土壤测定理化性质方法
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土壤农化分析常用指标测定方法
土壤有机质测定
、原理
170〜180°C条件下,用一定浓度的K2Cr2O7-H2SO4溶液(过量)氧化土壤有机质,剩余的K2Cr2O7用FeSO4滴定,由消耗的K2Cr2O7量计算出有机碳量,再乘以常数1.724,即为土壤有机质含量。
其反应式如下:
K2Cr2O7与有机碳反应
K2Cr2O7+8H2SO4+3C f2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2O过量的K2Cr2O7与FeSO4的滴定反应
K2Cr2O7+4FeSO4+7H2SO4^K2SO4+Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O
二、试剂
1、0.4mol/L(+K2Cr2O7-浓H2SO4)标准溶液:称取经130C烘干的K2Cr2O7(AR)39.2245g溶于
水中,加热溶解后加入1000mL浓H2SO4定容至2000mL。
2、0.2mol/LFeSO4溶液:称取FeSO4(AR)56g溶于水中,加浓硫酸5mL,稀释至1L。
3、石英砂:粉末状。
三、实验步骤
称取<0.25mm风干土0.5XXX〜1.0XXX g于干燥试管中。
加入少量水润湿样品,准确沿避缓慢加入10.0mLK2Cr2O7-H2SO4混合液,摇分散土样,加入小漏斗,放入铁丝笼中。
将铁丝笼放入已开启185〜190C油浴锅中(使温度在170〜180C)沸腾准确5分钟;取出稍冷,擦净试管外壁油污(同时做空白实验);冷却后把溶液全部转移到200~250mL三角瓶中(最后体积控制在60~70mL),加入指示剂3滴,用已知浓度的FeSO4滴定。
四、结果计算,
3.0,10-3,1.1,1.724
式中:
V0——滴定空白所用的FeSO4溶液的体积(mL);
V——滴定样品所用的FeSO4溶液的体积(mL);c——0.2mol/LFeSO4溶液准确浓度;3.01/4碳原子的摩尔质量(g/mol);
10-3——将mL换算为L;
1.1——氧化校正系数;1.724——土壤有机碳换算成土壤有机质的平均换算系数。
土壤全氮测定
一、原理
样品在加速剂的参与下,用浓硫酸消煮时,各种含氮有机化合物,经过复杂的高温分解,转化为氨与硫酸结合成硫酸铵。
碱性条件下蒸馏出来的氨用硼酸吸收,以标准酸溶液滴定,求出全氮的含量。
二、试剂
1、浓硫酸(CP)
2、10mol/LNaOH:称取400gNaOH(AR)溶于水中定容至1L。
3、2%H3BO3-指示剂溶液:20gH3BO3溶于1L水中,每升H3BO3溶液中加入甲基红-溴甲酚绿混
合指示剂5mL并用稀酸或稀碱调节至微紫红色,宜现配,不宜久置。
4、混合加速剂:K2SO4:CuSO4:Se=100:10:1即100gK2SO4(CP)、10gCuSO4(CP)和1gSe
粉混合研磨,通过80目筛充分混匀(注意戴口罩),消煮时每毫升硫酸加0.37g混合加速
剂。
5、0.02mol/L(+H2SO4)标准液:吸取H2SO42.83mL,加水稀释至5000mL,然后用0.0100mol/L
22424
硼砂标定。
二、步骤
1、消煮
称取v0.15mm风干土样1.XXXX g送入干燥的消煮管底部,加入加速剂2g和浓硫酸5mL,摇匀。
将消煮管放置电炉上用低温加热10~15min,管内反应缓和时可加强火力使消煮的土液保持微沸,加热的部位不超过瓶中的液面,以防瓶壁温度过高而使铵盐受热分解。
消煮的温度以硫酸蒸气在瓶颈上部1/3处冷凝回流为宜。
待消煮液和土粒全部变为灰白稍带绿色后,再继续消煮1h。
消煮完毕,待消煮液稍冷,加入2/3的水,冷却后定容。
2、蒸馏
检查装置是否漏气,并通过水的馏出液将管道洗干净。
