《植物土壤与环境》实验.docx

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《植物土壤与环境》实验

1、土壤有机质的测定原理？

（见实验报告）

土壤+K2Cr2O7-H2SO4CO2BaCO3

K2Cr2O7在H2SO4存在下，土壤有机C氧化成CO2，释放出的CO2可以按照上述干烧法测定；也可把CO2导入过量Ba（OH）2溶液中使成BaCO3，然后用已知的标准酸（HCl）滴定剩余的Ba（OH）2，由净消耗的酸量求OM含量。

（用过量的，一定量的K2Cr2O7-H2SO4溶液氧化土壤有机C，使Org-C氧化成剩余的K2Cr2O，用标准FeSO4回滴，根据净用氧化剂（K2Cr2O7）量来计算有机C量，反应式为：

氧化：

3C+2CrO2-7+16H3CO2+4Cr23++8H2O

滴定CrO2-7+6Fe2-+14H+2Cr3++6Fe3++7H2O

终点指示剂有邻菲罗啉，二苯胺等。

其中邻菲罗啉批示剂终点时显常用。

（C12H8N2）3Fe3++e（C12H8N2）3Fe2+

遇到强氧化剂，兰色Fe2+提供还原剂为砖红色

滴定过程的颜色变化，开始为过量，CrO2-7的橙色，为主灰绿Cr3+的兰绿砖红色。

FeSO4过量半滴即变成砖红色，表示终点已到。

）

2、土壤有机质的测定方法和测定步骤：

（P32）

方法：

重铬酸钾容量法—外加热法或重铬酸钾氧化还原滴定法

3、土壤有机质测定的计算公式：

土壤有机C%=（a-b）cFe0.003f100

m

土壤OM%=土壤有机C%1.724

4、土壤有机质的测定中干烧法与湿烧法的优点和缺点：

优点：

（1）均为经典方法，具有较高精密度，可作为标准方法；

（2）使有机C分解完全；

（3）不受还原物质的影响。

缺点：

（1）干烧法需要特殊的仪器设备和较高的操作技术；

（2）操作费时，碳酸盐有干扰。

5、重铬酸钾氧化还原滴定法优点和缺点：

（注释——重铬酸钾氧化还原滴定法根据加热方式不同，又分为外热源法和稀释热法。

）

优点：

操作简便、快速，不要求特殊仪器及很熟练的操作技术，土壤中碳酸盐无干扰，适于大批量样品的分析。

缺点：

（1）对样品OM含量有一定要求，超过15%不易得到准确结果（可用稀释热法补救）；

（2）Fe2+、Cl-、MnO2等均对氧还反应有干扰；

（3）与干烧法相比，反应不够彻底，氧化不完全，准确度差些。

6、重铬酸钾外热源法（外加热法）的优点和缺点：

优点：

氧化有机C比较完全（是干烧法的90%以上）；各土壤间的变异较小；测定结果精密度较好。

缺点：

加热温度高，不易控制恒温，所以易产生误差。

7、土壤全N的测定原理？

（16、凯氏定氮测定土壤全氮的方法原理？

）

含N有机物在催化剂作用下，与浓H2SO4高温共煮，使有机N转化成NH4-N（（NH4）2SO4），然后在碱性溶液中蒸馏出NH3，用H3BO3吸收，再用标准酸溶液直接滴定H3BO3吸收的NH3，根据酸的用量来计算N含量。

