入蒸汽蒸馏去除铵态氮,待铵态氮去除后(用钠氏试剂检查),加入硫酸亚铁锌还原剂约1g,或节瓦尔德合金(过60号筛)0.2g,继续蒸馏,在冷凝管下端用硼酸溶液吸收还原蒸出的氨。用盐酸标准溶液滴定。同和空白试验。

3.3.2.5结果计算

土壤硝态氮NO3-—(N)含量(mg·kg-1)=

式中:c——盐酸标准溶液浓度(mol·L-1);

V——样品滴定HCl标准溶液体积(mL);

V0——空白滴定HCl标准溶液体积(mL);

14.0——氮的原子摩尔质量(g·mol-1);

ts——分取倍数;

103——“换算系数”(包括mL换算为L,10-3;g换算为mg,103;换算为kg,103); m——烘干样品质量(g)。

3.4土壤铵态氮的测定

3.4.1 2 mol·L-1KCl浸提—蒸馏法

3.4.1.1方法原理 用2mol·L-1KCl浸提土壤,把吸附在土壤胶体上的NH4+及水溶性NH4+浸提出来。取一份浸出液在半微量定氮蒸馏器中加MgO(MgO是弱碱,有防止浸出液中酰铵有机氮水解的可能)蒸馏。蒸出的氨以H3BO3吸收,用标准酸溶液滴定,计算土壤中的NH4+—N含量。

3.4.1.2主要仪器 振荡器、半微量定氮蒸馏器、半微量滴定管(5mL)。

3.4.1.3试剂 硼酸、甲基红、溴甲酚绿、H2SO4、KCl、MgO。

3.4.1.4操作步骤

取新鲜土样10.0g,放入100mL三角瓶中,加入2mol·L-1KCl 溶液50.0mL。用橡皮塞塞紧,振荡30min,立即过滤于50mL三角瓶中(如果土壤NH4+—N含量低,可将液土比改为2.5:1)。 吸取滤液25.0mL(含NH4+—N25µg以上)放入半微量定氮蒸馏器中,用少量水冲洗,先把盛有20g·L –1硼酸溶液5mL的三角瓶放在冷凝管下,然后再加120g·L –1 MgO悬浊液10mL于蒸馏室蒸馏,待蒸出液达30~40mL时(约10min)停止蒸馏,用少量水冲洗冷凝管,取下三角瓶,用0.005mol·L-11/2H2SO4标准液滴至紫红色为终点,同时做空白试验。

3.4.1.5结果计算

土壤中铵态氮NH4+—(N)含量(mg·kg-1)=

式中:c——0.005mol·L-11/2H2SO4标准溶液浓度;

V——样品滴定硫酸标准溶液体积(mL);

V0——空白滴定硫酸标准溶液体积(mL);

14.0——氮的原子摩尔质量(g·mol-1);

ts——分取倍数;

103——“换算系数”(包括mL换算为L,10-3;g换算为mg,103;换算为kg,103); m——烘干样品质量(g)。

3.4.2 2mol·L-1KCl浸提—靛酚蓝比色法

3.4.2.1方法原理 2mol·L-1KCl溶液浸提土壤,把吸附在土壤胶体上的NH4+及水溶性NH4+浸提出来。土壤浸提液中的铵态氮在强碱性介质中与次氯酸盐和苯酚作用,生成水溶性染料靛酚蓝,溶液的颜色很稳定。在含氮0.05~0.5mol·L-1的范围内,吸光度与铵态氮含量成正比,可用比色法测定。

3.4.2.2试剂氯化钾、苯酚、硝基铁氰化钠[Na2Fe(CN)5NO2H2O]、氢氧化钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、次氯酸钠、酒石酸钾钠、硫酸铵。

