土壤净氮矿化率的测定

五、实验方法与步骤
注：
如滴定用去的酸液少于1ml或超过 如滴定用去的酸液少于1ml或超过5ml需调节酸浓度，使 或超过5ml需调节酸浓度 需调节酸浓度， 多数滴定值在2ml-4ml之间 之间。 多数滴定值在2ml-4ml之间。 加碱液和加吸收液不能用同一个吸耳球， 加碱液和加吸收液不能用同一个吸耳球，避免造成吸收液 的污染。如果实验过程中发现原吸收液被污染， 的污染。如果实验过程中发现原吸收液被污染，应停止实 重新对原吸收液调色，并重新配置比色液。 验，重新对原吸收液调色，并重新配置比色液。 返回
一、实验目的
1．掌握厌氧培养法测定土壤净氮矿化率的基 本原理与操作方法 2．掌握凯氏定氮的原理和蒸馏定氮器或氨气 敏电极的使用方法 返回
二、实验内容
1．土样的野外采集与处理 2．土样水淹状态下厌氧矿化培养 3．凯氏定氮法测定土样矿化率 返回
三、实验原理
1、背景知识 ①土壤中的氮素 氮素是蛋白质和核酸的重要组成部分，同时又是叶绿素、 酶、维生素、生物碱等的必要成分，在植物细胞的生长， 分化和各种代谢过程中，氮素都起着重要的作用。土壤中 的氮绝大部分（约90%以上）以复合态存在于有机质或腐 的氮绝大部分（约90%以上）以复合态存在于有机质或腐 殖质中，而大多数的植物所吸收利用的氮素主要是无机态 的铵态氮和硝态氮。土壤中的有机质和腐殖质等有机态氮 通过氮素矿化作用（主要是土壤微生物作用）释放出无机 态氮（主要是铵态氮与硝态氮），为植物吸收利用。 返回
⑥
2.0mol/L KCL
称取KCL(化学纯) 称取KCL(化学纯) 149g, 溶于800ml蒸馏水中，定容至1L。 溶于800ml蒸馏水中，定容至1L。 (每初始样用量100ml) 每初始样用量100ml)
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四、实验仪器、试剂及配制 实验仪器、
⑦
FeSO4—Zn粉还原剂 FeSO4—Zn粉还原剂
四、实验仪器、试剂及配制 实验仪器、
⑧
比色液
吸收液调色完成后，吸取吸收液10ml,置于50ml三角瓶中， 吸收液调色完成后，吸取吸收液10ml,置于50ml三角瓶中， 用蒸馏水稀释置40ml 用蒸馏水稀释置40ml。 40ml。
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五、实验方法与步骤
实验安排 实验计划9 实验计划9日完成： 1、2第1日完成； 3第1-7日完成； 4第8-9日完成。 返回
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五、实验方法与步骤
3．土壤初始氮的测定
① 称取过筛后的风干土样20.0g（记录质量），置于 称取过筛后的风干土样20.0g（记录质量），置于 250mL三角瓶中，加2mol· 250mL三角瓶中，加2mol·L-1 KCl溶液100mL，加塞振荡 KCl溶液100mL，加塞振荡 30min，过滤于150mL三角瓶中。 30min，过滤于150mL三角瓶中。 ② 由进样口加入FeSO4—Zn粉还原剂1.2g，用吸管吸取滤 由进样口加入FeSO4—Zn粉还原剂1.2g，用吸管吸取滤 液30mL由进样口加入（此过程尽量将还原剂冲入反应 30mL由进样口加入（此过程尽量将还原剂冲入反应 室），再加40%NaOH溶液5mL，立即封闭进样口并将预 室），再加40%NaOH溶液5mL，立即封闭进样口并将预 先将盛有20g· 硼酸—吸收液10mL的50ml三角瓶置于冷 先将盛有20g·L-1硼酸—吸收液10mL的50ml三角瓶置于冷 凝管下。 ③通蒸汽蒸馏，当吸收液达到40mL时停止蒸馏，取下三 ③通蒸汽蒸馏，当吸收液达到40mL时停止蒸馏，取下三 角瓶，用0.02mol· 角瓶，用0.02mol·L-1 (1/2H2SO4) 标准液滴定并与比色液 进行比色，当吸收液与比色液颜色基本一致后停止滴定， 并记录滴定所用酸的量。同时做空白试验。（亦可采用氨 并记录滴定所用酸的量。同时做空白试验。（亦可采用氨 气敏电极测定）
四、实验仪器、试剂及配制 实验仪器、
④0.02 mol·L-1 (1/2H2SO4)标准溶液(根据实际情况可选 mol· (1/2H2SO4)标准溶液(
