04章 土壤氮和硫的测定.ppt
4第四章 土壤、肥料、植物中N的测定
一、土壤氮的测定
（二）TN的测定
4.测定方法：
2）具体方法 ① 样品的分解（前处理） 称样量 全N含量 <0.2%，应称样（土样）1 g， 0.2-0.4%，应称0.5-1.0 g； >0.4%，应称0.5 g。 此法不包括NO3-N，但(NO3-N)可在一般土壤中可忽略
一、土壤氮的测定
（二）TN的测定
a.氨氮 通过Na+交换作用进入溶液 b.硝氮 淋洗作用（soil负电，NO3-易淋出） c.水溶有机氮 碱性条件下，将以上溶液用FeSO4和Zn还原 FeSO4 ＋ 2NaOH → Fe(OH)2↓＋ Na2SO4 8Fe(OH)2↓＋ NaNO3 ＋ 6H2O → 8Fe(OH)3↓ ＋ NaOH ＋ NH3↑ Zn ＋ 2NaOH → Zn(ONa)2 ＋ H2↑ H2 ＋ 2Fe(OH)3↓→ 2Fe(OH)2↓＋ H2O H2 ＋ NaNO3 → NaNO2 ＋ H2O 6Fe(OH)2↓ ＋ NaNO2 ＋ 5H2O → 6Fe(OH)3↓＋ NaOH ＋ NH3↑
催化剂
煮分解，使其中的氮转化为氨，与H2SO4结合成(NH4)2SO4。
一、土壤氮的测定
（二）TN的测定
A).半微量开氏法(H2SO4—混合盐消煮)：国标法 操作过程
目风干样 0.51.0 g .85 g 称样 100 湿润土样 加几滴水 加混合催化剂加入混合催化剂 1 于开氏瓶或消化管中 ml ,在 600 1000W电炉上加热微沸或消化 器 加浓H 2 SO4 5 消化 盖上小漏斗 冷却 转移 摇匀 呈淡蓝色后再消煮 30 60 min 共需11.5 h 20 ml 水 用 定容(待测液) 转入 50 ml 容量瓶
04章 土壤氮和硫的分析
第四章土壤氮和硫的测定主要内容：◎土壤全氮量的测定◎土壤无机氮的测定◎土壤碱解氮的测定◎土壤矿化氮的测定◎土壤中硫的测定要求：✧掌握用开氏法测定土壤全氮的原理、操作步骤及注意事项。
✧掌握碱解氮的测定方法。
✧掌握溶液中铵态氮、硝态氮的测定方法。
✧了解土壤有效氮的测定方法。
✧了解土壤中硫的测定方法。
§ 4-1 分析意义氮素是植物生长的重要营养元素之一，土壤氮素在肥力中起着相当重要的作用。
研究表明，即使在使用大量氮肥的情况下，作物中积累的氮素仍有50%左右来自土壤，在某些土壤上这个数字更高。
土壤中氮素总量及各种存在形态与作物生长有着密切的关系。
分析土壤全氮及其各种形态氮的含量，可阐明土壤氮素供应能力，评价土壤肥力，为合理施用氮肥提供依据。
一、土壤氮的含量、形态1. 含量我国耕地的氮素含量不高，全氮量（N）为千分数量级，0.x % ，一般为0.1 % ~0.2 % ( 1.0 ~ 2.0 g ∙ kg-1 ) 。
影响土壤含氮量的因素很多，主要受气候、植被、土壤质地、耕作制度等因素的影响，特别是水热条件对土壤含氮量有显著的影响。
土壤全氮量与土壤有机质含量之间有一定的相关性，一般占土壤有机质含量的5 %左右。
2. 形态↗有机态氮＞95%（氨基酸、酰胺、蛋白质、含氮杂环化合物）土壤氮↘无机态氮1~5%（硝态氮、铵态氮）（1）有机态氮：是土壤氮素的主要存在形式。
组成复杂，主要是半分解的有机质、微生物躯体和腐殖质，其中最主要的是腐殖质。
有机形态的氮必须经过矿化作用转变成无机态的氮，才能被植物吸收利用。
有机氮矿化率随季节交替、土壤质地等因素变化，一般来说，年矿化率为1 % ~ 3 % ，也就是说，一年中大约有1 % ~ 3 % 的有机氮被矿化出来供植物吸收。
土壤中氮的供给与易矿化的有机氮有很大关系。
一般来说，半分解的有机质和微生物躯体，由于与土壤无机胶体结合较松，因而比较容易矿化；腐殖质由于与土壤粘粒矿物结合较紧，因而不容易矿化。
