土壤监测的质量控制技术112张幻灯片.ppt

1、土壤监测质量控制土壤监测质量控制主讲人：主讲人：黄黄 标标(bhuangissas.ac)中国科学院南京土壤研究所中国科学院南京土壤研究所 时间：时间：2019年年4月月目目 录录六六土壤元素分析土壤元素分析五五土壤水分、容重、颗粒组成土壤水分、容重、颗粒组成四四土壤阳离子交换量土壤阳离子交换量三三土壤有机质和全氮土壤有机质和全氮二二土壤土壤pH值值一一土壤样品的采集与处理土壤样品的采集与处理一、土壤样品的采集与处理一、土壤样品的采集与处理o1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集o 1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理混合土壤的采集混合土壤的采集剖面样的采集剖面样的采集土壤物理性质原状样品的采集

2、土壤物理性质原状样品的采集微量元素及其它样品的采集微量元素及其它样品的采集1.1.1 概述概述o 土壤样品的采集是土壤分析最重要的步骤之一，土壤样品的采集是土壤分析最重要的步骤之一，是关系到分析结果和由此得出的结论是否正确是关系到分析结果和由此得出的结论是否正确的一个先决条件。的一个先决条件。1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集1.1.1 概述概述o 土壤是一个及其复杂的不均一群体，它具有自土壤是一个及其复杂的不均一群体，它具有自然变异（母质、发育等）以及外来因素引起的然变异（母质、发育等）以及外来因素引起的变异（耕作制度、施肥等），故采样稍有不慎，变异（耕作制度、施肥等），故采样稍有不慎，极

3、容易导致无意义的分析结果，有可能出现采极容易导致无意义的分析结果，有可能出现采样误差大于分析误差。样误差大于分析误差。l 土壤采样必须具有一定的代表性，要根据分析土壤采样必须具有一定的代表性，要根据分析目的的不同而采用不同的采样方法和处理方法目的的不同而采用不同的采样方法和处理方法1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集1.1.2 混合土壤的采集混合土壤的采集p 采集点的分布要尽量均匀和随机布点，通常采采集点的分布要尽量均匀和随机布点，通常采用蛇形用蛇形（又作（又作S形）较好，直线形与梅花形布形）较好，直线形与梅花形布点容易产生系统误差。（耕作、施肥等农业技点容易产生系统误差。（耕作、施肥等农业技

4、术措施一般都是顺着一定的方向进行的，如果术措施一般都是顺着一定的方向进行的，如果采样与农业技术操作的方向一致，则采样点落采样与农业技术操作的方向一致，则采样点落在同一条件下的可能性较大，容易使混合土样在同一条件下的可能性较大，容易使混合土样的代表性降低。）的代表性降低。）1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集1.1.2 混合土壤的采集混合土壤的采集p 采集点的取土深度及重量要根据作物类型与生采集点的取土深度及重量要根据作物类型与生长情况来定，一般采长情况来定，一般采10-50cm，如果根系分布，如果根系分布较深，可适量增加采样深度（果树或苗圃可以较深，可适量增加采样深度（果树或苗圃可以采到采到0

5、-60cm）。通常取土）。通常取土1Kg左右，采样要用左右，采样要用专用工具，采好样品要进行详细记录（标签、专用工具，采好样品要进行详细记录（标签、地点、日期、深度、土壤名称、姓名、周围环地点、日期、深度、土壤名称、姓名、周围环境等）。境等）。1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集1.1.3 剖面样的采集剖面样的采集p 土壤剖面的土坑大体是宽土壤剖面的土坑大体是宽1米长米长1.5-2米，深约米，深约1-2米米（根据研究目的或视是否到母质层或地下水层而（根据研究目的或视是否到母质层或地下水层而定）。以长方形较窄的向阳一面作为观察面，根据定）。以长方形较窄的向阳一面作为观察面，根据土壤剖面的颜色、结

6、构、质地、松紧度、湿度、植土壤剖面的颜色、结构、质地、松紧度、湿度、植物根系分布等，物根系分布等，自上而下划分土层自上而下划分土层，进行仔细观察，进行仔细观察，描述记载。观察记载后，就描述记载。观察记载后，就自下而上的逐层采集土自下而上的逐层采集土样样（这主要是避免采集上层土样时对下层土层造成（这主要是避免采集上层土样时对下层土层造成污染）。采样要求和混合土样一样。污染）。采样要求和混合土样一样。1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集剖面示意图剖面示意图1.1.4 土壤物理性质原状样品的采集土壤物理性质原状样品的采集p 测定土壤水分、容重、孔隙度和持水量等物理测定土壤水分、容重、孔隙度和持水量等

7、物理性质的土壤，可直接用环刀在各层土壤中取样，性质的土壤，可直接用环刀在各层土壤中取样，在采集过程中必须保持土块不受挤压，不使样在采集过程中必须保持土块不受挤压，不使样品变形，并剥去土块外面直接与土铲接触而变品变形，并剥去土块外面直接与土铲接触而变形的部分，保留原状土样，放置于容器中保存，形的部分，保留原状土样，放置于容器中保存，回到室内处理。回到室内处理。1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集 取样工具取样工具1.1.6 其它样品的采集其它样品的采集p 测量微量元素的样品，主要避免在采样过程中测量微量元素的样品，主要避免在采样过程中不必要的污染，通常用塑料袋代替布袋、纸袋，不必要的污染，通常用

