植物礦質(zhì)營養(yǎng)元素的測定本節(jié)重點1、了解植物體內(nèi)各營養(yǎng)

1、植物植物礦質(zhì)營養(yǎng)礦質(zhì)營養(yǎng)元素的測定元素的測定本節(jié)重點：本節(jié)重點：1、了解植物體內(nèi)各營養(yǎng)元素的含量范圍。、了解植物體內(nèi)各營養(yǎng)元素的含量范圍。2、掌握植物體內(nèi)全氮、磷、鉀的測定方法。、掌握植物體內(nèi)全氮、磷、鉀的測定方法。3、了解植物鈣、鎂、硫的測定方法。、了解植物鈣、鎂、硫的測定方法。4、掌握植物微量元素的測定方法。、掌握植物微量元素的測定方法。一、概述一、概述 常量元素常量元素 含量范圍含量范圍 N 1-5% P 0.1-0.6% K 1-5% Ca 0.5-5% Mg 0.2-2% S 0.1-0.5% 微量元素：微量元素：Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo， 含量范圍為含量范圍為X-XXX m

2、g/kg。 植物不同部位全氮、磷、鉀含量的比較植物不同部位全氮、磷、鉀含量的比較 植物樣品類別植物樣品類別 全全N 全全P% 全全K% 健壯莖葉健壯莖葉 3 0.2 2 (15)* (0.10.5) (13) 老熟莖葉老熟莖葉 0.5 0.1 1 (0.40.8) (0.030.4) (0.52) 種子種子 2 0.3 1 (14) (0.20.6) (12) *( )內(nèi)為多數(shù)樣本的含量范圍。內(nèi)為多數(shù)樣本的含量范圍。 植物體內(nèi)礦質(zhì)營養(yǎng)元素測定植物體內(nèi)礦質(zhì)營養(yǎng)元素測定 待測液的制備待測液的制備前處理（預(yù)處理）過程前處理（預(yù)處理）過程 待測液中元素的定量待測液中元素的定量二、植物礦質(zhì)元素測定方法評

3、述二、植物礦質(zhì)元素測定方法評述 1、開氏法、開氏法1.1、H2SO4加速劑消煮法加速劑消煮法 0.5-1g樣品，樣品，H2SO412ml，加速劑，加速劑5g，此，此 法只能測定植物全法只能測定植物全N，不能測定植物全，不能測定植物全P、 全全K。1.2、H2SO4H2O2消煮法消煮法 適用于植物全適用于植物全N、全、全P、全、全K聯(lián)合測定。聯(lián)合測定。2、干灰化法：、干灰化法：適用于植物適用于植物P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B 測定測定 500-550 C高溫處理，有機質(zhì)氧化成高溫處理，有機質(zhì)氧化成CO2，氮變成，氮變成氮的氧化物，氮的氧化物，NH3揮發(fā)，剩下的是灰分元素的氧化揮

4、發(fā)，剩下的是灰分元素的氧化物或鹽類，然后用鹽酸（物或鹽類，然后用鹽酸（10%）溶解，制備的待測）溶解，制備的待測液除不能測氮外，其他的元素都能測定。液除不能測氮外，其他的元素都能測定。 干灰化法具體操作步驟：干灰化法具體操作步驟：稱稱1.000g樣放入樣放入30ml石英或瓷坩堝中，放在電爐上石英或瓷坩堝中，放在電爐上慢慢升溫至炭化不冒白煙止，轉(zhuǎn)入慢慢升溫至炭化不冒白煙止，轉(zhuǎn)入馬福爐馬福爐中升溫至中升溫至500 C時，保持時，保持4 h。冷卻后加入。冷卻后加入10ml 6mol/LHCl加加熱沸騰熱沸騰3-5min，使灰分溶解，過濾至，使灰分溶解，過濾至50ml容量瓶中，容量瓶中，用用2%HCl

