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1、第八章 土壤植物中微量元素的测定,进入,授课教师：雷恩春学 时：理论40学时、实验40学时授课班级：2006级工程4、5班授课学期：2006-2007第二学期,辽宁农业职业技术学院质检中心,第八章 土壤植物微量元素的测定,进入,返回,第四节 土壤和植物中钼的测定,第六节 土壤和植物中铁的测定,第五节 土壤和植物中锰的测定,返回,第四节 土壤和植物中钼的测定,一、概述二、土壤中有效钼的测定三、土壤中全钼的溅定四、植物中钼的测定,返回,一、概述,1、土壤和植物中钼的含量,我国土壤中全钼含量很少，一般在0.1-10mg kg-1，平均2.0 mg kg-1。 植物含钼量一般在0.10.5mg kg-
2、1。 植物中钼含量可作为钼是否丰缺 的一个指标。,返回,下一页,1）水溶性钼：易吸收，含量少，2.28.1mg/kg。2）代换性钼：为土壤胶体吸附。3）矿物态钼：溶解度低，对植物无效。4）有机结合态钼：有机质矿化释放出来，为植物吸收利用。,2、钼 的存在形态,有效性钼：水溶性钼、代换态钼 及有机结合态钼。易与游离氧 化铁结合。,返回,下一页,3、测定钼的方法,1）钼的浸提沸水浸提法：浸出量少，与植物相关性高。 Tamm溶液草酸-草酸铵（pH 3.3） ：应用广泛。 浸出的钼包括：水溶性Mo、交换性Mo、 Ca-Mo、Fe-Mo、Al-Mo 浸提有效钼临界值为：0.1-0.20 mg kg-1,
3、返回,下一页,2）溶液中钼的测定：极谱法 ICP-AES法等离子体发射光谱技术 AAS法：比色法：以硫氰酸盐比色法最为广泛，经典方法。,返回,二、土壤中有效钼的测定(硫氰化钾比色法),（一）方法原理（二）反应条件 (三) 操作步骤（四）注意事项,返回,（一）方法原理,在H+%条件下，有KSCN存在下，用SnCl2还原Mo，使Mo还原成五价，使Mo5+与KSCN反应生成橙黄色络合物，其呈色的深浅与Mo的含量成正相关。,本法灵敏度高，可测0.043ppm的钼，一般测定在0.12ppm范围内，颜色可在90分钟内不变。,返回,（二）反应条件,1、酸度：36%HCl酸度，最好在5%。 酸度低，显色慢，酸
4、度大，颜色不 稳定，易褪为黄色溶液。,2、显色剂KSCN ：须加过量，应为 钼量的104105倍。否则会形成 吸光度低的MoO(SCN)5，使结 果偏低。,返回,下一页,3、试剂加入顺序：先加KSCN， 后加SnCl2，严格遵守。,否则形成K3(MoC16)、K2(MoOCl5)、K2(MoO2C13)等络合物，当加KSCN时很难再转变成橙黄色的硫氰络合物，而这就降低了溶液的颜色。,返回,下一页,4、干扰离子：铁、铜、钨、铝等。,对于土壤植物中铜、钨和铝等含量很少，不致引起干扰。,4、干扰离子：铁、铜、钨、铝等。,返回,下一页,4、干扰离子：铁、铜、钨、铝等。,大量Fe3+存在与CNS-形成红