8、土壤全氮的测定方法和步骤？

（18、凯氏定氮测定土壤全氮的测定步骤？

）（见实验报告）

土壤全氮的测定方法：

凯氏定氮法

测定步骤：

（P47）

①样品的消煮

催化剂+浓H2SO4

有机N（NH4）2SO4

（+无机N）

②消煮液中NH4+的定量（蒸馏）

OH-H3BO3H+

（NH4）2SO4NH3NH4++H2BO3H3BO3

9、凯（开）氏反应的特点：

①浓H2SO4是中强氧化剂，单靠它不能很快完成各类含N有机物的开氏反应，因此需要加入加速剂，以缩短消煮时间。

②开氏反应的氧化还原电位范围较窄，既须把有机C氧化成CO2，又须防止把NH4+氧化成NO3-，因此使用氧化剂要特别注意。

③高温消煮能促进有机质分解，但温度过高则会引起NH4+盐热分解，所以温度不能超过410C。

④有些有机N因抗性大则转化很慢，即使有加速剂，在消煮清亮后也必须再“后煮”一段时间。

10、土壤全氮测定中加热温度和时间的控制范围？

加热温度与时间：

加热温度在360-410C，才能使土壤有机N化合物分解完全，也不引起N的损失。

（1）对温度的控制：

自动控温器或消煮管中H2SO4蒸汽冷凝回流的高度（在瓶颈上部1/3处冷凝回流为宜）。

用小火加热，待瓶内反应缓和时（10～15min），加强火力使消煮的土液保持微沸，并防止蒸干。

（2）加热时间：

控制适当的加热时间可以保证土样中的有机N全部转化为NH4-N，又不致因时间过长而引起N素损失。

据全N标准化研究指出：

（对半微量开氏法的要求）当消煮液和土粒全部变为灰白并略带绿色后，再消煮一小时，这1hr叫后煮，其作用是促使土壤中复杂的有机N化合物分解完全，全部转化为NH4-N。

后煮时间的长短取决于土壤有机质的含量、加速剂的种类和用量。

根据研究结果看，在360-410C消煮80-90min，即可得到稳定的测值。

11、土壤全氮测定过程中NH4+的测定条件？

①H3BO3的用量：

1%H3BO3约等于0.16mol/L

1ml1%H3BO3吸收的NH3量为0.46mgN

1ml2%H3BO3吸收的NH3量为0.92mgN

在半微量开氏法蒸馏中，一般是1mgN，用5ml2%H3BO3吸收NH3足够了。

H3BO3吸收NH3有以下几个优点：

A、仅用一种标准酸溶液即可测出NH3含量，准确度高；

B、H3BO3用量不必准确，只要足够即可，而标准酸的用量要求准确；

C、H3BO3液中加入指示剂，可检查接受瓶是否干净、蒸馏瓶中的碱是否足够。

②NaOH的用量：

以保证NH4+全部蒸出为原则，主要是根据加入浓H2SO4的量来计算的。

③空白测定：

一般不大于0.40ml。

*注意：

蒸馏时馏出液的温度勿超过40C，以防NH3挥发，注意打开冷凝水。

④蒸出液以50~75ml为宜。

12、在测定NH4+的条件中如何判断加碱量（蒸馏法）是否合适？

可以根据加碱后的几种现象来判断：

溶液变混浊，有蓝色絮状沉淀（Cu（OH）2生成）；溶液变为棕褐色混浊，Cu（OH）2CuO；接收瓶中H3BO3液由紫红色蓝色。

以上说明加碱适量。

*加碱后，蒸馏开始，蒸馏瓶内溶液为蓝色，不变混浊，也不变棕褐色（因为生成[Cu（OH）4]2-不沉淀出来），此时要看接收瓶内溶液的变化，若变蓝，说明碱够，若不变蓝，则可能是加碱不足或其它原因。

