含氮量测定

土壤中氮素的总贮量及其存在状态，与作物的产量在某种条件下有一定的正相关。土壤中氮素来源于四方面：动、植物残体的积累；有机、无机肥料的施用；土壤微生物及大气降水带入的氮。从形态上可以分成有机态和无机态两类，其中能被植物吸收利用的无机态氮约占全氮量的5%，绝大部分以有机态存在的氮素，需要在微生物的活动下逐渐分解矿化后，才能被植物利用。

我国植物大部分缺氮，因此施氮肥在大部分土壤上都有显著肥效，分析全氮含量可以判断土壤肥力，为推荐施肥量作参考。

土壤、植株和其它有机体中全氮的测定通常都采用开氏消煮法，用硫酸钾-硫酸铜-硒粉作加速剂。此法虽然消煮时间长，但控制好加速剂的用量，不易导致氮素损失，消化程度容易掌握，测定结果稳定，准确度较高，适用于常规分析。

1.2.3.1．开氏定氮法原理

土壤中的含氮有机化合物在加速剂的参与下，经浓硫酸消煮分解，有机氮转化为铵态氮，碱化后把氨蒸馏出来，用硼酸吸收，标准酸滴定，求出全氮含量。硫酸钾起提高硫酸溶液沸点的作用，硫酸铜起催化剂作用，加速有机氮的转化，硒粉是一种高效催化剂，用量不宜过多，否则会引起氮素损失。

该法的主要化学反应如下：

1.2.3.2．主要仪器和试剂

1.2.3.2.1．开氏瓶(50ml)；半微量滴定管(10ml) 弯颈小漏斗；半微量定氮蒸馏器或普通定氮蒸馏仪；100ml三角瓶。

1.2.3.2.2．浓硫酸（相对密度1.84，三级）。

1.2.3.2.3．40%NaOH 称取工业用固体氢氧化钠(NaOH)420g，放入1000ml硬质烧杯中，加入约400ml蒸馏水，不断搅动(防止烧杯底部固结)，溶解后转入塑料试剂瓶，加塞，防止吸收空气中CO2。放置几天，待Na2CO3沉降后，将清液虹吸入盛有约200ml无C02的水的塑料试剂瓶中，加水至1000ml。若用三级试制配置，则不用虹吸步骤，其它同上。

1.2.3.2.4．2％硼酸溶液称取20g硼酸(H3BO3，三级)用热蒸馏水(约60℃)溶解，冷却后稀释至1000ml，每L硼酸溶液中加入甲基红-澳甲酚绿混合指示剂20ml，并用稀酸或稀碱调节至紫红色(pH4.5)。

1.2.3.2.5．甲基红-溴甲酚绿混合指示剂0.099g溴甲酚绿和0.666g甲基红与玛瑙研钵中少量95％乙醇，研磨至指示剂完全溶解为止，最后加95％乙醇至100ml。

1.2.3.2.6．0.02或0.01NH2S04标准溶液先配制0.1NH2SO4溶液，标定后稀释5或10倍。

1.2.3.2.7．0.1NH2S04溶液的配制和标定每L水中注入3ml浓硫酸(三级)，冷却，充分混匀。将碳酸钠(Na2CO3，二级或一级)装在扁形称量瓶中，在160℃烘2h以上，用称量瓶称取0.16一0.24g样品(精础到0.0001g) 3份，分别放入250ml三角瓶，溶于30毫g水中，加1-2滴溴甲酚绿-甲基红棍合指示剂，用配好的0.1N酸溶液滴定至溶液由绿色变为紫红色，煮沸2-3min逐尽C02，冷却后继续滴定至溶液突变为葡萄酒红为终点。

同时做空白试验。控下式计算，取3次平均值。

NH=W*2000/Na2CO3*(v-v0)=w/0.05300*(v-v0)

