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土壤樣品的檢測和保存 意義和目的:從野外取回的土樣,經(jīng)登記編號后,都需經(jīng)過一個制備過程——風(fēng)干、磨碎、過篩、混勻、裝瓶,以備各項測定之用。樣品制備的目的是: (1)剔除土壤以外的侵入體(如植物殘茬、石粒、磚塊等)和新生體(如鐵錳結(jié)核和石灰結(jié)核等),以除去非土磁的組成部分; (2)樣品適當(dāng)磨細(xì),充分混勻,使分析時所稱取的少量樣品具有較高的代表性,以減少稱樣誤差; (3)全量分析項目,樣品需要磨細(xì),以使分解樣品的反應(yīng)能夠完全和勻致; (4)使樣品可以長時間保存,不至因微生物活動而霉壞 實(shí)驗步驟 1、風(fēng)干:將采回的土樣,放在木盤或者塑料布上,攤成薄薄的一層,置于室內(nèi)通風(fēng)陰干,土樣半干時,將大土塊捏碎,風(fēng)干場所力求干燥通風(fēng),防止酸蒸汽、氨氣灰塵污染。 2、去除雜質(zhì):挑除肉眼可見的動植物殘體,結(jié)核、石礫、少量可棄去,量多可稱量計算含量 3、壓碎磨細(xì)過1mm篩:在木盤或橡皮板上壓碎,壓不碎的在瓷研缽中磨細(xì),土壤全部過1mm篩,礫石>5%時需要稱量計算含量 4、過0.25mm篩:混合后方格法分取50g,瓷或瑪瑙研缽研磨后全部過0.25mmm篩(<0.25mm土樣) 5、裝瓶:將0.25mm篩的土樣裝瓶,供測有機(jī)質(zhì)以及全量養(yǎng)分(N、P、K)用,加標(biāo)簽,陰涼、干燥房間保存,將剩余部分也裝瓶,供一般項目(PH值、速效養(yǎng)分)分析用,加標(biāo)簽(<1mm土樣) 二、有機(jī)質(zhì)的測定 1、測定原理 在加熱的條件下,用過量的重鉻酸鉀—硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液,來氧化土壤有機(jī)質(zhì)中的碳,Cr2O-27等被還原成Cr+3,剩余的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)用硫酸亞鐵(FeSO4)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,根據(jù)消耗的重鉻酸鉀量計算出有機(jī)碳量,再乘以常數(shù)1.724,即為土壤有機(jī)質(zhì)量。其反應(yīng)式為: 重鉻酸鉀—硫酸溶液與有機(jī)質(zhì)作用: 2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2↑+8H2O 硫酸亞鐵滴定剩余重鉻酸鉀的反應(yīng): K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O 步驟: (1)稱樣加氧化劑:
準(zhǔn)確稱取通過0.25毫米篩孔的土樣0.1000—0.5000克,土樣數(shù)量視有機(jī)質(zhì)含量多少而定。有機(jī)質(zhì)含量大于5%的稱土樣0.2克以下,4—5%的稱0.3—0.2克,3—4%的稱0.4—0.3克,2—3%的稱0.5—0.4克,小于2%則稱0.5克以上。由于土樣數(shù)量少,為了減少稱樣誤差,
最好用減重法。將稱好的土樣放入干燥的硬質(zhì)試管中,用滴定管或移液管準(zhǔn)確加入0.4 mol/L(1/6 K2Cr2O7)溶液10毫升(先加入3毫升,搖動試管,使溶液與土混勻,然后再加其余的7毫升),在試管口套一小漏斗,以冷凝蒸出的水 汽,把試管放入鐵絲籠中。 (2)將裝有8—10個試管的 鐵絲籠(每籠應(yīng)有1—2個試管做空白試驗,用灼燒過的土壤代替土樣,其他手續(xù)均相同)放入溫度為185—190℃的油浴鍋中(也可用石臘油、磷酸代替菜油或用多孔鋁錠代替油?。蠓湃胗驮″仠囟认陆抵?70—180℃左右,以后必須控制溫度在170—180℃,當(dāng)試管內(nèi)液體開始沸騰(溶液表面開始翻動,有較大的氣泡發(fā)生)時記時,緩緩煮沸5分鐘,取出鐵絲籠,稍冷,用紙擦凈試管外部的油液。 (3)等試管冷卻后,將試管內(nèi)溶液倒信150毫升三角瓶中,用蒸餾水少量多次地洗凈試管內(nèi)部及小漏斗的內(nèi)外,洗滌液均沖洗至三角瓶中,最后總的體積約60—70毫升。滴加加4滴鄰啡羅啉指示劑,用0.2 mol/L硫酸亞鐵銨或硫酸亞鐵溶液滴定,三角瓶中溶液的顏色由橙黃色經(jīng)蘭綠色突變到磚紅色 3、計算公式為: 有機(jī)質(zhì)g=[ ((V0-V)C×1.724*0.003×1.1)/樣品重×1000 式中:V0—滴定空白液時所用去的硫酸亞鐵毫升數(shù)。 V—滴定樣 品液時所用去的硫酸亞鐵毫升數(shù)。 C—標(biāo)準(zhǔn)硫
