土壤有效氮测测定土壤有效氮测测定土壤有效土壤有效N的测定的测定土壤有效养分：土壤有效养分：是指在一定时间内，通常是指一是指在一定时间内，通常是指一个生长季节内，作物可以吸收、利用的土壤养分。个生长季节内，作物可以吸收、利用的土壤养分。土壤养分具有不同的化学形态和存在状态，一般简土壤养分具有不同的化学形态和存在状态，一般简化为三部分：化为三部分：难溶性养分难溶性养分活性养分活性养分溶液中的养分溶液中的养分固相固相液相液相非有效养分非有效养分有效养分有效养分活性养分又可称为可溶态、易分解态、易水解态养分。活性养分又可称为可溶态、易分解态、易水解态养分。2.培养条件：培养条件：（1）温度：）温度：25-35 C（25，30，35 C）（2）水分（通气性）：）水分（通气性）：50-60%（最大持水量）（最大持水量）为保持通气性，土样常与砂粒（或蛭石）为保持通气性，土样常与砂粒（或蛭石）混合后培养。混合后培养。（3）时间：）时间：2-4周（周（2，3或或4周）周）3.优缺点：优缺点：（1）测定原理有理论依据（与田间矿化相似）测定原理有理论依据（与田间矿化相似）（2）与植物吸）与植物吸N量相关性高，常作为其他方法量相关性高，常作为其他方法的参比的参比（3）与盆栽法相比，时间较短）与盆栽法相比，时间较短（1）与化学法相比，时间长）与化学法相比，时间长（2）条件要求严格，尤其水分不易掌握）条件要求严格，尤其水分不易掌握（3）培养时间短结果不可靠，培养时间长则易）培养时间短结果不可靠，培养时间长则易生成有害物质，抑制进一步的硝化作用。生成有害物质，抑制进一步的硝化作用。所以，有一种培养法是用所以，有一种培养法是用0.01molL-1CaCl2淋洗生成的淋洗生成的NO3-，再继续培养。，再继续培养。优优点点缺缺点点 二、嫌气培养法：二、嫌气培养法：1、基本原理：基本原理：将土壤淹水处于嫌气条件下，置将土壤淹水处于嫌气条件下，置于培养箱中培养一定时间，利用厌气微生物于培养箱中培养一定时间，利用厌气微生物将土壤有机将土壤有机N矿化成矿化成NH4-N，然后测定，然后测定NH4-N含量（扣除原有的含量（扣除原有的NH4-N）。）。2、培养条件：培养条件：（1）土壤淹水，处于嫌气态）土壤淹水，处于嫌气态（2）温度：）温度：30-40 C（30或或40 C）（3）时间：）时间：1-2（1或或2周）周）3、优缺点：、优缺点：优点：优点：（1）条件易于控制，不必考虑水分、通气矛盾）条件易于控制，不必考虑水分、通气矛盾（2）与好气法相比，快速、准确，重现性好）与好气法相比，快速、准确，重现性好（3）培养时间相对较短）培养时间相对较短（4）可靠性也好，不仅适用于水田，也适用于旱田）可靠性也好，不仅适用于水田，也适用于旱田缺点：缺点：（1）有反硝化问题，可加液体石蜡来消除）有反硝化问题，可加液体石蜡来消除（2）与化学法相比，时间仍长）与化学法相比，时间仍长化学方法测定土壤供化学方法测定土壤供N能力能力一、全一、全N或有机或有机C：不是有效不是有效N二、易水解性二、易水解性N（潜在有效（潜在有效N）：）：着眼点是测定土壤中容易分解的那部分有机态着眼点是测定土壤中容易分解的那部分有机态N。1.