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土壤微生物量测定方法

土壤微生物量测定方法一、土壤微生物生物量碳(氯仿熏蒸-K2SO4提取-碳分析仪器法)1、试剂(1)去乙醇氯仿制备:在通风橱中,将分析纯氯仿与蒸馏水按1 ? 2(v : v)加入分液漏斗中,充分摇动1 min,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。

纯化后的氯仿置于试剂瓶中,在低温(4℃)、黑暗状态下保存。

(2)氢氧化钠溶液[c(NaOH)= 1 mol L-1]:通常分析纯固体氢氧化钠中含有碳酸钠,与酸作用时生成二氧化碳,从而影响滴定终点判断和测定的准确度。

配制时应先除去碳酸钠,根据碳酸钠不溶于浓碱,可先将氢氧化钠配成50%(w : v)的浓氧溶液,密闭放置3~4 d。

待碳酸钠沉降后,取56 ml 50%氢氧化钠上清液(约19 mol L-1),用新煮沸冷却的除去二氧化碳的蒸馏水释稀到1 L,即为浓度1 mol L-1 NaOH溶液,用橡皮塞密闭保存。

(3)硫酸钾提取剂[c(K2SO4)= mol L-1]:取1742.5 g分析纯硫酸钾,用研钵磨成粉末状,倒于25 L塑料桶中,加蒸馏水至20 L,盖紧螺旋盖置于摇床(150 r min-1)上溶解24 h 即可。

(4)六偏磷酸钠溶液[ρ(Na)= 5 g 100 ml-1,pH ]:称取50.0 g分析纯六偏磷酸钠溶于800 ml高纯度去离子水中,用分析纯浓磷酸调节至pH ,用高纯度去离子水定容至1 L。

要注意的是六偏磷酸钠溶解速度很慢应提前配制;由于其易粘于烧杯底部,若加热常因受热不均使烧杯破裂。

)(5)过硫酸钾溶液[ρ(K2S2O8)= 2 g 100 ml-1]:称取20.0 g分析纯过硫酸钾,溶于高纯度去离子水中,定容至1 L。

值得注意过硫酸钾溶液易被氧化,应避光存放且最多使用7 d。

(6)磷酸溶液[ρ(H3PO4)= 21 g 100 ml-1]:量取37 ml 分析纯浓磷酸(85%),慢慢加入到188 ml高纯度去离子水中即可。

(7)邻苯二甲酸氢钾标准溶液[ρ()= 1000 mg C L-1]):取2.1254 g经105℃烘2~3 h的分析纯邻苯二甲酸氢钾,溶于高纯度去离子水,定容至1 L。

2、仪器设备碳–自动分析仪(Phoenix 8000)、容量瓶(100 ml)、振荡器(300 r min-1)、可调加液器(50 ml)、可调移液器(5 ml)、烧杯(盛滤液用)(50~100 ml)、聚乙烯提取瓶(100,150 ml),聚乙烯塑料桶(20 L,带螺旋盖),三角瓶(150 ml)、其它常规仪器。

3、操作步骤;(1)土样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样中可见植物残体(如根、茎和叶)及土壤动物(如蚯蚓等),过筛(孔径< 2 mm),彻底混匀。

如果土壤过湿,应在室内适当风干,以手感湿润疏松但不结块为宜(约为饱和持水量的40%)。

如果土壤过于干燥,用蒸馏水调节至饱和持水量的40%。

将土壤置于密封的大塑料桶内在25℃条件下预培养7~15 d,桶内有适量水以保持相对湿度为100%,并在桶内放一小杯1 mol L-1 NaOH 溶液以吸收土壤呼吸产生的CO2。