13、凯氏法测定全氮步骤：

（同17、18）（见实验步骤）

催化剂+浓H2SO4OH-H3BO3

有机NNH4+NH3NH4++H2BO3-

（+无机N）H+

H3BO3

|样品的消煮|消煮液中NH4+的定量（蒸馏）|

14、土壤浸提剂选择的原则（依据）是：

（1）浸出的土壤养分量应与作物吸收量（或植物对

养分的反应）有良好的相关性；

（2）快速、简便；

（3）适应性广，包括：

A一种浸提剂适用多种元素；B各类土壤；C各实验室都可用。

（4）成本低。

15、土壤碱解氮的测定方法和原理？

 碱水解性N（碱解N）：

（1）NaOH-扩散法：

2.0g土+10.00ml1mol/LNaOH，401C，

240.5hr

16、碱解氮的操作步骤？

（P57）

17、机N（NH4+，NO3-，NO2-）土样的特殊性？

土样的特殊性：

新鲜样品

（1）采样后要求冷冻或冷藏

（2）快速干燥使NO3-变化极小，但对NH4+影响大

18、常用的土壤有效磷的测定方法？

方法：

0.5molL-1NaHCO3浸提法（Olsen法）。

适用于石灰性土壤、碱性、中性土壤和微酸性土壤。

19、有效磷测定的方法原理？

（土壤有效磷测定—0.5molL-1NaHCO3浸提法的原理？

）

用0.5molL-1NaHCO3浸提土壤有效磷，浸出液用钼锑抗吸光光度法测定磷的含量。

20、土壤有效磷测定方法中NaHCO3的作用？

（0.5molL-1NaHCO3浸提法中NaHCO3的作用？

）

（1）降低Ca2+浓度（形成CaCO3沉淀），使微溶性磷酸盐被浸出（Ca-P）。

（2）浸提液pH调至8.5，使铁、铝发生水解，从而降低Fe3+、Al3+的浓度,使Fe-P、Al-P被浸出。

Al3++2H2O[Al（OH）2]++2H+

+

OH-

Al（OH）3

Fe3+Fe（OH）3

（3）与交换吸附态磷进行置换作用（浸提液中有OH-、HCO3-、CO32-等阴离子）,从而使H2PO4-、HPO42-等被浸提出来。

（4）浸提过程中的溶解作用降低了溶液中Ca2+、Fe3+、Al3+的浓度，因此能够防止浸出的磷发生次生沉淀。

21、土壤有效磷测定方法的浸提条件？

（0.5molL-1NaHCO3浸提法的浸提条件？

）

（1）pH8.5

2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O

（2）浸提温度

每升高1C，磷的浸出量大约增加2.18%。

国标规定251C

（3）土液比1:

20（5g+100ml或2.5g+50ml）

（4）振荡时间301min

（5）振荡频率通常用180次/min（150-200次/min均可）

22、土壤速效K的测定的方法和相应原理？

（1）1mol/LNH4OAc（pH7）法

（2）原理：

P106

23、土壤速效K测定的优点？

（土壤速效K测定—1mol/LNH4OAc（pH7）法的优点？

）

优点：

（1）K+与NH4+半径接近，能有效提取交换性K

NH4+K+Na+Ca2+水化H+

r（nm）0.1450.1330.0930.0990.450

（2）用火焰光度法或原子吸收法定量时，干扰离

子少。

24、土壤缓效K的测定方法？

1、生物耗竭法2、1mol/LHNO3煮沸法3、2.0mol/LHNO3冷浸提法：

土液比为1:

20，振荡30min。

4、四苯硼钠提取法5、电超滤（EUF）法可同时测定速效K与缓效K。

25、土壤缓效K的测定原理？

（土壤缓效K测定—1mol/LHNO3煮沸法的测定原理？

）

土液比为1:

10，放入磷酸浴或油浴煮沸10min，浸出的K来代表缓效K（减去交换性K后）的相对指标。

本法的要点：

准确煮沸10min；土液比保持1:

10，避免水分蒸发掉。

26、土壤全磷全钾的测定方法？

（34、全磷的测定方法、原理？

37、全钾的测定方法、原理？

）

土壤全磷全钾的测定方法：

氢氧化钠熔融法

NaOH熔融法：

熔剂由Na2CO3NaOH，铂坩埚Ag坩埚，720C熔融。

本法测定结果比Na2CO3法稍低，因为分解完全程度低，且由于NaOH易吸水而使测定结果不稳定。

但本法较经济，Ag坩埚便宜。

NaOH法：

样品分解完全，可用Ag（Ni）坩埚，熔融温度低（750C），操作简便，试液可测全钾及全磷。

本法也要作空白测定。

此法适用于一般实验室。

27、钾的测定步骤？

（71、土壤全磷的测定步骤？

）（P102或实验报告）

28、全P的测定-—Na2CO3熔融法的优点和缺点？

优点：

熔融时分解完全，测定结果准确，同一待测液可测定多种元素。

缺点：

操作繁琐、费时，且铂坩埚贵重，每次使用时均有消耗，单测P时不用此法。

29、全P测定的方法有那些？

1、碱熔法：

（1）Na2CO3熔融法：

（2）NaOH熔融法

2、酸溶法

30、全P测定—酸溶法中H2SO4-HClO4优点：

（1）HClO4的脱水作用很强，有助于胶状硅（SiO2H2O）的脱水。

（2）并能与Fe3+形成配合物，抑制Si和Fe对P比色的干扰。

（3）H2SO4可提高消煮温度，防止消煮液蒸干，有利于分解作用进行。

在N、P联合测定中要注意HClO4的用量。

31、P测定试液中P的测定方法有那些？

1、重量法：

（1）磷酸铵镁法：

先使P生成NH4MgPO4·10H2O，再灼烧成Mg2P2O7（焦磷酸镁），称至恒重。

此法曾作过标准方法，但繁琐、费时，现很少采用。

（2）磷钼酸喹啉法：

为黄色沉淀。

精密度和准确度都高，多用于肥料中P的测定。

2、滴定法：

上述沉淀用过量标准碱溶解，再用标准酸滴定剩余的碱。

与重量法相比无大优点，且多了手续，如标准酸、碱，现少用。

总之，重量法、滴定法均需沉淀重量大，即含量高时用，而土壤中的P一般较少，所以现在普遍采用比色法。

3、比色法：

（1）钒钼黄法（又叫钼黄法）：

抗干扰离子的范围大，灵敏度较低，适于测定含P量高的样品。

（2）钼兰法：

最早在1887年提出，后经不断研究、改进，直到1962年Murphy等提出用抗坏血酸作为测P的还原剂，才形成了现在的钼锑抗比色法。

优点：

与重量法和滴定法相比，能准确测定微量磷，灵敏度高，操作简便。

对一般土壤中P的测定，此法都适用。

32、比色法测定原理：

在酸性条件下，试液中的P（正磷酸盐）与钼酸形成配合物-磷钼杂多酸（又叫磷钼酸杂聚配合物）。

H3PO4+12H2MoO4=H3P（Mo3O10）4+12H2OP多时呈黄色，少时无色在一定酸度下，加入还原剂后，杂多酸中的Mo被还原，产生特殊兰色-钼兰，其中一部分Mo6+被还原成Mo5+或Mo3+，或Mo3+、Mo5+都有。

在钼兰的吸收光谱曲线中有两个吸收峰（660nm或880nm）。

测定时可以根据分光光度计的性能选用。

我国GB采用700nm波长。

33、酸法---钼锑抗法的四大优点？

（1）能加速显色反应；

（2）在常温下能迅速显色；

（3）锑参与了“钼兰”配合物的组成（P:

Sb:

Mo=1:

2:

12），使兰色加深，提高了反应的灵敏度；

（4）钼锑抗试剂是由钼酸铵、H2SO4、酒石酸氧锑钾、抗坏血酸（使用当天加入）按比例配成的一种合试剂，使用时一次加入，从而简化了操作手续，有利于大批样品的分析及分析方法的自动化。

所以是目前测P使用最广泛的方法。

34、全钾测定（样品的分解）的方法有那些？

1、CaCO3-NH4Cl法：

2、碱熔法：

Na2CO3法：

NaOH法：

样品分解完全，可用Ag（Ni）坩埚，熔融温度低（750C），操作简便，试液可测全钾及全磷。

本法也要作空白测定。

此法适用于一般实验室。

3、酸溶法：

HF-HClO4法：

35、测定试液中钾测定的测定方法有那些？

1、亚硝酸钴钠法（K2NaCo（NO2）6）：

有重量法、滴定法、比浊法，这些方法皆因操作繁琐而现在很少采用。

2、四苯硼钠法：

有重量法和滴定法。

它优于亚硝酸钴钠法，是较好的化学分析方法，适于测定含钾量高的样品，如植物、肥料等。

3、钾电极法：

是一种有前途的方法。

国外应用较普遍，我国工业上用的多，农业上应用较少，处于发展阶段，因为土壤中杂质多，干扰因素多。

4、火焰光度法：

属简单的发射光谱法，适于测定低浓度范围的钾。

此法测定速度快、简便、灵敏、准确，是现在普遍采用的测钾方法。

36、火焰光度计的测定原理？

试液由压缩空气泵喷成雾状，与燃气（如汽油）混合燃烧，在火焰高温激发下，K+发射出特定波长的光，如K=766.4nm，Na=589.0nm，通过单色器、光电池把光能转换成电能，在由检流计量出电流的强度，此电流与溶液中K+浓度成正相关，以同样条件作工作曲线，即可求出K+含