5、色的硫氰酸铁，但少量铁存在时，加SnCl2还原后，Fe3+被还原成Fe2+，不但不干扰钼的测定，反而会使硫氢酸钼的颜色加深，并可增加五价钼的稳定性。,4、干扰离子：铁、铜、钨、铝等。,返回,下一页,4、干扰离子：铁、铜、钨、铝等。,铂的干扰是采用铂器皿时引入的，形成的铂氯酸再被还原呈黄色，故测定钼时应避免使用铂器皿。,返回,（三）操作步骤,1、土壤有效钼的浸提2、土壤有效钼的测定3、标准曲线绘制,返回,样品25.00g,1、土壤有效钼的浸提,蒸干,灼烧,加水溶解,过滤,草酸铵草酸溶液,振荡8小时,过滤,吸滤液200ml,瓷蒸发皿,电热板,高温炉,450,冷却,加浓HC1,三角瓶,将浸提液移入分
6、液漏斗中，加NaNO3，摇匀，加KSCN ，摇匀， 加SnCl2，摇匀，分两次加异戍醇，各摇1分钟，每次静置分层后，放出水相，将二次有机相至离心管离心5分钟，使水滴全部下沉。将有机相倾入具塞试管中，用塞子塞紧。用470nm波长滤光片，在90分钟内比色完毕。 同时作空白试验。 当温度20时，须将比色液浸于冷流水中降温。,2、土壤有效钼的测定,返回,3、标准曲线绘制,吸取1ppm含Mo标准液0，1.0，2.0，4.0，8.0毫升，分别加入5支分液漏斗中，加浓HCl 7毫升加水至50毫升，再加入NaNO31毫升摇匀，加1FeCl31毫升（注5），其余步骤同上，比色测出吸收值。以吸收值A为纵座标，系列
7、标准含Mo 0.0，1.0，2.0，4.0，8.0ppm为横座标，绘制标准曲线。,返回,（四）注意事项,测定中，要求用全套玻璃蒸馏器将普通蒸馏水进行重蒸馏，不能用金属蒸馏器进行重蒸馏，因金属中含有少量的钼，而土壤中有效钼一般仅有0.10.2ppm，易带来严重污染。并且一切器皿洗涤后都应用重蒸馏水冲洗23次。,返回,下一页,（四）注意事项,大批的蒸发时，由于蒸发皿较占面积，也可用硬质的150毫升烧杯代替，滤液分二次加入蒸发。,返回,下一页,离心分离微小的水分，这一步骤很重要，因静置时，微小的水漓不易全部很快从有机相中分离出来，结果增强了有机相的浊度，给比色测定带来很大误差。,（四）注意事项,返回
8、,下一页,（四）注意事项,显色后颜色稳定时间长久，各种资料记载不一，经试验可以稳定90分钟。,返回,三、土壤中全钼的测定,（一）方法原理（二）操作步骤,返回,（一）方法原理,将土壤用HFH2SO4处理，加热除去HF及H2SO4后用HCl溶解残渣，或者将土壤加Na2CO3在高温熔融后，溶解于水中，然后同前用硫氰化钾法测定。,返回,（二）操作步骤,1、HFH2SO4法：将1.0000克土壤用HFH2SO4处理，蒸发除去H2SO4后，用HCl溶解残渣(加热510分钟)，加1015毫升水，加浓HCl 7毫升，调节体积在50毫升，同前土壤中有效钼的测定，加试剂显色及比色。,返回,下一页,2、Na2CO3
9、熔融法：将1.0000克土壤与Na2CO3混合后，在铁坩埚(不用铂坩埚，以免铂干扰钼的测定)熔融。加HCl溶解熔融物并中和到pH 7，煮沸除去CO2，冷却，加7毫升浓HCl，调节体积至50毫升同上测定Mo。若含Mo量超过10g时，可直接于水溶液中测定，而不必用有机溶剂提取。,返回,四、植物中钼的测定,（一）硫氰化钾比色法（二）硫氰化钾比色滴定法,返回,（一）硫氰化钾比色法,1、方法原理 同土壤中有效钼的测定。,返回,下一页,2、操作步骤,称5.0010.00克植物样本，在瓷蒸发皿或石英蒸发皿中于低温初步灰化后移入高温电炉，于550完成灰化。用HCl溶解灰分，过滤，将滤液在水浴上小心的蒸发至干，
