植物常量元素的分析

bjhjcs

2011/09/27

私聊

土壤固体废弃物监测

3—5植物常量元素的分析

在植物必需的常量元素中，氮、磷、钾、钙和镁是土壤农化分析的常规分析项目，尤以三要素的测定更为经常和重要。不论在诊断作物氮、磷、钾的营养水平和土壤供应各该元素的丰缺情况时，或者在确定作物从土壤摄取各元素的数量和施肥效应时，都经常要测定植物全株或某些部位器官中有关元素的含量。在收获物品质检定工作中，这5种元素的测定也有重要意义，例如食品和饲料中蛋白质的测定实际上就是有机氮的测定，而磷、钾、钙等则是营养价值最高的灰分元素。

在作物化学诊断分析工作中，关于各类作物在不同生育期(特别是生长发育的关键时期)和不同部位器官(特别是敏感部位器官)中氮、磷、钾临界浓度(或果树诊断的标准值)的拟订很重要，它是解释分析结果和提出增产措施建议所必需的资料。这方面的数据国内国外都有许多报道，并有专著问世。但必须注意，各资料中报道的指标都是仅指某一采样期和某一特定部位器官而言的；诊断工作很复杂，植株内各营养元素彼此之间又有协助作用和拮抗作用，某元素含量的高低会影响到另一元素的指标或临界值。

3—5.1植物全氮、磷、钾的测定

植物中氮、磷、钾的测定包括待测液的制备和氮磷钾的定量两大步骤。植物全氮待测液的制备通常用开氏消煮法(参考有机肥料全氮的测定)。植物全磷、钾可用干灰化或其他湿灰化法制备待测液。本书介绍H₂SO₄—H₂O₂消煮法，可用同一份消煮液分别测定氮、磷、钾以及其它元素(如钙、镁、铁、锰等)。

3—5.1.1植物样品的消煮(H2SO4—H2O2法)

方法原理植物中的氮磷大多数以有机态存在，钾以离子态存在。样品经浓H₂SO₄和氧化剂H₂O₂消煮，有机物被氧化分解，有机氮和磷转化成铵盐和磷酸盐，钾也全部释出。消煮液经定容后，可用于氮、磷、钾^①等元素的定量。

本法采用H₂O₂加速消煮剂，不仅操作手续简单快速，对氮磷钾的定量没有干扰，而且具有能满足一般生产和科研工作所要求的准确度，但要注意遵照操作规程的要求操作，防止有机氮被氧化成N₂或氮的氧化物而损失。

试剂

(1)硫酸(化学纯、比重1.84)

(2)30%H₂O₂(分析纯)

操作步骤：(1)常规消煮法称取植物样品(0.5mm)0.3～0.5g(准确至0.0002g)装入100ml开氏瓶的底部，加浓硫酸5ml，摇匀(最好放置过夜)，在电炉上先小火加热，待H₂SO₄发白烟后再升高温度，当溶液呈均匀的棕黑色时取下，稍冷后加6滴H₂O₂^②，再加热至微沸，消煮约7—10分钟，稍冷后重复加H₂Ｏ₂再消煮，如此重复数次，每次添加的H₂Ｏ₂应逐次减少，消煮至溶液呈无色或清亮后，再加热约10分钟，除去剩余的H₂O₂，取下冷却后，用水将消煮液无损转移入100ml容量瓶中，冷却至室温后定容(v₁)。用无磷钾的干燥滤纸过滤，或放置澄清后吸取清液测定氮、磷、钾。

每批消煮的同时，进行空白试验，以校正试剂和方法的误差。

(2)快速消煮法称取植物样品(0.5mm)0.3～0.5g(称准至0.0002g)，放入100ml开氏瓶中，加1ml水润湿，加入4ml浓H₂SO₄摇匀，分两次各加入H₂O₂2ml，每次加入后均摇匀，待激烈反应结束后，置于电炉上加热消煮，使固体物消失成为溶液，待H₂SO₄发白烟，溶液成褐色时，停止加热，此过程约需10分钟。待冷却至瓶壁不烫手，加入H₂O22ml，继续加热消煮约5—10分钟，冷却，再加入H₂Ｏ₂消煮，如此反复一直至溶液呈无色或清亮后(一般情况下，加H₂O₂总量约8—10ml)再继续加热5—10分钟，以除尽剩余的H₂O₂。取下冷却后用水将消煮液定量地转移入100ml容量瓶中，定容(v₁)。