酸亞鐵的濃度。mol/L 0.003—1/4碳原子的摩爾質(zhì)量數(shù) 1.1—為氧化校正系數(shù) 1.724—有機(jī)碳換算成有機(jī)質(zhì)的平均換算系數(shù) 4、注意事項 1).根據(jù)樣品有機(jī)質(zhì)含量決定稱樣量。有機(jī)質(zhì)含量在大于50g的土樣稱 0.1g,20—40g的稱0.3g,少于20g的可稱0.5g以上。 2.)消化煮沸時,必須嚴(yán)格控制時間和溫度。 3.)最好用液體石蠟或磷酸浴代替植物油,以保證結(jié)果準(zhǔn)確。磷酸浴需用玻璃容器。 4.)對含有氯化物的樣品,可加少量硫酸銀除去其影響。對于石灰性土樣,須慢慢加入濃硫酸,以防由于碳酸鈣的分解而引起劇烈發(fā)泡。對水稻土和長期漬水的土壤,必須預(yù)先磨細(xì),在通風(fēng)干燥處攤成薄層,風(fēng)干10天左右。 5.)一般滴定時消耗硫酸亞鐵量不小于空白用量的1/3,否則,氧化不完全,應(yīng)棄去重做。消煮后溶液以綠色為主,說明重鉻酸鉀用量不足,應(yīng)減少樣品量重做。 三、土壤堿解氮含量的測定 1、目的要求 土壤堿解氮包括無機(jī)態(tài)氮和部分有機(jī)質(zhì)中醫(yī)分解的、比較簡單的有機(jī)態(tài)氮,它是銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白質(zhì)的總和。它能反映出土壤近期內(nèi)氮素供應(yīng)情況,所以又稱為土壤有效氮。測定土壤堿解氮的含量對了解土壤的供氮能力,指導(dǎo)合理施肥具有一定意義。 通過實(shí)驗,了解其測定原理,掌握其測定方法和基本操作技能,
并能比較準(zhǔn)確地測定出土壤堿解氮的含量。 方法原理 擴(kuò)散皿中,用 1.2mol/LNaOH(水田)或1.8mol/LNaOH(旱土)處理土壤,使易水解態(tài)氮(潛在有效氮)堿解轉(zhuǎn)化為NH3,NH3擴(kuò)散后為H2BO3所吸收,再用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定,計算出土壤中堿解氮的含量。 水田土壤中硝態(tài)氮極少,不需加硫酸亞鐵粉,用1.2mol/LNaOH堿解即可。但測定旱地土壤中堿解氮含量時,必須加硫酸亞鐵,使硝態(tài)氮還原為銨態(tài)氮。同時,由于硫酸亞鐵本身能中和部分NaOH,因此不需用1.8mol/LNaOH。 3、操作步驟 (1)稱取<1mm的風(fēng)干土樣2.00g,硫酸亞鐵粉1g混合均勻,置于潔凈的擴(kuò)散皿外室,輕輕旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿,使風(fēng)干土樣均勻鋪平。 (2)在擴(kuò)散皿內(nèi)室加入2%硼酸溶液2ml,并滴加定氮混合指示劑1滴(溶液顯微紅色)。 (3)在擴(kuò)散皿外沿涂上堿性甘油,蓋上毛玻璃,旋轉(zhuǎn)數(shù)次,使周邊與毛玻璃完全黏合。 (4)慢慢推開玻璃一邊,使擴(kuò)散皿外室露出一條狹縫,迅速加入 10ml1.0mol/LNaOH溶液,立即蓋上毛玻璃,水平輕輕旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿,使堿液與土壤充分混勻。 (5)用橡皮筋固定毛玻璃,隨后放入40℃恒溫箱中,堿液擴(kuò)散24h后取出(可以觀察到內(nèi)室溶液為藍(lán)色)。 (6)以0.0100mol/L標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定擴(kuò)散皿內(nèi)室硼酸吸收的氨溶液,溶液由藍(lán)變?yōu)槲⒓t時即為終點(diǎn)。 4、結(jié)果計算 土壤速效氮(mg)= V*C*14*1000/m 其中: M——土樣質(zhì)量 V——標(biāo)準(zhǔn)酸用量(ml) 14——氮原子的摩爾質(zhì)量(mg/mol) 1000——換算成kg樣品中氮的毫克數(shù) C——(1/2H2SO4)硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)的量濃度(mol/L) 5、注意事項 (1)擴(kuò)散皿內(nèi)室加2%硼酸,并滴加1滴定氮混合指示劑后,溶液必須顯微紅色,否則需重做。 (2)特質(zhì)膠水堿性很強(qiáng),在涂膠水和洗滌擴(kuò)散皿時,必須特別小心,謹(jǐn)防污染內(nèi)室造,成錯誤。 (3)滴定時要用干凈玻璃棒小心攪動吸收液,切不可搖動擴(kuò)散皿。 (4)擴(kuò)散皿外室加入堿液后,操作必須小心,謹(jǐn)防堿液濺入內(nèi)室。 實(shí)訓(xùn)十 土壤速效磷含量的 測定 (0.5mol/LNaHCO3浸提-鉬 銻抗比色法) 一、目的要求 土壤速效磷也稱土壤有效磷,包括水溶性磷和弱酸溶性磷,其含量是判斷土壤供磷能力的一項重要指標(biāo)。測定土壤速效磷的含量,可為合理分配和施用磷肥提供理論依據(jù)。實(shí)驗要求了解測定土壤速效磷的基本原理,掌握其測定方法。 二、方法原理 用pH8.5的0.5mol/L的NaHCO3作浸提劑處理土壤,由于碳酸根的存在抑制了土壤中的碳酸鈣的溶解,降低了溶液中Ca2+濃度,鄉(xiāng)音的提高了磷酸鈣的溶解度。由于浸提劑的pH較高,抑制了Fe3+和Al3+的活性,有利于磷酸鐵和磷酸鋁的提取。此外,溶液中存在著OH-、HCO3-、CO32-等陰離子,也有利于吸附態(tài)磷的置換。用NaHCO3作浸提劑提取的有效磷與作物吸收磷有良好的相關(guān)性,其適應(yīng)范圍也廣泛。 浸出液中的磷,在一定的酸度下,用硫酸鉬銻抗還原顯色成磷鉬藍(lán),藍(lán)色的深淺在一定濃度范圍內(nèi)與磷的含量成正比,因此,可以用比色法測定其含量。 三、主要儀器 震蕩機(jī)、分光光度計或光電比色計、天平(0.01g)、三角瓶(250ml)、容量瓶(50ml)、漏斗、無磷濾紙、移液管(10ml)。 四、操作步驟 1.待測液的制備 稱取通過1mm篩孔的風(fēng)干土樣5.00g置于250ml三角瓶中,加入一小勺無磷活性炭和0.5mol/L的NaHCO3浸提液100ml,塞緊瓶塞,在震蕩機(jī)上震蕩30min,取出后立即用干燥漏斗和無磷濾紙過濾,濾液用另一只三角瓶盛接。同時作空白試驗。 2. 測定 吸取濾液10ml(對含P2O51%以下的樣品吸取10ml,含磷高的可改為5ml或2ml,但必須用0.5mol/L的NaHCO3補(bǔ)足至10ml),于50ml容量瓶中,加鉬銻抗混合顯色劑5ml,小心搖動。30min后,在721或722型分光光度計上用波長660nm(光電比色計用紅色濾光片)比色,以空白液的吸收值為0,讀出待測的吸光度值。 3.磷標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 分別吸取50mg/L磷標(biāo)準(zhǔn)液0、1、2、3、4、5(ml)于50ml容量瓶中,各加入0.5mol/L的NaHCO3浸提液1ml和鉬銻抗顯色劑5ml,除盡氣泡后定容,充分搖勻,即為0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mol/L的磷的系列標(biāo)準(zhǔn)液。30min后與待測液同時進(jìn)行比色,讀取吸光度值。再方格坐標(biāo)紙上以吸光度值為縱坐標(biāo),磷mol/L為橫坐標(biāo)便繪制成磷標(biāo)準(zhǔn)曲線。 六、結(jié)果計算 土壤速效磷P(mg)=mg/L * 50/10 *100/m 式中:mg/L——標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得磷的濃度數(shù) 50——顯色溶液的總體積,ml; 100——提取液總體積,ml; 10——吸取濾液毫升數(shù); m——風(fēng)干土樣的質(zhì)量,g。 速效鉀和緩效鉀的測定 一)土壤速效鉀的測定——NH4OAc浸提,火焰光度法 1.方法原理 以NH4OAc作為浸提劑與土壤膠體上陽離子起交換作用。 2.主要儀器 火焰光度計、往返式振蕩機(jī) 3.試劑 (1)1mol/L中性NH4OAc(pH7)溶液 稱取化學(xué)純CH3COONH477.09g加水稀釋,定容至近1L。用HOAc或NH4OH調(diào)至pH7.0,然后稀釋至1L。 (2)鉀的標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 稱取KCl(二級,110℃烘干2h)0.1907g溶于1mol/LNH4OAc溶液中,定容至1L,即為含100μg/mL K的NH4OAc溶液。