10、灼烧除去残留的有机物，冷却后用57毫升浓HCl溶解残渣，加水使体积约为50毫升。加入1毫升NaNO3摇匀，加20KSCN 3毫升摇匀，再加10SnCl2 2毫升，混合均匀。由于植物样品中钼的含量较高，也可以不必用有机试剂提取，直接于水溶液中比色测定。,返回,（二）硫氰化钾比色滴定法,将已灰化好的滤液，使体积约为50毫升。选择色泽相似大小完全相同的两只100毫升烧杯，一只装此待测溶液，另一只加等量的无钼蒸馏水以代替待测液，同样加1毫升NaNO3溶液及20KSCN溶液3毫升，同样摇匀，再加10SnCl22毫升，仔细摇匀。 然后将两只烧杯并排放于一张白纸上，然后往空白试样中逐滴加入1ppm(即1微克
11、毫升)钼的标准溶液，不停地搅拌，直至两只烧杯的颜色强度相同为止。必要时可往试液中补加重蒸馏水，以使二杯溶液体积相同，以进行比色。,返回,第五节 土壤和植物中锰的测定,一、概述二、土壤中交换性锰的测定三、土壤中易还原态锰的测定四、植物中锰的测定,返回,一、概述,土壤中全锰含量比较丰富，有2050000ppm，一般在0.1以下。一般植物含锰量约为10150ppm，酸性土上的植物含锰量较其它生态类型的植物高，约200500ppm。,返回,下一页,土壤中的锰包括水溶性锰、交换性锰、易还原态锰、惰性锰及有机络合等多种形态。水溶性和交换态锰是作物最容易吸收利用的锰。 各种形态的锰处于动态平衡中，这平衡受土
12、壤通气状况，有机质含量和土壤酸度的影响，尤以土壤酸度影响最大，增加pH，降低锰的有效性，降低pH，则增加锰的有效性。,返回,下一页,有效锰的提取剂可以是1mol/LNH4OAc和NH4OAc加对苯二酚溶液；稀盐酸硫酸双酸法；磷酸等。,提取液中锰可采用ICP-AES、AAS，常用的是KMnO4比色法。,返回,二、土壤中交换性锰的测定比色法,（一）方法原理 （二）操作步骤,返回,（一）方法原理,以NH4OAC中的NH4+将土壤胶体上的Mn2+交换下来进入溶液，Mn2+在酸性条件下，用适当强度的氧化剂氧化为红色的MnO4-后进行比色测定。,返回,下一页,锰的氧化可采用高碘酸钾或高硫酸铵。高碘酸钾比色
13、法测定锰的原理，是利用高碘酸钾在热的酸性溶液中，将Mn2+氧化成MnO4-，反应式如下 2Mn2+5IO4+3H2O 2MnO4+5IO3+6H+,返回,下一页,以上反应在含有H2SO4、H3PO4，H2SiO3的酸性溶液中进行很快。当锰的浓度小时，须酸度为2mol/l，锰含量增高后须3.5 mol/l的酸度。但酸度过高，紫色又将减褪而具微黄色。本法测定范围在0.18ppm。,返回,下一页,溶液中含有Fe2+、硫化物、亚硝酸盐、溴化物、氯化物、碘化物、草酸盐以及其它的还原性物质，则须事先加HNO3或HNO3和H2SO4的混合酸蒸发，以去除或分解这些物质。当有大量三价铁时，则可加入磷酸，H3PO
14、4能与Fe3+结合成无色的络合物Fe（PO4）23-，从而防止过碘酸高铁的沉淀。,返回,下一页,高硫酸铵同高碘酸钾同样亦可作为氧化剂使锰显色，其与高碘酸钾不同之处，即须加AgNO3为接触剂。本法的优点是更适于含锰量低时(550微克)显色迅速。,返回,（二）操作步骤,1、称取土壤样品10.00克，加1mol/l NH4OAC溶液l00毫升，在振荡机上摇动30分钟。以后在6小时内间歇摇动，过滤于干三角瓶中。,返回,下一页,2、吸取滤液2050毫升（约含锰0.010.3毫克，即使在50毫升容量瓶中显色时锰的浓度在0.26ppm范围内）放入100毫升烧杯中，在电热板上蒸干。待NH4OAC烟雾不再发生为
