植物营养学实验教学大纲

植物营养学实验教学大纲土地资源与农业化学系(植物生产类各专业用)一、课程的性质、地位和任务《植物营养学》是植物生产类专业必修或选修课，它是在生物化学、植物生理和土壤学等课程上开设的一门专业必修或选修课程。

教学要求基础理论扎实，基本知识全面，基本技能过硬。

《植物营养学》紧紧围绕植物营养原理讲授植物营养需求、植物营养诊断及各种化学和有机肥料的合理施用。

通过本门课程的实验应使学生的实验技能得到进一步加强。

二、基本要求不同专业根据专业要求和教学时数选作不同的实验，使学生通过本课程实验的学习，掌握：1、植物营养研究方法（形态诊断、化学分析、盆栽实验）；2、常用化学肥料的鉴定和养分含量的测定；3、平衡施肥方法三、学时分配实验一植物根系阳离子交换量的测定(3学时)实验二土壤营养诊断（有效养分速测）(2学时)实验三植物营养诊断(2学时)实验四植株全氮、全磷、全钾的联合测定（5学时）实验五碳酸氢铵含氮量的测定(1学时)实验六过磷酸钙（或钙镁磷肥）有效磷的测定(2学时)实验七草木灰全钾量的测定(2学时)实验八化学肥料的定性鉴定(3学时)实验九复混肥料氮、磷、钾含量的测定(5学时)实验十盆栽实验(6学时)实验十一配方施肥实践（8学时）四、讲授纲要实验一根系阳离子交换量的测定（淋洗法）一、方法原理首先将根制成氢质根，即用 H + 取代吸附在根表面可交换的阳离子，然后再用中性盐取代可交换的 H + ，根据 H + 浓度的变化，计算根系阳离子交换量。

二、操作步骤三、结果计算实验二土壤营养诊断（有效养分速测）土壤养分速测是田间诊断作物营养状况的一项重要手段，通过土壤养分速测，可以大致摸清某个生产单位各种田块土壤养分的基本数量和供应能力，帮助我们了解和分析作物生长过程中的营养状况，为合理施肥和采取合理的措施提供科学依据。

一、样品的采集二、土壤养分速测1. 土壤养分待测液的制备2.NO 3 -N 的测定（旱地土壤）3.NH 4 -N 的测定（水田土壤）4. 有效磷的测定5. 有效钾的测定三、结果计算实验三植物化学诊断（养分速测）植物养分速测也是田间诊断作物营养状况的一项重要手段，所用方法快速、简便、准确，属半定量性质。

一、植株化学诊断样品的采集和处理•取样的代表性•取样部位•样品的处理二、植株汁液和浸提液的制备三、作物组织中氮、磷、钾速效养分的测定• NO 3 -N 的测定（硝酸试粉法）•磷的测定（钼蓝比色法）•钾的测定实验四植株全氮、全磷、全钾的联合测定 (N- 蒸馏法， P —钒钼黄比色法， K —火焰光度计法 )测定植物全氮、磷、钾的含量对于研究植物营养和指导施肥等技术措施的制定方面具有很重要的意义。

此外，在鉴定收获物质的品质方面也有重要意义。

氮、磷、钾联合测定的主要优点是：只须一次处理样品，就能同时得到测定全氮、全磷、全钾等项目的待测液，从而简化了操作程序，节省了人力、时间和试剂等。

一、消化液的制备方法原理：植物体内的氮、磷大多数以有机态存在，钾为游离的无机态。

测定植物样品中的全氮、全磷、全钾首先要将其氮、磷、钾无完全损地转化为水溶性化合物。

此过程称样品的消化，消化定容后称之为待测液。

消化的方法较多，但适宜于联合测定的主要有硫酸——高氯酸法和硫酸过氧化氢法。

本实验选用浓硫酸——过氧化氢法，其消煮液不仅可用于测定 N、P、K，亦可用于Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu的测定。

其消化原理大致如下：(1)有机物在浓硫酸的作用下脱水碳化和游离，进一步被浓硫酸和过氧化氢氧化为CO 2 ：(2)蛋白质————→氨基酸————→NH 3 ————→（NH 4 ） 2 SO 4(3)磷的转化：核蛋白核酸有机磷磷脂————→ 磷酸甘油————→ H 3 PO 4籽酸盐籽酸（4）钾仍呈离子态，留在溶液中。

