1、專業： 農資1202 姓名： 平帆 學號： 3120100152 日期： 2015.3.27 地點： 農生環B249 裝 訂 線實驗報告課程名稱： 土壤學實驗 指導老師： 倪吾鐘 成績：_實驗名稱： 植物全氮、全磷、全鉀含量的測定 同組學生姓名： 余慧珍 一、實驗目的和要求 二、實驗內容和原理三、實驗材料與試劑 四、實驗器材與儀器五、操作方法和實驗步驟 六、實驗數據記錄和處理七、實驗結果與分析 八、討論、心得一、 實驗目的和要求1. 掌握植物樣品消煮液制備方法；2. 掌握植物全氮、磷、鉀的測定與結果分析。二、 實驗內容和原理1. 植物樣品消煮H2SO4-H2O2消煮法在濃H2SO4溶液中，植物

2、樣品經過脫水、碳化、氧化等作用后，易分解的有機物則分解。再加入H2O2 ，H2O2在熱濃H2SO4溶液中會分解出新生態氧，具有強烈的氧化作用，可繼續分解沒被H2SO4破壞的有機物，使有機態氮全部轉化為無機銨鹽。同時，樣品中的有機磷也轉化為無機磷酸鹽，植株中K以離子態存在。故可用同一消煮液分別測定N、P、K。2. 植株全氮的測定靛酚藍比色法經消煮待測液中氮主要以銨態氮存在，被測物浸提劑中的NH4+，在強堿性介質中與次氯酸鹽和苯酚反應，生成水溶性染料靛酚藍，其深淺與溶液中的NH4+N含量呈正比，線性范圍為0.05-0.5mg/l之間。 3. 植株全磷的測定釩鉬黃比色法經消煮待測液中磷主要以磷酸鹽存

3、在，在酸性條件下，正磷酸能與偏釩酸和鉬酸發生反應，形成黃色的三元雜多酸釩鉬磷酸1。溶液黃色穩定，黃色的深淺與磷的含量成正相關。4. 植株全鉀的測定火焰光度計法消煮待測液中難容硅酸鹽分解，從而使礦物態鉀轉化為可溶性鉀。待測液中鉀主要以鉀離子形式存在，用酸溶解稀釋后即可用火焰光度計測定。三、 實驗器材與儀器樣品：三葉草，取于東七教學樓南側，研磨過18目篩備用；試劑：濃硫酸、300g/l H2O2、6mol/l NaOH溶液、0.2%二硝基酚指示劑、酚溶液、次氯酸鈉溶液、銨標準溶液（準確稱量0.3142g經105干燥2h的氯化銨（NH4Cl），用少量水溶解，移100mL容量瓶中，用吸收液稀釋至刻度。

4、此溶液1.00mL=1mg的氨）、磷標準液50mg/l（0.2195g干燥的KH2PO4溶于水，加入5ml濃H2SO4，于1L容量瓶中定容）、釩鉬酸銨試劑（A液：將12.5g的鉬酸銨(NH4)6Mo7O244H2O，分析純溶于200mL水中。B液：將0.625g的偏釩酸銨(NH4VO3，分析純)溶于150mL沸水中，冷卻后，加125mL濃硝酸(分析純)，冷卻至室溫。將A液緩緩注入B液中，不斷攪勻，加水稀釋到500mL）、100 mg/L K標準溶液；器材：消煮管（100ml）、電子天平、紅外線消化爐、100mL容量瓶、50mL容量瓶×3、火焰光度計。四、 操作方法和實驗步驟1. 植物

5、樣品消煮H2SO4-H2O2消煮法稱樣0.25g于 100mL消煮管，滴入少量水濕潤，加濃硫酸8mL靜置于通風柜，瓶口蓋一彎頸小漏斗，先緩緩加熱，待冒大量白煙時再升高溫度消煮至溶液呈均勻的棕黑色，且無明顯大顆粒物時取出重復且減少滴加H2O2的量至消煮液呈清亮后，再加熱5-10min稍冷后滴加H2O2 10D，不斷搖動消煮管，再加熱合并消煮液和漏斗洗滌液無損地洗入100 ml容量瓶中以趕盡剩余H2O2用水定容，搖勻，放置澄清后備后續步驟使用將待測液稀釋10倍后，吸稀釋液1.00 mL于50mL容量瓶用1cm比色杯在625nm波長處比色。用空白試驗溶液調零吸取5 mg/L NH4+-N標液0、0.