吸取10mL消煮液加入蒸馏器中,于出口处放置一装有5mL2%H3BO3-指示剂溶液的三角瓶,从蒸馏器的另一入口加入20mL10mol/L的NaOH,开始蒸馏,至馏出液为60~70mL时可停止蒸馏。
3、滴定
用0.02mol/L(+H2SO4)酸标准液滴定馏出液由蓝绿色至刚变为紫红色,记录所用的酸标准液224
体积(mL)。
四、结果计算
€V-V),cJHSO),14.0,10-3
土壤全氮N(g/kg)=02—2_4,103
m
式中:
V——滴定样品时所用的酸标准液的体积(mL);
V0——滴定空白时所用的酸标准液的体积(mL);
c——0.02mol/L(+H2SO4)酸标准液的浓度;
224
14.0氮原子的摩尔质量(g/mol);
10-3——将mL换算成L;
m烘干土的质量(g)。
(扌H2SO4)酸标准液滴定。
四、结果计算
碱解氮N(mg/kg)= c(V-V)x14.0
0—
m
,103
土壤碱解氮测定
一、原理
在扩散皿中,用1.07mol/LNaOH水解土壤,使易水解态氮(潜在有效氮)碱解转化为NH3,NH3扩散后为2%H3BO3所吸收。
2%H3BO3吸收液中的NH3再用标准酸滴定,由此算出土壤中碱解氮的含量。
二、试剂
1、1.07mol/LNaOH溶液:称取42.8gNaOH溶于水中,定容至1L。
2、0.02mol/L(1H2SO4)酸标准液。
224
3、2%H3BO3:20gH3BO3溶于1L水中,每升H3BO3溶液中加入甲基红-溴甲酚绿混合指示剂5mL
并用稀酸或稀碱调节至微紫红色。
4、碱性胶液:取阿拉伯胶40.0g和水50mL在烧杯中热温至70〜80°C搅拌促溶,约1h后放冷。
加入甘油20mL和饱和K2CO3水溶液20mL,搅拌、放冷。
离心除去泡沫和不溶物,清液贮于具塞玻璃瓶中备用。
5、FeSO4・7H2O粉末:将FeSO4・7H2O(CP)磨细,装入密闭瓶中,存于阴凉处。
6、AgSO4饱和溶液。
三、步骤
称取V1mm风干土样2.00g及FeSO4・7H2O粉末0.20g,置于洁净的扩散皿外室,轻轻转扩散皿,使土样与FeSO4・7H2O粉末均匀地铺平。
在扩散皿外室加入0.1mL饱和AgSO4溶液。
在扩散皿内室加入2%H3BO32mL,然后在扩散皿外室边缘涂抹碱性胶,盖上毛玻璃,旋转数次,使皿边缘与毛玻璃完全粘合。
再渐渐转开毛玻璃一边,使扩散皿外室露出一条狭缝,迅速加入
1.07mol/LNaOH溶液10mL,立即盖严,轻轻旋转扩散皿,让碱液盖住左右土壤。
再用橡皮筋固定,
随后小心平放在40±1C恒温箱中,碱解扩散24±0.5h后取出。
内室吸收液中的NH3用0.01mol/L
式中:
c——0.01mol/L(+H2SO4)酸标准液的浓度(mol/L);
224
V——样品滴定时用去0.01mol/L(1H2SO4)酸标准液的体积(mL);
224
V0——空白试验滴定时用去0.01mol/L(+H2SO4)酸标准液的体积(mL);
14.0氮原子的摩尔质量(g/mol);
103——将L换算成mL;
m烘干土的质量(g)。
两次平行测定允许的误差为5mg/kg o
土壤有效硫测定
一、原理
酸性土壤用磷酸盐(石灰性土用氯化钙)浸提,浸出液中少量有机质用过氧化氢去除后,硫酸根用比浊法测定。
二、试剂
1、磷酸盐浸提剂:称取Ca(H2PO4)2・H2O(CP)2.04g溶于水中,稀释至IL。
2、30%H2O2。
3、HC11:4溶液。
4、氯化钡晶粒,W0.25mm。
5、100U g/LS标液:称取K2SO4(AR)0.5436g溶于水,定容至1L。
三、步骤
1、浸提
称取风干土10.00g于100mL三角瓶中,加浸提剂50mL,振荡1h,干过滤。
2、比浊
吸取滤液25mL于100mL三角瓶中,在电热板或沙浴上加热,用过氧化氢3~5滴氧化有机物。
待有机物分解完全后继续煮沸,除尽过氧化氢。
加入(1:4)盐酸1mL,用水洗入25mL容量瓶中,加入阿拉伯胶溶液2mL,用水定容。
倒入100mL烧杯中,加氯化钡晶粒1g,用电磁搅拌器搅拌1min。
