1、在植物組織或農(nóng)畜產(chǎn)品分析中，樣品經(jīng)高溫灼燒，有機物中的碳、氫、氧等物質(zhì)與氧結(jié)合成二氧化碳和水蒸汽而碳化，殘留物呈無色或灰白色的氧化物稱為“總灰分”。它主要是各種金屬元素的碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、氯化物等。本章分為植物灰分測定、植物常量元素的測定、植物微量元素分析三節(jié)。由于植物的各種營養(yǎng)元素的分析測定方法在土壤分析部分大多已作介紹，學(xué)習(xí)的重點在灰分的測定，干灰化、濕灰化制備植物分析待測上，掌握分析待測液的制備方法和要點。在植物組織或農(nóng)畜產(chǎn)品分析中，樣品經(jīng)高溫灼燒，有機物中的碳、氫、氧等物質(zhì)與氧結(jié)合成二氧化碳和水蒸汽而碳化，殘留物呈無色或灰白色的氧化物稱為“總灰分”。 它主要是各種金屬元素

2、的碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、氯化物等。動物性原料的灰分含量由飼料的組分、動物品種及其它因素決定，植物性原料的灰分含量及其組分則由自然條件、成熟度等因素決定。此外灼燒條件也會影響分析結(jié)果，而且殘留物(灰分)與樣品中原有的無機物并不完全相同，因此用干灰化法測得的灰分只能是“粗灰分”?？偦曳趾渴瞧焚|(zhì)分析中經(jīng)常測定的項目之一，它是產(chǎn)品中無機營養(yǎng)物質(zhì)的總和。測定植株各部分灰分含量可以了解各種作物在不同生育期和不同器官中灰分及其變動情況，如用于確定飼料作物收獲期有重要參考價值。此外，樣品在適當(dāng)條件下灰化后，除了測定“總灰分”，必要時還可以在其中測定各組成分灰分元素，如：氮、磷、鉀、鈣、鎂、鈉和多種

3、微量元素，它們也是評價營養(yǎng)狀況的參考指標(biāo)之一。現(xiàn)在常用的灰分測定方法有下列幾種 1：(1)一般灰化法；(2)灰化后的殘灰用水浸濕后再次灰化；(3)灰化后的殘灰用熱水溶解過濾后再次灰化殘渣；(4)添加醋酸鎂或硝酸鎂或碳酸鈣等灰化；(5)添加硫酸灰化。前三種測定方法可以認(rèn)為本質(zhì)上相同，即均是“直接灰化法”，目前絕大多數(shù)農(nóng)畜產(chǎn)品均采用此法。對含磷、硫、氯等酸性元素較多，即陰離子相對于陽離子過剩的樣品，須在樣品中加入一定量的灰化輔助劑，補充足夠量的堿性金屬元素，如鎂鹽或鈣鹽等，使酸性元素形成高熔點的鹽類而固定起來，再行灰化。如目前國際上將添加醋酸鎂作為肉和肉制品灰分測定的標(biāo)準(zhǔn)方法5。而相對于以鉀、鈣、

4、鈉、鎂等為主的樣品，其陽離子過剩，灰化后的殘灰呈堿性碳酸鹽的形式，如：大豆、薯類、蘿卜、蘋果、柑橘等，一般還是采用“直接灰化法”，也可以采用通過添加高沸點的硫酸，使陽離子全部以硫酸鹽形式成為一定組分進行定量的方法，目前主要用于糖類制品的灰分測定2，此外通過測定食品中的電解質(zhì)含量，即“電導(dǎo)法”，也可間接測定食品中的總灰分，但目前該法只應(yīng)用于白砂糖的灰分測定?；一瘻囟纫话銜型?guī)定為525600，各種試樣因灰分量與樣品性質(zhì)相差較大，實用時灰化溫度不完全一致，實踐證明大于550會引起部分鉀、鈉的氯化物損失，超過600，其磷酸鹽也會有所損失，加熱的速度也不可太快，以防急劇干餾時灼熱物局部產(chǎn)生大量氣

5、體而至微粒飛失爆燃，而且在高溫時磷、硫等也可能被炭粒還原為氫化物而逸失。根據(jù)AOAC及AACC公定法，各種農(nóng)畜產(chǎn)品的灰化均有一定的溫度范圍1，2，3?；曳职慈芙馇闆r，測定內(nèi)容可包括：總灰分(即粗灰分)、水溶性灰分、水不溶性灰分、酸溶性灰分和酸不溶性灰分。水溶性灰分大部分為鉀、鈉、鈣等氧化物及可溶性鹽類；水不溶性灰分除泥、砂外，還有鐵、鋁等金屬氧化物和堿土金屬等的堿性磷酸鹽；酸不溶性灰分大部分為污泥摻入的泥沙，包括原來存在于樣品組織中的二氧化硅等，如面粉中這部分灰分超過0.25%即表示有砂石粉等混入。在本節(jié)中只介紹總灰分、水溶性灰分與水不溶性灰分及酸溶性與酸不溶性灰分的測定方法。應(yīng)特別指出的是一

6、些灰分元素在干灰化過程中，可能形成難溶的復(fù)雜硅酸鹽，尤其是富含硅的禾本科作物的灰分，即使用鹽酸長時間消煮也不溶解。例如錳、銅、鋅等會有其總量的1/4以上形成這類難溶物1。這對粗(總)灰分測定雖無影響，但對個別灰分元素，特別是微量元素的測定必將帶來嚴(yán)重誤差。此時可以用干灰化法與濕灰化法相結(jié)合的方法來制備待測液。13.1.1粗灰分的測定13.1.1.1直接灰化法(注1)13.1.1.1.1方法原理總灰分常用簡單、快速、節(jié)約的干灰化法測定。即將樣品小心加熱炭化和灼燒，除盡有機質(zhì)，剩下的無機礦物質(zhì)冷卻后稱重，即可計算樣品總灰分含量。由于燃燒時生成的炭粒不易完全燒盡，樣品上可能粘附有少量的塵土或加工時混

