1、土肥分析测试基本知识,广西区土肥站 梁运献 2011年3月,主要内容 ：一、土肥分析常用计量单位 二、常用定量分析方法 三、测试结果的表示 四、误差五、结果计算六、质量控制,一、土肥分析常用计量单位,1、摩尔（M）物质的量的单位：每1摩尔任何物质含有阿伏加德罗常数（约6.021023）个微粒，用mol来表示。摩尔的建立把物质的微粒与可衡量的质量之间联系起来。2、摩尔质量（分子量）1摩尔物质的质量，用g/mol表示，不同物质的摩尔质量不同，数值与分子量相等。 物质的量与质量的关系:质量(用m表示)=物质的量(摩尔数)摩尔质量(分子量)如1mol的NaOH的质量1mol40g/mol=40g80g
2、的NaOH物质的量80402mol,3、浓度 （1）质量浓度（也叫百分比浓度）：用溶液中溶质的质量占全部溶液质量的百分率表示，符号为%。百分比浓度（%）=溶质质量/溶液质量100% 例如：25%的葡萄糖溶液就是指100克溶液中含葡萄糖25克。 （2）摩尔浓度：1升溶液中所含溶质的摩尔数，用符号mol/L表示。摩尔浓度（mol/L）=溶质摩尔数/溶液体积（升）例如：1升浓硫酸中含18.4摩尔的硫酸，则浓度为18.4mol。表示方式：c(H2SO4)= 18.4mol/L，或c(1/2H2SO4) = 36.8mol/L (注意两者之间的关系),（3）质量浓度与摩尔浓度两者之间的关系：摩尔浓度密度
3、1000ml百分比浓度摩尔质量（分子量）如：浓硫酸的摩尔浓度计算如下（密度为1.84g/ml，浓度为98%）：1.84100098%/9818.4mol/L浓盐酸的摩尔浓度（密度为1.2g/ml，浓度为3638%）：1.210003638%/36.511.812.5 mol/L,用处：a.配制20L 0.5mol/L的盐酸，需要吸取多少浓盐酸？摩尔数相等的原理：配置后溶液的摩尔数与吸取浓盐酸的摩尔相等。20L0.5mol/Lx12.5mol/L, x=20.5/12.5=24mlb.配制0.5mol/LNaHCO3 20L，需要称取多少NaHCO3？20L0.5mol/L84g/mol(分子量
4、)=840g(4)体积比浓度：如1：1，11HCl溶液，表示用1份体积浓HCl与1份水混合。,二、常用定量分析方法1、酸碱滴定法H+OH-H2O关键：根据滴定终点时的pH值，再查相关资料正确选用指标剂。（1）强酸强碱溶液或强碱滴定弱酸：氢氧化钠滴定盐酸溶液（标定酸时）：HCl+NaOH=NaCl+H2O，滴定终点pH为7,滴定终点时稍过量一点碱，指示剂应用大于7的酚酞（无色变红，变色范围pH8.69.0）。,盐酸滴定氢氧化钠（标定碱时）： 滴定终点时稍过量一点酸，指示剂应用小于7的甲基红（红变黄，变色范围pH4.46.2）。（2）其它溶液： 强碱滴定弱酸（如氢氧化钠滴定乙酸），滴定终点为碱性，
5、pH9左右。 强酸滴定弱碱（如盐酸滴定氨水），滴定终点为弱酸性，pH=5左右。,2、络合滴定法金属离子与络合剂形成稳定的络合物，如EDTA（乙二胺四乙酸，常用络合剂）与钙镁的络合滴定。Ca2+H2Y=CaY+2H+ Mg2+ H2Y =MgY+2H+关键： （1）溶液的酸度控制，上述的反应，不断有H+释放，因此要加入缓冲溶液控制溶液的pH值。 （2）对共存离子的掩蔽，如在钙镁测定中，利用强碱溶液使Mg形成沉淀而不干扰钙的测定。,3、氧化还原滴法如有机质的测定：在酸性溶液下，过量定量加入K2Cr2O7氧化样品中的有机物，剩余的K2Cr2O7通过硫酸亚铁滴定来测定，通过计算消耗的硫酸亚铁计算出样品
