土壤农化分析实验.doc

1、土壤农化分析实验隋方功 李俊良 主编 莱 阳 农 学 院 农 学 系二 OO 四、二主编：隋方功李俊良编写人员: 崔德杰刘树堂孟祥霞王维华张晓晟前 言为了适应教学、科研和生产的需要，我们编写了这本包括土壤、肥料、植物及农产品分析的土壤农化分析实验，作为广大农业科技工作者和高等院校、中等专业学校有关专业师生的实验教材或工具书。考虑到分析条件等原因，书中有时在同一分析项目中并列了几个方法，可根据分析项目和要求等选择应用。 本书包括四个方面的内容。土壤分析主要为土壤水分、土壤物理性质、土壤化学性质及土壤酸碱度的分析，由崔德杰、王维华、张晓晟编写。肥料分析主要为有机肥料、单质化学肥料及复合肥有效成分的

2、分析，由隋方功编写。植物分析主要为植物营养诊断、植物体常量元素及微量元素分析，由李俊良编写。农产品分析主要为农产品中碳水化合物、糖分、淀粉、粗纤维、粗脂肪、Vc 及氨基酸等的分析，由刘树堂、孟祥霞编写。全书由隋方功、李俊良统稿。由于编者水平所限，书中疏漏，错误之处在所难免，敬请提出宝贵意见，以便进一步修改编者于莱阳农学院修 订 说 明本书是在土壤肥料、植物及农产品分析经七年试用后修订而成。主要修订人员为孟祥霞、王维华，最后由隋方功统一定稿，书中不足甚至错误之处，希望使用者批评指正。修 订 者2004 年 2 月于莱阳农学院目 录第一篇土壤分析.811 土壤样品的采集与处理.811.1 土壤样品

3、的采集.811.2 土壤样品的处理.912 土壤水分的测定 1012.1 土壤吸湿水的测定 .1012.2 土壤田间持水量的测定 .1013 土壤有机质的测定 1114 土壤中氮的测定 1314.1 土壤全氮量的测定. .1314.2 土壤水解性氮的测定.1415 土壤中磷的测定. .1515.1 土壤全磷的测定.1515.2 土壤速效磷的测定.1716 土壤钾素的测定.1816.1 土壤速效钾的测定.1816.2 土壤全钾量的测定.1817 土壤阳离子交换量的测定.1918 土壤可溶性盐分的测定.2118.1 待测液的制备.2118.2 水溶性盐分总量的测定.2118.3 碳酸根和重碳酸根的

4、测定.2118.4 氯离子的测定.2218.5 硫酸根离子的测定.2218.6 钙和镁离子的测定.2318.7 钠和钾离子的测定.2419 土壤微量元素的测定.2519.1 土壤有效硼的测定.2519.2 土壤有效钼的测定.2519.3 土壤中铜、锌、锰、铁的测定.27110 土壤酸碱度的测定.27110.1 混合指示剂比色法.27110.2 电位测定法.28111 土壤容重和孔度的测定(环刀法).28111.1 土壤容重的测定(环刀法 ).28111.2 土壤孔度的测定.29第二篇 肥料分析.3121 肥料样品的采集与制备.3121.1 化学肥料样品的采集与制备.3121.2 有机肥料样品的

5、采集与制备.3122 肥料含水量的测定.3122.1 常见化肥中含水量的测定.3122.2 有机肥料中含水量的测定.2923 氮素化肥分析.3223.1 氮素化肥总氮量的测定.3223.2 氮素化肥中铵态氮的测定.3323.3 氮素化肥中硝态氮的测定.3323.4 尿素中氮的测定.3424 磷素化肥分析.3424.1 磷素化肥全磷量的测定.3424.2 过磷酸钙中游离酸的测定.3524.3 过磷酸钙中有效磷的测定.3624.4 碱性热制磷肥有效磷的测定.3624.5 磷矿粉中全磷量的测定.3724.6 磷矿粉中有效磷的测定.3725 钾素化学肥料全钾量分析.3726 复合肥料的分析.3827