5~30min内用3cm比色槽440nm波长比浊,同时做空白对照。
3、工作曲线
将硫标准液稀释至P(S)=10U g/mL o吸取0.00,1.00,3.00,5.00,8.00,10.00,12.00mL分别放入25mL容量瓶中,加入1mL盐酸和2mL阿拉伯胶溶液,用水定容。
得到0.00,0.40,1.20,2.00,3.20,1.00,4.80U g/mLS标准系列溶液。
转入100mL烧杯,加入1g氯化钡晶粒,电磁搅拌器搅拌1min后在5~30min内440nm比浊。
四、结果计算
亠p€V€tS
土壤有效硫S(mg/kg)=
m
式中:
P测定液中硫的质量浓度(卩g/mL);
V测定时定容体积(mL);
ts——分取倍数;m——烘干土质量(g)。
允许相对偏差W10%。
土壤全磷测定
、原理
用高氯酸分解样品,因为它既是一种强酸,又是一种强氧化剂,能氧化有机质,分解矿物质,而且高氯酸的脱水作用很强,有助于胶状硅的脱水,并能与Fe3+络合,在磷的比色测定中抑制了硅和铁的干扰。
硫酸的存在提高消化液的温度,同时防止消化过程中溶液蒸干,以利消化作用的顺利进行。
本法用于一般土壤样品分解率达97%~98%,但对红壤性土壤样品分解率只有95%左右。
溶液中的磷测定采用钼锑抗比色法。
二、试剂
1、NaOH。
2、无水乙醇。
3、100g/L碳酸钠溶液:10g无水碳酸钠溶于水后,定容至100mL。
4、50mL/L硫酸溶液:吸取5mL浓硫酸稀释定容至100mL。
5、3mol/L硫酸溶液:量取160mL浓硫酸稀释定容至1000mL。
6、硫酸钼锑贮备液:量取153mL浓硫酸,缓缓加入400mL水中,不断搅拌,冷却。
加入10g
钼酸铵搅拌溶解完全,然后加入0.5g酒石酸锑钾搅拌溶解。
定容至1000mL,贮存于棕色
瓶中。
7、钼锑抗显色剂:称取1.5g抗坏血酸溶于100mL钼锑贮备液中,现配现用。
8、磷标准贮备液:准确称取经105°C烘干2h的磷酸二氢钾(GR)0.4390g,用水溶解后,加入
5mL浓硫酸,然后加水定容至1000mL,该溶液含磷100mg/L。
三、步骤
1、待测液的制备
准确称取v0.15mm土样0.5XXX〜1.XXXX g,置于50mL消煮管中,以少量水润湿后,加浓硫酸8mL,摇匀后,再加70%〜72%HC10410滴,摇匀,管口加一小漏斗,置于电炉上消煮(至溶液开始转白后继续消煮)20min。
全部消煮时间为40~60min,同时做空白。
将冷却的消煮液加30~40mL水转移至100mL容量瓶中,冷却后定容。
2、测定
吸取澄清液或滤液5mL至50mL容量瓶中,加水稀释至30mL,加2,4-二硝基酚指示剂2滴,滴加4mol/LNaOH溶液直至溶液变为黄色,再加1NH2SO41滴,使溶液黄色刚好褪去。
然后加钼锑抗显色剂5mL,加水定容至50mL,摇匀。
30min后700nm波长进行比色。
3、标准曲线
准确吸取5U g/mL,P标准溶液0、1、2、3、4、6、8、10mL,分别放入50mL容量瓶中,加水至约30mL,再加空白试验定容后的消煮液5mL,加入2,4-二硝基酚指示剂2滴调节酸度,然后加入钼锑抗显色剂5mL,最后用水定容至50mL。
30min后700nm比色。
各瓶比色液磷的浓度分别为0、
0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0U g/mLP。
四、结果计算
VV
土壤全磷P(g/kg)=p x x-2x10€3
mV
1
式中:
P——待测液中磷的质量浓度(U g/mL);
V样品制备液的体积(mL);
m烘干土质量(g);
V1——吸取滤液体积(mL);
V2——待测液体积(50mL);
10-3将U g数换算成每kg土壤中含磷的g数的乘数。
酸性土壤有效磷测定
一、原理酸性土壤中磷的形态主要为各种磷酸铁铝化合物,用酸性氟化铵浸提,则形成氟铝化铵和氟铁化铵的络合物,磷酸根离子被释放提取到溶液中来,反应如下:
