植物总氮测定

13.2.1.1植株全氮的测定(不包括硝态氮，H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法)[4]13.2.1.1.1方法原理植物样品在浓H2SO4溶液中，历经脱水碳化、氧化等一系列作用，而氧化剂H2O2在热浓H2SO4溶液中分解出的新生态氧(H2O2——H2O2+[O])具有强烈的氧化作用，分解H2SO4没有破坏的有机物和碳。使有机氮、磷等转化为无机铵盐和磷酸盐等，因此可以在同一消煮液中分别测定N、P、K等元素的联合测定。该消煮液除可用半微量蒸馏法定氮外，还可用奈氏比色法测定溶液中氮的含量。奈氏(Nessler)比色法的原理如下：待测液中的铵在pH=11的碱性条件下，与奈氏试剂作用生成桔黄色配合物，其反应式如下：KOH2KI+HgI2——K2HgI4(奈氏试剂)K2HgI4+3KOH+NH3——Hg2O(NH4I)(桔黄色)+7KI+H2O上述显色过程受溶液pH的影响很大，溶液pH=4时不显色，从pH=4~11之间随pH升高而颜色加深，pH=11时显色完全，其桔黄色的深浅在显色液NH4＋-N的浓度在0.2~3mg·L-1时符合比耳定律。凡是在测定溶液中引起混浊的物质中Ca2+、Mg2+、Fe3+、S2-以及酮、醇等，在植物分析中主要是Ca2+、Mg2+离子的干扰，可加酒石酸钠配合掩蔽。13.2.1.1..2主要仪器开氏瓶(100mL)；控温消化炉，721分光光度计。13.2.1.1.3试剂（1）基本试剂：浓H2SO4；300g·L-1H2O2；100g·L-1酒石酸钠溶液；100g·L-1KOH溶液；（2）奈氏试剂：溶解HgI245.0g和KI35.0g于少量水中，将此溶液洗入1000mL容量瓶，加入KOH112g，加水至800mL，摇匀，冷却后定容。放置数日后，过滤或将上清液虹吸入棕色瓶中备用。（3）100μg·mL-1N(NH4+-N)标准溶液：称取烘干NH4Cl(分析纯)0.3817g溶于水中，定容为1000mL，此为100μg·mL-1N(NH4+-N)贮备液。用时吸上述溶液50mL，稀释至500mL，即为10μg·mL-1N(NH4+-N)工作液。13.2.1.1.4操作步骤⑴称磨细烘干的植物样品(过0.25~0.5mm筛)0.1000~0.2000g，置于100mL的开氏瓶或消化管中，先用水湿润样品，然后加浓H2SO45mL，轻轻摇匀(最好放置过夜)，瓶口放一个弯颈不漏斗，在消化炉上先低温缓缓加热，待浓硫酸分解冒白烟逐渐升高温度。⑵当溶液全部呈棕黑色时从消化炉上取下开氏瓶，稍冷，逐滴加入300g·L-1H2O210滴，并不断摇动开氏(注1)，以利反应充分进行。再加热至微沸10~20min，稍冷后再加入H2O25~10滴。如此反复2~3次，直至消煮液呈无色或清亮色后，再加热5~10min，以除尽过剩的双氧水(注2)。取出开氏瓶冷却，用少量水冲洗小漏斗，洗液洗入瓶中。⑶将消煮液用水定容至100mL，取过滤液(或取放置澄清的上清液)供N、P、K等元素的测定。消煮时应同时做空白试验以校正试剂误差。⑷取上述待测液1~5mL(注3)，置于50mL容量瓶中，加100g·L-1酒石酸钠溶液2mL，充分摇匀(注4)，再加入100g·L-1KOH溶液中和溶液中的酸(KOH的加入量可这样确定：另取一份待测溶液，以酚酞作指示剂，测定中和这份溶液所需KOH的mL数)，加水至40mL，摇匀，加奈氏试剂2.5mL，用水定容后充分摇匀。30min后用分光光度计比色，波长为420nm。在样品测定的同时需做空白试验，以校正试剂误差。⑸标准曲线的制作：分别吸取10μg·mL-1N(NH4+-N)标准液0，2.50，5.00，7.50，10.00，12.50mL置于6个50mL容量瓶中，显色步骤同上样品测定。此标准系列浓度分别为0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5μg·mL-1N(NH4+-N)，在420nm波长处比色。以空白消煮液显色后，调节仪器零点。13.2.1.1.5结果计算N(%)=ρ·V·ts×10-4/m式中：ρ——从标准曲线查得显色液N(NH4+-N)的质量浓度(μg·mL-1)V——显色液体积(mL)；ts——分取倍数，消煮液定容体积(mL)/吸取消煮液体积(mL)；m——干样品质量(g)。注释：(注1)H2O2滴加时应直接滴入瓶底溶液中，若滴在瓶壁上，H2O2会很快分解，失去氧化效果。(注2)溶液中残余的H2O2需要加热分解除去，否则会影响N、P的比色测定。(注3)如果待测液中氮含量太高。可将消煮液先稀释后，再吸取稀释液进行测定。(注4)奈氏比色法测定氮，常受钙、镁的离子的干扰，又因在碱性溶液中显色，显色后又非真溶液，故每加入一种试剂，必须充分摇匀，勿使局部浓度太高而产生混浊。当氨浓度太高时，也会产生混浊，此时必须减少待测液用量，或经稀释后，用稀释液进行显色。13.2.1.2包括硝态氮的样品的全氮测定(水杨酸-锌粉还原法)[4]13.2.1.2.1方法原理样品中的硝态氮在室温下与硫酸介质中的水杨酸作用，生成硝基水杨酸，再用硫代硫酸钠或锌粉使硝基水杨酸还原为氨基水杨酸。然后进行H2SO4-混合加速剂法消煮分解(注1)，将全部有机氮(包括硝态氮)转化为铵盐。铵态氮的定量可用半微量蒸馏法进行。13.2.1.2.2主要仪器：同4.1.2.2.2。13.2.1.2.3试剂1.固体Na2S2O3；2.还原锌粉；3.水杨酸-硫酸；4.其它试剂同4.1.2.2.3。13.2.1.2.4操作步骤称磨细烘干的植物样品(过0.25~0.5mm筛)0.1~0.20××g，置于100mL的开氏瓶或消化管中，先用水湿润瓶内样品，然后加含水杨酸或苯酚的浓硫酸10mL，摇匀后室温放置30min，加入Na2S2O3约1.5g，锌粉0.4g和水10mL，放置10min，待还原反应完成后，然后加混合加速剂(注1)按土壤全氮的开氏方法[4.1.2.2.4，2(1)]消煮分解。取出开氏瓶冷却，用少量水冲洗小漏斗，洗液洗入瓶中。将消煮液用水定容至100mL，取一定量溶液用半微量蒸馏法定氮(注2)(见4.1.2.2.4，3)。消煮时应同时做空白试验以校正试剂误差。13.2.1.2.5结果计算植株中N(%)=(V1-V0)×c×14×ts×10-3×100/m式中：V1—样品测定所消耗去标准酸的mL数；V0—空白试验所耗去标准酸的mL数；c—标准酸(H+)的浓度(mol·L-1)；14—氮原子的摩尔质量(g·mol-1)；10-3—mL将换算为L；ts—分取倍数，消化液定容体积(mL)/蒸馏时吸取待测液的体积(mL)；m—干样品质量(g)。注释(注1)此处不能用H2SO4-H2O2法分解含有大量Na2S2O3或Zn粉还原剂的样品。(注2)此法得到的待测液不能用于N、P的比色法测定。