3.4.2.3仪器与设备 往复式振荡机、分光光度计。

3.4.2.4分析步骤

(1)浸提 称取相当于20.00g干土的新鲜土样(若是风干土,过10号筛)准确到0.01g,置于200mL三角瓶中,加入氯化钾溶液100mL,塞紧塞子,在振荡机上振荡1h。取出静置,待土壤—氯化钾悬浊液澄清后,吸取一定量上层清液进行分析。如果不能在24h内进行,用滤纸过滤悬浊液,将滤液储存在冰箱中备用。

(2)比色 吸取土壤浸出液2mL~10mL(含NH4+—N2µg~25µg)放入50mL容量瓶中,用氯化钾溶液补充至10mL,然后加入苯酚溶液5mL和次氯酸钠碱性溶液5mL,摇匀。在20℃左右的室温下放置1h后(注1),加掩蔽剂1mL以溶解可能产生的沉淀物,然后用水定容至刻度。用1cm比色槽在625nm波长处(或红色滤光片)进行比色,读取吸光度。

(3)工作曲线 分别吸取0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL

NH4+—N标准液于50mL容量瓶中,各加10mL氯化钠溶液,同(2)步骤进行比色测定。

3.4.2.5结果计算

土壤中NH4+—(N)含量(mg·kg-1)=

式中:ρ——显色液铵态氮的质量浓度(µg·mL –1);

V——显色液的体积(mL);m

ts——分取倍数;

m——样品质量(g)。

4土壤中磷的测定

4.1土壤全磷的测定

4.1.2土壤全磷测定——HClO4—H2SO4法

4.1.2.1方法原理 用高氯酸分解样品,因为它既是一种强酸,又是一种强氧化剂,能氧化有机质,分解矿物质,而且高氯酸的脱水作用很强,有助于胶状硅的脱水,并能与Fe3+络合,在比色测定中抑制了硅和铁的干扰。硫酸的存在提高消化液的温度,同时防止消化过程中溶液蒸干,以利于消化作用的顺利进行。本法用于一般土壤样品分解率达97%~98%,但对红壤性土壤样品分解率只有95%左右。溶液中磷的测定采用钼锑抗比色法。

4.1.2.2主要仪器 分光光度计;远红外消化炉。

4.1.2.3试剂 浓硫酸、高氯酸、2,6-二硝基酚或2,4-二硝基酚指示剂、氢氧化钠、浓硫酸、酒石酸氧锑钾、钼酸铵、左旋抗坏血酸。

4.1.2.4操作步骤

(1)待测液的制备 准确称取通过100目筛子的风干土样0.5000~1.0000g,置于50mL开氏瓶(或100mL消化管)中,以少量水湿润后,加浓H2SO45mL,摇匀后,再加70%~72%HClO410滴,摇匀,瓶口上加一个小漏斗,置于电沪上加热消煮(至溶液开始转白后继续消煮)20min。全部消煮时间为40~60min。在样品分解的同时做一个空白试验,即所用试剂同上,但不加土样,同样消煮得空白消煮液。冷却后向消煮液中加入约20mL蒸馏水,轻轻摇动容量瓶,待完全冷却后,加水定容。静置过夜,次日小心地吸取上层澄清液进行磷的测定;或者用干的定量滤纸过滤,将滤液接收在100mL干燥的三角瓶中待测定。

(2)测定 吸取澄清液或滤液5mL注入50mL容量瓶中,用水冲稀至30mL,加二硝基酚指示剂2滴,滴加4mol·L-1 NaOH溶液直至溶液变为黄色,再加2mol·L-1(1/2H2SO4)溶液1滴,使溶液的黄色刚刚褪去。然后加钼锑抗试剂5mL,再加水定容50mL,摇匀。30min后,用880nm或700nm波长进行比色,以空白液的透光率为100(或吸光度为0),读出测定液的吸光值。

(3)标准曲线 准确吸取5μg·m L-1,P标准溶液0、1、2、4、6、8、10mL。分别放入50mL容量瓶中,加水至约30mL,再加空白试验定容后的消煮液5mL,调节溶液pH为3,然后加钼