6、5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于50mL容量瓶，各加1mL稀釋10倍的空白消煮液，同上調pH及顯色，測定吸收值后繪制工作曲線加EDTA-甲基紅溶液20D，用0.3 mol/l氫氧化鈉溶液調節至pH6再依次加入5mL酚液和5mL次氯酸鈉溶液搖勻，去離子水定容，靜置1h 2. 植株全氮的測定靛酚藍比色法3. 植株全磷的測定釩鉬黃比色吸取10.00 mL待測液, 置于50 mL 容量瓶中加入2D 2, 4-二硝基酚溶液和10 mL左右去離子水用6 mol/L NaOH 和 1 mol/L H2SO4 調pH, 至溶液呈淡黃色，加入10 mL 釩鉬黃顯色劑用去離子水定容至刻度, 顯色

7、15分鐘在440 nm波長下比色, 以空白溶液調節吸收值的零點，讀取吸光值吸取100 mg/L P 標準溶液 0、1、2、4、6、8、10 mL, 分別置于50 mL容量瓶中按上述待測液的測定方法調節pH、顯色和比色測定吸光值, 繪制標準曲線4. 植株全鉀的測定火焰光度計法吸取待測液10mL，置于50mL容量瓶中，定容稀釋至刻度吸取500mg/l K標液0,0.5，1.0，2.5，5.0，10，20ml于50mL容量瓶，各加1mL稀釋10倍空白消煮液，加水定容即得0，1，2，5，10，20，40mg/L K標準溶液以濃度最高的標準溶液定火焰光度計檢流計的滿度，然后從稀到濃依次進行測定，記錄檢流

8、計讀數，以檢流計讀數為縱坐標繪制標準曲線五、 實驗數據記錄和處理1. 植物全氮測定結果表1 植物全氮測定數據記錄表烘干樣品質量m(g)吸光值Abs溶液氮質量濃度(mg/l)分取倍數ts顯色液體積V(ml)植株全氮的質量分數(mg/g)實驗組0.25260.41000.25011005049.51注：因對照被N污染，因此實際計算時，實驗組吸光值減去空白參照吸光值(0.1021)后代入標線公式計算質量濃度。全氮含量計算公式：= ×V×ts/(m×103)2. 植物全磷測定結果表2 植物全磷測定數據記錄表烘干樣品質量m(g)吸光值Abs溶液磷質量濃度(mg/l)分取倍數

9、ts顯色液體積V(ml)植株全磷的質量分數(mg/g)實驗組0.25260.14993.98710507.892注：全磷計算公式： = ×V×ts/(m×103)3. 植物全鉀測定結果表3植物全鉀測定數據記錄表烘干樣品質量m(g)峰面積Raw溶液鉀質量濃度(mg/l)分取倍數ts顯色液體積V(ml)植株全鉀的質量分數(mg/g)實驗組0.2526617619.02105037.65注：全鉀計算公式：= ×V×ts/(m×103)六、 實驗結果與分析本組植株全氮、全磷、全鉀的質量分數分別為24.75mg/g，7.892 mg/g，37.

10、65mg/g。據美國三葉草科學與技術書中介紹, 雜三葉含磷26.0mg/g、鉀27.4 mg/g，全氮含量則在20 mg/g左右。相比較，我們的實驗值總體偏高，但未出現異常離散值。但在本實驗中，空白對照組污染都較為嚴重，所以并不能排除樣品中其他組分變異帶來對吸光值測定的干擾。因此接下來的實驗，建議設置多個空白組，排除偶然誤差帶來的干擾。三葉草因其抗逆性強、返青早、產草量高、利用年限長，常作為經濟林間作、畜禽魚飼草、水土保持和景觀綠化的豆科牧草之一。測算值與理論值表面，三葉草的氮含量（尤其是粗蛋白含量）與磷含量相對其他植物較高，因此也印證了三葉草的生物肥料價值3。七、 討論、心得問題1. 植物全

11、氮、磷、鉀的測定需要注意事項1？ 植株消煮液制備（1）消煮開始時火要小；（2）加H2O2 時要等器皿少冷后，提起小漏斗，直接將H2O2 滴入溶液中；（3）消煮要徹底。消煮完全的標志是：溶液呈無色或清亮色；（4）消煮液最后要趕盡H2O2 。否則會影響氮、磷的比色測定。方法是消煮液呈清亮色后再煮5-10分。也可觀察液面的波動，趕盡H2O2后液面比較平靜。 植株全氮測定3（1）用0.3 mol/L的氫氧化鈉溶液調節pH時，反應終點現象是從淡紅色變為無色；（2）必須保證酚溶液和次氯酸鈉溶液有效。本次實驗中第一次使用的次氯酸鈉溶液瓶底有比較多的片狀白色沉淀物。已知工業級次氯酸鈉制備方法：1）電解冷稀Na

