土壤农化分析实验(8)

①试液中产生干扰作用的离子，主要有铵离子及其它一些三价、二价金属离子(如钙、镁、铁、铝等)须加入EDTA二钠盐及甲醛来掩蔽，以消除干扰。EDTA二钠盐即乙二胺四乙酸二钠盐能与二价、三价金属离子结合为无色络合物，甲醛与铵离子作用，能形成无色的

+

4NH4+6HCHO→(CH2)6N4+6H2O+4H+

②比浊读数可参考硝态氮测定中的注意事项③。

3—3植物水分的测定

干物质(水分以外的物质)的含量是植物生理状态和成熟度的重要指标；②在研究作物施肥效应和光合利用率等问题时经常要测定植物干物质积累的情况；③种子、水果、蔬菜、饲料等的水分含量是检定品质和判断是否适于储藏的重要标准。二是为了要以全干样品为基础来计算各成分的%含量，因为新鲜样品的含水量变化很大，风干样品的含水量也随空气的湿度和温度而改变，如果用鲜样或风干样为基础来计算各成分的%含量的数值也就会随样品含水量

3—3.1风干植物样品水分的测定

方法原理风干的植物组织样品或种子样品的水分常用100—105℃烘干法测定。烘干时样品的失重被认为是水分重，所以这是一种间接测定水分的方法。样品在高温烘烤时可能有部分易焦化、分解或挥发的成分损失致产生水分测定的正误差，也可能因水分未完全逐尽(或在冷却、称量时吸湿)或有部分油脂等被氧化增重而造成误差。但在严格控制操作的情况下，

操作步骤 取洁净铝盒，放入100—105℃烘箱中烘半小时。取出，盖好，移入干燥器中冷至室温(约20分钟)，称重。再烘半小时，称重，两次称重差不超过1mg就算已达恒重。将粉碎、混匀的风干植物样品约3.000g平铺在铝盒中，称量后将盖子放在盒底下，放在已预热至约115℃的烘箱中，关门，调整温度在100—105℃之间，烘烤4—5小时，取出，盖好，移入干燥器中冷却至室温后称量。再同法烘烤约2小时。再称重，此时可先将砝码放好。因为重量之差一般只有几毫克。如此继续烘称，直到前后两次重量之差不超过2mg为止。

%(风干基)=样品烘烤前后重量之差/风干样品重量3100

干物质%(风干基)=样品烘烤后的重量/风干样品重量3100

应该指出，在植物和肥料分析中，水分%的计算习惯上都是以分析样品(风干或鲜湿的样品)为基础的。这种表达方式较易为群众理解和接受。例如，某一含水%(鲜湿基)为85%的新鲜植物样品，如以干样计算，它的水分%将为85/15=566%，前者很易理解，后者则颇费解。

3—3.2

方法原理新鲜植物样品不宜直接在100℃烘烤，因为高温时外部组织可能形成干壳，反而阻碍内部组织中水分的逸出，因此须在较低温度下初步烘干升温至100—105℃烘干。此法只适于热稳定性高的不含易热解和易挥发成分的样品；如果是幼嫩植物组织和含糖、干性油或挥发性油的样品，

操作步骤取一小烧杯，放入约5.000g100—105℃烘箱中至恒重。向杯中加入剪碎、混匀的多汁新鲜样品约5g

内容物先在50—60℃(不鼓风)烘约3—4小时，冷却，称重，再同法烘约2小时，再称重量，

水分%(鲜湿基)=称样前后重量之差/新鲜样品重量3100 干物质%(鲜湿基)=称样烘烤后的重量/新鲜样品重量3100

②粗粒的鲜样应多称些，以提高称样的代表性。

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3—4

植物有机体灼烧的残余物称为“粗灰分”。植物体的灰分含量并不高(约占干物质的2—7%，平均5%左右)，但对植物的生长发育有很重要的意义。植物干物质中灰分的含量随植物种类、品种、不同器官和部位、生育期以及土壤、气候、施肥和其它农业技术措施等因素而变动。一般地说，叶部含灰分最高。特别是在幼苗期，茎秆次之，种子中更少。不同植物和器官中灰分组成也各有其特征，例如一般茎叶的灰分中以钾钙较多，谷类和玉米种子的灰分以磷钾占多数，豆类种子则以钙为较多，有趣的是茎叶中的钙常高于镁，种子中则常为