5、多次淋洗至定容。多次淋洗至定容。3、濕灰化法、濕灰化法3.1 H2SO4HNO3消煮法，可測定消煮法，可測定P、K、Ca、 Mg、Fe、Mn、Cu、Zn3.2 HNO3H2SO4HClO4 HNO3HClO4 H2SO4沸點沸點 338 C HNO3沸點沸點120.5 C HClO4沸點沸點110 C HNO3、H2SO4、HClO4三種酸的沸點不同，可三種酸的沸點不同，可以根據(jù)消煮溫度的不同要求，調(diào)節(jié)三酸的比例。以根據(jù)消煮溫度的不同要求，調(diào)節(jié)三酸的比例。混合酸消煮濃度不會太高，且一定要有混合酸消煮濃度不會太高，且一定要有H2SO4存在。存在。測測Ca時，時，H2SO4量不能太多，因易形成量不

6、能太多，因易形成CaSO4；測測K時，時，HClO4量不能太多，因易形成量不能太多，因易形成KClO4。（一般比例為（一般比例為H2SO4：HClO4=8：1或或12）。）。三、植物全氮、全磷、全鉀的聯(lián)合測定三、植物全氮、全磷、全鉀的聯(lián)合測定 H2SO4-H2O2法法 植物組織中，有機質(zhì)的結(jié)構(gòu)比土壤有機質(zhì)者植物組織中，有機質(zhì)的結(jié)構(gòu)比土壤有機質(zhì)者較為簡單，比較容易被氧化分解，有機氮比較容較為簡單，比較容易被氧化分解，有機氮比較容易轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，各種形態(tài)的磷和鉀也容易全部易轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，各種形態(tài)的磷和鉀也容易全部釋放，采用釋放，采用H2O2作為作為H2SO4消煮的氧化劑，對于消煮的氧化劑，對于植物

7、全植物全N、P、K的測定可以獲得滿意的結(jié)果。的測定可以獲得滿意的結(jié)果。（一）方法原理（一）方法原理植物中植物中N、P大多數(shù)以有機態(tài)存在，大多數(shù)以有機態(tài)存在，K以離子態(tài)存以離子態(tài)存在。樣品在濃在。樣品在濃H2SO4，經(jīng)，經(jīng)脫水、碳化、氧化脫水、碳化、氧化等一等一系列作用，同時系列作用，同時H2O2作為氧化劑，在熱的濃作為氧化劑，在熱的濃H2SO4中，分解出新生態(tài)氧，中，分解出新生態(tài)氧，H2O2 H2O + O，其，其具有強烈的氧化作用，能分解具有強烈的氧化作用，能分解H2SO4所沒有破壞所沒有破壞的有機物和的有機物和C，變成，變成CO2、H2O，使，使有機有機N、有機、有機P轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為NH4S

8、O4、H3PO4，因此可在同一消煮液，因此可在同一消煮液中分別測定中分別測定N、P、K。過去認(rèn)為過去認(rèn)為H2O2作為加速消煮的氧化劑，不宜過早作為加速消煮的氧化劑，不宜過早加入，用量不能多，應(yīng)少量的分次添加，加入后加入，用量不能多，應(yīng)少量的分次添加，加入后的消煮溫度不要太高，以防止有機氮被氧化成游的消煮溫度不要太高，以防止有機氮被氧化成游離的離的N2或氮的氧化物而損失?；虻难趸锒鴵p失。1987年，張淑民教授經(jīng)過細(xì)致的研究提出年，張淑民教授經(jīng)過細(xì)致的研究提出H2SO4 H2O2快速消煮的方法，可以加速消煮過程，省快速消煮的方法，可以加速消煮過程，省時省電，測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。時省電，測定結(jié)果準(zhǔn)

9、確可靠。H2SO4H2O2快速消煮法快速消煮法*具體步驟：具體步驟：0.51g植物樣品植物樣品 + 5ml濃濃H2SO4 + 分兩次加入分兩次加入4ml H2O2（每次（每次2ml） 再加入再加入2ml H2O2 再加入再加入2ml H2O2 消煮至無色消煮至無色 趕盡剩余的趕盡剩余的H2O2 定容定容根據(jù)樣品的特性，一般根據(jù)樣品的特性，一般H2O2用量在用量在810ml 左右。左右。注意：注意：空白試驗，以校正試劑誤差?？瞻自囼?，以校正試劑誤差。 360 C消煮消煮10min有有H2SO4蒸氣回流，出現(xiàn)黑褐色蒸氣回流，出現(xiàn)黑褐色消煮消煮10min消煮消煮20min后煮后煮10min冷卻至室溫