同时做空白试验，校正试剂和方法误差。

注释：

①植物体内的钾以离子态存在于细胞液或与有机成分呈现松散结合态。因此，若只测定钾时，可采用简易的浸提法制备待测液。浸提剂可用0.5mol/LHCl或2mol/LNH₄AC～0.2mol/LMg(OAC)₂溶液，也可用热水。

②所用的H₂O₂应不含氮和磷。H₂O₂在保存中可能自动分解，加热和光照能促其分解，故应保存于阴凉处。在H₂O₂中加少量H₂SO₄酸化，可阻止H2O2分解。

3—5.1.2植物全氮的测定(半微量蒸馏法和扩散法)

方法原理植物样品经开氏消煮、定容后，吸取部分消煮液碱化，使铵盐转变成氨，经蒸馏和扩散，用H₃BO₃吸收，直接用标准酸滴定，以甲基红—溴甲酚绿混合指示剂指示终点。

试剂

(1)40%(m/v)NaOH溶液

(2)2%H₃BO₃—指示剂溶液

(3)取标准溶液［C(HCl或1/2H₂SO₄)=0.01mol/L］

(4)碱性溶液

以上试剂配制见有机肥全氮测定

操作步骤：

(1)蒸馏法吸取定容后的消煮液5.00—10.00ml，(V₂，含NH₄—N约1ml)，注入半微量蒸馏器的内室，另取150ml三角瓶，内加入5ml2%H₃BO₃—指示剂溶液，放在冷凝管下端，管口置于H₃BO₃液面以下，然后向蒸馏器内室慢慢加入约3ml40%(m/v)NaOH溶液，通入蒸气蒸馏，(注意开放冷凝水，勿使馏出液的温度超过40℃)待馏出液体积约达50～60ml时，停止蒸馏，用少量已调节至pH为4.5的水冲洗冷凝管末端。用酸标准溶液滴定馏出液至由蓝绿色突变为紫红色(终点的颜色应和空白测定的终点相同)。用酸标准溶液，同时进行空白液的蒸馏测定，以校正试剂和滴定误差。

(2)扩散法吸取定容后的消煮液200～500ml(V₂，含NH₄—N0.05—0.5mg)于10厘米的扩散皿外室。内室加入2%H₃BO₃—指示剂溶液3ml，参照土壤碱解氮测定的操作步骤进行扩散和滴定，但中和H₂SO₄需用40%NaOH溶液2ml，扩散可在室温下进行，不必恒温，室温在20℃以上时，放置约24h，低于20℃时，须放置较长时间。在扩散期间，可将扩散皿内容物小心转动混匀2～3次，加速扩散，可缩短扩散时间。在测定样品的同时，须在同一条件下做空白试验。

结果计算

全N%=C(v-v₀)×0.041×100/(m×v₂/v₁)

式中

C—酸标准溶液浓度，mol/L；

v—滴定试样所用的酸标准液，ml；

v₀—滴定空白所用的酸标准液，ml；

0.041—N的毫摩尔质量，g/mmol；

m—称样量，g；

v₁—消煮液定容体积，ml；

v₂—吸取测定的消煮液体积ml。

3—5.1.3植物全磷的测定(钒钼黄吸光光度法)

方法原理植物样品经浓H₂SO₄消煮使各种形态的磷转变成磷酸盐。待测液中的正磷酸与偏钒酸和钼酸能生成黄色的三元杂多酸，其吸光度与磷浓度成正比，可在波长400～490nm处用吸光光度法测定磷。磷浓度较高时选用较长的波长，较低时选用较短的波长。^①此法的优点是操作简便，可在室温下显色，黄色稳定^②。在HNO₃，HCl,HClO₄和H₂SO₄等介质中都适用，对酸度和显色剂浓度的要求也不十分严格^③，干扰物小^④。在可见光范围内灵敏度较低，适测范围广(约为1—20mg/L，P)故广泛应用于含磷较高而且变幅较大的植物和肥料样品中磷的测定。

试剂

(1)钒钼酸铵溶液 25.0g钼酸铵［(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O分析纯］溶于400ml水中，另将125g偏钒酸铵(NH₄VO₃，分析纯)溶于300ml沸水中，冷却后加入250ml浓HNO₃(分析纯)。将钼酸铵溶液缓缓注入钒酸铵溶液中，不断搅匀，最后加水稀释到1L，贮入棕色瓶中。