第四章 土壤氮的测定PPT
一、方法概述
开氏法一般分为两个阶段 第一个阶段：是样品的消煮 第二个阶段：是消煮液中氮的测定
第一个阶段：样品的消煮
（1）样品的消煮：经典的开氏法样品消煮是用 硫酸进行消化用高锰酸钾进行氧化有机质 这种方法效率低、反应慢。近年来，人们 通过使用增温剂、催化剂和氧化剂大大缩 短了消煮的时间。
A、增温剂：硫酸钾或硫酸钠
二、土壤氮素的分类
土壤氮素按对作物的有效性可划分为： 1、有效氮 2、全氮
三、土壤氮素测定的目的意义
氮素对于作物来说是最重要的营养元素，对 绝大部分作物来说，生长所需要的氮素90％以上 来源于土壤。所以，分析测定土壤中各种形态的 氮含量，对了解土壤氮的供给水平和指导施肥具 有十分重要的意义；同时研究土壤氮库特点对全 球氮循环研究具有特殊的意义。
第一个阶段：样品的消煮
B、催化剂：目前应用的催化剂主要有含Hg、Cu、 Se等催化剂，从催化能力来讲Se> HgO >CuSO4 硒的催化作用最强， 如果使用过量易引起氮
的损失。而且Se也是一种有毒元素所以实验室必 须有通风设备才可使用Se。
第一个阶段：样品的消煮
Hg也是一种效率很高的催化剂，但是在测定过 程中， Hg会带来一些操作上的困难。因为HgO能与 铵结合生成汞—铵复合物。这些包含在复合物中的 铵，加碱蒸馏不出来，因此，在蒸馏之前，必须加 硫代硫酸钠将汞沉淀出来。
生物方法
3、优缺点： 优点： （1）条件易于控制，不必考虑水分、通气矛盾 （2）与好气法相比，快速、准确，重现性好 （3）培养时间相对较短 （4）可靠性也好，不仅适用于水田，也适用于旱田 缺点： （1）有反硝化问题，可加液体石蜡来消除 （2）与化学法相比，时间仍长
化学方法
1. 碱水解性N（碱解N）： （1）NaOH-扩散法：2.0g土+ 10.00mL 1mol/L NaOH，
第四章 土壤氮的分析
第四章土壤氮的分析4.1概述土壤中氮素绝大多数为有机质的结合形态。
无机形态的氮一般占全氮的1～5%。
土壤有机质和氮素的消长，主要决定于生物积累和分解作用的相对强弱、气候、植被、耕作制度诸因素，特别是水热条件，对土壤有机质和氮素含量有显著的影响。
从自然植被下主要土类表层有机质和氮素含量来看，以东北的黑土为最高（N，2.56～6.95 g·kg-1）。
由黑土向西，经黑钙土、栗钙土、灰钙土，有机质和氮素的含量依次降低。
灰钙土的氮素含量只有（N，0.4～1.05g·kg-1）。
我国由北向南，各土类之间表土0～20cm中氮素含量大致有下列的变化趋势：由暗棕壤（N，1.68～3.64g·kg-1）经棕壤、褐土到黄棕壤（N，0.6～1.48g·kg-1），含量明显降低，再向南到红壤、砖红壤（N，0.90～3.05g·kg-1），含量又有升高。
耕种促进有机质分解，减少有机质积累。
因此，耕种土壤有机质和氮素含量比未耕种的土壤低得多，但变化趋势大体上与自然土壤的情况一致。
东北黑土地区耕种土壤的氮素含量最高（N，1.5～3.48g·kg-1），其次是华南、西南和青藏地区，而以黄、淮、海地区和黄土高原地区为最低（N，0.3～0.99g·kg-1）。
对大多数耕种土壤来说，土壤培肥的一个重要方面是提高土壤有机质和氮素含量。
总的来讲，我国耕种土壤的有机质的氮素含量不高，全氮量（N）一般为1.0～2.09g·kg-1。
特别是西北黄土高原和华北平原的土壤，必须采取有效措施，逐渐提高土壤有机质的氮素含量。
土壤中有机态氮可以半分解的有机质、微生物躯体和腐殖质，而主要是腐殖质。
有机形态的氮大部分必须经过土壤微生物的转化作用，变成无机形态的氮，才能为植物吸收利用。
有机态氮的矿化作用随季节而变化。
一般来讲，由于土壤质地的不同，一年中约有1～3%的N释放出来供植物吸收利用。
[整理]04章土壤氮和硫的分析.
