土壤肥力，是指土壤在植物生长发育全部过程中不断地供给植物以最大量的有效养分和水分能力，同时而且自动地协调植物生长发育过程中最适宜的土壤空气和土壤温度的能力。它是土壤各种基本性质的综合表现，是土壤区别于成土母质和其他自然体的最本质的特征，也是土壤作为自然资源和农业生产资料的物质基础。
土壤是植物养分的主要来源，土壤肥力的高低是施肥的重要依据。土壤养分按其对作物的有效程度，又可分为3种类型：难溶性养分、缓效养分、速效养分。土壤速效养分大多是无机形态，以离子形式存在于土壤水中称水溶性养分，或者吸附在土壤胶粒表面称交换性养分，这两种养分极易被作物吸收利用，称为土壤速效养分或有效养分。药用植物施肥管理需根据药用植物对养分的需求规律，并结合土壤养分含量，尤其根据土壤速效养分含量水平进行合理施肥。因此在建立药用植物生产基地时应对土壤速效养分进行测定，作为经济合理施肥的参考。
一、土壤水解性氮的测定
【目的要求】 土壤水解性氮，包括矿物质态氮和有机态氮中比较易于分解的部分。其测定结果与种植在该土壤上的药用植物氮素吸收有较好的相关性。测定土壤中水解氮的变化动态，能及时了解土壤肥力，指导药用植物施肥。本实验采用碱解扩散法测定土壤水解氮的含量，目的在于了解药用植物栽培中测定土壤水解氮的作用与意义，掌握土壤水解氮测定的基本方法。
【实验原理】 在密封的扩散皿中，用氢氧化钠（NaOH）溶液水解土壤样品，在恒温条件下使有效氮碱解转化为氨气状态，并不断地扩散逸出，由硼酸（H3BO3）吸收，再用标准盐酸滴定，计算出土壤水解性氮的含量。
【实验材料与仪器设备】
1．仪器 扩散皿、微量滴定管、1／1 000分析天平、恒温箱、玻璃棒、毛玻璃、皮筋、吸管（2ml和10ml），蜡光纸、角匙、瓷盘。
2．试剂
（1）1．8mol／L氢氧化钠溶液：称取化学纯氢氧化钠72g，用蒸馏水溶解后冷却定容到1 000ml。
（2）1．2mol／L氢氧化钠溶液：称取化学纯氢氧化钠48g，用蒸馏水溶解定容到1 000ml。
（3）2%硼酸溶液：称取20g硼酸，用热蒸馏水（约60℃）溶解，冷却后稀释至1 000ml，用稀盐酸或稀氢氧化钠调节pH至4．5（定氮混合指示剂显葡萄酒红色）。
（4）0．01mol／L盐酸标准溶液：先配制1．0mol／L盐酸溶液，然后稀释100倍，用标准碱标定。
（5）定氮混合指示剂：称取0．1g甲基红和0．5g溴甲酚绿指示剂放入玛瑙研钵中，加入100ml 95%乙醇研磨溶解，此液应用稀盐酸（HCl）或氢氧化钠（NaOH）调节pH至4．5。
（6）特制胶水：阿拉伯胶（称取10g粉状阿拉伯胶，溶于15ml蒸馏水中）10份、甘油10份、饱和碳酸钾5份混合即成（最好放置在盛有浓硫酸的干燥器中以除去氨）。
（7）硫酸亚铁（粉状）：将分析纯硫酸亚铁磨细保存于阴凉干燥处。
【实验内容与方法】
1．称取通过十八号筛（孔径1mm）风干样品2g（精确到0．001g）和1g硫酸亚铁粉剂，均匀铺在扩散皿外室内，水平地轻轻旋转扩散皿，使样品铺平（水稻土样品则不必加硫酸亚铁）。
2．用吸管吸取2%硼酸溶液2ml，加入扩散皿内室，并滴加1滴定氮混合指示剂，然后在皿的外室边缘涂上特制胶水，盖上毛玻璃，并旋转数次，以便毛玻璃与皿边完全黏合，再慢慢转开毛玻璃的一边，使扩散皿露出一条狭缝，迅速用移液管加入10ml 1．8mol／L氢氧化钠于皿的外室（水稻土样品则加入10ml 1．2mol／L氢氧化钠），立即用毛玻璃盖严。
3．水平轻轻旋转扩散皿，使碱溶液与土壤充分混合均匀，用橡皮筋固定，贴上标签，随后放入40℃恒温箱中。24h后取出，再以0．01mol／L HCl标准溶液用微量滴定管滴定内室所吸收的氮量，溶液由蓝色滴至微红色为终点，记下盐酸用量（ml）V。同时要做空白试验，滴定所用盐酸量为V0。
4．结果计算
水解性氮（mg／kg）＝M（V－V0）×14×1000／样品重 （式4－7）
式中：M为标准盐酸的摩尔浓度；V为滴定样品时所用去的盐酸的毫升数；V0为空白试验所消耗的标准盐酸的毫升数；14为1个氮原子的摩尔质量mg／mol；1000为换算成每千克样品中氮的毫克数。
