《土壤肥料学》

第一部分 土壤与肥料分析

实验一 土壤样品的采集与处理

一、实验目的意义

土壤样品的采集是土壤分析工作中一个重要的环节，是关系到分析结果和由此得出结论是否正确、可靠的一个先决条件。为使分析的少量样品能反映一定范围内土壤的真实情况，必须正确采集与处理土样。通过实验，使学生掌握正确的采集与处理土壤样品的方法。

二、仪器设备

土钻、手铲、铁锹、铅笔、标签、直尺、记录本、布土袋、塑料袋、晾土盘、塑料布（50×60cm）、硬质木棍、广口瓶、镊子、角勺、托盘天平（百分之一）、土筛（2、1、0.25、0.1mm）。

三、操作步骤

（一）采样点的分布方法

1、对角线法：适用于地形平坦，采样面积较小，土壤肥力较均匀的长方形田块。

2、棋盘式：适于地形较平，采样面积较大，土壤肥力不均匀的长条状田块。

3、S形（之字形）采样法：适于地形不平坦，采样面积较大，地形多变地块。

采样时切忌在粪堆、坟头、渠旁、田边、废渠、路旁、场院、新填土坑、新平整地段、挖方地等处布点。

（二）土壤样品的采集

1、土壤剖面样品的采集：在研究土壤发生分类和剖面理化性状时，常按土壤剖面的发生层采样，先挖好1×1.5m（或1×2m）土壤剖面，然后根据土壤剖面颜色、结构、质地、松紧度、湿度、植物根系分布等自上而下划分层次进行观察记载，观察记载后，在发生层的典型部位采集样品。

为了避免上下层混杂，应自下而上逐层采集，分层装袋，每袋土重约1kg，填好标签，土袋内外各挂一个，该土样备作常规分析用。

2、土壤物理性质样品的采集：若进行土壤物理性质的测定，须采集原状样品。如测定土壤容重、孔隙度、其样品可直接用环刀在各层土层中取样。对于研究土壤结构性的样品，采集时须注意土壤湿度不宜过干、过湿，最好在不粘铲的情况下采取。在采集过程中必须保持土块不受挤压，不使样品变形，保留原状土样，然后携带回室内进行处理。

3、土壤盐分动态样品的采集：在研究盐分动状态变化时应定位、定点、定期取样，上密下稀，但取样层次厚度不得超过50cm，通常为0－5，5－10，10－20，20－40，40－60，60－100，100－150cm。

在研究作物耐盐能力时，应紧靠作物根系钻取土样，其深度应考虑作物根系活动层及盐分在土体中的分布情况，一般应按0－2，2－5，5－10，10－20，20－40，40－6 0 cm取土，在作物的各个生育期分次采样。

4、混合土样的采集：为了解某地区或地块耕地土壤肥力状况需要采集混合土样。采样时间在施肥前或收获后一星期，土壤养分变动比小，相对稳定时进行采土。大约每30－50亩面积可采一个土样，每个土样至少九个以上样点（一般采奇数点）。每个样点的取土深度、重量要尽量保持均匀一致，上下层的比例大致相同，采样器应垂直地面入土，深度一般为0－20，20－40cm。每个土壤样品约取1kg装入布土袋中，用钢笔写标签，注明采集地点，日期、编号、土类名称、采样者姓名等，土袋内外各挂一个标签。

5、养分动态土样的采集：可根据研究养分动态问题的要求进行布点取样，如研究条施磷肥的水平方向移动距离时，可以施肥沟为中心，在沟的一侧或两侧按水平方向每隔一定距离同一深度所取的相应同位土样进行多点混合。同样在研究氮肥的垂直方向移动时，应以施肥层为起点，向下每隔一定距离深度取样，将不同样点相同深度采集的土样混合成混合土样。

6、其他特殊样品的采集：测定土壤微量元素的土样采集，采样工具要用不锈钢土钻，土刀、塑料布、塑料袋等，忌用报纸包土样，以防污染。

（三）土壤样品的处理

1、样品的风干：采回的土样放在木板或塑料布上摊成薄层，标签压在土下，置于室内阴凉、干燥、通风处风干。风干时要经常翻动，捏碎大块，同时挑出石粒、砖块、植物根等非土部分和新生体。切忌阳光下直接曝晒，防止灰尘、酸碱等污染。

2、研磨过筛：取适量风干土样，平铺在木板或塑料板上，用木棒辗碎过筛。过筛时先通过2mm孔径筛，未通过2mm筛的有石砾、新生体等应称重，计算其所占土样总重量的百分数，超过5%者，应作为石质土分类的依据。

将剩余的通过2mm筛孔的土样继续压碎，使之完全通过1mm筛孔，充分混匀后，用四分法分取三分之二装入250ml广口瓶中（或牛皮纸装、塑料袋中），贴好标签（注明土样编号、采集地点、土壤名称、采样深度、筛孔、采样人和采样日期），放在样品架上，尽量避免日光、高温、潮湿、酸碱等影响。备作测定pH、交换量、速效养分含量、全盐量等用。

将剩余三分之一土样继续研磨，使之全部通过0.25mm筛孔，混匀后装入100ml广口瓶（或牛皮纸、塑料袋中），备作分析全量养分，有机质用。

四、计算

石砾等杂物含量%＝

式中：A－风干土重（g）      B－石砾、新生体等杂质重量（g）

实验二 土壤质地类型的综合判别

土壤由固体、液体和气体三相所组成，土壤矿物质占土壤固相的绝大部分。测定土壤矿物质颗粒的大小及其组合比例叫做土壤机械分析，根据机械分析结果来确定土壤质地。土壤质地对土壤的理化性质、肥力因素、植物生长以及微生物活动等都产生巨大的影响。因此，了解土壤矿物质颗粒的组成并确定土壤质地，在农业生产上具有重要意义。

通过该野外鉴定学习利用手和眼的感觉对土壤质地的简易测定；通过室内分析，进一步测定土壤机械组成。

野外土壤质地的鉴定

一、方法原理

根据土壤的物理机械特性——粘结性和可塑性表现的程度来进行土壤质地的简易测定。

二、操作步骤

1、将土块完全捏碎到没有结构，取一部分放在手掌中捏时能得到均匀、柔软的感觉或某种粗糙的感觉。

2、将土壤用水浸湿，加水时要逐渐地少量地加入，用手指将湿土调匀，拌水过多或未充分湿润的土样均不适用，所加水量要恰以土壤和匀后不粘手。当土团具有可塑性时，将土团尽量做成小球，搓成土条，并将土条弯曲成土环，以决定土壤的质地。判断标准参见下表：

田间土壤质地鉴定规格

室内土壤机械组成分析

一、方法原理

根据司笃克斯定律，球体在介质中沉降，其沉降速度与球体半径的平方成正比，而与介质的粘滞系数成反比。

V=gr²

当球体作匀速沉降时：   S=Vt

土粒运动的时间：    t=

式中： g--物体自由落地时重力加速度，为981cm／s²

       r—沉降颗粒的半径（cm）

       d₁—沉降颗粒的比重（g／cm^３）2.65

 d₂—介质比重（g／cm^３）水为1.0

 η—介质的粘滞系数（g／cm·s）

在不同温度下，不同直径的土颗粒在水中沉降一定距离所需的时间：

①大颗粒的土粒在悬液中沉降速度快，而小颗粒土粒就沉降慢，这就说明，土粒粒径的大小不同，其沉降速度也不同。

②η粘滞系数又与温度有关（表1），温度高，粘滞系数小，沉降速度快；相反，温度低，粘滞系数大，沉降速度慢。

③当土粒运动到一定时间内（表1），用特制的土壤甲种比重计可测得悬浮在比重计所处深度（L）的悬液的土粒含量，（特别强调，在不同的时间所测得比重是不同的），如：测定时比重计读数为20时，即表示某粒径土粒沉降距离S（或L）为20cm深度时，这一级的土粒重量为20g。

现在当我们要测定物理性粘粒＜0.01mm某粒级土粒含量时，简易比重计法——就是将一定数量的土样经化学与物理处理，使其充分分散为单粒，置于沉降筒中，分散土粒在悬液内自由沉降，根据不同的时间用比重计测定悬液的比重，比重计读数，直接指示出悬浮液在比重计所处深度土粒含量，因此，根据某粒径土粒在每L悬浮液中的重量，通过计算即可求出小于某粒级土粒重量的百分数，依据卡琴斯基质地分类表，确定质地名称。

表1  小于0.01mm颗粒沉降时间表（简易比重计用法）

二、仪器设备

刻度范围0—60的甲种比重计（鲍氏比重计）、带橡皮头的玻棒、250ml瓷蒸发皿、1000ml量筒、0—50℃温度计、电子天平（精确0.01g）。

三、试  剂

1、氢氧化钠溶液[C（NaOH）=0.5mol·L^-1]：称取20g氢氧化钠（化学纯）溶于蒸馏水，稀释至1L（用于酸性土壤）。

2、草酸钠溶液[C（Na₂C₂O₄）=0.5 mol·L^-1]：称取35.5g草酸钠（化学纯）溶于蒸馏水中，稀释至1L（用于中性土壤）。

3、六偏磷酸钠溶液{C[（NaPO₃）₆]=0.5mol/L：称取51g六偏磷酸钠Na（PO₃）₆化学纯，溶于1000ml蒸馏水摇匀（用于碱性土壤）。

4、过氧化氢溶液：[W（H₂O₂）=6%]：取200ml[w（H₂O₂）=30%]稀释至1L。

5、 双氧水。

四、操作步骤

１、取过1mm筛孔的风干土样50g（精确到0.01g）置于250ml蒸发皿中，若含有机质1%以上应作洗盐及除去有机质处理。

２、加0.5mol/L六偏磷酸钠Na（PO₃）₆  60ml用橡皮头玻璃棒研磨15min。

３、用蒸馏水将土液洗入1000ml量筒中并加水至1000ml。

４、测定悬液的温度，用搅拌器搅拌1min（上下各30次）记录开始时间，按表1所列温度与土壤颗粒沉降规定时间提前30秒钟，将比重计慢慢插入悬液中到规定时间，记录比重计读数。

五、读数校正

１、比重计读数温度校正（查表2）

２、分散剂校正

分散剂校正值g/L=分散剂的毫升数×分散剂浓度×摩尔质量=60×0.5×102×10^-3=3.06                                    或=60××612×10^-3=3.06

３、校正后读数=原读数—分散剂校正值±温度校正值。

六、结果计算

＜0.01mm颗粒土粒含量%＝校正后读数／烘干土重×100

   　烘干土重=[风干土重／(100+W)]×100

        W－—3%（计算时不带%号）

根据计算土粒含量（%）,查卡琴斯基质地分类表确定该土壤为中壤土(查草原土类型)。

表2  甲种比重计温度校正值

表3  卡琴斯基质地分类表

实验三　土壤有机质的测定

一、实验目的意义

土壤有机质是植物矿质营养和有机营养的源泉，又是土壤中异养型微生物的能源物质，同时也是形成土壤结构的重要因素。因此，土壤有机质就直接影响着土壤的保肥性、保墒性、缓冲性、耕性、通气状况和土壤温度等，所以有机质的含量是土壤肥力高低的重要指标之一。

利用重铬酸钾测定土壤有机质操作简便，设备简单，快速，适用于大批样品的分析。

二、方法原理

在加热条件下，用稍过量的标准重铬酸钾—硫酸溶液，氧化土壤有机碳，剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁（或硫酸亚铁铵）滴定，由所消耗标准硫酸亚铁的量计算出有机碳量，从而推算出有机质的含量，其反应式如下：

        2K₂CrO₇+3C+8H₂SO₄=2K₂SO₄+2Cr₂(SO₄)₃+3CO₂+8H₂O

K₂CrO₇+6FeSO₄+7H₂SO₄=K₂SO₄+Cr₂(SO₃)₃+3Fe(SO₄)₃+7H₂O

用Fe²⁺滴定剩余的CrO₇^2-时，以邻啡罗啉（C₁₂H₈N₂）为氧化还原剂，在滴定过程中指示剂的变色过程如下：开始时溶液以重铬酸钾的橙色为主，此时指示剂在氧化条件下，呈淡蓝色被重铬酸钾的橙色掩盖，滴定时溶液逐渐呈绿色（Cr³⁺）近终点时变为灰绿色。当Fe溶液过量半滴时，溶液则变为棕红色，表示颜色已到终点。

