傳統(tǒng)方法和土壤養(yǎng)分測試儀對土壤中氮的測定

1、傳統(tǒng)方法和土壤養(yǎng)分測試儀對土壤中氮的測定對于土壤中養(yǎng)分的測量可以采用個多鐘方法去進(jìn)行，現(xiàn)在用的多的主要是傳統(tǒng)的試劑測量方 法和采用浙江托普儀器的TYS-6PC型土壤養(yǎng)分測試儀進(jìn)行土壤養(yǎng)分的測量。本文主要講述這兩種方 法對土壤中氮元素的檢測。一、傳統(tǒng)方法測量1、全氮量的測定(重鉻酸鉀一硫酸消化法)。土壤含氮量的多少及其存在狀態(tài)，常與作物的產(chǎn)量在某一條件下有一定的正相關(guān)，從目前我國 土壤肥力狀況看，80%左右的土壤都缺乏氮素。因此，了解土壤全氮量，可作為施肥的參考，以便 指導(dǎo)施肥達(dá)到增產(chǎn)效果。方法原理土壤與濃硫酸及還原性催化劑共同加熱，使有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成氨，并與硫酸結(jié)合成硫酸銨；無機(jī)的 銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化成硫

2、酸銨；極微量的硝態(tài)氮在加熱過程中逸出損失；有機(jī)質(zhì)氧化成CO2。樣品消化后， 再用濃堿蒸餾，使硫酸銨轉(zhuǎn)化成氨逸出，并被硼酸所吸收，最后用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定。主要反應(yīng)可用下列 方程式表示：NH CH CO NH-CH COOH+H SO =2NH -CH COOH+SO O TOC o 1-5 h z 2222 42 22+NH -CH COOH+3H SO =NH +2CO t +3SO t +4H O22432222NH -CH COOH+2K Cr O +9H SO = (NH4) SO +2K SO +2Cr (SO ) +4CO t +10H O2222 724242424 322(NH) SO

3、 +2NaOH=Na SO +2H O+2NH t4 242423NH +H BO =H BO - NH33333HBO - NH +HCl=H BO +NH Cl333334操作步驟在分析天平上稱取通過60號篩(孔徑為0.25mm)的風(fēng)干土壤樣品0.51g(精確到0.001g)， 然后放入150ml開氏瓶中。加濃硫酸(H2SO4)5ml，并在瓶口加一只彎頸小漏斗，然后放在調(diào)溫電爐上高溫消煮15分鐘左 右，使硫酸大量冒煙，當(dāng)看不到黑色碳粒存在時即可(如果有機(jī)質(zhì)含量超過5%時，應(yīng)加12g焦硫 酸鉀，以提高溫度加強(qiáng)硫酸的氧化能力)。待冷卻后，加5ml飽和重銘酸鉀溶液，在電爐上微沸5分鐘，這時切勿使

4、硫酸發(fā)煙。消化結(jié)束后，在開氏瓶中加蒸餾水或不含氮的自來水70ml，搖勻后接在蒸餾裝置上，再用筒 形漏斗通過Y形管緩緩加入40%氫氧化鈉(NaOH)25ml。將一三角瓶接在冷凝管的下端，并使冷凝管浸在三角瓶的液面下，三角瓶內(nèi)盛有25ml 2%硼 酸吸收液和定氮混合指示劑1滴。將螺絲夾打開(蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水要預(yù)先加熱至沸)，通入蒸汽，并打開電爐和通自來水冷凝。蒸餾20分鐘后，檢查蒸餾是否完全。檢查方法：取出三角瓶，在冷凝管下端取1滴蒸出液 于白色瓷板上，加納氏試劑1滴，如無黃色出現(xiàn)，即表示蒸餾完全，否則應(yīng)繼續(xù)蒸餾，直到蒸餾完 全為止(或用紅色石蕊試紙檢驗(yàn))。蒸餾完全后，降低三角瓶的位置，使冷凝管的

5、下端離開液面，用少量蒸餾水沖洗冷凝的管的 下端(洗入三角瓶中)，然后用0.02mol/L鹽酸(HCl)標(biāo)準(zhǔn)液滴定，溶液由藍(lán)色變?yōu)榫萍t色時即為終 點(diǎn)。記下消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的毫升數(shù)。測定時同時要做空白試驗(yàn)，除不加試樣外，其它操作相同。結(jié)果計算N%= (V-V) XNX0.014 / 樣品重X1000式中：V一滴定時消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的毫升數(shù)；V一滴定空白時消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的毫升數(shù)； 0N標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的摩爾濃度；0.014一氮原子的毫摩爾質(zhì)量g/mmol；100一換算成百分?jǐn)?shù)。汪意事項(xiàng)在使用蒸餾裝置前，要先空蒸5分鐘左右，把蒸汽發(fā)生器及蒸餾系統(tǒng)中可能存在的含氮雜質(zhì) 去除干凈，并用納氏試劑檢查。樣品經(jīng)濃硫酸消煮后須充分