6、有机肥料的分析.3827.1 有机肥料全氮量的测定（铁锌粉还原法）.38第三篇 植物分析.4031 植物样品的采集、制备与保存.4031.1 植物样品的采集.4031.2 植物组织样品的制备与保存.4131.3 植物微量元素分析样品的制备与保存.4132 植物营养诊断.4132.1 植株汁液和浸提液的制备.4132.2 试剂配制.4232.3 植物组织中硝态氮的测定.4232.4 植物组织中磷的测定.4332.5 植物组织中钾的测定.4433 植物水分的测定.4533.1 风干植物样品水分的测定.4533.2 新鲜植物样品水分的测定.4534 植物粗灰分的测定.4635 植物常量元素的分析.4

7、735.1 植物全氮、磷、钾的测定.4735.1.1 植物样品的消煮.4735.1.2 植物全氮的测定.4835.1.3 植物全磷的测定.4835.1.4 植物全钾的测定.4935.2 植物全钙、镁的测定.5036 植物微量元素分析.5136.1 植物硼的测定.5236.2 植物钼的测定.5336.3 植物铁、锰、铜、锌的测定.5337 植物全碳的测定.54第四篇 农产品分析.5541 农产品样品的采取制备与保存.5541.1 籽粒样品的采集、制备与贮存.5541.2 水果蔬菜样品的采集、制备与贮存.5542 水分的测定(植物产品 ).5643 蛋白质的分析.5843.1 开氏法测定粗蛋白质5

8、843.2 铜盐沉淀法测纯蛋白质5944 农产品中碳水化合物的分析.6044.1 糖分的分析.6044.1.1 果蔬含糖量的测定.6144.1.2 作物可溶性糖的测定(蒽酮比色法).6244.2 淀粉的测定.6444.2.1 谷物中淀粉的测定(酸水解法).6444.2.2 酶水解法.6544.3 植物中粗纤维的测定(酸碱洗涤重量法).6645 植物中粗脂肪的测定.6745.1 油重法.6745.2 残余法.6846 植物中维生素 C 的测定 (2%草酸浸提2，6二氯靛酚滴定法).7047 农产品酸度测定(滴定法 ).7247.1 总酸度测定(滴定法).7348 农产品氨基酸的测定.7448.1

9、 单指示剂甲醛滴定法.7548.2 双指示剂甲醛滴定法.7548.3 茚三酮比色法.7649 果品硬度的测定.77410 果品中可溶性固形物的测定(折射仪法).77附录 A.79第一篇 土壤分析11 土壤样品的采集与处理土壤样品的采集是土壤分析工作中的一个重要环节，是直接影响着分析结果和结论是否正确的一个先决条件。由于土壤特别是农业土壤本身的差异很大，采样误差要比分析误差大得多，因此必须重视采集有代表性的样品。另外，要根据分析目的不同而采用不同的采样和处理方法。11.1 土壤样品的采集1 土样的采集时间和工具土壤中有效养分的含量因季节的不同而有很大的差异。分析土壤养分供应的情况时，一般都在晚秋

10、或早春采样。采样时要特别注意时间因素，同一时间内采取的土样分析结果才能相互比较。 常用的采样工具有铁锨、管形土钻和螺旋土钻。2 土壤样品采集的方法采样的方法因分析目的不同而不同。(1)土壤剖面样品。研究土壤基本理化性质，必须按土壤发生层次采样。一般每层采样1kg，分别装入袋中并做好标记。(2)土壤物理性质样品。如果是进行土壤物理性质的测定，必须采集原状土壤样品。在取样过程中，须保持土块不受挤压，样品不变形，并要剥去土块外面直接与土铲接触而变形部分。(3)土壤盐分动态样品。研究盐分在土壤剖面中的分布和变动时，不必按发生层次采样，可从地表起每 10cm 或 20cm 采集一个样品。(4)耕作层土壤