三、仪器设备

硬制试管（18mm×180 mm）、油浴锅、铁丝笼、温度计（0—360℃）、万分之一分析天平、电炉、滴定管（25ml）、移液管（5ml）、漏斗、三角瓶（250ml）、量筒。

四、试  剂

1、0.8000 mol.L^-1重铬酸钾标准液：准确称取经130℃烘干3-4小时的分析纯重络酸钾（K₂Cr₂O₇）39.225g，溶解于400ml水中，必要时可加热溶解，冷却后稀释定容到1000ml摇均备用。

2、0.2N硫酸亚铁标准液：称取55.6g硫酸亚铁（含7个结晶水），或硫酸亚铁铵78.4g，加浓硫酸5ml溶解，然后加水定容至1000ml摇匀备用。

硫酸亚铁溶液的标定：用万分之一天平准确称取烘干的分析纯重铬酸钾约0.2000g三份，于三角瓶中，加水70-80ml溶解，加分析纯浓硫酸5ml及3滴邻啡罗林指示剂，用配好的硫酸亚铁溶液滴定至溶液由黄经绿突变到棕红色为终点，则硫酸亚铁的浓度由下计算：

硫酸亚铁的浓度（mol.L^-1）＝

3、邻啡罗啉指示剂：称取化学纯硫酸亚铁0.695g和分析纯邻啡罗林1.485g，溶于10ml蒸馏水中（红棕色络合物），放入棕色瓶中备用。或用邻苯氨基甲酸（又名d－羧基代二苯胺）。

二苯指示剂：称取0.25g该试剂于中研细，然后倒入100ml烧杯中，加入12ml的0.1 mol.L^-1氢氧化钠溶液，并用少量蒸馏水将研钵中残留试剂洗入烧杯中，将烧杯放在水浴上加热使其溶解，冷却后稀释定容到250ml，放置澄清或过滤，取其清液备用。

4、石蜡（固体）或植物油3-4kg。

5、浓硫酸（比重1.84化学纯）。

五、操作步骤

1、准确称取通过0.25mm筛孔风干土0.1-0.5g（精确到0.0001g），放入干燥的硬质试管中，加入0.1g硫酸银（Ag₂SO₄）,然后用吸管加入0.8000N重铬酸钾5ml，用移液管加入浓硫酸5ml，小心摇匀，放上小漏斗将试管插入铁丝笼中。

2、预先将石腊油浴锅加温到185-190℃，然后将铁丝笼插入油浴锅内，此时温度应保持在170-180℃使溶液沸腾5min（从试管内溶液开始翻动起准确计算时间），然后取出铁丝笼，擦去试管外油液。

3、冷却后将试管内溶物用蒸馏水小心无损地从试管中洗入250ml三角瓶中，使瓶内体积为60ml左右，然后加入邻啡罗啉指示剂3-5滴，用0.2mol.L^-1硫酸亚铁标准液滴定，颜色由绿色突变到棕红色为终点。或加邻苯胺基苯甲酸指示剂12-15滴，溶液由紫红突变到绿色即为终点。

4、在测定样品的同时，必须做三个空白试纸（每笼一次），取其平均值。

六、结果计算

土壤有机质g.kg^-1＝×1000

式中：C－硫酸亚铁标准溶液的浓度（mol.L^-1）

　　　V₀－滴定空白时消耗硫酸亚铁毫升数

　　　V－滴定待测液时消耗流酸亚铁毫升数

3.0－1/4 碳原子的摩尔质量(g.mol^-1)

10^-3—将毫升换算为升

1.724－有机碳换算成有机质的经验常数

1.1－方法校正数

两次平方测定结果允许绝对相差不超过0.05，相对误差不超过5%。

七、注意事项

1、土壤含有机质50g.kg^-1以上者，称取样品0.1g，20-40 g.kg^-1 者称0.2-0.3g，低于20g.kg^-1者称0.5g，以减少误差。

2、长期渍水的水稻土，沼泽土等潮湿土壤，因含还原物较多，常使结果偏高，所以这类样品务必摊开充分风干10天左右，使还原物质充分氧化后，再称样测定。

3、新疆土壤石灰含量高，加浓硫酸时一定要不心，防止碳酸钙烈分解时引起溅失。

4、消煮时的温度要严格控制在170-180℃，温度计不要触及锅底。消化时的油液面应比管内液面稍高一点。

5、消煮好的溶液应是黄色，或者黄中带绿色，如呈绿色，应弃去重做。在滴定样品时，消耗硫酸亚铁的量不应少于空白的1/3，否则也要重做。

6、要待溶液冷却后，再加指示剂，然后滴定。

实验四　农田土壤灌水定额的确定

一、实验目的意义

1、通过测定和确定大田土壤需要的灌水定额，掌握土壤水分的测定方法。

2、通过实验加深对土壤水分计算的认识。

3、学习和掌握土壤容重的测定。

4、学习田间土壤灌水额的确定方法。

二、实验原理

1、测定时把土样放在105～110℃的烘箱中烘至恒重，则失去的质量为水分质量，即可计算土壤水分百分数。在此温度下土壤吸着水被蒸发，而结构水不致破坏，土壤有机质也不致分解。

2、灌水量与土壤质地，土壤水分含量，土壤田间持水量有关，田间灌水定额一般在达到耕层田间持水量的1.5倍即可。

3、土壤容重的测定：保持自然状态下，单位体积土壤的烘干重量。

三、仪器设备

土钻；环刀；铝盒；分析天平（精确0.01和0.001）；小型电热恒温烘箱；干燥器；1mm孔径土壤筛。

四、操作步骤

（一）土壤水分测定

1、称量空铝盒重量并记录。

2、在田间用土钻取有代表性的新鲜土样，刮去土钻中的上部浮土，将土钻中部所需深度处的土壤约20g，捏碎后迅速装入已知准确质量的铝盒内，盖紧，装入其他容器，带回室内，将铝盒外表擦拭干净，立即称重，准确至0.01g。

3、揭开盒盖，放在盒底下，置于已预热至105±2℃的烘箱中烘烤12h。取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温（约需30min），立即称重。新鲜土样水分的测定应做三份平行测定。

（二）土壤容重测定

1、用削刀修平供测容重的土壤剖面，按剖面层次分层采样，每层重复一个。

2、将环刀内壁涂些凡士林，环刀刃口向下垂直压入土中，直至坏刀内充满样品为止。若土层坚实，可用铁锤慢慢敲打环刀，压入要平稳，用力一致。

3、用修土刀切开环刀周围的土样，取出装满土的环刀，细心削去环刀两端多余的土，并擦净环刀外面的土。

4、把装有样品的环刀立即加盖，以免水分蒸发，随即送实验室称重（精确到0.01g）并记录。

5、从环刀内取出10g左右土壤置铝盒内测定土壤含水量。

五、结果计算

（一）水分

水分（干基）%=         …………………………………………（1）

式中： m₀——烘干空铝盒质量，g；

       m₁——烘干前铝盒及土样质量，g；

       m₂——烘干后铝盒及土样质量，g；

    平行测定的结果用算术平均值表示，保留小数后一位。

    平行测定的结果的相差，水分小于5%的风干土样不得超过0.2%，水分为5~25%的潮湿土样不得超过0.3%，水分大于15%的大粒（粒径约10mm）粘重潮湿土样不得超过0.7%（相当于相对相差不大于5%）。

（二）土壤容重

土壤容重（g/cm³）=   …………………………………………（2）

式中：m₄——环刀与湿土重（g）；

          m₃——环刀质量（g）；

          W——土壤含水量（g/kg）；

          V——环刀容积（cm³）。

两次平行测定结果，绝对偏差不超过0.06g/cm³。

（三）田间水分储量

不同质地土壤田间持水量和凋萎系数

水分储量（m³/hm）=面积×土层深度×水分重量（%）×容重 …………………（3）

（四）灌水定额计算

            灌水定额=田间持水量-水分储量   ………………………………………………（4）

六、注意事项

1、称量铝盒要保证前后铝盒的一致性。

2、环刀筒的容积在首次使用和使用一段时间后，应每隔一年用游标卡尺测量上、下口的直径，及相对两点处的高度，测定数据不少于四个，取其平均值。计算环刀的容积。环刀筒的容积计算公式如下：

式中：V——环刀容积（cm³）；

            r——环刀刀口一端的内径（cm）；

            h——环刀的高度（cm）；

           ——圆周率。

实验五、土壤酸碱度的测定(酸度计法)

一、实验目的

土壤酸度对土壤肥力有重要的影响，特别是对土壤中养分存在状况和有效程度、土壤的生物学过程、微生物活动及植物本身等都有显著影响。如果施入土壤中的磷酸盐肥料在PH6.5-7.5时肥效最高，超过PH7.5时，形成-磷酸钙盐而降低了肥效，PH<6.5、5.5时，则有可能形成磷酸铁、铝，也降低其溶液度。消化作用只有在PH6.5以上才能进行。土壤 中绝大多数微生物，都适于中性或微碱性条件下生活；各种不同植物对土壤反应的适应程度也不同，大多数农作物均喜欢中性土壤。有耐酸的植物，如马尾松、茶、草莓等。也有耐碱的植物如碱蓬，芨芨草

不同土壤，由于形成过程不同，因此其酸碱程度也有差异。同一土壤的不同层次，其反应也有不同，例如灰化石，红壤都属于酸性土，而灰化层为强酸性反应，淀积层则为近中性或弱碱性反应。华北平原褐土则为碱性反应。

二、 方法原理

电位测定法是将玻璃电极和甘汞电极同时插入土壤悬浊液和浸出液中，构成一电池反应，两者之间产生一个电位差。电位差的大小取决于溶液中氢离子的活度。经过与标准溶液校正仪器后，待测液的pH值就可直接从仪器上读取（氢离子活度的负对数）。测定时土壤水土比对测定结果影响较大。尤其是对石灰性土壤，稀释效应更为显著。所以采用小比例的水土比更接近于野外田间的pH值，故本方法采用1︰1的水土比。

三、 仪器设备

烧杯（50mL），酸度计，玻璃电极，饱和甘汞电极或pH复合电极。

四、 试剂

pH 6.87标准缓冲液：称取3.53g经130℃下烘干的磷酸氢二钠（Na2HPO4，AR）和3.39g50℃下烘干的磷酸二氢钾（KH2PO4，AR），溶于800mL蒸馏水中，定容至1L。

pH 9.18标准缓冲液：称取3.80g硼砂（Na2B4O7·10H2O，AR），溶于无二氧化碳的蒸馏水中，定容至1L。

五、 操作步骤

（一）待测液的制备：称取通过1mm筛孔的风干土样20g（精确到0.01g）于50mL烧杯中，加入20mL无二氧化碳蒸馏水（此时应避免空气中的氨或挥发性酸的影响），用搅拌器搅拌1min，使土粒分散均匀，放置30min后测定。

（二）仪器的校准：各种仪器和电位计的使用应严格按照仪器使用说明书的要求进行，待测液与标准缓冲液的温度应在同一温度，并将温度补偿器调到该温度。用标准缓冲液校正仪器时，两个标准缓冲液（pH6.87和pH9.18）之间的允许偏差为0.1pH单位。反复几次至读数稳定，方可用于样品测定。

（三）土壤浸出液pH值的测定：将电极插入待测液中（玻璃电极球泡下部位于土液界面处，甘汞电极插入上部清液中），轻轻摇动烧杯以除去电极上的水膜，促进其快速平衡。静止片刻后读数开关，待读数稳定时，记录pH值。放开读数开关，取出电极，洗净，用滤纸吸干水分后，进行第二个样品的测定。每测5—6个样品，需用pH标准溶液检查定位一次。

六 结果计算

用酸度计测定pH值时，可直接读数，不必计算。

两次平行测定结果，绝对偏差＜0.2pH单位。（报出结果保留一位小数）

七.注意事项

1、标准溶液在室温下一般可保存1—2个月，在4℃冰箱中可延长保存期限。

2、使用玻璃电极应注意：①干燥的玻璃电极在使用前应在蒸馏水中浸泡24h，使之活化。②使用前应轻轻振动电极以排除气泡。③玻璃电极表面不能沾有油污，忌用洗液清洗电极表面，不能用强碱及含氟化物的介质。也不能在粘土等胶体体系中存放过久，以免引起反应迟缓。