锑抗试剂5mL,最后用水定容至50mL。30min后开始进行比色。各瓶比色液磷的浓度分别为0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0μg·m L-1P。

4.1.2.5结果计算 从标准曲线上查得待测液的磷含量后,可按下式进行计算:

土壤全磷(P)量(g·kg-1)=

式中:ρ——待测液中磷的质量浓度(g·kg-1);

V——样品制备溶液的mL数;

m——烘干土质量(g);

V1——吸取滤液mL数;

V2——显色的溶液体积(mL);

10-3——将μg数换算成的g·kg-1乘数。

4.2.2土壤全磷测定方法之二——NaOH熔融—钼锑抗比色法

4.2.2.1适用范围 本标准适用于测定各类土壤全磷含量。

4.2.2.2方法原理 土壤样品与氢氧化钠熔融,使土壤中含磷矿物及有机磷化合物全部转化为可溶性的正磷酸盐,用水和稀硫酸溶解熔块,在规定条件下样品溶液与钼锑抗显色剂反应,生成磷钼蓝,用分光光度法定量测定。

4.2.2.3仪器设备 土壤样品粉碎机、土壤筛、分析天平、高温电炉、分光光度计。

4.2.2.4试剂 氢氧化钠、无水乙醇、无水碳酸钠、浓硫酸、2,6-二硝基酚溶、酒石酸锑钾、钼酸铵。

4.2.2.5操作步骤

(1)熔样。准确称取风干样品0.25g,精确到0.0001g,小心放入坩埚底部,切勿粘在壁上,加入无水乙醇3~4滴,湿润样品,在样品上平铺2g氢氧化钠,将坩埚(处理大批样品时,暂放入大干燥器中以防吸潮)放入高温电炉,升温。当温度升至400℃左右时,切断电源,暂停15min。然后继续升温至720℃,并保持15min,取出冷却,加入约80℃的水10mL和用水多次洗坩埚,洗涤液也一并移入该容量瓶,冷却,定容,用无磷定量滤纸过滤或离心澄清,同时做空白试验。

(2)绘制校准曲线。分别准确吸取5 mg·L-1磷(P)标准溶液0、2、4、6、8、10 mL于50 mL容量瓶中,同时加入与显色测定所用的样品溶液等体积的空白溶液二硝基酚指示剂2~3

滴,并用100 g·L-1碳酸钠溶液或50mL·L-1硫酸溶液调节溶液至刚呈微黄色,准确加入钼锑抗显色剂5 mL,摇匀,加水定容,即得含磷(P)量分别为0.0、0.2、0.4、0.8、1.0 mg·L-1的标准溶液系列。摇匀,于15℃以上温度放置30min后,在波长700nm处,测定其吸光度,在方格坐标纸上以吸光度为纵坐标,磷浓度(mg·L-1)为横坐标,绘制校准曲线。

(3)样品溶液中磷的定量。

①显色:准确吸取待测样品溶液2~10 mL(含磷0.04~1.0µg)于50 mL容量瓶中,用水稀释至总体积约3/5处,加入二硝基酚指示剂2~3滴,并用100g·L-1碳酸钠溶液或50mL·L-1硫酸溶液调节溶液至刚呈微黄色,准确加入5 mL钼锑抗显色剂,摇匀,加水定容,室温15℃以上,放置30min。

②比色:显色的样品溶液在分光光度计上,用660nm、1cm光径比色皿,以空白试验为参比液调节仪器零点,进行比色测定,读取吸光度,从校准曲线上查得相应的含磷量。

4.2.2.7结果计算

土壤全磷(P)含量(g·kg-1)=

式中:ρ——从校准曲线上查得待测样品溶液中磷的质量浓度(g·kg-1);

m——称样质量(g);

V1——样品熔后的定容体积(mL);

V2——显色时溶液定容的体积(mL);