11、混合样品。为了评定土壤耕层肥力或研究植物生长期内土壤耕层中养分供求情况，采用只取耕作层 20cm 深度的土样，对作物根系较深的或熟土层较厚的土壤，可适当增加采样深度。采样点的选择一般可根据土壤、作物、地形、灌溉条件等划分采样单位。在同一采样单位里地形、土壤、生产条件应基本相同。土壤的混合样品是由多点混合而成。一般采样区的面积小于 10 亩时，可取 5 个点的土壤混合；面积为 1040 亩时，可取 515 个点的土壤混合；面积大于 40 亩时，可取 1520 个点的土壤混合。在丘陵山区，一般 510 亩可采一个混合样品。在平原地区，一般 3050 亩可采一个混合样品。采样点的分布方式主要有：对角

12、线取样法(图 1)：适用于面积不大，地势平坦，肥力均匀的地块。棋盘式取样法(图 2)：适用于中等面积，地势平坦、地形完整，但地力不均匀的地块。之字形取样法(图 3)：适用于面积较大，地势不平坦地形多变的地块。如果采来的土壤样品数量太多，可用四分法将多余的土壤弃去，一般保留 1kg 左右的土壤即可。四分法的方法是：将采集的土壤样品弄碎混合并铺成四方形，然后划对角线分成四等份，取其对角的两份，其余两份弃去。如果所得的样品仍然很多，可再用四分法处理，直到所需数量为止。取土样 1kg 装袋，袋内外各放一标签，上面用铅笔写明编号、采集地点、地形、土壤名称、时间、深度、作物、采集人等，采完后将坑或钻眼填平

13、。 图 1 图 2 图 311.2 土壤样品的处理土壤样品的处理包括风干、去杂、磨细、过筛、混匀、装瓶保存和登记等操作过程。1 风干和去杂从田间采回的土样，除特殊要求鲜样外，一般要及时风干。其方法是将土壤样品放在阴凉干燥通风、又无特殊的气体(如氯气、氨气、二氧化硫等 )、无灰尘污染的室内，把样品弄碎后平铺在干净的牛皮纸上，摊成薄薄的一层，并且经常翻动，加速干燥。切忌阳光直接曝晒或烘烤。在土样稍干后，要将大土块捏碎(尤其是粘性土壤) ，以免结成硬块后难以磨细。样品风干后，应拣出枯枝落叶、植物根、残茬、虫体以及土壤中的铁锰结核、石灰结核或石子等，若石子过多，将其拣出并称重，记下所占的百分数。2 磨

14、细、过筛和保存进行物理分析时，取风干土样 100200g，放在牛皮纸上，用木块碾碎，放在有盖底的 18 号筛( 孔径 1mm)中，使之通过 1mm 的筛子，留在筛上的土块再倒在牛皮纸上重新碾磨。如此反复多次，直到全部通过为止。不得抛弃或遗漏，但石砾切勿压碎。筛子上的石砾应拣出称重并保存，以备石砾称重计算之用。同时将过筛的土样称重，以计算石砾重量百分数，然后将过筛后的土壤样品充分混合均匀后盛于广口瓶中，作为土壤颗粒分析以及其它物理性质测定之用。化学分析时，取风干好的土样如以上方法将其研碎，并使其全部通过 18 号筛(孔径1mm)。所得的土壤样品，可用以测定速效性养分、pH 值等。测定全磷、全氮和