3、甘汞电极应随时由电极侧口补充饱和氯化钾和氯化钾固体。不用时可存放在饱和氯化钾溶液中或前端用橡皮套紧干放。使用时将电极侧口的橡皮塞拔下，记氯化钾溶液维持一定的流速。不要长时间浸泡在待测溶液中，以防污染待测溶液。

4、pH9.18或pH6.87标准缓冲液在使用过程中pH会随温度变化而变化，须随时校正。

实验六　土壤可溶盐分的分析

土壤水溶性盐的测定，可按一定的水、土比例，用水将盐分浸出，然后：则定溶液中所含的CO32+、HCO3-、SO42-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+等八种主要离子含量及盐分问题。在调查研究盐碱土的改良利用中，主要是分析这几个离子。本实验采用质量法和电导法测定土壤全盐含量，双指示剂中和法测定碳酸根和重碳酸根，硝酸银滴定法测定氯根，茜素红法测定硫酸根，EDTA络合滴定测定钙镁离子，差减法计算钾钠离子的方法。

土壤八大阴阳离子的测定-容量法

一、土壤水浸液的制备

土壤水溶性盐可按一定的土水比例（通常采用1:5），用平衡法浸出，然后测定浸出液中水溶性盐分，包括全盐量以及 等8种主要离子的含量。测定结果均以千克以上所含厘摩尔数表示（cmol/kg）。

用台秤准确称取通过1mm筛孔的风干土样50.0g，置于干燥的500mL三角瓶中，用量筒准确加入无二氧化碳蒸馏水250mL，用橡皮塞塞紧瓶口，在振荡机上振荡3min，及时过滤于另一干燥的三角瓶中，全部滤完后，将滤液充分摇匀，加塞备用。

（一）、碳酸根、重碳酸根的测定（双指示剂中和法）

当待测液中含有碱金属和碱土金属的碳酸盐时，pH值在8.3以上，能使酚酞指示剂显红色，用标准酸中和全部碳酸根转变成重碳酸根后，则酚酞褪色；加入甲基橙指示剂，显黄色，继续滴加标准酸将重碳酸根中和为二氧化碳和水，则甲基橙显红色（pH3.8），即达终点。

1.试剂

（1）5g/L酚酞指示剂：称取0.5g化学纯酚酞，溶于70mL无水乙醇中，再加30mL蒸馏水，摇匀。

（2）1.0g/L甲基登指示剂：称取0.1g甲基橙，溶于100mL蒸馏水中。

（3）0.0200mol/L硫酸标准液：吸取浓硫酸（H2SO4，AR）1.2mL，注入2000mL蒸馏水中，用烘干过的无水碳酸钠标定。

标定方法：称取经180℃—200℃烘干4h—6h和无水碳酸钠0.0200g三份，置于三角瓶中，分别加入约20mL无二氧化碳蒸馏水溶解后。滴加1.0g/L甲基橙指示剂2滴，用配好的硫酸溶液滴定至溶液由黄色变为橙红色为止，记录消耗硫酸溶液的毫升数。则硫酸浓度为C=无水碳酸钠克数/（消耗硫酸溶液的毫升数×0.053）。三次标定结果，彼此相对偏差应在1%以下，若只有一份超出允许偏差，可将其余两份平均，否则必须重新标定。

2.操作步骤

吸取浸出液25mL，置于150mL三角瓶中，滴加酚酞指求剂1滴。若不显红色，可记录碳酸根为零；若显红色，则用硫酸标准液滴定至溶液由红色变无色即为终点，记录消耗硫酸标准液的毫升（V₁）。

再向滴定过的溶液中，加入甲基橙指示剂1滴，继续用硫酸标准液滴定至溶液由黄色转变为桔红色为止，记录消耗硫酸标准液的毫升数（V₂）。（溶液不要倒掉，留作测氯根用）。

3.结果计算

土壤含量

土壤含量含量

土壤含量

土壤含量

式中：V₁和V₂——分步滴定时消耗硫酸标准液的毫升数（mL）；

          C——1/2硫酸标准液的浓度（mol/L）；

          M——与吸取待测液相当的样品重（g）；

          0.0300——1/2碳酸根的摩尔质量（kg/mol）；

          0.0610——重碳酸根的摩尔质量（kg/mol）。

（二）、氯根的测定（硝酸银滴定法）

由于氯化银的溶度积小于铬酸的溶度积，根据分步沉淀原理，在pH6.5—10.5的溶液中，用硝酸银滴定氯根，以铬酸钾为指示剂，在等当点前，银离子首先与氯根生成白色氯化银沉淀；而在等当点后，银离子与铬酸根离子作用生成长砖红色铬酸银沉淀，可指示达到终点。

1.试剂

（1）50g/L铬酸钾指示剂：称取5.0g铬酸钾（K2CrO4，AR），溶于少量蒸馏水中，滴加1mol/L的硝酸银溶液直至有红色沉淀为止，过滤后稀释到100mL容量瓶中。

（2）0.0200mol/L硝酸银标准液：称取3.4g硝酸银（AgNO3，AR），溶于1000mL蒸馏水中，用烘干过的氯化钠（NaCl， AR）标定之。

标定方法：精确称取烘干过的氯化钠（NaCl， AR）0.0200g三份，置于白色瓷蒸发皿中分别加入约20mL蒸馏水溶解，滴加50g/L铬酸钾指示剂8滴，用配好的硝酸银溶液滴定至溶液有砖红色沉淀刚好生成且经搅拌而不消失为止。此时硝酸银溶液的浓度（c）为：

C=

（3）0.02mol/L碳酸氢钠溶液：称取1.7g碳酸氢钠（NaHCO₃，AR）溶于800mL蒸馏水中，稀释定容至1L。

2.操作步骤

向测定过重碳酸根的溶液中，逐滴加入0.02mol/L碳酸氢钠溶液（约3滴）至溶液刚好变为黄色（pH≈7），加入50g/L铬酸钾指示剂10滴，用盛在棕色滴定管中的硝酸银标准溶液滴定到溶液有砝红色沉淀生成且经搅拌而不消失为止。记录消耗硝酸银标准液的毫升数（V）。同时，吸取25mL蒸馏水，同上法做空白试验，记录消耗硝酸银标准液的毫升数（V₀）。

3.结果计算

土壤含量

土壤含量

式中：V和V₀——分别为样品和空白消耗硝酸银标准液的毫升数（ml）；

C——硝酸银标准液的浓度（mol/L）；

m——与吸取待测液相当的样品重（g）；

0.0355——摩尔质量（kg/mol）。

（三）、硫酸根的测定

茜素红S本身即为酸碱指示剂（pH3.7以下呈黄色5.2以上呈红色），同时又能与钡离子形成红色铬合物，故当溶液pH值低于3.7时，他本身呈黄色，但遇钡离子则变红色。当溶液中硫酸根被氯化钡滴定时，过剩—滴钡液，即使茜素红S变红色，指示达到终点。

1.试剂

（1）10g/L茜素红S指示剂：称取1.0g茜素红S溶解于100mL蒸馏水中。

（2）1︰1醋酸：取浓醋酸（CH₃COOH，AR）一份，加同体积的蒸馏水。

（3）95%乙醇

（4）4.0g/L硫酸钠溶液：称取0.4g无水硫酸钠（Na₂SO₄，AR）溶于100mL蒸馏水中。

（5）0.05mol/L氯化钡溶液：称取二氧化钡（BaCl₂·2H₂O）6.0g，溶于1000mL蒸馏水中，用烘干过的无水碳酸钠（Na₂CO₃，AR）溶液标定之。

标定方法：称取0.0500—0.0700g无水硫酸钠三份，分别置于150mL三角瓶中，加20—30mL蒸馏水中溶解。加10g/L茜素红S指示剂2滴，用1︰1醋酸调节溶液呈黄色时，再多加20滴，然后加入与待测液等量的95%乙醇。用配好的氯化钡溶液滴定至粉红色。记录消耗氯化钡溶液的毫升数。则氯化钡溶液的浓度为：C=硫酸钠克数/（消耗氯化钡溶液的毫升数×0.07103）。

2.操作步骤

吸取待测液10—25mL，置于150mL三角瓶中，用吸管准确加入4.0g/L的硫酸钠溶液5.0mL，以下加入指示剂、调节pH、滴定等，均同氯化钡标准液的标定，记录消耗氯化钡标准液的毫升数为V。吸取25mL 4.0g/L硫酸钠作空白试验，记录其消耗氯化钡标准液的毫升数为V₀。

3.结果计算

土壤

土壤

式中：V和V₀——分别为样品和空白消耗氯化钡标准液的毫升数，ml；

     C——氯化钡标准液的浓度，mol/L；

     M——与吸取待测液相当的样品重，g；

     0.048——硫酸根的摩尔质量，kg/mol。

（四）钙、镁离子的测定（EDTA络合滴定法）

EDTA可与钙镁离子形成稳定的络合物，当溶液的pH值大于12时，镁离子将沉淀为氢氧化镁，故可用EDTA测定钙离子；当溶液pH值为10时，则可测定钙镁离子的合量。由合量减去钙离子的量，即得镁离子的量。

1.试剂

（1） K—B指示剂：称取0.5g酸性铬兰K和0.1g萘酚绿B，与100g烘干过的氯化钠（NaCl，AR）在玛瑙研钵中充分混匀，共同研磨成细粉，过0.25mm筛孔，储存与棕色瓶中备用。

（2）pH10缓冲液：称取67.5g氯化铵（NH₄Cl，AR），溶于少量蒸馏水中，加入570mL浓氨水（NH₄OH，AR）稀释到1000mL，储存于塑料瓶中备用（注意防止吸收空气中的二氧化碳）。

（3）1︰1盐酸：取一份浓盐酸与等体积的蒸馏水混合，储存于具橡皮塞广口瓶中备用。

（4） 200g/L氢氧化钠溶液：称取20g化学纯氢氧化钠在烧杯中，用100mL无二氧化碳蒸馏水溶解，冷却后置于具橡皮塞广口瓶中备用。

（5） 0.02mol/L EDTA标准液：称取EDTA二钠盐（C₄H₁₄O₈N₂Na₂·2H₂O，AR）3.73g，溶于1000mL蒸馏水中，用碳酸钙标定。

标定方法：称取烘干过的碳酸钙（CaCO₃，AR）0.2000g，加入1mol/L盐酸10mL溶解后，在250mL容量瓶中用蒸馏水定容。吸取此液20mL三份，于150mL三角瓶中，分别加入200g/L氢氧化钠2mL及K—B指示剂少许，用配好的EDTA溶液滴定到溶液由酒红色变为纯兰色，即为终点。则EDTA的浓度为：

EDTA的浓度=

2.操作步骤

吸取待测液5mL~25mL（视钙、镁离子含量多少而定），置于150mL三角瓶中，加1︰1盐酸2滴，充分摇匀以驱赶二氧化碳，然后加入200g/L氢氧化钠溶液2mL及K—B指示剂及少许，加蒸馏水使总体积达到30~40mL，用标定过的EDTA标准液滴定至由酒红色突变为纯兰色，即为终点。记录消耗EDTA有毫升数为V₁。

吸取同量待测液，加pH10缓冲液4mL及K—B指示剂少许，加蒸馏水使总体积达到30—40mL，用标定过的EDTA标准液滴定至溶液由酒红色突变为纯兰色，记录消耗EDTA的毫升数为V₂。

3.结果计算

土壤

土壤

土壤

土壤

式中：V₁和V₂——分别为滴定Ca²⁺和（Ca²⁺+Mg²⁺）时消耗EDTA标准液的毫升数（mL）；

     c——EDTA标准液的浓度（mol/L）；

     m——与吸取待测液的相当的样品重，g

     2——将mol换算成mol（1/2Ca²⁺）和mol（1/2Mg²⁺）

     0.02和0.0122——分别为1/2Ca²⁺和1/2Mg²⁺的摩尔质量，kg/mol

（五）钾、钠离子的测定

在总盐含量≥10g/kg以上时，可用差减法；而在总盐含量＜10g/kg以下时，则应用火焰光度法。

差减法

1.方法要点

用土壤中CO^2-₃、HCO^-₃、SO^2-₄、Cl^-总量减去Ca²⁺、Mg²⁺离子总量即为K⁺、Na⁺离子含量。

    2.计算方法：

K⁺+Na⁺（g/kg）=K⁺+Na⁺（cmol/kg）×0.023

K⁺+Na⁺(cmol/kg)=[1/2CO₃^2-(cmol/kg)+HCO₃^-(cmol/kg)+SO₄^2-(cmlo/kg)+Cl^-(cmol/kg)]-