式中W--称取Na2CO3重量，g；

V--标定所用酸溶液体积，ml；

V0 --空白试验所用酸溶液体积，ml。

1.2.3.2.8．混合催化剂称取硫酸钾(K2SO4~三级)100g，硫酸铜(CuSO4.H2O，三级)10

g和硒粉lg，均匀混合后研磨，使通过80目筛，贮于瓶中。

1.2.3.3．操作步骤

1.2.3.3.1．土样的消煮

称取风干土样(0.25毫米筛)约1g(精确到0.0001g)，放入干燥的50ml开氏瓶中，加混合催化剂约1．8g，加2ml水；使其湿润，再加浓硫酸5ml。摇匀后，盖上小漏斗，放在电炉上，开始用小火加热，然后微消煮，当消煮液呈灰白色时，加高温度，待完全变为灰白稍带绿色后，再继续消煮1h，仔细观察消煮液中及瓶壁是否有黑色炭粒，如有，应延长消煮时间至炭粒消失为止，取下开氏瓶，冷却。

1.2.3.3.2．氮的测定

小心地将开氏瓶中全部消煮液转入半微量定氮蒸馏器的蒸馏室中，并用少量水洗涤开氏瓶4～5次，每次3一5ml，总用量不超过20ml(如果样品含氮量高可定容后吸取部分溶液蒸馏)。另备100ml三角瓶，内加入2％硼酸-指示剂溶液6ml，将三角瓶置于冷凝器的承接管下，管口插入硼酸溶液内。向蒸馏室内加2~40％NaOH20ml，立即关闭蒸馏室，进行蒸气蒸馏，待馏出液达30~40ml时，停止蒸馏。用少量水冲洗冷凝管，取下三角瓶，用标准酸溶液滴定至紫红色(葡萄酒红色)，同时进行空白试验，校正试剂和滴定误差。或用普通定氮仪蒸馏。样品称于150ml开氏瓶内，按同样步骤消煮，冷却后将开氏瓶上的小漏斗用少量蒸馏水冲洗后除去，开氏瓶内加蒸馏水70ml，摇匀，冷却后将开氏瓶倾斜，用量筒沿瓶壁缓缓加入40％氢氧化钠25ml，使溶液成两层，并不使碱液弄到瓶口上，立即接到蒸馏装置上。将盛有8ml2％硼酸-指示剂溶液的三角瓶置于冷凝管下端的缓冲管下，使缓冲管下端浸在三角瓶硼酸液中，以免吸收不完全。打开螺丝夹(蒸气发生器内的水要预先加热至沸)，通入蒸气，摇动开氏瓶内溶液使其混合均匀，打开加热电炉，通自来水冷凝，蒸馏15-20min后，检查蒸馏是否完全。检查方法；在缓冲管下取1滴馏出液于pH 1-14广泛试纸上，若有蓝色，应继续蒸馏，直至蒸馏完全为止。取下缓冲管和三角瓶，用少量蒸馏水冲洗缓冲

管，用标准酸滴定至紫红色，也需做空白试验。

1.2.3.4．数据处理

1.2.3.5．结果计算

全N%=(V-V0)N*0.014*100/W

式中N --标准酸当量浓度，

V--土壤消耗的标准酸体积，ml，

V0--空白试验消耗的标准酸体积，ml

0.014--N的毫当量，g；

W--样品重；g。

两次平行测定结果允许差为0.005％

1.2.3.6．注意事项

1. 全氮测定不宜用烘干土样，因为烘干过程中可能使含氮量发生变化，但测定结果一般以烘干土计算，故须另测土样的含水量，测定方法同土壤硝态氮，但不是用新鲜土样而是用风干土样。

2. 土壤含氮量在0.1%以下，称1.0g，0.1-0.2%称0.5-1.0g，在0.2%以上称0.5g以下。

3. 消煮过程中应该经常转动开氏瓶，使喷溅在瓶壁上的土粒及早回流到酸液中去。

4.本法测得的氮不包括NO3-N,因硝态氮在消煮过程中不完全还原为铵态氮，且易挥发损失，一般土壤中硝态氮含量小于全氮的1%，故忽略不计。