10、冷卻至室溫（二）待測液中（二）待測液中NH4-N的測定的測定NH4-N的測定方法很多，主要可用下三種方法測定。的測定方法很多，主要可用下三種方法測定。1、蒸餾法（半微量，、蒸餾法（半微量，1mgN）把消煮液定容把消煮液定容100ml， 取取510ml蒸餾，和土壤全蒸餾，和土壤全N測定一樣。測定一樣。2、擴散法（、擴散法（0.05-0.2mgN）稀釋稀釋50倍，定容倍，定容100ml， 取取2ml，和土壤堿解，和土壤堿解N做法一樣。做法一樣。3、靛酚藍(lán)比色法（、靛酚藍(lán)比色法（0.050.5ppmNH4-N）稀釋稀釋5萬倍，如果手工萬倍，如果手工n次稀釋，誤差大，不宜采用。次稀釋，誤差大，不宜采用

11、。用自動儀器分析，自動稀釋就可以應(yīng)用，連續(xù)流用自動儀器分析，自動稀釋就可以應(yīng)用，連續(xù)流動分析儀（動分析儀（CFA）測定植物、土壤全）測定植物、土壤全N都是用靛藍(lán)都是用靛藍(lán)比色法測定，準(zhǔn)確度和精密度都很高。比色法測定，準(zhǔn)確度和精密度都很高。不同樣品氮素測定的比較不同樣品氮素測定的比較 測定項目測定項目 前處理方法前處理方法 定量方法定量方法 土壤全氮土壤全氮 H2SO4消煮，消煮， 蒸餾法蒸餾法 加速劑（加速劑（K2SO4-CuSO4 5H2O-Se)， 360410 C，8090min 土壤堿解氮土壤堿解氮 1mol/L NaOH， 滴定法滴定法 1:5，40 C，24h土壤無機氮土壤無機氮

12、1mol/L NaCl， NH4+-N: 靛酚藍(lán)比色法靛酚藍(lán)比色法 1:5，30min NO3-N: 紫外分光光度法紫外分光光度法 （Zn還原法或校正因數(shù)法）還原法或校正因數(shù)法）復(fù)混肥總氮復(fù)混肥總氮 同土壤全氮同土壤全氮 蒸餾法蒸餾法 加速劑（加速劑（K2SO4-CuSO4 5H2O) 植物全氮植物全氮 H2SO4-H2O2消煮，消煮， 蒸餾法蒸餾法 360 C （三）待測液中磷的定量（三）待測液中磷的定量根據(jù)樣品含根據(jù)樣品含P量的不同可選擇不同的方法。量的不同可選擇不同的方法。 1、釩鉬黃比色法（、釩鉬黃比色法（1-20mg/L P）* （適于含（適于含P量比較高的植物樣品）量比較高的植物樣

13、品）（1）方法原理：）方法原理： 在一定酸度條件下，待測液中的正磷酸鹽與偏釩在一定酸度條件下，待測液中的正磷酸鹽與偏釩酸銨和鉬酸銨反應(yīng)，生成酸銨和鉬酸銨反應(yīng)，生成黃色黃色的三元雜多酸，溶液的三元雜多酸，溶液黃色的深淺與磷的含量成正比黃色的深淺與磷的含量成正比，可用比色法測定。，可用比色法測定。三元雜多酸的大致組成是三元雜多酸的大致組成是P2O5V2O522MoO3nH2O，其中其中P:V:Mo=1:1:11。 （2）反應(yīng)條件）反應(yīng)條件 a.不同磷含量的波長選擇不同磷含量的波長選擇 P(mg/L) 1-6 2-15 4-17 7-20 入入(nm) 400 440 470 490 b.試劑的終濃

