第七章农产品品质分析.ppt

第八章土壤植物中微量元素的测定,进入,授课教师：雷恩春学时：理论40学时、实验40学时授课班级：2006级工程4、5班授课学期：2006-2007第二学期,辽宁农业职业技术学院质检中心,第二节土壤和植物中硼的测定,第一节概述,第三节土壤和植物中锌和铜的测定,第一节概述,微量元素是指土壤中含量很低的化学元素，除了土壤中某些微量元素的全含量稍高外，这些元素的含量范围一般为十万分之几到百万分之几。,作物必需的微量元素有硼、锰、铜、锌、铁、钼等,返回,下一页,土壤中微量元素存在形态：水溶态：存在于土壤溶液中交换态：吸附在土壤固体表面鳌合态：与土壤有机质相结合矿物态：存在于次生和原生矿物,影响土壤微量元素有效性的土壤条件包括土壤酸碱度、氧化还原电位、土壤通透性和水分状况等。,下一页,测定意义,当土壤供应不足时，植物常发生缺素症，影响植物的生长发育，从而影响农作物的产量和品质；当土壤供应过多时，植物吸收过多而影响生长发育，甚至中毒，不仅影响作物的产量和品质，而且进一步影响人和动物的健康。因此，对土壤、植物微量元素分析是必不可少的。,下一页,测定微量元素的特殊要求,（1）方法灵敏度高：仪器分析、比色法（2）防止污染：含量少，易污染A、环境：最好有专用实验室B、试剂：优级纯或分析纯C、水：重蒸馏水、去离子水D、器皿：尽量用塑料器皿。,返回,第二节土壤和植物中硼的测定,一、概述二、土壤中有效硼的测定三、土壤中全硼的测定四、植物中全硼的测定,返回,一、概述,我国土壤全硼含量在0500mg/kg，平均为64mg/kg。,土壤硼含量与土壤母质、气候、土壤质地、有机质含量有关。,1、土壤硼的含量、形态,返回,下一页,土壤中硼的存在形态：水溶性：采用热水溶性硼代表土壤中有效B酸溶性硼：土壤中硼酸盐及有机无机胶体上B螯合态硼：是与阳离子结合B。,土壤缺硼的临界浓度：0.30.5mg/kg。与土壤性质、作物种类等有关。,下一页,植物中硼的含量在20100mg/kg。十字花科、豆科及耐盐植物含B较多，谷类作物较少。双子叶作物含B量高于单子叶作物。,2、植物中硼的含量,下一页,3、硼的测定方法,近代有采用更灵敏的荧光分析和快速的原子吸收分光光度法，目前应用还不普遍。常用的是比色法。,返回,二、土壤中有效硼的测定,分,分为两步：（一）浸提1、热水回流浸提法：土水比为1：2，浸提液在回流冷凝管下煮沸5min，此法相关性好。2、1g/CaCl22H2O溶液回流5min提取法。3、0.01mol/L甘露糖醇0.01mol/LCaCl22H2O提取法（二）溶液中B的测定姜黄素比色法和甲亚胺比色法,返回,下一页,（一）方法原理（二）反应条件（三）操作步骤（四）注意事项（五）方法评述,土壤中有效硼的测定(姜黄素比色法),返回,（一）方法原理,姜黄素与B脱水后形成玫瑰红色的络合物，称玫瑰花青苷（由两个姜黄素与一个B分子组成），将玫瑰花青苷溶于乙醇或丙酮中，在一定含量范围内，颜色深浅与含B量呈线性相关。,返回,（二）反应条件,（1）水分：必须蒸干脱水显色。残余水颜色0.3%正常0.5%下降20%1.0%下降70%蒸干显色时：蒸发常用温度为553,返回,下一页,（2）反应介质：酸性条件下显色（草酸）。（3）干扰离子：氧化剂：可使姜黄素氧化，显棕色。土壤中主要为NO3-，大于20mgL-1有干扰，可碱化后灼烧除去。（4）稳定时间：产物玫瑰花青苷不稳定，遇热迅速分解，溶于乙醇后，室温下稳定12个小时。（5）测定B浓度范围：0.00140.06mg/kg；B浓度含量小于0.5时选用540nm波长，0.62g时：580600nm。,返回,土样1mm,三角瓶,煮沸5分钟,冷却,24滴1NCaCl2溶液,离心,过滤,姜黄素草酸溶液,水浴或烘箱,553,蒸干,冷却,加95乙醇,离心,72型分光光度计比色,（三）操作步骤,返回,下一页,标准曲线绘制,吸取1ppm标准硼溶液0.0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5ml；分别于六只同上器皿中，以水补充至体积皆为准确1毫升，然后加入4毫升姜黄素草酸溶液，略加混匀后同上蒸干显色后加95乙醇10毫升使之溶解，然后进行比色测定。以吸收值A为纵座标，系列标准含硼量，作标准曲线图。最后将上述测得A值减去空白测得A值，在标准曲线上查得含硼ppm。,返回,最好采用石英器皿，以免污染也有研究采用50毫升塑料瓶代替三角瓶，加水后先振荡200次，然后于水浴上加热15分钟，可达方便快速目的。