37、Fe、Mn、Cu、Zn的测定方法：

（一）浸提方法：

1、中性盐（交换态）：

不常用Fe、Mn---1molL-1NH4OAc（Fe：

pH4.8；Mn：

pH7.0）Zn---1molL-1KClCu---交换态不易解吸（有机吸附）

2、稀HCl（0.1molL-1）：

1：

5，90min（常用）Cu、Zn---中性、酸性土壤适用

2、DTPA法：

（常用）---DTPA-CaCl2-TEA法

二乙三胺五乙酸三乙醇胺

适用于Zn、Cu、Fe、Mn的浸提,对ZnFeMn、Cu0.05molL-1DTPA-0.01molL-1CaCl2-0.1molL-1TEA（pH7.3）

浸提原理：

（1）DTPA具有螯合作用，在高pH下仍存在螯合能力，是通用浸提剂。

（2）TEA为pH缓冲剂，具有交换作用，维持pH7.3（用HCl调节）。

（3）CaCl2用于中性或石灰性土壤，防止CaCO3溶解。

DTPA为非平衡体系，非平衡法是指未达到平衡的浸提（未达最大值），因此条件要标准化：

土液比1：

2；振荡2h；25C；土粒1mm（或2mm）。

评价标准（临界值）：

（mgkg-1）

FeMnCuZn

DTPA法2-510.20.5-1.0

0.1molL-1HCl（酸性土）//1.91-1.5

NH4OAc52-3//

活性Mn/100//

二）定量方法：

1、化学方法：

Fe---邻菲罗啉法

Mn---KMnO4比色法

Zn---双硫腙比色法

2、原子吸收分光光度法：

38、Fe、Mn、Cu、Zn测定中浸提方法？

1、中性盐（交换态）：

不常用Fe、Mn---1molL-1NH4OAc（Fe：

pH4.8；Mn：

pH7.0）Zn---1molL-1KClCu---交换态不易解吸（有机吸附）

2、稀HCl（0.1molL-1）：

1：

5，90min（常用）Cu、Zn---中性、酸性土壤适用

3、DTPA法：

（常用）---DTPA-CaCl2-TEA法

二乙三胺五乙酸三乙醇胺

适用于Zn、Cu、Fe、Mn的浸提,对ZnFeMn、Cu0.05molL-1DTPA-0.01molL-1CaCl2-0.1molL-1TEA（pH7.3）

浸提原理：

（1）DTPA具有螯合作用，在高pH下仍存在螯合能力，是通用浸提剂。

（2）TEA为pH缓冲剂，具有交换作用，维持pH7.3（用HCl调节）。

（3）CaCl2用于中性或石灰性土壤，防止CaCO3溶解。

DTPA为非平衡体系，非平衡法是指未达到平衡的浸提（未达最大值），因此条件要标准化：

土液比1：

2；振荡2h；25C；土粒1mm（或2mm）。

39、Fe、Mn、Cu、Zn测定中DTPA法的浸提原理：

（1）DTPA具有螯合作用，在高pH下仍存在螯合能力，是通用浸提剂。

（2）TEA为pH缓冲剂，具有交换作用，维持pH7.3（用HCl调节）。

（3）CaCl2用于中性或石灰性土壤，防止CaCO3溶解。

DTPA为非平衡体系，非平衡法是指未达到平衡的浸提（未达最大值），因此条件要标准化：

土液比1：

2；振荡2h；25C；土粒1mm（或2mm）。

40、Fe、Mn、Cu、Zn测定中定量方法：

1、化学方法：

Fe---邻菲罗啉法

Mn---KMnO4比色法

Cu---DDTC比色法（铜试剂：

二乙基二硫代氨

基甲酸钠）

Zn---双硫腙比色法

2、原子吸收分光光度法：

41、植物矿质元素测定的方法评述？

1、开氏法

1.1、H2SO4—加速剂消煮法

0.5-1g样品，H2SO412ml，加速剂5g，此法只能测定植物全N，不能测定植物全P、全K。

1.2、H2SO4—H2O2消煮法

适用于植物全N、全P、全K联合测定。

2、干灰化法：

适用于植物P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B测定

500-550C高温处理，有机质氧化成CO2，氮变成氮的氧化物，NH3挥发，剩下的是灰分元素的氧化物或盐类，然后用盐酸（10%）溶解，制备的待测液除不能测氮外，其他的元素都能测定。