15、有机质含量时，可将通过 18 号筛的土壤样品，进一步研磨，使其全部通过 60 号筛(孔径 0.25mm)。测定全钾时，应将全部通过 100 号筛(孔径 0.149mm)的土壤样品，作为其分析用。研磨过筛后的土壤样品混匀后，装入广口瓶中。样品装入广口瓶后，应贴上标签，并注明其样号、土类名称、采样地点、采样深度、采样日期、筛孔径、采集人等。一般样品在广口瓶内可保存半年至一年。瓶内的样品应保存在样品架上，尽量避免日光、高温、潮湿或酸碱气体等的影响，否则影响分析结果的准确性。主要仪器土壤筛、土钻、牛皮纸、木块、广口瓶、米尺、铁锨、土壤袋、标签、铅笔。12 土壤水分的测定( 吸湿水和田间持水量)田间持水

16、量是土壤排除重力水后，本身所保持的毛管悬着水的最大数量。它是研究土、水、植物的关系，研究土壤水分状况，土壤改良、合理灌溉不可缺少的水分常数。吸湿水是风干土样水分的含量，是各项分析结果计算的基础。12.1 土壤吸湿水的测定测定原理风干土壤样品中的吸湿水在 1052的烘箱中可被烘干，从而可求出土壤失水重量占烘干后土重的百分数。在此温度下，自由水和吸湿水都被烘干，然而土壤有机质不能被分解。 测定步骤1.取一干净又经烘干的有标号的铝盒 (或称量瓶) 在分析天平上称重为 A。2.然后加入风干土样 510g(精确到 0.0001g)，并精确称出铝盒与土样的总重量 B。3.将铝盒盖斜盖在铝盒上面呈半开启状态

17、，放入烘箱中，保持烘箱内温度 1052，烘 6 小时。4.待烘箱内温度冷却到 50时，将铝盒从烘箱中取出，并放入干燥器内冷却至室温称重，然后再启开铝盒盖烘 2 小时，冷却后称其恒重为 C。前后两次称重之差不大于 3mg。结果计算该土样吸湿水的含量(%) = (B-A)-(C-A)(C-A)100%= (湿土重- 烘干土重) 烘干土重100% 注意事项(1)要控制好烘箱内的温度，使其保持在 1052，过高过低都将影响测定结果的准确性。(2)干燥器内所放的干燥剂要在充分干燥的情况下方可放入烘干土样。否则干燥剂要重新烘干或更换后方可放入干燥器中。主要仪器铝盒、分析天平(0.0001g)、角匙、烘箱、

18、坩埚钳、干燥器、瓷盘。 12.2 田间持水量的测定测定方法(铁框法)1.在田间选择具有代表性的地块，面积不少于 0.5m2，仔细平整地面。2.将铁框击入平整好的地块约 67cm 深，其中大框(5050cm 2)在外，小框(2525cm2)在内，大小框之间为保护区，其之间距离要均匀一致。小框内为测定区。3.在上述地块旁挖一剖面，测定各层容重及其自然含水量。从而计算出总孔隙度及自然含水量所占容积%，然后根据总孔隙度与现有自然含水量所占容积% 之差，求出实验土层(一般为 1m 左右)全部孔隙都充满水时应灌水的数量，为保证土壤充分渗透，实际灌水量将为计算需水量的 1.5 倍。按下式计算测试区和保护区的

19、灌水量：灌水量(m 3)=H(a-w)dsh式中：a土壤饱和含水量(%) ；w土壤自然含水量(%)；d土壤容重(g/cm 3)；s测试区面积(m 2)；h土层需灌水深度(m)；H使土壤达饱和含水量的保证系数。H 值大小与土壤质地、地下水位深度有关，通常为 1.53，一般粘性土或地下水位浅的土壤选用 1.5，反之，选用 2 或 3。4.灌水前在测试区和保护区各插厘米尺一根，灌水时，为防止土壤冲刷，应在灌水处铺上草或席子。5.灌水时先往保护区灌水，灌到一定程度后，立即向测定区灌水，使内外均保持 5cm厚的水层，一直到灌完为止。6.灌水完毕，土表要用草或席子以及塑料布盖严，以防蒸发和雨淋。7.取样时