6、冷卻，然后再加飽和重銘酸鉀溶液，否則作用非常激烈，易使樣 品濺出。加入重格酸鉀后，如果溶液出現(xiàn)綠色，或消化12分鐘后即變綠色，這說明重銘酸鉀量 不足，在這種情況下，可補(bǔ)加1g固體重銘酸鉀(KCrO)，然后繼續(xù)消化。22 7若蒸餾產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，可再補(bǔ)加硼酸吸收液，仍可繼續(xù)蒸餾。在蒸餾過程中必須冷凝充分，否則會使吸收液發(fā)熱，使氨因受熱而揮發(fā)，影響測定結(jié)果。蒸餾時不要使開氏瓶內(nèi)溫度太低，使蒸氣充足，否則易出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象。另外，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時 要先取下三角瓶，然后停止加熱，或降低三角瓶使冷凝管下端離開液面。儀器、試劑主要儀器：開氏瓶(150ml)、彎頸小漏斗、分析天平、電爐、普通定氮蒸餾裝置。試劑:濃硫酸

7、(化學(xué)純，比重1.84)。飽和重格酸鉀溶液。稱取200g(化學(xué)純)重銘酸鉀溶于1000ml熱蒸餾水中。40%氫氧化鈉(NaOH)溶液。稱取工業(yè)用氫氧化鈉(NaOH)400g，加水溶解不斷攪拌，再稀釋定 容至1000ml貯于塑料瓶中。2%硼酸溶液。稱取20g硼酸加入熱蒸餾水(60C)溶解，冷卻后稀釋定容至1000ml，最后用 稀鹽酸(HCl)或稀氫氧化鈉(NaOH)調(diào)節(jié)pH至4.5(定氮混合指示劑顯葡萄酒紅色)。定氮混合指示劑。稱取0.1g甲基紅和0.5g漠甲酚綠指示劑放入瑪瑙研缽中，加入100ml95% 酒精研磨溶解，此液應(yīng)用稀鹽酸(HCl)或氫氧化鈉(NaOH)調(diào)節(jié)pH至4.5。0.02mo

8、l/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。取濃鹽酸(HCl)(比重1.19)1.67ml，用蒸餾水稀釋定容至1000ml， 然后用標(biāo)準(zhǔn)堿液或硼砂標(biāo)定。鈉氏試劑(定性檢查用)。稱氫氧化鉀(KOH)134g溶于460ml蒸餾水中；稱取碘化鉀(KI)20g 溶于50ml蒸餾水中，加碘化汞(HgI)使溶液至飽和狀態(tài)(大約32g左右)。然后將以上兩種溶液混合 即成。2、水解性氮的測定(堿解擴(kuò)散法)土壤水解性氮，包括礦質(zhì)態(tài)氮和有機(jī)態(tài)氮中比較易于分解的部分。其測定結(jié)果與作物氮素吸收 有較好的相關(guān)性。測定土壤中水解性氮的變化動態(tài)，能及時了解土壤肥力，指導(dǎo)施肥。測定原理在密封的擴(kuò)散皿中，用1.8mol/L氫氧化鈉(NaOH)溶液水解

9、土壤樣品，在恒溫條件下使有效氮 堿解轉(zhuǎn)化為氨氣狀態(tài)，并不斷地擴(kuò)散逸出，由硼酸(HBO )吸收，再用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定，計算出土壤水33解性氮的含量。旱地土壤硝態(tài)氮含量較高，需加硫酸亞鐵使之還原成銨態(tài)氮。由于硫酸亞鐵本身 會中和部分氫氧化鈉，故需提高堿的濃度(1.8mol/L，使堿保持1.2mol/L的濃度)。水稻土壤中硝 態(tài)氮含量極微，可以省去加硫酸亞鐵，直接用1.2mol/L氫氧化鈉水解。操作步驟稱取通過18號篩(孔徑1mm)風(fēng)干樣品2g(精確到0.001g)和1g硫酸亞鐵粉劑，均勻鋪在擴(kuò)散 皿外室內(nèi)，水平地輕輕旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿，使樣品鋪平。(水稻土樣品則不必加硫酸亞鐵。)用吸管吸取2%硼酸溶液2ml，