【注意事项】
1．滴定前首先要检查滴定管的下端是否充有气泡。若有，首先要把气泡排出。
2．滴定时，标准酸要逐滴加入，在接近终点时，用玻璃棒从滴定管尖端蘸取少量标准酸滴入扩散皿内。
3．特制胶水一定不能沾污到内室，否则测定结果将会偏高。
4．扩散皿在抹有特制胶水后必须盖严，以防漏气。
5．旱地土壤硝态氮含量较高，需加硫酸亚铁使之还原成铵态氮。由于硫酸亚铁本身会中和部分氢氧化钠，故需提高碱的浓度（1．8mol／L，使碱保持1．2mol／L的浓度）。水稻土壤中硝态氮含量极微，可以省去加硫酸亚铁，直接用1．2mol／L氢氧化钠水解。
【思考题】
1．土壤水解性氮包括了哪些形态的氮？
2．用扩散吸收法测定时应注意哪些问题？
二、土壤中有效磷的测定
【目的要求】 土壤有效磷是指能被当季作物吸收的磷量，土壤有效磷含量与作物生长发育密切相关，土壤有效磷的测定是合理施用磷肥的依据之一，了解土壤中速效磷供应状况，对于施肥有着直接的指导意义。浸提剂的选择主要根据各种土壤性质而定，在目前使用较广的几种浸提剂中，NH4F－HCL浸提剂适合于酸性土壤有效磷的测定；石灰性土壤通常用NaHCO3浸提；中性和酸性水稻土NH4F－HCL法和NaHCO3法都有应用。本实验采用碳酸氢钠法测定土壤有效磷的含量，目的在于了解药用植物栽培中测定土壤有效磷的作用与意义，掌握土壤有效磷测定的基本方法。
【实验原理】 石灰性土壤由于大量游离碳酸钙存在，不能用酸溶液来提取速效磷，可用碳酸盐的碱溶液。由于碳酸根的同离子效应，碳酸盐的碱溶液降低碳酸钙的溶解度，也就降低了溶液中钙的浓度，这样就有利于磷酸钙盐的提取。同时由于碳酸盐的碱溶液也降低了铝和铁离子的活性，有利于磷酸铝和磷酸铁的提取。待测液用钼锑抗混合显色剂在常温下进行还原，使黄色的锑磷钼杂多酸还原成为磷钼蓝进行比色。
【实验材料与仪器设备】
1．仪器 振荡机、电子天平、分光光度计，三角瓶、烧杯（100ml）、移液管（10ml、50ml）、容量瓶（50ml）、吸耳球、漏斗（60ml）、角匙、滤纸、坐标纸、擦镜纸、小滴管。
2．试剂
（1）0．5mol／L碳酸氢钠溶液：称取化学纯碳酸氢钠42g溶于800ml水中，以0．5mol／L氢氧化钠调pH至8．5，洗入1 000ml量瓶中，定容至刻度，贮存于试剂瓶中。
（2）无磷药用炭：先用0．5mol／L碳酸氢钠浸泡过夜，然后在平板瓷漏斗上抽气过滤，再用0．5mol／L碳酸氢钠溶液洗2～3次，最后用水洗去碳酸氢钠并检查到无磷为止，烘干备用。
（3）磷（P）标准溶液：准确称取45℃烘干过4～8h的分析纯磷酸二氢钾0．219 7g于小烧杯中，以少量水溶解，将溶液全部洗入1 000ml量瓶中，用水定容至刻度充分摇匀，此溶液即为含50mg／L的磷基准溶液。吸50ml此溶液稀释至500ml，即为5mg／L的磷标准液。
（4）7．5mol／L硫酸钼锑贮存液：取蒸馏水约400ml，放入1 000ml烧杯中，将烧杯浸在冷水内，然后缓缓注入分析纯浓硫酸208．3ml，并不断搅拌，冷却至室温。另称取分析纯钼酸铵20g溶于约60℃的200ml蒸馏水中，冷却。然后将硫酸溶液徐徐倒入钼酸铵溶液中，不断搅拌，再加入100ml0．5%酒石酸锑钾溶液，用蒸馏水稀释至1 000ml，摇匀，贮于试剂瓶中。
（5）钼锑抗混合显色剂：于100ml钼锑贮存液中，加入1．5g左旋抗坏血酸，此试剂有效期24h，宜用前配制。
【实验内容与方法】
1．称取通过十八号筛的风干样品5g（精确到0．01g）于200ml三角瓶中，加100ml0．5mol／L碳酸氢钠溶液，再加一角匙无磷药用炭，塞紧瓶塞，在振荡机上振荡30min，立即用无磷滤纸过滤，滤液承接于100ml三角瓶中。
2．吸取滤液10ml（含磷量高时吸取，2．5～5ml，同应补加0．5mol／L碳酸氢钠溶液至10ml）于50ml量瓶中，加7．5mol／L硫酸钼锑抗混合显色剂5ml，利用其中多余的硫酸来中和碳酸氢钠，充分摇匀，排出二氧化碳后加水定容至刻度，再充分摇匀（最后的硫酸浓度为0．65mol／L）。