6、中有机物的含量。反应式：Cr2O72-+Fe2+14H+=2Cr3+Fe3+7H2O关键：溶液的酸度，因为反应中要消耗一定的H+。,4、沉淀分析法 （1）重量法两种离子反应生成沉淀，通过计算沉淀中的重量来计算样品中某种离子的含量。在肥料的分析中常用，如磷、钾的测定。K+四苯硼钠四苯硼钾（白色沉淀）,（2）沉淀滴定法如土壤中Cl-的测定：以K2Cr2O4为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-。反应式：首先Ag+Cl-AgCl白色沉淀，过量一滴AgNO3，则形成2Ag+ +Cr2 O42-Ag2 Cr2 O4砖红色沉淀指示终点。关键：K2Cr2O4指示剂要定量，不能太多，也不能太少。,5
7、、吸光光度法朗伯比耳定律：AKbc溶液的吸光度与溶液的吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。当吸收层厚度固定时，吸光度仅与溶液吸光物质的浓度成正比。AKc定量方法：先测定被测成分的不同浓度的吸光度，求出浓度与吸光度的直线方程，再根据待测液的吸光度通过方程求出被测成分的浓度。,土壤中有效硫的测定,上述方程中Y为吸光度，X为硫的浓度，那么测定液的浓度X（浓度）Y(吸光度)-0.001/0.0202,速效磷的测定：,Y为吸光度，X为磷的浓度，方程如下：测定液浓度（X）吸光度（Y）/1.028,利用电子表格求方程步骤,1. 先在电子表格输入不同浓度及吸光度，再点“插入”选择“图表”，选择“XY散点图”，选
8、择“下一步”,利用电子表格求方程步骤,2.选择“下一步”，数据选择区域即“C1:I2“,点完成。,利用电子表格求方程步骤,3.鼠标对准其中某个散，点右键，选择“添加趋势线”，点“选项”，在“显示公式、显示R平方值(R)”处打钩，点“确定”。,利用电子表格求方程步骤,结果如下：方程中Y为吸光度，X为浓度，求浓度时X（浓度）Y（ABS）0.0019(截距）/1.0236（斜率）,利用电子表格求方程步骤,4.求测定液浓度：计算公式为x（ABS-截距）/斜率即在E5格输入“(D5-0.0019)/1.0236”回即可。 5.求其它样品浓度：点E5格，右下方出现+号时往下拉即可。,光度法关键点： （1）
9、波长选择：要根据“吸收最大、干扰最小”的原则来选择波长。如钼蓝法测磷时吸收峰有2个，一个是760nm，一个是880nm，选择880nm可消除样品中有机物的颜色干扰。因为有机物的黄颜色在880nm处几乎无吸收。 （2）比色皿的选择：要检查比色皿的吸光度，不同比色皿的吸光度不能超过0.002，尽量用同一个比色皿可减少测定误差。,（3）控制适当的吸光度范围：一般控制吸光度在0.10.6较好，可通过两种方式：1）改变溶液的浓度通过增加或减少称量、稀释或标准加入等。如有效硫的测定，在低浓度的地方不成直线，为了测定低浓度的样品，可在样品和标准曲线中加入相同量的S标准溶液，一般加入量为曲线中最低点的加入量。
10、2）选择不同厚度的比色皿。上述S的测定是选择1cm的比色皿，如选择2cm或3cm的比色皿，效果会更好。,（4）样品溶液的吸光度要尽可能落在曲线的中间位置。 吸光度过高或过低都会存在一定误差。注意：超出曲线最高点时一定要稀释。 在较低点时可通过标准加入被测成份，计算时再减去加入量。（5）有色显色剂用量要定量。如硼的测定中，显色剂甲亚胺为淡黄色，硼与甲亚胺形成的络合物也是黄色，不同样品中甲亚胺用量不一会对结果产生较大误差。,6、发射光谱法与原子吸收法发射光谱法：被测金属离子在高温下发射光谱线，其谱线强度与溶液中金属离子的浓度成正比。用IKc表示火焰光度计法测定钾、钠及原子分光光计计中钾钠发射法测定
