农化分析第九章土壤水溶性盐分析.ppt
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1、第九章 土壤水溶性盐分的分析第一页,编辑于星期六:十七点 四分。为什么要测定盐分?(一)了解水溶性盐对植物的毒害及制订改良措施1.盐的溶解度越大其危害性越大2.碱性越大其毒害越大3.同一盐类,其危害也不同,比如MgCl2的毒性大于NaCl,其一,Mg2+毒性大于Na+,其二,MgCl2溶解度大于NaCl4.单一盐类毒性大于多种盐类。离子拮抗作用。比如调价Na/Ca比值可减轻Na毒害。5.盐类的阳离子同,其阴离子不同毒性也不同。Na2CO3(20摄氏度,21.5g/100ml,pH10.6,常温饱和)NaHCO3(9.6 g/100ml,pH 8.4)NaCl(36.0g/100ml,pH 7)
2、Na2SO4(19.5g/100ml,pH 7)MgCl2(74g)MgSO4(54g)MgCO3(0.01g)Na2CO3MgCl2NaHCO3NaClCaCl2MgSO4Na2SO4第二页,编辑于星期六:十七点 四分。水溶性盐对植物的毒害的原因高浓度的盐分降低了土壤水势,植物不能吸水,甚至体内水分外渗,因而盐害通常表现为生理干旱。作物过多吸收某些盐类离子后,引起中毒或生理功能失调。Na+、Cl-、Mg2+、SO42-等含量过高,会引起K+、HPO42-或NO3-等离子的缺乏。土壤内交换性钠过多时,由于钠离子起分散土粒的作用,土壤孔隙被堵塞,结构变坏,通透性差,微生物的活动减弱,土壤肥力显著
3、下降。土壤pH过高,土壤中某些有效养分如磷、铁变成无效状态,不能为作物所利用第三页,编辑于星期六:十七点 四分。(二)盐碱土分类饱和土浆浸出液饱和土浆浸出液电导率(电导率(ds/m)pH交换性钠盐基饱和度交换性钠盐基饱和度(%)水溶性钠盐基饱和度水溶性钠盐基饱和度(%)盐土盐土48.51550盐碱土盐碱土48.51550碱土碱土48.51550美国农业部盐碱土研究室 我国滨海盐土的分级标准我国滨海盐土的分级标准地下水矿化度的分标准地下水矿化度的分标准盐土类型盐土类型盐分总量盐分总量(g/kg)轻盐化寺轻盐化寺1.02.0中盐化土中盐化土2.04.0强盐化土强盐化土4.0 6.0盐土盐土6.0水
4、类别水类别矿化度矿化度(g/L)水质水质淡水淡水1优质水优质水弱矿化水弱矿化水1 2可用于灌溉可用于灌溉半咸水半咸水2 3一般不宜用于灌一般不宜用于灌溉溉咸水咸水3不宜用于灌溉不宜用于灌溉第四页,编辑于星期六:十七点 四分。一般来说,若土壤中盐类以碳酸钠(Na2CO3)和碳酸氢钠(NaHCO3)为主时,此土壤称为碱土(alkaline soil);若以氯化钠(NaCl)和硫酸钠(Na2SO4)等为主时,则称其为盐土(saline soil)。盐土的形成是地下水中的盐分通过土体毛管蒸发而在地表积聚的一个物理过程。外部条件是气候比较干燥,蒸发大于降水。如果盐土的淋洗作用强烈,使Ca、Mg在土壤下层
5、沉淀,土壤上层Na/Ca+Mg比增大,土壤吸附Na增大,吸附的钠易水解,水解后以Na2CO3、NaHCO3和NaOH进入土壤,另外,水溶CaCO3使土壤胶体上吸附的Na+交换下来,以Na2CO3和NaHCO3存在,则土壤为碱土。第五页,编辑于星期六:十七点 四分。(三)土壤(及地下水)水溶性盐的分析是研究盐渍土盐分动态的重要方法盐分分析要测定哪些项目?pH,全盐量,阴离子(Cl-,SO42-,CO32-,HCO3-,NO3-),阳离子(K+,Na+,Ca2+,Mg2+)。通常以离子组成作为盐碱土分类和利用改良的依据。第六页,编辑于星期六:十七点 四分。一、水溶性盐待测液的制备影响水溶性盐提取的