8、塑料袋代替布袋、纸袋，不用含有分析元素的金属采样工具。不用含有分析元素的金属采样工具。p 测量亚铁、亚锰、氧化还原电位的样品，如果测量亚铁、亚锰、氧化还原电位的样品，如果在田间测定，只要多选几个点，如果要带回实在田间测定，只要多选几个点，如果要带回实验室测定，必须密封状态带回来。验室测定，必须密封状态带回来。1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集1.1.7 采集土壤样品的几点注意：采集土壤样品的几点注意：o 一种土壤只能代表一种土壤情况，不同条件下一种土壤只能代表一种土壤情况，不同条件下土壤应予以分别采样土壤应予以分别采样。o 土壤是立体面而不是平面，不仅要考虑到平面土壤是立体面而不是平面，不仅

9、要考虑到平面的变异，也要考虑垂直的变异的变异，也要考虑垂直的变异。o 采样数量视土壤变异程度及测定项目而定采样数量视土壤变异程度及测定项目而定。o 土壤化学性质的变化不仅发生于水平及垂直方土壤化学性质的变化不仅发生于水平及垂直方向，同时还有季节性的变异向，同时还有季节性的变异。1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集1.1.7 采集土壤样品的几点注意：采集土壤样品的几点注意：o 采样时，要观察和记录周围环境情况、以及先、采样时，要观察和记录周围环境情况、以及先、后作物生长情况（农田、耕地、荒地、森林）后作物生长情况（农田、耕地、荒地、森林）o 采样不能靠近农舍、公路、铁路及可能造成土壤采样不能靠近

10、农舍、公路、铁路及可能造成土壤特性错乱的场地。特性错乱的场地。o 现在许多地方采用免耕法种植作物，在研究养分现在许多地方采用免耕法种植作物，在研究养分状况时，只需随机采表层状况时，只需随机采表层0-20厘米厘米。1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集一、土壤样品的采集与处理一、土壤样品的采集与处理o1.1 土壤样品的采集土壤样品的采集o1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理1.2.1 样品风干样品风干1.2.2 土样的研磨及过筛土样的研磨及过筛1.2.3土壤样品的贮存土壤样品的贮存 1.2.1 样品风干样品风干p 采回来的样品，首先要剔去土壤以外的侵入物，采回来的样品，首先要剔去土壤以外的侵入物，

11、如植物残根、昆虫尸体和砖石块；还有新生体，如植物残根、昆虫尸体和砖石块；还有新生体，如铁锰结核、半风化体、石灰结核等（这些量如铁锰结核、半风化体、石灰结核等（这些量如果大，要称重、记录，保存以备专门分析如果大，要称重、记录，保存以备专门分析用），然后及时进行风干，以抑制土壤微生物用），然后及时进行风干，以抑制土壤微生物活动和防止发生化学变化。活动和防止发生化学变化。1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理1.2.1 样品风干样品风干p 具体方法具体方法：将土壤样品弄成碎块，平铺在干：将土壤样品弄成碎块，平铺在干净的纸上（净的纸上（严禁用旧报纸衬垫严禁用旧报纸衬垫），摊成薄层，），摊成薄层，放于室内

12、阴凉通风处晾干，经常加以翻动，放于室内阴凉通风处晾干，经常加以翻动，加速干燥。当土样半干时将大土块锤碎（尤加速干燥。当土样半干时将大土块锤碎（尤其是水稻土）。切忌阳光直接暴晒，风干场其是水稻土）。切忌阳光直接暴晒，风干场所要防止酸、碱等气体及灰尘污染。测微量所要防止酸、碱等气体及灰尘污染。测微量元素的土样最好放在塑料板上。元素的土样最好放在塑料板上。1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理1.2.1 样品风干样品风干p 注意事项注意事项：在样品风干前，把一些测定速效在样品风干前，把一些测定速效养分（如铵态氮、硝态氮）、亚铁、亚锰、养分（如铵态氮、硝态氮）、亚铁、亚锰、氧化还原电位及水分等分析项目及

13、时处理分氧化还原电位及水分等分析项目及时处理分析，以免在风干过程中发生变化析，以免在风干过程中发生变化1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理1.2.2 土样的研磨及过筛土样的研磨及过筛分析土壤物理样品的研磨与过筛分析土壤物理样品的研磨与过筛p 样品量大，采用样品量大，采用“四分法四分法”去除部分土样，直到所去除部分土样，直到所需样品量为止。需样品量为止。p 去除大的石块和有机物，然后将需要的土样称重并去除大的石块和有机物，然后将需要的土样称重并全部通过全部通过2mm筛（筛（10目），把大于目），把大于2mm以上粒级以上粒级的砾量称重，计算出的砾量称重，计算出2mm粒级的砾含量百分数。粒级的砾含量

