1.14: 土壤养分分析: 氮、 磷和钾

1.提取氮 （硝酸盐没有₃^-）

1. 打开平衡、 设置在上面，重船和零余额。
2. 用一把铲子来衡量出的土壤 （干和筛） 10g 和转移到标记的 100 毫升烧杯。
3. 称出 0.1 g 硫酸钙和把它转移到烧杯。
4. 使用 25 毫升毕业缸措施 20 毫升的去离子的水和转移到烧杯。
5. 对于每个氮土壤样本重复步骤 1.1-1.4。
6. 用一根搅拌棒拌匀每个烧杯的内容。
7. 安全表顶部钻井液振动筛的样品和摇 1 分钟。

2.磷、 钾的萃取

1. 打开平衡、 设置称重船上，和零余额。
2. 用一把铲子来衡量出的 2 g 的土壤 （干和筛） 和转移到标记的 100 毫升烧杯。
3. 用 25 毫升的量筒来测量 20 毫升的土壤萃取剂在茶园 2 入气缸。转移到烧杯。
4. 对于每个磷、 钾的样本重复步骤 2.1-2.3。
5. 用一根搅拌棒拌匀每个烧杯的内容。
6. 在桌上振动台和奶昔 5 分钟的安全样品。

3.营养萃取过滤-此步骤将执行所有三个分析物 （硝酸盐、 磷和钾）

1. 安全真空喷射到漏斗软管的一端。
2. 安全到侧臂的烧瓶软管的另一端。
3. 通过一起捕捉缸装配漏斗和穿孔顶磁盘。通过橡胶塞子插入瓶确保顶部漏斗的顶部放置在顶部，侧臂烧瓶的组装的漏斗。
4. 地方 1 清洁滤纸上的漏斗。
5. 打开真空射流。
6. 慢慢地倒入漏斗，允许提取物排从土壤和成漏斗瓶底土壤提取液。
7. 把筛选提取物倒进一个新的标签上写的 50 毫升烧杯。如是，将分析此滤液。
8. 删除漏斗、 丢弃过滤纸，和冲洗漏斗和烧瓶用去离子水。使用空气射流干漏斗和烧瓶。
9. 对于每个土壤样品重复步骤 3.3-3.7。

4.样品分析与硝酸的颜色比较

1. 为空白的样本和查看管"B"的另一种颜色标签查看管一种颜色"S"。
2. 彻底冲洗用去离子水这两个颜色查看管。摇管要删除剩余的冲洗水。
3. 添加少量的样本提取物 （在准备步骤 1.1-1.7） 约 ¼ 英寸深、 查看管标记的颜色"S"。帽管有橡胶瓶塞并摇动它为 3 美国放弃此解决方案。
4. 将样品提取物添加到既管，直到半月板是即使有 5 毫升马克管 （磨砂区域底部）。
5. 将一个 NitraVer 5 粉枕头的内容添加到管明显的"S"。帽子和精确的一分钟大力摇管。
6. 管"S"和"B"入到比较器管"B"立即置于管"S"在里面和外面孔孔。
7. 等待 5 分钟，然后容纳一个光源的颜色比较器。旋转圆盘，直到管"B"的窗口中的颜色匹配管"S"窗口中的颜色。记录显示的颜色比较器框下部窗口中的浓度值 （毫克/升）。
8. 对于所有复制重复步骤 4.1-4.7 和记录平均。
9. 对于所有的硝酸盐样品重复步骤 4.8。

5.样品分析与磷酸的颜色比较

1. 使用 2.5 毫升滴管，2.5 毫升的过滤的样品提取液 （在步骤 2.1-2.6） 添加 25 毫升的量筒。
2. 稀释至 25 毫升马克用去离子水，塞，帽和反相混合。
3. 为空白的样本和查看管"B"的另一种颜色标签查看管一种颜色"S"。
4. 彻底冲洗用去离子水这两个颜色查看管。摇管要删除剩余的冲洗水。
5. 添加少量的稀释液约 ¼"深到颜色查看管明显的"S"。帽管有橡胶瓶塞，摇了几秒钟然后丢弃此解决方案。
6. 将样品提取物添加到既管，直到半月板是即使有 5 毫升马克管 （磨砂区域底部）。
7. 将一个 PhosVer 3 粉枕头的内容添加到"S"管。帽和一分钟大力摇管。
8. 管"S"和"B"入到比较器管"B"立即置于管"S"在里面和外面孔孔。
9. 3 分钟后完成一步 5.8，容纳一个光源颜色比较器。旋转圆盘，直到管"B"的窗口中的颜色匹配管"S"窗口中的颜色。在框中的下方显示区域，颜色磁盘将同时显示与选择的颜色强度对应的浓度值。记录显示在窗口中的浓度值。
10. 对于所有复制重复步骤 5.1-5.10 和记录平均。
11. 对于所有的磷样品重复步骤 5.10。

