土壤有效氮的测定.ppt
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1、土壤有效氮的测定土壤有效氮的测定本章要点:本章要点:1、了解土壤有效养分的概念。、了解土壤有效养分的概念。2、掌握土壤有效养分测定方法选择的依据。、掌握土壤有效养分测定方法选择的依据。3、了解土壤有效氮的存在形态,及其常用测定、了解土壤有效氮的存在形态,及其常用测定方法的优缺点。方法的优缺点。4、掌握土壤碱解氮测定的方法原理、反应条件、掌握土壤碱解氮测定的方法原理、反应条件及操作技术。及操作技术。5、掌握土壤无机氮测定的浸提方法。、掌握土壤无机氮测定的浸提方法。6、掌握靛酚蓝比色法测定土壤铵态氮的方法原、掌握靛酚蓝比色法测定土壤铵态氮的方法原理、反应条件及操作技术。理、反应条件及操作技术。7、
2、掌握紫外分光光度法测定土壤硝态氮的方法、掌握紫外分光光度法测定土壤硝态氮的方法原理及操作技术。原理及操作技术。土壤有效土壤有效N的测定的测定土壤有效养分:土壤有效养分:是指在一定时间内,通常是指一是指在一定时间内,通常是指一个生长季节内,作物可以吸收、利用的土壤养分。个生长季节内,作物可以吸收、利用的土壤养分。土壤养分具有不同的化学形态和存在状态,一般简土壤养分具有不同的化学形态和存在状态,一般简化为三部分:化为三部分:难溶性养分难溶性养分活性养分活性养分溶液中的养分溶液中的养分固相固相液相液相非有效养分非有效养分有效养分有效养分活性养分又可称为可溶态、易分解态、易水解态养分。活性养分又可称为
3、可溶态、易分解态、易水解态养分。用化学方法测定有效养分的基本设想:用化学方法测定有效养分的基本设想:选用适当的化学试剂与土壤作用,将其中的有效部选用适当的化学试剂与土壤作用,将其中的有效部分溶解出来,经过分离后用定量分析方法加以定量分溶解出来,经过分离后用定量分析方法加以定量测定,以此量作为土壤供肥的强度或容量指标。所测定,以此量作为土壤供肥的强度或容量指标。所以,测定方法分为两部分:以,测定方法分为两部分:(1)有效养分的浸提(前处理,预处理)有效养分的浸提(前处理,预处理)(2)浸出液中养分的定量(定量或测定)浸出液中养分的定量(定量或测定)有效养分测定方法的中心是用化学试剂溶解有效养有效
4、养分测定方法的中心是用化学试剂溶解有效养分,从而分离出来测定之。分,从而分离出来测定之。关键在于浸提方法的选择。关键在于浸提方法的选择。浸提方法包括:浸提方法包括:浸提剂种类,土液比,时间等。最重要的是浸提剂种类,土液比,时间等。最重要的是浸提剂浸提剂,其选择的原则(依据)是:其选择的原则(依据)是:(1)浸出的土壤养分量应与作物吸收量(或植物对)浸出的土壤养分量应与作物吸收量(或植物对养分的反应)有良好的相关性;养分的反应)有良好的相关性;(2)快速、简便;)快速、简便;(3)适应性广,包括:)适应性广,包括:A一种浸提剂适用多种元素;一种浸提剂适用多种元素;B各类土壤;各类土壤;C各实验室
5、都可用。各实验室都可用。(4)成本低。)成本低。化学方法测定土壤有效养分的数值不是植物吸收养分化学方法测定土壤有效养分的数值不是植物吸收养分的绝对数量,而只是一个的绝对数量,而只是一个相对值相对值。土壤中土壤中N的形态的形态(复习复习)无机无机N:固相上:固定态:固相上:固定态NH4+,交换态,交换态NH4+液相上:溶液中液相上:溶液中NH4+,NO3-,NO2-有机有机N:进入土中的动植物残体经过复杂变化形成:进入土中的动植物残体经过复杂变化形成不同形态的化合物,并以不同状态存在。不同形态的化合物,并以不同状态存在。根据易矿化程度不同分为:根据易矿化程度不同分为:氨基酸氨基酸氨基糖、酰胺氨基
6、糖、酰胺6molL-1HCl提取提取N(水(水解性)解性)非水解非水解N难矿化难矿化N(与腐殖质结合)(与腐殖质结合)土壤有效土壤有效N定义:定义:当季作物可以吸收利用的当季作物可以吸收利用的N。形态:形态:(1)无机)无机N:NH4+,NO3-,NO2-(液)(液)交换态交换态NH4+非交换态非交换态NH4+(2)易水解的有机态)易水解的有机态N(易矿化(易矿化N):):一般为全一般为全N的的1-3%(一年),与其形态和存(一年),与其形态和存在状态有关。在状态有关。测定方法评述测定方法评述1、初始(起始)无机、初始(起始)无机N(施肥前测定)(施肥前测定)水田水田NH4+(不测(不测NO3