7、入的泥沙等，而且樣品灼燒后無機鹽組成有所改變，如：碳酸鹽增加，氯化物和硝酸鹽的揮發(fā)損失，有機磷、硫轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿猁}和硫酸鹽，質(zhì)量均有改變。所以實際測定的總灰分只能是“粗灰分”。13.1.1.1.2主要儀器1.灰化器皿：1525mL的瓷或白金、石英坩堝(注2)；2.高溫電爐：在525600能自動控制恒溫；3.干燥器：干燥劑一般使用135下烘幾小時的變色硅膠；4.分析天平；5. 水浴鍋或調(diào)溫鼓風(fēng)烘箱。13.1.1.1.3試劑1.硝酸(11)溶液；2.雙氧水(H2O2)=30%；3. 100gL-1NH4NO3溶液：稱硝酸銨(NH4NO3，分析純)10.0g溶于100mL水中。13.1.1.1.4操作步

8、驟1.樣品預(yù)處理(注3)：可以采用測定水分或脂肪后的殘留物作為樣品：(1)需要預(yù)干燥的試樣：含水較多的果汁、可以先在水浴上蒸干；含水較多的果蔬，可以先用烘箱干燥(先在6070吹干，然后在105下烘)，測得它們的水分損失量；富含脂肪的樣品，可以先提取脂肪，然后分析其殘留物。(2)谷物、豆類、種實等干燥試樣一般先粉碎均勻，但磨細(xì)過1mm篩即可， 不宜太細(xì)，以免燃燒時飛失。2.灰分測定： 將洗凈的坩堝(注4)置于550高溫電爐內(nèi)灼燒15min以上，取出，置于干燥器中平衡后稱重，必要時再次灼燒，冷卻后稱重直至恒重為止。準(zhǔn)確稱取待測樣品25g(水分多的樣品可以稱取10g左右)，疏松地裝于坩堝中。3.碳化

9、(注5)：將裝有樣品的坩堝置于可調(diào)電爐上在通風(fēng)櫥里緩緩加熱，燒至無煙。對于特別容易膨脹的試樣(如蛋白、含糖和淀粉多的試樣)，可以添加幾滴純橄欖油再同上預(yù)碳化。4.高溫灰化：將坩堝移到已燒至暗紅色的高溫電爐門口，片刻后再放進高溫電爐內(nèi)膛深處，關(guān)閉爐門，加熱至約525(坩堝呈暗紅色)，或其它規(guī)定的溫度(表13.1.)。燒至灰分近于白色為止，大約12h(注6) 。如果灰化不徹底(黑色碳粒較多)，可以取出放冷，滴加幾滴蒸餾水或稀硝酸或雙氧水或100gL-1NH4NO3溶液等，使包裹的鹽膜溶解，炭粒暴露，在水浴上蒸干，再移入高溫電爐中，同上繼續(xù)灰化。灰化完全后(注7) ，待爐溫降至約200時，再移入干燥

10、器中，冷卻至室溫后稱重。必要時再次灼燒，直至恒重。13.1.1.1.5結(jié)果計算(注8) 粗灰分， % =(m2-m1)/(m3-m1)100 式中：m1空坩鍋重(g)； m2灰化后(坩鍋+灰分)質(zhì)量(g)； m3(空坩鍋+樣品)質(zhì)量(g)； 13.1.1.1.6注釋 (適宜測定的樣品種類) (注1)該方法一般適用于大多數(shù)植物莖、葉、根、蔬菜、水果、飼料、茶葉、咖啡、堅果及其制品，牛乳、提取脂肪后的油脂類、糖及糖制品、魚類及其制品、海帶等試樣。 (注2)灰化容器一般使用瓷坩堝，如果測定灰分后還測定其它成分，可以根據(jù)測定目的使用白金、石英等坩鍋。也可以用一般家用鋁珀自制成適當(dāng)大小的鋁珀杯來代替，因

11、其質(zhì)地輕，能在525600的一般灰化溫度范圍內(nèi)能穩(wěn)定地使用，特別是用于灰分量少、試樣采取量多、需要使用大的灰化容器的樣品，如淀粉、砂糖、果蔬及其它們的制成品，效果會更好。(注3)各種試樣因灰分量與樣品性質(zhì)相差較大，其灰分測定時稱樣量與灰化溫度不完全一致，表13-1 所列條件可供參考。 (注4)新的瓷坩堝及蓋可以用FeCl3和藍(lán)黑墨水(也含F(xiàn)eCl36H2O)的混合液編寫號碼，灼燒后即遺有不易脫落的紅色Fe2O3痕跡的號碼。(注5)由于灰化條件是將試樣放入達到規(guī)定溫度的電爐內(nèi)，如不經(jīng)炭化而直接將試樣放入，因急劇灼燒，一部分殘灰將飛散。特別是谷物、豆類、干燥食品等灰化時易膨脹飛散的試樣，以及灰化時

12、因膨脹可能逸出容器的食品，如蜂蜜、砂糖及含有大量淀粉、魚類、貝類的樣品一定要進行預(yù)炭化。(注6)對于一般樣品并不規(guī)定灰化時間，要求灼燒至灰分呈全白色或淺灰色并達到恒重為止。也有例外，如對谷類飼料和莖稈飼料灰分測定，則有規(guī)定為600灼燒2h.。(注7)即使完全灼燒的殘灰有時也不一定全部呈白色，內(nèi)部仍然殘留有炭塊，所以應(yīng)充分注意觀察殘灰。(注8)有時灰分量按占干物重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，如谷物、豆類極其制品的國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)及谷物產(chǎn)品的國際谷化協(xié)會(ICC)標(biāo)準(zhǔn)灰分測定均按此表示。13.1.1.2添加醋酸鎂灰化法(注1)13.1.1.2.1方法原理谷物及其制品中，磷酸根陰離子一般過剩于陽離子，高溫時磷

13、等酸性元素易逸失，且灰化過程中形成鉀、鈉等磷酸鹽(如KH2PO4)，容易形成在較低溫度下熔融的無機物，因而包裹未灰化的炭，造成供氧不足，延長灰化時間，且難以灰化完全。因此添加灰化輔助劑，如醋酸鎂，過量的鎂與過剩的磷酸結(jié)合，殘灰不熔融，呈白色松散狀態(tài)，避免了磷的損失，灰化時間也可大大縮短，并且不損壞灰化容器。但同時須做空白試驗，校正加入的醋酸鎂量(灼燒后變成氧化鎂)。13.1.1.2.2主要儀器：同13.1.1.1.2。13.1.1.2.3試劑1.醋酸鎂溶液：稱取MgOAc (分析純) 6g于燒杯中，加蒸餾水50mL,再加1mL冰醋酸，邊攪拌邊在水浴上或電熱板加熱溶解，然后加450mL甲醇混合，