14、百分数。p 将通过将通过2mm土样混匀、称重，储存于广口瓶中备用。土样混匀、称重，储存于广口瓶中备用。1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理1.2.2 土样的研磨及过筛土样的研磨及过筛分析土壤化学样品的研磨与过筛分析土壤化学样品的研磨与过筛（1）将样品混匀，用将样品混匀，用“四分法四分法”弃去多余的土样，弃去多余的土样，然后然后仔细地挑去石块、植物残体（如根、茎、叶等）、仔细地挑去石块、植物残体（如根、茎、叶等）、新生体和侵入体，然后研磨，全部通过新生体和侵入体，然后研磨，全部通过2mm筛（筛（10目）。目）。混匀后，装瓶备用混匀后，装瓶备用。这种土壤样品可供测定速效养分之用（如速效钾、这种土壤

15、样品可供测定速效养分之用（如速效钾、有效磷、有效磷、pH、可溶盐、有效态微量元素等。、可溶盐、有效态微量元素等。该步研磨需要注意：该步研磨需要注意：（1）磨土作用是使土壤团粒结构分散成单粒，而不是破坏单个）磨土作用是使土壤团粒结构分散成单粒，而不是破坏单个的矿物晶粒。因此，在研压土样时，只能用木棍或塑料棍，而的矿物晶粒。因此，在研压土样时，只能用木棍或塑料棍，而不能用金属锤敲打。不能用金属锤敲打。（2）磨得过细，容易破坏土壤矿物晶体，使分析结果偏高。）磨得过细，容易破坏土壤矿物晶体，使分析结果偏高。（3）测量微量元素的样品用玛瑙研钵研磨，塑料网筛过筛。测量微量元素的样品用玛瑙研钵研磨，塑料网筛

16、过筛。一般常规项目的测定可用瓷研钵研磨。一般常规项目的测定可用瓷研钵研磨。（4）在研磨过程中，可以用有机玻璃棒与丝绸布摩擦产生静在研磨过程中，可以用有机玻璃棒与丝绸布摩擦产生静电把细小的植株残体吸除，要反复进行。电把细小的植株残体吸除，要反复进行。1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理1.2.2 土样的研磨及过筛土样的研磨及过筛1.2.2.2 分析土壤化学样品的研磨与过筛分析土壤化学样品的研磨与过筛（2）将通过将通过10目的土样用目的土样用“四分法四分法”的方法取出约的方法取出约50g土样，进行研磨，并全部通过土样，进行研磨，并全部通过 0.25mm筛筛（60目）目），混匀后，装瓶备用混匀后，装

17、瓶备用。这部分土样可以用这部分土样可以用来进行土壤水解性氮、来进行土壤水解性氮、CEC、交换性盐基、交换性氢、铝的测定交换性盐基、交换性氢、铝的测定该步研磨需要注意：该步研磨需要注意：（1）过筛时：不能把留在筛子上的土样倒掉，必须全部）过筛时：不能把留在筛子上的土样倒掉，必须全部通过通过0.25mm筛（筛（60目）目）。（2）取）取10目土样时：目土样时：不可以随便挖取部分不可以随便挖取部分10目土样来目土样来研磨，否则不同粒径的土样自然分配不均匀，将降低取研磨，否则不同粒径的土样自然分配不均匀，将降低取出土样的代表性。出土样的代表性。1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理1.2.2 土样的研磨

18、及过筛土样的研磨及过筛1.2.2.2 分析土壤化学样品的研磨与过筛分析土壤化学样品的研磨与过筛（3）取通过取通过60目的土样用目的土样用“四分法四分法”的方法分出的方法分出约约20g左右，全部通过左右，全部通过0.149mm筛（筛（100目），目），混匀后，装瓶备用混匀后，装瓶备用。这部分样品可以用作土壤矿质全量分析、土壤全这部分样品可以用作土壤矿质全量分析、土壤全氮、全磷、全钾、有机质、重金属元素分析。氮、全磷、全钾、有机质、重金属元素分析。1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理1.2.2 土样的研磨及过筛土样的研磨及过筛1.2.2.2 分析土壤化学样品的研磨与过筛分析土壤化学样品的研磨与过筛

19、（4）对于有些对样品有特殊要求的仪器，要根对于有些对样品有特殊要求的仪器，要根据仪器条件来决定样品的研磨程度。据仪器条件来决定样品的研磨程度。1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理1.2.2 土样的研磨及过筛土样的研磨及过筛注意事项注意事项o 挑去（吸除）不属于土壤的部分挑去（吸除）不属于土壤的部分o 强调要全部通过，不允许将难以磨细而属于土壤强调要全部通过，不允许将难以磨细而属于土壤的土粒部分弃去的土粒部分弃去o 绝对不允许用一套筛子从绝对不允许用一套筛子从10目到目到100目，用一次目，用一次性通过土样的办法来作为不同孔径的土壤样品性通过土样的办法来作为不同孔径的土壤样品o 每天研磨的工具与

20、周围环境要保持干净整洁每天研磨的工具与周围环境要保持干净整洁1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理 土 样 过 筛磨土工具磨土工具1.2.3 土壤样品的贮存土壤样品的贮存o 将过筛后的土样充分混匀后，装入干净的广口将过筛后的土样充分混匀后，装入干净的广口瓶或干净的塑料瓶中，内外各有一张标签，写瓶或干净的塑料瓶中，内外各有一张标签，写上编号、采样地点、土壤名称、采样深度、筛上编号、采样地点、土壤名称、采样深度、筛孔数目、采样日期以及采集者姓名，所有样品孔数目、采样日期以及采集者姓名，所有样品都要专册登记。都要专册登记。o 贮存的土样应避免日光、高温、潮湿及有害气贮存的土样应避免日光、高温、潮湿及有