15、止。取下烧杯放冷，加浓HNO35毫升和30H2O22毫升，加盖表面皿后于水浴上加热30分钟，以氧化有机质。然后取下表面皿蒸发溶液使干，加水20毫升，浓HNO32毫升，85H3PO42毫升和KIO40.3克，加盖再在电热板上加热煮沸5分钟，使完全显色，通过小漏斗倒入50毫升容量瓶中，并用少量水洗净烧杯，冷却后，定容混匀后在540nm波长下进行比色测定。,返回,下一页,绘制标准曲线,吸取20ppm标准锰液2.5，5.0，10.0，15.0，20.0毫升于50毫升容量瓶中，同上加水20毫升，浓HNO32毫升，85H3PO4 2毫升KIO40.3克各试剂后加热显色。定容。制得含锰1、2、4、6、8pp
16、m标准溶液。用540nm滤光片测得吸收值后绘制标准曲线。,返回,三、土壤中易还原态锰的测定比色法,（一）方法原理 （二）操作步骤,返回,（一）方法原理,原理同交换性锰,返回,（二）操作步骤,将已测定交换性锰的土壤样品移入原三角瓶中，加1mol/lNH4OAC+0.2对苯二酚溶液100毫升，放置6小时，并不断摇动悬浮液以使完全平衡，然后过滤于干的三角瓶中。吸取1020毫升滤液(同上要求含锰约0.010.3毫克范围内)于烧杯中，加入浓HNO310毫升，蒸发至干以破坏对苯二酚等还原性物质，以下加试剂显色与交换性锰测定相同。,返回,四、植物中锰的测定,（一）方法原理（二）操作步骤（三）注意事项,返回,
17、（一）方法原理,原理同土壤中交换性锰,返回,1、干灰化法 称取经烘干磨细植物样品5.000克，置于瓷坩埚中，先在低温下炭化，然后将瓷蒸发皿放高温炉中，在550一600温度灼烧至得到白色的灰分。冷却后加数滴浓HNO3润湿灰分，加水12毫升，加热溶解，再加入1：1H2SO412毫升，蒸发至冒白烟。 将蒸发皿中沉淀溶解于水，然后洗入50毫升容量瓶中，若有少量沉淀则滤入容量瓶，滤纸须预先用0.05mol/l硫酸洗净，滤纸上的沉淀用少量0.05mol/lH2SO4洗涤。以下可用高碘酸钾比色法测锰(见土壤交换性锰的测定步骤)。,（二）操作步骤,返回,下一页,2、湿灰化法称取2.5克经烘干磨细的植物样品放入
18、250毫升开氏瓶中，加浓HNO32毫升，60过氯酸1毫升和浓硫酸5毫升，混合均匀后在电炉上加热，至开始出现棕色烟雾后移下开氏瓶。放置15分钟左右使剧烈反应停止，继续加热到出现H2SO4的白色烟。待溶液清亮后继续加热23分钟，放冷。仔细地洗入50毫升容量瓶中，加85H3PO42毫升，加水使约达4547毫升，然后加入KIO40.3克，于水浴上煮沸显色（也可用高硫酸铵法）。冷却，定容后用540nm滤光片进行比色测定，同时配制系列标准溶液，绘制标准曲线。,返回,（三）注意事项,当样品中含钙较多时，则不加硫酸，而将残留物蒸干23次，而且每次加入少量硝酸。,返回,下一页,若在酸溶液中不溶解的沉淀量相当大时