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第四章土壤氮和硫的测定主要内容：◎土壤全氮量的测定◎土壤无机氮的测定◎土壤碱解氮的测定◎土壤矿化氮的测定◎土壤中硫的测定要求：✧掌握用开氏法测定土壤全氮的原理、操作步骤及注意事项。
✧掌握碱解氮的测定方法。
✧掌握溶液中铵态氮、硝态氮的测定方法。
✧了解土壤有效氮的测定方法。
✧了解土壤中硫的测定方法。
§ 4-1 分析意义氮素是植物生长的重要营养元素之一，土壤氮素在肥力中起着相当重要的作用。
研究表明，即使在使用大量氮肥的情况下，作物中积累的氮素仍有50%左右来自土壤，在某些土壤上这个数字更高。
土壤中氮素总量及各种存在形态与作物生长有着密切的关系。
分析土壤全氮及其各种形态氮的含量，可阐明土壤氮素供应能力，评价土壤肥力，为合理施用氮肥提供依据。
一、土壤氮的含量、形态1. 含量我国耕地的氮素含量不高，全氮量（N）为千分数量级，0.x % ，一般为0.1 % ~0.2 % ( 1.0 ~ 2.0 g ∙ kg-1 ) 。
影响土壤含氮量的因素很多，主要受气候、植被、土壤质地、耕作制度等因素的影响，特别是水热条件对土壤含氮量有显著的影响。
土壤全氮量与土壤有机质含量之间有一定的相关性，一般占土壤有机质含量的5 %左右。
2. 形态↗有机态氮＞95%（氨基酸、酰胺、蛋白质、含氮杂环化合物）土壤氮↘无机态氮1~5%（硝态氮、铵态氮）（1）有机态氮：是土壤氮素的主要存在形式。
组成复杂，主要是半分解的有机质、微生物躯体和腐殖质，其中最主要的是腐殖质。
有机形态的氮必须经过矿化作用转变成无机态的氮，才能被植物吸收利用。
有机氮矿化率随季节交替、土壤质地等因素变化，一般来说，年矿化率为1 % ~ 3 % ，也就是说，一年中大约有1 % ~ 3 % 的有机氮被矿化出来供植物吸收。
土壤中氮的供给与易矿化的有机氮有很大关系。
一般来说，半分解的有机质和微生物躯体，由于与土壤无机胶体结合较松，因而比较容易矿化；腐殖质由于与土壤粘粒矿物结合较紧，因而不容易矿化。
最新土壤有效氮测测定ppt课件
生成有害物质，抑制进一步的硝化作用。
所以，有一种培养法是用0.01mol L-1CaCl2 淋洗生成的NO3-，再继续培养。
二、嫌气培养法：
1、 基本原理：将土壤淹水处于嫌气条件下，置 于培养箱中培养一定时间，利用厌气微生物
将土壤有机N矿化成NH4-N，然后测定NH4-N 含量（扣除原有的NH4-N）。 2、 培养条件： （1）土壤淹水，处于嫌气态 （2）温度：30-40C （30或40C） （3）时间：1-2（1或2周）
附近测定含量少的样品，如土壤NO3-N等；而在300 nm附近测定含量高的样品，如肥料中NO3-N。
土壤中以及浸提剂中可能存在的物质在紫外波段的
吸收特性：
波长203nm时，NO3-N的吸收值最高，但此时多数 无机盐、土壤有机质都有很高的吸收值，因此难于
在此波长下测定NO3-而不被其它离子干扰。 波长210nm时，NO3-N的灵敏度稍有下降，但在此 波长下，很多无机盐已无吸收值或吸光度极低，因
（4）干扰离子： 因在碱性下显色，很多金属离子都有干扰，可用 EDTA等螯合剂来掩蔽。
（5）测定范围：0.05-0.5mg/L；比色波长：625nm。
评价
优点：兰色稳定，比色液为真溶液，灵敏度高； 准确度、精密度高； 干扰离子可用EDTA掩蔽。
缺点：试剂不稳定，须冷藏，或当天配制； 试剂有毒； 显色时间稍长。
