土壤农化分析实验教学课件

土壤农化分析教案第一章：土壤概述1.1 土壤的定义与重要性1.2 土壤的组成与结构1.3 土壤的分类与分布1.4 土壤的功能与特性第二章：土壤样品采集与处理2.1 土壤样品的采集方法2.2 土壤样品的处理与保存2.3 土壤样品的代表性及误差分析2.4 土壤样品的前处理方法第三章：土壤物理性质分析3.1 土壤颗粒组成分析3.2 土壤密度与孔隙度分析3.3 土壤水分含量分析3.4 土壤温度与湿度分析第四章：土壤化学性质分析4.1 土壤pH值分析4.2 土壤有机质含量分析4.3 土壤养分含量分析（氮、磷、钾等）4.4 土壤重金属与污染物分析第五章：土壤生物学性质分析5.1 土壤微生物数量与活性分析5.2 土壤酶活性分析5.3 土壤动物类群与丰富度分析5.4 土壤肥力评价与改良措施第六章：土壤肥力评价与改良6.1 土壤肥力的概念与评价指标6.2 土壤养分平衡与施肥建议6.3 土壤改良方法与技术6.4 土壤生物肥力评价与提升第七章：土壤环境质量评价7.1 土壤环境质量的评价指标与方法7.2 土壤污染类型与来源7.3 土壤环境监测与风险评估7.4 土壤环境保护与修复策略第八章：土壤水分与土壤侵蚀8.1 土壤水分的分布与循环8.2 土壤侵蚀的类型与过程8.3 土壤侵蚀的监测与评估8.4 土壤保持与水土保持措施第九章：土壤生物多样性与生态系统服务9.1 土壤生物多样性的重要性9.2 土壤生态系统的功能与服务9.3 土壤生物多样性的保护与恢复9.4 土壤生态监测与保护策略第十章：土壤与农业可持续发展10.1 土壤与农业可持续发展的关系10.2 农业土壤利用与保护10.3 农业土壤管理技术与实践10.4 农业土壤可持续发展案例分析第十一章：土壤污染与修复技术11.1 土壤污染的类型与影响11.2 土壤污染物的检测与风险评估11.3 土壤修复的原理与方法11.4 土壤修复案例分析与技术应用第十二章：土壤地球化学分析12.1 土壤地球化学元素的基本特征12.2 土壤地球化学分析方法12.3 土壤环境地球化学评价12.4 土壤地球化学在农业中的应用第十三章：土壤与气候变化13.1 土壤与气候关系的概述13.2 土壤碳循环与温室气体排放13.3 气候变化对土壤的影响13.4 土壤碳减排与气候变化适应策略第十四章：土壤与植物营养14.1 土壤-植物营养关系的基本原理14.2 土壤养分的植物诊断与调控14.3 植物营养的土壤管理策略14.4 土壤-植物营养的可持续管理第十五章：土壤科学研究进展与未来趋势15.1 土壤科学研究的最新进展15.2 土壤科技的创新与发展15.3 土壤研究的前沿领域与挑战15.4 土壤科学的未来发展趋势与机遇重点和难点解析本文教案主要围绕土壤农化分析这一主题展开，涵盖了土壤的基本概念、采样与处理方法、物理性质、化学性质、生物学性质、肥力评价与改良、环境质量评价、水分与侵蚀、生物多样性与生态系统服务、农业可持续发展以及土壤污染与修复、地球化学分析、与气候变化、植物营养、科学研究进展与未来趋势等多个方面。

