LYT 1251-1999 森林土壤水溶性盐分分析

ICSB10LY中华人民共和国林业行业标准LY/T1251—1999森林土壤水溶性盐分分析Analysismethodsofwatersolublesaltsofforestsoil1999-07-15发布1999-11-01实施国家林业局发布LY/T1251—1999I前  言本标准是对GB/T7871-1987《森林土壤水溶性盐分分析》的修订。在修订中，对不符合国家法定计量单位标准的单位、不符合全国科学名词审定委员会公布的土壤学名词的名词予以修改；在编写上，按GB/T1.1-1993的要求执行。本标准测定方法选择依据是：土壤浸出液的制备。用水浸提土壤中易溶盐时，应力求将易溶盐完全溶解出来，同时又须尽可能使难溶盐(碳酸钙等)和中溶盐(硫酸钙等)不溶解或少溶解，并避免溶出的离子与土壤胶粒吸附的离子发生交换反应，因此应选择适当的土水比例和振荡时间；各种盐类的溶解度不同，因此有可能利用控制水土比例的方法将易溶盐与中溶盐及难溶盐分离开，加水量小的土水比例(如1：1)，给操作带来很多困难，特别难适用于粘重土壤，加水量天的土水的比例(如1：20)，又导致易溶盐总量偏高的结果(特别是硫酸钙和碳酸钙较多的土壤更为显著)，在同一土水比例条件下，浸提时间愈长，中溶盐和难溶盐被浸出的可能性愈大，土粒与水溶液之间的离子交换反应亦愈完全，由此产生的误差也愈大，因此，制备土壤浸出液时的土水比例和浸提时间必须统一规定，才能使分析结果可以相互比较，本标准采用国内较通用的1：5土水比例和振荡3min的规定。全盐量的测定。本标准对全盐量的测定采用质量法和电导法；质量法测定全盐结果虽然准确，但造成该法的误差有以下几方面：(1)烘干残渣中通常含有少量硅酸盐胶体和未除尽的有机质，造成正误差；(2)碳酸氢根在加热时将转化为碳酸根，其质量约减轻一半，故必要时应在测得的全盐量(g/kg)上加1/2HCO-3(g/kg)予以校正；(3)当浸出液中含有大量Ca2+，Mg2+和Cl-时，蒸干后形成吸湿性强的氯化钙和氯化镁，难以烘至恒定质量，同时氯化镁在加热时易水解成碱式盐而减少质量，造成负误差，遇此情况，可在浸出液中预先加10g/L碳酸钠溶液25.00mL，然后在180℃下烘干，使氯化钙和氯化镁(硫酸根含量高时，还有钙、镁的硫酸盐)转化为碳酸盐，在计算全盐量时，要从烘干物重量中减去相当于所加入碳酸钠溶液的烘干重量；浸出液中如含有大量硫酸根时，在105~110℃下烘干时所形成的钙、镁硫酸盐的结晶水，不能完全除去，造成正误差，遇此情况应改用180℃烘干至恒定质量。估测全盐量的电导法比质量法简便快速得多，因此在大批样品分析时很有用处，电导法的结果以直接用电导率(mS/cm)表示最为方便，不必换算成全盐量(g/kg)，不同组成的盐溶液即使浓度相同，它们的电导率也不同，所以不能从测得的电导率用统一的关系式换算为盐浓度，也就是说，不同地区和不同时期所采集的盐碱土土样，不能使用同一电导率-全盐量(g/kg)回归方程式。用土壤饱和泥浆的电导率来估测土壤全盐量，其结果较接近于田间情况，但目前国内为了避免泥浆损坏电极的铂黑层，多采用1：5土水比例的浸出液作电导测定，该浸出液的电导率与土壤全盐量(g/kg)及作物生长关系的指标，近年来不少单位在进行研究和拟订，如新疆农垦总局通过研究，对南疆盐土1：5浸出液的电导率与土壤盐渍化等级初步提出的指标是：电导率(mS/cm)小于1.8为非盐渍土，1.8~2.0为可疑，大于2.0为盐渍化土。碳酸根和重碳酸根的测定。在水浸出液中碳酸根与重碳酸根离子实际上不能严格区分开，因为土壤在风干过程中重碳酸根会分解成碳酸根，而在提取过程又因CO2侵入而使碳酸根转化成重碳酸根，二者是相互转化的，因此有入主张只须测定总碱度，目前我们还是将二者分开测定；本标准测定碳酸根和重碳酸根的方法采用双指示剂-中和滴定法，它是目前最通行的方法，也是经典方法，但对于质地粘重、碱度较高或有色的土壤浸出液或水样，终点很难确定，可采用电位滴定法。