(2)6mol/LNaOH溶液 24gNaOH溶于水，稀释至100ml；

(3)0.2%二硝基酚指示剂 0.2g2，6—二硝基酚或2，4—二硝基酚溶于100ml水中；(4)磷标准液［C(P)＝50mg/L］0.2195g干燥的KH₂PO₄(分析纯)溶于水，加入5ml浓HNO₃，于1L容量瓶中定容。

操作步骤：吸取定容、过滤或澄清后的消煮液10.00ml(V₂含磷0.05～0.75mg)放入50ml容量瓶中，加2滴二硝基酚指示剂，滴加6mol/LNaOH中和至刚呈黄色，加入10.00ml钒钼酸铵试剂，用水定容(V₃)。15分钟后用1cm光径的比色杯在波长440mm处进行测定，以空白溶液(空白试验消煮液按上述步骤显色)调节仪器零点。

标准曲线或直线回归方程准确吸取50mg/LP标准液0，1，2.5，5，7.5，10，15ml分别放入50ml容量瓶中，按上述步骤显色，即得0，1.0，2.5，5.0，7.5，10，15mg/LP的标准系列溶液，与待测液一起测定，读取吸光度，然后绘制标准曲线或求直线回归方程。

结果计算

全P，%＝Ｃ(P)×(v_１/m)×(v₃/v₂)×10^－⁴

式中C(P)—从校准曲线或回归方程求得的显色液中磷浓度，mg/L；

v₃—显色液体积，ml；

v₂—吸取测定的消煮液体积，ml；

v₁—消煮液定容体积，ml；

m—称样量，g；

10^－⁴—将mg/L浓度单位换算为百分含量的换算因数。

注释

①显色液中(CP)＝１～５mg/L时，测定波长用420nm；5—20mg/L，用490nm。待测液中Fe^３＋浓度高的选用450nm，以消除Fe^３＋干扰。校准曲线也应用同样波长测定绘制。

②一般室温下，温度对显色影响不大，但室温太低(如＜15℃＝时，需显色30分钟，稳定时间可达24小时；

③如试液为HCl，HClO₄介质，显色剂应用HCl配制；试液为H₂SO₄介质，显色剂也用H₂SO₄配制。显色液酸的适宜浓度范围为0.2～1.6mol/L，最好是0.5～1.0mol/L，酸度高显色慢且不完全，甚至不显色，低于0.2mol/L，易产生沉淀物，干扰测定。钼酸盐在显色液中的终浓度适宜范围为1.6×10^－３～10^－２mol/L，钡酸盐为8×10^－５～2.2×10^－３mol/L。

④此法干扰离子少，干扰离子是Fe^３＋，当显色液中Fe^３＋浓度超过0.1%时，它的黄色有干扰。可用扣除空白法消除。

3—5.1.4植物全钾的测定(火焰光度法)

方法原理植物样品经消煮或浸提，并经稀释后，待测液中的K可用火焰光度法测定。

试剂

(1)K标准溶液(C(K)＝100mg/L)0.1907gKCl(分析纯，在105～110℃干燥2h)，溶于水，于1L容量瓶中定容，存于塑料瓶中。

操作步骤吸取定容后的消煮液5.00—10.00ml(v_２)放入50ml容量瓶中，用水定容(v₃)。直接在火焰光度计上测定，读取检流计读数。

标准曲线或直线回归方程准确吸取100mg/LＫ标准溶液0，0.5，1.0，2.5，5.0，10，20ml，分别放入50ml容量瓶中，加入定容后的空白消煮液5或10ml(使标准溶液中的离子成分和待测液相近)，加水定容。即得0，1，2，5，10，20，40mg/LK的标准系列溶液。以浓度最高的标准溶液定火焰光度计检流计的满度(一般只定到90)，然后从稀到浓依次进行测定，记录检流计读数，以检流计读数为纵坐标绘制标准曲线或求直线回归方程。

结果计算

全K，%＝Ｃ(Ｋ)×(v₃/m)×(v₁/v₂)×10^-4

式中

C(K)—从标准曲线或回归方程求得的测读液中K的浓度，mg/L；

v₁——消煮液定容体积，ml；

v₂——消煮液的吸取体积，ml；

v₃——测读数定容体积，ml；

m——称样量，g；

分
该帖子已被版主-abcdefghijkl加5积分，加2经验;加分理由:不错的帖子