[ Ca²⁺(cmol/kg)+ Mg²⁺(cmol/kg)]

3.土壤盐分测定中总盐含量允许偏差

土壤盐分测定中，阴离子之和（cmol /kg）减阳离子之和（cmol /kg），不应超过阴离子之和的10%。

全盐量的测定

一、质量法

（1）方法要点

取一定量的土壤浸出液，蒸干除去有机质后，在105—110℃下烘干至恒重，即为水溶性盐总量。

（2）仪器设备

电热板，水浴锅，干燥器，瓷蒸发皿或50mL烧杯，分析天平（感量0.0002g），坩埚钳。

（3）试剂

15%双氧水[即取市售30%双氧水（H₂O₂），加蒸馏水稀释一倍]。

（4）操作步骤

吸取清亮的土壤浸出液10ml—50ml（视含盐多少而定，所取体积中以含盐10—100mg为宜），置于已知烘干重的瓷蒸发皿或烧杯中，在水浴或砂浴上蒸干。在将近蒸干时，如发现有带黄褐色物质，则应滴加15%双氧水（H₂O₂）氧化有机质，同时不断转动蒸发皿，使这与残渣充分接触，直至残渣呈白色为止。然后将残渣置于烘箱中，在105-110℃下烘干2h，取出，在干燥器中冷却30min后，用分析天平称重，并继续烘干1h，冷却，称重，直至恒重（即前后两次质量之差不超过1.0mg）。

（5）结果计算

水溶性盐总量（g/kg）=

式中：m——与吸取土壤浸出液相当的土壤样品重（g）；

     ——烘干至恒重的器皿加盐分重（g）；

——器皿的烘干重（g）。

二、 电导法

用电导法测定土壤可溶性盐分总量比较快速，特别是对含盐量较低的土壤更为适用。如果只需要测定盐分总量或土壤含盐量的动态变化情况，可用电导法测定。

（1）方法要点

土壤中的可溶性盐分是强电解质，其水溶液具有导电作用。其导电能力的强弱称为电导率。在一定浓度范围内，溶液的电导率与含盐量成正相关。土壤水溶液的电导率可用电导仪测定，然后按不同盐分类型分类，用数理统计法绘制土壤可溶性盐分总量与电导率的关系曲线，依据电导率查出浸出液的可溶性盐分总量。

（2）试剂

0.02mol/L氯化钾标准液：称取在105℃下烘干4h-6h的氯化钾（KCl，AR）1.491g，溶于二氧化碳蒸馏水中，定容至1L。

（3）主要仪器

电导仪，电导电极（或铂电极）

（4）测定步骤

1）将电导电极引线接到仪器相应的接线柱上，接上电源，打开电源开关。

2）电导电极用浸出液冲洗几次后插入浸出液中，按仪器操作方法读取电导值。

3）取出电极用蒸馏水冲洗干净，用滤纸吸干电极上的水分，并测量浸出液的温度。

（5）结果计算

25℃时1:5土壤浸出液的电导率按下式计算

电导率（S）=S×K×C

式中：S——测得的电导值；单位：s.m^-1（西门子/米）或者是 ms.cm^-1毫西门子/厘米

K——电极常数（电异仪上如有补偿装置，不需乘电极常数）；

C——温度校正系数。（电异仪上如有补偿装置，不需乘温度校正系数）；

注：

1、标准曲线的绘制：溶液的电导率不仅与溶液中盐分的浓度有关，而且与盐分的组成有关。因此要想使电导率的测定值代表土壤中的真实状况，需预先用该地区盐分不同浓度和不同盐分类型的代表样品若干个，用质量法测得总盐量，再以电导法测得的电导率在半对数纸上绘制曲线图或回归方程。最后用电导率查出土壤总盐含量。

2、电极常数一般用0.02mol/L的氯化钾标准测定。电极常数K=L/S。L：氯化钾标准液的电导率，S：测定的氯化钾标准液电导率。

3、氯化钾标准液应储存于塑料瓶中。

实验七 土壤盐碱类型确定与评价（设计性）

我国有盐碱土4亿亩,其中碱化土壤为7500万亩。约1亿亩分布在耕地中,占全国耕地面积7%。新疆是我国最干旱地区,盐碱土面积大,分布范围广。据统计,全疆可垦荒地1.59亿亩,其中盐碱土地占60%以上。目前新疆可耕地面积5000万亩,不同程度的盐碱土1700万亩,占35%。土壤盐碱化,使作物生长发育受到阻碍,产量不高,严重的则颗粒无收,甚至被迫弃耕,成为不毛之地。因此改良盐碱土和防止次生盐渍化,对发展农业有重要的意义。

一、实验设计目的

1. 掌握土壤酸碱性的分级指标与测试方法。

2. 熟悉土壤盐碱类型及其特点。

3. 熟悉盐碱土壤分类标准。

4. 掌握盐碱土壤盐分测定方法。

二、实验设计提示

土壤酸碱性

盐碱土中土壤溶液的浓度比较高。土壤酸碱性由土壤溶液中游离的H+引起的，常用pH值表示，即溶液中氢离子浓度的负对数。土壤pH值高低可分为若干级，《中国土壤》一书中将我国土壤的酸碱度分为五级。

土壤的酸碱度分级标准

参照上述分级，我国土壤的酸碱反应，大多数在pH4.5～8.5之间，在地理分布上具有"南酸北碱"的地带性分布特点。在地理分布上由南向北pH逐渐减小，大致以长江为界。长江以南的土壤为酸性和强酸性，长江以北的土壤多为中性或碱性，少数为强碱性。

盐碱土类型

盐碱土是盐化土、盐土、碱化土和碱土的总称,土壤中含盐量在1.0-2.0g/kg以上，或者土壤胶体吸附一定数量的交换性钠，碱化度在15％－20％以上，有害于作物正常生长的属盐碱土类型，或称盐渍土。

盐碱土中的可溶性主要包括钠(Na⁺),钾(K⁺),钙(Ca²⁺),镁(Mg²⁺)的硫酸盐,氯化物,碳酸盐和重碳酸盐。硫酸盐和氯化物一般为中性盐,碳酸盐和重碳酸盐和碱性盐。一般按氯根和硫酸根的当量比例分为氯化物、硫酸盐-氯化物,氯化物-硫酸盐,硫酸盐等,按阳离子当量划分,钠、镁-钠、钙-钠、钙-镁盐碱化类型。

土壤盐碱化类型划分标准

土壤盐碱化程度分级

按一定土层深度（一般0-30cm）平均含盐量,将土壤划分为非盐化,轻度盐化,中度盐化,强度盐化,盐土等级。

土壤盐化程度分级指标

土壤碱化程度分级指标

关于碱化土和碱土划分,新疆和内地不同,内地采用以碱化度20%为划分指标,碱化度小于20%土壤为碱化土,大于20%为碱土。但新疆土壤阳离子代换量小于10cmol(+)kg-1,虽代换性钠离子不多,而使碱化度相对增大。中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所提出的碱化度分级标准采用0—30cm土层,碱化度10—40%为碱化土,碱化度大于40%为碱土。

测定方法

土壤酸碱性和盐分含量的测定方法见实验五和实验六。

三、实验结果与分析

依据实验设计提示分析待测土壤的酸碱性及可溶性盐分含量，确定土壤的盐碱类型。

结合所学专业知识提出改土壤的改良利用意见。

四、实验报告书写

包括设计思路，实施方案，实验结果，问题分析。

实验八　土壤碱解氮的测定一碱解扩散法

一.实验目的

土壤碱解氮也称做土壤有效性氮，它包括无机的矿物态氮和溶于水的有机氮，它是铵态氮、硝态氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白质态的总和。

碱解氮的含量与有机质含量及土壤熟化程度有关，有机质含量高，熟化程度高，碱解氮含量也高，这部分氮素较能反应出近期内土壤氮素的供应状况。

二.实验原理

用1.6 mol.l^-1氢氧化钠(NaOH)水解土壤样品，使土壤中有机态氮转化为氨气。

旱地土壤中硝态氮较高，需要用硫酸亚铁将硝态氮还原成铵态氮（水田中硝态氮极微，可不加FeSO₄）.恒温情况下。

NO₃^-NH₃⁺

碱解及还原形成的NH4+，以及土壤原有的铵态氮，在碱性条件下，以及40℃恒温情况下。，放出氨气，用硼酸吸收。

NH3+H3BO→H3BO3NH3

最后用标准酸滴定，由酸的消耗量直接计算出水解性氮的含量。

H3BO3NH3+HCl→H3BO3+NH4Cl

三、操作步骤

1、称取通过1毫米筛孔的风干土样2克（精确到0.001克）和1克硫酸亚铁还原剂，均匀的铺在扩散皿外室内。

2、在扩散皿内室中加入2毫升2% H3BO3溶液及1滴定氮指示剂。外室边缘涂上特制胶水，盖上毛玻璃，并转动数次，以使毛玻璃与皿边完全粘合。

3、慢慢转开毛玻璃一边，使与扩散皿的外室露出一条狭缝，用注谢器迅速加入10ml，1.6 mol.l-1的NaOH溶液于外室，立即将毛玻璃盖好。水平放置扩散皿使土壤与溶液充分作用。然后用橡皮筋固定。

4、放入40±1℃烘箱中，保温，为了受热均匀在保温过程中必须调换的扩散皿的位置2-3次，24±0.5小时后取出。

5、冷却至室温后，以0.01 mol.l-1盐酸（或硫酸）用半微量滴定管，滴定内室硼酸溶液中所吸收的氨量。由兰色滴到微红色即为终点。

四、结果计算

碱解氨（N）含量（mg.Kg^-1）＝

式中：C－酸标准溶液的浓度（mol.l-1）

V－样品滴定用去酸标准液体积（ml）

Vo—空白试验滴定用去酸标准液体积（ml）

14.01——氮原子的摩尔质量（g）

m—样品烘干质量（g）

103-换算系数

两次平等测定结果允许绝对相差为5 mg.Kg-1

五、药品配制

1、1.6 mol.l-1氢氧化钠溶液，称取化学纯氢氧化钠64克，溶于1升水中。

2.2%硼酸溶液：20克硼酸溶于60℃热蒸馏水中，冷却后定容至1升。用稀盐酸或稀氢化钠调节PH为4.5（定氮混合指示剂显淡红色）。

3、0.01 mol.l-1盐酸标准液：取0.85ml浓盐酸稀释定容至1升，用无水碳酸钠或硼酸标定其准确的当量浓度。

4、特制胶水：阿拉伯胶（10克粉状阿拉伯胶，容于15ml盐水中），10份，加甘油10份及饱和碳酸钾溶液5份。

5、定氮混合指示剂：0.1克甲基红，0.5克溴甲酚绿和100ml195%的酒精研磨溶解，用稀盐酸或稀氢氧化钠调节PH为4.5。

6、硫酸亚铁还原剂：将硫酸亚铁（含7个结晶水）磨细，贮存于棕色瓶中备用。

五、仪器设备

半微量滴定管（5ml），注谢器（10ml）

扩散皿（内径9-10厘米），恒温培养箱。

六、注意事项

1、用硼酸吸收氮温度必须控制在40℃±1℃，时间24±0.5小时。

2、氨的回收率必须达到98%以上。

3、胶水碱性强，要严防胶水污染内室，如有硼酸滴加指示剂出现兰色，说明已经污染，需要重新吸干、擦净，直到指示剂显红色为止。

4、滴定时用细玻璃棒小心搅拌，切不可摇动扩散皿。

实验九 土壤速效磷的测定—Olsen法

一、实验目的

了解土壤中速效磷供应状况，对于施肥有着直接的指导意义。土壤中速效磷的测定方法很多。有生物方法、化学速测方法、同位素方法、阴离子交换树脂方法等。

二、方法原理

石灰性土壤由于大量游离碳酸钙存在，不能用酸溶液来提取有效磷。一般用碳酸盐的碱溶液。由于碳酸根的同离子效应，碳酸盐的碱溶液降低碳酸钙的溶解度，也就降低了溶液中钙的浓度，这样就有利于磷酸钙盐的提取。同时由于碳酸盐的碱溶液，也降低了铝和铁离子的活性，有利于磷酸铝和磷酸铁的提取。此外，碳酸氢钠溶液中存在着OH^-、HCO₃^-、CO₃^2-等阴离子，有利于吸附态磷的置换，因此NaHCO₃不仅适用于石灰性土壤，也适应于中性和酸性土壤中速效磷的提取。待测液中的磷用钼锑抗试剂显色，进行比色测定。

