1、植物矿质营养元素的测定 本节重点： 1、了解植物体内各营养元素的含量范围。 2、掌握植物体内全氮、磷、钾的测定方法。 3、了解植物钙、镁、硫的测定方法。 4、掌握植物微量元素的测定方法。,一、概述常量元素 含量范围 N 1-5% P 0.1-0.6% K 1-5% Ca 0.5-5% Mg 0.2-2% S 0.1-0.5%微量元素：Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo，含量范围为X-XXX mg/kg。,植物不同部位全氮、磷、钾含量的比较 植物样品类别 全N 全P% 全K%健壮茎叶 3 0.2 2 (15)* (0.10.5) (13)老熟茎叶 0.5 0.1 1(0.40.8) (0.030.
2、4) (0.52)种子 2 0.3 1(14) (0.20.6) (12) *( )内为多数样本的含量范围。,植物体内矿质营养元素测定待测液的制备前处理（预处理）过程待测液中元素的定量,二、植物矿质元素测定方法评述1、开氏法 1.1、H2SO4加速剂消煮法0.5-1g样品，H2SO412ml，加速剂5g，此法只能测定植物全N，不能测定植物全P、全K。 1.2、H2SO4H2O2消煮法适用于植物全N、全P、全K联合测定。,2、干灰化法：适用于植物P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B 测定500-550C高温处理，有机质氧化成CO2，氮变成 氮的氧化物，NH3挥发，剩下的是灰分元素的氧化
3、 物或盐类，然后用盐酸（10%）溶解，制备的待测 液除不能测氮外，其他的元素都能测定。,干灰化法具体操作步骤： 称1.000g样放入30ml石英或瓷坩埚中，放在电炉上 慢慢升温至炭化不冒白烟止，转入马福炉中升温至 500C时，保持4 h。冷却后加入10ml 6mol/LHCl加 热沸腾3-5min，使灰分溶解，过滤至50ml容量瓶中， 用2%HCl多次淋洗至定容。,3、湿灰化法 3.1 H2SO4HNO3消煮法，可测定P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn 3.2 HNO3H2SO4HClO4HNO3HClO4 H2SO4沸点 338C HNO3沸点120.5C HClO4沸点110C,H
4、NO3、H2SO4、HClO4三种酸的沸点不同，可 以根据消煮温度的不同要求，调节三酸的比例。 混合酸消煮浓度不会太高，且一定要有H2SO4 存在。 测Ca时，H2SO4量不能太多，因易形成CaSO4； 测K时，HClO4量不能太多，因易形成KClO4。 （一般比例为H2SO4：HClO4=8：1或12）。,三、植物全氮、全磷、全钾的联合测定H2SO4-H2O2法植物组织中，有机质的结构比土壤有机质者 较为简单，比较容易被氧化分解，有机氮比较容 易转化为铵态氮，各种形态的磷和钾也容易全部 释放，采用H2O2作为H2SO4消煮的氧化剂，对于 植物全N、P、K的测定可以获得满意的结果。,（一）方法
5、原理植物中N、P大多数以有机态存在，K以离子态存 在。样品在浓H2SO4，经脱水、碳化、氧化等一 系列作用，同时H2O2作为氧化剂，在热的浓H2SO4 中，分解出新生态氧，H2O2 H2O + O，其 具有强烈的氧化作用，能分解H2SO4所没有破坏 的有机物和C，变成CO2、H2O，使有机N、有机 P转化为NH4SO4、H3PO4，因此可在同一消煮液 中分别测定N、P、K。,过去认为H2O2作为加速消煮的氧化剂，不宜过早 加入，用量不能多，应少量的分次添加，加入后 的消煮温度不要太高，以防止有机氮被氧化成游 离的N2或氮的氧化物而损失。1987年，张淑民教授经过细致的研究提出H2SO4 H2O
6、2快速消煮的方法，可以加速消煮过程，省 时省电，测定结果准确可靠。,H2SO4H2O2快速消煮法* 具体步骤： 0.51g植物样品 + 5ml浓H2SO4 + 分两次加入4ml H2O2 （每次2ml） 再加入2ml H2O2再加入2ml H2O2 消煮至无色赶尽剩余的H2O2 定容 根据样品的特性，一般H2O2用量在810ml 左右。 注意：空白试验，以校正试剂误差。,360 C 消煮10min 有H2SO4蒸气回流，出现黑褐色,消煮10min,消煮20min,后煮10min,冷却至室温,（二）待测液中NH4-N的测定 NH4-N的测定方法很多，主要可用下三种方法测定。 1、蒸馏法（半微量，