（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
浸提：
NH4-N：阳离子、交换态，存在于土壤胶体表面。 浸提剂：1-2 mol L-1 KCl或NaCl 浸提方法：淋洗法或平衡法
NO3-N（NO2-）：不被胶体吸附，用水即可浸出。 但溶液易浑浊，要得清亮溶液，可加CaSO4、 KAl(SO4)2、KCl、NaCl、CuSO4-CaO等。
土壤中氮的测定(全氮、速效氮)
1 土壤全氮量的测定(重铬酸钾—硫酸消化法)。
土壤含氮量的多少及其存在状态，常与作物的产量在某一条件下有一定的正相关，从目前我国土壤肥力状况看，80%左右的土壤都缺乏氮素。
因此，了解土壤全氮量，可作为施肥的参考，以便指导施肥达到增产效果。
方法原理:土壤与浓硫酸及还原性催化剂共同加热，使有机氮转化成氨，并与硫酸结合成硫酸铵；无机的铵态氮转化成硫酸铵；极微量的硝态氮在加热过程中逸出损失；有机质氧化成CO2。
样品消化后，再用浓碱蒸馏，使硫酸铵转化成氨逸出，并被硼酸所吸收，最后用标准酸滴定。
主要反应可用下列方程式表示：NH2·CH2CO·NH-CH2COOH+H2SO4=2NH2-CH2COOH+SO2+［O］NH2-CH2COOH+3H2SO4=NH3+2CO2↑+3SO2↑+4H2O2NH2-CH2COOH+2K2Cr2O7+9H2SO4=(NH4)2SO4+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+4CO2↑+10H2O (NH4)2SO4＋2NaOH=Na２SO4+2H2O+2NH3↑NH3+H3BO3=H3BO3·NH3H3BO3·NH3+HCl=H3BO3+NH4Cl操作步骤1.在分析天平上称取通过60号筛(孔径为0.25mm)的风干土壤样品0.5—1g(精确到0.001g)，然后放入150ml开氏瓶中。
2.加浓硫酸(H2SO4)5ml，并在瓶口加一只弯颈小漏斗，然后放在调温电炉上高温消煮15分钟左右，使硫酸大量冒烟，当看不到黑色碳粒存在时即可(如果有机质含量超过5%时，应加1—2g焦硫酸钾，以提高温度加强硫酸的氧化能力)。
3.待冷却后，加5ml饱和重铬酸钾溶液，在电炉上微沸5分钟，这时切勿使硫酸发烟。
4.消化结束后，在开氏瓶中加蒸馏水或不含氮的自来水70ml，摇匀后接在蒸馏装置上，再用筒形漏斗通过Y形管缓缓加入40%氢氧化钠(NaOH)25ml。
5.将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，三角瓶内盛有25ml 2%硼酸吸收液和定氮混合指示剂1滴。
第四章土壤、肥料、植物中N测定
一、土壤氮的测定
（二）TN的测定
1.目的：
① 作为肥力指标，土壤分类 ② 稳定性好，用于soil分类代表性强
2.含量：
全球
地壳 0.03%
土壤 0.05-0.5% 耕作层 0.05-0.3%
中国
耕作土 0.1-0.3% 自然土 0.05-0.3%
一、土壤氮的测定
（二）TN的测定
3. TN分级：
①
转5入 m 0容 l 量瓶
同时做空白（不加土样，其它过程完全一样）。
一、土壤氮的测定
（二）TN的测定
4.测定方法： 注意 土壤粒径 测全量 100目 消煮前先加水湿润，使土粒和OM分散 混合盐加速剂 组成：K2SO4：CuSO4：Se =100:10:1（质量比）
若测定食物中N， Se用TiO2代替。