20、间，一般为砂土类、壤土类在灌水后 24 小时取样，粘土类必须在 48 小时或更长时间以后方可采样测定。8.采样于测定区按正方形对角线打钻，每次打 3 个钻孔，从上至下按土壤发生层分别采土 1520g(精确到 0.01g)，放入铝盒，测其含水量。以后每天测定一次，直到前后两天的含水量无显著差异，水分运动基本平衡为止。结果计算重量田间持水量%= (湿土重-烘干土重)烘干土重100容积田间持水量=重量田间持水量容积注意事项因地下水位的高低可影响所测得的田间持水量的数值，因此在报所测田间持水量的结果时必须注明地下水的深度。主要仪器铁锨、锤子、铁框(5050cm 2 和 2525cm2 各 1 个)、草

21、席、塑料布、水桶、土钻、铝盒、天平(0.01g) 、厘米尺。13 土壤有机质的测定(重铬酸钾容量法)土壤有机质既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。测定土壤有机质含量的多少，在一定程度上可说明土壤的肥沃程度。因为土壤有机质直接影响着土壤的理化性状。测定原理在加热的条件下，用过量的重铬酸钾硫酸(K 2Cr2O7H 2SO4)溶液，来氧化土壤有机质中的碳，Cr 2O-27 等被还原成 Cr+3，剩余的重铬酸钾(K 2Cr2O7)用硫酸亚铁(FeSO 4)标准溶液滴定，根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量，再乘以常数 1.724，即为土壤有

22、机质量。其反应式为：重铬酸钾硫酸溶液与有机质作用：2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H 2O硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾的反应：K2Cr2O7+6FeSO47H 2SO4=K2SO4Cr 2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O测定步骤：1.在分析天平上准确称取通过 60 目筛子(0.25mm)的土壤样品 0.10.5g(精确到0.0001g)，用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的硬质试管中，用移液管缓缓准确加入0.136mol/L 重铬酸钾硫酸(K 2Cr2O7-H2SO4)溶液 10ml，( 在加入约 3ml 时，摇动试管，以使土壤分散

23、)，然后在试管口加一小漏斗。2.预先将液体石蜡油或植物油浴锅加热至 185190，将试管放入铁丝笼中，然后将铁丝笼放入油浴锅中加热，放入后温度应控制在 170180，待试管中液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸 5 分钟，取出试管，稍冷，擦净试管外部油液。3.冷却后，将试管内容物小心仔细地全部洗入 250ml 的三角瓶中，使瓶内总体积在6070ml,保持其中硫酸浓度为 11.5mol/l,此时溶液的颜色应为橙黄色或淡黄色。然后加邻啡罗啉指示剂 34 滴，用 0.2mol/l 的标准硫酸亚铁(FeSO 4)溶液滴定，溶液由黄色经过绿色、淡绿色突变为棕红色即为终点。4.在测定样品的同时必须做两个空白试

24、验，取其平均值。可用石英砂代替样品，其他过程同上。结果计算在本反应中，有机质氧化率平均为 90%，所以氧化校正常数为 10090，即为 1.1。有机质中碳的含量为 58%，故 58g 碳约等于 100g 有机质， 1g 碳约等于 1.724g 有机质。由前面的两个反应式可知：1mol 的 K2Cr2O7 可氧化 32mol 的 C，滴定 1molK2Cr2O7，可消耗6mol FeSO4，则消耗 1molFeSO4 即氧化了 3216C=1 4C=3计算公式为：有机质 g/kg= (V0-V)N0.0031.7241.1)样品重1000式中：V 0滴定空白液时所用去的硫酸亚铁毫升数。V滴定样品