碱水解性碱水解性N（碱解（碱解N）：）：（1）NaOH-扩散法：扩散法：2.0g土土+10.00ml1mol/LNaOH，40 1 C，24 0.5hr（2）蒸馏法：）蒸馏法：用用CaO、MgO、NaOH、Ba(OH)2与土样蒸馏一定与土样蒸馏一定时间时间（3）0.05molL-1NaHCO3浸提浸提-紫外分光光度法：紫外分光光度法：0.05molL-1NaHCO3100ml与与5.00g土，振荡土，振荡15min，离心，在离心，在260nm比色。比色。2、酸水解法：、酸水解法：（1）0.5molL-1（1/2H2SO4）浸提法）浸提法以以1：20水土比，浸提水土比，浸提24h，测定浸提出的有机，测定浸提出的有机N、NH4+、NO3-。（2）6molL-1HCl（3）1molL-1H2SO43、氧化降解氧化降解N：在酸或碱性条件下，加氧化剂来分解有机在酸或碱性条件下，加氧化剂来分解有机N。例如：例如：KMnO4-Na2CO3，KMnO4-H2SO4。4、其他方法：其他方法：（1）高压蒸煮法：）高压蒸煮法：0.01molL-1CaCl2与土共煮，高压下与土共煮，高压下16h（2）1molL-1KCl煮沸煮沸1h三、无机三、无机N：（NH4+，NO3-，NO2-）意义：意义：无机无机N本身是速效本身是速效N，是植物吸收利用的主，是植物吸收利用的主要形态。要形态。易水解性易水解性N、培养法的、培养法的N，最后都需要测定，最后都需要测定NH4+或或NO3-。土样的特殊性：土样的特殊性：新鲜样品新鲜样品（1）采样后要求冷冻或冷藏采样后要求冷冻或冷藏（2）快速干燥使快速干燥使NO3-变化极小，但对变化极小，但对NH4+影响大影响大浸提：浸提：NH4-N：阳离子、交换态，存在于土壤胶体表面。阳离子、交换态，存在于土壤胶体表面。浸提剂：浸提剂：1-2molL-1KCl或或NaCl浸提方法：淋洗法或平衡法浸提方法：淋洗法或平衡法NO3-N（NO2-）：）：不被胶体吸附，用水即可浸出。不被胶体吸附，用水即可浸出。但溶液易浑浊，要得清亮溶液，可加但溶液易浑浊，要得清亮溶液，可加CaSO4、KAl(SO4)2、KCl、NaCl、CuSO4-CaO等。等。浸出液中浸出液中N的测定的测定硝态氮的测定：硝态氮的测定：1、酚二磺酸法：、酚二磺酸法：1863年年Sprenge提出，提出，1929年年Harper改进改进方法原理方法原理：酚二磺酸在无水条件下，与硝酸起硝化酚二磺酸在无水条件下，与硝酸起硝化反应，生成硝基酚二磺酸。生成物在酸性条件下反应，生成硝基酚二磺酸。生成物在酸性条件下为无色，在碱性条件下为稳定的黄色，可根据黄为无色，在碱性条件下为稳定的黄色，可根据黄色的强度用比色法测定色的强度用比色法测定NO3-N的含量。的含量。注意事项：注意事项：（1 1）硝化反应要求在硝化反应要求在无水条件无水条件下进行，所以加显下进行，所以加显 色剂（酚二磺酸）前需要蒸干。但在微酸性下蒸色剂（酚二磺酸）前需要蒸干。但在微酸性下蒸 干，干，NO3-N可能以可能以HNO3态逸出，所以应使蒸发液态逸出，所以应使蒸发液 呈呈微碱性微碱性或保持或保持中性中性。（2）干扰离子：）干扰离子：Cl-：土壤含土壤含Cl-大于大于15mgkg-1时，会干扰测定。时，会干扰测定。HCl+HNO3NOCl（亚硝酰氯）（亚硝酰氯）+Cl2+2H2O6HCl+2HNO32NO+2Cl2+4H2O消除方法：消除方法：每每100ml滤液加入滤液加入0.1gAg2SO4，振荡，振荡15min，再加入，再加入0.2gCa（OH）2和和0.5gMgCO3以沉淀过剩的以沉淀过剩的Ag+。