土壤全氮的测定—凯氏定氮法

土壤学实验讲义土壤学实验讲义 修订版 修订版 吴彩霞吴彩霞 王静王静 李旭东李旭东 兰州大学草地农业科技学院兰州大学草地农业科技学院 2012 年年 10 月月 2 目目目目 录录录录 实验一 实验一 实验一 实验一 土壤分析样品采集与制备土壤分析样品采集与制备土壤分析样品采集与制备土壤分析样品采集与制备 实验二 土壤全氮的测定实验二 土壤全氮的测定实验二 土壤全氮的测定实验二 土壤全氮的测定 凯氏定氮法凯氏定氮法凯氏定氮法凯氏定氮法 实验三实验三 土壤速效钾的测定 土壤速效钾的测定 实验四 土壤有效磷的测定实验四 土壤有效磷的测定 实验五 土壤有机质的测定实验五 土壤有机质的测定实验五 土壤有机质的测定实验五 土壤有机质的测定 实验六 土壤酸度的测定实验六 土壤酸度的测定实验六 土壤酸度的测定实验六 土壤酸度的测定 3 实验一实验一 土壤分析样品采集与制备土壤分析样品采集与制备 一 实验目的和说明一 实验目的和说明 为开展土壤科学实验 合理用土和改土 除了野外调查和鉴定土壤基础性状外 还须 进行必要的室内常规分析测定 而要获得可靠的科学分析数据 必须从正确地进行土壤样 品 简称土样 的采集和制备做起 一般土样分析误差来自采样 分样和分析三个方面 而 采样误差往往大于分析误差 如果采样缺乏代表性即使室内分析人员的测定技术如何熟练 和任何高度精密的分析仪器 测定数据相当准确 也难于如实反映客观实际情况 故土样 采集和制备是一项十分细致而重要的工作 二 实验方法步骤二 实验方法步骤 一 土样采集 分析某一土壤或土层 只能抽取其中有代表性的少部份土壤 这就是土样 采样的基 本要求是使土样具有代表性 即能代表所研究的土壤总体 根据不同的研究目的 可有不 同的采样方法 1 土壤剖面样品 土壤剖面样品是为研究土壤的基本理化性质和发生分类 应按土壤类型 选择有代表 性的地点挖掘剖面 根据土壤发生层次由下而上的采集土样 一般在各层的典型部位采集 厚约 l0 厘米的土壤 但耕作层必须要全层柱状连续采样 每层采一公斤 放入干净的布袋 或塑料袋内 袋内外均应附有标签 标签上注明采样地点 剖面号码 土层和深度 图 1 土壤剖面坑示意图 4 2 土壤混合样品 混合土样多用于耕层土壤的化学分析 一般根据不同的土壤类型和土壤肥力状况 按 地块分别采集混合土样 一般要求是 1 采样点应避免田边 路旁 沟侧 粪底盘以及一些特殊的地形部位 2 采样面积一般在 20 50 亩的地块采集一个混合样可根据实际情况酌情增加样品数 3 采样深度依不同分析要求而定 一般土壤表层取 0 10cm 取样点不少于 5 点 可 用土钻或铁铲取样 特殊的微量元素分析 如铁元素需改用竹片或塑料工具取样 以防污 染 4 每点取样深度和数量应相当 集中放入一土袋中 最后充分混匀碾碎 用四分法取 对角二组 其余淘汰掉 取样数量约 1 公斤左右为宜 5 采样线路通常采用对角线 棋盘式和蛇形取样法 6 装好袋后 栓好内外标签 标签上注明采样地点 深度 采集人和日期 带回室 内风干处理 二 土壤样品制备 样品制备过程中的要求 1 样品处理过程中不能发生任何物理和化学变化 以免造成分析误差 2 样品要均一化 使测定结果能代表整个样品和田间状态 3 样品制备过程包括 风干一分选一去杂一磨碎一过筛 混匀一装瓶一保存一登记 风干风干一将取回的土样放在通风 干燥和无阳光直射的地方 