土壤中氮含量的测定方法 化学系 06 级 3 班 陈奕群

氮对植物生长 的重要性 土壤中氮的分类 土壤中氮含量的测定方法及分类

氮对植物生长 的重要性  氮素是蛋白质的主要成分，蛋白质是构成细胞原生质的基本组成部分， 氮素是植物的生命基础。氮素供应充足，蛋白质合成得多，原生质的 构成就有充分的物质基础，细胞分裂快、增长迅速、植株高大、枝叶 旺盛、根系发达，为高产奠定基础。  氮素是叶绿素的重要组成部分，叶绿素是含氮的有机物，在叶片上叶 绿体起着吸收光能的作用。通过叶绿素供应的光能将二氧化碳和水合 成葡萄糖，葡萄糖再转化为碳水化合物。  氮是一些酶的组成部分，这些酶可以促进作物的新陈代谢，植物体内 的维生素生物碱等都含有氮素。氮素不仅是植物的组成部分，而且还 参与植物的多种生化过程，氮与植物生命活动有着密切的相关性。

缺氮时： 植物缺氮就会失去绿色, 植株生长矮小细弱, 分枝分蘖少, 叶色变淡, 呈色泽均一的浅绿或黄绿色。蛋白质在植株体内不断合成和分解, 因氮 易从较老组织运输到幼嫩组织中被再利用, 首先从下部老叶片开始均匀 黄化, 逐渐扩展到上部叶片, 黄叶脱落提早。株型也发生改变, 瘦小、直 立, 茎杆细瘦。根量少、细长而色白。侧芽呈休眠状态或枯萎。花和果 实少。成熟提早。产量、品质下降。 氮过量时： 氮过量时往往伴随缺钾和或缺磷现象发生, 造成营养生长旺盛, 植 株高大细长, 节间长, 叶片柔软, 腋芽生长旺盛, 开花少, 座果率低, 果实膨 大慢, 易落花、落果。过量的氮与碳水化合物形成蛋白质, 剩下少量碳 水化合物用作构成细胞壁的原料, 细胞壁变薄, 所以植株对寒冷、干旱 和病虫的抗逆性差, 果实保鲜期短, 果肉组织疏松, 易遭受碰压损伤。 同时，过度使用氮肥，会导致水体富营养化，即水体中氮磷等营 养元素的富集，导致某些特征性藻类（主要为蓝藻、绿藻等）的异常 增殖，使水体透明度下降，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其 他生物大量死亡的现象。

土壤中氮的分类 存在形式 ： 主要可分为硝态氮和铵太氮 溶解性： 分为水解性氮和不溶性氮 能否被植物直接吸收： 可分为有效氮（速效氮）和无效氮。

土壤中氮含量的测定方法  化学分析法：半微量克氏（ Kjeldahl ）法 (GB ) 、 还原蒸馏法等半微量克氏（ Kjeldahl ）法  光学分析法：紫外分光光度法、双波长分光光度法、近 红外光谱法、镀铜镉还原 - 重氮化偶合比色法等紫外分光光度法  电分析化学法：离子选择性电极法、毛细管电泳分析法 等  仪器分析法：土壤肥力仪法、 TOC 测定仪测定全氮、 FOSS-2300 定氮仪、 AA-3 型连续流动分析仪等土壤肥力仪法、 TOC 测定仪测定全氮  混合法及其他：示波极谱滴定法、生物培养法、毛细管 电泳分析法、流动注射分析法、开氏消煮 - 常量蒸馏 - 纳 氏试剂光度法等

半微量克氏（ Kjeldahl ）法  测定原理 品样在加速剂的参与下，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，转化为铵态 氮。碱化后蒸馏出来的氨用硼酸吸收，以酸标准溶液 滴定，求出土壤全氮含量（不包括全部硝态氮）。包 括硝态和亚硝态氮的全氮测定，在样品消煮前，需先 用高锰酸钾将样品中的亚硝态氮氧化为硝态氮后，再 用还原铁粉使全部硝态氮还原，转化成铵态氮。