土壤农化分析（教案）第一章：土壤的组成与性质1.1 土壤的组成了解土壤的组成，包括矿物质、有机质、水分和空气等。

探讨各组成部分对土壤性质的影响。

1.2 土壤的性质学习土壤的物理性质，如土壤质地、结构、孔隙度等。

研究土壤的化学性质，包括酸碱度、有机质含量、养分含量等。

第二章：土壤样品采集与处理2.1 土壤样品的采集学习土壤样品采集的方法和技巧。

探讨不同土壤类型和不同采样点对样品采集的影响。

2.2 土壤样品的处理了解土壤样品的处理步骤，包括干燥、研磨、过筛等。

掌握处理过程中注意事项，确保样品的准确性和可靠性。

第三章：土壤养分的测定3.1 土壤有机质的测定学习土壤有机质的测定方法，如重铬酸钾滴定法、燃烧法等。

探讨不同方法的特点和适用条件。

3.2 土壤养分的测定了解土壤养分（氮、磷、钾等）的测定方法，如凯氏蒸馏法、钼锑抗比色法等。

掌握不同方法的操作步骤和注意事项。

第四章：土壤质量评价与监测4.1 土壤质量评价方法学习土壤质量评价的方法，如土壤质量指数、土壤污染指数等。

探讨不同评价方法的适用范围和局限性。

4.2 土壤监测与管理了解土壤监测的方法和技术，包括土壤样品的定期采集、分析等。

探讨土壤健康管理的方法和措施，如土壤改良、施肥等。

第五章：土壤污染与防治5.1 土壤污染类型与来源学习土壤污染的类型，包括重金属污染、有机污染等。

探讨土壤污染的来源，包括农业、工业、生活等。

5.2 土壤污染防治措施了解土壤污染防治的方法和措施，如土壤物理修复、化学修复、生物修复等。

探讨不同修复技术的适用条件和效果评估。

第六章：土壤肥力与植物营养6.1 土壤肥力的概念与评价理解土壤肥力的内涵，学习土壤肥力评价指标，如土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾等。

探讨土壤肥力评价的方法和土壤肥力分级。

6.2 植物营养与土壤关系学习植物所需主要营养元素（N、P、K等）的生理功能和植物营养诊断方法。

探讨土壤供应营养元素的能力及土壤-植物营养系统的平衡。

土壤农化分析实验前言为了适应教学、科研和生产的需要，我们编写了这本包括土壤、肥料、植物及农产品分析的《土壤农化分析实验》，作为广大农业科技工作者和高等院校、中等专业学校有关专业师生的实验教材或工具书。