择合适浓度酸液) 择合适浓度酸液) 先配制0.10 mol· 先配制0.10 mol·L-1 (1/2H2SO4)溶液，然后用标准碱液标 (1/2H2SO4)溶液，然后用标准碱液标 ，再准确稀释而成。（精确） 每样品用量2 定，再准确稀释而成。（精确）(每样品用量2-5ml)
五、实验方法与步骤
1．土样的采集与处理
土壤是一个不均一体，影响它的因素错综复杂，因此 土壤样品的代表性与采样误差的控制直接相关，采样时要 贯彻“随机” 贯彻“随机”原则，即样品应当随机的取自所代表的总体。
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五、实验方法与步骤
① 一般土样采取自2-10cm土层土壤，也可根据采集地 一般土样采取自2 10cm土层土壤，也可根据采集地 主要作物根系深度采取土样。 为样品的保存和工作的方便，从野外采回的土样都先进 行风干。 ② 将采回的土样，放在塑料布上，摊成薄薄的一层，置 于室内通风阴干 于室内通风阴干。在土样半干时，须将大土块捏碎（尤 阴干。在土样半干时，须将大土块捏碎（尤 其是黏性土壤），以免完全干后结成硬块，难以磨细。 风干场所力求干燥通风，并要防止酸蒸气、氨气和灰尘 的污染。 ③ 样品风干后，应拣去动植物残体如根、茎、叶、虫体 等和石块、结核（石灰、铁、锰），再经研细，使之通 过2mm孔径的筛子待测。 2mm孔径的筛子待测。 返回
土壤净氮矿化率的测定— 土壤净氮矿化率的测定—厌氧培养法 (Anaerobic method)
胡良军
目
录
一、实验目的 一、实验目的 二、实验内容 二、实验内容 三、实验原理 三、实验原理 四、实验仪器、试剂与配制 四、实验仪器、试剂与配制 五、实验方法与步骤 五、实验方法与步骤 六、实验结果与计算 六、实验结果与计算 七、讨论 七、讨论 八、思考题 八、思考题 九、附录 九、附录
三、实验原理
2、基本原理
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厌氧培养法基本原理 用水淹保温法处理土壤，利用厌氧微生物在一定温度下矿 化土壤有机态氮成为NH4＋ 化土壤有机态氮成为NH4＋—N，再用2mol·L-1 KCl溶液浸 ，再用2mol· KCl溶液浸 提，浸出液中的NH4＋ 提，浸出液中的NH4＋—N，在碱液和还原剂的作用下用 蒸馏法将NH3 蒸馏法将NH3 蒸出，冷凝后用吸收液接收并滴定，从中减 去土壤初始无机态氮（即原存在于土壤中的NH4＋ 去土壤初始无机态氮（即原存在于土壤中的NH4＋—N和 NO3－ NO3－—N），得到土壤矿化氮量。（也可以用氨气敏电 极测定水溶性氨，取代滴定过程）
五、实验方法与步骤
2．培养土样准备
称取过筛后的风干土样20.0g 称取过筛后的风干土样20.0g （记录质量）置于 150mL三角瓶中，加蒸馏水20.0mL，摇匀( 150mL三角瓶中，加蒸馏水20.0mL，摇匀(土样必须被水 全部覆盖)。加盖橡皮塞，置于40± 全部覆盖)。加盖橡皮塞，置于40±2℃恒温生物培养箱中 培养待测（七昼夜）。
四、实验仪器、试剂及配制 实验仪器、
1．主要仪器 半微量定氮蒸馏装置; 半微量定氮蒸馏装置; 半微量滴定管(5ml)或PNH3半微量滴定管(5ml)或PNH3-1-氨气敏电极 返回
四、实验仪器、试剂及配制 实验仪器、
2．试剂
40%NaOH溶液 40%NaOH溶液 称取工业用固体NaOH400g（用小烧杯做容器称 称取工业用固体NaOH400g（用小烧杯做容器称 取），取硬质1000ml玻璃烧杯，先加蒸馏水 取），取硬质1000ml玻璃烧杯，先加蒸馏水 600mL，将称好的NaOH缓缓倒入并不断搅拌， 600mL，将称好的NaOH缓缓倒入并不断搅拌， 以防止烧杯底角固结。冷却后倒入试剂瓶备用。 （每样品用量5ml） （每样品用量5ml） 返回
将Fe SO4·7H2O（化学纯）和Zn粉共同磨细（或分别磨细， SO4·7H2O（化学纯）和Zn粉共同磨细（或分别磨细， 分别保存，可数年不变，用时按比例混合）以5 :1ห้องสมุดไป่ตู้合盛 分别保存，可数年不变，用时按比例混合）以5 :1混合盛 于棕色瓶中备用（混合后易氧化，保存不可超过一星期） 于棕色瓶中备用（混合后易氧化，保存不可超过一星期）。 (每样品用量1.2g) 每样品用量1.2g) 返回
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四、实验仪器、试剂及配制 实验仪器、
⑤