14、裝于細(xì)口的塑料瓶內(nèi)，蓋緊。2.其余試劑同13.1.1.1.3。13.1.1.2.4操作步驟樣品及灰化容器的預(yù)處理同13.1.1.1.4。將適量試樣(注2) 25g疏松地裝于灰化容器內(nèi)，稱重(精確到0.1mg)，用移液管準(zhǔn)確吸取醋酸鎂溶液5mL，均勻地灑布于試樣表面，使其全部濕潤。放置510min.，使過剩的甲醇完全蒸發(fā)。然后按13.1.1.1.4中炭化和高溫灰化步驟操作(注3)?？瞻诇y定： 與灰化試樣一樣，吸取醋酸鎂溶液5mL加到已知衡重的灰化容器內(nèi)，按與樣品測定完全相同的步驟進行操作。 表13-1各種試樣灰分測定條件*試樣名稱測定條件*試樣量(g)谷物及其制品(燕麥、大麥、小麥、玉米、蕎麥、

15、稻米、小麥粉及谷物粉類、谷物的副產(chǎn)品) B (1)B (5) 約550700 35谷物及其制品(糙米、大米、大麥仁、裸麥、麥仁、小麥、小麥仁)(麩皮、細(xì)麩皮、大豆粉、淀粉) B (5)B (1) 600600 53風(fēng)干植物莖葉等新鮮或含水多植物莖葉等淀粉、淀粉制品、甜食等水果及其制品蔬菜及其制品咖啡及其炒豆、茶葉、堅果及其制品牛乳、奶油、濃縮乳油脂 (1)A (1)B (1)AB(1)(2)(3)AB(1)(2)(3)B(1)(2)(3)AB (1)C (1)525525約525525約525約525550550600231020510255105104550糖密、砂糖及其制品蜂密肉及肉制品，

16、肉的提取物魚類及其海產(chǎn)品B(1)(2)(3)AB(1)B(1)(2)(3)(1)(2)(3)525600約52555035510352檸檬、桔子提取物和香精、香草提取物AB(1)(2)(3)約52510mL原糖、砂糖、粗糖密、白糖B (4)80035*此表摘自日本食品工業(yè)學(xué)會編，鄭州糧食學(xué)院譯，食品分析法1四川科技出版社，1986，稍有改動。*(A)作為前處理需要預(yù)干燥；(B)作為前處理需要進行預(yù)炭化；(C)作為前處理需要進行預(yù)灼燒。(1)一般直接灰化法；(2)灰化后的殘渣用水浸濕后再次灰化；(3)灰化后的殘渣用熱水溶解過濾，殘渣再次灰化；(3)硫酸灰化法1；(5)添加醋酸鎂灰化法。 13.1

17、.1.2.5結(jié)果計算粗灰分，%=(m2 -m1 -B)/(m3 -m1)100式中： m1空坩鍋質(zhì)量(g)； m2灰化后(坩鍋+灰分)質(zhì)量(g)； m3(空坩鍋+樣品)質(zhì)量(g)； B空白試驗時殘渣的質(zhì)量(g)。 13.1.1.2.6注釋(注1)含磷較高的種子樣品等，可以先加入一定量的硝酸鎂或醋酸鎂的甲醇或乙醇溶液后再灰化，溫度即使高達800也不至引起磷的損失。由于硝酸鎂容易導(dǎo)致爆燃，所以通常一般用醋酸鎂。同理，含硫、氯較高的樣品，可以用碳酸鈉或石灰溶液浸透后再灰化。(注2)稻、麥、玉米、蕎麥、蠶豆等谷物及其加工品，雞蛋，肉制品等試樣應(yīng)該盡量采用此法。因為這些樣品中磷等酸性元素含量相對較高。若

18、采用直接灰化法，具體測定條件見表13.1。(注3) 添加鎂灰化，即使高溫也不熔融，故理論上最好采用高溫，但是作為實用的灰化溫度，采用600也能得到實質(zhì)上與700灰化相同的測定值1。 13.1.2水溶性和水不溶性灰分測定將上述測定的粗灰分中加入蒸餾水25mL，蓋上表面皿，加熱至沸，用無灰塵濾紙過濾，并以熱水洗坩堝等容器、殘渣和濾紙，至濾液總量約為60mL。將濾紙和殘渣再置于原坩堝中，再進行干燥、炭化、灼燒、放冷、稱重。殘留物重量即為水不溶性灰分。粗灰分與水不溶性灰分之差，就是水溶性灰分，再根據(jù)樣品質(zhì)量分別計算水溶性灰分與水不溶性灰分的百分含量。 結(jié)果計算： 水不溶性灰分，%= ( m2- m0)

19、/ m100 水溶性灰分，% =粗灰分(%) - 水不溶性灰分(%) 式中：m0灰化容器質(zhì)量(g)； m2灰化容器和粗灰分的質(zhì)量(g)； m試樣的質(zhì)量(g)。 13.1.3 酸溶性和酸不溶性灰分的測定取水不溶性灰分或測定粗灰分所得的殘留物，加入100gL-1 HCl 25mL,放在小火上輕微煮沸5min。用無灰濾紙過濾后，再用熱水洗滌至濾液無氯離子反應(yīng)為止。將殘留物連同濾紙置于原坩堝中進行同上干燥、灼燒，放冷并且稱重。結(jié)果計算： 酸不溶性灰分，%= (m3 - m0)/ m100 酸溶性灰分，% =粗灰分(%)- 水不溶性灰分(%) 式中：m0灰化容器質(zhì)量(g)； m3灰化容器和酸不溶性灰分的