考虑到分析条件等原因，书中有时在同一分析项目中并列了几个方法，可根据分析项目和要求等选择应用。

本书包括四个方面的内容。

土壤分析主要为土壤水分、土壤物理性质、土壤化学性质及土壤酸碱度的分析。

肥料分析主要为有机肥料、单质化学肥料及复合肥有效成分的分析。

植物分析主要为植物营养诊断、植物体常量元素及微量元素分析。

农产品分析主要为农产品中碳水化合物、糖分、淀粉、粗纤维、粗脂肪、Vc及氨基酸等的分析。

由于编者水平所限，书中疏漏，错误之处在所难免，敬请提出宝贵意见，以便进一步修改目录第一篇土壤分析 (8)1—1土壤样品的采集与处理 (8)1—1.1土壤样品的采集 (8)1—1.2土壤样品的处理 (9)1—2土壤水分的测定................................................ (10)1—2.1土壤吸湿水的测定.................................... . (10)1—2.2土壤田间持水量的测定.................................... . (10)1—3土壤有机质的测定................................................... (11)1—4土壤中氮的测定......................................................... (13)1—4.1 土壤全氮量的测定............................................... . (13)1—4.2 土壤水解性氮的测定 (14)1—5 土壤中磷的测定.................................................................................. .15 1—5.1 土壤全磷的测定 (15)1—5.2 土壤速效磷的测定 (17)1—6 土壤钾素的测定 (18)1—6.1 土壤速效钾的测定 (18)1—6.2 土壤全钾量的测定 (18)1—7 土壤阳离子交换量的测定 (19)1—8 土壤可溶性盐分的测定 (21)1—8.1 待测液的制备 (21)1—8.2 水溶性盐分总量的测定 (21)1—8.3 碳酸根和重碳酸根的测定 (21)1—8.4 氯离子的测定 (22)1—8.5 硫酸根离子的测定 (22)1—8.6 钙和镁离子的测定 (23)1—8.7 钠和钾离子的测定 (24)1—9 土壤微量元素的测定 (25)1—9.1 土壤有效硼的测定 (25)1—9.2 土壤有效钼的测定 (25)1—9.3 土壤中铜、锌、锰、铁的测定 (27)1—10 土壤酸碱度的测定 (27)1—10.1 混合指示剂比色法 (27)1—10.2 电位测定法 (28)1—11 土壤容重和孔度的测定(环刀法) (28)1—11.1 土壤容重的测定(环刀法) (28)1—11.2 土壤孔度的测定 (29)第二篇肥料分析 (31)2—1 肥料样品的采集与制备 (31)2—1.1 化学肥料样品的采集与制备 (31)2—1.2 有机肥料样品的采集与制备 (31)2—2 肥料含水量的测定 (31)2—2.1 常见化肥中含水量的测定 (31)2—2.2 有机肥料中含水量的测定 (29)2—3 氮素化肥分析 (32)2—3.1 氮素化肥总氮量的测定 (32)2—3.2 氮素化肥中铵态氮的测定 (33)2—3.3 氮素化肥中硝态氮的测定 (33)2—3.4 尿素中氮的测定 (34)2—4 磷素化肥分析 (34)2—4.1 磷素化肥全磷量的测定 (34)2—4.2 过磷酸钙中游离酸的测定 (35)2—4.3 过磷酸钙中有效磷的测定 (36)2—4.4 碱性热制磷肥有效磷的测定 (36)2—4.5 磷矿粉中全磷量的测定 (37)2—4.6 磷矿粉中有效磷的测定 (37)2—5 钾素化学肥料全钾量分析 (37)2—6 复合肥料的分析 (38)2—7有机肥料的分析 (38)2－7.1 有机肥料全氮量的测定（铁锌粉还原法） (38)第三篇植物分析 (40)3—1 植物样品的采集、制备与保存 (40)3—1.1 植物样品的采集 (40)3—1.2 植物组织样品的制备与保存 (41)3—1.3 植物微量元素分析样品的制备与保存 (41)3—2 植物营养诊断 (41)3—2.1 植株汁液和浸提液的制备 (41)3—2.2 试剂配制 (42)3—2.3 植物组织中硝态氮的测定 (42)3—2.4 植物组织中磷的测定 (43)3—2.5 植物组织中钾的测定 (44)3—3 植物水分的测定 (45)3—3.1 风干植物样品水分的测定 (45)3—3.2 新鲜植物样品水分的测定 (45)3—4 植物粗灰分的测定 (46)3—5 植物常量元素的分析 (47)3—5.1 植物全氮、磷、钾的测定 (47)3—5.1.1 植物样品的消煮 (47)3—5.1.2 植物全氮的测定 (48)3—5.1.3 植物全磷的测定 (48)3—5.1.4 植物全钾的测定 (49)3—5.2 植物全钙、镁的测定 (50)3—6 植物微量元素分析 (51)3—6.1 植物硼的测定 (52)3—6.2 植物钼的测定 (53)3—6.3 植物铁、锰、铜、锌的测定 (53)3—7 植物全碳的测定 (54)第四篇农产品分析 (55)4—1 农产品样品的采取制备与保存 (55)4—1.1 籽粒样品的采集、制备与贮存 (55)4—1.2 水果蔬菜样品的采集、制备与贮存 (55)4—2 水分的测定(植物产品) (56)4—3 蛋白质的分析 (58)4—3.1 开氏法测定粗蛋白质 (58)4—3.2 铜盐沉淀法测纯蛋白质 (59)4—4 农产品中碳水化合物的分析 (60)4—4.1 糖分的分析 (60)4—4.1.1 果蔬含糖量的测定 (61)4—4.1.2 作物可溶性糖的测定(蒽酮比色法) (62)4—4.2 淀粉的测定 (64)4—4.2.1 谷物中淀粉的测定(酸水解法) (64)4—4.2.2 酶水解法 (65)4—4.3 植物中粗纤维的测定(酸碱洗涤重量法) (66)4—5 植物中粗脂肪的测定 (67)4—5.1 油重法 (67)4—5.2 残余法 (68)4—6 植物中维生素C的测定(2%草酸浸提—2，6—二氯靛酚滴定法) (70)4—7 农产品酸度测定(滴定法) (72)4—7.1 总酸度测定(滴定法) (73)4—8 农产品氨基酸的测定 (74)4—8.1 单指示剂甲醛滴定法 (75)4—8.2 双指示剂甲醛滴定法 (75)4—8.3 茚三酮比色法 (76)4—9 果品硬度的测定 (77)4—10 果品中可溶性固形物的测定(折射仪法) (77)附录A (79)第一篇土壤分析1—1 土壤样品的采集与处理土壤样品的采集是土壤分析工作中的一个重要环节，是直接影响着分析结果和结论是否正确的一个先决条件。