测定植株各部分灰分含量可以了解各种作物在不同生育期和不同器官中灰分的含量及其变动情况，也可以查明施肥、土壤、气候等因素对灰分含量变化的影响。农产品及其加工

样品在适当条件下灼烧灰化后，除了测定粗灰分以外，必要时还可以在其中测定各组成— 灼烧，除尽有机质，称量残留的矿物质，即可计算粗灰分%。这些矿物质主要是各种金属元素的碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氯化物等。由于燃烧时生成的碳粒不易完全烧尽，样品上粘附的少量尘土也不易完全洗净，而且植物样品灼烧后灰的组成已改变(例如碳酸盐增加，氯化物和硝酸盐损失，有机磷、硫转变为磷酸盐和硫酸盐，重量都有变化)，这样测

灼烧时的温度必须控制在525℃左右(500—550℃。坩锅呈暗红色)，不可过高或操之过急，否则会引起部分钾、钠的氯化物挥发损失(磷酸盐在600℃以下不致挥发，太高时也会损失)；而且钾、钠的磷酸盐和硅酸盐类也会熔融而把磷粒包藏起来，不易烧尽。加热的速度也不可太快，以防急剧干馏时灼热物的局部产生大量气体而致微粒飞失—爆热；而且在高温时磷、硫等也可能被碳粒还原为氢化物而逸失。对于含磷、硫、氯等酸性元素较多的样品，例如种子类及其加工品，为了防止高温时这些元素的逸失，须在样品中加入一定量的镁盐或钙盐等补充足够量的碱性金属，使酸性元素形成高熔点的盐类而固定起来，再行灰化。这时当然要做空白测定，校正加入金属盐的量。有人也建议在样品中加2ml纯橄榄油，焦化，525℃灼烧45分钟，可得近于白色的粗灰分；也可以在灼烧过程中加几滴蒸馏水或浓硝酸等，

应该指出，一些灰分元素在干灰化过程中形成难溶的复杂硅酸盐，即使使用盐酸长时间消煮也不溶解。例如锰、铜、锌等含有其总量的1/4以上形成这类难溶物。这对灰分的测定虽无影响，但对个别微量元素的测定必将产生严重误差。因此，用干灰化法制备个别微量元素待测液的操作细节与本书粗灰分测定都不尽相同；或者可改用湿灰化法制备灰分的待测液。

将标有号码的瓷坩锅在高温电炉上灼烧15—30分钟，移至炉门口稍冷，放入干燥器内冷却至室温(20—30分钟)，称重。必要时再次灼烧、冷却、称重，至恒重为止。在已知重量的坩锅中准确称取磨细、烘干、混匀的样品2—3g(称准到0.01g)，放在电炉上缓缓加热炭化，烧至无烟时，移放在已烧到暗红色的高温电炉门口处，片刻后再放进炉内深处，关闭炉门，加热至约525℃(暗红色)，在此温度下烧至灰分近于白色为止，大约需1小时(45分钟至2小时，视样品种类和称样大小等而异)。将钳锅移放在炉门口稍冷，再放入干燥器中至室温，立即称重。必要时再次灼烧，至恒重为止。计算粗灰分%(干基)。粗灰分多为灰白色。如现红棕色，表示含铁较多；如带绿色，表示含锰较多。如果黑色碳粒较多，可在冷却后加水湿润，使包被的盐膜溶解，碳粒暴露，再在水浴上蒸干，同上灼烧、称重。

在植物必需的常量元素中，氮、磷、钾、钙和镁是土壤农化分析的常规分析项目，尤以三要素的测定更为经常和重要。不论在诊断作物氮、磷、钾的营养水平和土壤供应各该元素的丰缺情况时，或者在确定作物从土壤摄取各元素的数量和施肥效应时，都经常要测定植物