三、仪器设备

往复振荡剂，分光光度计或比色计。

四、试 剂

（1）0.5mol·L^-1NaHCO₃浸提液:溶解NaHCO₃ 42.0g于800mL水中，以0.5 mol·L^-1NaHCO₃溶液调节浸提液的pH至8.5。此溶液曝于空气中可因失CO₂失而使pH增高，可于液面加一层矿物油保存。此溶液贮存于塑料瓶中比在玻璃中容易保存，若贮存超过1个月，应检查pH值是否改变。

（2）无磷性活炭：活性炭常含有磷，应做空白试验，检验有无磷存在。如含磷较多，须先用2mol·L^-1HCL浸泡过夜，用蒸馏水冲洗多次后，再用0.5mol·L^-1NaHCO₃浸泡过液，在平瓷漏斗上抽气过滤，每次用少量蒸馏水淋洗多次，并检查到无磷为止。如含磷较少，则直接用NaHCO₃处理即可。

（3）钼锑抗试剂:

A : 5g·L^-1酒石酸氧锑钾溶液:取酒石酸氧锑钾[K(SbO)C₄H₄O₆]0.5g,溶解于100ml水中。

B ：钼酸铵-硫酸溶液:称取钼酸铵[(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O]10g ,溶于450ml水中,缓慢地加入153mlH₂SO₄ ,边加边搅拌。

将上述A溶液加入到B溶液中，最后加水到1L。充分摇匀，贮于棕色瓶中，此为钼锑混合液。

临用前（当天），称取左旋抗坏血酸（C₆H₈O₅,化学纯）1.5g,溶于100ml钼锑混合液中，混匀，此即钼锑抗试剂。有效期24小时，如存与冰箱中则有效期较长。此试剂中H₂SO₄为5.5 mol·L^-1(H⁺),钼酸铵为10g·L^-1，抗坏血酸为15 g·L^-1。

（4）鳞标准溶液：准确称取105℃烘箱中烘干的KH₂PO₄(分析纯)0.2195g，溶解在400ml水中，加浓H₂SO₄ 5ml(加浓防长霉菌，可使溶液长期保存)，转入1L容量瓶中，加水至刻度。此溶液为50μg·mL^-1磷标液。取上述磷标准溶液25ml，稀释至250ml，即为5μg·mL^-1磷标准溶液（此溶液不宜久存）。

五、操作步骤

称取通过20目（即0.149mm）筛子的风干土样2.5g(精磷到0.0001g)于150mL三角瓶（或消煮管）中，加入0.5mol·L^-1NaHCO₃溶液50mL，再加一勺无磷活性炭，塞紧瓶塞，在振荡机上振荡30min，立即用无磷滤纸过滤，滤液承接于100mL三角瓶中，吸取滤液10mL（含磷量度高时吸取2.5-5.0mL，同时应补加0.5mol· L^-1NaHCO₃溶液至10mL）于150mL三角瓶中，再用滴定管准确加入蒸馏水35mL，然后移液管加入钼锑抗试剂5mL，摇匀，放置30min后，用800nm或700nm波长进行比色。以空白液的吸收值为0，读出待测液的吸收值（A）。

标准曲线绘制：分别准确吸取5μg·mL^-1磷标准溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL于150mL三角瓶中，再加入0.5mol·L^-1NaHCO310mL，准确加水使各瓶的总体体积达到45mL，摇匀；最后加入钼锑抗试剂5mL，混匀显色。同待测液一样进行比色，绘成标准曲线。最后溶液中磷的浓度分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5μg·m^L-1P。

六、结果计算

土壤中有效磷（P）含量（mg·kg-¹）=

式中：——从工作曲线上查得P的质量浓度（μg·mL^-1）；

      V——显色时定容体积（mL）；

      ts——为分取倍数（即浸提液总体积与显色对吸取浸提液体积之比）；

      m——风干土质量（g）；

      k——将风干土换算成烘干土质量的系数；

      10₃——将μg换算成mg；

      1000——换算成每kg含P量。

土壤速效磷μg·kg^-1               等级

            <5                    低

5-10                  中

>10                   高

注: 1、活性炭对PO₄^3-有明显的吸附作用，当溶液中同时存在大量的HCO^3-离子饱和了活性炭颗粒表面，抑制了活性炭对PO₄^3-的吸附作用。

2、本法浸提温度对测定结果影响很大。有关资料曾用不同方式校正该法浸提温度对测定结果的影响，但这些方法都是在某些地区和某一条件下所得的结果，对于各地区不同土壤和条件下不能完全适用，因此必须严格控制浸提时的温度条件。一般要在室温（20-25℃）下进行，具体分析时，前后各批样品应在这个范围内选择一个固定的温度，以便对各批结果进行相对比较。最好在恒温振荡机上进行提取。显色温度（20℃）较易控制。

3、由于取0.5mol·L^-1NaHCO₃浸提滤液10mL于50mL容量瓶中，加水和钼锑抗试剂后，即产生大量的CO₂气体，由于容量瓶口水，CO₂气体不易逸出，在摇匀过程中，常造成测定误码差。为了克服这个缺点，可以准确加入提取液、水和钼锑抗试剂（共计50mL）于三角瓶中，混匀，显色。

实验十 土壤速效钾的测定

—-醋酸铵浸提，火焰光度法

根据钾的存在形态和作物吸收利用的情况，可分为水溶性钾、交换性钾和粘土矿物中固定的钾三类。前两类可被当季作物吸收利用，统称为速效性钾。

一、方法原理

以1 mol·l^-1中性 NH₄OAC溶液为浸提剂时，NH₄⁺与土壤胶体表面的K⁺进行交换，连同水溶性K⁺一起进入溶液。浸出液中的钾可直接用火焰光度计测定。

二、仪器设备

火焰光度计，振荡机，容量瓶100ml（g），漏斗（2），塑料瓶150ml（2）,吸管50ml、10 ml、2 ml、（各1）、橡胶皮塞若干。

三、试 剂

（1）1 mol·l^-1中性醋酸铵（PH7）溶液：称取77.09克化学纯醋酸铵，溶于800ml水中，用稀酸或氨水调节PH为7.0，定容于1000ml容量瓶中，摇匀备用。或量取5ml冰醋酸倒入85ml水中，再加69ml氨水充分摇匀，冷却，用1:1的氨水调节PH为7.0，稀释至1000ml。（注：上述溶液在夏季易发霉变质，阻塞毛细管，故不能一次配制过多。）

（2）钾的标准系列溶液：准确称取KCl（分析纯，110℃烘干2小时）0.1907g溶于1 mol·l^-1醋酸铵溶液中，定容至1L,即为含100μg·mL^-1K的NH₄OAc标准溶液。

四、操作步骤

（1）、待测液制备：称取通过1毫米筛孔的风干土样5.00克于150ml塑料瓶中，加入1 mol·l^-1醋酸铵浸提剂50ml（液土比0∶1）塞紧瓶塞，在20-25℃下，振荡30分钟，立即用干滤纸过滤。

（2）、测定：取其清亮滤液在火焰光度计上与标准系列溶液一起测定。记录检流计读数Y，代入直线回归方程Y＝a+bx中或制做工作曲线，计算出钾浓度（mg·kg^-1）。

（3）、钾标准系列溶液制作：分别吸取100μg·mL^-1的钾标准液2、5、10、20、30、40ml置于100ml容量瓶中，用1 mol.l^-1醋酸铵溶液定容，摇匀，即为含钾2、5、10、20、30、40μg·mL^-1的钾标准系列溶液。

（4）、工作标准曲线的绘制：用钾系列标准溶液的最高浓度（40μg·mL^-1）调节火焰光度计检流计指针到最大刻度（100），然后由低向高浓度测定，记录检流计读数。以检流计读数为纵座标，钾浓度（μg·mL^-1）为横座标，绘制工作曲线。

（5）、求直线回归方程：用钾系列标准溶液的最高浓度（40μg·mL^-1）调节火焰光度计检流计指针到最大刻度（100）然后依次由低向高浓度测定记录检流计读数（Y）与钾系列标准液浓度（x）的系列对应值，求出直线回归方程：Y＝a+bx（要求相关系数r＞0.9990）。

五、结果计算

土壤速效钾（μg·mL^-1）＝待测液(μg·mL^-1,K)×

式中：V—加入浸提剂ml 数；

m—烘干土样品的质量（g）

两次平行测定结果允许绝对相差小于2 mg·kg^-1

注: 1、每测定一个样品时，应用蒸馏水冲洗火焰光度毛细管一次。

2、每测5－15个样，应用最大浓度的钾标准液校正满度一次，以便检流计前后读数精度一致。

3、因开机时燃气的变化影响测定结果，故每次开机时都应重测系列标准液，及时校正。

实验十一 土壤微量元素有效含量的测定（综合型）

　　附：AA320型原子吸收分光光度计使用说明

一、实验目的:

   微量元素在植物体内虽然只含万分之几，甚至十万分之几，但是它们在植物的生活中却起着十分重要的作用，是其他营养元素所不能代替的。微量元素大多是组成植物体内生物催化剂──酶和一些维生素的重要成分，参与植物体内的新陈代谢。通过测定土壤中微量元素的含量，为科学施肥提供依据。

二、方法原理

样品经DTPA—CaCl₂—TEA浸提后，土粒表面吸附的金属离子和游离金属离子一起进入溶液，浸提液中的氯化钙和TEA可抑制石灰性土壤中碳酸钙的过度溶解，从而使DTPA浸提剂与土壤溶液中的游离子相结合，形成可溶性络合物，降低了土壤溶液中游离金属离子的活度，促进了吸附在土粒表面金属离子的释放。用原子吸收光谱法可直接测定。

三、仪器设备

原子吸收分光光度计，pH计，容量瓶（50mL、100mL、1000mL），吸管（0.5mL、1mL、2mL、5mL），塑料瓶（150mL），往复式电动振荡机（180r/min）等。

四、试剂

（1）浓盐酸：（HCl，GR）。

（2）DTPA浸提液：量取13.32mL TEA（GR）[或14.92g三乙醇胺（HOCH₂CH₂·N），AR]，冲洗于600mL烧杯中，另称取1.965g DTPA（二乙基三胺五乙酸，GR），[（HOCOCH₂）₂NCH₂·CH₂]₂NCH₂COOH和1.47g（3）氯化钙（CaCl₂·2H₂O）（分别用去离子水溶解后加入），一并洗入1L容量瓶中，加去离子水至约980mL时，在pH计上用浓盐酸（HCl,GR）（或6mol/L盐酸）精确调节pH7.3，最后用去离子水定容至1L。

（4）1︰1盐酸：取浓盐酸（HCl, GR）50mL,加入50mL去离子水中。

五、标准溶液的配制：

（一）1000μg/mL标准储备液：

（1） 锌：准确称取优级纯干燥金属锌（GR）0.5000g，置于150mL烧杯中，加入10mL1︰1盐酸（HCl，GR），加热到120℃—140℃使之完全溶解，冷却后移入500mL容量瓶，用去离子水定容。

（2） 铜：准确称取优级纯干燥金属铜0.5000g，置于150mL烧杯中，用少量1︰1 硝酸溶解后，移入500mL容量瓶，用1︰100硝酸溶液定容。（或准确称取优级纯氯化铜CuCl₂·2H₂O 1.3415g，于500mL烧杯内，加去离子水200mL和1︰1盐酸4mL溶解后，再加80mL1︰1盐酸，移入500mL容量瓶，用去离子水定容。）

（二）工作液：

（1） 锌工作液：准确吸取锌储备液2mL，同置于100mL容量瓶内，加1︰1盐酸（GR）4mL，用去离子水定容。该液含Zn20ug/mL。

（２） 铜工作液：准确吸取铜储备液5mL置于100mL容量瓶内，加1︰1盐酸（GR）20mL，用去离子水定容。该液含Cu 50μg/mL.