土壤农化分析常用指标测定方法土壤有机质测定一、原理170-180 C条件下，用一定浓度的K2Cr2O7- H2SO溶液（过量）氧化土壤有机质，剩余的K2Cr2O用FeSO滴定，由消耗的K2Cr2O量计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质含量。

二、试剂1、0.4mol/L （1/6 K2Cr2O7-浓H2SO4标准溶液：称取经130C烘干的K2Cr2O7（AR）39.2245g容于水中，加热溶解后加入1000m浓H2SO定容至2000ml。

2、0.2mol/L FeSO溶液：称取FeSO4（ AR 56g容于水中，加浓硫酸5ml，稀释至1L。

标定：吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液置于250mL锥形瓶中，加入40ml水和3mL 浓硫酸，再加3滴邻菲啰啉指示剂，用FeSO标准溶液滴定至溶液由橙黄色经蓝绿色至棕红色为终点。

3、邻菲啰啉指示剂：称取1.485g邻菲啰啉（C12H8N2 • H2O）和0.695g硫酸亚铁（FeSO 4 • 7H 2O）,溶于100m水中，形成的红棕色络合物贮于棕色瓶中。

4、石英砂：粉末状三、实验步骤称取/ 0.25mn风干土0.5xxx-1.0xxxg于干燥试管中，加入少量水润湿样品，准确沿壁缓慢加入10.0ml K262O7- H2SO4溶液，摇分散土样，盖上小漏斗，放入铁丝笼中。

将铁丝笼放入已开启185-190 C油浴锅中（使温度在170-180 C）沸腾准确5分钟，取出稍冷，擦净试管外壁油污（同时做空白实验）；冷却后把溶液全部转移到200-250ml三角瓶中（最后体积控制在60-70ml），加入指示剂3 滴，用已知浓度的FeSO溶液滴定。

四、结果计算（V0-V）X C X 3.0 X 1000X 1.1 X 1.724有机质%= ------------------- X 100W式中：V0：滴定空白所用的FeSO 4溶液体积（ml）V :滴定样品所用的FeSO 4溶液体积（ml）C : 0.2mol/L FeSO 4溶液准确浓度3.0 : 1/4碳原子的摩尔质量（g/mol）1000：将ml换算为L1.1 :氧化校正系数1.724 : 土壤有机碳换算成土壤有机质的平均换算系数。

1第一章 土壤化学分析的基本知识 一、化学分析用水纯水制备：1、蒸馏法----蒸馏水（蒸馏器有玻璃、铜、石英等） （ 交换原理 交换性能影响因子） 高温处理，不易长霉。

但存留痕量金属离子；工厂、浴室——副产品蒸馏水，质量差，必须检查后才能使用。

2、离子交换法----去离子水（市售蒸馏水或去离子水必须经检验合格才能使用，实验室中应配备相应的提纯装置。

制备的水量大、成本低、除去离子的能力强，质量较高； 但未经高温灭菌易长霉。

中国实验室用水标准：一级水用于有严格要求的 分析测定,如液相色谱分析 用水等。

二级水用于无机痕量分析, 如原子吸收光谱分析用水 等。

三级水用于一般化学分析 实验。

速效磷： 钼锑抗试剂二、试剂标准与规格、取用及保存 （一）试剂标准试剂：市售包装的“化学试剂”或“化学药品”； 试液：用试剂配制成的各种溶液。

级别 一级水 二级水 三级水外观 无色透明液体 pH------ 5.0-7.5 电导率（μs/cm.25℃） ≤0.1 ≤1 ≤5 可氧化物质（mg/L ） ---＜0.08＜0.40吸光度（254nm ） ≤0.001 ≤0.01 --- SiO 2 （ mg/L ）＜0.01 ＜0.02 ---试剂标准：✌默克标准：化学家克劳赫编著，1971年出版，伊码纽尔·默克--德国伊默克公司（德文）；✌罗津标准：美国化学家约瑟夫·罗津，世界最著名的学者标准；✌ ASA规格：1986年（7版），美国化学学会分析试剂委员会编撰，美国最有权威的一部试剂标准。