NO2-：干扰是它与显色剂也呈黄色，但一般土壤干扰是它与显色剂也呈黄色，但一般土壤含含NO2-极少，可忽略不计。极少，可忽略不计。NO2-含量大于含量大于1mgkg-1时，可加入时，可加入尿素尿素或或硫脲硫脲或或氨基磺酸氨基磺酸（2%NH2SO3H）破坏它。）破坏它。HNO2+NH2SO3H=N2+H2SO4+H2O重金属：重金属：在碱化时会沉淀，可过滤除去沉淀后再比在碱化时会沉淀，可过滤除去沉淀后再比色。一般浸出液中重金属不多。色。一般浸出液中重金属不多。有机质：有机质：颜色干扰，用活性碳除去。颜色干扰，用活性碳除去。（3）适用范围：）适用范围：0.12mgL-1（4）比色波长：）比色波长：400-410nm 评价：评价：此法重复性好，准确性高，常作测定微量此法重复性好，准确性高，常作测定微量NO3-N的参比方法。但需要蒸干，手续较麻烦。的参比方法。但需要蒸干，手续较麻烦。 2、紫外分光光度法：、紫外分光光度法：（1）NO3-等的紫外吸收特性及测定波长的选择：等的紫外吸收特性及测定波长的选择：NO3-在在203nm和和300nm处各有一个吸收峰，但处各有一个吸收峰，但203nm处的灵敏度是处的灵敏度是300nm处的处的1000倍。因此，可在倍。因此，可在203nm附近测定含量少的样品，如土壤附近测定含量少的样品，如土壤NO3-N等；而在等；而在300nm附近测定含量高的样品，如肥料中附近测定含量高的样品，如肥料中NO3-N。土壤中以及浸提剂中可能存在的物质在紫外波段的土壤中以及浸提剂中可能存在的物质在紫外波段的吸收特性：吸收特性：波长波长203nm时，时，NO3-N的吸收值最高，但此时多数的吸收值最高，但此时多数无机盐、土壤有机质都有很高的吸收值，因此难于无机盐、土壤有机质都有很高的吸收值，因此难于在此波长下测定在此波长下测定NO3-而不被其它离子干扰。而不被其它离子干扰。波长波长210nm时，时，NO3-N的灵敏度稍有下降，但在此的灵敏度稍有下降，但在此波长下，很多无机盐已无吸收值或吸光度极低，因波长下，很多无机盐已无吸收值或吸光度极低，因此多数无机盐实际已无干扰或干扰极少。只有此多数无机盐实际已无干扰或干扰极少。只有OH-、CO32-、HCO3-、NO2-以及以及Fe3+、Cu2+等吸收值仍较等吸收值仍较高，还有有机质。高，还有有机质。 这些干扰物的消除：这些干扰物的消除：A、OH-、CO32-、HCO3-可加入酸，酸化而消除。可加入酸，酸化而消除。B、NO2-：一般含量极少，不会造成干扰；如含量一般含量极少，不会造成干扰；如含量高可加入氨基磺酸消除。氨基磺酸在室温下很高可加入氨基磺酸消除。氨基磺酸在室温下很快（快（2min）就能定量地分解）就能定量地分解NO2-，而对，而对NO3-无无作用。作用。HNO2+NH2SO3H=N2+H2SO4+H2O过量的氨基磺酸在过量的氨基磺酸在210nm处无吸收值。处无吸收值。C、Fe3+、Cu2+等土壤中含量少，一般不会造成干等土壤中含量少，一般不会造成干扰。若多时，可用差值法（扰。若多时，可用差值法（Zn还原法）消除。还原法）消除。D、有机质的干扰：、有机质的干扰：有机质在有机质在210nm处有较高的吸收值，因此，紫外处有较高的吸收值，因此，紫外法测定法测定NO3-N，有机质是主要的干扰物质。