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3—5植物常量元素的分析

全株或某些部位器官中有关元素的含量。在收获物品质检定工作中，这5种元素的测定也有重要意义，例如食品和饲料中蛋白质的测定实际上就是有机氮的测定，而磷、钾、钙等则是

在作物化学诊断分析工作中，关于各类作物在不同生育期(特别是生长发育的关键时期)和不同部位器官(特别是敏感部位器官)中氮、磷、钾临界浓度(或果树诊断的标准值)的拟订很重要，它是解释分析结果和提出增产措施建议所必需的资料。这方面的数据国内国外都有许多报道，并有专著问世。但必须注意，各资料中报道的指标都是仅指某一采样期和某一特定部位器官而言的；诊断工作很复杂，植株内各营养元素彼此之间又有协助作用和拮抗作用，

3—5.1

植物中氮、磷、钾的测定包括待测液的制备和氮磷钾的定量两大步骤。植物全氮待测液的制备通常用开氏消煮法(参考有机肥料全氮的测定)。植物全磷、钾可用干灰化或其他湿灰化法制备待测液。本书介绍H2SO4—H2O2消煮法，可用同一份消煮液分别测定氮、磷、钾以及其它元素(如钙、镁、铁、锰等)

3—5.1.1植物样品的消煮(H2SO4—H2O2法)

方法原理植物中的氮磷大多数以有机态存在，钾以离子态存在。样品经浓H2SO4和氧化剂H2O2消煮，有机物被氧化分解，有机氮和磷转化成铵盐和磷酸盐，钾也全部释出。消

①

煮液经定容后，可用于氮、磷、钾等元素的定量。

本法采用H2O2加速消煮剂，不仅操作手续简单快速，对氮磷钾的定量没有干扰，而且具有能满足一般生产和科研工作所要求的准确度，但要注意遵照操作规程的要求操作，防止有机氮被氧化成N2

(1)硫酸(化学纯、比重1.84) (2)30%H2O2(分析纯)

操作步骤：(1)常规消煮法称取植物样品(0.5mm)0.3～0.5g(准确至0.0002g)装入100ml开氏瓶的底部，加浓硫酸5ml，摇匀(最好放置过夜)，在电炉上先小火加热，待H2SO4发白

②

烟后再升高温度，当溶液呈均匀的棕黑色时取下，稍冷后加6滴H2O2，再加热至微沸，消煮约7—10分钟，稍冷后重复加H2Ｏ2再消煮，如此重复数次，每次添加的H2Ｏ2应逐次减少，消煮至溶液呈无色或清亮后，再加热约10分钟，除去剩余的H2O2，取下冷却后，用水将消煮液无损转移入100ml容量瓶中，冷却至室温后定容(v1)。用无磷钾的干燥滤纸过滤，

(2)快速消煮法称取植物样品(0.5mm)0.3～0.5g(称准至0.0002g)，放入100ml开氏瓶中，加1ml水润湿，加入4ml浓H2SO4摇匀，分两次各加入H2O22ml，每次加入后均摇匀，待激烈反应结束后，置于电炉上加热消煮，使固体物消失成为溶液，待H2SO4发白烟，溶液成褐色时，停止加热，此过程约需10分钟。待冷却至瓶壁不烫手，加入H2O22ml，继续加热消煮约5—10分钟，冷却，再加入H2Ｏ2消煮，如此反复一直至溶液呈无色或清亮后(一般情况下，加H2O2总量约8—10ml)再继续加热5—10分钟，以除尽剩余的H2O2。取下冷却后用水将消煮液定量地转移入100ml容量瓶中，定容(v1)。

同时做空白试验，校正试剂和方法误差。 注释：

①植物体内的钾以离子态存在于细胞液或与有机成分呈现松散结合态。因此，若只测定钾时，可采用简易的浸提法制备待测液。浸提剂可用0.5mol/LHCl或2mol/LNH4AC～0.2mol/LMg(OAC)2溶液，也可用热水。

