土壤全氮、有机质交换性钙镁测定

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1、第一章 土壤氮的测定 11土壤全氮的测定凯氏蒸馏法 1 方法提要 样品在加速剂的参与下，用浓硫酸消煮时，各种含氮有机 化合物，经过复杂的高温分解反应，转化为铵态氮。碱化 后蒸馏出来的氨用硼酸吸收，以酸标准溶液滴定，计算土 壤全氮含量（不包括硝态氮）。 2 适用范围 本方法适用于各类土壤全氮含量的测定。 3 主要仪器设备 3.1 消化管（与消煮炉、定氮仪配套），容积250mL； 3.2 定氮仪； 3.3 可控铝锭消煮炉(升温不低于400)； 3.4 半微量滴定管，10mL； 3.5 弯颈漏斗：与消化管配套。 4 试剂 4.1 硫酸； 4.2硫酸标准溶液c(H2SO4) =0.01molL-1或盐

2、酸标准溶液 c(HCl) =0.01molL-1：配制及标定参见GB/T 601； 4.3 氢氧化钠溶液(NaOH) =400gL-1：称取400g氢氧化 钠溶于水中，稀释至1L； 4.4 硼酸指示剂混合液； 4.4.1 硼酸溶液(H3B03) =20gL-1：称取硼酸20.00g溶于 水中，稀释至1L； 4.4.2 混合指示剂：0.5g溴甲酚绿和0.1g甲基红于玛瑙研钵 中，加入少量95%乙醇，研磨至指示剂全部溶解后，加 95%乙醇至100mL。使用前，每升硼酸溶液中加20mL混合 指示剂，并用稀酸或稀碱调节至红紫色（pH值约4.5）。此 液放置时间不宜过长，如在使用过程中pH值有变化，需随

3、 时用稀酸或稀碱调节； 4.5 加速剂：称取100g硫酸钾，10g五水合硫酸铜，1g硒 粉于研钵中研细，必须充分混合均匀； 5 分析步骤 5.1 称样 称取通过0.25mm孔径筛的风干试样0.51g(含氮 约1mg，精确到0.0001g)。 5.2 土样消煮 5.2.1 不包括硝态和亚硝态氮的消煮： 将试样送入干燥的消化管底部，加入1.8g加速剂 ，加水约2mL湿润试样，再加5mL浓硫酸，摇匀 。将消化管置于控温消煮炉上，用小火加热，待 管内反应缓和时（约10 min15min），加强火 力至375。待消煮液和土粒全部变为灰白稍带 绿色后，再继续消煮1h，冷却，待蒸馏。在消煮 试样的同时，做两

4、份空白测定。 5.2.2 包括硝态氮和亚硝态氮的消煮： 将试样送入干燥的消化管底部，加1mL高锰酸钾 溶液，轻轻摇动消煮管，缓缓加入2mL 1：1硫酸 溶液，不断转动消化管，放置5min后，再加入1 滴辛醇。通过长颈漏斗将0.5g（0.01g）还原铁 粉送入消化管底部，瓶口盖上弯颈漏斗，转动消 化管，使铁粉与酸接触，待剧烈反应停止时（约 5min），将消化管置于控温消煮炉上缓缓加热 45min（管内土液应保持微沸，以不引起大量水 分丢失为宜）。停止加热，待消化管冷却后，加 1.8g加速剂和5mL浓硫酸，摇匀。按“不包括硝态 和亚硝态氮的消煮”的步骤，消煮至试液完全变为 黄绿色，再继续消煮1h，

5、冷却，待蒸馏。在消煮 试样的同时，做两份空白测定。 5.3 氨的蒸馏和滴定 蒸馏前先按仪器使用说明书检查定氮仪，并空蒸 0.5h洗净管道。待消煮液冷却后，向消化管内加 入约60 mL水，摇匀，置于定氮仪上。于三角瓶 中加入25mL 20gL-1硼酸指示剂混合液，冷凝 器承接管管口置于硼酸液面以下，以免吸收不完 全。然后向消化管内缓缓加入35mL 400gL-1氢 氧化钠溶液，蒸馏5分钟，用少量的水洗涤冷凝管 的末端。 用0.01 molL-1硫酸（或0.01 molL-1盐酸）标准 溶液滴定馏出液，由蓝绿色至刚变为红紫色。记 录所用酸标准溶液的体积。空白测定所用酸标准 溶液的体积，一般不得超过