✌我国标准：国家标准、部颁标准、企业标准3种（二）试剂规格与选用我国试剂基本按纯度分为：高纯、光谱纯、基准、分光纯、优级纯、分析纯和化学纯7种（三）试剂的取用（1）实验室里所用的药品，很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有毒的。

→使用时严格遵照有关规定和操作规程，保证安全。

不能手摸、嘴尝，不能把鼻孔凑到容器口闻气味（特别是气体）。

土壤农化分析常用指标测定方法土壤有机质测定一、原理170-180℃条件下，用一定浓度的K2Cr2O7- H2SO4溶液（过量）氧化土壤有机质，剩余的K2Cr2O7用FeSO4滴定，由消耗的K2Cr2O7量计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质含量。

二、试剂1、0.4mol/L（1/6 K2Cr2O7-浓H2SO4）标准溶液：称取经130℃烘干的K2Cr2O7(AR)39.2245g溶于水中，加热溶解后加入1000ml浓H2SO4定容至2000ml。

2、0.2mol/L FeSO4溶液：称取FeSO4（AR）56g溶于水中，加浓硫酸5ml，稀释至1L。

标定：吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液置于250mL锥形瓶中，加入40mL水和3mL 浓硫酸，再加3滴邻菲啰啉指示剂，用FeSO4标准溶液滴定至溶液由橙黄色经蓝绿色至棕红色为终点。

3、邻菲啰啉指示剂：称取1.485g邻菲啰啉（C12H8N2·H2O）和0.695g硫酸亚铁（FeSO4·7H2O），溶于100mL水中，形成的红棕色络合物贮于棕色瓶中。

4、石英砂：粉末状三、实验步骤称取∠0.25mm风干土0.5xxx-1.0xxxg于干燥试管中，加入少量水润湿样品，准确沿壁缓慢加入10.0ml K2Cr2O7- H2SO4溶液，摇分散土样，盖上小漏斗，放入铁丝笼中。

将铁丝笼放入已开启185-190℃油浴锅中（使温度在170-180℃）沸腾准确5分钟，取出稍冷，擦净试管外壁油污（同时做空白实验）；冷却后把溶液全部转移到200-250ml三角瓶中（最后体积控制在60-70ml），加入指示剂3滴，用已知浓度的FeSO4溶液滴定。

四、结果计算（V0-V）×C×3.0×1000×1.1×1.724有机质%= ×100W式中：V0：滴定空白所用的FeSO4溶液体积（ml）V ：滴定样品所用的FeSO4溶液体积（ml）C ：0.2mol/L FeSO4溶液准确浓度3.0：1/4碳原子的摩尔质量（g/mol）1000：将ml换算为L1.1：氧化校正系数1.724：土壤有机碳换算成土壤有机质的平均换算系数。

《土壤农化分析》一、谈谈你对《土壤农化分析》课程的特性及其与他课程的关系的认识；该课程在科研与生产中，尤其在指导合理施肥中有何作用？答：1、特性：土壤农化分析包括土壤分析、植物分析和肥料分析三个方面，本课程主要着重在土壤分析和植物分析两个方面。