,（四）注意事项,返回,下一页,（四）注意事项,加CaCl2为使得澄清溶液测硼,返回,下一页,（四）注意事项,务必确实干燥之，此处选用55土3，若为使烘干速度加快，也可采用851，但须用石英蒸发皿。总之测定条件必须严格控制一致，以使测定结果误差减小。,返回,（五）方法评述,姜黄素法：国家标准方法优点：灵敏度高（1.810-5mgL-1），比甲亚胺法约高20倍。缺点：要求蒸干，反应条件严格，不易自动化。,返回,三、土壤中全硼的测定,（一）方法原理：同有效硼的测定（二）操作步骤,返回,（二）操作步骤,土样（100目）0.5000克,铂坩埚,无水Na2CO3,熔融,马福炉,冷却,加入约15毫升4mol/lHCl,pH在6.5左右,返回,下一页,溶液,加入95乙醇,加入片状的Na2CO3,离心或过滤,吸取100毫升清液,蒸发至15毫升,铂坩埚,冷却,加入0.1mol/lHCl,过滤入干三角瓶,姜黄素比色法,返回,四、植物中全硼的测定,（一）植物样本的处理及测定（二）注意事项,返回,样品0.500克（磨碎和烘干）,瓷蒸发皿,450,马福炉,白色或灰白色灰分,冷却,溶解残渣,过滤或离心,姜黄素法测定,0.1mol/lHCl,（一）植物样品的处理及测定,Ca(OH)2,返回,（二）注意事项,植物中通常含有足够的盐基，能防止硼在灼烧时损失。但对于种子，尤以油料作物，可以加入少量盐基如Ca(OH)2。,返回,下一页,灰化所用的高温电炉，炉壁应清洁，以免污染样本，温度勿超过450，否则硼易损失。,（二）注意事项,返回,第三节土壤和植物中锌和铜的测定,一、概述二、酸性土壤中有效锌的测定三、土壤中有效铜的测定比色法四、植物中锌和铜的测定,返回,一、概述,（一）土壤和植物中的锌（二）土壤和植物中的铜（三）土壤中有效态锌和铜的浸提和测定方法,返回,土壤全锌含量在10790ppm之间，平均约100ppm。土壤有效锌包括水溶态，代换态及酸溶态，近来也重视能为螯合剂浸提的螯合态锌。以代换态、酸溶态或螯溶态的锌代表有效态锌。对植物有效的锌，主要是土壤代换态锌。,（一）土壤和植物中的锌,返回,下一页,影响土壤有效锌的含量的因子有：pH值、质地、微生物活动和土壤有机物、受提取剂的种类、浓度和酸度的影响。,返回,下一页,植物中锌含量很低，在580ppm之间，常见的作物含锌量如大麦为18ppm，小麦为16ppm，稻为2.5ppm，马铃薯为4ppm，胡萝卜为1.14.9ppm等。缺锌植物的含锌量变化很大，目前国内还缺少足够的数据来确定植物的缺锌临界值。只有从正常与缺锌植株含锌量的对比中进行诊断。一般作物含锌少于15ppm时，可能对锌肥有良好反应。,返回,土壤中全铜含量在3100ppm之间，平均为22ppm。植物含铜量大都在120ppm。土壤中铜的含量因成土母质和土壤形成过程的不同而有明显的差异。,（二）土壤和植物中的铜,返回,下一页,土壤中铜可分为五种：1水溶性铜：占全铜的1，约为1105。2代换性铜：为土壤有机和无机胶体所吸附的铜离子。3难溶性铜盐和氧化铜4含铜矿物5金属铜有机化合物其中以1、2两类为有效性铜,返回,（三）土壤中有效态锌和铜的浸提和测定方法,土壤中有效态锌的浸提剂很多，按其化学性质可分成稀酸、中性盐、络合剂等，有时两种试剂同时使用。浸提剂有0.1mol/lHCl，1mol/lNH4OAc，0.05mol/lEDTA，H2DzNH4OAc，EDTANH4OAc等。全锌的测定，用碳酸钠熔融或HFHCIO4处理土壤试样，配制成盐酸溶液后，再进行测定。,返回,下一页,土壤中有效态铜的浸提剂也很多，如0.1mol/lHCl，1mol/lNH4OAc（pH48），柠檬酸EDTA，0.43mol/lHNO3，1mol/lHOAc，HClO4和水等。,返回,下一页,溶液中锌、铜的测定：比色法、极谱分析法、光谱分析法和原子吸收分光光度法等。,极谱分析和光谱分析法：优点是使用一种浸提溶液来提取多种微量元素，并在同一种溶液中先后或同时测定几个元素。适用于大量分析工作。,返回,下一页,原子吸收分光光度法：较高灵敏度。可以利用浸提液直接测定，简化了处理手续，加快了测定时间，也减少了污染和测定元素在处理过程中的损失等问题，是目前微量元素研究工作的有效手段。,比色法测定铜、锌的显色剂常用的有双硫腙（Dz）和二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDTC），它们分别称作铜试剂和锌试剂。