6、0.40mL。 6 结果计算 土壤全氮，gkg-1 式中： V滴定试液时所用酸标准溶液的体积，mL； V0滴定空白时所用酸标准溶液的体积，mL ； c酸标准溶液的浓度，molL-1； 0.014氮原子的毫摩尔质量； m风干试样质量，g； 1000换算成每公斤含量。 平行测定结果用算术平均值表示，保留小数点 后二位。 7 注释 1）因试样烘干过程中可能使全氮量发生变化，因 此土壤全氮用风干样品测定。如果需要提供烘干 基含量，可测定土壤水分进行折算。 2）试样的粒径，这里采用0.25mm孔径筛，但如 果含氮量高，称量0.5g时，则应通过0.149mm 孔径筛。 3）一般土壤中硝态氮含量不超过全氮量

7、的1%， 故可忽略不计。如硝态氮含量高，则要用高锰酸 钾和铁粉预处理，硝态氮的回收率在90%以上。 4）消煮的温度应控制在360400范围内， 此时，消煮的土液保持微沸，硫酸蒸气在消化管 上部13处冷凝流回。超过400土液将剧烈沸 腾，硫酸蒸气达到消化管顶部甚至溢出，将引起 硫酸铵的热分解而导致氮素损失。第二章 土壤有机质的测定 油浴加热重铬酸钾氧化容量法 1 方法提要 在加热条件下，用过量的重铬酸钾硫酸 溶液氧化土壤有机碳，多余的重铬酸钾用 硫酸亚铁铵标准溶液滴定，以样品和空白 消耗重铬酸钾的差值计算出有机碳量。因 本方法与干烧法对比只能氧化90的有机 碳，因此，将测得的有机碳乘以校正系数

8、1.1，再乘以常数1.724（按土壤有机质平均 含碳58计算），即为土壤有机质含量。 2 试剂 2.1重铬酸钾-硫酸溶液C（1/6K2Cr2O7）= 0.4molL-1：称 取40.0g重铬酸钾溶于600800mL水中，用滤纸过滤到1L量筒 内，用水洗涤滤纸，并加水至1L。将此溶液转移至3L大烧杯中 ；另取1L密度为1.84的浓硫酸，慢慢地倒入重铬酸钾水溶液中 ，不断搅动。为避免溶液急剧升温，每加约100mL浓硫酸后可 稍停片刻，并把大烧杯放在盛有冷水的大塑料盆内冷却，当溶 液温度降到不烫手时再加另一份浓硫酸，直到全部加完为止。 2.2 重铬酸钾标准溶液c（1/6K2Cr2O7）= 0.200

9、0molL-1： 准确称取130oC烘23小时的重铬酸钾（优级纯）9.807g，先 用少量水溶解，然后无损地移入1000mL容量瓶中，加水定容 。 2.3 0.2 molL-1硫酸亚铁铵溶液：称取硫酸亚铁铵 Fe(NH4)2(SO4)26H2O78.4g，溶解于600mL-800 mL水中， 加浓硫酸20mL，搅拌均匀，加水定容至1000mL（必要时过滤 ），贮于棕色瓶中保存。此溶液易被空气氧化而致浓度下降， 每次使用时应标定其准确浓度。 硫酸亚铁铵溶液的标定：吸取0.2000molL-1重铬 酸钾标准溶液20.00mL于150mL三角瓶中，加浓 硫酸3mL5mL和邻菲啰啉指示剂23滴，用硫酸

10、 亚铁铵溶液滴定，根据硫酸亚铁铵溶液消耗量计 算硫酸亚铁铵溶液的准确浓度。 式中： c硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，molL-1； c1重铬酸钾标准溶液的浓度，molL-1； V1吸取的重铬酸钾标准溶液的体积，mL ； V2滴定时消耗硫酸亚铁铵溶液的体积， mL。 2.4 邻菲啰啉（C12HgN2H2O）指示剂 称取邻菲啰啉1.49g溶于含有1.00g 硫酸亚铁铵 Fe(NH4)2(SO4)26H2O的100mL水溶液中。此指 标剂易变质，应密闭保存于棕色瓶中。 3 分析步骤称取通过0.25mm孔径筛的风干试样0.05g0.5g（精确到0.0001g，称样量 根据有机质含量范围而定），放入硬质试管