或摊放在油布 牛皮纸 塑料布上 尽可能铺平并把大土块捏碎 以便风干快些 分选分选一若取的土样太多 可在土样均匀摊开后 用 四分法 去掉一部分 留下 1000 克左右供分析用 去杂 磨细和过筛去杂 磨细和过筛一将风干后土样先用台称称出总重量 然后将土样倒在橡皮垫上 碾碎土块 并尽可能挑出样品中的石砾 新生体 侵入体 植物根等杂质 分别放入表面 皿或其它容器中 将土样铺平 用木棒轻轻辗压 将辗碎的土壤用带有筛底和筛盖的 0 25mm 筛孔的土筛过筛 并盖好盖 防止细土飞扬 不能筛过的部分 再行去杂 余下的 土壤铺开再次碾压过筛 直至所有的土壤全部过筛 只剩下石砾为止 样品通过多大筛孔 5 应依不同分析要求而定 混匀装瓶混匀装瓶一将筛过的土壤全部倒在干净的纸上 充分混匀后装入 500 1000ml 磨口瓶 中保存 每个样品瓶上应贴两个标签 大标签贴在瓶盖上 书写标签用 HB 铅笔或圆珠笔填 写 并在外面涂上一薄层石腊 以供长期保存 样品保存和登记样品保存和登记一大量样品必须编号 建立样品总帐 放在干燥的地方 按一定顺序 排列保存 样品登记总帐时 应记好剖面号数 采样详细地点 采样人 处理日期以及石 砾 新生体含量 等详细记载 以便随时查寻 作业题作业题 1 在采集土样过程中 为什么要强调代表性 它与室内分析数据可靠性有何关系 2 土壤样品制备包括哪些过程 你认为哪一个过程最重要 实验二 土壤全氮的测定实验二 土壤全氮的测定实验二 土壤全氮的测定实验二 土壤全氮的测定 凯氏定氮法凯氏定氮法凯氏定氮法凯氏定氮法 一 目的 1 掌握土壤中全氮含量测定的方法 2 了解测定土壤全氮的原理 二 原理 土壤中的氮大部分以有机态 蛋白质 氨基酸 腐殖质 酰胺等 存在 无机态 NH4 NO3 NO2 含量极少 全氮量的多少决定于土壤腐殖质的含量 土壤中含氮有机化合物在还原性催化剂的作用下 用浓硫酸消化分解 使其中所含的 氮转化为氨 并与硫酸结合为硫酸铵 NH2 CH2 COOH 3H2SO4 NH3 2CO2 3SO2 4H2O 2NH3 H2SO4 N H4 2 SO4 2CuSO4 C Cu2SO4 CO2 SO2 Cu2SO4 2H2SO4 2CuSO4 SO2 2H2O Se H2SO4 H2SeO3 2SO2 2H2O H2SeO3 SeO2 H2O C SeO2 Se CO2 加入硫酸钾是为了提高硫酸的沸点 加快反应速度 上述反应如此循环 直至样品消化完 全 注意 加热的温度不能过高 时间不能过久 否则会使氨受到损失 N H4 2 SO4 H2SeO3 N H4 2 SeO3 H2SO4 N H4 2 SeO3 9 H2O 2 NH3 3Se N2 给消化液加入过量的氢氧化钠溶液 使铵盐分解蒸馏出氨 吸收在硼酸溶液中 最后 以甲基红 溴甲酚绿为指示剂 用标准盐酸滴定至粉红色为终点 根据标准盐酸的用量 求 出分析样品中的含氮全量 三 试剂 1 混合催化剂 称取硫酸钾100g 五水硫酸铜10g 硒粉1g 均匀混合后研细 贮于瓶中 6 2 比重1 84浓硫酸 3 40 氢氧化钠 称400g氢氧化钠于烧杯中 加蒸馏水600ml 搅拌使之全部溶解 4 2 硼酸溶液 称20g硼酸溶于1000ml水中 再加入2 5ml混合指示剂 按体积比 100 0 25加入混合指示剂 5 混合指示剂 称取溴甲酚绿0 5g和甲基红0 1克 溶解在100ml95 的乙醇中 用稀氢氧化 