经过预培养的土壤应立即分析。

如需保留,应放置于4℃的冷藏箱中,下次使用前需要在上述条件下至少培养24 h。

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。

土壤饱和持水量按Shaw(1958)的方法测定:在圆型漏斗下端装一带夹子的橡皮管,漏斗内塞玻璃纤维。

取50 g土壤于漏斗中,夹紧橡皮管,加入50 ml水保持30 min。

然后打开夹子,测定30 min内流出的水量。

加入的水量减去流出的水量,再加上原来土壤中含有的水量,即为该土壤的饱和持水量,以烘干土壤质量百分数表示。

(2)熏蒸称取经前处理后相当于20.0 g烘干基重的新鲜土壤(25.0g)3份于50 ml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2~3个,烧杯内放入少量经浓硫酸处理洗涤后烘干的瓷片(0.5 mm大小,防瀑沸),干燥器底部加入少量水以保持湿度。

用土壤熏蒸抽真空装置抽真空,在– MPa真空度下使氯仿剧烈沸腾3~5 min。

关闭真空干燥器阀门,移置25℃黑暗条件下熏蒸24 h。

将熏蒸过的土壤转移到另一个干净的真空干燥器中,反复抽真空(– MPa)6次,每次3 min,彻底除去土壤中的氯仿,直到无氯仿味为止。

否则,残留在土壤中的氯仿将影响分析结果。

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)提取@将熏蒸土壤无损地转移到125 ml聚乙烯提取瓶中,加入80 ml mol L-1K2SO4,土水比为1 : 4(w : v),振荡(25℃,300 r min-1)浸提30 min,用中速定量滤纸过滤于125 ml塑料瓶中。

在熏蒸开始的同时,另称取等量的3份不熏蒸土壤于125 ml聚乙烯提取瓶中,加入80 ml mol L-1K2SO4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℃下保存。

要注意的是低温(–18℃)下保存的土壤浸提液解冻后会出现一些白色沉淀,据推测为CaSO4和K2SO4,对浸提液中有机碳测定没有影响,可不必除去这些白色沉淀(Brookes等,1985),但解冻后也应立即测定,且在取样前应将浸提液彻底混匀。

(4)测定取10 ml土壤提取液于40 ml样品瓶中(注意解冻的浸提液在取样前应彻底混匀),加入10 ml六偏磷酸钠溶液(pH ),使提取液中的沉淀(CaSO4和K2SO4)全部溶解。

采用Phoenix 8000碳–自动分析仪测定样液中的有机碳含量。

先采用2 mm细管向样液中通入高纯度氮气5~10 min,先除去溶解在样液中的部分CO2,样液再进入无机碳排除管进一步排除残留的CO2。

再进入紫外氧化室,在过硫酸钾溶液和磷酸溶液作用下样液中的有机碳全部氧化为CO2,产生的CO2经纯化后再通过红外检测器测定。

详细操作步骤参见仪器使用说明。

标准碳工作曲线:分别吸取0、、、、、ml浓度为1000 mg C L-1邻苯二甲酸氢钾标准溶液于100 ml容量瓶中,用高纯度去离子水定容。

即得到0、20、40、60、80、100 mg C L-1系列标准碳溶液。

分别吸取上述不同浓度度的标准碳溶液10 ml于40 ml样品瓶中,按上述相同方法测定。

(5)结果计算:.土壤微生物量碳:B C = E C / k EC式中:E C = 熏蒸土壤提取的有机碳–不熏蒸土壤提取的有机碳k EC为转换系数,取值。

二、土壤微生物生物量氮(氯仿熏蒸-K2SO4提取-流动注射氮分析仪器法)1、试剂(1)去乙醇氯仿制备:同上(2)硫酸钾提取剂[c(K2SO4)= mol L-1]:同上(3)硫酸铬钾还原剂:称取50.0 g分析纯硫酸铬钾[KGr?SO4?2],溶于200 ml分析纯浓硫酸,用蒸馏水稀释到1 L。

