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土壤含氮量的测量是农业、生态和环境研究中的基础工作。土壤氮素以有机态和无机态(主要是铵态氮 NH₄⁺-N 和硝态氮 NO₃⁻-N)形式存在,不同形态的测定方法不同。
1. 全氮(TN)测定
推荐方法:凯氏定氮法(Kjeldahl Method)
原理:土壤在浓 H₂SO₄ 和催化剂(如 Se、CuSO₄-K₂SO₄)作用下消煮,有机氮转化为 (NH₄)₂SO₄,再加 NaOH 蒸馏出 NH₃,用硼酸吸收后滴定。
标准依据:
中国:NY/T 2542-2014《土壤全氮测定》
国际:ISO 11261
操作简要:
称取风干土样 0.5–1.0 g
加浓 H₂SO₄ + 催化剂,380–420℃ 消煮至澄清
冷却后加 NaOH 至强碱性
蒸馏,NH₃ 被 2% 硼酸吸收
用 0.01 mol/L HCl 滴定,甲基红-溴甲酚绿指示终点
计算:

V:样品滴定体积(mL)
V0:空白滴定体积
C:HCl 浓度(mol/L)
m:土样质量(g)
0.014:1 mmol N = 0.014 g
替代方法:元素分析仪(Dumas 法)——高温燃烧 + 气相色谱,快速准确,适用于大批量样品。
2. 碱解氮(Alkaline Hydrolyzable Nitrogen)
又称“水解性氮”,是中国农田土壤有效氮的常用指标。
方法:碱解扩散法(或碱解蒸馏法)
原理:土壤与 NaOH 共热,有机氮部分水解为 NH₃,扩散或蒸馏后测定。
标准:LY/T 1228-1999 或 NY/T 2543-2014
扩散法简要步骤:
土样 + 1.8 mol/L NaOH 放入扩散皿外室
内室放 2% 硼酸 + 指示剂
密封,40℃ 恒温 24–48 小时
NH₃ 扩散至内室被吸收
用标准酸滴定
碱解氮 ≈ 无机氮 + 易矿化有机氮,单位:mg/kg
3. 铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(NO₃⁻-N)
必须用新鲜土壤样品! 风干会改变氮形态。
步骤共通:浸提 → 测定
(1)浸提
浸提剂:2 mol/L KCl 溶液(抑制微生物活动)
土液比:1:5 或 1:10(如 10 g 土 + 50 mL KCl)
振荡:180 rpm,1 小时
离心/过滤:4000 rpm,10 min,取上清液(0.45 μm 滤膜)
(2)测定方法
替代方法:
流动注射分析(FIA):高通量、自动化
离子色谱(IC):同时测 NH₄⁺、NO₃⁻、NO₂⁻ 等
硝酸根电极:快速但精度低
计算(以 NH₄⁺-N 为例):

C:标准曲线得浓度(mg/L)
V:浸提液体积(L)
D:稀释倍数
m:土样干重(kg)
典型值参考:
农田 NH₄⁺-N:5–30 mg/kg
NO₃⁻-N:2–20 mg/kg(设施菜地可达 100+)
来源:网络
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