3．30min后在光电比色计上用红色滤光板比色，或分光光度计比色（波长660nm），比色时须同时做空白测定。
4．磷标准曲线绘制：分别吸取5mg／L磷标准溶液0、1、2、3、4、5ml于50ml量瓶中，每一量瓶即为0、0．1、0．2、0．3、0．4、0．5mg／L磷，再逐个加入0．5mol／L碳酸氢钠10ml和7．5mol／L硫酸－钼锑抗混合显色剂5ml，然后同待测液一样进行比色。在半对数纸上绘制成曲线。
5．结果计算
有效磷（P，mg／kg）＝（mg／kg×比色体积×分取倍数×1000）／（样品重×103） （式4－8）
式中：mg／kg为从标准曲线上查得磷的mg／kg数；103为将μg换算成mg；1000为换算成每千克样品中磷的毫克数。
【注意事项】
1．药用炭一定要洗至无磷无氯反应。
2．钼锑抗混合剂的加入量要十分准确，特别是钼酸量的大小，直接影响着显色的深浅和稳定性。标准溶液和待测液的比色酸度应保持基本一致，它的加入量应随比色时定容体积的大小按比例增减。
3．温度的大小影响着测定结果。提取时要求温度在25℃左右。室温太低时，可将容量瓶放入40～50℃的烘箱或热水中保温20min，稍冷后方可比色。
【思考题】
1．土壤速效磷的测定中，浸提剂的选择主要根据是什么？
2．测定土壤速效磷时，哪些因素影响分析结果？
三、土壤速效钾的测定
【目的要求】 土壤中的钾素主要呈无机形态存在，根据钾的存在形态和作物吸收能力，可把土壤中的钾素分为4部分：土壤矿物态钾、非交换态钾、交换性钾、水溶性钾。交换性钾和水溶性钾可以被当季作物吸收利用，为速效性钾，是反映钾肥肥效高低的标志之一。因此，了解钾素在土壤中的含量，对指导合理施用钾肥具有重要的意义。本实验采用醋酸铵－火焰光度计法测定土壤速效钾的含量，目的在于了解药用植物栽培中测定土壤速效钾的作用与意义，掌握土壤速效钾测定的基本方法。
【实验原理】 以中性醋酸铵（CH3COONH4）溶液为浸提剂，铵离子（NH＋4）与土壤胶体表面的钾离子（K＋）进行交换，连同水溶性的钾离子（K＋）一起进入溶液，用火焰光度计法直接测定浸出液中的钾。
【实验材料与仪器设备】
1．主要仪器 1／1 000天平、振荡机、火焰光度计、三角瓶（250ml，100ml）、漏斗（60ml）、滤纸、坐标纸、角匙、吸耳球、移液管（50ml）。
2．试剂
（1）1mol／L中性醋酸铵溶液：称取化学纯醋酸铵（CH3COONH4）77．09g加水溶解，定容至近1 000ml，用稀CH3COOH或NH4OH调节至pH7．0，用水定容至1 000ml。
（2）钾标准溶液：准确称取经105℃烘干4～6h的分析纯（或优级纯）氯化钾1．9068g，溶于蒸馏水中，定容至1 000ml，摇匀，即为1 000mg／L钾基准溶液，将此溶液再稀释成500mg／L或100mg／L。
以500mg／L或100mg／L钾标准溶液分别配成1mg／L、3mg／L、5mg／L、10mg／L、15mg／L、20mg／L、30mg／L、50mg／L钾标准系列溶液，贮于塑料瓶中保存，必须用1mol／L中性醋酸铵溶液稀释定容。
【实验内容与方法】
1．称取通过二十号筛的风干土5g（精确到0．01g）于100ml三角瓶或振荡瓶中，加入50ml 1mol／L中性醋酸铵溶液，塞紧橡皮塞，振荡16min后立即过滤。
2．滤液盛于小三角瓶中，同钾标准系列溶液一起在火焰光度计上测定，在方格纸上绘制成曲线，再查出相对应的mg／L数。
3．结果计算速效钾（K，mg／kg）＝mg／kg×测定体积×1 000／（样品重×1 000） （式4－9）
式中：mg／kg为从标准曲线上查得钾的mg／kg数；第1个1 000为将微克换算成毫克；第2个1 000为换算成每千克样品中钾的毫克数。
【注意事项】 加入醋酸铵溶液于土样后，不宜放置过久，否则可能有部分矿物钾转入溶液中，使速效钾量偏高。
【思考题】
1．用1mol／L NH4Ac浸提剂测出的钾是哪两种形态的钾？
2．简述火焰光度法测定速效钾的基本原理。
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