②所用的H2O2应不含氮和磷。H2O2在保存中可能自动分解，加热和光照能促其分解，故应保存于阴凉处。在H2O2中加少量H2SO4酸化，可阻止H2O2分解。

3—5.1.2植物全氮的测定(半微量蒸馏法和扩散法)

方法原理 植物样品经开氏消煮、定容后，吸取部分消煮液碱化，使铵盐转变成氨，经蒸馏和扩散，用H3BO3吸收，直接用标准酸滴定，以甲基红—溴甲酚绿混合指示剂指示终点。

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(1)40%(m/v)NaOH (2)2%H3BO3—

(3)取标准溶液［C(HCl或1/2H2SO4)=0.01mol/L (4)

(1)蒸馏法 吸取定容后的消煮液5.00—10.00ml，(V2，含NH4—N约1ml)，注入半微量蒸馏器的内室，另取150ml三角瓶，内加入5ml2%H3BO3—指示剂溶液，放在冷凝管下端，管口置于H3BO3液面以下，然后向蒸馏器内室慢慢加入约3ml40%(m/v)NaOH溶液，通入蒸气蒸馏，(注意开放冷凝水，勿使馏出液的温度超过40℃)待馏出液体积约达50～60ml时，停止蒸馏，用少量已调节至pH为4.5的水冲洗冷凝管末端。用酸标准溶液滴定馏出液至由蓝绿色突变为紫红色(终点的颜色应和空白测定的终点相同)。用酸标准溶液，同时进行空白

(2)扩散法 吸取定容后的消煮液200～500ml(V2，含NH4—N0.05—0.5mg)于10厘米的扩散皿外室。内室加入2%H3BO3—指示剂溶液3ml，参照土壤碱解氮测定的操作步骤进行扩散和滴定，但中和H2SO4需用40%NaOH溶液2ml，扩散可在室温下进行，不必恒温，室温在20℃以上时，放置约24h，低于20℃时，须放置较长时间。在扩散期间，可将扩散皿内容物小心转动混匀2～3次，加速扩散，可缩短扩散时间。在测定样品的同时，须在同一

全N%=C(v-v0)30.0413100/(m3v2/v1)

C—酸标准溶液浓度，mol/L； v—滴定试样所用的酸标准液，ml v0—滴定空白所用的酸标准液，ml 0.041—N的毫摩尔质量，g/mmol m—称样量，g

v1—消煮液定容体积，ml v2—吸取测定的消煮液体积ml

3—5.1.3 植物全磷的测定(钒钼黄吸光光度法)

方法原理 植物样品经浓H2SO4消煮使各种形态的磷转变成磷酸盐。待测液中的正磷酸与偏钒酸和钼酸能生成黄色的三元杂多酸，其吸光度与磷浓度成正比，可在波长400～490nm

①

处用吸光光度法测定磷。磷浓度较高时选用较长的波长，较低时选用较短的波长。此法的

②

优点是操作简便，可在室温下显色，黄色稳定。在HNO3，HCl,HClO4和H2SO4等介质中

③④

都适用，对酸度和显色剂浓度的要求也不十分严格，干扰物小。在可见光范围内灵敏度较低，适测范围广(约为1—20mg/L，P)故广泛应用于含磷较高而且变幅较大的植物和肥料样

(1)钒钼酸铵溶液 25.0g钼酸铵［(NH4)6Mo7O2424H2O分析纯］溶于400ml水中，另将125g偏钒酸铵(NH4VO3，分析纯)溶于300ml沸水中，冷却后加入250ml浓HNO3(分析纯)。将钼酸铵溶液缓缓注入钒酸铵溶液中，不断搅匀，最后加水稀释到1L，贮入棕色瓶中。