土壤分析主要是土壤的基本化学特性分析，包括化学组成、肥力特性、交换性能、酸碱度、盐分等。

植物分析包括两方面，一是植物养分含量的分析，二是收获品质的分析，本课程着重在于植物养分含量的分析。

《土壤农化分析》是我们农业资源与环境专业的重要基础，它既是一门技术性较强的课程，又是一门应用学科。

既要学好基础理论、基本知识和基本操作，还要学会使用现代分析仪器；同时又要学好专业课和农学类课程，才能正确地把分析结果应用到生产实际和科学研究中去。

2、与其他课程关系的认识：本课程与《土壤学》《植物营养学》等课程密切相关，在我们实践与应用中，《土壤农化分析》为我们提供技术指导，根据不同的背景选择合适的分析方法，最终得到的数据我们可以结合土壤学、植物营养学等知识来进行分析，分析土壤的肥力情况、植物营养状况等以及了解出现这一结果的原因有哪些，《土壤农化分析》与我们学过的这些课程是相互交叉的，《土壤学》《植物营养学》等课程是教我们基础理论知识，《土壤农化分析》则是教我们如何将这些知识运用到实践中。

在学习过程中，我们应做到知识与实践相结合。

3、作用：土壤是农业生产的基础，摸清土壤底细，研究植物营养和作物施肥，都需要化学分析工作，土壤农化分析工作在进行土壤和作物营养诊断，指导作物施肥和提高农业生产上起了很重要的作用。

除此以外，土壤农化分析中土壤分析为土壤分类、土地资源开发利用、土壤改良、合理施肥等提供依据，其植物分析中研究在不同土壤、气候条件和不同栽培措施与施肥技术影响下，植物体内养分含量的变化，为合理施肥提供参考数据。

施肥的目的是为了营养植物，而植物营养又是指导施肥的理论依据。

要进行合理施肥不仅要根据植物营养的理论和植物营养的特点，还要考虑外界条件，包括气候土壤和栽培技术等因素，把他们当作一个整体，使用土壤农化分析中的技术来研究合理施肥的理论和技术，以发挥肥料增产的最大效益。

第一章土壤农化分析的基本知识主要介绍土壤农化分析用的纯水，试剂、器皿等基本知识。

1.实验室用纯水是如何得到的？它应符合哪些要求？怎样进行检验？答：纯水的制备常用蒸馏法和离子交换法。

蒸馏法是利用水与杂质的沸点不同，经过外加热使所产生的水蒸气经冷凝后制得，由于经过高温的处理，不易长霉。

离子交换法可制得质量较高的纯水——去离子水，一般是用自来水通过离子纯水器制得，因未经高温灭菌，往往容易长霉。

实验室用水的外观应为无色透明的液体。

按照我国国家标准《实验室用水规格》规定，实验室用水要经过pH、电导率、可氧化物限度、吸光度及二氧化硅五个项目的测定和实验，并应符合相应的规定和要求。

化学检验法：①金属离子。

水样10mL，加铬黑T—氨缓冲溶液（0.5g铬黑T溶于10mL氨缓冲液，加酒精至100mL）2滴，应呈蓝色。

如为紫红色，表明含有Ca、Mg、Fe、Al、Cu等金属离子；此时可加入1滴0.01mol·L-1EDTA二钠盐溶液，如能变为蓝色表示纯度尚可，否则为不合格。

②氯离子。

水样10mL，加浓HNO31滴和0.1mol·L-1AgNO3溶液5滴，几分钟后在黑色背景上观察完全澄清，无乳白色浑浊生成，否则表示Cl-较多。

③pH值。

应在6.5~7.5范围以内。

水样加1 g/L甲基红指示剂应呈黄色；加1 g/L溴百里酚兰指示剂应呈草绿色或黄色，不能呈蓝色；加1 g/L酚酞指示剂应完全无色。

2.离子交换树脂交换能力大小取决于哪些因素？答：①活性基团：活性基团越多，交换容量越大。

②网状骨架：网状骨架的网眼要适当，既要有一定的交换速度，又要有较高的选择性，在实际应用时，交联度（树脂骨架中所含交联剂二乙烯苯的质量百分率）以7％-12％为宜。

③树脂的粒度：粒度越小，工作交换量越大，但在交换柱中充填越紧密，流速就越慢。

树脂粒度适宜，一般在0.3-1.2mm（50-16目）之间为宜。

④温度：温度过高过低（低于0℃）对树脂的强度和交换容量都有很大影响。