土壤微生物量碳氮的测定

土壤微生物量的测定
一、土壤微生物生物量碳(氯仿熏蒸K2SO4提取-碳自动分析法)
1、试剂配制
(1)去乙醇氯仿制备:市售氯仿一般含有少量乙醇作为稳定剂,所以,使用前必须将其中的乙醇去掉。方法是量取适量的分析纯氯仿,按1  2(v : v)的比例与蒸馏水或去离子水一起放入分液漏斗中,充分摇动1min,慢慢放出底层氯仿于烧杯中,如此洗涤3次。得到的无乙醇氯仿中加入无水氯化钙,以除去氯仿中的水分。纯化后的氯仿置于暗试剂瓶中,在低温(4℃)、黑暗状态下保存。注意:氯仿具有致癌作用,所有操作必须在通风橱中进行。
(2)氢氧化钠溶液[c(NaOH)= 1mol L-1]
(3)硫酸钾浸提剂[c玻璃模具(K2SO4)= 0.5mol L-1]:取1742.6 g分析纯硫酸钾,用研钵磨成粉末装,倒于25L塑料桶中,加蒸馏水至20L,盖紧螺旋盖置于摇床(150 r min-1),溶解24 h。
(4)六偏磷酸钠溶液(5%,pH2.0):50.0g分析纯六偏磷酸钠溶于800ml双蒸水,用分析纯浓磷酸调节至pH2.0,再用双蒸水定容至1L。注意:六偏磷酸钠溶解速度很慢应提前配制,且由于其易粘于烧杯底部,加热时常因受热不均使烧杯破裂。
(5)过硫酸钾溶液(2%):20.0g分析纯过硫酸钾溶于双蒸水,定容至1L。注意:过硫酸钾溶液易被氧化,应避光存放,使用期最多为7d。
(6)磷酸溶液(21%):37ml 85%分析纯浓磷酸与188ml双蒸水混合。
(7)邻苯二甲酸氢钾标准溶液[ρ(C6H4COagps是什么意思2HCO2K)= 1000mg C L-1]:2.1254g分析纯邻苯二甲酸氢钾(称量前先经105烘23h),溶于双蒸水,定容至1L。
2、仪器设备
碳–自动分析仪(Phoenix 8000)、真空干燥器(直径22cm)、水泵抽真空装置(图6–1)或无油真空泵、pH–自动滴定仪、塑料桶(带螺旋盖可密封,体积50L)、可密封螺纹广口塑料瓶(容积1.1L)、高温真空绝缘酯(MIST–3)、烧杯(25、50、80ml)。
3、操作步骤
(1)土壤前处理
新鲜土壤应立即处理或保存于4℃冰箱中,测定前先仔细除去土壤中可见植物残体(如根、茎和叶)及土壤动物(如蚯蚓等),过筛(孔径 < 2mm并混匀。如果土壤过湿,应在室内适当风干,并经常翻动,以避免局部干燥,至土壤含水量约为田间持水量(Water-holding capacity,WHC)的40%(以手感湿润疏松但不结块为宜)。如果土壤过于干燥,用蒸馏水调节含水量至田间持水量的40%。将土壤置于密封的塑料桶内,在25℃下预培养715d,桶内有适量水以保持相对湿度为100%,并在桶内放一小杯1mol L-1 NaOH溶液以吸收土壤呼吸产生的CO2。这些过程是为了消除土壤水分限制对微生物的影响,以及植物残体对测定的干扰。经预培养的土壤应立即分析,否则,应置于4℃下保存,但分析前需在上述条件下至少再培养24h。
(2)熏蒸
取经前处理相当于50.0g烘干基的新鲜土壤3份,置于80ml烧杯中。将烧杯放入真空干燥器中,同时放入盛有去乙醇氯仿(约2/3烧杯)的烧杯23个,烧杯内放入少量经浓盐酸溶液浸泡过夜后洗涤烘干的瓷片(0.5mm大小,防瀑沸),或放入抗瀑沸的颗粒,同时放入