2.5mol/L KCl
称取KCl（化学纯）186.4g，溶于800ml蒸馏水中，定容至 称取KCl（化学纯）186.4g，溶于800ml蒸馏水中，定容至 1L。(每培养样用量80ml) 1L。 每培养样用量80ml)
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四、实验仪器、试剂及配制 实验仪器、
①
四、实验仪器、试剂及配制 实验仪器、
②甲基红—溴甲酚绿混合指示剂 甲基红—
0.5g溴甲酚绿和0.1g甲基红溶于100mL乙醇中。 0.5g溴甲酚绿和0.1g甲基红溶于100mL乙醇中。
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四、实验仪器、试剂及配制 实验仪器、
③
20g· 20g·L-1 H2BO3—吸收液 H2BO3—
20g H2BO3（化学纯）溶于1L水中，每升H2BO3溶液中加入甲基红— H2BO3（化学纯）溶于1L水中，每升H2BO3溶液中加入甲基红— 溴甲酚绿混合指示剂5mL并用弱酸或弱碱（0.1mol/L的Hcl或NaOH） 溴甲酚绿混合指示剂5mL并用弱酸或弱碱（0.1mol/L的Hcl或NaOH） 调节至紫红色。（指示剂灵敏范围紫黑色——紫红色 调节至紫红色。（指示剂灵敏范围紫黑色——紫红色，吸收液易受到 紫红色， 酸碱污染，临用前配制并调色。） 酸碱污染，临用前配制并调色。） 翠绿色 暗绿色 灰黑色 紫黑色 暗紫色 紫红色 酒红色 碱————————————————————————————酸 ————————————————————————————酸 (每样品用量10ml) 每样品用量10ml) 返回
三、实验原理
②氮素矿化作用与土壤净氮矿化率
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氮素矿化作用是土壤中有机态氮经土壤微生物的 氮素矿化作用是土壤中有机态氮经土壤微生物的 分解，转化为无机态氮的过程，它在生态系统中 是土壤对植物生长供给氮素的关键过程。 土壤净氮矿化率则是描述土壤氮素矿化作用速率 土壤净氮矿化率则是描述土壤氮素矿化作用速率 的指标，指单位时间内土壤有机态氮经矿化作用 转化为易被植物利用的无机态氮的量。它在一定 程度上反映了土壤对植物氮素的供应能力，对农 业生产中作物的选择和肥料的施用都起着指导性 的作用。
三、实验原理
③测试方法简介
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目前国内外土壤矿化氮的测定方法主要是生物培养法，此法测定的是 土壤中氮的潜在供应能力，其结果与植物生长的相关性较高。生物培 养法分为好氧培养法（aerobic method）和厌氧培养法（anaerobic 养法分为好氧培养法（aerobic method）和厌氧培养法（anaerobic method）。 method）。 好氧培养法：使土样在适宜的温度、水分、通气条件下进行培养，测 好氧培养法：使土样在适宜的温度、水分、通气条件下进行培养，测 定培养过程中释放出的无机态氮，即在培养之前和培养之后测定土壤 中无机态氮（铵态氮和硝态氮等）的总量，二者之差即为矿化氮。好 氧培养法沿用至今已有很多改进，主要反映在：用的土样质量（10～ 氧培养法沿用至今已有很多改进，主要反映在：用的土样质量（10～ 15g）、加或不加填充物（如砂、蛭石）以及土样和填充物的比例、 15g）、加或不加填充物（如砂、蛭石）以及土样和填充物的比例、 温度控制（25～35℃）、水分和通气调节（如土10g，加水6mL或加 温度控制（25～35℃）、水分和通气调节（如土10g，加水6mL或加 水至土壤持水量的60%）、培养时间（14～20天）等。很明显，培养 水至土壤持水量的60%）、培养时间（14～20天）等。很明显，培养 的条件不同，测出的结果也会不同。 厌氧培养法：通常以水淹创造条件进行培养（water 厌氧培养法：通常以水淹创造条件进行培养（water logging method），测定土壤中有机态氮经矿化作用转化的无机态氮的量。 method），测定土壤中有机态氮经矿化作用转化的无机态氮的量。 其培养过程中条件的控制比较容易掌握，不需要考虑同期条件和严格 的水分控制，可用较少土样和较短培养时间，方法简单且快速，结果 的再现性较好，更适合于例行分析。故本试验采用厌氧培养法。