10、加入擴(kuò)散皿內(nèi)室，并滴加1滴定氮混合指示劑，然后在皿的外 室邊緣涂上特制膠水，蓋上毛玻璃，并旋轉(zhuǎn)數(shù)次，以便毛玻璃與皿邊完全粘合，再慢慢轉(zhuǎn)開毛玻璃 的一邊，使擴(kuò)散皿露出一條狹縫，迅速用移液管加入10ml1.8mol/L氫氧化鈉于皿的外室(水稻土樣 品則加入10ml1.2mol/L氫氧化鈉)，立即用毛玻璃蓋嚴(yán)。水平輕輕旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿，使堿溶液與土壤充分混合均勻，用橡皮筋固定，貼上標(biāo)簽，隨后放入40C恒溫箱中。24小時后取出，再以0.01mol/LHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液用微量滴定管滴定內(nèi)室所吸收的氮量，溶液由藍(lán)色滴至微紅色為終點(diǎn)，記下鹽酸用量毫升數(shù)V。同時要做空白試驗(yàn)，滴定所用鹽酸量為V。結(jié)果計算水解性氮(mg/

11、100g 土)二 NX (V-V ) X 14 / 樣品重 X 1000式中：N標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的摩爾濃度；V一滴定樣品時所用去的鹽酸的毫升數(shù)；V一空白試驗(yàn)所消耗的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的毫升數(shù)； 014一一個氮原子的摩爾質(zhì)量mg/mol；100換算成每百克樣品中氮的毫克數(shù)。汪意事項(xiàng)滴定前首先要檢查滴定管的下端是否充有氣泡。若有，首先要把氣泡排出。滴定時，標(biāo)準(zhǔn)酸要逐滴加入，在接近終點(diǎn)時，用玻璃棒從滴定管尖端沾取少量標(biāo)準(zhǔn)酸滴入 擴(kuò)散皿內(nèi)。特制膠水一定不能沾污到內(nèi)室，否則測定結(jié)果將會偏高。擴(kuò)散皿在抹有特制膠水后必須蓋嚴(yán)，以防漏氣。主要儀器擴(kuò)散皿、微量滴定管、1/1000分析天平、恒溫箱、玻璃棒 毛玻璃、皮筋、吸管(2m

12、l和10ml)，臘光紙、角匙、瓷盤。試劑1.8mol/L氫氧化鈉溶液。稱取化學(xué)純氫氧化鈉72g，用蒸餾水溶解后冷卻定容到1000ml。1.2mol/L氫氧化鈉溶液。稱取化學(xué)純氫氧化鈉48g,用蒸餾水溶解定容到1000ml。2%硼酸溶液。稱取20g硼酸，用熱蒸餾水(約60C)溶解，冷卻后稀釋至1000ml，用稀鹽酸或稀氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至4.5(定氮混合指示劑顯葡萄酒紅色)。0.01mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。先配制1.0mol/L鹽酸溶液，然后稀釋100倍，用標(biāo)準(zhǔn)堿標(biāo)定。定氮混合指示劑。與土壤全氮的測定配法相同。特制膠水。阿拉伯膠(稱取10g粉狀阿拉伯膠，溶于15ml蒸餾水中)10份、甘油10份，飽

13、和碳酸鉀5份混合即成(最好放置在盛有濃硫酸的干燥器中以除去氨)。硫酸亞鐵(粉狀)。將分析純硫酸亞鐵磨細(xì)保存于陰涼干燥處。二、土壤養(yǎng)分測試儀的測量土壤養(yǎng)分測試儀也稱之為土壤養(yǎng)分速測儀、測土儀。土壤養(yǎng)分測試儀由浙江托普儀器研發(fā)制 造，其主要型號是TPY-6PC。該土壤養(yǎng)分測試儀采用旋轉(zhuǎn)比色暗盒設(shè)計（專利），同時測試四個樣 品，大屏幕液晶漢字背光顯示引導(dǎo)操作流程；主機(jī)配備微型打印機(jī)。可快速測試土壤、化肥、植株 中的氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)、腐殖酸、含鹽量、酸堿度并可由計算機(jī)儲存進(jìn)行數(shù)據(jù)儲存、遠(yuǎn)程發(fā)送、 打印。土壤養(yǎng)分測試儀功能特點(diǎn)：1、可檢測土壤、植株、化學(xué)肥料、生物肥料等樣品中的速效氮、速效磷、有效鉀、有機(jī)質(zhì)含量， 土壤酸堿度及土壤含鹽量。2、全數(shù)字化線路、中文操作菜單顯示3、具有時間顯示功能，可實(shí)現(xiàn)自動將檢測樣品時間記錄與保存。4、可儲存1000組測試數(shù)據(jù)（將檢測樣品時間、地點(diǎn)、各類養(yǎng)分結(jié)果）等相關(guān)信息存儲下來，數(shù)據(jù) 可隨時調(diào)出查看。5、