20、總質(zhì)量(g)； m試樣的質(zhì)量(g)。植物的常量元素通常指氮、磷、鉀、鈣、鎂和硫，它們是土壤農(nóng)化分析的常規(guī)分析項目。確定土壤養(yǎng)分的供應(yīng)狀況、診斷作物的營養(yǎng)水平和施肥效應(yīng)及肥料利用率等，一般都離不開測定其中一種或幾種元素，特別是氮、磷和鉀三要素的含量。在農(nóng)產(chǎn)品收獲物的品質(zhì)鑒定工作中，食品和飼料中蛋白質(zhì)的測定實際是其有機氮的測定，而磷、鉀、鈣等則是營養(yǎng)價值很高的灰分元素。植物體內(nèi)的氮主要以蛋白質(zhì)、氨基酸等有機氮的形式存在于植物組織中。一般植物體全氮含量在1.05.0%之間，尤以苗期或結(jié)實器官中含量較高。苗期作物、剛剛施用過大量氮肥后的作物，尤其是它們的莖葉營養(yǎng)器官、葉菜類作物，往往會有含量相當(dāng)高的硝

21、態(tài)氮，如西葫蘆016627 mgkg-1，甜椒16524 mgkg-1，土豆21916435 mgkg-1，甜瓜63077 mgkg-1，茄子83320 mgkg-1(Simonne等, 1998)。植物體內(nèi)的磷主要以磷脂、核酸、植素等有機態(tài)存在。植物種子內(nèi)的磷5080%以上以植素（PHYTIN）形態(tài)存在。與氮和鉀相比，植物含磷量相對較低，一般為0.20.5%， 而植物體內(nèi)的鉀幾乎都以無機離子態(tài)存在。鈣是植物體大分子物質(zhì)的重要結(jié)構(gòu)組分，部分鈣以交換態(tài)存在于細(xì)胞壁和質(zhì)膜外表面。鈣在細(xì)胞液泡內(nèi)占有很高比例，而細(xì)胞溶質(zhì)中鈣的濃度很低。一些鈣生植物體內(nèi)累積的鈣達到10%以上而仍能正常生長(Marsch

22、ner, 1996)。植物體含鎂量一般為0.251.0%，大致與含磷量相近，葉片內(nèi)6090%的鎂可以被水提取，510%的鎂在細(xì)胞壁中與果膠呈緊密結(jié)合或在葉泡內(nèi)呈易溶性的磷酸鹽，大約有625%的鎂與葉綠素結(jié)合，這個比例取決與植物鎂素的營養(yǎng)狀況。正常生長的作物體內(nèi)含硫量大多在0.10.5 %之間，卻基本都以有機態(tài)硫的形態(tài)存在。一般十字花科作物含硫量高于豆科作物，豆科作物又高于禾本科作物。鑒于不同植物和不同品種之間及同一作物不同生育期、不同部位間營養(yǎng)元素本身會有相當(dāng)大的差異，而不同營養(yǎng)環(huán)境常常又能十分顯著地影響這種變異，分析工作者應(yīng)盡可能了解樣品的特性，并在分析過程中采用相應(yīng)的方法減少干擾，縮小分析

23、誤差，對最后的結(jié)果作出合理的評判。 植物體內(nèi)氮主要以蛋白質(zhì)、氨基酸或酰胺等有機態(tài)存在，加上數(shù)量不等的硝態(tài)氮。有條件的實驗室現(xiàn)在也常采用杜馬氏(Dumas)方法的自動定氮儀，該法是將植物樣品充分燃燒，植物所有形態(tài)的氮均轉(zhuǎn)化為氮氣(N2)，通過計量氮氣的體積來計算樣品中的全氮量(Bergerson, 1980)。該法的主要缺點是儀器太貴，不能普及。植物全氮測定通常均用開氏法(Kjedahl)法，即用濃硫酸和混合加速劑或氧化劑消煮樣品，將有機氮轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮后用蒸餾滴定法測定?；旌霞铀賱?K2SO4或Na2SO4-CuSO4-Se)無疑能有助于快速分解植物樣品。近年來氧化劑的使用，特別是HClO4，H

24、2O2又引起人們的重視，因為H2SO4-HClO4，H2SO4-H2O2的消化液，均可同時測定N、P、K等多種元素，有利于自動化裝置的使用。前者氧化劑的作用過于激烈，容易造成氮的損失，使測定結(jié)果不夠穩(wěn)定可靠；后者如果控制好的H2O2用量、滴加的次數(shù)和滴加的速度， 使氧化作用不要太強，達到氧化還原的平衡，可以防止氮的損失，此法的主要特點是一次消煮，可以同時測定N、P、K等多種元素。對于含硝態(tài)氮較高的樣品，全氮量通常是將硝態(tài)氮與開氏法單獨測定的氮加在一起，其數(shù)值與杜馬氏方法測定的結(jié)果并不一致，但兩者可以有一定的比例（Simonne，1998）。若要使開氏法的測定結(jié)果包括硝態(tài)氮，一般需要將硝態(tài)氮還原

25、成為銨態(tài)氮，然后再進行開氏定氮。其做法通常是在樣品消化前，先用含有水楊酸的濃硫酸處理，使硝態(tài)氮在室溫下與水楊酸生成硝基水楊酸，再用硫代硫酸鈉或鋅粉使硝基水楊酸還原為氨基水楊酸；此外，也有先用金屬鉻粒在酸性條件下還原硝態(tài)氮。然后進行H2SO4-混合加速劑法消煮分解，將全部有機氮(包括氨基水楊酸)轉(zhuǎn)化為銨鹽。此處不能用H2SO4-H2O2法分解含有大量硫代硫酸鈉或鋅粉還原劑的樣品。該法得到的待測溶液也不能用比色法測定氮和磷。因此在選擇溶液中元素(包括氮)測定方法時應(yīng)該考慮樣品的分解方法，兩者應(yīng)該相互匹配。對蔬菜作物和其它可能含量高濃度硝態(tài)氮的樣品，研究植物全氮含量時，應(yīng)考慮測定方法的差異。待測液銨