7、-,无),无)旱田旱田NO3-和和NH4+Nmin的测定(土壤剖面的测定(土壤剖面(根层根层)残余无机残余无机N)?(根系深度,根系深度,NO3-的移动性的移动性)2、易水解性、易水解性N(潜在有效(潜在有效N、易矿化、易矿化N)培养法测定土壤可矿化培养法测定土壤可矿化N一、好气培养法:一、好气培养法:1、基本原理:基本原理:将土壤置于培养箱中,在好气条件下培养一定将土壤置于培养箱中,在好气条件下培养一定时间,利用土壤中的微生物将土壤中的易水解时间,利用土壤中的微生物将土壤中的易水解的有机的有机N矿化成无机矿化成无机N,然后测定培养前后释放,然后测定培养前后释放出来的无机出来的无机N(NH4-
8、N,NO3-N)。(扣除原有)。(扣除原有的无机的无机N或培养前淋洗除去)或培养前淋洗除去)2.培养条件:培养条件:(1)温度:)温度:25-35 C(25,30,35 C)(2)水分(通气性):)水分(通气性):50-60%(最大持水量)(最大持水量)为保持通气性,土样常与砂粒(或蛭石)为保持通气性,土样常与砂粒(或蛭石)混合后培养。混合后培养。(3)时间:)时间:2-4周(周(2,3或或4周)周)3.优缺点:优缺点:(1)测定原理有理论依据(与田间矿化相似)测定原理有理论依据(与田间矿化相似)(2)与植物吸)与植物吸N量相关性高,常作为其他方法量相关性高,常作为其他方法的参比的参比(3)与
9、盆栽法相比,时间较短)与盆栽法相比,时间较短(1)与化学法相比,时间长)与化学法相比,时间长(2)条件要求严格,尤其水分不易掌握)条件要求严格,尤其水分不易掌握(3)培养时间短结果不可靠,培养时间长则易)培养时间短结果不可靠,培养时间长则易生成有害物质,抑制进一步的硝化作用。生成有害物质,抑制进一步的硝化作用。所以,有一种培养法是用所以,有一种培养法是用0.01molL-1CaCl2淋洗生成的淋洗生成的NO3-,再继续培养。,再继续培养。优优点点缺缺点点 二、嫌气培养法:二、嫌气培养法:1、基本原理:基本原理:将土壤淹水处于嫌气条件下,置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
10、厌气微生物于培养箱中培养一定时间,利用厌气微生物将土壤有机将土壤有机N矿化成矿化成NH4-N,然后测定,然后测定NH4-N含量(扣除原有的含量(扣除原有的NH4-N)。)。2、培养条件:培养条件:(1)土壤淹水,处于嫌气态)土壤淹水,处于嫌气态(2)温度:)温度:30-40 C(30或或40 C)(3)时间:)时间:1-2(1或或2周)周)3、优缺点:、优缺点:优点:优点:(1)条件易于控制,不必考虑水分、通气矛盾)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)与好气法相比,快速、准确,重现性好(3)培养时间相对较短)培养时间相对较短(4)可靠性也好,不仅适用于
11、水田,也适用于旱田)可靠性也好,不仅适用于水田,也适用于旱田缺点:缺点:(1)有反硝化问题,可加液体石蜡来消除)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)与化学法相比,时间仍长化学方法测定土壤供化学方法测定土壤供N能力能力一、全一、全N或有机或有机C:不是有效不是有效N二、易水解性二、易水解性N(潜在有效(潜在有效N):):着眼点是测定土壤中容易分解的那部分有机态着眼点是测定土壤中容易分解的那部分有机态N。1.碱水解性碱水解性N(碱解(碱解N):):(1)NaOH-扩散法:扩散法:2.0g土土+10.00ml1mol/LNaOH,40 1 C,24 0.5hr(2)蒸馏法:
12、)蒸馏法:用用CaO、MgO、NaOH、Ba(OH)2与土样蒸馏一定与土样蒸馏一定时间时间(3)0.05molL-1NaHCO3浸提浸提-紫外分光光度法:紫外分光光度法:0.05molL-1NaHCO3100ml与与5.00g土,振荡土,振荡15min,离心,在离心,在260nm比色。比色。2、酸水解法:、酸水解法:(1)0.5molL-1(1/2H2SO4)浸提法)浸提法以以1:20水土比,浸提水土比,浸提24h,测定浸提出的有机,测定浸提出的有机N、NH4+、NO3-。(2)6molL-1HCl(3)1molL-1H2SO43、氧化降解氧化降解N:在酸或碱性条件下,加氧化剂来分解有机在酸或
13、碱性条件下,加氧化剂来分解有机N。例如:例如:KMnO4-Na2CO3,KMnO4-H2SO4。4、其他方法:其他方法:(1)高压蒸煮法:)高压蒸煮法:0.01molL-1CaCl2与土共煮,高压下与土共煮,高压下16h(2)1molL-1KCl煮沸煮沸1h三、无机三、无机N:(NH4+,NO3-,NO2-)意义:意义:无机无机N本身是速效本身是速效N,是植物吸收利用的主,是植物吸收利用的主要形态。要形态。易水解性易水解性N、培养法的、培养法的N,最后都需要测定,最后都需要测定NH4+或或NO3-。土样的特殊性:土样的特殊性:新鲜样品新鲜样品(1)采样后要求冷冻或冷藏采样后要求冷冻或冷藏(2)
14、快速干燥使快速干燥使NO3-变化极小,但对变化极小,但对NH4+影响大影响大浸提:浸提:NH4-N:阳离子、交换态,存在于土壤胶体表面。阳离子、交换态,存在于土壤胶体表面。浸提剂:浸提剂:1-2molL-1KCl或或NaCl浸提方法:淋洗法或平衡法浸提方法:淋洗法或平衡法NO3-N(NO2-):):不被胶体吸附,用水即可浸出。不被胶体吸附,用水即可浸出。但溶液易浑浊,要得清亮溶液,可加但溶液易浑浊,要得清亮溶液,可加CaSO4、KAl(SO4)2、KCl、NaCl、CuSO4-CaO等。等。浸出液中浸出液中N的测定的测定硝态氮的测定:硝态氮的测定:1、酚二磺酸法:、酚二磺酸法:1863年年Sp
15、renge提出,提出,1929年年Harper改进改进方法原理方法原理:酚二磺酸在无水条件下,与硝酸起硝化酚二磺酸在无水条件下,与硝酸起硝化反应,生成硝基酚二磺酸。生成物在酸性条件下反应,生成硝基酚二磺酸。生成物在酸性条件下为无色,在碱性条件下为稳定的黄色,可根据黄为无色,在碱性条件下为稳定的黄色,可根据黄色的强度用比色法测定色的强度用比色法测定NO3-N的含量。的含量。注意事项:注意事项:(1 1)硝化反应要求在硝化反应要求在无水条件无水条件下进行,所以加显下进行,所以加显 色剂(酚二磺酸)前需要蒸干。但在微酸性下蒸色剂(酚二磺酸)前需要蒸干。但在微酸性下蒸 干,干,NO3-N可能以可能以H
16、NO3态逸出,所以应使蒸发液态逸出,所以应使蒸发液 呈呈微碱性微碱性或保持或保持中性中性。(2)干扰离子:)干扰离子:Cl-:土壤含土壤含Cl-大于大于15mgkg-1时,会干扰测定。时,会干扰测定。HCl+HNO3NOCl(亚硝酰氯)(亚硝酰氯)+Cl2+2H2O6HCl+2HNO32NO+2Cl2+4H2O消除方法:消除方法:每每100ml滤液加入滤液加入0.1gAg2SO4,振荡,振荡15min,再加入,再加入0.2gCa(OH)2和和0.5gMgCO3以沉淀过剩的以沉淀过剩的Ag+。NO2-:干扰是它与显色剂也呈黄色,但一般土壤干扰是它与显色剂也呈黄色,但一般土壤含含NO2-极少,可忽
17、略不计。极少,可忽略不计。NO2-含量大于含量大于1mgkg-1时,可加入时,可加入尿素尿素或或硫脲硫脲或或氨基磺酸氨基磺酸(2%NH2SO3H)破坏它。)破坏它。HNO2+NH2SO3H=N2+H2SO4+H2O重金属:重金属:在碱化时会沉淀,可过滤除去沉淀后再比在碱化时会沉淀,可过滤除去沉淀后再比色。一般浸出液中重金属不多。色。一般浸出液中重金属不多。有机质:有机质:颜色干扰,用活性碳除去。颜色干扰,用活性碳除去。(3)适用范围:)适用范围:0.12mgL-1(4)比色波长:)比色波长:400-410nm 评价:评价:此法重复性好,准确性高,常作测定微量此法重复性好,准确性高,常作测定微量
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- 土壤 有效 测定
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