（４） 标准系列：取50mL容量瓶6个，依次进行编号，分别吸入锌、铜工作液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL及铁工作液0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL依次置入各编号容量瓶中，以DTPA溶液定容，各容量瓶含锌、铜浓度如下表（单位μg/mL）。

六、操作步骤

（1）待测液制备：称取通过1mm尼龙筛孔的风干土样10.0000g，置于100mL细口塑料瓶中，准确加入20mLDTPA浸提液，盖紧两层塑料盖顺振荡方向倒放在振荡机内，振荡2h立即过滤于小塑料瓶或平底试管中，即为土壤待测液，备测Zn、Cu、两个元素。

（2）测定：将原子吸收分光光度计换上相应的元素灯，推荐选用较灵敏的波长。如Cu 324.8nm，Zn 213.8nm。并选用适宜的燃烧火焰。如Cu与Zn宜用贫焰。其它如助燃气与燃气流量比、燃烧器高度、响应时间、狭缝宽度、灯电流、负高压等都应根据所使用的仪器情况进行调整。尽力使灯电流略低，负高压不致太高等。

仪器调妥后，预热15～20min，先以去离子水喷雾清洗，再以试剂空白溶液调零点，稳定后测定标准系列溶液及土壤待测液。记录与标准系列溶液浓度（X）相对应的吸收值（Y）。用两组数据求直线回归方程Y = a+ b x。要求相关系数r＞0.9990。然后将待测液的吸收值代入直线回归方程，求出样品待测液中Zn、Cu的浓度。

七、结果计算

   土壤铁（铜、锌）

式中：C——待测液某元素浓度（μg/mL）；

r——液土比；

t_s——分取倍数（浸提时所用浸提剂体积mL/测定时吸取浸提液体积mL）；

m——称取土样重（g）。

注：

1、振荡时，室温应控制在20℃±2℃。

2、每测一批样品都必须测定标准系列溶液，求出直线回归方程。

3、DTPA浸提液应当天或前一天配制，最长不得超过一周。

4、浸提出的土壤待测液应及时进行测定，若有特殊情况，应置于冰箱中保存，尽快测定。

5、器皿洗涤必须用10%盐酸（GR）浸泡后，用自来水彻底清洗，再用去离子水洗涤4次，严禁用洗衣粉洗刷。

6、用DTPA浸提石灰性土壤中微量元素时，浸提条件必须标准化，即严格控制振荡、浸提时间，室内温度及pH值。

7、本方法如无特殊指明，所用试剂均指优级纯试剂。

八、丰缺指标
　　以石灰性和中性土壤锌含量0.5 mg.kg^-1和酸性土壤锌含量1.5 mg.kg^-1为临界值。一般土壤有效态铜临界含量为0.2 mg.kg^-1。

附：AA320 原子吸收分光光度计使用说明书

一、测试原理 

 所谓原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectroscopy ) 又称为原子吸收分光光度法，通常简称原子吸收法（AAS），其基本原理为：从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，在原子化器中待测元素的基态原子蒸汽对其产生吸收，未被吸收的部分透射过去。通过测定吸收特定波长的光量大小，来求出待测元素的含量。该法具有灵敏度高、精确高;选择性好、干扰少;速度快，易于实现自动化;可测元素多、范围广;结构简单、成本低等特点，也正因为如此，该法的发展也相当迅速。

二、基本操作

（一）光源对光

 （1）打开仪器左上方门，把空习阴极灯插入灯电源电缆座，放到灯架上用弹簧压住，并使灯阴极与灯架上的标记大致相平。

 （2）打开灯架旁的灯电源乒乓开关，调节灯电流旋钮选择合适的灯电流（试用10mA）

 （3）拉开燃气室右壁上的两块挡光板，使光束通过燃烧室。

 （4）“方式”开关设置在“调整”位。

 （5）选择合适的波长狭缝和负高压（调节增益钮）使能量表指针指在V字的正中位置（约2.6V）（空心阴极灯预热后，能量可能增大）。

 （6）用波长手动轮调节波长使能量表上的指示达到最大值，如果能量大于2.6V，可调节“增益”旋钮降低光电倍增管负高压使之回到中间位置，重复以上操作。

 （7）缓缓转动空心阴极灯位置，使能量表指示最大，如果能量大于2.6V，可使用“增益”旋钮使指针回到中间位置，重复以上操作。

（二）燃烧器对光

　　空心阴极灯的光束在火焰中的路径和位置对系统的灵敏度有极大影响，燃烧器的缝隙应平行于仪器光轴而略偏低，具体操作如下：

（1）降低燃烧头高度至光束下面。

（2）将对光板放在燃烧头的缝隙上沿缝隙移动调节燃烧头的旋转柄使缝隙与光束平行，并使缝隙处于光束的正下方。

（3）“方式”开关置于“吸光度”。

（4）按下“调零”按钮，使显示为“0.000”

（5）旋动燃烧器上下调节钮，使燃烧器慢慢上升直至有吸光度显示。

（6）旋动燃烧器上下调节钮，慢慢降低燃烧器，使显示恰好为零，再将旋钮逆时针方向转动半圈，使燃烧器进一步降低，这是许多元素分析的最佳高度，即光斑的中心在对光板上高5mm左右。

（7）吸喷一份标准溶液，慢慢旋动燃烧器前后调节钮，直至获得最大吸光度值。

（三）空气—乙炔火焰操作：

（1）检查100mm燃烧头和废液排放管是否安装妥当，然后将“空气/笑气”切换开关推至“空气”位置。

（2）将乙炔钢瓶 的减压阀开至输出压力为0.05Mpa.

（3）接通空气压缩机电源，输出压力调至0.3 Mpa。

（4）接通气路电源总开关和“助燃气”开关，调节助燃气稳压阀，使压力表指示为0.2 Mpa。

（5）顺时针旋转铺助气钮，关闭辅助气，此时流量计指示仅为零化气流量，约每分钟5.5升左右，如有必要可启用辅助气，但增大辅助气会降低吸收灵敏度。

（6）调节乙炔钢瓶减压阀使乙炔表指示为0.05 Mpa，打开乙炔开关，调节乙炔气钮使乙炔气流量至每分钟约1.5升。

（7）按下点火钮（约4秒）左右，使点火喷口喷出火焰将燃烧头点燃（若4秒钟后火焰还不能点燃，应松开点火开关以免点火白金丝烧断，适当增加乙炔气流量后重新点火），可以先按下点火钮，待白金丝发红后再旋开乙炔所流量钮。

（8）调节乙炔气流量选择合适的分析火焰。

（9）当测量完成后，应吸喷几分钟蒸馏水，然后关闭乙炔气开关或直接关闭乙炔钢瓶阀使火焰熄灭，最后关闭助燃气和气路电源总开关、关断空气压缩机电源开释放剩余气体。

注意：熄灭火焰时，应先关乙炔气，再关空气！

（四）吸光度测量

（1）开机，根据待分析的元素选择灯安装，点亮灯（10mA）。

（2）根据手册或经验选择合适的灯电流和光谱带宽。

（3）“方式”开关置于“调整”，“信号”开关置于“连续”，按[6.1基本操作]进行光源对光和燃烧器对光。

（4）“方式”开关置于“吸光度”，开气点火。

（5）以铜为例：配制1 ppm、2ppm、3ppm的标准溶液，点火五分钟以后，先吸喷空白深夜，按调零钮调零，吸喷1ppm的标准溶液，观察吸光度变化的同时调节乙炔气流量和燃烧器位置，使灵敏度最高（吸光度应大于0.1），然后吸喷2ppm、3ppm标准溶液，吸光度应线性变化。

（6）吸喷去离子水（空白液），按“调零”钮调零 ，将“信号”开关置“积分”，吸喷去离子水（空白液），再次按“调零”钮调零，吸喷标准溶液，待能量表指针稳定后按一下“读数”键，读数指示灯亮，三秒钟后显示器显示吸光度积分值并保持五秒种，为使读数可靠，重复以上操作测三次取平均值计算，记录信仪可同时记录积分波形。

（7）吸喷未知样品，记下吸光度值。

（8）绘制标准工作曲线图，计算未知样品的浓度。

（9）测量结束后，将仪器参数和测量条件写在记录仪图谱旁，以便日后分析参考。

实验十二　尿素含氮量的检测与评价

－H₂SO₄消煮甲醛法（综合性）

尿素是目前施用最多的氮肥之一。为了鉴定尿素的质量，进行肥料试验和测定尿素的质量，制定施肥计划，正确地确定作物的施肥量，必须测定其含氮量。

一、方法原理

尿素用浓H₂SO₄加热分解，生成（NH₄）₂SO₄。

CO（NH₂）₂+ H₂SO₄+H₂O→（NH₄）SO₄+CO₂↑

多余的H₂SO₄被碱中和后，在中性溶液中，铵盐与甲醛作用生成六次甲醛四胺和相当于铵盐含量的酸，在指示剂（甲基红、酚酞）存在下，用氢氧化钠标准溶液滴定，根据碱液用量即可计算出肥料中铵态氮含量。

二、测定步骤

1、称取尿素0.5000样品克放入250ml三角瓶中，用少量蒸馏水洗下粘在三角瓶口上的细粒后，加浓H₂SO₄3ml，摇匀。瓶口上放一短颈小漏斗，在通风柜内，于电炉上（放石棉网）慢慢加热至无剧烈的CO₂气泡逸出，加热煮沸，使CO₂逸尽，当产生浓SO₃白烟时加热。

2、冷却后，用水冲洗漏斗和瓶壁，加水30ml，再加甲基红指示剂2滴，用7mol.l^-1NaOH溶液中和剩余酸，中和至接近终点时，改用0.5 mol.l^-1NaOH溶液中和，直至溶液变为金黄色。然后加入中性甲醛溶液15ml（溶液即由金黄色变为红色）。

3、加入酚酞3－4滴，放置5分钟。用0.5 mol.l^-1 NaOH标准溶液滴定。滴定过程中，溶液由红色变成金黄色，再由金黄色变为淡红色，即达到终点。

三、结果计算

N%＝×100

C——NaOH标准溶液的浓度（mol.l^-1）

V——NaOH标准溶液滴定体积（ml）；

14.01－氮原子的摩尔质量（g.mol^-1）；

10^-3—将ml换算成L

m－样品重（g）

两次平等测定结果的允许误差≤1.5%。

四、试剂

1、浓H₂SO₄（分析纯）

2、7mol.l^-1NaOH溶液

3、0.5 mol.l^-1NaOH标准溶液：称取NaOH（分析纯）20克溶解后，定容至1000ml。待标定。

标定：取0.5 mol.l^-1苯二甲酸氢钾溶液10ml于150ml三角瓶中，加入酚酞2滴，用待标定的0.5 mol.l^-1NaOH溶液滴定，由无色变至微红色，保持半分钟不褪色，即为终点。

0.5 mol.l^-1苯二甲酸氢钾标准溶液：称取经105℃烘过的苯二甲酸氢钾（分析纯）10.2110克，溶于水，定容至100ml。

4、0.2%甲基红指示剂：0.2克甲基红溶于100ml95%酒精中。

5、0.5%酚酞指示剂：0.5克酚酞溶于100ml95%酒精中。

6、25%甲醛溶液：取37%甲醛（分析纯，甲醇含量不大于1%，必要时需蒸馏），加酚酞2滴，用0.5 mol.l^-1 NaOH调节至溶液刚变为微红色，加水至100ml。

五、仪器

1、分析天平：

2、三角瓶（250ml）、吸管（15ml、3ml）、洗耳球、滴瓶、量筒（50ml）、滴管。

3、滴定管（碱式、50ml）

4、电热板或电炉、石棉网。

六、注：

（1）消煮时必须消煮至白烟发生，使尿素分解完全。

（2）尿素根据部颁标准应符合下列要求：

实验十三 过磷酸钙中有效磷的测定-- (矾钼黄比色法)