3NH4F+3HF+A lpO4-H3PO4+(NH4)3AlF6
3NH4F+3HF+F e pO4-H3PO4+(NH4)3F e F6同时,浸提液本身所带的酸性也能溶解土壤中一部分比较活泼的磷酸钙累化合物,并防止在浸提过程中的磷酸钙的次生沉淀反应。
被浸提出来的磷酸,在一定酸度下与钼酸铵作用生成磷钼杂多酸,当用抗坏血酸还原时,可生成蓝色的磷钼蓝,溶液蓝色深浅与磷的含量成正比关系。
二、试剂
1、0.5mol/L盐酸溶液:20.2mL浓盐酸用蒸馏水稀释至500mL。
2、1mol/L氟化铵溶液:溶解NH4F37g于水中,稀释至1L,贮存于塑料瓶中。
3、浸提剂:分别吸取1.0mol/LNH4F溶液15mL和0.5mol/LHC1溶液25mL,定容至500mL。
4、钼锑抗显色剂。
三、步骤
称V1mm风干土2.00g于干燥塑料瓶—加入20.0mL0.03mol/LNH4F-0.025mol/LHClf加塞,振荡30min—立即干过滤—吸取滤液5.0mL至50mL容量瓶中—加入10.0mL0.8mol/LH3BO3—加纯水20mL 左右—加3滴2,6-二硝基酚—用4mol/LNaOH调至刚显黄色—加入1~2滴稀HC1至黄色刚好褪去—加入5.0mL钼锑抗—定容—30min后在722分光光度计上以700nm波长比色;同时做空白实验。
标准曲线的配置:分别吸取标准液0.0,1.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0(mL)放入50mL容量瓶中一加纯水至30mL左右一调酸度一加钼锑抗一定容一30min后比色。
四、结果计算
c€V€
土壤速效磷(P)含量(mg;kg)=V r
式中:
c待测液中磷的质量浓度(U g/mL);
V样品制备液体积(mL);
VI ---- 吸取滤液体积(mL);
V2——待测液体积(mL)。
土壤中全钾测定
一、原理
用NaOH熔融土壤与Na2CO3熔融土壤原理一样,即增加盐基成分,促进硅酸盐的分解,以利于各种元素的溶解。
样品经碱熔后,使难溶的硅酸盐分解成可溶性化合物,用酸溶解后可不经脱硅和去铁、铝等手续,稀释后即可直接用火焰光度计测定。
二、试剂
1、无水乙醇。
2、H2SO4(1:3)溶液。
3、HCl(1:1)溶液。
4、0.2mol/LH2SO4溶液。
5、100mg/LK标准溶液:准确称取KCl(AR,110°C烘干2h)0.1907g溶于水定容至1L,贮存于塑
料瓶中。
三、步骤
1、待测液制备
称取<0.15mm烘干土样约0.2500g于银或镍坩埚底部,用无水酒精稍湿润样品,然后加固体NaOH2.0g,平铺于土样的表面,暂放于大干燥器中,以防吸湿。
将坩埚加盖留一小缝放在高温电炉内,先以低温加热,然后逐渐升高温度至450C,保持此温度15min,熔融完毕。
转动坩埚,使熔融物均匀地附在坩埚壁上。
将坩埚冷却后,加入水10mL,加热至80C左右,待熔块溶解后,再煮5min,转入50mL容量瓶中,然后用少量0.2mol/LH2SO4溶液清洗数次,一起倒入容量瓶内,使总体积至约40mL,再加HCl (1:1)5滴和H2SO4(1:3)5mL,用水定容,过滤。
2、测定
吸取待测液5.00或10.00mL于50mL容量瓶中,用水定容,直接在火焰光度计上测定,然后从工作曲线上查得待测液的K浓度(U g/mL)。
四、结果计算
1000
土壤全钾(K,g/kg)=x
m€106
式中:
P——从标准曲线上查得待测液中K的质量浓度(U g/mL);
V测读液的定容体积(mL);
ts——分取倍数;
m烘干土质量(g);
106——将Ug换算成g的除数。
样品含钾量等于10g/kg时,两次平行测定的结果允许差为0.5g/kg。
一、原理
以NH4OA C溶液为浸提剂,NH4+与土壤胶体表面的K+进行交换,连同水溶性K+—起进入溶液。
浸提液中的钾含量与火焰光度成正比,可直接用火焰光度计测定。
二、试剂