19、，则须加HF酸处理。为此加数毫升HF及数滴硫酸，而将混合酸蒸发至H2SO4蒸气出现，溶解残留物于少量稀H2SO4中，将溶液过滤入50毫升容量瓶中，而在此溶液中测定锰。,返回,第六节 土壤和植物中铁的测定,一、概述二、土壤中有效铁的测定三、石灰性土壤中有效铁的测定（一）四、石灰性土壤中有效铁的测定（二）五、植物中铁的测定,返回,一、概述,土壤中有效铁的含量不一，在石灰性土壤中有效铁含量只有几个mg/kg，往往不能满足作物需要而出现缺铁症状。植物中含铁量约在7一1300ppm，通常在100500ppm，但钙质土和盐渍土上植物的含铁量(200500ppm)一般可较酸性土稍高一些。,返回,下一页,浸出
20、液中微量铁的测定方法较多，有邻啡啰啉比色法，联吡啶比色法，以及氢硫基醋酸的比色法和原子吸收分光光度法。,返回,二、土壤中有效铁的测定,（一）方法原理（二）操作步骤（三）注意事项,返回,（一）方法原理,用1mol/l NH4OAC（pH4.8）浸提土壤中有效铁，用邻啡啰啉比色法测定。邻啡啰啉为与亚铁反应 ，生成(C12H8N2)3Fe2+红色稳定的络合物，在含铁量为0.16ppm范围内符合比尔定律。,返回,（二）操作步骤,1、称取12.5克风干土壤放入250毫升三角瓶中，加入NH4OAC浸提剂50毫升，加上塞子，置振荡机上摇动30分钟，每次作不加土而加其它试剂的空白试验。2、过滤或离心得到澄清的
21、滤液，吸取此清液10毫升二份放入比色管中，将第一管中加入10盐酸羟胺2毫升，混合均匀，再加入邻啡啰啉试剂2毫升，在第二管中加入10盐酸羟胺2毫升及水2毫升。,返回,下一页,3、将未加邻啡啰啉试剂的溶液于光电比色计或分光光度计上用510nm波长测定之。将此作为100透光度即在零点上。然后将已加显色剂试管的溶液在比色计上读取吸收值。从标准曲线上查得Fe ppm数，计算得到土壤中含有效铁量。,（二）操作步骤,返回,下一页,标准曲线的绘制,取6只50毫升容量瓶，分别用吸管加入0、5、10、15、20、25毫升的10ppm铁标准溶液，然后各加10盐酸羟胺溶液4毫升，摇匀，加邻啡啰啉试剂4毫升，滴加1N
22、NaOAc直至鲜亮橙红色或红色出现，再加入1 mol/l NaOAC5毫升加水至刻度摇匀，此即为0，1，2，3，4，5ppm系列标准铁溶液。 将上述溶液移入比色杯中，用5tOnm波长测定之。用空白调节透光度为100，读取系列标准铁溶液的吸收值，绘制标准曲线。,返回,（三）注意事项,1、首先须加入盐酸羟胺为还原剂，将铁还原为二价亚铁(Fe2+)。,2、颜色稳定须于pH 29范围内，但当有大量钙、磷离子时，为防CaHPO42H2O沉淀的形成，最好在偏酸的pH条件下显色。,返回,下一页,3、测定微量的铁，必须作空白试验，因许多试剂以及仪器皆极易污染铁元素，所以须有空白试验，较为准确。,（三）注意事项
23、,返回,三、石灰性土壤中有效铁的测定（一）,（一）方法原理（二）操作步骤,返回,（一）方法原理,用0.005mol/lDTPA(二乙三胺五乙酸)0.1mol/lTEA0.01mol/lCaCl2pH7.3溶液浸提石灰性土壤。DTPA螯合剂与土壤中金属离子产生螯合平衡。加入CaCl2减小土壤中CaCO3的溶解度。浸提液中加入TEA缓冲液控制pH值，用以防止过量的铁和锰溶解。DTPA浸提剂可浸出土壤有效铁在0.110ppm范围内，浸出后用原子吸收法测定，也可用邻啡啰啉比色法测定。,返回,（二）操作步骤,称取风干、经磨细过20目筛孔的土壤1.00002.0000克，放入150毫升三角瓶中，加DTPA