紫外，有机质是主要的干扰物质。紫外法的不同措施都是针对有机质的干扰而设计的。法的不同措施都是针对有机质的干扰而设计的。（2）测定方法：）测定方法：A、差值法（、差值法（Zn还原法）还原法）方法原理：方法原理：根据吸光度具有可加性，在根据吸光度具有可加性，在210nm处，处，两次测定试液的吸光度。两次测定试液的吸光度。第一次，第一次，取一份试液酸取一份试液酸化（消除化（消除OH-、CO32-、HCO3-等的干扰），测定等的干扰），测定吸收值吸收值A1；第二次，第二次，取另一份试液酸化后，加还取另一份试液酸化后，加还原剂（如镀原剂（如镀Cu的的Zn粒或粒或Ni、Al合金粉等）使合金粉等）使NO3-还原成非还原成非NO3-物质（如物质（如NH4+等），再测定试液的等），再测定试液的吸收值吸收值A2。二者之差（。二者之差（A1-A2）即被认为是）即被认为是NO3-N的吸光度。此的吸光度。此NO3-的吸收值与其浓度成正比，可的吸收值与其浓度成正比，可做工作曲线求做工作曲线求NO3-。评价：评价：此法原理上比较合理，结果也可靠，是目此法原理上比较合理，结果也可靠，是目前常用的紫外分光光度法。缺点是需要时间较前常用的紫外分光光度法。缺点是需要时间较长，还原作用要求在长，还原作用要求在8-10小时以上才能完全。小时以上才能完全。B、校正因数法：校正因数法：方法原理：方法原理：根据吸光度的可加性，改变波长，两次根据吸光度的可加性，改变波长，两次测定。测定。NO3-N在在210nm处有强吸收值处有强吸收值,而在而在275nm处无吸收值（或极低），但干扰物（如有机质等）处无吸收值（或极低），但干扰物（如有机质等）在两个波长下都有吸收值，但在在两个波长下都有吸收值，但在210nm处的吸收处的吸收值要比值要比275nm处大若干倍。处大若干倍。因此，分别在因此，分别在210与与275nm处两次测得处两次测得A值后，可将值后，可将有机质的有机质的A275(OM)校正为校正为A210(OM)值，从值，从A210(总总)中减去，中减去，即得到即得到NO3-在在210nm处的吸收值，从而求出处的吸收值，从而求出NO3-的的含量。含量。A210(NO3)=A210(NO3+杂杂)R A275(杂杂)R为校正因数，是由实验得到的，主要决定于选用的为校正因数，是由实验得到的，主要决定于选用的波长和干扰物的性质。北京地区为波长和干扰物的性质。北京地区为3.6。评价：评价：优点是快速、简便。缺点是不能消除有机质优点是快速、简便。缺点是不能消除有机质以外的干扰物的影响，而且以外的干扰物的影响，而且R值随土壤类型有所值随土壤类型有所不同，都用一个不同，都用一个R值会造成误差。值会造成误差。土壤无机氮的测定土壤无机氮的测定亚硝态氮的测定：亚硝态氮的测定：常用的方法是常用的方法是Griess比色法（重氮比色法（重氮-偶联法）偶联法）。重氮试剂：对氨基苯磺酰胺（又称磺胺）重氮试剂：对氨基苯磺酰胺（又称磺胺）对氨基苯磺酸对氨基苯磺酸偶合偶合(偶联偶联)试剂：试剂：萘胺萘胺N-(1-萘基萘基)乙二胺乙二胺原理：原理：在酸性介质中，在酸性介质中，HNO2与重氮试剂（对氨基与重氮试剂（对氨基苯磺酰胺）进行重氮化反应，生成重氮盐，然后苯磺酰胺）进行重氮化反应，生成重氮盐，然后重氮盐与偶合试剂（重氮盐与偶合试剂（N-(1-萘基萘基)乙二胺）进行偶乙二胺）进行偶合反应，生成红色的偶氮化合物，其颜色深浅与合反应，生成红色的偶氮化合物，其颜色深浅与NO2-N含量成正比，可用比色法测定。