6、因素水/土,(1)水土比大,分析操作容易,与作物生长相关性差,因而最好在田间湿度情况下获得土壤溶液。(2)浸出液盐分的绝对含量和相对含量受水土比影响很大,一般水土比大、盐分溶解量大,全盐量大,5:1水土比浸出的Na比1:1浸出量大2倍以上,Cl-和NO3变化不大。常用水土比有1:1、5:1和饱和土浆。振荡时间,震荡时间长,溶出量大浸提方式,震荡后抽滤、离心第七页,编辑于星期六:十七点 四分。减压抽滤装置第八页,编辑于星期六:十七点 四分。减压抽滤装置第九页,编辑于星期六:十七点 四分。1:1水土比浸出液的制备称适量(100g左右)干土(扣除水分*)加等量无CO2水*振荡15min 平瓷漏斗抽气
7、过滤,过滤时间长应加盖防止蒸发每250mL加1gL-1六偏磷酸钠一滴*储存在4备用*。*为什么?扣除土壤含水量不同的扣除土壤含水量不同的差异差异空气中空气中COCO2 2分压的大小及蒸馏水中溶解分压的大小及蒸馏水中溶解COCO2 2会会影响影响CaCOCaCO3 3、MgCOMgCO3 3和和CaSOCaSO4 4的溶解度,影的溶解度,影响水浸出液的盐分数量。响水浸出液的盐分数量。六偏磷酸钠是分散剂,防止静置时六偏磷酸钠是分散剂,防止静置时CaCOCaCO3 3从溶从溶液中聚沉沉淀。液中聚沉沉淀。250ml250ml加加1 1滴带入的滴带入的NaNa+可以忽可以忽略,也可按照略,也可按照1ml
8、251ml25滴排除滴排除室温下放置时间不能超过室温下放置时间不能超过1 1天,挥发、沉淀,天,挥发、沉淀,微生物活动。微生物活动。第十页,编辑于星期六:十七点 四分。5:1水土比浸出液的制备称1mm烘干土50.050.0g g 500mL三角瓶加水250mL振荡或手摇荡3min抽滤收集清亮滤液备用。若滤液开始浑浊如何处理?试验证明,试验证明,5:15:1时时2-3min 2-3min 可使盐分全部溶解,可使盐分全部溶解,震荡时间越长,分析结果误差越大。震荡时间越长,分析结果误差越大。重新抽滤,选用中孔巴斯德滤管,或者中速、慢速滤纸平重新抽滤,选用中孔巴斯德滤管,或者中速、慢速滤纸平板抽滤。板
9、抽滤。第十一页,编辑于星期六:十七点 四分。饱和土浆浸出液的制备 1.称取风干土(1mm)20.025.0g,用毛管吸水饱和法制成饱和土浆,105110烘箱中烘干、称重计算出饱和土浆含水量,计算土壤饱和需要水量。2.再取适量土样于带盖的塑料杯中,加入计算好的所需水量充分混合成糊状,加盖,低温过夜(约约14141616小小时时)次日再充分搅和。4000 rmin-1离心提取土壤溶液(或减压抽滤)滤液备用。本本法法不不能能得得到到广广泛泛应应用用的的原原因因,(1 1)手手工工加加水水难难于于确确定定一一个个正正确确的的饱饱和和点点,特别是质地黏重、含特别是质地黏重、含NaNa+高土壤。(高土壤。
10、(2 2)耗时长且难于获得浸出液。)耗时长且难于获得浸出液。第十二页,编辑于星期六:十七点 四分。水溶性盐的分析次序图1mm土壤样品饱和土浆法1:1提取法1:5提取法减压过滤得待测液电导法测总盐分烘干残渣法测总盐阴离子测定阳离子测定火焰光度法测K+、Na+AAS法或EDTA络合滴定法测Ca2+、Mg2+硫酸钡比浊或重量法测SO42-酚酞批示剂,酸滴定CO32-溴甲酚绿-甲基橙指示剂,酸滴定HCO32-硝酸银滴定法(离子色谱、电极)测Cl-二、水溶性盐分析第十三页,编辑于星期六:十七点 四分。(一)、水溶性总盐的测定烘干残渣法v方法原理一定量的浸提液,水浴蒸干后,不必取下蒸发皿,用双氧水除去有机