21、害气体的污染。一般土样保存一年左右，对于重要体的污染。一般土样保存一年左右，对于重要的要长期研究、观察的土样，可以长期保存。的要长期研究、观察的土样，可以长期保存。1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理1.2.3 土壤样品的贮存土壤样品的贮存o 土壤标准物质的保存：标准物质的保存很重要，土壤标准物质的保存：标准物质的保存很重要，千万不要随意放在有有害气体（如千万不要随意放在有有害气体（如NH3、酸等）、酸等）的地方，称完标样后要及时把瓶盖盖紧，不要的地方，称完标样后要及时把瓶盖盖紧，不要暴露在空气中，应该保存在干燥、通风的地方，暴露在空气中，应该保存在干燥、通风的地方，有条件的最好保存在恒温恒湿

22、的北面房间内。有条件的最好保存在恒温恒湿的北面房间内。1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理目目 录录六六土壤元素分析土壤元素分析五五土壤水分、容重、颗粒组成土壤水分、容重、颗粒组成四四土壤阳离子交换量土壤阳离子交换量三三土壤有机质和全氮土壤有机质和全氮二二土壤土壤pHpH值值一一土壤样品的采集与处理土壤样品的采集与处理二、土壤二、土壤pH的测定的测定 u pH是土壤重要的基本性质，也是影响肥力的因是土壤重要的基本性质，也是影响肥力的因素之一，它直接影响土壤养分的存在状态、转素之一，它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性。化和有效性。u 在一系列的理化分析中，土壤在一系列的理化分析中，土壤p

23、H与很多项目的与很多项目的分析方法和分析结果有密切的联系，也是审查分析方法和分析结果有密切的联系，也是审查其它项目结果的一个依据。其它项目结果的一个依据。2.1 概述概述二、土壤二、土壤pH的测定的测定u 根据根据“中国土壤中国土壤”一书将土壤的酸碱度分为一书将土壤的酸碱度分为5级：级：即强酸性即强酸性pH8.5。u 了解我国各大类土壤的了解我国各大类土壤的pH情况，对我们分析人情况，对我们分析人员审查结果有好处，例如：红壤、砖红壤员审查结果有好处，例如：红壤、砖红壤pH在在4.5-6，石灰性土壤，石灰性土壤pH7.5-8.5，潮土，潮土pH在在8左右，左右，紫色土紫色土pH在在7.5-8，棕

24、色土，棕色土pH在在6左右等。左右等。2.1 概述概述二、土壤二、土壤pH的测定的测定u 测定测定pH的方法最常用的是电位法和比色法。的方法最常用的是电位法和比色法。（1）电位法电位法：用于室内测定，精度较高，误差在：用于室内测定，精度较高，误差在0.02左右。左右。（2）比色法，用于野外速测，有时在室内做定性）比色法，用于野外速测，有时在室内做定性检查用。有两种：检查用。有两种：混合指示剂比色法，混合指示剂比色法，pH误差在误差在0.5左右；左右；永久色阶比色法，永久色阶比色法，pH误差在误差在0.2左右。左右。2.1 概述概述pH测定测定 示意图示意图（电位法）（电位法）3.样品测定样品测

25、定（1）称称 样样1.制备制备待测液待测液（2）加无）加无CO2 蒸馏水蒸馏水（3）搅搅 拌拌（4）静静 置置2.pH计校准计校准 测土样pH测土样测土样pH二、土壤二、土壤pH的测定的测定2.2 注意事项注意事项o pH标准缓冲液要以无二氧化碳水配制。标准缓冲液要以无二氧化碳水配制。o 实验所涉及的物品都要预先恒温，最好是实验所涉及的物品都要预先恒温，最好是20-25。o 样品数量太多时，应该分批测定（一次如果太样品数量太多时，应该分批测定（一次如果太多，在后面测定的样品平衡的时间会加长，从多，在后面测定的样品平衡的时间会加长，从而增加误差），每测定而增加误差），每测定5-6个样品，要用标准

26、缓个样品，要用标准缓冲液校正仪器一次。冲液校正仪器一次。二、土壤二、土壤pH的测定的测定2.2 注意事项注意事项o 水土比一般为水土比一般为1：2.5，如果更换，应该在结果，如果更换，应该在结果特别注明。特别注明。o 样品测定时，电极的玻璃球在溶液中要尽量处样品测定时，电极的玻璃球在溶液中要尽量处于同一高度，这样可以减少实验中的误差。于同一高度，这样可以减少实验中的误差。o 样品的研磨程度会影响样品的研磨程度会影响pH值，过细的样品值，过细的样品pH会会增高。增高。二、土壤二、土壤pH的测定的测定2.2 注意事项注意事项o 室内测定土壤样品时，土壤经过风化处理，其室内测定土壤样品时，土壤经过风