同時分別準(zhǔn)確吸取此100 μg/mL K標(biāo)準(zhǔn)液0、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0、40.0 mL放入100 mL容量瓶中,用1mol/L NH4OAc溶液定容,即得0、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0、40.0μg/mL K 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。 4.操作步驟 稱取通過1mm篩的風(fēng)干土5.00g于100mL三角瓶或大試管中,加入1mol/L中性NH4OAc溶液50mL,塞緊橡皮塞,振蕩30min,用干的普通定性濾紙過濾。 濾液盛于小三角瓶中,同鉀標(biāo)準(zhǔn)系列溶液一起再火焰光度計上測定。記錄其檢流計上的讀數(shù),然后從標(biāo)準(zhǔn)曲線求得其濃度。 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:將鉀標(biāo)準(zhǔn)系列濃度溶液,以濃度最大的一個定到火焰光度計上檢流計為滿度(100),然后從稀到濃依序進(jìn)行測定。記錄檢流計讀數(shù),以檢流計讀數(shù)為縱坐標(biāo),鉀(K)的濃度μg/mL為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。 5.結(jié)果計算 土壤速效鉀(mg/Kg,K)=待測液(μg/mL,K)×V/m 式中:V——加入浸提劑 mL 數(shù); m——烘干土樣品的質(zhì)量(g)。 1溶液中的鉀用火焰光度法測定 操作步驟:1/100天平稱<1mm風(fēng)干土 5g –放入100ml塑料瓶中—加入50ml/mol/l NH4AC溶液—加蓋—震蕩30分鐘—干過濾—火焰光度計上讀數(shù) 2標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 吸取100mg/L鉀標(biāo)準(zhǔn)液 0.5.10.20.30 ml 放入 50ml容量瓶中,用NH4AC溶液定容,濃度為0.10.20.40.60 mg/l ,在火焰光度計上讀數(shù),并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 3 結(jié)果計算 = k(mg/l)* v/m V:加入侵提液的體積 m-土樣質(zhì)量 k—標(biāo)準(zhǔn)曲線查得 注意事項:1 為了控制條件一致,鉀的各級標(biāo)準(zhǔn)液均用NH4AC配置 2含NH4AC的鉀標(biāo)準(zhǔn)液放置時間不能過長 水溶性總鹽的測定 一 烘干殘渣質(zhì)量法(經(jīng)典法) (一)方法原理 含鹽的浸出液在水浴上蒸干,用雙氧水氧化有機(jī)質(zhì),殘渣在烘箱中烘干,稱量,球的可溶性鹽總量. (二)測定步驟 洗凈的瓷蒸發(fā)皿105-110°C烘至恒重(<2mg) →沸水浴上加入50ml浸提液→蒸干→殘渣用10%雙氧水處理多次(每次2ml左右)→至有機(jī)質(zhì)完全氧化,殘渣呈白色后蒸干→105-110°C烘至恒重 (三)計算結(jié)果 土壤總鹽量(g)=( m2——m1)/m * 1000 m2 殘渣和蒸發(fā)皿的質(zhì)量 m1 蒸發(fā)皿的質(zhì)量 m 吸取浸出液相當(dāng)?shù)耐翗淤|(zhì)量 注意事項 1、待測液的吸取量與土壤含鹽量有關(guān),>5g,吸25ml <5g吸50ml保持鹽分在0,02~0.2g之間 2、過氧化氫氧化有機(jī)質(zhì),每次加量使殘渣濕潤即可,避免氧化太劇烈使鹽分濺失 3、有時樣品中氧化鐵含量過高,使殘渣呈黃色或褐色,不能誤以為是有機(jī)質(zhì)的顏色, 4、鹽分在空氣中易吸潮,應(yīng)在相同條件和時間下冷卻稱量 5、加熱時碳酸氫根質(zhì)量損 失二分之一 HCO3— → CO2+H2O+CO32— 精確的計算校正 土壤全鹽量(g)=土壤全鹽量(殘 渣)g+1/2 HCO3— g 6、濾液應(yīng)盡量清澈否則所含硅酸鹽膠體使結(jié)果偏高
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