10-3——将mg·L-1浓度单位换算成的kg质量的换算因素;

H——风干土中水分含量百分数。

4.3土壤速效磷的测定

表4-1 土壤有效磷测定常用的三种方法

振荡时间

适用于 浸提剂 pH 水土比例

(min)

酸性土壤

酸性土壤 0.05 mol·L-1HCl—0.025mol·L-1 (1/2 H2SO4) — 0.025mol·L-1HCl—0.03 mol·L-1NH4F 1.6 5:25 1:7 5 1

石灰性土壤 0.05 mol·L-1NaHCO3 8.5 5:100 30

4.3.1中性和石灰性土壤速效磷的测定——0.05 mol·L-1NaHCO3法

4.3.1.1方法原理 石灰性土壤由于大量游离碳酸钙存在,不能用酸溶液来提有效磷。一般用碳酸盐的碱溶液。由于碳酸根的同离子效应,碳酸盐的碱溶液降低碳酸钙的溶解度,也就降低了溶液中钙的浓度,这样就有利于磷酸钙盐的提取。同时由于碳酸盐的碱溶液,也降低了铝和铁离子的活性,有利于磷酸铝和磷酸铁的提取。此外,碳酸氢钠碱溶液中存在着OH-、HCO3-、CO32-等阴离子,有利于吸附态磷的置换,因此NaHCO3不仅适用于石灰性土壤,也适应于中性和酸性土壤中速效磷的提取。待测液中的磷用钼锑抗试剂显色,进行比色测定。

4.3.1.2主要仪器 往复振荡机、分光光度计或比色计。

4.3.1.3试剂

(1)0.05 mol·L-1NaHCO3浸提液 溶解NaH CO342.0g于800mL水中,以0.5 mol·L-1NaOH溶液调节浸提液的pH至8.5。此溶液曝于空气中可因失去CO2而使pH增高,可于液面加一层矿物油保存之。此溶液贮存于塑料瓶中比在玻璃中容易保存,若贮存超过1个月,应检查pH是否改变。

(2)无磷活性炭。活性炭常含有磷,应做空白试验,检验有无磷存在。如含磷较多,须先用2mol·L-1HCl浸泡过夜,用蒸馏水冲冼多次后,再用0.05 mol·L-1NaHCO3浸泡过夜,在平瓷漏斗上抽气过滤,每次用少量蒸馏水淋洗多次,并检查到无磷为止。如含磷较少,则直接用NaHCO3处理即可。

其他钼锑抗试剂、磷标准溶液同5.2.2.3试剂中(6)、(7)。

4.3.1.4操作步骤 称取通过20目筛子的风干土样2.5g(精确到0.001g)于150mL三角瓶(或大试管)中,加入0.05 mol·L-1NaHCO3溶液50mL,再加一勺无磷活性炭(注1),塞紧瓶塞,在振荡机上振荡30min(注2),立即用无磷滤纸过滤,滤液承接于100mL三角瓶中,吸取滤液10mL(含磷量高时吸取2.5~5.0mL,同时应补加0.05 mol·L-1NaHCO3溶液至10mL)于150mL三角瓶中(注3),再用滴定管准确加入蒸馏水35mL,然后移液管加入钼锑抗试剂5mL(注4),摇匀,放置30min后,用880nm或700nm波长进行比色。以空白液的吸收值为0,读出待测液的吸收值(A)。

标准曲线绘制:分别准确吸取5µg·mL-1磷标准溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL于150mL

三角瓶中,再加入0.05 mol·L-1NaHCO310mL,准确加水使各瓶的总体积达到45mL,摇匀;最后加入钼锑抗试剂5mL,混匀显色。同待测液一样进行比色,绘制标准曲线。最后溶液中磷的浓度分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5µg·mL-1P。

4.3.1.5结果计算

土壤中有效磷(P)含量(mg·kg-1)=

式中::ρ——从工作曲线上查得磷的质量浓度(µg·mL-1);

m——风干土质量(g);