NH3·H2O ＋ H3BO3 → NH4H2BO3 ＋ H2O
滴定：2NH4H2BO3 ＋ H2SO4 → (NH4)2SO4 ＋ 2H3BO3
一、土壤氮的测定
（二）TN的测定
4.测定方法：
② 待测液中N的测定
A).蒸馏法：国标法
操作：
取待 取 测 定 容 液 2 m 0 待 l 蒸 测液 馏 加 4 % 0N a 1O m 0 蒸 H l 馏 滴 于消化管 器 或 中 半 2% 微 H 3B3 量 O 指 蒸 示 5m 馏 吸 l剂 N 收 3H
2）具体方法
① 样品的分解（前处理）
A).半微量凯氏法(H2SO4—混合盐消煮)：国标法 原理ห้องสมุดไป่ตู้
土壤中含N有机化合物，在催化剂的参与下，用浓硫酸消
煮分解，使其中的氮转化为氨，与H2SO4结合成(NH4)2SO4。
04章 土壤氮和硫的测定
§ 4-2 土壤全氮分析 二、开氏法
4CuSO4+3C+2H2SO4→2Cu2SO4+4SO2↑+3CO2↑+ 2H2O Cu2SO4 + 2H2SO4 → 2CuSO4+ 2H2O + SO2↑ （褐红色） （蓝绿色）
② 指示反应终点的作用 当土壤中有机质分解完毕，有机碳被氧化后，消煮 液变成清澈的蓝绿色，即，变得“清亮”了。
二、开氏法
§ 4-2 土壤全氮分析 二、开氏法
1. 方法原理
土壤中的含氮化合物，利用浓硫酸及少量的混 合催化剂，在强热高温下，经过复杂的分解反应， 使氮素转化为NH4+（主要形成NH4SO4-、 (NH4)2SO4）。加入NaOH碱化，当pH超过10时， NH4+全部变为NH3，NH3经蒸馏逸出后用H3BO3 溶液吸收，再以酸标准溶液滴定，由酸标准溶液 的消耗量计算出土壤全氮含量。
4. 操作步骤
（1） 消煮
§ 4-2 土壤全氮分析 二、开氏法
称取风干土1.0000g（过0.149mm筛，约含氮1mg） → 将土样送入干燥的消化管（开氏瓶）底部 → 滴加少量去离子水，润湿土壤 （作用：使土粒 和有机质分散，以提高氮的测定效果。对粘性 土壤，有作用；对砂性土壤，作用不显著。） → 加混合加速剂2 g和浓硫酸5 mL，摇匀 → 在管口插上小漏斗(作用：冷凝，减少硫酸损失) → 将消化管倾斜放置在消煮炉上，先小火加热， 待管内反应缓和时（10~15 min），加强火力， 微沸消煮（起减少硫酸损失的作用）
消煮过程中各试剂的作用：
（1）浓硫酸：
§ 4-2 土壤全氮分析 二、开氏法
①氧化作用，分解有机质 在高温下浓硫酸是一种强氧化剂，能氧化有机 化合物中的碳，生成CO2，从而分解有机质。 反应式为：2 H2SO4 + C → 2 H2O + 2 SO2↑+ CO2↑ ②还原作用 样品中的含氮有机化合物，如蛋白质，在浓硫 酸的作用下，水解为氨基酸，氨基酸又在浓硫酸 的脱氨作用下，还原成氨，氨与硫酸结合成为硫 酸铵留在溶液中。
《土壤全氮的测定》课件
总结
知识点概述
通过本次课程，我们了解了土壤全氮的测定方法和其在实际应用中的意义。
最终结论
测定土壤全氮含量可以为农业生产和环境保护提供科学依据。
进一步研究的建议
为了更好地利用和保护土壤资源，可以进一步开展相关领域的研究。
参考文献
相关研究论文
1. 张三，李四，《土壤全氮分析方法的比较与探讨》，《环境科学学报》，2020。
测定方法的手册及指导书
2. 环境保护部，《土壤和底泥样品处理技术规范》，2018。
Kjeldahl法
利用Kjeldahl法可以将土壤中的有机 氮转化为氨，进而测定土壤全氮的含 量。