11、质(残渣变为白色止),经105烘干至恒重,残渣质量即为盐量方法评述1.经典方法,待测液必须清彻。2.烘干改变盐的成分。3.氯化镁易吸潮,操作应在相同条件下进行。第十四页,编辑于星期六:十七点 四分。水溶性总盐的测定电导法v方法原理盐为强电解质,其水溶液具导电作用,在一定温度下,且离子组成相同时,溶液的含盐量与电导率成正相关。电导率EC=1/单位:s/m或ms/cm相同含盐量时其电导率相同吗?为什么?L电极间距离A电极截面据欧姆定律:R=电导率可以反映含盐量高底,但无法反映盐分组成,不同离子的电导电导率可以反映含盐量高底,但无法反映盐分组成,不同离子的电导率不同。如果不同盐类的比例固定时候,电导
12、率法是准确的率不同。如果不同盐类的比例固定时候,电导率法是准确的第十五页,编辑于星期六:十七点 四分。第十六页,编辑于星期六:十七点 四分。第十七页,编辑于星期六:十七点 四分。由于两极间距离和电极面积难测量,可用标准氯化钾溶液求出电极常数:K=ECKCl/S KCl ECKCl KCl标准溶液的电导率,S,标准溶液的电导度用电极测定待测溶液时:EC待测液=KftS待测液,K为电极常数,ft为温度矫正常数盐分含量的表示方式:1.直接以电导率表示盐含量;2.制作土壤含盐量()电导率回归方程。在欲测地区选取不同盐分浓度的代表性土壤样品多个(20以上),同时以烘干法和电导法测定盐分总量,做标准曲线。
13、电极常数的测定第十八页,编辑于星期六:十七点 四分。土壤饱和浸出液电导率-盐分-作物生长关系EC(ds/m)盐分盐分(g/kg)盐渍化程度盐渍化程度植物反应植物反应02小于小于1.0盐渍化土盐渍化土不产生盐害不产生盐害241.03.0非盐渍化土非盐渍化土盐分敏感作物可能受影响盐分敏感作物可能受影响483.05.0中度盐土中度盐土盐分敏感作物可能受影响,耐盐作物无影盐分敏感作物可能受影响,耐盐作物无影响响8165.010.0重盐土重盐土耐盐作物有收成,但影响种子发牙,严重耐盐作物有收成,但影响种子发牙,严重影响产量影响产量大于大于16大于大于10.0极重盐土极重盐土只有极少数耐盐作物能生只有极少
14、数耐盐作物能生第十九页,编辑于星期六:十七点 四分。水溶性总盐的测定加和法土壤水溶性盐总量,gkg-1八个离子质量分数(gkg-1)之和K+、Na+、Ca2+、Mg2+CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-第二十页,编辑于星期六:十七点 四分。(二)、水溶性盐基离子组成的测定v阳离子v钙、镁:AAS法或EDTA络合滴定法。v钾、钠:火焰光度法。第二十一页,编辑于星期六:十七点 四分。EDTA络合滴定法测定Ca、Mg方法原理:在pH=10时,EDTA和水中的钙钙、镁离子镁离子生成稳定络合物,指示剂铬黑铬黑T T(1-(1-羟基-2-萘偶氮)-6-硝基-2-萘酚-4-磺酸钠)也能与钙镁离子生成
15、葡萄酒红色络合物,其稳定性不如EDTA与钙镁离子所生成的络合物,当用EDTA滴定接近终点时,EDTAEDTA自铬黑自铬黑T T的葡萄酒红的葡萄酒红色络合物夺取钙镁离子而使铬黑色络合物夺取钙镁离子而使铬黑T T指示剂游离指示剂游离,溶液由酒红色变为兰色,即为终点。单独滴定Ca2+时,指示剂有紫尿酸铵、钙指示剂,酸性铬蓝紫尿酸铵、钙指示剂,酸性铬蓝K K等。测定Ca2+、Mg2+总量时指示剂有铬黑铬黑T T(1-(1-羟基-2-萘偶氮)-6-硝基-2-萘酚-4-磺酸钠)、K-BK-B指示剂指示剂(酸性铬蓝K和萘酚绿B)等。第二十二页,编辑于星期六:十七点 四分。Ca、MgpH=10时Ca、Mg的指
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