11、即是该原理。关键点：火焰温度不能太高，太高则容易产生电离，曲线下弯。如用原子吸收测定钾时，火焰要尽可能调小。,原子吸收法：空芯阴极灯发射特征谱线，待测溶液的金属离子在高温下原子化，对特征谱线进行吸收，其吸光度与金属离子的浓度成正比。用AKc关键点：（1）波长选择：与分光光度法相似，按“吸收最大、干扰最小”的原则来选择波长。（2）选择适当灵敏度：如土壤有效钾的测定浓度较高，要降低灵敏度，应选择灵敏度稍低的波长，由766.5改为769.9nm；调整燃烧头的角度，由180度转至90120度。,（3）空白测定问题：建议一般不要在仪器上进行直接扣除，特别是曲线做得不太好，样品溶液浓度较低时，扣除空白极容
12、易出现负数。空白溶液吸光度较低，与标准曲线的0点吸光度差不多时可不扣空白。,三、测试结果的表示1.表示方式：(1)保留小数点后几位数。土壤有效磷：保留小数点后1位。 20.8mg/kg(2)保留几位有效数字。土壤有机质，保留3位有效数字。1.25g/kg，0.985g/kg,土壤中交换性钙、镁含量单位换算问题： 交换性钙（1/2Ca，cmol/kg）=13.1如何换算为mg/kg？交换性钙（1/2Ca，mg/kg）=13.11001/2Ca的摩尔质量1000 13.110201000 2720mg/kg交换性镁（1/2Mg，cmol/k）=2.76换算为mg/kg方法： 交换性镁（1/2Mg，
13、mg/kg）=2.761001/2Mg的摩尔质量1000=2.76100121000 =331.2mg/kg,2.什么叫有效数字位数？从左边第一个非零数字起,至最未一位数字止的位数叫有效数字.如:0.00560 有效位数字3位.52.0 有效位数3位52 有效位数2位3.准确数52.0, 小数后一位的0为可疑数,非准确数字52 2为非准确数字0.00 与 0 是不一样.,4.有效数字的运算规则采取四舍六入，超五进位，恰五留双，用计算器计算时应在取最终结果前多留位有效数字或多留1位小数。如：取两位小数0.1250.12，0.1252 0.13,四、误差1.表达方式：有2种(1)绝对相差如有效磷，
14、平行测定10mg/kg时，允许绝对相差是0.5mg/kg。(2)相对误差如土壤速效钾，平行测定允许相对相差不大于5%。不同实验室测定，相对相差不大于8%。,2.误差含义：绝对相差测定值1-测定值2 绝对相差相对相差=-100%平均值,五、结果计算1、土壤中有效磷的测定：称取2.50g土壤，加入50ml碳酸氢钠浸提剂，提取后吸取5ml溶液用25ml比色管进行比色分析，测得待测液浓度为0.35g/ml，求样品的有效磷含量。 计算公式：有效磷（P，mg/kg）=CVD/m=0.352550/5/2.5 =35.0mg/kgC：表示待测液浓度0.35g/mlV：表示测定体积25mlD：分取倍数提取液总
15、体积/分取体积50/5m：样品质量2.50g,2、土壤中微量元素Fe的测定：称取10.0g样品加入DTPA50.0ml，提取后吸取10ml溶液稀释定容至100ml后进行测定，结果测定液浓度超出曲线范围，然后再从上述100ml溶液中吸取5ml稀释定容至25ml再进行测定，测得溶液的浓度为8.5g/ml，求样品中的有效铁的含量。有效铁（Fe，mg/kg）=CVD/m C=8.5g/ml,V=25ml，m=10g 分取倍数D共分为2步 第1步：50ml溶液中取10ml，分取倍数为50/10； 第2步：100ml中取5ml，分取倍数为100/5。 总的分取倍数为D50/10100/5100 有效铁（F
16、e，mg/kg）=8.52510021250,六、质量控制1、标准样 分别购置1个以上土壤及植株标准样。可与广西农仪公司联系购买，也可以与网上联系购买。土壤网购地址：地球化学标准物质网：http:/ 或ASA-3a或GBW07413(ASA-2)、BW07414(ASA-3)植株标样选择：GBW(E)080684大米粉成分分析标准物质或GBW10014生物成分分析标准物质圆白菜。,2、参比样(1) 制备3个土壤参比样，每个不少于50kg。1个植株参比样，数量不少于5kg(干样)。(2)严格按要求定值将参比样品与标准样品同时进行多次测定，当标准样的测定结果在允许差范围内时，该次的参比样的结果才予