含量成正比，可用比色法测定。此法吸收峰为此法吸收峰为520nm，测定范围，测定范围0-0.6mg/L。酸度要求酸度要求pH1.5-1.6，提高酸度可加速重氮化反应，提高酸度可加速重氮化反应，但延缓偶合反应。但延缓偶合反应。加温可促进反应，但使颜色的稳定性下降。一般加温可促进反应，但使颜色的稳定性下降。一般25 C下，下，10分钟即达最大值。分钟即达最大值。土壤无机氮的测定土壤无机氮的测定铵态氮的测定：铵态氮的测定：1、扩散法：、扩散法：将土壤放在扩散皿的外室，加入一定量的将土壤放在扩散皿的外室，加入一定量的MgO悬悬液，在室温下扩散液，在室温下扩散24小时，然后滴定内室小时，然后滴定内室H3BO3所吸收的所吸收的NH4+。该法是利用该法是利用MgO的弱碱性（的弱碱性（pH11），在扩散皿中），在扩散皿中直接与土壤作用，使直接与土壤作用，使NH3逸出，而不破坏土壤胶体逸出，而不破坏土壤胶体和有机质，而且是在室温下进行的。和有机质，而且是在室温下进行的。评价：评价：优点是设备简便，不必蒸馏，适用于大批优点是设备简便，不必蒸馏，适用于大批样品的分析；测定样品的分析；测定NH4-N的范围为的范围为50-300 g(含含量低的样品量低的样品)。但因是固体样品直接与。但因是固体样品直接与MgO作用，作用，不易均匀，重现性不好；用浸提剂浸提时，因不易均匀，重现性不好；用浸提剂浸提时，因浸提液中浸提液中NH4+含量少而不易准确测定。含量少而不易准确测定。2、蒸馏法（浸提、蒸馏法（浸提-蒸馏法）：蒸馏法）：土样用土样用2molL-1KCl溶液浸提，浸出液用蒸馏法溶液浸提，浸出液用蒸馏法测定测定NH4+的含量，也用的含量，也用MgO碱化。因高温，不碱化。因高温，不易直接用土壤而用浸出液。易直接用土壤而用浸出液。吸取一定量的浸出液，在半微量定氮仪中加入吸取一定量的浸出液，在半微量定氮仪中加入 MgO悬液进行蒸馏，用悬液进行蒸馏，用H3BO3吸收逸出的吸收逸出的NH3， 再用标准再用标准HCl滴定。滴定。这里不能用这里不能用NaOH，因浸出液中有有机氮，加，因浸出液中有有机氮，加MgO碱化时不致使有机碱化时不致使有机N水解成水解成NH4+，若加，若加NaOH碱化，碱化，有机有机N会水解成会水解成NH3。此法操作简便，易于控制，适用的此法操作简便，易于控制，适用的NH4+范围为：范围为： 10mgkg-1的土壤的土壤N，即含，即含NH4+较高的土壤。较高的土壤。蒸馏法还可以在蒸馏法还可以在MgO存在下直接作用于土壤，不存在下直接作用于土壤，不预先浸提，但此法在弱碱蒸馏时，仍可能使一些简预先浸提，但此法在弱碱蒸馏时，仍可能使一些简单的有机单的有机N微弱水解成微弱水解成NH4+而被蒸出，使结果偏高，而被蒸出，使结果偏高，不如用浸提后蒸馏法可靠。不如用浸提后蒸馏法可靠。 3、靛酚蓝比色法：、靛酚蓝比色法：方法原理：方法原理：土壤浸出液中的土壤浸出液中的NH4-N在碱性介质中与在碱性介质中与 次氯酸盐（次氯酸盐（Na）和苯酚作用，生成水溶性的染料）和苯酚作用，生成水溶性的染料 靛酚蓝，兰色的强度与靛酚蓝，兰色的强度与NH4-N的含量成正比，可的含量成正比，可 用比色法测定。