一小烧杯稀NaOH溶液以吸收熏蒸期间释放出来的CO2,干燥器底部还应加入少量水以保持湿度。用熏蒸抽真空装置(也可采用无油真空泵,如DOA-P181-BN型真空/正压泵)抽真空,0.07MPa真空度下使氯仿剧烈沸腾35min。关闭真空干燥器阀门,于25℃黑暗条件下熏蒸24h。打开干燥器阀门时,由于空气进入应该有明显的声音;否则,意味着抽真空不够或漏气,应重新进行熏蒸。
取出土壤和氯仿(氯仿到回贮存瓶,可再使用),将装土壤的烧杯转入清洁真空干燥器,同上反复抽真空(0.07MPa)直到土壤无氯仿味为止;否则,残留在土壤中的氯仿将影响分析结果。一般需要反复抽真空56次,每次3min,每次抽真空后,最好完全打开干燥器,以加快去氯仿速度和效果。熏蒸的同时,另称取等量的土壤3份,置于另一干燥器中,除不加入去乙醇氯仿进行熏蒸外,其他操作与熏蒸土壤一样,作为“对照”土壤。
(3)浸提
将熏蒸土壤无损地转移到200ml聚乙烯塑料瓶中,加入100ml 0.5mol L-1 K2SO4,土水比为1 : 4(w : v),振荡(25,300r min-1)浸提30min,用中速定量滤纸过滤于125ml塑
料瓶中。熏蒸开始的同时,另称取等量的3份不熏蒸土壤于200ml聚乙烯浸提塑料瓶中,加入100ml 0.5mol L-1 K2SO4同上浸提。同时做3个不加土壤的试剂空白。浸提液应立即分析,或在–18唐健生℃下保存。
(4)测定
取10 ml土壤浸提液于40ml样品瓶中(注意解冻的浸提液在取样前应彻底混匀),加入10ml六偏磷酸钠溶液(pH2.0),使浸提液中的沉淀(CaSO4和K2SO4)全部溶解。采用碳–自动分析仪(Phoenix 8000)测定样液有机碳含量。基本过程:先在样液中通入高纯度氮气510min,以除去溶解在浸提液中的部分CO2,样液再进入无机碳排除管进一步去掉残留的CO2,然后样液进入紫外氧化管,在紫外灯以及过硫酸钾溶液和磷酸溶液的作用下,浸提液中的有机碳全部氧化为CO2并释放出来,产生的CO2经一系列纯化后通过红外检测器测定。载气为高纯度氮气。详细操作步骤参见仪器使用说明。
工作曲线:分别吸取0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0ml浓度为1000mg C L-1邻苯二甲酸氢钾标准溶液于100ml容量瓶中,用双蒸水定容。即得0、20、40、60、80、100mg C L-1系列
标准碳溶液。分别吸取上述不同浓度的标准碳溶液10ml于40ml样品瓶中,按上述相同方法测定。
(5)结果计算
土壤微生物生物量碳:B非同凡响的爱C = EC / kEC
式中:EC = 熏蒸土壤浸提的有机碳 – 不熏蒸土壤浸提的有机碳;
  kEC为转换系数,取值0.45(Wu等,1990)。
二、土壤微生物生物量氮(氯仿熏蒸-K2SO4提取-碳自动分析法)
1、试剂配制
(1)去乙醇氯仿:同上
(2)硫酸钾浸提液:同上
(3)硫酸铬钾还原剂:硫酸铬钾还原剂(5%):50.0g分析纯硫酸铬钾,溶于200ml分析
纯浓硫酸(H2SO4,ρ= 1.84g ml-1),用蒸馏水稀释到1L。
(4)硫酸铜溶液[c(CuSO4)= 0.19mol L-1]:30.324g分析纯硫酸铜(CuSO4)溶于蒸馏水,定容至1L。
(5)氢氧化钠溶液[c(NaOH)= 10mol L-1]:400g分析纯氢氧化钠溶于蒸馏水,定容至1L。
(6)氢氧化钠溶液[c(NaOH)= 4mol L-1]:160g分析纯氢氧化钠溶于双蒸水,定容至1L,过滤(<0.45µm)。