26、態(tài)氮的測定習(xí)慣上多采用半微量蒸餾法，該法較為快速、準(zhǔn)確。若要進行大批樣品的分析， 最簡單的方法是采用擴散法，所需設(shè)備簡單，操作所費人力少，準(zhǔn)確度也能符合常規(guī)分析的要求。此外也可以用氨氣敏電極法測定，因消化液酸度很大，堿的加入量必須保證最后測定時，溶液pH大于11。靛酚藍(lán)比色法測定銨態(tài)氮的靈敏度很高，形成的顯色液為真溶液，若最后顯色液濃度過高，可以直接稀釋后比色測定，用自動比色儀測定十分方便；其缺點是催化劑硝普鈉有劇毒，使用時要十分小心。上述方法的測定原理、步驟、主要注意事項可參考土壤分析部分。植物樣品消煮液中銨離子測定，也常常使用下面介紹的奈氏(Nessler)比色法，該法較簡單、快速。需要強

27、調(diào)的是植物全氮含量遠(yuǎn)高于土壤中的氮，除了因消煮方法不同要注意不同的干擾因子外，樣品的稀釋倍數(shù)、中和待測液酸度的堿量也不盡相同；另外，空氣及測定環(huán)境中氣態(tài)的氨很容易被強酸溶液吸收而導(dǎo)致空白值增大，氨的污染應(yīng)引起我們足夠的重視。因此實驗室中測定氮的含量時，應(yīng)注意環(huán)境的清潔，如實驗過程中不能抽煙，不能使用氨水等能揮發(fā)出氨的試劑，注意實驗室不宜離衛(wèi)生間太近等。13.2.1 .1植株全氮的測定(不包括硝態(tài)氮， H2SO4- H2O2消煮，奈氏比色法)413.2.1.1.1方法原理植物樣品在濃H2SO4溶液中，歷經(jīng)脫水碳化、氧化等一系列作用，而氧化劑H2O2在熱濃H2SO4溶液中分解出的新生態(tài)氧(H2O2

28、H2O2 + O)具有強烈的氧化作用，分解H2SO4沒有破壞的有機物和碳。使有機氮、磷等轉(zhuǎn)化為無機銨鹽和磷酸鹽等，因此可以在同一消煮液中分別測定N、P、K等元素的聯(lián)合測定。該消煮液除可用半微量蒸餾法定氮外，還可用奈氏比色法測定溶液中氮的含量。奈氏(Nessler)比色法的原理如下： 待測液中的銨在pH=11的堿性條件下，與奈氏試劑作用生成桔黃色配合物，其反應(yīng)式如下： KOH 2KI + HgI2 K2HgI4(奈氏試劑) K2HgI4 + 3KOH + NH3 Hg2O(NH4I) (桔黃色) + 7KI + H2O 上述顯色過程受溶液pH的影響很大，溶液pH=4時不顯色，從pH=411之間隨

29、pH升高而顏色加深，pH=11時顯色完全，其桔黃色的深淺在顯色液NH4-N的濃度在0.23mgL-1時符合比耳定律。凡是在測定溶液中引起混濁的物質(zhì)中Ca2+、Mg2+、Fe3+、S2-以及酮、醇等，在植物分析中主要是Ca2+、Mg2+離子的干擾，可加酒石酸鈉配合掩蔽。 13.2.1.1.2主要儀器 開氏瓶(100mL)；控溫消化爐，721分光光度計。13.2.1.1.3試劑 1.濃H2SO4； 2. 300gL-1 H2O2 ； 3. 100 gL-1 酒石酸鈉溶液； 4. 100 gL-1 KOH溶液； 5.奈氏試劑：溶解HgI2 45.0g 和 KI 35.0g于少量水中，將此溶液洗入10

30、00mL容量瓶，加入KOH 112g，加水至800mL，搖勻，冷卻后定容。放置數(shù)日后，過濾或?qū)⑸锨逡汉缥胱厣恐袀溆谩?6. 100 gmL-1 N(NH4+-N)標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取烘干NH4Cl(分析純) 0.3817g溶于水中，定容為1000mL，此為100gmL-1 N(NH4+-N)貯備液。用時吸上述溶液50mL，稀釋至500mL，即為10gmL-1 N(NH4+-N)工作液。13.2.1.1.4操作步驟稱磨細(xì)烘干的植物樣品(過0.250.5mm篩)0.10000.2000g，置于100mL的開氏瓶或消化管中，先用水濕潤樣品，然后加濃H2SO45mL，輕輕搖勻(最好放置過夜)，瓶口放一個

31、彎頸不漏斗，在消化爐上先低溫緩緩加熱，待濃硫酸分解冒白煙逐漸升高溫度。當(dāng)溶液全部呈棕黑色時 從消化爐上取下開氏瓶，稍冷，逐滴加入300gL-1 H2O2 10滴，并不斷搖動開氏(注1)，以利反應(yīng)充分進行。再加熱至微沸1020min，稍冷后再加入H2O2510滴 。如此反復(fù)23次，直至消煮液呈無色或清亮色后，再加熱510min，以除盡過剩的雙氧水(注2)。取出開氏瓶冷卻，用少量水沖洗小漏斗，洗液洗入瓶中。將消煮液用水定容至100mL，取過濾液(或取放置澄清的上清液)供N、P、K等元素的測定。消煮時應(yīng)同時做空白試驗以校正試劑誤差。取上述待測液15mL(注3)，置于50mL容量瓶中，加100 gL-

32、1酒石酸鈉溶液2mL ，充分搖勻(注4)，再加入100 gL-1KOH溶液中和溶液中的酸(KOH的加入量可這樣確定：另取一份待測溶液，以酚酞作指示劑，測定中和這份溶液所需KOH的mL數(shù))，加水至40mL，搖勻，加奈氏試劑2.5mL，用水定容后充分搖勻。30min后用分光光度計比色，波長為420nm。在樣品測定的同時需做空白試驗，以校正試劑誤差。標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作：分別吸取10gmL-1N(NH4+-N)標(biāo)準(zhǔn)液0，2.50，5.00，7.50，10.00，12.50mL置于6個50mL容量瓶中，顯色步驟同上樣品測定。此標(biāo)準(zhǔn)系列濃度分別為0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5gmL-1 N(NH4