用比色法测定。比色条件：比色条件：（1）碱性介质中反应，要求碱性介质中反应，要求pH10.5-11.7。（2）以硝普钠为催化剂，可以加速显色速度和增以硝普钠为催化剂，可以加速显色速度和增 加兰色深度以及稳定性。加兰色深度以及稳定性。 硝普钠为：亚硝基铁氰化钠，或称亚硝酰基五氰硝普钠为：亚硝基铁氰化钠，或称亚硝酰基五氰 基合铁（基合铁（III）酸钠，）酸钠，Na2Fe（CN）5NO，有毒。，有毒。（3）显色和稳定时间：）显色和稳定时间：在室温下（在室温下（20 C）一般显色时间约为）一般显色时间约为1小时，但要小时，但要完全显色约需完全显色约需2-3小时，所以加入试剂后小时，所以加入试剂后静置静置1小时小时即可比色。即可比色。 稳定时间为稳定时间为24小时，或小时，或24小时以上。为加速显色，小时以上。为加速显色， 也可在也可在40 C下加热，半小时即可显色。下加热，半小时即可显色。（4）干扰离子：）干扰离子：因在碱性下显色，很多金属离子都有干扰，可用因在碱性下显色，很多金属离子都有干扰，可用EDTA等螯合剂来掩蔽。等螯合剂来掩蔽。（5）测定范围：）测定范围：0.05-0.5mg/L；比色波长：；比色波长：625nm。评价评价 优点：优点：兰色稳定，比色液为真溶液，灵敏度高；兰色稳定，比色液为真溶液，灵敏度高；准确度、精密度高；准确度、精密度高；干扰离子可用干扰离子可用EDTA掩蔽。掩蔽。缺点：缺点：试剂不稳定，须冷藏，或当天配制；试剂不稳定，须冷藏，或当天配制；试剂有毒；试剂有毒；显色时间稍长。显色时间稍长。4、纳（奈）氏试剂比色法（、纳（奈）氏试剂比色法（Nessler）：）： 方法原理方法原理：纳氏试剂的主要成分是四碘汞酸钾纳氏试剂的主要成分是四碘汞酸钾（K2HgI4），微量的），微量的NH3在强碱性条件下（在强碱性条件下（pH11）与纳氏试剂作用生成橙色的碘化氨基亚汞（络合物与纳氏试剂作用生成橙色的碘化氨基亚汞（络合物Hg2O(NH2I)）：）：NH3+2K2HgI4+3KOH=ONH2I+7KI+2H2O铵含量高时，生成的碘化氨基亚汞为橙黄色沉淀；铵含量高时，生成的碘化氨基亚汞为橙黄色沉淀；铵含量低时，则仅使溶液呈黄色的胶体溶液，黄色铵含量低时，则仅使溶液呈黄色的胶体溶液，黄色的深浅与铵浓度成正比，可用比色法定量。的深浅与铵浓度成正比，可用比色法定量。 反应条件：反应条件：（1）在强碱性条件下形成络合物，在强碱性条件下形成络合物，pH 4不显色，不显色，pH4-11之间，随之间，随pH值增加颜色加深，值增加颜色加深，pH 11颜颜色稳定。故要求色稳定。故要求pH达到达到11左右（纳氏试剂已包含左右（纳氏试剂已包含有碱有碱KOH）。）。（2）因在碱性下反应，因在碱性下反应，Cu2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+有干扰，可用有干扰，可用EDTA或酒石酸钾钠掩蔽。或酒石酸钾钠掩蔽。（3）显色时间：显色时间：5分钟；稳定时间：分钟；稳定时间：20小时小时（4）工作范围：工作范围：0.2-3mgL-1结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！47