氯根的测定。以铬酸钾为指示剂的硝酸银直接滴定法是测定氯离子的好方法，应用较广，方法简单，滴定在中性或微碱性介质中进行，尤适用于盐渍化土壤的氯离子的测定；有色溶液可用电位滴定法。LY/T1251—1999II钙和镁离子的测定。过去的经典法是先使钙离子生成草酸钙沉淀，然后用质量法或容量法进行测定，镁则用磷酸镁铵或δ-羟基喹啉质量法测定，都有较高的精度，但土壤样品中钙和镁经常同时存在，用上述方法测定钙时，大量镁的存在有干扰作用，测定镁时也不能有钙存在，因此都须事先分离，操作手续繁长，不能满足生产上的需要，故现在已很少应用。目前测定钙和镁的方法是EDTA络合滴定法，该法可以不经分离而同时测定钙、镁含量，符合准确和快速分析的要求，近年来广泛应用的原子吸收分光光度法也是测定钙和镁的好方法。硫酸根的测定。硫酸根的分析是水溶性盐分中比较麻烦的一个项目，测定它的经典方法是硫酸钡质量法，其准确度虽较高，但操作冗长，所需浸出液较多，且浸出液须绝对清亮，其他方法如联苯胺法、四羟基苯醌法、铬酸钡法等，各有其明显的缺点，如操作繁琐，滴定终点不敏锐，或者需用大量乙醇，硫酸根量少时准确度和精密度较差等；离子交换法虽快速，终点清楚，硫酸根的量也不必估计，但其他阴离子(主要是氯离子)的测定误差将积累于此，树脂的处理也较费事。本标准采用EDTA间接滴定法和硫酸钡比浊法。EDTA间接滴定法操作简单快速，最佳测定范围为50~300µm/mL硫酸根，但钡镁混合剂的加入量不易确定，滴定终点较难掌握，钡镁混合剂的用量如果不足，将导致错误的测定结果，故必须在分析前预测样品中硫酸根的大致含量，来确定加入钡镁混合剂的用量，这样才能获得较准确的测定结果；硫酸钡比浊法，适用于硫酸根浓度小于40µm/mL待测液的测定，方法手续比EDTA法更为简捷，如严格按操作规程测定，其结果的再现性及准确度均较好。钠和钾离子的测定。火焰光度法是直接测定钠和钾离子的最合适的方法，该法快速、灵敏、准确。离子总量的计算。土壤中水溶盐的离子总量是从阴、阳离子(g/kg)的总和计算得来。在例行分析中，根据工作需要，有时只须测定全盐量，有时尚须了解盐分的组成，在后一情况下，可在测定个别离子后，计算离子总量[8个离子(g/kg)的总和]，不必再用质量法测定全盐量，全盐量与离子总量之间的相对偏差通常小于10%，在允许偏差范围之内。自本标准实施之日起，原GB/T7871-1987作废。本标准由中国林业科学研究院林业研究所归口。本标准起草单位：北京农业大学土壤及植物营养系。本标淮主要起草人：周斐德、张万儒、杨光滢、屠星南、张萍.LY/T1251—19991森林土壤水溶性盐分分析1范围本标准规定了质量法和电导法测定全盐量；双指示剂-中和滴定法测定碳酸根和重碳酸根；硝酸银滴定法测定氯根；EDTA间接滴定法、硫酸钡比浊法、硫酸钡质量法测定硫酸根；EDTA络合滴定法和原子吸收分光光度法测定钙和镁离子；火焰光度法测定钾钠离子等的方法。本标准适用于森林土壤水溶性盐分分析。2土壤浸出液的制备2.1方法要点土壤水溶性盐可按一定的土水比例(通常采用1：5)，用平衡法浸出，然后测定浸出液中的全盐量以及CO3-，HCO3，Cl-，SO2-4，Ca2+，Mg2+，Na+，K+等8种主要离子的含量(可计算出离子总量)。测定结果均以千克土所含厘摩尔数(cmol/kg)表示。2.2主要仪器台秤(感量0.1g)；真空泵；往复式电动振荡机；离心机(4000r/min)；锥形瓶；布氏漏斗或素瓷滤烛；抽滤瓶；锥形瓶。2.3测定步骤2.3.1用台秤准确称取通过2mm筛孔的风干土样50.0g，放入干燥的500mL锥形瓶中。用量筒准确加入无二氧化碳的纯水250mL，加塞，振荡3min。2.3.2按土壤悬浊液是否易滤清的情况，选用下列方法之一过滤，以获得清亮的浸出液，滤液用干燥锥形瓶承接。全部滤完后，将滤液充分摇匀，塞好，供测定用。