钠或盐酸调节使之呈淡紫色 此溶液pH应为4 5 6 0 01N的盐酸标准溶液 取比重1 19的浓盐酸0 84ml 用蒸馏水稀释至1000ml 用基准 物质标定之 五 操作步骤 1 消煮 在分析天平上准确称取通过60号筛的风干土0 5000g左右 移入干燥的消化管中 加入1 5g的还原性混合催化剂 用注射器加入5ml浓硫酸 放到通风柜内的消煮器上消煮 1 5h左右 直至内容物呈清彻的淡蓝色为止 2 蒸馏 消煮完毕后冷却 将三角瓶置于冷凝管的承接管下 管口淹没在硼酸溶液中 三角瓶用2 的硼酸20ml作 吸收剂 然后打开冷凝器中的水流 进行蒸馏 在整个蒸馏过程中注意冷凝管中水不要 中断 当接受液变篮后蒸馏5min 将冷凝管下端离开硼酸液面 再用蒸馏水冲净管外 3 滴定 用0 001当量的盐酸标准溶液滴定至红色为止 记录所消耗的盐酸标准溶液的体 积 4 空白 除不加试样外其余步骤完全相同 六 计算 土壤含氮量 V V0 N 0 014 100 W V 滴定试样时消耗的盐酸标准溶液体积 ml V0 滴定空白时消耗的盐酸标准溶液体积 ml N 盐酸标准溶液的当量浓度 W 土壤样品重 g 0 014 氮的毫克当量 注 盐酸溶液的标定 间接标定法 1 基准物质的称取与溶解 将分析纯的邻苯二甲酸氢钾于 100 105 的烘箱内烘 1h 用 差减法准确称取 0 1g 左右 共取三份 分别置 250ml 三角瓶中 加水 50ml 溶解 2 0 02N 的 NaOH 溶液的配制 称取分析纯的 NaOH0 4g 溶于 50ml 水中 待标 3 NaOH 溶液的标定 给装有邻苯二甲酸氢钾的三角瓶中滴两滴酚酞指示剂 用 NaOH 溶 液滴定至微红色 半分钟颜色不消失即到终点 根据 NaOH 的用量计算其准确的当量浓度 平行标定的精密度应在 0 2 以内 NNaOH W 1000 E VNaOH NNaOH 氢氧化钠溶液的当量浓度 W 基准物质的重量 g 7 E 基准物质的克当量 g VNaOH 消耗氢氧化钠溶液的体积 ml 4 HCl 溶液的标定 准确取被标定的盐酸溶液 25ml 共 3 份 置于 250ml 三角瓶中 加 酚酞指示剂两滴 用 NaOH 溶液滴定至微红色 半分钟不褪色即可 根据氢氧化钠的用量计 算盐酸溶液的准确当量浓度 精密度应在 0 2 以内 NHCl NNaOH VNaOH VHCl 直接标定法 1 基准物质的称取与溶解 用差减法准确称取 0 1g 左右的优级纯硼砂 四硼酸钠 Na2B4O7 10H2O 分子量 381 37 注意 硼砂的结晶水很容易风化损失 所以称前不宜烘 烤 共三份 分别置 250ml 三角瓶中 加水 50ml 溶解 2 HCl 溶液的标定 给盛硼砂溶液的三角瓶中加甲基红 溴甲酚绿混合指示剂两滴 用盐酸溶液滴定到淡紫红色即到终点 根据盐酸消耗的体积按间接法步骤 3 计算其准确 的当量浓度 实验三 土壤速效钾的测定实验三 土壤速效钾的测定 一 实验目的意义一 实验目的意义 植物一般直接从土壤中吸收水溶性钾 但交换性钾可以很快和水溶性钾达到平衡 因 此土壤速效钾包括水溶性钾和交换性钾 土壤重的交换性钾是指由于静电引力儿吸附在土 壤胶体表面并能被加到土壤中盐溶液的阳离子在短时间内代换的那部分钾 在测定土壤交 换性钾的过程当中 如果不把水溶性钾减去 所得的结果就是速效加了 速效钾是最能直 接反映土壤供钾能力的指标 尤其对季作物而言 