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作物养分信息传统检测方法

kumb 感知层 2021-05-03 12:44:02 105 0

1.作物氮元素传统检测方法

1)叶色卡法

叶色卡法是将作物正常的叶色做成标准的比色卡,然后作物的实时叶色与比色卡进 行对比,从而判断作物是否缺素。该方法的优点在于简单易行,不需要大量的培训和专业知识;其缺点在于受人的主观影响较大,往往很难准确地对作物的含氮情况进行判断(图3.1)。叶色卡中颜色由浓绿色向黄绿色变化表明营养元素由正常向缺素变化。

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图3.1 叶色卡

2) 凯氏定氮法

凯氏定氮法是在催化条件下,用浓硫酸将样品中的有机氮全部转化为无机铵盐,然 后在碱性条件下将铵盐转化为氨,随水蒸气蒸馏出来并被过量的硼酸液吸收,再以标准盐酸滴定,计算出样品中的氮量。其具体的计算公式如下:

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公式3.1

式中,N为样品中蛋白质的含量(%); V1为样品消耗硫酸标准液的体积(mL);V2为空白试剂消耗硫酸标准液的体积(mL);n为硫酸标准液的当量浓度;0.014为1当量浓度硫酸标准液换算成氮的质量;m为样      品的质量(g)。

3) 杜马斯燃烧法

在氮元素检测中,杜马斯燃烧法也被广泛应用。相较于凯氏定氮法,杜马斯燃烧法 在测定氮含量上具有单个样本测量时间短;检测过程对人体无害,没有热硫酸等有毒废物产生;可以做到100%的氮冋收率;测量过程可以实现全自动,具有很高的检测效率等优势,但是其仪器价格昂贵。图3.2就是一台德国Elementar Analysis GmbH公司生产的Rapid N cube杜马斯定氮仪。其具体操作过程如下。

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图3.2 Rapid N cube氮分析仪

将样品磨成粉末,然后称取0.1g后包于特制的锡箔纸中放在自动落样器中。样品通过自动落样器进入燃烧反应炉(960°C)中,将反应炉通入高纯度氧,在通氧量为200mL/min充分燃烧300s,直至氧剩余量达到12%时停止燃烧。将一级燃烧管从下而上依次填充进1g刚玉球、80g氧化铜、20g刚玉球混合物和10g刚玉球,此燃烧管的工作温度为960°C。二级燃烧管从下而上依次填充16g刚玉球、200g氧化铜、15g铂催化剂混合物、20g刚玉球及13g银丝,此燃烧管的工作温度为800〜900°C。燃烧反应炉的产物(NOx)被载气CO2运送至还原炉(800°C)中。将管内装填物的顺序由下而上依次还原为17g刚玉球、10层每层约18g的钨、50mm的氧化铜、20mm的铜及最上面的银丝球。产生的气体由铜和钨还原生成氮气除去水后,进入TCD检测器检测,测量结果由计算机自动输出。

2.作物磷钾传统检测方法

除了氮元素以外,磷和钾也是作物生长过程中非常重要的营养元素。作物叶片中磷含量的检测传统釆用紫外-可见光分光光度法。主要包括分解样本、绘制标准曲线、样本测定、计算等步骤。计算公式如下:

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公式3.2

式中,P为试样测定液中磷质量浓度(mg/L); V3为试样测定液显色体积(mL); V1为试样分解液定容体积(mL);m为试样质量(g);V2为测定用分取试样分解液体积(mL)。

我们一般釆用火焰光度计测定钾元素含量。测量步骤为,首先适当稀释样本的消煮液,然后直接用火焰光度计测定,最后根据标准液即可得到待测样品的钾含量。其计算公式如下:

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公式3.3

式中,c1为从工作曲线查得测试液的钾含量(ug/mL); c2为从工作曲线查得空白液的钾含量(ug/mL);V为试样消解液定容体积(mL);F为待测液稀释倍数;m为称样质量(g)。

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