样品处理
样品采集
正确的样品采集是保证测定结果准确的重要 前提。
样品处理方法
采用干燥方法和磨粉方法对土壤样品进行处 理，以获得可靠的测定结果。
测定结果的解释
1 测定结果的含义
通过对土壤全氮测定结 果的分析，可以了解土 壤中氮素的丰富程度。
按照测定方法的要求，进行一步一步的实验操作。
3
实验数据处理
对实验得到的数据进行计算和分析，得出最终的测定结果。
实பைடு நூலகம்应用
土壤全氮测定在环境科学中的应用
通过测定土壤全氮含量，可以评估土壤环境质量 及其对生态系统的影响。
该技术的发展前景
随着环境监测和农业可持续发展的需求增加，土 壤全氮测定技术将不断得到发展和应用。
2 结果的实际意义
对于农业生产和土地管 理来说，了解土壤全氮 含量对决策和规划具有 重要指导作用。
3 结果的误差及其影响
测定方法的选择、实验 操作的准确性和土壤样 品的变异性等因素会对 测定结果产生一定的误 差。
实验操作过程演示
土壤全氮的测定PPT课件
Hg的催化效率虽高，但有毒，而且Hg在测定过程
中与NH4+生成配合物，在以后加碱蒸馏时也不能 释放出来，使测值偏低。
HgO + (NH4)2SO4 = Hg
NH3 NH3
SO4 + H2O
因此，必须在蒸馏前再加还原剂（如Na2S2O3或
Na2S）处理，使Hg出来。
ห้องสมุดไป่ตู้
Hg
NH3 NH3
SO4+Na2S2O3+H2O
②开氏反应也不包括全部NO3-N、NO2-N。 因为NO3-N在消煮过程中不会完全还原为NH4+，而 且易挥发，一般土壤中含量不超过全N量的1%，所
以可以忽略不计。
如果某些土壤NO3-N含量较多或对全N量要求准确度 较高时，则需采用改进法，
采用KMnO4-Fe-开氏法消煮，其方法为： 土样（含1毫克左右N）放在微量开氏瓶中，
（2）测定NH4+的条件： ①H3BO3的用量： H3BO3是一元弱酸，在溶液中呈弱酸性，pKa=9.2， 吸收NH3后溶液的pH是8.6，即H3BO3（加指示剂 调节pH后的）吸收NH3后pH由4.5上升到8.6，溶液 已呈碱性，不能再吸收NH3了。
1% H3BO3 约等于0.16 mol/L 1ml 1% H3BO3吸收的NH3量为 0.46 mg N 1ml 2% H3BO3吸收的NH3量为 0.92 mg N
H3BO3
有机N
NH4+
NH3
NH4+ + H2BO3-
(+无机N)
H+
H3BO3 | 样品的消煮 | 消煮液中NH4+的定量(蒸馏) |
（二）测定条件：
1 样品的消煮： （1）开氏反应及其特点
《土壤有效氮测测定》课件
大气沉降也是土壤有效氮的来 源之一，主要来自工业排放、
汽车尾气和农业活动等。
土壤有效氮的作用
土壤有效氮是植物生长和发育的重要 营养元素，对提高作物产量和品质具 有重要作用。
土壤有效氮的含量过低会导致植物生 长缓慢、黄化、落花落果等现象，而 含量过高则可能导致植物过度生长、 倒伏、病虫害增多等问题。
测定其含量。
能够测定土壤中有机氮的含 量。
操作过程较为繁琐，需要较 高的实验技能。
化学发光法
原理
步骤
优点
缺点
利用化学反应释放出的能量激 发发光物质发出荧光，通过测 量荧光强度来测定氮含量。
称取适量土壤样品，加入一定 浓度的发光剂和氧化剂，在适 宜的温度和pH条件下保持一定 时间，使发光物质充分发光。 然后通过测量荧光强度来测定 氮含量。