V——显色时溶液定容的体积(mL);

103——将µg 换算成的mg;

ts——为分取倍数;(即浸提液总体积与显色对吸取浸提液体积之比);

k——将风干土换算成烘干土质量的系数;

1000——换算成每kg含磷量。

4.3.2酸性土壤速效磷的测定方法A——0.03 mol·L-1NH4F—0.025mol·L-1HCl

4.3.2.1方法原理 NH4F—HCl法主要提取酸溶性磷和吸附磷,包括大部分磷酸钙和一部分磷酸铝和磷酸铁。因为在酸性溶液中氟离子能与三价铝离子和铁离子形成络合物,促使磷酸铝和磷酸铁的溶解:

3NH4F +3HF+AlPO4→H3PO4+(NH4)3AlF6

3NH4F +3HF+FePO4→H3PO4+(NH4)3FeF6

溶液中磷与钼酸铵作用生成磷钼杂多酸,在一定酸度睛被SnCl2还原成磷钼蓝,蓝色深浅与磷的浓度成正比。

4.3.2.2试剂

(1)0.5mol·L-1盐酸溶液。20.2mL浓盐酸用蒸馏水稀释至500mL。

(2)1mol·L-1氟化铵溶液。溶解NH4F37g于水中,稀释至1L,贮存在塑料瓶中。

(3)浸提液。分别吸取1.0mol·L-1NH4F溶液15mL和0.5mol·L-1盐酸溶液25mL,加入到

460mL蒸馏水中,此即0.03mol·L-1NH4F—0.025mol·L-1HCl溶液。

(4)钼酸铵试剂。溶解钼酸铵(NH4)6MoO24·4H2O15g于350mL蒸馏水中,徐徐加入10mol·L-1HCl350mL,并搅动,冷却后,加水稀释至1L,贮于棕色瓶中。

(5)25g·L-1氯化亚锡甘油溶液。溶解SnCl2·2H2O 2.5g于10mL浓盐酸中,待SnCl2全部溶解溶液透明后,再加化学纯甘油90mL,混匀,贮存于棕色瓶中(注1)。

(6)50µg·mL-1磷(P)标准溶液参照土壤全磷测定方法一。吸取50µg·mL-1磷溶液50mL于250mL容量瓶中,加水稀释定容,即得10g·mL-1磷(P)标准溶液。

4.3.2.3操作步骤 称1.000g土样,放入20mL度管中,从滴定管中加入浸提液7mL。试管加塞后,摇动1min,用无磷干滤纸过滤。如果滤液不清,可将滤液倒回滤纸上再过滤,吸取滤液2mL(注2),加蒸馏水6mL和钼酸铵试剂2mL,混匀后,加氯化亚锡甘油溶液1滴,再混匀。在5~15min内(注3),在分光光度计上用700nm波长进行比色(注4)。

标准曲线的绘制:分别准确吸取10g·mL-1磷(P)标准溶液2.5、5.0、10.0、15.0、20.0和25.0mL,放入50mL容量瓶中,加水至刻度,配成0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0µg·mL-1磷(P)系列标准溶液。

分别吸取系列标准溶液各2mL,加水6mL和钼试剂2mL,再加1滴氯化亚锡甘油溶液进行显色,绘制标准曲线。

4.3.2.4结果计算

土壤速效磷(P)含量(mg·kg-1)=

式中:ρ——从标准曲线上查得磷的质量浓度(µg·mL-1);

m——风干土质量(g);

10——显色时定容体积(mL);

7 ——浸提剂的体积(mL);

2 —— 吸取滤液的体积(mL);

103——将µg 换算成的mg;

1000——换算成每kg含磷量。

表5-5 土壤速效磷分级

土壤速效磷(mg·kg-1,P)

3~7

7~20

>20 等级 很低 低 中等 高


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