1、lmol/L中性NH4OA C(pH=7)溶液:称取化学纯CH3COONH477.09g加水稀释,定容至1L,
用HOAc或NH4OH调节至pH=7.0。
2、K标准溶液:称取KCl(AR,110°C烘干2h)0.1907g,用lmol/L中性NH4OA C溶液定容至1L,
即为含K100mg/L的中性NH4OA C溶液。
三、步骤
称取风干土壤样品2.00g放入塑料瓶中一加入20.0mL1mol/L的NH4OA C—振荡30min—干过滤f 上机测定。
标准曲线配置浓度:0.0,1.0,2.0,4.0,8.0,12.0,16.0(ppm)
四、结果计算
c€V
土壤速效钾(mg.kg)=
m
式中:
c——从标准曲线上查得待测液中K的质量浓度(U g/mL);
V——加入的浸提剂体积(mL);
m烘干土质量(g)。
一、原理
土壤中的有效硼可用沸水浸提,加入CaCl2以后便于得到澄清的滤液。
水溶液中的硼可以不经分离直接测定,一般用姜黄素比色法。
二、试剂
1、95%乙醇。
2、无水乙醇。
3、姜黄素-草酸溶液:称取姜黄素0.04g和草酸(AR)5g溶于无水乙醇中,加入6mol/LHC14.2mL,
定容至lOOmL。
贮存于塑料瓶中,低温保存可延长至3~5天。
4、100mg/LB标准溶液:称取H3BO3(GR)0.5716g溶于去离子水中,定容至1L,移入干塑料瓶
中保存。
三、步骤
称取过1mm筛风干土样lO.OOg于150mL石英三角瓶中,加去离子水20mL,连接回流冷凝器后,放在电热板上煮沸5min,冷却,加1mol/L1/2CaCl2溶液2~4滴,激烈摇动,放置5min左右,用定量滤纸过滤入塑料瓶中,滤液必须清亮。
吸取1.00mL滤液于瓷蒸发皿中,加入姜黄素-草酸溶液4mL。
略加摇动均匀,在55±3°C水浴上蒸干,继续在水浴上蒸干15min以除去残存水分,冷却至室温。
在蒸发过程中显出红色。
用移液管加入95%乙醇20mL,用塑料棒搅拌使残渣完全溶解,在550nm波长比色,用乙醇调零。
分别吸取硼浓度分别为0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00U g/mL的标准系列硼溶液各1mL放入瓷蒸发皿中,加姜黄素-草酸溶液4mL,按上述步骤显色和比色,绘制标准曲线。
四、结果计算
土壤中有效硼(B,U g/g)=2•P
式中:
2――水土比,热水浸提时所用的水的体积(mL)/称取土样的质量(g);
P测定液中硼的质量浓度(U g/mL)0
中性和酸性土壤有效铜、锌测定
一、原理
0.1mol/LHCl浸提土壤有效铜、锌,不但包括了土壤水溶态和代换态的铜、锌,还能释放酸溶性化合物中的铜、锌,后者对植物的有效性则较低。
浸提液中的铜、锌可直接用原子吸收分光光度法测定。
二、试剂
1、O.lmol/L盐酸(GR)溶液。
2、100mg/LCu标准溶液:溶解纯金属铜O.lOOOg于1:1HNO350mL溶液中,用去离子水稀释定
容至1L。
3、100mg/LZn标准溶液:溶解纯金属锌0.1000g于1:1HCl50mL溶液中,用去离子水稀释定容
至1L。
三、步骤
称取通过1mm筛的风干土样10.00g放入100mL塑料瓶中,加0.1mol/LHCl50.0mL,25°C振荡1.5h,过滤。
滤液、空白液和标准溶液中的Cu、Zn用原子吸收分光光度计测定。
标准曲线:
Cu:0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0
Zn:0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0
标准曲线用0.1mol/LHCl稀释定容。
四、结果计算
土壤有效Cu、Zn(mg/kg)=(P-P0)•V/m
式中:
P——标准曲线查得待测液中Cu或Zn的质量浓度(U g/mL);
P0——标准曲线查得空白溶液Cu或Zn的质量浓度(U g/mL);
V——加入的浸提剂体积(mL);
m烘干土的质量(g)。