11、中，然后从滴定管准确加入 10.00mL 0.4molL-1重铬酸钾硫酸溶液，摇匀并在每个试管口插入一玻璃 漏斗。将试管逐个插入铁丝笼中，再将铁丝笼沉入已在电炉上加热至185oC 190 oC的油浴锅内，使管中的液面低于油面，要求放入后油浴温度下降 至170 oC180oC，待试管中的溶液沸腾时开始计时，此刻必须控制电炉 温度，不使溶液剧烈沸腾，其间可轻轻提起铁丝笼在油浴锅中晃动几次，以 使液温均匀，并维持在170 oC180oC，后将铁丝笼从油浴锅中提出，冷 却片刻，擦去试管外的油液。把试管内的消煮液及土壤残渣无损地转入 250mL三角瓶中，用水冲洗试管及小漏斗，洗液并入三角瓶中，使三角瓶内

12、 溶液的总体积控制在5060mL。加3滴邻菲啰啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶 液滴定剩余的K2Cr2O7，溶液的变色过程是橙黄蓝绿棕红。如果滴 定所用硫酸亚铁溶液的毫升数不到下述空白试验所耗硫酸亚铁溶液毫升数的 1/3，则应减少土壤称样量重测。 每批分析时，必须同时做2个空白试验，即称取大约0.2g灼烧过的浮石粉或 土壤代替土样，其他步骤与土样测定相同。 特别注意：油浴用锅应根据材质不同定期强制更换，以防止石蜡渗漏引发火 灾。 4 结果计算 有机质 ， gkg-1 中， V0空白试验所消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积，mL； V 试样测定所消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积，mL ； c 硫酸亚铁铵标准溶液的浓

13、度，molL-1； 0.0031/4碳原子的毫摩尔质量，g； 1.724由有机碳换算成有机质的系数； 1.10氧化校正系数； m试样的质量，g； 1000换算成每公斤含量。 平行测定结果用算术平均值表示，保留三位有效数字。 5 注释 1）由于此法与干烧法对比只能氧化约90%的有机质，所 以在计算分析结果时应乘上一个氧化校正系数1.1。 2）测定土壤有机质必须采用风干样品。因为水稻土及一 些长期渍水的土壤，由于较多的还原性物质存在，可消耗 重铬酸钾，使结果偏高。 3）本方法不宜用于测定含氯化物较高的土壤。如土样中 Cl-含量不多，可加一定量Ag2SO4消除部分干扰，但效果 并不理想，可考虑测定氯

14、离子含量后扣除。 4）加热时，产生的二氧化碳气泡不是真正沸腾，只有在 真正沸腾时才能开始计算时间。 5）如样品的有机质含量超过150gkg-1，由于称量过少， 难以得到准确的分析结果。遇此情况时，一是可采用增加 H2SO4K2Cr2O7溶液的用量，同时带空白另做；也可以 用固体稀释法将灼烧土与样品充分混匀，称量，计算时扣 除稀释倍数。 6）样品处理过程中，应注意用静电吸附等方法挑 除土壤样品中的植物根叶等有机残体。 7）用Fe2+滴定Cr2O72-，当H2SO4的浓度保持在 c（H2SO4）=2 molL-13 molL-1时，滴定曲线 的突跃范围为0.851.22V。指示剂变色敏锐，若 增加

15、K2Cr2O7H2SO4用量时，滴定前应加水稀释 。 8）如果土壤施用了风化煤粉或含有煤屑的城市垃 圾，采用本方法测定，可能会出现有机质含量迅 速升高的假象。这是由不属于土壤有机质的高度 缩合c引起的，应特别注意。第三章 土壤离子交换量的测定11 土壤阳离子交换量的测定(EDTA乙酸铵盐交换法) 1 方法提要 用0.005molL-1 EDTA与1 molL-1乙酸铵的混合液 作为交换提取剂，在适宜的pH条件下（酸性、中 性土壤用pH7.0，石灰性土壤用pH8.5），与土壤 吸收性复合体的Ca2+、Mg2+、Al3+等交换，在瞬 间形成解离度很小而稳定性大的络合物，且不会 破坏土壤胶体。由于NH4的存在，交换性 H、K、Na也能交换完全，形成铵质土。通过 使用95%乙醇洗去过剩铵盐，以蒸馏法蒸馏，