27、化处理，其中含有的二氧化碳大部分挥发损失，所得的结中含有的二氧化碳大部分挥发损失，所得的结果就和田间情况不同，因此，用风干土测得的果就和田间情况不同，因此，用风干土测得的pH值仅为相对值。值仅为相对值。o 盐提盐提pH的测定：盐溶液（的测定：盐溶液（酸性土壤为酸性土壤为1mol/L氯化钾氯化钾），其它操作步骤与水浸提液相同其它操作步骤与水浸提液相同目目 录录六六土壤植物或元素分析土壤植物或元素分析五五土壤水分、容重、颗粒组成土壤水分、容重、颗粒组成四四土壤阳离子交换量土壤阳离子交换量三三土壤有机质和全氮土壤有机质和全氮二二土壤土壤pH值值一一土壤样品的采集与处理土壤样品的采集与处理3.1 概述

28、概述三、土壤有机质的测定三、土壤有机质的测定 土壤有机质包括各种动植物残体以及微生土壤有机质包括各种动植物残体以及微生物及其生命活动的各种有机产物。土壤有机质物及其生命活动的各种有机产物。土壤有机质不仅能为作物提供所需的各种营养元素，同时不仅能为作物提供所需的各种营养元素，同时还能使土壤疏松和形成结构，从而改善土壤的还能使土壤疏松和形成结构，从而改善土壤的物理性状。在土壤分析测试中有机质的测定是物理性状。在土壤分析测试中有机质的测定是重要的基础分析项目之一。重要的基础分析项目之一。3.1 概述概述三、土壤有机质的测定三、土壤有机质的测定 测定土壤有机质的方法比较多，有干烧法、容测定土壤有机质的

29、方法比较多，有干烧法、容量法等。量法等。u干烧法：用于仪器分析，干净，但是成本高，而干烧法：用于仪器分析，干净，但是成本高，而且且含有碳酸盐的样品不能测含有碳酸盐的样品不能测（结果偏高）（结果偏高）。3.1 概述概述三、土壤有机质的测定三、土壤有机质的测定u容量法：硫酸容量法：硫酸-重铬酸钾氧化，用电热板、消解重铬酸钾氧化，用电热板、消解炉、油浴的方式消化。用油浴法加热，温度均匀，炉、油浴的方式消化。用油浴法加热，温度均匀，时间容易控制，但比较脏时间容易控制，但比较脏。电热板与消煮炉相对电热板与消煮炉相对干净，但是温度不均匀，不能大量操作。干净，但是温度不均匀，不能大量操作。该法缺该法缺点是凡

30、是可被重铬酸钾氧化的物质，如亚铁、亚点是凡是可被重铬酸钾氧化的物质，如亚铁、亚锰和锰和Cl-都有干扰都有干扰。3.2 外加热法测定有机质外加热法测定有机质三、土壤有机质的测定三、土壤有机质的测定3.2.1 原理原理 重铬酸钾氧化重铬酸钾氧化外加热法是利用油浴加热消外加热法是利用油浴加热消煮的方法来加速有机质的氧化，使土壤有机质中煮的方法来加速有机质的氧化，使土壤有机质中的碳氧化为二氧化碳，而重铬酸离子被还原成三的碳氧化为二氧化碳，而重铬酸离子被还原成三价铬离子，剩余的重铬酸钾用二价铁的标准溶液价铬离子，剩余的重铬酸钾用二价铁的标准溶液滴定，根据有机碳被氧化前后重铬酸离子数量的滴定，根据有机碳被

31、氧化前后重铬酸离子数量的变化，就可算出有机质的含量。本法采用氧化校变化，就可算出有机质的含量。本法采用氧化校正系数正系数1.1来计算有机质含量。来计算有机质含量。有机质测定有机质测定 示意图示意图（外加热外加热-重铬酸钾容量法重铬酸钾容量法）2.滴定滴定1.制备制备待测液待测液（1）称样）称样（2）加重铬酸钾）加重铬酸钾（3）加硫酸）加硫酸（4）消化）消化（5）转移）转移3.计算计算o 样品应该先测定全氮，然后根据全氮的结果来确样品应该先测定全氮，然后根据全氮的结果来确定有机质的称样量，这样可以减少有些有机质含定有机质的称样量，这样可以减少有些有机质含量高的样品的测定次数。（量高的样品的测定次

32、数。（减少返工率减少返工率）o 如样品中氯化物的含量高，可加入少量的硫酸银如样品中氯化物的含量高，可加入少量的硫酸银除去影响。除去影响。o 测定石灰性土壤时，加硫酸时一定要慢，防止由测定石灰性土壤时，加硫酸时一定要慢，防止由于碳酸钙的分解而引起激烈发泡。于碳酸钙的分解而引起激烈发泡。3.2 外加热法测定有机质外加热法测定有机质 3.2.2 注意事项注意事项o 溶液转移到三角瓶时，要控制体积在溶液转移到三角瓶时，要控制体积在80mL左右。左右。（邻啡罗啉指示剂的滴定酸度在（邻啡罗啉指示剂的滴定酸度在2-3mol/L，如果，如果超过体积可以补加硫酸，使溶液酸度达到要求）超过体积可以补加硫酸，使溶液