(7)氢氧化钠溶液[c(NaOH)= 0.01mol L-1]:2.5ml 4mol L-1 NaOH溶液用谱纯水稀释至1L。
(8)硼酸溶液(2%):20.0g分析纯硼酸(H3BO4)溶于蒸馏水,定容至1L。
(9)硫酸溶液[c(H2SO4)= 0.05mol L-1]:28.8ml分析纯浓硫酸(H2SO4,ρ= 1.84g ml-1)用蒸馏水稀释定容至1L,此溶液硫酸浓度为0.5mol L-1,将该溶液稀释10倍即可得到0.国家质检总局缺陷产品管理中心
05mol L-1硫酸溶液,再用0.1mol L-1标准硼砂溶液标定其准确浓度。
(10)指示剂贮存液:1.0g氨混合指示剂溶于10ml 0.01mol L-1 NaOH和10ml 95%乙醇混合液,用双蒸水定容至200ml。此贮存液可保存1个月。
(11)指示剂溶液:10ml指示剂贮存液用双蒸水稀释定容至500ml,过滤(<0.45µm)。此溶液应使用前一天配制,最多可使用1周。
(12)氯化铵标准贮存液[ρ(NH4Cl)= 1000µg N ml-1]:3.8190g分析纯氯化铵(称量前经105℃烘2供求20003h)溶于双蒸水,并定容至1L。此贮存液可稳定保存数月。
(13)氯化铵标准溶液[ρ(NH4Cl)= 50µg N ml-1]:10ml 1000µg N ml-1氯化铵贮存液用双蒸水稀释至200ml。此溶液最多保存7d。
2、仪器设备
流动注射氮分析仪(FIAStar5000,FOSS公司)或定氮仪、pH自动滴定仪、真空抽滤瓶,微孔滤膜(<0.45µm)、容量瓶(100ml)、其他仪器设备同上。
3、操作步骤
(1)土壤前处理、熏蒸、浸提同上。
(2)消化:取10.0ml浸提液(或经还原反应后的浸提液)于250ml消化管中,加入0.2ml 0.19mol L-1 CuSO4溶液、5ml分析纯浓硫酸、及少量防瀑沸的颗粒物,混合液消化变清后再回流3h。
(3)消化液中氮的测定:消化液冷却后,用双蒸水洗涤转移到100ml容量瓶中,至体积大约为70ml,待冷却后缓慢加入10ml 10mol L-1NaOH溶液中和部分H2SO4,边加边充分混匀,以免因局部碱浓度过高而引起消化液中NH3的损失,再用双蒸水定容至100ml。溶液中NH4+含量采用流动注射氮分析仪(FIAStar5000型)测定。采用40µl样品圈,KTN扩散膜(耐强酸和强碱),载液为双蒸水,试剂为4mol L-1 NaOH溶液,试剂为指示剂溶液。校正曲线溶液制备:分别取0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml 50µg N ml-1氯化铵标准溶液于100ml容量瓶中,再分别用双蒸水洗涤转移1个空白消化液于容量瓶中,其余操作步骤同样液。然后用双蒸水定容至100ml,即得浓度分别为0、0.25、0.5、1.0、1.5、2.
0、2.5µg N ml-1系列氯化铵标准溶液,采用测定KTN方法模块测定和制备校正曲线。校正曲线溶液最少应每个月制备一次。其他具体操作参见仪器使用说明。
(6)计算
土壤微生物生物量氮:BN = EN / kEN
式中:EN = 熏蒸土壤浸提测定的全氮 – 不熏蒸土壤浸提测定的全氮;kEC为转换系数,取值0.45。

本文发布于:2024-09-20 14:55:42,感谢您对本站的认可!

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