速效钾和作物吸收钾量之间往往有比较 好的相关性 由于交换性钾的意义十分明确 因此 凡是能通过交换作用代换这部分钾的试剂 都 可用来作为提取剂 如 NaNO3 NaOAc CaCl2 BaCl2 NH4NO3和 NH4CH3COOH 等 但用不同 浸提剂所得结果不一致 最常用的提取剂是中性的乙酸铵 c NH4CH3COOH 1mol L 用 NH4 作为 K 的代换离子有其它离子不能取代的优越性 因为 NH4 与 K 的半径相似 水化能 也相似 这样 NH4 能有效取代土壤矿物表面的交换性钾 同时 NH4 进入矿物层间 能有效 地引起层间收缩 不会使矿物层间的非交换性钾释放出来 因此 NH4 将土壤颗粒表面的交 换性钾和矿物层间的非交换性钾区分出来 不会因提取时间和淋洗次数的增加而显著增加 钾提取量 所以用 NH4 作提取剂测得的交换性钾结果比较稳定 重现性好 而且 NH4CH3COOH 提取剂对火焰光度计测钾没有干扰 在一些没有火焰光度计的实验室 速效钾 可用硝酸钠溶液 c NaNO3 1mol L 提取四苯硼钠比浊法测定 用 NaNO3提取是因为 NH4 在 化学方法测定中对 K 的测定有干扰 但结果和乙酸铵提取法不一样 二 方法原理 二 方法原理 当中性乙酸铵溶液与土壤样品混合后 溶液中的 NH4 与土壤颗粒表面的 K 进行交换 取代下来的 K 和水溶性 K 一起进入溶液 提取液中的钾可直接用火焰光度计测定 三 试剂 三 试剂 1 乙酸铵溶液 c NH4CH3COOH 1 0mol L 称取 77 08gNH4CH3COOH 溶于近 1L 水中 用稀 8 HOAc 或氨水调至 pH 7 0 然后定溶 2 钾标准溶液 c KCl 100mg L 称取 0 1907gKCl 在 110 下烘 2h 溶于水中 定溶至 1L 即为钾标准溶液 3 钾标准系列溶液 吸取 100mg L 的 K 标准液 5ml 10ml 20ml 40ml 50ml 分别放入 100ml 容量瓶中 用乙酸铵溶液定溶 即得到 5 mgl L 1 10 mgl L 1 20 mgl L 1 40 mgl L 1 50mgl L 1的钾标准系列溶液 四 操作步骤 四 操作步骤 1 称取风干土样 颗粒小于 2mm 5 00g 于 200ml 塑料瓶中 加乙酸铵溶液 50 0ml 盖紧 瓶塞 在往复式振荡机上振荡 15min 振荡时最好恒温 但对温度的要求不太严格 一般 在 20 25 即可 然后悬浮液用干燥滤纸过滤 其滤液可直接用火焰光度计测定钾 2 同时测定钾标准系列溶液 在方格纸上以钾ppm数为横坐标 检流计读数为纵坐标 绘成 标准曲线 然后用待测液的读数在曲线上查出其ppm数 五 结果计算 五 结果计算 K mg kg 1 V ts m 式中 K 速效钾的质量分数 mg kg 1 仪器直接测得或从工作曲线上查得的测定液的 K 浓度 mg kg 1 V 加入浸提液定溶体积 ml Ts 分取倍数 原待测液总体积和吸取的待测液体积之比 以原液直接测定时 比 值为 1 m 样品质量 g 注释 1 1mol L NH4Ac 法测定结果的评价标准是 mg kg 1K 3030 6060 10 160 供钾水平极低中高极高 作业 土壤中速效钾包括那几种形态 评价你所测定的土壤其速效 K 含量的水平 实验四 土壤有效磷的测定实验四 土壤有效磷的测定 0 5mol LNaHCO3浸提 