33、酸度达到要求）o 有时会有样品粘于试管底部，可借助超声清洗器有时会有样品粘于试管底部，可借助超声清洗器将其洗脱下来。将其洗脱下来。o 消化的时间应该尽量准确，控制在消化的时间应该尽量准确，控制在5分钟。要从溶分钟。要从溶液开始沸腾时记时，有时会表面有一点气泡那不液开始沸腾时记时，有时会表面有一点气泡那不是沸腾，要注意区分。是沸腾，要注意区分。3.2 外加热法测定有机质外加热法测定有机质 3.2.2 注意事项注意事项o 一批样品不要做太多，温度不均匀，消化的效果不一批样品不要做太多，温度不均匀，消化的效果不好。好。o 加重铬酸钾时，移液管要伸至试管中下部，加硫酸加重铬酸钾时，移液管要伸至试管中下

34、部，加硫酸时要从试管口沿壁慢慢加入，并旋转试管，尽量将时要从试管口沿壁慢慢加入，并旋转试管，尽量将试管壁上部沾着的样品冲下去。试管壁上部沾着的样品冲下去。3.2 外加热法测定有机质外加热法测定有机质 3.2.2 注意事项注意事项o 滴定时，光线应该比较好，所以要安排好实验的滴定时，光线应该比较好，所以要安排好实验的时间。同一批样品要当日完成。时间。同一批样品要当日完成。o 测定有机质的样品必须采用测定有机质的样品必须采用风干土风干土，水稻土与长，水稻土与长期渍水土壤有还原性物质，不风干会使结果偏高。期渍水土壤有还原性物质，不风干会使结果偏高。o 为了保证有机碳氧化完全，如果测定时所用硫酸为了保

35、证有机碳氧化完全，如果测定时所用硫酸亚铁的体积小于空白标定的亚铁的体积小于空白标定的1/3时，需减少称样量时，需减少称样量重做。重做。3.2 外加热法测定有机质外加热法测定有机质 3.2.2 注意事项注意事项o 如样品的有机质含量大于如样品的有机质含量大于15%时，可用固体稀释时，可用固体稀释法来测定。方法如下：称取磨细的样品法来测定。方法如下：称取磨细的样品1份（准确份（准确到到1mg）和经过高温灼烧并磨细的矿质土壤）和经过高温灼烧并磨细的矿质土壤9份份使之充分混合均匀后再从中称样分析，分析结果使之充分混合均匀后再从中称样分析，分析结果以称量的十分之一计算。以称量的十分之一计算。3.2 外加

36、热法测定有机质外加热法测定有机质 3.2.2 注意事项注意事项3.3 土壤氮的测定土壤氮的测定3.3.1 概述概述 土壤中的氮素分为无机态和有机态两类，而绝土壤中的氮素分为无机态和有机态两类，而绝大部分以有机态存在，它的含量和分布与土壤有机大部分以有机态存在，它的含量和分布与土壤有机质密切相关。质密切相关。土壤氮素形态各异、种类繁多，各种形态氮的土壤氮素形态各异、种类繁多，各种形态氮的含量受微生物和环境因子作用而改变。含量受微生物和环境因子作用而改变。通过测定通过测定土壤氮素的含量、形态分布，可以阐明土壤氮素供土壤氮素的含量、形态分布，可以阐明土壤氮素供应能力，为合理施用氮肥提供依据。应能力，

37、为合理施用氮肥提供依据。3.3.2 土壤全氮的测定土壤全氮的测定o 方法：杜马斯法（燃烧法）和方法：杜马斯法（燃烧法）和凯氏法凯氏法、重铬酸、重铬酸钾钾-硫酸消化法、高氯酸硫酸消化法、高氯酸-硫酸消化法等。硫酸消化法等。燃烧法适用于仪器分析（如元素分析仪），燃烧法适用于仪器分析（如元素分析仪），干净不费时，但是费气（干净不费时，但是费气（He气），成本高。气），成本高。凯氏法目前在国内外作为经典方法凯氏法目前在国内外作为经典方法3.3 土壤氮的测定土壤氮的测定 3.3.3 凯氏法测定土壤全氮凯氏法测定土壤全氮 原理原理3.3 土壤全氮的测定土壤全氮的测定 样品在催化剂的参与下，在用浓硫酸消煮时

38、，各样品在催化剂的参与下，在用浓硫酸消煮时，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。碱化后蒸馏出来的氮用硼酸吸收，以酸标为铵态氮。碱化后蒸馏出来的氮用硼酸吸收，以酸标准溶液滴定，求出土壤全氮含量。准溶液滴定，求出土壤全氮含量。因为因为NO3-N和和NO2-N在消煮过程中易挥发，因此，在消煮过程中易挥发，因此，本法测得的结果不包括本法测得的结果不包括NO3-N和和NO2-N。但一般土壤。但一般土壤中这两种中这两种N的含量不超过的含量不超过1%，故可忽略不计。故可忽略不计。全氮测定全氮测定 过程示意图过程示意图（凯氏法）（凯氏法）2.