3、湿灰化法

3.1H2SO4—HNO3消煮法，可测定P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn

3.2HNO3—H2SO4—HClO4HNO3—HClO4

H2SO4沸点338CHNO3沸点120.5CHClO4沸点110C

HNO3、H2SO4、HClO4三种酸的沸点不同，可以根据消煮温度的不同要求，调节三酸的比例。

混合酸消煮浓度不会太高，且一定要有H2SO4存在。

测Ca时，H2SO4量不能太多，因易形成CaSO4；测K时，HClO4量不能太多，因易形成KClO4。

（一般比例为H2SO4：

HClO4=8：

1或1~2）。

42、全氮、全磷、全钾联合测定的方法和原理？

（1）方法－－－H2SO4-H2O2法

（2）方法原理：

植物中N、P大多数以有机态存在，K以离子态存在。

样品在浓H2SO4，经脱水、碳化、氧化等一系列作用，同时H2O2作为氧化剂，在热的浓H2SO4中，分解出新生态氧，H2O2H2O+[O]，其具有强烈的氧化作用，能分解H2SO4所没有破坏的有机物和C，变成CO2、H2O，使有机N、有机P转化为NH4SO4、H3PO4，因此可在同一消煮液中分别测定N、P、K。

43、全氮、全磷、全钾联合测定——H2SO4-H2O2法具体步骤？

（见实验报告）P266

0.5~1g植物样品+5ml浓H2SO4+分两次加入4mlH2O2

（每次2ml）再加入2mlH2O2

再加入2mlH2O2消煮至无色

赶尽剩余的H2O2定容

根据样品的特性，一般H2O2用量在8~10ml左右。

注意：

空白试验，以校正试剂误差。

44、全氮、全磷、全钾联合测定—H2SO4-H2O2法待测液中NH4-N的测定方法主要有那三种？

NH4-N的测定方法很多，主要可用下三种方法测定：

1、蒸馏法（半微量，1mgN）把消煮液定容100ml，取5~10ml蒸馏，和土壤全N测定一样。

2、扩散法（0.05-0.2mgN）稀释50倍，定容100ml，取2ml，和土壤碱解N做法一样。

3、靛酚蓝比色法（0.05~0.5ppmNH4-N）稀释5万倍，如果手工n次稀释，误差大，不宜采用。

用自动仪器分析，自动稀释就可以应用，连续流动分析仪（CFA）测定植物、土壤全N都是用靛蓝比色法测定，准确度和精密度都很高。

45、全氮、全磷、全钾联合测定—H2SO4-H2O2法待测液中磷（钒钼黄比色法）的测定原理？

钒钼黄比色法（1-20mg/LP）*（适于含P量比较高的植物样品）

方法原理：

在一定酸度条件下，待测液中的正磷酸盐与偏钒酸铵和钼酸铵反应，生成黄色的三元杂多酸，溶液黄色的深浅与磷的含量成正比，可用比色法测定。

三元杂多酸的大致组成是P2O5·V2O5·22MoO3·nH2O，其中P:

V:

Mo=1:

1:

11。

46、全氮、全磷、全钾联合测定—H2SO4-H2O2法待测液中磷测定（钒钼黄比色法）的反应条件？

a.不同磷含量的波长选择

P（mg/L）1-62-154-177-20

入（nm）400440470490

b.试剂的终浓度：

酸度：

一般要求范围较宽，0.04~1.6mol/L，最好0.5-1.0mol/L。

偏钒酸铵：

0.005mol/L

钼酸铵：

0.01mol/L

c.温度：

影响小，室温即可。

d.显色时间：

15min后黄色稳定，稳定24小时。

e.干扰离子：

Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+<1000mg/L无干扰。

如果>1000mg/L，可通过控制吸液量来消除干扰。

47、全氮、全磷、全钾联合测定—H2SO4-H2O2法待测液中磷测定（钒钼黄比色法）的优点

a.操作简便、快速，常温下15m