《土壤全氮的測(cè)定》PPT課件

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1、土壤全氮的測(cè)定本章要點(diǎn)：1、了解土壤中氮素的存在形態(tài)及含量。2、熟悉開(kāi)氏法測(cè)定全氮的兩大步驟3、掌握開(kāi)氏法測(cè)定土壤全氮的原理。4、熟悉開(kāi)氏反應(yīng)及其特點(diǎn)。5、掌握蒸餾法測(cè)定氨的原理及條件。一、概述（一）土壤全氮存在的形態(tài)有機(jī)態(tài)N：占90%以上，大多數(shù)是腐殖物質(zhì)態(tài)氮,如蛋白質(zhì)、氨基酸、氨基糖、腐殖質(zhì)等。無(wú)機(jī)態(tài)N：占1-5%，主要有NH4-N、NO3-N、NO2-N（少量）（不包括固定態(tài)氮），一般小于100mg.kg-1。（二）土壤全氮含量：1我國(guó)大部分耕地土壤全N含量不高，且變幅很大，其范圍大約在0.03-0.5%。其中：東北黑土0.15-0.5%華北地區(qū)0.05-0.08%黃土高原

2、和黃淮海平原0.03-0.1%有機(jī)質(zhì)含量很低的砂土?0.03%一般自然土壤明顯高于耕作土壤。2華北地區(qū)土壤全N的分級(jí)指標(biāo)大致是：土壤全N水平低中高土壤全N%?0.050.05-0.08?0.08二、測(cè)定方法評(píng)述（一）干燒法：（杜馬法、杜氏法）1931年，瑞典人杜馬（Dumas）創(chuàng)立的干燒法基本原理：樣品在CO2氣流中燃燒（600?C），以Cu+CuO作催化劑，使所有的N都轉(zhuǎn)變成N2，氣流通過(guò)堿液（濃KOH、NaOH）除去CO2后，測(cè)定N2的體積，計(jì)算樣品全N含量。Cu+CuONaOH除去CO2土+CO2N2N2?，600?C經(jīng)典的杜馬法結(jié)果準(zhǔn)確，回收率高，但儀器裝置及操作復(fù)雜、費(fèi)

3、時(shí)，在土壤N素分析中很少采用。近幾年由于儀器發(fā)展很快，此法又興起，例如：1用注射管測(cè)量微量的N2體積（微升計(jì)），如氮自動(dòng)分析儀，土壤稱樣量最多為0.2克，燃燒溫度為950－1050℃，測(cè)N2體積，可測(cè)準(zhǔn)樣品中0.05%N(對(duì)土壤全N測(cè)定似乎還不夠靈敏)。2用熱導(dǎo)池測(cè)量N2和CO2的導(dǎo)熱系數(shù)（載氣用He氣），如日本C/N自動(dòng)分析儀，一般多用于植物，農(nóng)藥的分析，不適于含N低的土壤樣品(用于土壤分析僅有報(bào)導(dǎo))。（二）濕燒法：（開(kāi)氏法）1883年，丹麥人開(kāi)道爾（J.Kjeldahl）創(chuàng)立。由于儀器設(shè)備簡(jiǎn)單易得，操作也簡(jiǎn)便，準(zhǔn)確度較高，因此為一般實(shí)驗(yàn)室所采用。三、開(kāi)氏法測(cè)定土壤全N（半微量

4、法）*（一）原理：含N有機(jī)物在催化劑作用下，與濃H2SO4高溫共煮，使有機(jī)N轉(zhuǎn)化成NH4-N（(NH4)2SO4），然后在堿性溶液中蒸餾出NH3，用H3BO3吸收，再用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液直接滴定H3BO3吸收的NH3，根據(jù)酸的用量來(lái)計(jì)算N含量。測(cè)定步驟：催化劑+濃H2SO4OH-H3BO3有機(jī)NNH4+NH3?NH4++H2BO3-(+無(wú)機(jī)N)??H+H3BO3

5、樣品的消煮

6、消煮液中NH4+的定量(蒸餾)

7、（二）測(cè)定條件：1樣品的消煮：（1）開(kāi)氏反應(yīng)及其特點(diǎn)開(kāi)氏反應(yīng)：樣品用濃H2SO4高溫消煮時(shí)，各種含N有機(jī)化合物經(jīng)過(guò)復(fù)雜的高溫分解而轉(zhuǎn)化為NH4-N的反應(yīng)。開(kāi)氏法：凡是用開(kāi)氏反應(yīng)消煮的定

8、N方法都叫開(kāi)氏法，不論采用何種加速劑、儀器及如何定量。在開(kāi)氏反應(yīng)中，有機(jī)C被濃H2SO4氧化成CO2?而逸失，即：C+2H2SO4（濃）=CO2?+SO2?+2H2O對(duì)N而言：有機(jī)N+H2SO4（濃）NH4+?開(kāi)氏反應(yīng)的特點(diǎn)：①濃H2SO4是中強(qiáng)氧化劑，單靠它不能很快完成各類含N有機(jī)物的開(kāi)氏反應(yīng)，因此需要加入加速劑，以縮短消煮時(shí)間。②開(kāi)氏反應(yīng)的氧化還原電位范圍較窄，既須把有機(jī)C氧化成CO2，又須防止把NH4+氧化成NO3-，因此使用氧化劑要特別注意。③高溫消煮能促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解，但溫度過(guò)高則會(huì)引起NH4+鹽熱分解，所以溫度不能超過(guò)410?C。④有些有機(jī)N因抗性大則轉(zhuǎn)化很慢，即使有加

9、速劑，在消煮清亮后也必須再“后煮”一段時(shí)間。（2）消煮時(shí)的反應(yīng)條件：①加速劑包括三種：I、增溫劑：K2SO4或無(wú)水Na2SO4作用：提高消煮溶液的沸點(diǎn)，加速高溫分解過(guò)程。消煮溫度要求控制在360-410?C，一般用加鹽量的多少來(lái)控制消煮液溫度的高低，按每毫升濃H2SO4中含0.3-0.8g鹽。II、催化劑：Hg、HgO、CuSO4、Se等，其中以Hg、Se催化效率較高，而Cu次之，但使用安全，不易引起N素?fù)p失?，F(xiàn)多采用Cu-Se混合使用。Hg的催化效率雖高，但有毒，而且Hg在測(cè)定過(guò)程中與NH4+生成配合物，在以后加堿蒸餾時(shí)也不能釋放出來(lái)，使測(cè)值偏低。HgO+(NH4)2SO4=H

10、gSO4+H2O因此，必須在蒸餾前再加還原劑（如Na2S2O3或Na2S）處理，使Hg?出來(lái)。HgSO4+Na2S2O3+H2O=HgS?+Na2SO4+(NH4)2SO4這就造成操作上的復(fù)雜化，所以現(xiàn)在一般不用Hg作催化劑。NH3NH3NH3NH3Se的催化效率也高，也有毒，但如掌握不好，用量過(guò)多，溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，均易導(dǎo)致N素?fù)p失。4NH4++3SeO32-+2H+=2N2?+3Se+9H2O如果用量不多或與Cu按比例混合使用，也可達(dá)到較好效果。Se能使有機(jī)C很快氧化成CO