钼锑抗比色法 一 实验目的及说明一 实验目的及说明 土壤中有效磷的含量 随土壤类型 气候 施肥水平 灌溉 耕作栽培措施等条件的 不同而异 通过土壤有效磷的测定 有助于了解近期内土壤供应磷的情况 为合理施用磷 肥及提高磷肥利用率提供依据 土壤速效磷的测定中 浸提剂的选择主要是根据土壤的类型和性质决定 浸提剂是否 适用 必须通过田间试验来验证 浸提剂的种类很多 近 20 年各国渐趋于使用少数几种浸 提剂 以利于测定结果的比较和交流 我国目前使用最广泛的浸提剂是 0 5molL NaHCO3溶 9 液 Olsen 法 测定结果与作物反应有良好的相关性 注 1 适用于石灰性土壤 中性土壤 及酸性水稻土 此外还使用 0 03molL NH4F 一 0 025molL HCl 溶液 BrayI 法 为浸提剂 适 用于酸性土壤和中性土壤 同一土壤用不同的方法测得的有效磷含量可以有很大差异 即使用同一浸提剂 而浸 提时的土液比 温度 时间 振荡方式和强度等条件的变化 对测定结果也会产生很大的 影响 所以有效磷含量只是一个相对的指标 只有用同一方法 在严格控制的相同条件下 测得的结果才有相对比较的意义 在报告有效磷测定的结果时 必须同时说明所使用的测 定方法 二 方法原理二 方法原理 石灰性土壤中磷主要以 Ca P 磷酸钙盐 的形态存在 中性土壤中 Ca P A1 一 P 磷 酸铝盐 Fe P 磷酸铁盐 都占有一定的比例 0 5mo1L NaHCO3 pH8 5 可以抑制 Ca2 的 活性 使某些活性更大的与 Ca 结合的 P 浸提出来 同时 也可使比较活性的 Fe P 和 A1 一 P 起水解作用而被浸出 在浸体液中由于 Ca Fe Al 浓度较低 不会产生磷的再沉淀 须用灵敏的钼蓝比色法测定 在一定酸度和三价锑离子存在下 磷酸与钼酸铵形成锑磷钼混合杂多酸 由于锑磷钼 杂多酸在20 60 时易为抗坏血酸还原为磷钼蓝 使显色速度加快 磷含量高颜色则深 因 而可用比色法测定磷的含量 当土样含有机质较多时 会使浸出液颜色变深而影响吸光度 或在显色出现浑浊而干 扰测定 此时可在浸提振荡前 向土壤悬液中加入活性碳脱色 振荡浸提并脱色 或在分 光光度计 660nm 波长处测定以消除干扰 三 试剂配制 1 0 5mo1L NaHCO3 pH8 5 浸提剂 42 0g NaHCO3 分析纯 溶于约 800ml 水中 稀释 至 1L 用浓 NaOH 调节至 pH8 5 用 pH 计测定 贮于聚乙稀瓶或玻璃瓶中 用塞塞紧 该 溶液久置因失去 C02而使 pH 升高 所以如贮存期超过 20 天 在使用前必须检查并校准 pH 值 2 无磷的活性碳粉和滤纸 须做空白试验 证明无磷存在 如含磷较多 须先用 2molL HCl 浸泡过夜 用水冲洗多次后再用 0 5mo1L NaHCO3浸泡过夜 在布氏漏斗上抽滤 用水冲洗几次 最后用蒸馏水淋洗三次 烘干备用 如含磷较少 则直接用 0 5mo1L NaHCO3处理 3 钼锑贮存液 208 3ml 分析纯浓硫酸 边搅拌边缓缓加入到 400ml 蒸馏水中 冷却 另称取分析纯钼酸铵 20 克溶于约 60 的 300ml 蒸馏水中 冷却 然后 将硫酸溶液缓缓到 入钼酸铵溶液中 不断搅拌 再加 100ml0 5 酒石酸锑钾溶液 冷却后 用蒸馏水稀释至 1000ml 摇匀 贮于棕色试剂瓶中 4 钼锑抗显色剂 于 100ml 钼锑贮存液中加入 