14、度：試劑的終濃度： 酸度：一般要求范圍較寬，酸度：一般要求范圍較寬，0.041.6mol/L， 最好最好0.5-1.0mol/L。 偏釩酸銨：偏釩酸銨：0.005mol/L 鉬酸銨：鉬酸銨：0.01mol/Lc. 溫度：溫度：影響小，室溫即可。影響小，室溫即可。d. 顯色時間：顯色時間：15min后黃色穩(wěn)定，穩(wěn)定后黃色穩(wěn)定，穩(wěn)定24小時。小時。e. 干擾離子：干擾離子： Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+1000mg/L，可通過控制吸液量來消除干擾。，可通過控制吸液量來消除干擾。（3）方法的優(yōu)點）方法的優(yōu)點 a.操作簡便、快速，常溫下操作簡便、快速，常溫下15min顯色，且黃色穩(wěn)顯色，且黃

15、色穩(wěn) 定，長達(dá)定，長達(dá)24h。 b.顯色酸度范圍寬，易于控制，對酸介質(zhì)不嚴(yán)，可顯色酸度范圍寬，易于控制，對酸介質(zhì)不嚴(yán)，可 在在H2SO4、HCl、HNO3下比色。下比色。 c.干擾離子少。干擾離子少。 d.方法適用性廣，可適用于植物、肥料中磷的測定。方法適用性廣，可適用于植物、肥料中磷的測定。 e.準(zhǔn)確度高，相對誤差在準(zhǔn)確度高，相對誤差在1-3%。 2、鉬銻抗比色法（、鉬銻抗比色法（0.01-0.6mg/L P） （適于含（適于含P量低的植物樣品，如老的莖、葉等）量低的植物樣品，如老的莖、葉等） 原理、步驟與土壤部分相同。原理、步驟與土壤部分相同。 不同樣品磷素測定的比較不同樣品磷素測定的比較

16、 測定項目測定項目 前處理方法前處理方法 定量方法定量方法 土壤全磷土壤全磷 H2SO4 -HClO4消煮，消煮， 鉬銻抗比色法鉬銻抗比色法 360 C，40min 或或Na2CO3熔融熔融土壤有效磷土壤有效磷 Olsen法法 0.5mol/L NaHCO3， 鉬銻抗比色法鉬銻抗比色法 pH8.5，1:20，25 1 C， 30min，180次次/minBray法法 NH4F-HCl， 鉬銻抗比色法鉬銻抗比色法 1:10；30minMehlich 3法法 HOAc-NH4NO3-NH4F 鉬銻抗比色法或鉬銻抗比色法或ICP法法 -HNO3-EDTA 1:10；5min復(fù)混肥中有效磷復(fù)混肥中有效

17、磷 檸檬酸銨或檸檬酸銨或EDTA 磷鉬酸喹啉重量法磷鉬酸喹啉重量法 釩鉬黃比色法釩鉬黃比色法植物全磷植物全磷 H2SO4-H2O2消煮，消煮， 高高: 釩鉬黃比色法釩鉬黃比色法 360 C 低低: 鉬銻抗比色法鉬銻抗比色法（四）待測液中鉀的測定（四）待測液中鉀的測定（火焰光度法）（火焰光度法） 待測液稀釋待測液稀釋10倍，直接在火焰光度計上測定，倍，直接在火焰光度計上測定， 同時測定工作曲線，可以從曲線上查出待測液的同時測定工作曲線，可以從曲線上查出待測液的 濃度。濃度。不同樣品鉀素測定的比較不同樣品鉀素測定的比較測定項目測定項目 前處理方法前處理方法 定量方法定量方法土壤全鉀土壤全鉀 HF-

18、HClO4消煮，消煮， 火焰光度法火焰光度法 或或NaOH熔融熔融土壤有效鉀土壤有效鉀 速效鉀速效鉀 1mol/L NH4OAc， 火焰光度法火焰光度法 1:5，30min 緩效鉀緩效鉀 1mol/L HNO3， 火焰光度法火焰光度法 1: 10，10min復(fù)混肥總鉀復(fù)混肥總鉀 水，煮沸水，煮沸30min 四苯硼鉀重量法四苯硼鉀重量法植物全鉀植物全鉀 H2SO4-H2O2消煮，消煮， 火焰光度法火焰光度法 360 C四、植物鈣、鎂、硫、微量元素的測定四、植物鈣、鎂、硫、微量元素的測定 Ca、Mg： 干灰化法干灰化法 HNO3-HClO4法法 EDTA滴定法滴定法 原子吸收分光光度法原子吸收分光