因此，在测定土壤有效氮时，需要了解并考虑土壤的 pH值，以便更准确地测定土壤有效氮的含量。
土壤有机质的影响
土壤有机质是土壤中含碳的有 机化合物，对土壤有效氮的测
定结果有显著影响。
土壤有机质能够通过吸附和固 定作用，将氮保持在土壤中，
降低土壤有效氮的含量。
此外，有机质在分解过程中会 释放出氮，增加土壤有效氮的 含量。
灵敏度高、准确度高、适用范 围广。
操作过程较为繁琐，需要较高 的实验技能和仪器设备。
03
土壤有效氮测定的影响因 素
土壤pH值的影响
土壤pH值对土壤中氮的吸附和释放有重要影响，进而 影响土壤有效氮的测定结果。
在碱性土壤中，土壤中的钙离子和镁离子会与氮结合， 降低土壤有效氮的含量。
在酸性土壤中，土壤中的铝离子和氢离子会与氮结合， 降低土壤有效氮的含量。
提高作物产量。
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土壤氮的测定
本章主要内容
❖ 概述 ❖ 土壤全氮量的测定 ❖ 土壤有效氮的测定 ❖ 土壤无机氮的测定
本章学习要求
❖ 掌握用开氏法测定土壤全氮的原理、操 作步骤及注意事项
❖ 掌握土壤有效氮的分析意义 ❖ 了解土壤有效氮的测定方法 ❖ 掌握碱解氮的测定方法 ❖ 掌握土壤中无机氮的测定方法 ❖ 了解土壤中硫的测定方法
（4）土壤中难提取性固定态铵含量的高低
含量高时，测定值偏低。需改进方法（HFHCl法）破坏粘土矿物。
§ 4-2 土壤全氮分析 一、分析方法概述
（5）消煮液中NH4+-N的测定方法
① 蒸馏滴定法 ② 碱解扩散法 ③ 比色法：靛酚蓝比色法、萘氏比色法 ④ 氨气敏电极法 ⑤ 仪器分析法：自动（半自动）定氮仪、离
2 NH4∙ H2BO3 + H2SO4 —→ (NH4)2SO4 + 2 H3BO3
§ 4-2 土壤全氮分析
消煮过程中各试剂的作用：二、开氏法
（1）浓硫酸：
①氧化作用，分解有机质 在高温下浓硫酸是一种强氧化剂，能氧化有机
形态：已经分离鉴定出的含氮化合物单体有氨基酸、嘌 呤、嘧啶以及微量存在的叶绿素及其衍生物、磷脂、各 种胺、维生素等。大约有一半以上的有机氮以何种形态
存在还不清楚。
矿化作用 年矿化率1%~3%
无机态氮
1~5%
形态：固定态铵、交换性铵、NO3-、NH4+、NO2- 、NOx。 旱田中以NO3--N为主，水田中以NH4+-N为主。含量：几 ~几十ppm （mg∙kg-1）。
土样
消煮
NH4+
NH3
蒸馏
NH4+
吸收
滴定
浓硫酸
碱
加速剂
硼酸
标准酸
特点：结果可靠
开氏法广泛应用于全氮的 测定。主要包括两个步骤：
设备简单易得
样品的消煮 消煮液中NH4+-N的测定
为一般实验室所采用。
根据分析的需要和实验室的
§ 4-2 土壤全氮分析 一、分析方法概述
条件选择适当的开氏法。选择内容包括：
土壤有机质是土壤氮的自然供应库。土壤全 氮量与土壤有机质含量之间有一定的相关性， 约占土壤有机质含量的5%左右，故可以从有 机质测定结果来估计土壤全氮的近似值。
我国土壤全氮含量的分布
大体呈现南北较高，中部略 低的分布。东北平原较高， 黄淮海平原、西北高原、蒙 新地区较低，华东、华南、 中南、西南地区中等。 相对严重缺氮的土壤主要分 布在西北和华北地区。但南 方略高主要指水稻土，旱地 含氮量很低。
土壤速效氮，主要指土壤有效氮中的无机矿物 态氮，也就是， NH4+-N和NO3--N 。
§4-2 土壤全氮分析
一、分析方法概述 二、开氏法 三、修正开氏法
一、分析方法概述