 4 土壤样品的制备   5 测定步骤 5.1 称取风干土样（通过 0.25mm 筛） 1.0×××g （含氮约 1mg ），同时测定土样水分含量。 5.2 土样消煮 不包括硝态和亚硝态氮的消煮： 包括硝态和亚硝态氮的消煮： 5.3 氨的蒸馏 6 测定结果的计算

紫外分光光度法  1 方法原理  利用硝酸根离子在 220 nm 处有较强的紫外吸收这一特性, 定量分析了土 壤浸提液中的 NO-3. 溶解的有机物在 220 nm 和 275 nm 处均有吸收, 而 NO-3 在 275 nm 处没有吸收, 因此在 275 nm 波长处做另一测量, 以校正硝 酸盐值. 最低检出浓度是 mg/ kg, 测定上限为 mg/ kg, 适合 高浓度土样浸提液的高倍稀释.  3 实验方法  3. 1 标准曲线的绘制  分别取硝酸盐氮标准使用液 010,015,110,210,310,410μg/ mL 置于 50 mL 比色管中, 各管中加入 110 mL 1 mol 的盐酸溶液, 摇匀, 用 751 型紫外 分光光度计在 220 nm 和 275 nm 处, 用 1 cm 石英比色皿测定吸光度.  3. 2 土样测定方法

肥力测定仪和 TOC 测定仪测定全氮  1.3 样品分析 土壤肥力仪和 TOC 仪测定法 半微量开氏法 1 ）土样消煮 2 ）氨蒸馏 3 ）滴定 4 ）测定结果的计算

结论：  1 、土壤全氮通常采用半微量开氏法（ GB ）测量 [1] ，但 操作繁琐，测定 1 个样品大约需要 40~60 min ，不适合大批量样品 分析，此外，该法测得的全氮只包括溶解态氨和有机氮，而未包 括硝态和亚硝态氮，因此不适于处理固定态氨和硝态氮含量较高 的土壤。  2 、紫外分光光度法 ( 校正因数法 ) 与经典的还原蒸馏法、镀铜镉 还原 2 重氮化偶合比色法, 尤其是酚二磺酸法的测定结果具有可比 性, 且操作相对简单, 测定速度快。对于有机质低于 50 g kg - 1 的矿 质土壤来说, 可以使用 2. 2 作为校正因数, 测定范围从 N1 ～ 2 mg kg - 1 到近于 N 100 mg kg - 1, 而测定水样硝酸盐含量使用的校正因数 2. 0[12,13 ] 并不适用于土壤硝态氮含量的测定。土壤有机质高于 50 g kg - 1 时, 紫外分光光度法的校正因数有随之上升的趋势, 但森 林土壤因表土层中有机质以粗腐殖质为主, 校正因数未必很高。有 机质含量和性质与校正因数的定量关系尚需进一步深入研究。  3 、以 H2SO4-H2O2 消解土壤样品后，应用肥力测定仪和 TOC 测 定仪测定全氮，并与半微量开氏法的测定结果进行比较。土壤肥 力测定仪法简便、准确、稳定性好、实用性强，可以作为土壤全 氮的测定方法。

参考文献 [1] 李宇庆, 陈玲, 赵建夫. 土壤全氮测定方法的比较. 广州环 境科学, 2006 年 9 月第 21 卷第 3 期 :28 ～ 29 [2] 梁兰英. 紫外分光光度法测定土壤中的硝态氮. 甘肃环境 研究与监测, 2001 年 6 月第 14 卷第 2 期 :80 ～ 81 [3] 宋歌, 孙波, 教剑英. 测定土壤硝态氮的紫外分光光度法与 其他方法的比较. 土壤学报, 2007 年 3 月第 44 卷第 2 期 :288 ～ 293 [4] 土壤中速效氮的测定方法, 土壤肥料 [5] 徐晓荣, 李恒辉, 陈良. 还原蒸馏法与酚二磺酸比色法测定 土壤硝态氮的比较. 核农学通报, 1997, 18 (2) : 82 ～ 84 [6] 环境化学, 夏立江主编. 北京 : 中国环境科学出版社, [7] 分析化学教程, 李克安主编. 北京 : 北京大学出版社,2005.5