7、1mgN）把消煮液定容100ml，取510ml蒸馏，和土壤全N测定一样。 2、扩散法（0.05-0.2mgN）稀释50倍，定容100ml，取2ml，和土壤碱解N做法一样。,3、靛酚蓝比色法（0.050.5ppmNH4-N） 稀释5万倍，如果手工n次稀释，误差大，不宜采用。 用自动仪器分析，自动稀释就可以应用，连续流 动分析仪（CFA）测定植物、土壤全N都是用靛蓝 比色法测定，准确度和精密度都很高。,（三）待测液中磷的定量 根据样品含P量的不同可选择不同的方法。1、钒钼黄比色法（1-20mg/L P）*（适于含P量比较高的植物样品） （1）方法原理：在一定酸度条件下，待测液中的正磷酸盐与偏钒 酸
8、铵和钼酸铵反应，生成黄色的三元杂多酸，溶液 黄色的深浅与磷的含量成正比，可用比色法测定。 三元杂多酸的大致组成是P2O5V2O522MoO3nH2O， 其中P:V:Mo=1:1:11。,（2）反应条件a.不同磷含量的波长选择P(mg/L) 1-6 2-15 4-17 7-20入(nm) 400 440 470 490b.试剂的终浓度：酸度：一般要求范围较宽，0.041.6mol/L，最好0.5-1.0mol/L。偏钒酸铵：0.005mol/L钼酸铵：0.01mol/L,c. 温度：影响小，室温即可。 d. 显色时间：15min后黄色稳定，稳定24小时。 e. 干扰离子：Fe3+、Al3+、Ca
9、2+、Mg2+1000mg/L，可通过控制吸液量来消除干扰。,（3）方法的优点a.操作简便、快速，常温下15min显色，且黄色稳定，长达24h。b.显色酸度范围宽，易于控制，对酸介质不严，可在H2SO4、HCl、HNO3下比色。c.干扰离子少。d.方法适用性广，可适用于植物、肥料中磷的测定。e.准确度高，相对误差在1-3%。,2、钼锑抗比色法（0.01-0.6mg/L P）（适于含P量低的植物样品，如老的茎、叶等）原理、步骤与土壤部分相同。,（四）待测液中钾的测定（火焰光度法）待测液稀释10倍，直接在火焰光度计上测定，同时测定工作曲线，可以从曲线上查出待测液的浓度。,四、植物钙、镁、硫、微量元
10、素的测定Ca、Mg： 干灰化法 HNO3-HClO4法EDTA滴定法原子吸收分光光度法S： HNO3-HClO4法BaSO4比浊法ICP法,Fe、Mn、Cu、Zn、B：干灰化法 HNO3-HClO4法原子吸收分光光度法ICP法,（一）待测液的制备1、干灰化 （1）炭化 （2）500-550C灰化。一般灰化4-6小时，灰分呈全白色或浅灰色。若灰化不彻底（黑色碳粒较多），取出冷却后加水（或1：1HNO3）2-3滴，蒸干后，再继续灰化2小时。用HCl溶解后转入25-50ml容量瓶中，定容后过滤，滤液待测。,测Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo时，HCl浓度不同， 用量不同。 1：1 HCl（6mol/
11、L），用1-2ml，溶解，用水定容。 1：9 HCl（1.2mol/L ）溶解，用1.2mol/L HCl定容。 B可用0.1mol/L HCl溶解 *要注意酸度一致（待测液与工作曲线）,2、湿灰化a、H2SO4HNO3消煮法b、H2SO4HNO3HClO4消煮法c、HNO3HClO4（8：2）可同时测P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn,HNO3HClO4消煮体操作步骤：称取烘干植物样1g于开氏瓶（消煮管中），加浓 HNO3:HClO4混合酸（8:2）15ml，放置数小时或过夜， 然后放在电炉上慢慢升温加热，使黄棕色烟（NO2）， 慢慢挥发再适当提高温度继续消化。大约至大量冒 白烟为止
12、。 这时，消化液呈白色透明状，约有2ml时， 取下（切勿蒸干）冷却后定容、过滤。,2、电感藕合等离子体发射光谱法（ICP-AES） （在高温）把样品激发激发态基态，发出特征波长的光，接收光信号，光电信增管多个，组成球面；或同时获取多条谱线，一次测定可以多种元素同时定量。,OPTIMA -3300DV 等离子体发射光谱仪,电感耦合等离子体原子发射光谱法 (Inductively Coupled Plasma -Atomic Emission Spectrometry, ICP-AES),原子发射光谱分析的优点:具有多元素同时检测的能力; 分析速度快; 选择性好; 检出限低,一般光源达10-0.1mg/L, ICP光源可达ug/L级; 准确度较高, ICP的相对误差可达1%以下; 试样消耗少; ICP光源校准曲线线性范围可达4 - 6个数量级 。,ICP-AES各元素的检出限（g/L）,本章小结：前处理方法定量方法,思考题： 1、请比较：钒钼黄比色法和钼锑抗比色法的异同点（从原理、比色波长、反应条件、适用范围、优缺点等方面进行比较）。 2、H2SO4H2O2消煮法的原理及快速消煮法的具体步骤。,