一、实验目的

    有效磷包括水溶性磷和柠檬酸铵溶性磷。有效磷是衡量过磷酸钙品质的指标。为了鉴定过磷酸钙品质或拟订施肥计划，正确的确定施肥量，必须测定其有效磷的含量。

二、方法原理

用柠檬酸溶液[ρ(C₆H₈O₇·H₂O)=20g·L^-1]一次浸提过磷酸钙中的有效磷[其中包括Ca (H₂PO₄)_2、CaHPO₄]和游离H₃PO₄]浸出液中的正磷酸盐与钒钼酸铵在酸性条件下生成黄色的三元杂多酸（P₂O₅·V₂O₅·22M_OO₃·nH₂O）^(注1) 其黄色深度与溶液中磷的含量成正比，因此，可以通过光电比色的方法测定其含量。

此法显色稳定时间24小时，适测磷（P）的范围约为1-20ppm。

三、仪器及设备

振荡器；分光光度计。

四、试剂

  (1)柠檬酸溶液[(C₆H₈O₇·H₂O=20g·L^-1)]：称取消20g结晶柠檬酸（C₆H₈O₇·H₂O，分析纯），溶于水中，稀释至1L。

  (2)磷（P₂O₅）标准溶液[（P₂O₅）=100mg·L^-1]：准确称取1.9176g磷酸二氢钾（KH₂PO₄分析纯，105℃烘干）于400ml烧杯中，用少量水溶解，移入1L容量瓶，加水至约400ml，加浓HNO₃5ml，用水定容，混匀，此为1000mg·L^-1 P₂O₅贮备液，可久贮。准确吸取50ml贮备液于500ml容量瓶中，用水定容，混匀，此为100mg·L^-1 P₂O₅标准溶液。

  (3)钒钼酸铵溶液：

A液：称取25克钼酸铵[NH_4 6M₀₇O₂₄·4H₂O]，溶于400毫升水中；

B液：称取1.25克偏矾酸铵（NH₄VO₃）溶于300毫升沸水中，冷却后加浓HNO₃250毫升，再冷却。

然后，将A液慢慢倒入B液中，搅匀，用水稀释至1升，贮于棕色瓶中。。

五、操作步骤

（一）有效磷的浸提  

称取混匀的过磷酸钙样品（1mm）1.000g于250ml三角瓶中，加入100ml柠檬酸溶液，盖紧塞子，在20℃~25℃下振荡30min^(注2)，用于干燥滤纸和器皿过滤弃去最初的滤液。

（二）有效磷的测定  

吸取浸出滤液1.00ml（含P₂O₅0.5mg~2mg），放入50ml容量瓶中，加水至约35mL，准确加入10mL钒钼酸铵溶液^（注4），用水定容，摇匀。放置20min后^（注5），在分光光度计上以470nm波长比色测定。同时做试剂空白试验，以空白溶液调节吸收值为零点，测定试液吸收值。

（三）工作曲线绘制   

分别吸取100mg•L^-1P₂O₅标准溶液0.0（空白）、2.5mL、5mL、7.5mL、10mL、15mL、20mL于50mL容量瓶中，各加与吸取样液体相同体积的空白溶液，加水至约35mL，同上2.中步骤显色和比色，测得各瓶溶液的吸收值。标准系列溶液P₂O₅的质量浓度为0mg•L^-1、5 mg•L^-1、10 mg•L^-1、15 mg•L^-1、20 mg•L^-1、30 mg•L^-1、40 mg•L^-1，以吸收值为纵坐标，磷（P₂O₅）浓度为横坐标，在普通坐标纸上绘制工作曲线。

五、结果计算

式中：——过磷酸钙中有效磷（P₂O₅）的质量分数，%；

——测得显色液中磷（P₂O₅）的质量浓度，mg•L^-1；

V——显色液定容体积，mL；

Ts——分取倍数；

m——试样质量，g；

10⁶——将mg换算成g及mL的除数。

允许相对偏差<3%。

注意事项：

1、对于浸出液有颜色或含有非正磷酸盐并可与钒钼酸形成有色络合物的肥料不宜用此法。

2、试样与浸提剂的比例、浸提时间和温度等对有效磷的浸出量有很大影响，应按规定条件浸提。

3、当试样含磷（P₂O₅）量低时，可多取滤液体积，但不能超过5mL，因为柠檬酸浓度过大（>2000mg·L^-1），对磷的显色的抑制影响。

4、此处所用钒钼酸铵溶液是硝酸系统的。如在HCL、H₂SO₄介质中，则钒钼酸铵溶液应改用HCL、H₂SO₄系统配制，也能获得满意结果。比色液的酸度应为0.5mol·L^-1—1.0mol·L^-1.若酸度太高，显色慢而不完全，甚至不显色；低于是0.2 mol·L^-1则易产生沉淀物，对比色有干扰。

6、当室温低于15℃时显色较慢，需要30min以上才能显色完全，稳定时间可达24h。

实验十四　常用化学肥料的定性鉴别

     化学肥料种类很多，有氮肥、磷肥和钾肥。目前常用的固体肥料，氮肥有碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、尿素等；磷肥主要有过磷酸钙、重过磷酸钙：钾肥主要有硫酸钾、氯化钾。上述肥料各有其特性，用法和使用时期也不一致。但从它们的外形如颜色、颗粒大小等来看，都很相似。生产单位购买来的化肥，往往由于多次转运或贮存过程中不慎，可能造成肥料混杂，如肥料袋标签不明或混杂必须经过鉴定才能使用。

用物理方法对常见化肥的定性鉴别

一、实验原理

常见化肥除尿素外都属于盐类，而且绝大多数为白色晶体，这些化合物它们的溶解度不同，常见的氮肥、钾肥，20℃时溶解度在10克以上。然而普通过磷酸钙，其中所含的CaSO₄·2H₂O，几乎不溶于水。由于普通过磷酸钙中含有40%左右的CaSO₄·2H₂O，几乎不溶于水，因而，可以通过溶解的办法与氮、钾肥加以区分。

氮、钾等化合物燃点不同，碳酸氢铵升华点60℃，其它氮肥熔点低于400℃，而钾肥熔点都高于700℃（其中KCL燃点776℃，K₂SO₄1069℃）。因而，可以通过溶解的办法与氮、钾肥加以区分。

二、鉴别步骤

对要检查的肥料，取约0。5-1克于试管，另10倍的蒸馏水（或白开水），振荡，观察溶解情况。

1. 完全溶解于水的为氮肥或钾肥。

2. 部分溶解或微溶为磷肥：

3. 一部分溶解于水为过磷酸钙、重过磷酸钙；

4. 微溶或溶解不明显有钙镁磷肥、沉淀磷肥等。

   （二）燃烧鉴别：

   对水溶性肥料，取02克左右，在燃红的木炭上或烧红的铁片上燃烧，区分氮肥或钾肥。

5. 燃烧过程中不发生任何变化，即：不直接变成气体、不冒烟、不熔化、无火，此肥料为钾肥（硫酸钾、氢化钾）。

6. 燃烧过程中变成气体（升华）的肥料或冒烟、熔化、发火的肥料为氮肥。根据燃烧时的残及残余物，可初步区分出是何种氮肥。

   直接变成气体（称升华）：——碳酸氢铵

   燃烧时猛烈或有火亮：——硝酸铵

   熔化快并发浓浓白烟：——尿素

   熔化慢并发丝丝的白烟（即稀烟），残余物为白色：——氯化铵

   三、实验主要用品

   试管或杯子，酒精灯、电炉、铁片或炉火，肥料。

    

    

   Ⅱ  水溶性化肥的化学鉴别

   一、化学定性鉴别原理

   1、NH₄HCO₃、(NH₄）₂SO₄、NH₄CL、NH₄NO₃、K₂SO₄、KCl、KNO₃等肥料，只要检出阳离子（NH₄⁺、K⁺）和阴离子(HCO₃^－、SO₄^－、Cl^－、NO₃^－)就可以确定是属于何种化肥，如阳离子为NH₄⁺，阴离子为SO₄^－，则此化学肥料即为(NH₄）₂SO₄。

   ①NH₄⁺离子检查：

   NH₄⁺+NaOHNa⁺+NH₃↑+H₂O

   湿润的红色石蕊试纸遇NH₃首先形成NH₄OH

   NH₃+ H₂O→(NH₄）OH

   碱使试纸变蓝。

   ②K⁺离子检查：

   2 K⁺+Na₃C₀(NO₂)₆→K₂ NaC₀(NO₂)₆↓+2Na⁺

   亚硝酸钴钠    亚硝酸钴钠钾（橙黄色）

   ③SO₄^－离子检查：

   SO₄^－+BaCl₂→BaSO₄↓+2 Cl^－

      白色沉淀（不溶于酸）

   ④Cl^－离子检查：

   Cl^－+AgNO₃→AgCl↓+ NO₃^－

   白色沉淀

   （在H NO₃存在下）

   ⑤HCO₃^－离子检查：

   HCO₃^－+HCl→Cl^－+H₂CO₃

   H₂CO₃→H₂O+CO₂↑

   ⑥NO₃^－离子检查：

   NO₃^－+C₆H₅―NH―C₆H₅ = C₆H₅―N = C₆H₄= C₆H₄=NHSO₃H―C₆H₅

   二苯胺                 二苯胺本胺络离子（蓝色）

   2、CO（NH₂）₂检查：

       取少量化肥于一干试管中，加水2毫升热熔化后，冷却。加10%NaOH5滴，加0.5%CuSO₄3滴，振动摇匀，如出现淡紫色，即示有尿素存在。缩二脲在碱性条件下与CuSO₄作用，生成紫色络合物（缩二脲铜络合物）

   二、鉴别步骤

   对水溶性肥料，逐个鉴别。

   （一）进行燃烧试验确定是氮肥或钾肥。

   （二）制取肥料溶液：

   取约0.2克肥料加入15毫升蒸馏水。

   （三）燃烧时成气（即升华）的肥料，按下步检查：

   1、检查 NH₄⁺：

   ①取肥料液3ml于试管：

   ②加入1-2ml10%NaOH溶液，试管口放一湿润的红色石蕊试纸；

   ③在洒精灯上加热试管，观察试纸是否变兰（如变兰，证明有 NH₃）。亦可将湿润的红色石蕊试纸放在肥料瓶中（勿接触），看是否变兰（如变兰，证明有 NH₃），（此法可适用于检查碳铵中氨）。

   2、检查HCO₃^－：取0.1克左右肥料或上述肥料液于试管，加2—3ml10%HCl，观察有无气泡发生，如有气泡即有HCO₃^－。

     （四）燃烧时发烟，有NH₄⁺肥料，按下步检查：

   1、检查NH₄⁺ [方法同（三）1、]

   2、检查SO₄^－：

   取肥料液3ml于试管，加数滴1%BaCl₂溶液，有白色沉淀时，再加数滴醋酸HOAC，白色沉淀不溶即有SO₄^－存在。

7. 检查Cl：（有SO₄^－，不检查Cl）：

        取肥料液3ml于试管，加数滴10%AgNO₃,有絮状白色沉淀时，再加数滴HNO₃如白色沉淀不溶即有Cl^－存在。

8. 检查NO₃^－：（有SO₄^－或Cl^－时，不检查NO₃^－）

   取数滴肥料液比色盘孔穴，加一滴二苯胺，如显兰色，即证明有存在NO₃^－。

   （五）燃烧发烟，无NH₄⁺（或任何阴阳离子）的肥料：检查确定是否尿素。

   1、取0.1—0.5克肥料于干燥试管中，加热熔化稍冷；

   2、加2—3ml10% NaOH溶液；

   3、再加2—3滴5% CuSO₄试剂，如出现淡紫色即为CO(NH₂₎₂。

   (六)燃烧时不发生任何变化的肥料（属钾肥）：

   1、检查K⁺：

   取3ml肥料液于试管，加入2—3滴亚硝酸钻钠试剂，生成黄色沉淀，即有K⁺存在。

   2、检查SO₄^－：[方法同（四）2]

   3、检查：[方法同Cl^－（四）3]

   测定记录与供试肥料名称的确定

三、试剂

1、1%NaOH;

2、10%NaOH;

3、1%BaCl₂;

4、10%Ag NO₃;