39、蒸馏蒸馏1.样品样品消煮消煮（1）称样）称样（2）加催化剂）加催化剂（3）加硫酸）加硫酸（4）消化）消化3.滴定滴定4.计算计算 纳氏试剂检查纳氏试剂检查注意事项注意事项o 样品中含有硝态氮或亚硝态氮时，要进行预先样品中含有硝态氮或亚硝态氮时，要进行预先处理（城市土壤、菜园土）。处理（城市土壤、菜园土）。先要把样品中的先要把样品中的硝态氮和亚硝态氮还原成铵态氮，然后再消化。硝态氮和亚硝态氮还原成铵态氮，然后再消化。方法有达氏合金法（市售）、水杨酸和高锰酸方法有达氏合金法（市售）、水杨酸和高锰酸钾钾-还原性铁法等。还原性铁法等。3.3.3 凯氏法测定土壤全氮凯氏法测定土壤全氮 注意事项注意事项o

40、 消化开始时温度不宜太高，消化开始时温度不宜太高，10-15min以后可以以后可以升高温度。待溶液变成浅绿色，没有黑色碳粒升高温度。待溶液变成浅绿色，没有黑色碳粒时，再降低温度（硫酸回流在瓶颈时，再降低温度（硫酸回流在瓶颈1/3处）处）1h。o 蒸馏时，凯氏瓶中要保持蒸馏时，凯氏瓶中要保持1M碱量，否则蒸馏不碱量，否则蒸馏不完全，或馏出液不变色。完全，或馏出液不变色。3.3.3 凯氏法测定土壤全氮凯氏法测定土壤全氮目目 录录六六土壤元素分析土壤元素分析五五土壤水分、容重、颗粒组成土壤水分、容重、颗粒组成四四土壤阳离子交换量土壤阳离子交换量三三土壤有机质和全氮土壤有机质和全氮二二土壤土壤pH值值

41、一一土壤样品的采集与处理土壤样品的采集与处理 4.1 土壤阳离子交换量土壤阳离子交换量（CEC）4.1.1 概述概述四、土壤阳离子交换量四、土壤阳离子交换量 阳离子交换量的大小，可以作为土壤保阳离子交换量的大小，可以作为土壤保水保肥能力和重金属交换能力的指标，是改水保肥能力和重金属交换能力的指标，是改良土壤、合理施肥、修复污染土壤的重要依良土壤、合理施肥、修复污染土壤的重要依据之一。据之一。4.1 土壤阳离子交换量土壤阳离子交换量（CEC）4.1.1 概述概述四、土壤阳离子交换量和交换性盐基四、土壤阳离子交换量和交换性盐基 测定测定CEC的方法：有乙酸铵法、氯化铵的方法：有乙酸铵法、氯化铵-乙

42、乙酸铵法、乙酸铵酸铵法、乙酸铵-EDTA法，这些方法的原理都法，这些方法的原理都是一样的，都是把土壤吸收复合体上的钾、钠、是一样的，都是把土壤吸收复合体上的钾、钠、钙、镁、氢、铝等阳离子与提取液中的钙、镁、氢、铝等阳离子与提取液中的NH4+进进行交换，形成行交换，形成NH4+质土，过量的铵盐用酒精洗质土，过量的铵盐用酒精洗去，再用去，再用MgO蒸馏出氨，用标准酸滴定，并计蒸馏出氨，用标准酸滴定，并计算出算出CEC的量。的量。乙酸铵法适用中性、酸性土壤阳离子交换量的测定，必须乙酸铵法适用中性、酸性土壤阳离子交换量的测定，必须浸提浸提3-4次，而且要检查到无次，而且要检查到无Ca2+为止，比较耗时

43、，费药品，为止，比较耗时，费药品，测定前，先要了解土壤测定前，先要了解土壤pH,pH大于大于7，采用，采用pH8.5乙酸铵溶液乙酸铵溶液提取，提取，pH小于小于7，采用，采用pH7.0的乙酸铵溶液提取。的乙酸铵溶液提取。氯化铵氯化铵-乙酸铵法适用于石灰性土壤阳离子交换量的测定，乙酸铵法适用于石灰性土壤阳离子交换量的测定，更加费时，方法是先将样品称放在烧杯中，加氯化铵溶液然后更加费时，方法是先将样品称放在烧杯中，加氯化铵溶液然后放在电炉上煮沸，直到无氨味为止（如煮沸溶液很少而且仍有放在电炉上煮沸，直到无氨味为止（如煮沸溶液很少而且仍有氨味，则还要补加氯化铵溶液继续煮）。再加乙酸铵溶液浸提，氨味，

44、则还要补加氯化铵溶液继续煮）。再加乙酸铵溶液浸提，步骤同乙酸铵法。步骤同乙酸铵法。乙酸铵乙酸铵-EDTA法不仅适用于中性、酸性土壤，也适用于石法不仅适用于中性、酸性土壤，也适用于石灰性土壤阳离子交换量的测定，方法相对比较简单，只需浸提灰性土壤阳离子交换量的测定，方法相对比较简单，只需浸提一次就行。该法的关键是第一次搅拌，必须搅拌一分钟以上。一次就行。该法的关键是第一次搅拌，必须搅拌一分钟以上。是我们日常使用的方法。是我们日常使用的方法。（用乙醇洗好的铵质土洗入凯氏瓶中加（用乙醇洗好的铵质土洗入凯氏瓶中加MgO蒸馏，其它步骤蒸馏，其它步骤同全氮的测定）同全氮的测定）4.1 土壤阳离子交换量土壤阳