§ 4-2 土壤全氮分析 一、分析方法概述
1. 干烧法（杜氏法）
Dumas, 1831年
CO2
样品+CuO N2+CO2
N2
KOH
§4-1 概述
一、土壤氮的含量、形态 二、土壤氮的主要分析项目
§4-1 概述
一、土壤氮的含量、形态
一、土壤中氮的含量、形 态
1. 含量
我国耕地的全氮量为千分数量级(0.x% )，一 般为0.1 % ~0.2 % ( 1.0 ~ 2.0 g∙kg-1 ) 。
土壤含氮量主要受气候、植被、土壤质地、 耕作制度等因素影响，特别是水热条件。
子色谱、流动注射等
二、开氏法
§ 4-2 土壤全氮分析 二、开氏法
1. 方法原理
土壤中的含氮化合物，利用浓硫酸及少量的混 合催化剂，在强热高温下，经过复杂的分解反应， 使氮素转化为NH4+（主要形成NH4SO4-、 (NH4)2SO4）。加入NaOH碱化，当pH超过10时， NH4+全部变为NH3，NH3经蒸馏逸出后用H3BO3 溶液吸收，再以酸标准溶液滴定，由酸标准溶液 的消耗量计算出土壤全氮含量。
氮素计
660℃
CO2+2KOH→K2CO3+H2O
土+O2→N2O+CO
CuO+CO→Cu+CO2 N2O+ Cu→CuO+N2
特点：测定的氮较为完全 操作复杂，费时
需要专门的仪器
一般实验室较少使用
2. 湿烧法（开氏法）
§ 4-2 土壤全氮分析 一、分析方法概述
J. Kjeldahl，1883年
有机氮
一般认为土壤全氮含量<0.2%即有可能缺氮。我国 大部分耕地的土壤全氮含量都在0.2%以下。 如果把土壤全氮含量 < 0.075% 作为严重缺氮的界限， 严重缺氮耕地超过面积一半的有山东、河北、河南、 陕西、新疆等五个省区。
2. 形态
§4-1 概述 一、土壤中氮的含量、形
态
有机态氮
＞95%
组成：半分解的有机质、微生物躯体和腐殖质
§4-1 概述
二、土壤氮的主要分析项目
二、土壤氮的主要分析项 目
1. 土壤全氮量 通常用于衡量土壤氮素的基础肥力
2. 土壤有效氮量 反映土壤近期内氮素供应情况。与作物的生长
有一定的相关性，因而对营养诊断和推荐施肥具 有指导意义。
土壤有效氮，包括无机的矿物态氮和有机质中 易分解的、比较简单的部分有机氮，是NH4+-N、 N和O，3-通-N常、也氨称基为酸水、解酰（胺性和）易氮水。解的蛋白质氮的总
（1）常量法或半微量法
（2）加速剂
为了缩短消化时间，通常要采用加速剂。
根据成分和作用的不同，加速剂可分为三类：
增温剂：K2SO4、Na2SO4 、 KCl等 催化剂：CuSO4、FeSO4、Se、Hg、HgO、TiO2 等 氧化剂：H2SO4、HClO4、H2O2、KMnO4、K2Cr2O7 等
（3）是否考虑NO3--N和NO2--N
开氏法测定结果一般不包括土壤中原有的 NO3--N和NO2--N，因为消煮过程中它们易挥发损失， 并不能还原为NH4+-N。一般土壤中NO3--N和NO2--N 含量不超过全氮量的1%，故可忽略不计。
如果分析NO3-含量高的土壤，必须将NO3-和 NO2-还原成NH4+。还原的方法有多种，常见的有： 水杨酸法、高锰酸钾-还原氮分析 二、开氏法
2 H2SO4 + C —→ 2 H2O + 2 SO2↑+ CO2↑（高温）
(NH4)2SO4 + 2 NaOH —→ Na2SO4 + 2 NH3 + 2 H2O NH3 + H2O —→ NH4OH NH4OH + H3BO3 —→ NH4∙ H2BO3 + H2O