5、10%醋酸;

6、10%HCl;

7、5%CuSO₄;

8、二苯胺试剂：称二苯胺0.5克加蒸馏水20毫升，缓缓加入H₂SO₄（比重1.84）100毫升，溶解后网球存于棕色玻璃瓶中（变兰即为失效）。

9、20%亚硝酸钴钠溶液：

将亚硝酸钴钠[Na₂C₀(NO₂)₆]20克溶解于蒸馏水中，稀释至100毫升。

四、主要仪器

烧杯、试管（8个）、玻璃、酒精灯或电炉比色盘、蒸馏水瓶。

其它：红石蕊试纸、火柴、角勺、铁片、各种肥料。

实验十五 农田作物施肥量的确定（综合性）

一、实验目的

（1）学习目标产量法确定作物施肥量的方法。

（2）熟练土壤有效氮、磷养分的测定。

（3）加深对施肥原理和作物营养的认识

二、实验原理

    目标产量配方法是根据作物产量的构成，由土壤本身和施肥两个方面供给养分的原理来计算肥料的用量。先确定目标产量，以及为达到这个产量所需要的养分数量，再计算作物除土壤所供给的养分外，需要补充的养分数量，最后确定施用多少肥料。以实现作物目标产量所需养分量与土壤供应养分量的差额作为确定施肥量的依据，以达到养分收支平衡，所以，又称为养分平衡法。

三、实验仪器与设备

与测定土壤有效氮、磷的仪器与设备相同。

四、结果计算

   不同植物形成100kg经济产量需要养分                          单位：kg

尿素的当季利用率为40%，三料磷肥的当季利用率为15%。 

F = (Y × C – S)/（ N × E） 

式中： F ：施肥量 ( 千克 / 公顷 ) ；

 Y ：目标产量 ( 千克 / 公顷 ) ；

 C ：单位产量的养分吸收量 ( 千克 ) ；

S ：土壤供应养分量 ( 千克 / 公顷 ) 即土壤碱解氮量；

 N ：所施肥料中的养分含量 ( ％ ) ；

 E ：肥料当季利用率 ( ％ ) 。

五、注意事项：

土样氮磷养分有效含量测定结果的可靠性。

第二部分 植物营养诊断—组织速测

实验十六 植株化学诊断样品的采集和处理

在作物化学诊断工作中，测定的样品要有代表性。除多点取样外，应避免采用田边、路边的植株。要预先在田间全面观察植株的长相长势，凡过大、过小以及受病虫害或机械损伤的植株均不宜采集。对缺素或有病植株的诊断，则应选取典型样品，并以无病正常植株作对照。取样数量，一般每份样品应在10株以上。总之，用于营养诊断，最重要注意代表性，对于障碍因子诊断，则力求典型性。

1、取样时间

作物体内各种物质处在不断的代谢变化之中，在白昼和傍晚，在不同生育期，都有很大差异。因此，采样时间要尽量一致。一般在上午8—10时进行取样为宜，这时作物的生理活动已趋于活跃，地下根系对养分的吸收速率和地上光合作用对养分的需要接近动态平衡，作物组织中的无机养料贮量最能反映作物在养分的需求情况。同时，对照样品也必须在同一时间内采取，否则就失去相互比较的意义。

取样时期应与作物发育一定阶段的施肥结合起来，一般在施肥前要采样测定，以便判断某一时期是否需要施肥以及需要量。此外，各种养分的测定还必须根据作物的生育期进行取样。

2、取样部位

取样部位除了照顾生理年龄一致外，主要是选择植株被诊断元素丰缺程度的敏感部位。一般选取输导组织发达，叶绿素少的部位，它最能反映各种养分的丰缺情况。下表是几种作物主要养分的测定的大致部位，供取样参考。

各种作物诊断取样部位

   注：水稻、苜蓿、紫花苜蓿、野豌豆和木本植物组织中没有硝态氮或微量，不作诊对象。

果树诊断一般取叶片分析，但应根据不同诊断目的确定取样部位和方法。

3、样品的处理

（1）植株样品的处理方法：进行作物诊断的样品，一般要求在田间测定。如有困难，最好带土盛在塑料口袋或水桶（水稻植株带土并放少量水）中带回室内，以免由于养料运输、水分蒸发或体内有机化合物的分解等原因造成测定误差。测定前先将样品中枯叶、断茎、霉鞘、残根等除去，再将沾染在植株上的土粒、灰尘等用干净湿布擦净；如果需要清洗，则在洗后用布或吸水纸摺干，最后将测定部位到下，剪成小段用压榨工具压汁，立即进行诊断测定。一般在采样后2小时完成。若不能立即测定，可暂时用清洁湿布包裹或放入塑料袋中，但这样做时间也不宜太长，以免养分转化或样品干燥压不出汁液来。

（2）植株汁液和浸提液的制备：制取植株汁液的方法有三种：一是用压汁法将组织汁挤压出来，然后稀释到一定浓度进行测定，这叫压液稀释法；二是用提取剂浸提，可用热水、冷水或其他试剂；三是将汁液直接压在比色盘或纸上进行速测。

压计法是将经处理植株样品，用干净剪刀把特定部位剪下，剪成小段，放入干净的塑料套管中进行压榨取汁，将汁液贮于青霉素瓶中备用。压榨工具有两种，一种为金工用的手虎钳，另一种为特制的压汁钳。对于汁液较多的作物样品，则可将其放在塑料管中直接用手挤压，取其汁液。

实验十七  旱作物组织中硝态氮的测定（设计性）

一、测定意义

作物根系从土壤吸收的硝态氮一部分很快参加蛋白质的合成，但仍有相当数量的硝态氮是在向地上部分逐步转化的，因此，植株体内经常可以检测出一定量的硝态氮，其浓度在一定范围内能反映当时作物体内氮素营养水平和土壤的供氮状况。

二、方法原理

锌在酸性备件下，产生氢气，将硝酸根还原成亚硝酸根，亚硝酸根离子与对氨基苯磺酸和a—萘胺作用，形成红色偶氨染料，其化学反应式如下：

NO₃^－+Zn+2H⁺→NO₂^－+Zn⁺⁺+H₂O

 (对氨基苯磺酸)      （重氮盐）

（重氮盐）      （红色的偶氮染料）

在一定范围内红色愈深，硝态氮愈多，反之就少。

根据颜色深浅，通过未知液与标准液比色，确定测定物质中硝态氮含量。

本法的灵敏度范围为0.5-200 mg.l^-1，其反应一定要在酸性条件（pH5左右）下进行，在碱性条件下不显色或显色不明显。本法优点是在植株体内含氯离子较高的情况下，不致引起干扰，但其缺点是不够稳定。

三、测定方法

（一）硝酸试粉——压汁试管比色法：

1、作物组织汁液的提取

将田间新采集的样品（一般从采集到测定不超过1-2小时），用湿布擦净，用干净剪刀剪成大小不超过1-2毫米的小碎片，放入压汁钳中压榨榨汁备用。

2、测定步骤：

甲、于10毫升刻度试管中配制（1-10 mg.l^-1）硝酸态氮标准液阶，其配制方法如下：

（1）取100 mg.l^-1的硝态氮标准液1、2、4、6、8、10滴，分别注入6支刻度试管。

（2）在6支刻度试管中，各加入pH5.0的柠檬酸缓冲液至总体积为5毫升。摇匀，则此液阶浓度分别为1、2、4、6、8、10 mg.l^-1。

乙、于10毫升刻度试管中，滴加作物组织汁液1滴，再加入pH5.0的柠檬酸缓冲液至总体积为5毫升，摇匀。试管编号7。

丙、于甲、乙两项中，同时加入0.2克硝酸试粉（可用特制的玻璃小勺取一平勺，不必每次称重）。塞紧，上下摇动1分钟（200次/分），静置15分钟后比色。

3、结果计算：

组织汁液NO₃-N含量（mg·l^-1）= 相当标准色阶NO₃-N（mg·l^-1）×V₁/V₂

式中：V₁——显色液的滴数（每毫升按20滴计）。

V₂——所取汁液的滴数。

参考指标   植株硝态氮状况分级表（仅供参考）

以上分极标准是对一般旱作而言，对于不同旱作，不同的农业区域，必须根据各地的实际情况，找出适合当地的诊断指标。

（二）硝酸试粉——浸提液比色法

1、作物组织浸出液的制备：

①将田间新采集的样品组织，用湿布擦净，用干净剪刀剪成大小不超过1-2毫米的小碎片。

②混匀后称取0.5克，放入小三解瓶或在试管中，加蒸馏水20毫升，塞紧，用力上下摇动1分钟（200次/分），静置片刻即可吸取浸出液速测。如果溶液浑浊，应先过滤，再测定。浸出液不要放置太久，应在2-3小时内测定，（此浸出液可同时用以测定无机磷和钾）。

2、测定步骤

甲、于白瓷比色盘中配制（1-10 mg.l^-1）硝态氮标准液队，其配制方法如下：

乙、吸取作物组织浸出液10滴，放入白瓷比色盘孔穴编号7中。

丙在甲、乙两项各孔穴中，同时加入1滴50%醋酸，搅匀，再加一耳勺（约20毫克）硝酸试粉，搅匀。约经5分钟后显色已趋稳定，在15分钟内应完成比色。

3结果计算

作物组织中NO₃-N含量（mg·l^-1） =比色读数值（mg·l^-1）×40(稀释倍数)

四、试剂配制

（1）硝酸试粉  称硫酸钡50克，分成数份分别与硫酸锰（MnSO₄·H₂O）5克锌粉1克，对氨基苯磺酸2克，a-萘胺1克，在研钵中研细混匀，最后与37.5克柠檬酸一起研磨均匀贮于暗色瓶中，防潮避光。此试粉呈灰白色，若变为粉红色，则不能使用。

（2）pH5.0柠檬酸缓冲液，称取化学纯柠檬酸4.31克，柠檬酸钠6.686克，溶于500毫升蒸馏水中（溶液必须新鲜酸制）。

（3）硝态氮标准溶液  称取7.22克分析纯硝酸钾加水定容到1000毫升，即为1000 mg.l^-1（NO₃-N）。

①100 mg.l^-1（NO₃-N）：1000 mg.l^-1标准液稀释10倍。

②10 mg.l^-1（NO₃-N）：1000 mg.l^-1标准液稀释10倍。

（4）50%醋酸，取冰醋酸加等体积蒸馏水稀释之。

五、仪器设备

电子天平（感量0.01g)，容量瓶（100、1000毫升），刻度试管（5或10毫升），比色盘（白色），大试管，剪刀，压汁钳。

注：植株硝态氮的其他测定方法还有离子色谱法、水杨酸硝化法等。

实验十八  植物组织中磷的测定——钼蓝比色法

一、测定意义

作物根系自土壤中吸收的无机磷，大部分在作物体内迅速转化为有机磷，其余部分仍以水溶性状态留在体内，这部分水溶性磷的含量大体上能反映土壤磷素供应状况，故可作为检定作物磷素营养水平的指标。

二、方法原理

在一定酸度备件下，磷酸与钼酸结合生成磷钼酸，磷钼酸在氯化亚锡还原剂的作用下，产生兰色的磷钼兰。在一定含磷范围内，溶液蓝色的深浅与磷含量成正比。根据蓝色的深浅与标准色阶相比较，即可求出磷的含量。

三、测定方法

方法一：组织碎屑比色法。

1、测定方法步骤：

（1）作物组织测定：

①选取有代表性的植株，取基部混合叶蒜组织剪成1毫米左右的碎屑，混匀，称0.25克放入10—15毫升的比色管中。

②加入钼酸铵一盐酸溶液1.5毫升，塞紧，上下用力摇动300次（约2分钟）。立即加水6毫升，摇篮匀并加入2.5%氯化亚锡—甘油1滴，5分钟后与同时配制的标准色阶比色，记下测得的mg.l^-1数。

（2）系列标准色阶与作物组织测定的同时，于10—15毫升比色管中，照下表用量比例，配制系列标准溶液。

表      酸浸比色法无机磷标准色阶

 2、结果计算

植株无机磷（P）含量（mg.l^-1）数×30

此法也适用水稻缺磷发僵的诊断。下表是其参考指标。

表   水稻（分蘖期）缺磷发僵和组织中含磷浓度的关系