2.3.3容易滤清的土壤悬浊液：用滤纸在7cm直径漏斗上过滤，或用布氏漏斗抽滤，滤斗上用表面皿盖好，以减少蒸发。最初的滤液常呈浑浊状，必须重复过滤至清亮为止。2.3.4较难滤清的土壤悬浊液：用皱折的双层紧密滤纸在10cm直径漏斗上反复过滤。碱化的土壤和全盐量很低的粘重土壤悬浊液，可用素瓷滤烛抽滤。如不用抽滤，也可用离心分离，分离出的溶液也必须清晰透明。注：注1：浸出液的土水比例和浸提时间：用水浸提土壤中易溶盐时，应力求将易溶盐完全溶解出来，同时又须尽可能使难溶盐和中溶盐(碳酸钙、硫酸钙等)不溶解或少溶解，并避免溶出的离子与土壤胶粒吸附的离子发生交换反应。因此应选择适当的土水比例和振荡时间。各种盐类的溶解度不同，有的相差悬殊，因而有可能利用控制水土比例的方法将易溶盐与中溶盐及难溶盐分离开。采用加水量小的土水比例，较接近于田间实际情况，同时难溶盐和中溶盐被浸出的量也较少.因此LY/T1251—19992有入采用1：2.5，或1：1的土水比例，或采用饱和泥浆浸出液。加水量小的土水比例，给操作带来的困难很大，特别难适用于粘重土壤。于是有人采用加水量大的土水比例，如1：5，1：10或1：20等。这样又导致易溶盐总量偏高的结果(特别是含硫酸钙和碳酸钙较多的土壤更为显著)。在同一土水比例下，浸提的时间愈长，中溶盐和难溶盐被浸出的可能性愈大，土粒与水溶液之间的离子交换反应亦愈完全。由此产生的误差也愈大。前人的研究证明，对于土壤中易溶盐的浸提，一般有2~3min便足够了。因此，制备土壤水浸出液时的土水比例和浸提时间必须统一规定，才能使分析结果可以相互比较。本标准现采用国内较通用的1：5土水比例和振荡3min时间的规定。注2：盐分分析的土样，可以用湿土样(同时测定土壤水分换算系数K1)，也可以通过2mm筛孔的风干土样(同时测定K2)。注3：制备浸出液所用的蒸馏水或去离子水，放久后会吸收空气中二氧化碳。用这种水浸提土壤时，将会增加碳酸钙的溶解度，故须加热煮沸，逐尽二氧化碳，冷却后立即使用.此外，蒸馏水或去离子水尚须检查pH值和有无氯离子、钙离子、镁离子。注4：新的抽滤管在使用前应先用0.02mol/L盐酸浸泡2~4h，用自来水冲洗后，再用水抽洗至无氯离子。使用后，在加压条件下，用毛刷刷洗滤管表面吸附的土粒，然后用水抽洗至无氯离子。注5：减压过滤的负压，以81060~101325Pa为宜。抽气过程中，管壁上粘附的土粒过多时，将影响抽滤速度。遇此情况，可取下滤管，用打气球向管内打气加压，使吸附在管壁的粘土呈壳状脱落下来。然后继续抽滤，可加快过滤速度。3全盐量的测定3.1质量法3.1.1方法要点准确吸取一定量的土壤水浸出液，蒸干除去有机质后，在105~110℃烘箱中烘干、称量，求出全盐量(g/kg)。3.1.2试剂1：1过氧化氢。3.1.3主要仪器分析天平(感量0.0002g)；水浴；烘箱；玻璃蒸发皿；干燥器；坩埚钳。3.1.4测定步骤3.1.4.1吸取完全清亮的土壤浸出液50mL(如用100mL则分两次加，每次加50mL)，放入已知质量(mL)的玻璃蒸发皿(质量一般不超过20g)中，在水浴上蒸干。3.1.4.2小心地用皮头滴管加入少量10%~15%H2O2，转动蒸发皿，使与残渣充分接触，继续蒸干。如此重复用过氧化氢处理，至有机质氧化殆尽，残渣呈白色为止。3.1.4.3将蒸干残渣在105~110℃恒温箱中烘2h，在干燥器中冷却约30min后称量.重复烘、称，直至达到恒定质量(m2)，即前后两次质量之差不大于1mg。3.1.5结果计算LY/T1251—19993)1(0001)/(12mmmkgg土壤全盐量式中：m——相当于50mL浸出液(或100mL)的干土质量，g；1m——蒸发皿质量，g；2m——全盐量加蒸发皿质量，g。3.1.6允许偏差按表1规定。表1全盐量(质量法)两次测定的允许偏差全盐量范围，g/kg允许相对偏差，%0.50.5~2.02.0~5.05.015~2010~155~105注：注1：质量法测全盐时，吸出浸出液的量应视土壤盐分含量而定，土壤含