1 5g 抗坏血酸 此试剂有效期 24 小 时 宜配前使用 在室温下有效期为 24h 在 2 8 冰箱中可贮存 7 天 5 磷标准贮备液 Cp 100mg L 称取 105 烘干 2h 的磷酸二氢钾 KH2PO4 分析 纯 0 4394g 溶于 200ml 水中 加入 5ml 浓 H2SO4 分析纯 转入 1L 容量瓶中 用水定容 该贮备液可长期保存 10 6 磷标准工作液 Cp 5mg L 将一定量的磷标准贮备液用 0 5moll 1NaHCO3溶液准 确稀释 20 倍 该标准工作液不宜久存 此溶液有效期只有半年 三 操作步骤 1 称取通过 2mm 筛孔的风干土样 2 50g 置于 250ml 塑料瓶中 加入 50ml 碳酸氢钠浸 提剂 在 20 25 下振荡 30 分钟 2 取出后用干燥漏斗过滤于 250ml 干燥的三角瓶中 同时做试剂空白 3 吸取浸体液 10ml 于 50ml 容量瓶中 加 5ml 钼锑抗显色剂 小心慢加 边加边摇 防止产生的 CO2使溶液喷出瓶口 等 CO2充分放出后 用水定溶至刻度 4 在室温高于 15 的条件下放置 30 分钟 在分光光度计上于波长 660nm 处比色 以 空白实验溶液为参比溶液调零点 读取吸光度值 在工作曲线上查出显色液的 Pmg ml 数 颜色在 2h 内保持稳定 5 工作曲线的绘制 吸取磷标准溶液 5mg L 0 1 2 3 4 5 6ml 分别置于 7 个 50ml 容量瓶中 加入 5ml 钼锑抗显色剂 用蒸馏水稀释至刻度 摇匀 放置 30 分钟 与 试样一同比色 标液的浓度分别为 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 g ml 在坐标纸 上以 P g ml 为横坐标 吸光度为纵坐标 绘制工作曲线 四 结果计算 P V ts m 式中 P 土壤有效磷质量分数 mg kg 从工作曲线上查得显色液中磷的浓度 mg L V 显色液体积 ml Ts 分取倍数 浸提液总体计 吸取浸体液体积 M 风干土质量 g 平行测定的允许差测定值 10mg kgP 时允许绝对差值 0 5mg kg 10 20mg kgP 时绝 对差值为 1mg kgP 20mg kgP 时允许相对差 5 注释 1 用 0 5molL NaHCO3浸提一钼锑抗比色法测定结果的评价标准如下 土壤有效 P mg kg 55 10 10 土壤有效 P 供应标准低 缺磷 中等 边缘值 高 不缺磷 2 温度对测定结果影响较大 据北京地区土样测定结果表明 温度每升高 1 磷的 含量相对增加约 2 因此统一规定 在 25 土 l 的恒温条件下浸提 3 振荡机的振荡频率最好是约 180r min 但 150 250r min 的振荡机也可使用 4 如果土壤有效磷含量较高 应改为吸取较少量的滤出液 如土壤有效磷在 30 一 60mg kg 之间者吸 5ml 在 60 150mg kg 之间者吸 2ml 并用 0 5mol L NaHCO3浸提剂补 足至 10 00ml 后显色 5 当显色液中磷的浓度很低时 可与标准系列显色液一起改用 2 或 3cm 光径比色杯 测定 6 钼锑抗比色法磷显色液在波长为 882nm 处有一个最大吸收峰 在波长为 710 720nm 处还有一个略低的吸收峰 因此最好选择波长 882nm 处进行测定 此时灵敏度高 11 且浸出液中有机质的黄色也不干扰测定 