?(4)硫酸铜溶液[c(CuSO4)= mol L-1]:称取30.324 g分析纯硫酸铜(CuSO4)溶于蒸馏水并定容至1 L。

(5)氢氧化钠溶液[c(NaOH)= 10 mol L-1]:称取400 g分析纯氢氧化钠溶于蒸馏水并定容至1 L。

(6)氢氧化钠溶液[c(NaOH)= 4 mol L-1]:称取160 g分析纯氢氧化钠溶于双蒸水并定容至1 L,使用前用真空抽滤瓶(膜孔径μm)过滤。

(7)氢氧化钠溶液[c(NaOH)= mol L-1]:取ml 4 mol L-1 NaOH用去离子水稀释至1 L。

(8)硼酸溶液(ρ(H3BO4)= 2 g 100 ml-1):称取20.0 g分析纯硼酸(H3BO4)溶于蒸馏水定容至1 L。

(9)硫酸溶液[c(H2SO4)= mol L-1]:取ml分析纯浓硫酸(H2SO4,ρ= 1.84 g ml-1)用蒸馏水稀释到1 L,此溶液H2SO4浓度为mol L-1,将该溶液稀释10倍即可得到mol L-1硫酸溶液。

再用mol L-1标准硼砂溶液标定其准确浓度。

(10)标准硼砂溶液[c(Na2B4O7?10H2O)= mol L-1]:先将分析纯硼砂(Na2B4O7 ?10H2O)在55℃蒸馏水中重结晶,过滤后得到的结晶放入装有食糖和氯化钠饱和溶液烧杯的干燥器中(相对湿度70%)干燥。

准确称取经重结晶和干燥的硼砂38.13672 g,溶解于蒸馏水并定容至1 L。

(11)指示剂贮存液:称取1.0 g氨混合指示剂溶解于10 ml mol L-1 NaOH和10 ml 95%乙醇混合液中,用去离子水定容至200 ml。

该贮存液可存放1个月。

~(12)指示剂溶液:取10 ml指示剂贮存液用去离子水稀释并定容至500 ml,用真空抽滤瓶(膜孔径μm)过滤。

注意:此溶液应使用前一天配制,最多可使用1周。

(13)标准氯化铵贮存液[ρ(NH4Cl)= 1000 μg N ml-1]:称取经105℃烘2~3小时的分析纯氯化铵3.8190 g溶于去离子水中并定容至1 L。

此贮存液可稳定保存数月。

(14)标准氯化铵溶液[ρ(NH4Cl)= 50 μg N ml-1]:取10 ml 1000 μg N ml-1氯化铵用去离子水稀释至200 ml。

此溶液最多保存7 d。

2、仪器设备流动注射氮分析仪(FIAStar 5000,丹麦福斯公司)、真空抽滤瓶(膜孔径μm)、容量瓶(100 ml)、其他仪器设备同上。

3、操作步骤\(1)土壤前处理、熏蒸、提取同上。

(2)提取液中硝态氮还原:吸取ml熏蒸与不熏蒸土壤mol L-1 K2SO4浸提液于250 ml消化管中,加入10 ml硫酸铬钾还原剂和300 mg锌粉,至少放置2 h后再消化。

研究结果表明熏蒸与不熏蒸土壤提取液中硝态氮含量差异很小,在测定土壤MB-N时,可以不包括硝态氮,即省略提取液中硝态氮还原过程。

(3)消化:方法Ⅰ:吸取ml熏蒸与不熏蒸土壤mol L-1 K2SO4浸提液(或经还原反应后的浸提液)于250 ml消化管中,加入ml mol L-1 CuSO4溶液、5 ml分析纯浓硫酸、及少量防瀑沸的颗粒物(如经浓硫酸处理并洗涤后烘干的瓷片,0.5 cm大小),混合液消化变清后再回流3 h。

(4)消化液中氮测定:消化液冷却后,用去离子水洗涤转移到100 ml容量瓶中,至体积大约为70 ml,待再冷却后慢慢加入10 ml 10 mol 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NH4+的损失),再用去离子水定容至100 ml。

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