6.试剂加法和钾含量的分析

1. 使用 1 毫升滴管，将 3 毫升的钾样品提取液 （在步骤 2.1-2.6） 添加到 25 毫升缸。
2. DI 水加到 21 毫升马克缸上。坚决帽的油缸与橡胶瓶塞，颠倒混合。
3. 添加一个钾 2 试剂粉枕头到缸。
4. 将 3 毫升的碱性 EDTA 溶液添加到气缸。
5. 盖缸和反转几次混合。允许解决方案站 3 分钟。
6. 添加一个钾 3 试剂粉枕头的内容。
7. 坚定地盖缸和摇大力为 10 s。
8. 允许站立 3 分钟，白浊随着解决方案。
9. 同时进入缸直往下看，慢慢地插入钾试纸垂直解决方案直至从气缸不再可见的黑点。
10. 在那个位置持有量油尺和滚筒旋转，因此它可以在量油尺上看到的规模。在规模上量油尺的表面外观。记录上样品表面的交汇试纸规模的量油尺规模的数字。
11. 对所有的复制和平均重复 6.1-6.10。对于所有的钾样品重复 6.11。
12. 请参阅钾转换表测定土壤样品中的钾浓度。找到左边栏阅读量油尺并记录相应的 mg/L 浓度对右边一列。

可以进行土壤养分分析以提取三种主要的土壤常量营养素，即氮、磷和钾，并将它们与基于颜色的试剂相结合以确定它们的浓度。

氮、磷和钾是土壤肥料的主要成分。了解它们在土壤中的浓度可以让环境科学家了解用于支持植物生产的土壤中的养分缺乏或过剩，并提供对生态系统基本生物地球化学循环的一般见解。

可以使用化学物质结合感兴趣的常量营养素进行土壤养分分析。对于氮或磷，添加试剂，这些试剂与特定常量营养素的存在发生反应并产生有色产物。钾浓度是通过形成与钾浓度成正比的沉淀物来确定的。

这些方法简单、便宜、需要最少的设备，如果需要，可以在现场环境中进行。本视频将说明用于提取和量化这些常见土壤常量营养素的技术。

首先从收集的土壤样本中提取宏量营养素开始分析。使用硫酸钙提取氮;磷和钾使用 Mehlich 2 溶液提取，Mehlich 2 溶液是乙酸、氯化铵、盐酸、氢氟酸和软化水的溶液。然后可以通过真空过滤将悬浮液中存在的 Boundmacro 营养素与剩余的固体土壤成分分离。

提取出宏量营养素后，即可确定其浓度。对于氮，金属镉用于将硝酸盐还原为亚硝酸盐。这种镉存在于添加到土壤滤液中的预包装枕头中。亚硝酸盐离子与氨基苯甲酸反应生成重氮盐。它与龙胆酸结合，形成琥珀色溶液。

对于磷，钼酸钠与可溶性活性磷酸盐反应形成磷酸-钼酸盐复合物。然后被抗坏血酸还原形成钼蓝色。

两种溶液的颜色强度与营养浓度成正比。颜色比较盒用于分析硝酸盐和磷酸盐。将样本与空白样本进行比较，并转动色盘，直到两个查看窗口匹配。相应的营养浓度（以 mg/L 为单位）将显示在单独的窗口中。两种溶液的颜色强度与营养浓度成正比。

为了量化钾，土壤滤液中的离子与四苯硼酸钠结合形成四苯硼酸钾，一种白色沉淀物。沉淀物保持悬浮状态，导致浑浊度增加。

钾试纸用于量化沉淀物引起的浑浊度。将试纸放入样品中并降低，直到末端的黑点不再可见。棒子是逐渐标记的，可以使用转换图表将该刻度上的读数转换为钾浓度。

现在我们已经熟悉了土壤常量营养素提取和量化背后的原理，让我们来看看这些程序是如何在实验室中进行的。

一旦土壤样品被收集、正确运输和储存，就可以将它们带入实验室进行分析，从氮提取开始。首先，打开天平，将称重船放在上面，然后去皮。

用抹刀称取 10 g 干燥的过筛土壤样品，然后转移到贴有标签的 100 mL 烧杯中。接下来，称取 0.1 g 硫酸钙并将其转移到烧杯中。

用量筒量出 20 mL 去离子水，然后转移到烧杯中。用搅拌棒将烧杯的内容物彻底混合。对每个测试土壤样品重复这些添加。将样品固定在台式摇床上并搅拌 1 分钟。

要开始从土壤中提取磷和钾，请使用抹刀称出 2 g 干燥的过筛土壤样品，然后转移到贴有标签的 100 mL 烧杯中。用量筒测量 20 mL 的 Mehlich 2 土壤提取剂并转移到烧杯中。用搅拌棒将烧杯中的内容物充分混合。将样品固定在台式摇床上并搅拌 5 分钟。提取后，应使用真空瓶和 B？chner 漏斗对所有三种营养样品组进行真空过滤。