45、离子交换量（CEC）4.1.1 概述概述四、土壤阳离子交换量和交换性盐基四、土壤阳离子交换量和交换性盐基 土壤的阳离子交换性能是由土壤胶体表土壤的阳离子交换性能是由土壤胶体表面性质所决定，由有机的交换基与无机的交面性质所决定，由有机的交换基与无机的交换基所构成，前者主要是腐殖质酸（换基所构成，前者主要是腐殖质酸（200-400cmol/kg），后者主要是粘土矿物（），后者主要是粘土矿物（2:1型 粘 土 矿 物 如 蒙 脱 石 的 交 换 量 为型 粘 土 矿 物 如 蒙 脱 石 的 交 换 量 为 6 0-100cmol/kg，1:1型粘土矿物如高岭石的交型粘土矿物如高岭石的交换量为换量为

46、10-15 cmol/kg）。）。4.1.2 乙酸铵乙酸铵-EDTA法法4.1 土壤阳离子交换量土壤阳离子交换量（CEC）采用采用0.005mol/L EDTA（乙二胺四乙酸）与（乙二胺四乙酸）与1 mol/L醋酸醋酸铵混合液作为交换剂，在适宜的铵混合液作为交换剂，在适宜的pH条件下（酸性土壤条件下（酸性土壤pH7.0；石灰性土壤石灰性土壤pH8.5），这种交换络合剂可以与二价钙离子、镁），这种交换络合剂可以与二价钙离子、镁离子和三价铁离子、铝离子进行交换，并在瞬间即形成电离度离子和三价铁离子、铝离子进行交换，并在瞬间即形成电离度极小而稳定性较大的络合物，不会破坏土壤胶体，加快了二价极小而稳定

47、性较大的络合物，不会破坏土壤胶体，加快了二价以上金属离子的交换速度。同时由于醋酸铵缓冲溶液的存在，以上金属离子的交换速度。同时由于醋酸铵缓冲溶液的存在，对于交换性氢和一价金属离子也能交换完全，形成铵质土，再对于交换性氢和一价金属离子也能交换完全，形成铵质土，再用用95%酒精洗去过剩的铵盐，用蒸馏法测定交换量酒精洗去过剩的铵盐，用蒸馏法测定交换量。原理原理CEC测定测定 示意图示意图（乙酸铵（乙酸铵-EDTA法）法）2.洗铵洗铵1.交换交换5.计算计算 （5）酒精搅拌）酒精搅拌（7）转移）转移纳氏试剂检查馏出液纳氏试剂检查馏出液（2）加交换剂）加交换剂（3）搅拌交换）搅拌交换（4）离心、弃清液）

48、离心、弃清液（1）称样）称样酸性土壤：酸性土壤：pH7.0溶液溶液中性、石灰性中性、石灰性土壤：土壤：pH8.5溶液溶液3.蒸馏蒸馏（6）离心、检查）离心、检查纳氏试剂纳氏试剂 呈呈黄色黄色4.滴定滴定纳氏试剂不显纳氏试剂不显黄色黄色注意事项注意事项4.1.2 乙酸铵乙酸铵-EDTA法法o 碱化度较高的土壤，用上述提取剂一次性提取交碱化度较高的土壤，用上述提取剂一次性提取交换不完全，因为钠盐同换不完全，因为钠盐同EDTA易形成稳定常数极易形成稳定常数极小的小的EDTA二钠盐，故需要提取二钠盐，故需要提取2-3次。次。o 用酒精洗剩余的铵离子时，一般洗三次即可。个用酒精洗剩余的铵离子时，一般洗三

49、次即可。个别样品洗至最后可能出现浑浊现象，必须增加离别样品洗至最后可能出现浑浊现象，必须增加离心机转速，使其沉清，如果仍有浑浊，则不能继心机转速，使其沉清，如果仍有浑浊，则不能继续离心。续离心。注意事项注意事项4.1.2 乙酸铵乙酸铵-EDTA法法o 蒸馏时只能用氧化镁不能用氢氧化钠，因为氢蒸馏时只能用氧化镁不能用氢氧化钠，因为氢氧化钠碱性过强，能水解土壤中部分有机态氮素氧化钠碱性过强，能水解土壤中部分有机态氮素成铵态氮，致使结果偏高。成铵态氮，致使结果偏高。o 加氧化镁时，应尽快将开氏瓶接入定氮仪后才能加氧化镁时，应尽快将开氏瓶接入定氮仪后才能摇动，以防气态氨损失。摇动，以防气态氨损失。4.

50、2 交换性盐基交换性盐基4、土壤阳离子交换量和交换性盐基、土壤阳离子交换量和交换性盐基 中性和酸性土壤在测定中性和酸性土壤在测定CEC的同时，最好测的同时，最好测定土壤交换性盐基组成（钾、钠、钙、镁），可定土壤交换性盐基组成（钾、钠、钙、镁），可以了解土壤盐基饱和状况。这对改良土壤和土壤以了解土壤盐基饱和状况。这对改良土壤和土壤分类是一个重要依据。中性土壤盐基呈饱和状态，分类是一个重要依据。中性土壤盐基呈饱和状态，而红壤的盐基饱和度只有而红壤的盐基饱和度只有20-50%。4.2 交换性盐基交换性盐基四、土壤阳离子交换量和交换性盐基四、土壤阳离子交换量和交换性盐基 测定交换性盐基可以用乙酸铵交换