CERN生态研究站监测场地的总体布局与设置要求.pdf

224 陆地生态系统生物长期观测规范 9 植物样品营养元素与热值的测定 在植物的不同生长年份对植株全株或适合的组织部位进行养分分析可以了 解植物体内各种养分的积累与转化的动态，从而研究、比较不同植物物种对各 种养分的吸收利用及养分的新陈代谢规律，以及水分、土壤、气候等因素对植 物生长的影响等。与土壤元素含量的观测相结合则可揭示不同生态系统的物质 循环特点。 9.1 全碳的测定 9.1.1 引言 植物中的全碳指植物样品中的有机碳，常用的方法有干烧法和湿烧法两种。 湿烧法即重铬酸钾-硫酸氧化法，其操作简便、快速，并可达到一定的准确度，在 分析中得到广泛应用；干烧法需要特殊仪器设备，且较为繁琐，在以前使用较少。 随着现代仪器分析技术的发展，干烧法也得到逐步推广，其中元素分析仪成为目 前干烧法应用最为广泛的仪器之一。 9.1.2 干烧法 元素分析作为干烧法的主要仪器之一，应用范围十分广泛，可分析的试样包 括：农业产品（植物和叶子、木料、食物等）、化学和药物学产品（精细化工产品、 药物、肥料、石油化工产品）、地质物料（海洋和河流沉积物、土壤、岩石和矿物）、 纺织及造纸工业（纤维织物、纸张）以及煤、油等。元素分析仪不仅可以分析碳 素，同时还可以分析试样中的 H ，N ，S，O 等元素。 元素分析仪的分析原理是在纯氧环境下，样品在相应试剂中燃烧或在惰性气 体中高温裂解，转化为 CO ，H O，SO 和 N ，然后通过色谱柱分离后，分别进 2 2 2 2 行热导检测，得到 C、H 、S、N 、O 的质量（体积）分数。使用元素分析仪分析 试样时，需要的主要仪器包括元素分析仪，微量天平（1 μg ）等。元素分析仪具 第3 篇 室内操作规范与方法 225 体使用操作可参见不同品牌、不同型号元素分析仪的使用要求。在使用元素分析 仪时应注意，样品粉碎后细度要足够大，并且混和均匀；根据不同试样，选择适 合的称样量以及控制好注氧时间等。 9.1.3 重铬酸钾-硫酸氧化法 尽管使用仪器分析可以提高分析速度以及分析的准确性，但由于受仪器以及 其他某些因素的制约。因此，经典方法的应用仍很广泛，如重铬酸钾-硫酸氧化法。 重铬酸钾-硫酸氧化法原理：在一定的温度条件下，用过量的重铬酸钾-硫酸 溶液将植物的有机碳氧化成二氧化碳，而重铬酸钾离子被还原成三价铬离子。剩 余的重铬酸钾用二价铁的标准溶液滴定。由有机碳被氧化前后重铬酸根离子数量 的变化，计算植物有机碳的含量。 该方法为 CERN 推荐使用方法，具体操作参见《陆地生物群落调查观测与分 析》一书中 152 页全碳的测定方法（孔繁志等，1996）。 该方法需要注意的事项为： （1）试样的称样量应根据全碳的含量而定，含量在 10%～20% ，称取约25 mg ； 20%～30%，称取20 mg ；30%～50%，称取约 15～18 mg。 （2 ）若测定样品耗用硫酸亚铁标准溶液的体积小于滴定空白溶液耗用硫酸亚 铁标准溶液体积的 1/3 时，应减少称样量重做。 9.2 全氮的测定 9.2.1 引言 植物体内氮主要以蛋白质、氨基酸或酰胺等有机态存在，加上数量不等的硝 态氮。一般植物体全氮含量在 0.3%～5.0%之间，因植物种类、器官和生育期不同 而异。对于农作物而言，以苗期或结实器官中含量较高。苗期作物、刚刚施用过 大量氮肥后的作物，尤其是它们的茎叶营养器官、叶菜类作物，往往会有含量相 当高的硝态氮，如西葫芦 0～16 627 mg/kg，甜椒 1～6 524 mg/kg，土豆2 191～6 435 mg/kg ，甜瓜 6～3 077 mg/kg ，茄子 8～3 320 mg/kg 。 测定植物体内氮的方法有很多，包括凯氏法、靛酚蓝比色法、H SO -H O 扩 2 4 2 2 散法等。 9.2.2 凯氏法 通常情况下，植物全氮测定用凯氏法，即用强酸和混和