24、浸提剂20毫升，在振荡机上摇动2小时(振荡速度180次分)，过滤于干净瓶中，滤液中铁用邻啡啰啉比色法测定或用原子吸收法测定。,返回,四、石灰性土壤中有效铁的测定（二）（氢硫基醋酸浸提及显色比色测定法）,（一）方法原理（二）操作步骤,返回,（一）方法原理,石灰性土壤中有效铁用氢硫基醋酸浸提，其可与土壤中大部分的可溶性铁反应，包括磷酸高铁，新生成的Fe(OH)3和腐殖质中铁，然后在氢氧化铵碱性条件下，铁与氢硫基醋酸生成紫红色络合物，颜色与pH试剂浓度无关，并可稳定6小时，根据所生成颜色，进行比色测定，此中氢硫基醋酸(又称乙硫醋酸)既是浸提剂又是显色剂。,返回,（二）操作步骤,称取1.000克风干土
25、壤于三角瓶或大试管中，加(1：50)含CaCO3的氢硫基醋酸浸提剂10毫升，加塞，用力摇23秒钟，继续轻轻摇动1分钟，立即过滤。吸取滤液5毫升于50毫升容量瓶中，加水20毫升，加(1：10)氢硫基醋酸显色剂1毫升和浓NH4OH 56滴，定容。混合均匀后比色，使用540nm滤光片进行比色。标准曲线的绘制：分别吸取含铁5，10，20，30，40，60ppm的标准溶液1毫升。按上述步骤比色得铁标准曲线，其浓度分别为0.1，0.2，0.4，0.8，及1.2ppm Fe。,返回,五、植物中铁的测定,（一）方法原理（二）操作步骤,返回,（一）方法原理,将植物进行干灰化，加少量酸溶解，然后用盐酸羟胺将高价铁
26、(Fe3+)还原为二价铁(Fe2+)，在pH3.58.8时，Fe2+与联吡啶生成红色络合物，进行比色测定，测定范围为50毫升溶液中含有550微克铁(即相当0.11ppmFe)，除Fe以外，试剂几不与其他金属反应。在过量试剂存在下，在pH3.58.5间颜色无变化，测定最好在醋酸盐缓冲溶液中进行。,返回,（二）操作步骤,1、干灰化准确称取经烘干磨细通过60目筛子的植株样品约1.00002.0000克于瓷坩埚中先进行炭化，再于600高温炉中灰化，至得到白色灰分。用水溶解灰分，加入少量1：1HCI以助溶解完全，再洗入50毫升容量瓶中，使体积约为25毫升，按湿灰化后中和及显色进行测定。,返回,下一页,2
27、、湿灰化称取样品约2.0000克，放入三角瓶中，加浓HNO325毫升，在通风厨中放置过夜，于电热板上低温（200左右）加热30分钟，冷却后加60HClO45毫升，放置稍久，然后在电热板上继续加热，逐渐提高温度，待消化物残留较少，消化液呈白色透明时，再升高温度使高氯酸分解，冒白色浓烟，约23分钟即可分解完全，此时约剩有溶液23毫升(注意，勿烧干)，冷却后洗入50毫升容量瓶中，加0.22，6二硝基酚指示剂12滴，用1mol/lNaOH中和至微黄色，再滴加0.1mol/lHCl溶液，使黄色恰好消褪，加入1盐酸羟胺1毫升摇匀。再加入01。联吡啶显色剂2毫升，加水至刻度摇匀。放置30分钟，在分光光度计上用530nm波长进行比色。,返回,下一页,绘制标准曲线,系列：分别吸取标准铁(10ppm)溶液0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0毫升于50毫升容量瓶中，相当于含铁浓度为0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0ppm按同样操作步骤各加试剂显色后进行比色，分别读取吸收值，并绘制标准曲线。,返回,