19、光度法 S： HNO3-HClO4法法 BaSO4比濁法比濁法 ICP法法Fe、Mn、Cu、Zn、B： 干灰化法干灰化法 HNO3-HClO4法法 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 ICP法法（一）待測液的制備（一）待測液的制備 1、干灰化、干灰化（1）炭化）炭化（2）500-550 C灰化?；一?。 一般灰化一般灰化4-6小時，灰分呈全白色或淺灰色。小時，灰分呈全白色或淺灰色。 若灰化不徹底（黑色碳粒較多），取出冷卻后加若灰化不徹底（黑色碳粒較多），取出冷卻后加 水（或水（或1：1HNO3）2-3滴，蒸干后，再繼續(xù)灰化滴，蒸干后，再繼續(xù)灰化 2小時。小時。 用用HCl溶解后轉(zhuǎn)入溶解后轉(zhuǎn)入2

20、5-50ml容量瓶中，定容后過濾，容量瓶中，定容后過濾， 濾液待測。濾液待測。 測測Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo時，時，HCl濃度不同，濃度不同，用量不同。用量不同。1：1 HCl（6mol/L），用），用1-2ml，溶解，用水定容。，溶解，用水定容。1：9 HCl（1.2mol/L ）溶解，用）溶解，用1.2mol/L HCl定容。定容。B可用可用0.1mol/L HCl溶解溶解*要注意酸度一致（待測液與工作曲線）要注意酸度一致（待測液與工作曲線）2、濕灰化、濕灰化 a、H2SO4HNO3消煮法消煮法 b、H2SO4HNO3HClO4消煮法消煮法 c、HNO3HClO4（8：2） 可同時

21、測可同時測P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、ZnHNO3HClO4消煮體操作步驟：消煮體操作步驟： 稱取烘干植物樣稱取烘干植物樣1g于開氏瓶（消煮管中），加濃于開氏瓶（消煮管中），加濃HNO3:HClO4混合酸（混合酸（8:2）15ml，放置數(shù)小時或過夜，放置數(shù)小時或過夜，然后放在電爐上慢慢升溫加熱，使黃棕色煙（然后放在電爐上慢慢升溫加熱，使黃棕色煙（NO2），），慢慢揮發(fā)再適當(dāng)提高溫度繼續(xù)消化。大約至大量冒慢慢揮發(fā)再適當(dāng)提高溫度繼續(xù)消化。大約至大量冒白煙為止。白煙為止。 這時，消化液呈白色透明狀，約有這時，消化液呈白色透明狀，約有2ml時，時，取下（切勿蒸干）冷卻后定容、過濾。取下（切勿

22、蒸干）冷卻后定容、過濾。（二）待測液中元素的定量（二）待測液中元素的定量 1、原子吸收光度法（、原子吸收光度法（AAS） 空心陰極空心陰極 原子化器原子化器 光電倍增管光電倍增管發(fā)出待測元素發(fā)出待測元素 樣品在此原樣品在此原 接收信號接收信號 特征波長光特征波長光 子化子化每次只能測定一個元素，不同元素?fù)Q不同的空心陰每次只能測定一個元素，不同元素?fù)Q不同的空心陰極燈。極燈。 讀數(shù)讀數(shù)2、電感藕合等離子體發(fā)射光譜法（、電感藕合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）（在高溫）把樣品激發(fā)（在高溫）把樣品激發(fā)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)，發(fā)出特基態(tài)，發(fā)出特 征波長的光，接收光信號，光電信增管多個，征波長的光，接收光信號，光電信增管多個， 組成球面；或同時獲取多條譜線，一次測定可以組成球面；或同時獲取多條譜線，一次測定可以 多種元素同時定量。多種元素同時定量。OPTIMA -3300DV 等離子體發(fā)射光譜儀等離子體發(fā)射光譜儀電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(Inductively Coupled Plasma(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry, ICP-AES)-Atomic Emission Spectrometry,