(二)操作步骤(一)方法原理：（1）蒸馏法：消化液加浓碱蒸留，逸出的氨用硼酸吸收，以标准酸滴定到氮混合剂由绿色变微红色为终点，根据酸标准用量计算样品含氮量。

此法较准确，且适合各种样品，特别是含氮量较高的样品。

（2）扩散吸收法：若无蒸馏法设备，此法是较好的方法，吸取一定体积的消化液于扩散皿（又名康维皿）外室，加浓碱后逸出的氨被内室的硼酸液完全吸收，然后用标准酸滴定内室的酸液至指示剂为微红色即为终点。

各步反应式同蒸馏法。

(二)操作步骤：（1）蒸馏法（2）扩散法三、全磷的测定（钼锑抗比色法）：（一）方法原理：待测液中的磷酸与钼锑抗显色剂作用，在一定酸度和三价锑离子存在下，磷酸与钼酸铵形成黄色锑磷钼混合杂多酸，在常温下易为抗坏血酸还原为磷钼兰，其兰色的深度与磷的含水量在一定浓度范围内服从比耳定律。

（二）操作步骤（三）标准曲线的绘制（四）结果计算四、全钾的测定（火焰光度法）（一）方法原理：同实验七（草木灰中全钾量的测定）。

（二）操作步骤（三）标准曲线的绘制（四）结果计算实验五碳酸氢铵含氮量的测定（中和滴定法）碳酸氢铵是我国主要氮肥品种之一。

在包装破损及湿热气候条件下贮存，极易吸湿潮解并分解挥发出氨，从而使肥料含水量增大，含氮量降低。

因此，测定碳酸氢铵的含氮量，对于鉴定其品质和计算施用量均有重要意义。

一、方法原理用硼酸的过饱和溶液吸收碳酸氢铵水解释放出的氨，然后用标准酸滴定，换算成碳酸氢铵的百分数。

NH 4 HCO 3 +H 2 O → NH 3 +CO 2 +2H 2 ONH 3 +H 3 BO 3 → NH 3 . H 3 BO 3NH 3 . H 3 BO 3 +HCl → NH 4 Cl+H 3 BO 3二、操作步骤三、结果计算实验六过磷酸钙（或钙镁磷肥）有效磷的测定实验六（柠檬酸——钒钼黄比色法）过磷酸钙主要含水溶性磷，也含少量弱酸溶性磷，二者均能被植物吸收利用，合称为有效磷。

由于许多原因，过磷酸钙的有效磷量变化较大。

钙镁磷肥中 90% 以上的磷均能溶于弱酸。

测定其有效磷含量有助于鉴定品质（品级）和确定施用量等。

一、方法原理用 2% 柠檬酸浸提出过磷酸钙或钙镁磷肥样品中的有效磷，在一定酸度条件下与钒钼酸铵试剂生成一种黄色络合物。

所显颜色深度与磷含量成正相关，适于比色定量。

主要反应式为： H 3 PO 4 + 16(NH 4 ) 2 MoO 4 + NH 4 VO 3 + 29HNO 3 ——→(NH 4 ) 3 PO 4 · NH 4 VO 3 · 16MoO 3 + 29 NH 4 NO 3 +16 H 2 O( 黄色络合物 )二、操作步骤（ 1 ）有效磷的浸提（ 2 ）浸出液中磷的测定三、结果计算实验七草木灰中全钾量的测定实验六七（HCl浸提——火焰光度计法）草木灰是我国农村广泛使用的农家肥之一，也是我国目前的主要钾肥资源之一。

其含钾量因植物材料、燃烧温度、贮存条件及时间长短的不同而有很大变化。

测定其全钾含量对鉴定其品质、确定其施用量、研究其提高质量和肥效的途径等均有重要意义。

一、方法原理含钾的待测液被吸入火焰光度计后，呈雾状与燃气混合燃烧。

在火焰高温激发下，辐射出钾元素的特征光谱（火焰呈紫红色）。

通过钾滤光片，经光电池或光电倍增管，将光能转化为电能，放大后用微电流表（检流计）指示其强度。

由钾标准液浓度和检流计读数作出工作曲线（或回归方程亦可）查出（或算出）待测液的钾浓度（ ppm ），然后计算样品的钾含量。

二、操作步骤1 、待测液的制备2 、待测液中钾的测定：三、结果计算实验八化学肥料的定性鉴定（系统鉴定法）化肥在运输、贮存过程中，有时因包装不好，管理不当，造成标记脱落，肥料混杂，以致从外观上难于识别。