12、Cl溶液；2）Ca(ClO)2溶液與Na2CO3反應，濾去CaCO3,濃縮。據推測，出現這些白色沉淀物的可能來源是NaCl或者密封不好導致CO2與Ca2+反應生成CaCO3。因為酚溶液外觀上無法判斷差別，所以變質的原因有待進一步探討 植物全磷測定（1）顯色液的酸度要求在0.04-1.6mol.L -1H+ 內，酸度過高時，顯色不完全或不顯色，酸度太低時則可能生成沉淀或其它物質的顏色；（2）比色要在15min-24h內完成，否則會因顯色的三元雜多酸釩鉬磷酸未完全形成或者分解帶來實驗結果測定的偏差。 植株全鉀測定（1）標準溶液和待測液的組份要基本相同。溶液組成的改變（包括酸堿、陰、陽離子的濃度）對

13、測定結果有影響；（2）儀器狀態（如空氣壓力、火焰的狀態等）對測定結果有影響。問題2. 植物全氮測定方法比較？目前常用的全氮測定方法有納氏試劑比色法、靛酚藍法和次鹵酸鹽氧化法45。現對比三種方法的實驗條件和準確性： 溫度對顯色反應的影響表1  各方法最佳顯色溫度測定方法最佳顯色溫度納氏試劑比色法1530.5水揚酸分光光度法（硝普鈉作催化劑）1833酚鹽法1（硝普鈉作催化劑）1830酚鹽法2（Mn2+作催化劑）1732.5次溴酸鈉氧化一偶氮化比色法1530.5次氯酸鈉氧化一偶氮化比色法3542 酸度對顯色反應的影響表2 最佳酸度范圍測定方法最佳pH范圍納氏試劑比色法11.84-12.30

14、水揚酸分光光度法（硝普鈉作催化劑）11.42-12.35酚鹽法1（硝普鈉作催化劑）10.48-11.52酚鹽法2（Mn2+作催化劑）11.25-11.75次溴酸鈉氧化一偶氮化比色法11.5-12.0次氯酸鈉氧化一偶氮化比色法11.8-12.2 顯色時間及其穩定性表3 時間的影響測定方法最佳氧化時間(min)最佳顯色時間(min)顯色體系穩定時間(h)納氏試劑比色法-100.5水揚酸分光光度法（硝普鈉作催化劑）-6015酚鹽法1（硝普鈉作催化劑）-9018酚鹽法2（Mn2+作催化劑）-1020次溴酸鈉氧化一偶氮化比色法30151.5次氯酸鈉氧化一偶氮化比色法40102 方法精密度的考察表4 各種

15、測定方法的精密度測定方法測定值（ug/10ml）平均值（ug/10ml）相對標準偏差（%）納氏試劑比色法24.1324.7524.624.3525.7825.6024.872.71水揚酸分光光度法（硝普鈉作催化劑）0.39400.40320.39240.40600.40490.39600.39241.49酚鹽法1（硝普鈉作催化劑）0.96900.97400.98900.96500.95801.0030.97631.79酚鹽法2（Mn2+作催化劑）1.9161.9721.9481.9821.9141.9061.9431.55次溴酸鈉氧化一偶氮化比色法0.38960.40160.38160.385

16、20.39400.40320.39252.22次氯酸鈉氧化一偶氮化比色法0.38920.38680.40400.40320.38080.40120.39422.50因此，對比以上數據，總結得納氏試劑比法簡便、快速、操作易于掌握,準確度與靈敏度基本上能滿足分析要求,適于現場測定用植物氨氮測定；水揚酸-次氯酸鹽分光光度法, 靈敏、準確,操作較簡便易于掌握,適于實驗室測定水體氨氮的含量；苯酚-次氯酸鹽光度法反應機理和條件與水揚酸法類同,由于試劑有毒配制麻煩又不易保存,而氨基酸干擾也較大,顯色時間過長（90min）,顯然水揚酸法優于本法；次鹵酸鹽氧化法,靈敏度較高,但實驗條件較難掌握,重現性

17、差,氨基酸對本法干擾大。還應指出的是本法測定結果是氨氮與硝酸鹽氮之和,若待測樣品含亞硝酸鹽時,部分亞硝酸鹽也被氧化,致使測定結果產生較大誤差。問題3. 消煮滴加過氧化氫時顏色變化？消煮時預先加入濃硫酸的作用是，炭化和氧化植物樣品，之后加入少量水潤濕。而消煮一段時間后加入的過氧化氫，能將有機氮、磷和礦化鉀分別轉化為銨態氮、磷酸鹽、離子態鉀后便于后續各組分的全量測定（具體見原理部分）。因過氧化氫-硫酸體系相對高氯酸-硫酸體系更加溫和，氮的損失（轉變為氮氣損失）更少，效果更好（上圖為第二次加過氧化氫時，每滴加一滴的變色情況）而更為常用。過氧化氫溶液滴加時，需待消煮體系從200稍冷卻滴加，若趁熱加入則會造成過氧