33、+-N)，在420nm波長處比色。以空白消煮液顯色后，調(diào)節(jié)儀器零點。13.2.1.1.5結(jié)果計算 N (% ) = Vts10-4/m 式中：從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得顯色液N(NH4+-N)的質(zhì)量濃度(gmL-1) V顯色液體積(mL)； ts分取倍數(shù)，消煮液定容體積(mL) /吸取消煮液體積(mL)； m干樣品質(zhì)量(g)。13.2.1.1.6注釋(注1) H2O2 滴加時應(yīng)直接滴入瓶底溶液中，若滴在瓶壁上，H2O2 會很快分解，失去氧化效果。(注2)溶液中殘余的H2O2 需要加熱分解除去，否則會影響N、P的比色測定。(注3) 如果待測液中氮含量太高?？蓪⑾笠合认♂尯?，再吸取稀釋液進行測定。(注4)奈

34、氏比色法測定氮，常受鈣、鎂的離子的干擾，又因在堿性溶液中顯色，顯色后又非真溶液，故每加入一種試劑，必須充分搖勻，勿使局部濃度太高而產(chǎn)生混濁。當(dāng)氨濃度太高時，也會產(chǎn)生混濁，此時必須減少待測液用量，或經(jīng)稀釋后，用稀釋液進行顯色。 13.2.1.2包括硝態(tài)氮的樣品的全氮測定(水楊酸-鋅粉還原法)413.2.1.2 .1方法原理 樣品中的硝態(tài)氮在室溫下與硫酸介質(zhì)中的水楊酸作用，生成硝基水楊酸，再用硫代硫酸鈉或鋅粉使硝基水楊酸還原為氨基水楊酸。然后進行H2SO4-混合加速劑法消煮分解(注1)，將全部有機氮(包括硝態(tài)氮)轉(zhuǎn)化為銨鹽。銨態(tài)氮的定量可用半微量蒸餾法進行。13.2.1.2 .2主要儀器：同4.1

35、.2.2.2。13.2.1.2 .3試劑 1.固體Na2S2O3 ； 2.還原鋅粉； 3.水楊酸-硫酸； 4.其它試劑同4.1.2.2.3。13.2.1.2 .4操作步驟稱磨細(xì)烘干的植物樣品(過0.250.5mm篩)0.10.20g，置于100mL的開氏瓶或消化管中，先用水濕潤瓶內(nèi)樣品，然后加含水楊酸或苯酚的濃硫酸10mL，搖勻后室溫放置30min，加入 Na2S2O3約1.5g，鋅粉0.4g和水10mL，放置10min，待還原反應(yīng)完成后，然后加混合加速劑(注1)按土壤全氮的開氏方法4.1.2.2.4，2(1)消煮分解。取出開氏瓶冷卻，用少量水沖洗小漏斗，洗液洗入瓶中。將消煮液用水定容至100

36、mL，取一定量溶液用半微量蒸餾法定氮(注2)(見4.1.2.2.4，3)。消煮時應(yīng)同時做空白試驗以校正試劑誤差。13.2.1.2 .5結(jié)果計算植株中N(%) = (V1 - V0)c14ts10-3100/m式中： V1樣品測定所消耗去標(biāo)準(zhǔn)酸的mL數(shù)； V0空白試驗所耗去標(biāo)準(zhǔn)酸的mL數(shù)； c標(biāo)準(zhǔn)酸(H+)的濃度(molL-1)； 14氮原子的摩爾質(zhì)量(gmol-1 )； 10-3mL將換算為L； ts分取倍數(shù)，消化液定容體積(mL) /蒸餾時吸取待測液的體積(mL)； m干樣品質(zhì)量(g)。13.2.1.2 .6注釋 (注1) 此處不能用H2SO4-H2O2法分解含有大量Na2S2O3 或Zn粉

37、還原劑的樣品。 (注2) 此法得到的待測液不能用于N、P的比色法測定。植物體內(nèi)磷主要以有機磷如核酸、磷脂、植素等的形態(tài)存在于植物組織中，有機磷須經(jīng)干灰化或濕灰化分解轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機正磷酸鹽。溶液中磷一般用比色法測定。濕灰化應(yīng)用不同比例的HNO3、H2SO4、HClO4的方法較為普遍，濕灰化法的消煮溫度不會超過混合酸的沸點，灰分元素不會形成難溶的硅酸鹽，而且當(dāng)用H2SO4或HClO4消煮時，可使SiO2充分脫水且使其吸附作用降至最低限度，不致造成灰分元素測定產(chǎn)生顯著的負(fù)誤差。但是由于試劑用量大，會帶來污染的危險，試劑空白值大。當(dāng)然加有HNO3的濕灰化法， 則不能在消煮液中同時測定氮。在干灰化法中，所用

38、的溫度有所不同，一般建議灰化溫度不超過500，而時間為28h，近年來，改進的干灰法中， 添加一些“助灰化劑”，在灰化時通O2，添加KHSO4等，幫助灰化；干灰化添加試劑量少，污染的可能性比濕灰化小，而且簡便易行。對于植物全磷的測定用H2SO4- H2O2消煮法，同時測定氮、磷和鉀較為方便?？傊椒ǖ倪x擇應(yīng)根據(jù)測定元素的各類、具體條件來決定。溶液中磷的測定，最常用的鉬藍(lán)比色法和釩鉬黃比色法，可根據(jù)樣品中磷的含量選用測定方法，當(dāng)磷的含量高時，選用釩鉬黃法為佳，反之則可用鉬藍(lán)法。 13.2.2.1植株中磷的測定(H2SO4- H2O2消煮，釩鉬黃比色法)13.2.2.1.1方法原理植物樣品經(jīng)H2S

39、O4- H2O2消煮分解制備待測液(同13.2.1.1.4)。待測液中正磷酸能與偏磷酸鹽和鉬酸鹽在酸性條件下作用形成黃色的雜聚化合物釩鉬酸鹽，其組成沿不能十分肯定，有人認(rèn)為是P2O5V2O522MoO3nH2O。溶液的黃色很穩(wěn)定，其深淺與磷含量成正比，可用比色法測定磷的含量。比色時可根據(jù)溶液中磷的濃度選擇比色波長400490nm，磷的濃度高時選擇較長的波長，較低時選用較短的波長。釩鉬黃法要求比色液中酸的濃度(即終濃度)很寬，極限是0.041.6molL-1(H+)；酸度太高時顯色不完全或不顯色，太低時則可能生成沉淀或其它物質(zhì)的顏色。釩酸鹽的終濃度范圍是8.010-52.210-3 molL-1