如所用的分光光度计无 882nm 波长 则可选在波 长为 660 720nm 处或用红色滤光片测定 此时浸出液中有机质的颜色干扰较大 需用活性 碳粉脱色后再显色 7 如果吸取滤出液少于 10ml 则测定结果应再乘以稀释倍数 10 吸取滤出液体积 ml 作业题作业题 1 土壤中磷的形态有哪几种 有效磷的含义是什么 2 土壤中磷素的分布特征是什么 3 施用磷肥应注意什么问题 4 用 01sen 法测定土壤有效磷有何优点 实验五 土壤有机质的测定实验五 土壤有机质的测定实验五 土壤有机质的测定实验五 土壤有机质的测定 有机质是土壤的重要组成部分 其含量虽少 但在土壤肥力上的作用却很大 它不仅 含有各种营养元素 而且还是微生物生命活动的能源 土壤有机质的存在对土壤中水 肥 气 热等各种肥力因素起着重要的调节作用 对土壤结构 耕性也有重要的影响 因此土 壤有机质含量的高低是评价土壤肥力的重要指标之一 注 1 是经常需要分析的项目 测定土壤有机质的方法很多 有重量法 滴定法和比色法等 重量法包括古老的干烧 法和湿烧法 此法对于不含碳酸盐的土壤测定结果准确 但由于方法要求特殊的仪器设备 操作繁琐 费时间 因此一般不作例行方法来应用 滴定法中最广泛使用的是铬酸氧还滴 定法 该法不需要特殊的仪器设备 操作简便 快速 测定不受土壤中碳酸盐的干扰 测 定的结果也很准确 重铬酸钾氧化还原滴定法根据加热的方式不同又可分为外热源法 Schollenberger 法 和稀释热法 Walkley Baclk 法 前者操作不如后者简便 但有机质的氧化比较完全 是 干烧法的 90 95 后者操作较简便 但有机质氧化程度较低 是干烧法的 70 86 而精密度较高 测定受室温的影响大 比色法是将被土壤还原成 Cr3 的绿色或在测定中氧 化剂 Cr2072 橙色的变化 用比色法测定之 这种方法的测定结果准确性较差 本实验选 用铬酸氧还滴定的两种方法 用铬酸氧还滴定法测定土壤有机质 实际上测得的是 可氧化的有机碳 所以在结果 计算时要乘以一个由有机碳换算为有机质的换算因数 换算因数随土壤有机质的含碳率而 定 各地土壤有机质的组成不同 含碳率亦不一致 如果都用同一换算因数 势必会产生 一些误差 但是为了便于各地资料的相互比较和交流 统一使用一个公认的换算因数还是 必要的 目前国际上仍然一致沿用古老的所谓 Van Bemmelen 因数即 1 724 这是假设 土壤有机质含碳为 58 计算的 一 原理一 原理 在一定的温度下 用一定量的氧化剂 标准重铬酸钾 硫酸溶液 来氧化土壤有机质 多余的重铬酸钾则用硫酸亚铁来滴定 从消耗的氧化剂的量来计算有机碳和有机质的含量 1 氧化有机质 2K2Cr2O7 8H2SO4 3C 2Cr2 SO4 3 2K2SO4 3CO2 H2O 12 2 返滴定 K2Cr2O7 6FeSO4 7H2SO4 K2SO4 Cr2 SO4 3 3Fe2 SO4 3 7H2O 3 指示剂 邻啡罗啉是常用的氧化还原指示剂 在滴定过程中 颜色逐渐由橙 绿 淡绿 橙红即到终点 二 试剂二 试剂 1 0 8N 重铬酸钾标准溶液 称取经过 130 烘 3 4 小时 的分析纯重铬酸钾 K2Cr2O7 39 225 克 溶解于 400 毫升水中 必要时可加热溶解 冷却后稀释定溶到 1 升 摇匀备用 2 0 2N 硫酸亚铁溶液 称取化学纯硫酸亚铁 FeSO4 7H2O 55 