但是这些显色剂专一性差，能与多种金属离子配合，对测定产生干扰，需要经过多次分离后才能测定铜、锌，操作繁琐，不能满足大批量分析工作的要求。,返回,二、酸性土壤中有效锌的测定双硫腙比色法,（一）方法原理（二）操作步骤,返回,（一）方法原理,双硫腙(H2Dz)的全名是二苯硫代偕腙，为紫红色，不溶于中性或酸性水溶液中，而溶于很多有机溶液中，在碱性水溶液中溶解生成NaHDz,使水溶液带有黄色。,返回,下一页,H2Dz在不同pH条件下能与很多金属离子生成络合物，带有不同颜色。锌的H2Dz化合物在pH5.59.5间生成Zn（HDz）2呈紫红色，不溶于水而溶于有机溶剂。可以进行比色测定。用H2Dz测定锌，首先用H2Dz的有机溶剂在碱性条件下，将锌和铜以及其它重金属离子，从溶液中分离出来，含有锌、铜等金属离子的有机溶剂再与0.02mol/lHCl溶液混合，则Zn(HDz)2为酸所分解进入酸液中，而铜等金属离子的络合物仍留在有机溶剂中。进一步分离锌则用DDTC，在碱性条件下生成络合物，加柠檬酸铵缓冲溶液以防止铁和铝的沉淀，同时稳定pH。,返回,（二）操作步骤,1、有效锌的提取：称取2.0000克土样，放入3050毫升离心管中，加20毫升0.1mol/lHCl，用木塞塞紧(避免用橡皮塞)，摇动1.5小时(或振荡30分钟，放置过夜)。除去木塞，离心之，将澄清液倒入100毫升容量瓶中，连续提取数次(一般三次即可)，最后一次的离心液pH应小于2，集中各次离心液，最后稀释至100毫升。,返回,下一页,2、溶液中锌的测定：吸取部分清液(含锌520微克)，放入125毫升分液漏斗中，加5毫升柠檬酸铵缓冲溶液，用1mol/lHCl溶液3毫升作为空白试验，同时进行。加2滴酚酞指示剂，用NH4OH调节溶液的pH至8.5，加H2Dz试剂20毫升，摇动3分钟，使CCl4层和水液分开，放出CCl4层到另一分液漏斗。加0.02mol/lHCl50毫升，摇动2分钟，锌进入水液，弃去CCI4层。于水液中加10mol/lNH4OH1.5毫升，柠檬酸铵缓冲液5毫升以及DDTC试剂10毫升。摇匀后再准确加入H2Dz试剂10毫升。摇动分液漏斗4分钟，水液和CCI4层分开，用虹吸排出水液，弃去。于CCI4层中加入0.01mol/lNH4OH50毫升，摇动2分钟，以除去CCl4层中多余H2Dz试剂，擦净分液漏斗的内颈，将分液漏斗中的紫红色的锌络合物提取液倒入比色槽中，用535nm滤光片进行比色。,返回,下一页,3、标准曲线绘制：吸取含锌标准溶液125微克，配制成系列标准曲线。为此可吸取2ppm(即含锌2微克毫升)锌标准液2.5，5.0，7.5，10.0，12.5毫升同上进行显色。最后于10毫升CCl4中即得含锌为0.5，1.0，1.5，2.0，2.5ppm系列标准显色溶液。,返回,三、土壤中有效铜的测定DDTC比色法,（一）方法原理（二）操作步骤,返回,（一）方法原理,DDTC是二乙基代氨基甲硫羟羰酸钠，其分子式C5H10NS2Na，能与铜络合成CuDDTC络合物，溶于CCl4中呈棕黄色，可进行比色测定。,测定范围640微克15毫升有机剂,返回,（二）操作步骤,用0.1mol/lHCl溶液提取。吸取10毫升（含铜在1030微克间）浸出液。放入125毫升分液漏斗中，加柠檬酸铵EDTA混合液25毫升，混匀后再加入DDTC溶液3毫升和CCl410毫升，摇动分液漏斗2分钟，静放使水液和CCl4层分离，放出CCl4层到15毫升的离心管中，分液漏斗中的水液再用5毫升CCl4洗一次，将CCl4层也倒入15毫升离心管中，离心管加塞后，在离心机上用每分钟1200转速离心5分钟，同时配制标准系列含铜0，10，20，30，40微克溶液，为此可分别吸取含铜2微克毫升溶液0，5，10，15，20毫升，如上述步骤显色。用440或500nm滤光片测定溶液的吸收值，以含铜微克为横座标，吸收值为纵座标绘标准曲线，然后将测得结果计算之。,返回,下一页,土壤中主要的干扰元素是铁和锰，加柠檬酸铵和EDTA以防止铁和锰的干扰。在pH5.7一9.0范围内测定不受溶液pH值的影响。在使用EDTA作掩蔽剂时，pH9反应缓慢而且不完全，所以应使pH为8.08.8，EDTA用量是铁锰钴镍总和的十倍。CuDDTC络合物对光敏感，不能置于光的直接照射下。,返回,四、植物中锌和铜的测定,（一）植物中锌的测定（二）植物中铜的测定,返回,（一）植物中锌的测