为此，在施用前必须加以鉴定。

一、方法原理本实验采用系统鉴定法（淘汰法）。

各种化学肥料各具有一定的特性，可据其颜色、气味、结晶形状、溶解度等物理性质和典型的定性反应，一一鉴别。

本实验根据肥料的结晶和水溶性将 10种常见的氮、磷、钾未知肥料样品区分为两大类。

结晶的溶解度大的为氮、钾肥，非晶质的难溶于水的为磷肥。

再根据典型的定性反应，进行系统鉴定。

二、鉴定程序及步骤1、溶解性试验2、NH 4 鉴定3、阴离子鉴定（1）HCO 3 - 的鉴定（2）SO 4 2- 的鉴定（3）Cl - 的鉴定（4）NO 3 - 的鉴定4、K + 的鉴定：5、尿素的化学鉴定：6、磷酸根的鉴定：7、三类磷肥的鉴定：（1）酸碱性试验（ 2 ）外观鉴定三、实验结果实验九复合肥中氮、磷、钾的测定随着农业生产的发展，复合肥料的需要量及其在化学肥料中所占的比例日益增加。

复合肥料中氮、磷、钾含量的高低是反映其品质的重要指标。

因此，在合理施肥确定适宜的施肥量时必须了解复合肥料中的氮、磷、钾含量。

一、复合肥料中氮的测定复合肥料中的氮有铵态氮和硝态氮之分，有一些复合肥料兼有这两种形态，因此应根据复合肥料的性质和成分分别采用不同的方法。

( 一 ) 含硝态氮的复合肥料中氮的测定•方法原理样品加达氏合金 (铝-铜-锌)在碱性条件下还原NO3-为NH3，并用蒸馏法测定。

2. 操作步骤3. 结果计算( 二 ) 含铵态氮的复合肥料中氮的测定1. 方法原理样品在碱性溶液中蒸馏出来的 NH 3 吸收在 H 3 B0 3 溶液中，用标准酸滴定之。

2. 操作步骤3. 结果计算二、复合肥料中磷的测定(一)方法原理用中性柠檬酸铵浸提复合肥料中的有效磷，浸出液中的正磷酸盐与钒钼酸铵在酸性条件下形成黄色三元杂多酸(P 2 0 5 · V 2 0 5 · 22MoO 3 · nH 2 0)。

黄色的深度与溶液中磷的含量成正比，可以在400～490nm波长处进行比色。

1．有效磷的浸提2．浸出液中磷的测定3．工作曲线的绘制(三)结果计算三、复合肥料中钾的测定( 一 ) 方法原理复合肥料中所含的钾为 KCI 、 K 2 SO 4 等中性钾盐，易溶于水，制成溶液，即可用火焰光度计法测定。

待测液在火焰高温激发下，辐射出钾元素的特征光谱，通过钾滤光片，经光电池或光电倍增管，把光能转换为电能，放大后用微电流表(检流计)指示其强度；从钾标准溶液浓度和检流计读数作的工作曲线，即可查出待测液的钾浓度，然后计算出样品中的钾含量。

( 二 ) 操作步骤1．待测液制备2．测定3. 工作曲线的绘制（三）结果计算实验十盆栽试验培养试验是将生长介质置于特制容器中在温室、网室或人工气候箱等设施中在人工模拟、人为控制条件下进行的植物栽培试验。

由于能严格控制水分、养分、甚至温度、光照等条件，因而有利于精密测定试验因素的效应。

培养试验种类很多，有盆栽试验、框栽试验、幼苗试验和耗竭试验等。

某些有特殊要求的还可采用分根培养试验、流动培养试验、无菌培养试验、渗滤水研究法等技术。

培养试验中最常用的盆栽试验是利用各种特制的盆钵进行的植物栽培试验，根据盆钵的生长介质又可分为土培、砂培和水培等多种方法。