25、液时所用去的硫酸亚铁毫升数。N标准硫酸亚铁的浓度。mol/L附我国第二次土壤普查有机质含量分级表如下，以供参考。注意事项1.根据样品 有机质含量决定称样量。有机质含量在大于 50g/kg 的土样称 0.1g，2040g/kg 的称 0.3g，少于 20g/kg 的可称 0.5g 以上。2.消化煮沸时，必须严格控制时间和温度。3.最好用液体石蜡或磷酸浴代替植物油，以保证结果准确。磷酸浴需用玻璃容器。4.对含有氯化物的样品，可加少量硫酸银除去其影响。对于石灰性土样，须慢慢加入浓硫酸，以防由于碳酸钙的分解而引起剧烈发泡。对水稻土和长期渍水的土壤，必须预先磨细，在通风干燥处摊成薄层，风干 10 天左右

26、。5.一般滴定时消耗硫酸亚铁量不小于空白用量的 1/3，否则，氧化不完全，应弃去重做。消煮后溶液以绿色为主，说明重铬酸钾用量不足，应减少样品量重做。仪器、试剂1.主要仪器分析天平(0.0001g)、硬质试管、长条腊光纸、油浴锅 、铁丝笼(消煮时插试管用) 、温度计(0 360 )、滴定管(25ml)、吸管(10ml)、三角瓶(250ml)、小漏斗、量筒(100ml)、角匙、滴定台、吸水纸、滴瓶(50ml)、试管夹、吸耳球、试剂瓶(500ml)。2.试剂(1)0.136mol/LK2Cr2O7H 2SO4 的标准溶液。准确称取分析纯重铬酸钾 (K2Cr2O7)40g 溶于 500ml 蒸馏水中，

27、冷却后稀释至 1L，然后缓慢加入比重为 1.84 的浓硫酸(H 2SO4)1000ml，并不断搅拌，每加入 200ml 时，应放置 1020 分钟使溶液冷却后，再加入第二份浓硫酸(H 2SO4)。加酸完毕，待冷后存于试剂瓶中备用。(2)0.2mol/LFeSO4 标准溶液。准确称取分析纯硫酸亚铁(FeSO 47H2O)56g 或硫酸亚铁铵Fe(NH 4)2(SO4)26H2O80g，溶解于蒸馏水中，加 3mol/L 的硫酸(H 2SO4)60ml，然后加水稀释至 1L，此溶液的标准浓度，可以用 0.0167mol/L 重铬酸钾(K 2Cr2O7)标准溶液标定。(3)邻啡罗啉指示剂。称取分析纯邻

28、啡罗啉 1.485g，化学纯硫酸亚铁 (FeSO47H2O)0.695g，溶于 100ml 蒸馏水中，贮于棕色滴瓶中(此指示剂以临用时配制为好)。14 土壤中氮的测定( 全氮、速效氮)14.1 土壤全氮量的测定(重铬酸钾 硫酸消化法) 。土壤含氮量的多少及其存在状态，常与作物的产量在某一条件下有一定的正相关，从目前我国土壤肥力状况看，80% 左右的土壤都缺乏氮素。因此，了解土壤全氮量，可作为施肥的参考，以便指导施肥达到增产效果。方法原理土壤与浓硫酸及还原性催化剂共同加热，使有机氮转化成氨，并与硫酸结合成硫酸铵；无机的铵态氮转化成硫酸铵；极微量的硝态氮在加热过程中逸出损失；有机质氧化成CO2。样

29、品消化后，再用浓碱蒸馏，使硫酸铵转化成氨逸出，并被硼酸所吸收，最后用标准酸滴定。主要反应可用下列方程式表示：NH2CH2CONH-CH2COOH+H2SO4=2NH2-CH2COOH+SO2+ONH2-CH2COOH+3H2SO4=NH3+2CO2+3SO 2+4H 2O2NH2-CH2COOH+2K2Cr2O7+9H2SO4=(NH4)2SO4+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+4CO2+10H 2O(NH4)2SO42NaOH=Na SO4+2H2O+2NH3NH3+H3BO3=H3BO3NH3H3BO3NH3+HCl=H3BO3+NH4Cl操作步骤级 别 一 级 二 级 三 级 四 级 五 级 六 级有机质(%) 40 3040 2030 1020 610 6