6 克 或硫酸亚铁铵 78 4 克 加 6N 硫酸 30 毫升溶解 加水稀释定溶到 1 升 摇匀备用 3 邻啡罗啉指示剂 称取化学纯硫酸亚铁 0 695 克和分析纯邻啡啰啉 1 485 克溶于 100 毫 升水中 此时试剂与硫酸亚铁形成红棕色络合物 即 Fe C12H8N2 3 4 石蜡 固体 或植物油 4 5 市斤 5 浓硫酸 比重 1 84 化学纯 三 操作步骤三 操作步骤 1 称样 用分析天平准确称取通过孔径0 25mm筛的风干土0 5000g于20ml的硬质试管中 加 入0 1g硫酸银 用移液管加入0 8000N重铬酸钾标准溶液5ml 再用注射器注入5ml浓硫酸 小心摇匀 2 预先将石蜡油浴锅升温至185 190 将试管插入铁丝笼中 并将铁丝笼放入上述油浴锅 中加热 此时温度应控制在170 180 使溶液保持沸腾5分钟 然后取出铁丝笼 冷却 3 滴定 冷却后 将试管内溶物洗入250ml三角瓶中 使瓶内总体积在60 80ml左右 加邻 啡罗啉指示剂3 5滴 用0 2N硫酸亚铁滴定 溶液由黄色经过绿色突变到红棕色 即为终点 记录所消耗的硫酸亚铁体积数 4 在测定样品的同时 必须同时做三个空白试验 取其平均值 可用纯砂或烧土代替样 品 以免溅出溶液 其它同上 四 结果计算 有机质 N Vo V 0 003 1 724 1 1 100 W 式中 0 003 碳的毫克当量 1 724 由碳换算成有机质的经验常数 1 1 校正常数 N FeSO4的当量浓度 即 N K2Cr2O7的当量浓度 加入K2Cr2O7的体积 V0 V0 空白所耗的FeSO4量 ml V 样品耗的FeSO4量 ml 注释 1 华北地区土壤有机质含量一般约为 0 6 1 5 不同肥力等级的土壤有机质含量约为 高肥力地上等肥力地中等肥力地低肥力地薄沙地 2 0 1 5 2 0 1 0 1 5 0 5 1 0 0 5 13 2 为了消除土壤中少量 C1 的干扰 可以加入少量 约 1 Og Ag2SO4 它不仅能沉淀 C1 还能促进有机质分解 据研究 当使用 Ag2SO4时 氧化校正系数应为 1 04 不使用时为 1 1 Ag2SO4的用量不能太多 否则会生成 Ag2Cr207 沉淀而影响测定结果 水稻土或长期 处于渍水条件下的土壤中 由于含有 Fe2 和其它还原性物质会影响测定结果 产生误差 为了消除 Fe2 的干扰 必须将新采回的土壤晾干压碎 平铺成薄层 每天翻动 1 2 次 在 空气中暴露十天左右之后 方可进行分析 3 为了保证有机质能被氧化完全 反应终了时 K2Cr207的浓度应维持 0 lmolL 1 6 K2Cr207 以上 据此 土样的称量应视有机质含量而定 含有机质 5 左右的土样约取 0 2g 3 4 的取样 0 3g 2 的取样 0 5g 1 的取样 1g 左右 4 土样消煮时也可以采用石腊浴或其他油浴 由于磷酸不是有机质 可避免因污染而造成 的误差 器皿用后也易洗涤 但磷酸的腐蚀性较强 必须用玻璃容器装置磷酸 5 必须在试管内溶液沸腾或有大气泡生成时才开始计算时间 掌握沸腾的标准应尽量一致 继续煮沸的 5 分钟也应尽量读记准确 6 本实验指导的各项实验中用水 除冷却水外 一律为普通蒸馏水或无离子水 作业题 1 土壤有机质含量不同对土壤肥力有什么影响 2 如何消除在测定过程中 C1 Fe2 的干扰及氧化不完全等问题 实验六 土壤酸度的测定实验六 土壤酸度的