40、，通常用后一種濃度。鉬酸鹽的終濃度范圍是1.610-35.710-3 molL-1。在正常的室溫變化范圍內(nèi)對黃色強度無影響。黃色發(fā)生很快，在最初15min內(nèi)會降低約1.3%，以后至少2h內(nèi)很穩(wěn)定，在24h內(nèi)也無顯著變化。本法操作簡便快速，準(zhǔn)確度和重復(fù)性較好，相對誤差約為13%；靈敏度較鉬藍(lán)法低，適測范圍廣，約為120 mgL-1；對酸的濃度要求不嚴(yán)格，容易控制，在HNO3、HCl、H2SO4、HClO4等介質(zhì)中都可適用；干擾離子少，特別是Fe3+的允許量遠(yuǎn)高于鉬藍(lán)法，因此該法廣泛用于植物和有機肥料樣品中磷的測定。13.2.2.1.2主要儀器：消煮管(瓶)；控溫消煮爐；分光光度計。13.2.2.

41、1.3試劑1.釩鉬酸銨試劑：稱(NH4)6MoO244H2O12.5g溶于200mL水中。另將偏釩酸銨 (NH4VO3) 0.625g溶于沸水150mL中，冷卻后，加入濃 HNO3 125mL，再冷卻至室溫。將鉬酸銨溶液緩慢地注入釩酸銨溶液中，隨時攪拌，用水稀釋至500mL。2. 6molL-1 NaOH溶液：稱NaOH 24g溶于水，稀釋至100mL。3. 2,6-二硝基酚指示劑：2,6-二硝基酚0.25g溶于100mL水中。其變色范圍是pH2.4 (無色)4.0(黃色)。變色點是pH3.1。4. 50gmL-1 P標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取經(jīng)105烘干的KH2PO40.2195g，溶于水，移入10

42、00mL容量瓶，加水至約400mL，加濃硫酸5mL，用水定容。裝入塑料瓶中低溫保存?zhèn)溆谩?、其它試劑同13.2.1.1.3。 13.2.2.1.4操作步驟吸取13.2.1.1.4消煮好經(jīng)過濾的待測液2025mL(含P 0.251.0mg)，置于50mL容量瓶中，加2,6-二硝基酚指示劑2滴，用6molL-1 NaOH溶液中和至剛呈黃色，加入釩鉬酸銨試劑10.00mL，用水定容。放置15min后用波長450nm，在分光光度計上比色，以空白液調(diào)節(jié)儀器零點。標(biāo)準(zhǔn)曲線制作：分別吸取50gmL-1 P標(biāo)準(zhǔn)溶液0，1.0，2.5，7.5，10.0，15.0于50mL容量瓶中，同上述操作步驟顯色和測定，該標(biāo)

43、準(zhǔn)系列P的濃度分別為0， 1.0，2.5， 5.0，7.5，10.0，15.0gmL-1。13.2.2.1.5結(jié)果計算 全P (%) = V 分取倍數(shù)10-4 / m 式中：從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得顯色液P的質(zhì)量濃度(gmL-1 )； V顯色液體積(mL)； 分取倍數(shù)消煮液定容體積(mL) /吸取消煮液體積(mL)； m干樣品質(zhì)量(g)。 13.2.2.2植株中磷的測定(H2SO4-H2O2消煮，鉬銻抗比色法)413.2.2.2.1方法原理植物樣品經(jīng)H2SO4-H2O2分解(原理同13.2.1.1.1)。溶液中的磷用鉬銻抗比色法測定。13.2.2.2.2主要儀器：同13.2.2.1.2；13.2.2.2

44、.3試劑 1.濃H2SO4； 2. 300gL-1 H2O2 ； 3. 50gmL-1 標(biāo)準(zhǔn)溶液：同13.2.2.1.3(4)； 4.其它試劑同5.2.2.3。13.2.2.2.4操作步驟 吸取13.2.1.1.4消煮好經(jīng)過濾的待測液25mL(含P 525g)置于50mL容量瓶中，按照5.2.2.4，2調(diào)節(jié)溶液酸度和顯色步驟進行比色測定。標(biāo)準(zhǔn)曲線制作：同5.2.2.4，3。13.2.2.2.5結(jié)果計算：參照13.2.2.1.5。13.2.2.2.6注釋：參照5.2.2.6。(H2SO4- H2O2消煮，火焰光度計法)413.2.3.1方法原理植物體內(nèi)的鉀素幾乎全部以離子狀態(tài)存在于植物組織中，所

45、以植物中全鉀除了可以用上述干灰法或濕灰化法(H2SO4-H2O2)以外，如果單獨測定鉀，還可以用1molL-1 NH4OAC浸提法，或1molL-1 HCl浸提法，同時測定Ca、Mg、Cu、Zn等元素。待測液中的鉀可直接用火焰光度計法測定，方法快速方便，結(jié)果可靠準(zhǔn)確。由于植物樣品中鐵、鋁等的干擾比土壤分析中的較小，所以干灰化法或濕灰化法制得的待測液，也可以用火焰光度計法快速測定全鉀。其工作原理見6.2.2.1。13.2.3.2主要儀器：火焰光度計；其它同13.2.2.1.2。13.2.3.3 試劑 1.濃H2SO4； 2. 300gL-1 H2O2 ； 3. K標(biāo)準(zhǔn)溶液：同6.2.2.3，6。

46、13.2.3.4 操作步驟吸取13.2.1.1.4消煮好的待測過濾液5mL置于50mL容量瓶中，用水定容(注1)，用分光光度計測定K。標(biāo)準(zhǔn)曲線制作：同6.2.2.4，3。但必須加入與待測液中相同量的其它離子成分(即加空白消煮液5mL) (注2)。13.2.3.5 結(jié)果計算全K (%) = Vts10-4 / m式中： 從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得K的質(zhì)量濃度(gmL-1)； V測定液體積(mL)； ts分取倍數(shù)，消煮液定容體積(mL) /吸取消煮液體積(mL)； m干樣品質(zhì)量(g)。13.2.3.6 注釋 (注1) 溶液中的酸度對測定結(jié)果有影響(酸的存在將大大降低鈉光的強度)。酸濃度在0.2 molL-1時