(2)6mol/LNaOH溶液 24gNaOH溶于水，稀释至100ml

(3)0.2%二硝基酚指示剂 0.2g2，6—二硝基酚或2，4—二硝基酚溶于100ml(4)磷标准液［C(P)＝50mg/L］0.2195g干燥的KH2PO4(分析纯)溶于水，加入5ml浓HNO3，于1L

操作步骤：吸取定容、过滤或澄清后的消煮液10.00ml(V2含磷0.05～0.75mg)放入50ml容量瓶中，加2滴二硝基酚指示剂，滴加6mol/LNaOH中和至刚呈黄色，加入10.00ml钒钼酸铵试剂，用水定容(V3)。15分钟后用1cm光径的比色杯在波长440mm处进行测定，以空白溶液(空白试验消煮液按上述步骤显色)

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标准曲线或直线回归方程 准确吸取50mg/LP标准液0，1，2.5，5，7.5，10，15ml分别放入50ml容量瓶中，按上述步骤显色，即得0，1.0，2.5，5.0，7.5，10，15mg/LP的标

－

全P，%＝Ｃ(P)3(v１/m)3(v3/v2)3104

式中C(P)—从校准曲线或回归方程求得的显色液中磷浓度，mg/L v3—显色液体积，ml

v2—吸取测定的消煮液体积，ml v1—消煮液定容体积，ml m—称样量，g －4

10—将mg/L

①显色液中(CP)＝１～５mg/L时，测定波长用420nm；5—20mg/L，用490nm。待测液３＋３＋

中Fe浓度高的选用450nm，以消除Fe

②一般室温下，温度对显色影响不大，但室温太低(如＜15℃＝时，需显色30分钟，稳定时间可达24

③如试液为HCl，HClO4介质，显色剂应用HCl配制；试液为H2SO4介质，显色剂也用H2SO4配制。显色液酸的适宜浓度范围为0.2～1.6mol/L，最好是0.5～1.0mol/L，酸度高显色慢且不完全，甚至不显色，低于0.2mol/L，易产生沉淀物，干扰测定。钼酸盐在显色液

－３－２－５－３

中的终浓度适宜范围为1.631010mol/L，钡酸盐为83102.2310mol/L。

３＋３＋

④此法干扰离子少，干扰离子是FeFe0.1%时，它的黄

3—5.1.4 植物全钾的测定(火焰光度法)

方法原理 植物样品经消煮或浸提，并经稀释后，待测液中的K可用火焰光度法测定。

(1)K标准溶液(C(K)＝100mg/L)0.1907gKCl(分析纯，在105～110℃干燥2h)，溶于水，于1L

操作步骤 吸取定容后的消煮液5.00—10.00ml(v２)放入50ml容量瓶中，用水定容(v3)。

标准曲线或直线回归方程 准确吸取100mg/LＫ标准溶液0，0.5，1.0，2.5，5.0，10，20ml，分别放入50ml容量瓶中，加入定容后的空白消煮液5或10ml(使标准溶液中的离子成分和待测液相近)，加水定容。即得0，1，2，5，10，20，40mg/LK的标准系列溶液。以浓度最高的标准溶液定火焰光度计检流计的满度(一般只定到90)，然后从稀到浓依次进行测

全K，%＝Ｃ(Ｋ)3(v3/m)3(v1/v2)310-4 式中

C(K)—从标准曲线或回归方程求得的测读液中K的浓度，mg/L v1——消煮液定容体积，ml v2——消煮液的吸取体积，ml v3——测读数定容体积，ml m——称样量，g -4

10——将mg/L 3—5.2 植物全钙镁的测定 植物全量钙、镁测定的样品分解，可用干灰化法和湿灰化法。湿灰化法，如果采用HNO3

—HClO4—H2SO4三酸消煮法，并且同时测定磷、钾时，要注意钾和钙转化为难溶的CaSO4，而且SO2-4浓度太高时，对EDTA络合滴定或原子吸收分光光度法测定钙都会带来影响，因此，钙镁的测定以采用干灰化法好。

溶液中钙镁的测定，目前都用EDTA络合滴定法或原子吸收分光光度法。

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