首先，打开真空喷射器，将土壤提取物溶液缓慢倒入漏斗中。提取物应从漏斗中排入培养瓶中。将滤液倒入干净、贴有标签的 50 mL 烧杯中。取出漏斗，丢弃滤纸，用去离子水冲洗漏斗和烧瓶。使用空气喷射器干燥漏斗和培养瓶。

现在营养样品已经过滤完毕，可以开始含量分析了。对于每项营养测试，首先用"S"标记彩色观察管，以表示样品。用 "B" 标记第二个字段表示空白。

用去离子水彻底冲洗两个彩色观察管，然后摇晃以去除剩余的冲洗水。将样品提取物添加至 ？？英寸在标有"S"的彩色观察管中。用橡胶塞盖住试管并摇晃 3 秒，然后丢弃溶液。

接下来，将样品提取物添加到两个试管中，直到弯月面与试管上磨砂区域底部的 5 mL 标记齐平。将一个氮气试剂枕的内容物添加到标有"S"的试管中。盖上盖子并剧烈摇晃试管 1 分钟。立即将两根试管放入比较器中，试管 "B" 在外孔中，试管 "S" 在内侧。静置5分钟

将比较器对准光源并旋转色盘，直到试管"B"窗口中的颜色与试管"S"窗口中的颜色相匹配。记录颜色比较器框下部窗口中显示的浓度值。

也可以使用颜色比较器分析样品的磷酸盐含量。使用滴管，将 2.5 mL 过滤后的磷样品提取物添加到 25 mL 量筒中。加入去离子水至 25 mL 标记处，用塞子加盖，然后倒置混合。将稀释的样品提取物加入约 ？？英寸深的彩色观察管中标有"S"以冲洗管。用橡胶塞盖住，摇晃几秒钟，然后丢弃溶液。

在两个试管中，加入样品提取物，直到弯液面与 5 mL 标记齐平。将一个磷试剂枕头的内容物加入"S"管中，盖上盖子，并剧烈摇晃 1 分钟。立即将彩色试管放入颜色比较器中，将空管放入外孔中，将样品管放入内孔中。静置 3 分钟。将比较器对准光源，然后旋转色盘，直到试管"B"的窗口与试管"S"的窗口颜色匹配。记录窗口中显示的值。

最后，可以分析样品的钾含量。使用滴管将 3 mL 钾样品提取物添加到 25 mL 圆筒中。将去离子水加入到圆筒上的 21 mL 标记处，用橡胶塞盖紧，然后倒置。接下来，向圆筒中加入一个钾 2 试剂枕。向圆筒中加入 3 mL 碱性 EDTA 溶液，用橡胶塞盖住，倒置数次混合。让溶液静置 3 分钟。加入一个钾试剂枕头的内容物，盖上圆筒并剧烈摇晃 10 秒。让溶液静置 3 分钟，因为出现白色浑浊。

直接向下看圆筒，慢慢地将钾试纸垂直插入溶液中，直到从上方不再看到黑点。将量油尺固定到位并旋转气瓶以查看刻度。在量油尺刻度上记录样品表面与量油尺相接处的数字。请参阅钾换算表以确定样品浓度（以 mg/L 为单位），在左侧列中找到试纸读数，并在右侧列中记录报告的相应 mg/L 浓度。

获得浓度后，可以使用养分范围表来评估样品质量并确定采样土壤是否需要养分改良，如果需要，需要改良多少。可以通过施用特定肥料来进行营养补充。

分析土壤土壤养分组成的能力具有广泛的应用，对人类群体或农业生态系统具有潜在影响。

不同的农作物对最佳生长有不同的潜在营养需求。例如，种植大豆和玉米等对氮要求较高的作物需要高氮水平。高水平的磷可以刺激和促进花或果实的生产。因此，在预期作物种植区测量土壤养分成分的能力可以使农民或土地管理者为土壤补充必要的养分，以成功种植他们的预期作物。

土壤的成分也会影响其保水能力，这反过来又会影响其支持不同动植物的能力。例如，低钾土壤的耐旱性较差，可能需要通过用适量的缺失养分对土壤施肥来补充营养。或者，可能需要灌溉来种植任何不表现出高耐旱性的植物。

土壤成分和养分质量也有助于告知土地管理者指定适当的土地用途。在土壤养分质量较差的地区，需要大量改造或补充才能种植农作物，留出土地用于开发建筑物或构筑物可能更合适。或者，可以将具有预期作物种植理想成分的区域指定并留出，以防止开发。

您刚刚观看了 JoVE 对土壤养分分析的介绍。您现在应该了解土壤常量营养素的重要性，如何从土壤中提取它们，以及如何确定它们的浓度。感谢观看！