17、以采用，经取得10次以上有效结果后计算出参比样的平均值和标准差，上下2倍标准差范围作为日常质量控制的允许偏差范围(注意：不得超过实验室间允许的误差)。,举例有机质定值： 用电子表格计算，先求平均值，如下图得平均值为：34.0g/kg,选定函数,选定求平均值函数,求标准偏差，如下图回车后得标准偏差为：1.4,选函数,选标准偏差函数,因此有机质的定值范围是：34.02.8g/kg,3、日常质量控制(1)准确度控制每批样品(50个以下)必须加测标准样或参比样1个 ，如超差则要整批样品重测。(2)精密度控制 (平行测定)每批土壤样品必须做10%30%的平行。如果平行测试结果超过规定的允许差，需再加测一
18、次，取符合规定允许差的测定值报出。如果多组平行测试结果超过规定的允许差，应整批重作。 (3)重现性控制(留样再测)每批样品至少抽查上批样品1个以上。 如测试结果不合格应对上一批样品进行重测。,4、检测结果的审核主要审核检测结果的合理性，是否有异常结果。由化验室负负责人(或委托熟悉土肥知识的技术人员)负责实施。审核频率：100个样品审核1次。要求填写检测结果审核表与原始记录一起存档。,如何审核？将100个样品的各项检测结果输入到电子表格，用数据筛选排序，重点检查最大5个及最小5个结果，排队异常值，确保结果在合理范围内。检查内容： 土壤：(1)土壤养分空间分布规律(2)土壤养分的垂直分布规律(3)
19、土壤养分与成土母质的关系(4)土壤养分与地形地貌的关系(5)土壤养分与利用状况的关系(6)土壤养分之间的关系,植株：(1)是否在植株的正常范围内。 如：水稻稻杆全氮、磷、钾一般为0.8%、0.13%、1.8%水稻籽粒全氮、磷、钾一般为1.3%、0.25%、0.3%左右。(2)注意不同施肥区的区别。施肥区结果要高于不施肥区。,5、检测质量抽查每年对每人最少进行一次。做法：将参比样及原已检测的样品重新编号后以盲样形式分发给检测人员插入某一批次进行测定，如超差则要求检测人员查找原因，必要时要求检测人员对某一时段的已检测的样品进行重检。,土壤样品测试项目要求 （08、09年新建项目单位、0507年新建
20、项目县08年后采的样品按以下要求检测） 1、必测项目：共16项(1) 土壤质地(指测法)、 (2)水分(风/烘)、(3)pH、(4)石灰需要量(pH6.0)、(5)有机质、(6)全氮、(7)有效磷、(8)缓效钾、(9)速效钾、(10)交换性钙镁(pH6.5)、(11)有效硫、(12)有效铜、(13)有效锌、(14)有效铁、(15)有效锰、(16)有效硼。,2、选测项目：共10项(1)质地(比重计法)(2)容重 (3)田间持水量(4)交换酸(5)阳离子交换量(6)水溶性盐分(7)氧化还原电位(8)水解性氮、铵态氮、硝态氮(9)有效硅(10)有效钼,植株样品测试要求必测项目：全氮、磷、钾。 选测项目：粗有机物、中量、微量元素。(钙、镁、硫、铜、锌、铁、锰、硼、钼)进行中微量元素试验的样品必测所试验的元素,化学试剂的选择(1) 标准试剂表1 主要国产标准试剂的种类与用途,( 2) 一般试剂一般试剂是实验室最普遍使用的试剂，一般可分为四个等级及生化试剂等。一般试剂的分级、标志、适用范围及标签颜色列于表13中。指示剂也属于一般试剂。 表2 一般试剂的规格和适用范围,土肥分析试剂选择原则：1.没有说明的用分析纯试剂；2.标准溶液的标定用基准试剂或优级纯试剂；3.微量元素分析用优级纯试剂。,土壤有机质测定改进设备,谢谢大家！,