47、對K、Na的測定幾乎無影響；一般不得超過0.25 molL-1。molL-1(注2) 標(biāo)準(zhǔn)液和待測液組成要基本相同，溶液組成(包括酸堿和陽、陰離子的濃度)的改變對測定結(jié)果都有影響，因此應(yīng)力求標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測溶液一致。植物全量鈣鎂測定樣品的分解，可用干灰化法和濕灰化法。濕灰化法，如果采用HNO3-HClO4-H2SO4三酸消煮法，并且同時測定磷、鉀時要注意鎂和鈣轉(zhuǎn)化為難溶的CaSO4，而且SO42-濃度太高時，對EDTA配合滴定或原子吸收分光光度法測定鈣都會帶來影響，因此鈣鎂的測定，以采用干灰化法為好。也可采用1 molL-1HCl浸提法測定鈣鎂和微量元素。溶液中鈣鎂的測定，目前都用EDTA配合滴

48、定法或原子吸收分光光度法。植物樣品中含磷量比較高，特別是種子中含磷很高而鈣鎂較少，因此在測定全鈣鎂時必須考慮解決磷的干擾問題。而用原子吸收分光光度法測定鈣鎂是一個快速而準(zhǔn)確的方法，應(yīng)用得比較普遍。 13.2.4.1EDTA配合滴定法13.2.4.1.1方法原理植物樣品經(jīng)干灰化后用稀鹽酸煮沸，溶解灰分中的鈣和鎂。待測溶液中Ca2+和Mg2+用EDTA直接滴定法測定。方法原理同13.1.1.1.1。對含磷較高的植物種子樣品則須用EDTA反滴定法，以免在堿性深液中生成磷酸鈣而造成負(fù)誤差。13.2.4.1.2主要儀器：馬福爐；瓷坩鍋(30mL)；半微量滴定管。13.2.4.1.3試劑 1.三乙醇胺(1

49、1)溶液。 2. 4 molL-1 NaOH溶液：稱氫氧化鈉(化學(xué)純)16.0g溶于100mL水中。 3. 0.01 molL-1 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液：取EDTA二鈉鹽3.720g溶于無二氧化碳水中，微熱溶解，冷卻后定容為1L。用標(biāo)準(zhǔn)Ca2+溶液標(biāo)定，方法同測定Ca2+。溶液貯于塑料瓶中。 4.標(biāo)準(zhǔn)Ca2+溶液：準(zhǔn)確稱取在105下烘干46h的CaCO3(分析純)0.5004g溶于0.5molL-1鹽酸溶液25mL中，煮沸除去二氧化碳，瓶用無二氧化碳水洗入500mL容量瓶中，定容。該溶液的濃度為0.01 molL-1(Ca2+)。 5.氨緩沖溶液(pH=10)：取NH4Cl溶于200mL水中加入濃

50、氨水(化學(xué)純)570mL，用水稀釋至1L，貯于塑料瓶中，并注意防止吸收空氣中的二氧化碳。 6. K-B指示劑：先取K2SO4(無水)研細(xì)，再分別取酸性鉻黑K2-(2-羥基-5-磺酸鈉-偶氮苯)-1,8-二羥基-3,6萘二磺酸鈉鹽0.5g和1g萘酚綠B研細(xì)，將三者混勻，貯于塑料瓶中，不用時放在干燥器中保存。13.2.4.1.4操作步驟按13.1.1.1.3進行灰化。冷卻后用少量水濕潤灰分，然后小心滴加HCl約20mL，慎防灰分飛濺損失，加熱至沸以溶解殘渣。用熱水將其無損地洗入100mL容量瓶中，冷卻后定容過濾，濾液備用。 1.直接滴定法(適用于一般莖葉樣品)。鈣的測定：吸收上述待測液10mL(約

51、含鈣15mg)，放入150mL三角瓶中，用水稀釋至50mL，加入11三乙醇胺2mL，搖勻，再加4 molL-1 NaOH 2mL，搖勻放置2min待Mg(OH)2沉淀后立即加入K-B指示劑0.10.2g，用0.01 molL-1 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫紅色突變?yōu)樗{(lán)綠色為終點。鈣+鎂總量的測定：另取上述待測液10mL(約含鈣15mg)，放入150mL三角瓶中，用水稀釋至50mL，加入11三乙醇胺2mL，搖勻，再加氨緩沖液5mL，搖勻。加入K-B指示劑0.10.2g，用0.01 molL-1 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫紅色突變?yōu)樗{(lán)綠色為終點。13.2.4.1.5結(jié)果計算I全Ca (%) = cV1

52、10-340.08ts 100/ m全Mg (%) = c(V2 - V1 )10-324.31ts 100/ m式中： cEDTA的濃度(molL-1 )； V1滴定鈣時消耗EDTA的體積(mL)； V2滴定鈣+鎂時消耗EDTA的體積(mL)； 10-3將mL換算為L； 40.08和24.31分別為鈣、鎂原子的摩爾質(zhì)量(gmol-1)； ts分取倍數(shù)，待測液定容體積(mL) /吸取待測液體積(mL)； m干樣品質(zhì)量(g)。 2.反滴定法(適用于一般種子樣品)鈣的測定：吸收上述待測液10mL(約含鈣15mg)，放入150mL三角瓶中，用水稀釋至50mL，加入11三乙醇胺2mL，搖勻，再加4 molL-1 NaOH 2mL，搖勻放置2min待Mg(OH)2沉淀后立即加入K-B指示劑0.10.2g，加入0.01 molL-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL，此時溶液呈藍(lán)色，然后用0.01 molL-1 Ca標(biāo)準(zhǔn)溶液反滴定過剩的EDTA，終點為藍(lán)綠色突變?yōu)樽霞t色。同時做鈣空白標(biāo)定：吸取空白液10mL(即1.2 molL-1 HCl 約20mL的稀釋液)同上步驟進行滴定。鈣+鎂總量的測定：另取上述待測液10mL(約含鈣15mg)，放入150mL三角瓶中，用水稀釋至50mL，加入11三乙醇胺2mL，搖勻，再加氨緩沖液5mL