《资源环境分析》教学大纲

一、基本信息   

课程名称		资源环境分析				课程编号	ARGE4202
英文名称		Methods of Soil, Plant and Fertilizer  Analysis				课程类型	专业核心
总学时	36	理论学时		36	实验学时	0	实践学时	0
学分	2	预修课程	无机化学、有机化学、定量分析 、仪器分析、土壤学、植物营养学			适用对象	农业资源与环境专业本科生
课程简介 （200字左右）		《资源环境分析》由原《土壤农化分析》发展演变而来，该课程由《资源环境分析》的理论教学部分与设课的《资源环境系列实验III》组成完整的课程，在本科生三年级的第一学期开设。 课程包括土壤分析、植物分析、农产品品质分析、肥料分析、环境污染分析五个方面内容。学习分析的基本知识，样品的采集制备与预处理技术，分析方法的选择使用，测试方法的基本原理，试剂配制，测试操作技术和操作要点，分析误差产生与干扰的克服方法，常规与现代分析仪器的使用技术，  分析质量的控制、分析数据的处理与评价应用知识。

二、教学目标及任务  

资源环境分析既是一门技术性很强的课程，又是一门应用学科，是农业资源与环境专业的核心课程。

学生通过学习土壤、植物、农产品品质、肥料、环境污染分析的基本知识，掌握样品的采集制备、分析方法的选择与使用、分析样品的预处理技术、测试方法的基本原理、试剂配制与测试操作技术、操作的要点难点，方法的误差产生与干扰的克服方法、常规分析与现代仪器分析技术、 分析质量的控制、分析数据的处理与评价应用知识。为学生开展SRT课题的研究，参与本学科或相关学科的科学研究，进行毕业论文的设计提供技术支撑。同时也为学生毕业后从事科学研究 ，在实际生产中为可持续农业的发展进行合理施肥、食物和饲料的检定、环境评价与环境修复、有机绿色农业生产的提供强有力的技术支持。

三、学时分配

教学课时分配

章节	章节内容	讲课	实验	实践	合计
绪论		0.5			0.5
第一章	分析的基本知识	2.5			2.5
第二章	样品的采集与制备	2			2
第三章	土壤有机质的测定	2			2
第四章	土壤氮、硫的测定	3			3
第五章	土壤磷的测定	2			2
第六章	土壤钾的测定	2			2
第七章	土壤微量元素的测定	3			3
第八章	土壤离子交换性能的测定	2			2
第九章	土壤可溶性盐分析	2			2
第十章	植物灰分营养元素的测定	3			3
第十一章	农产品品质的测定	5			5
第十二章	土壤、植物、农产品中无机污染（有害）物质分析	2			2
第十三章	肥料测定	2			2
第十四章	分析质量的控制	3			3
合计		36			36

 

四、教学内容及教学要求 

 

第一章 分析的基本知识

第一节       水、试剂、器皿

1.      水的制备与检验

2.      试剂的规格、标准、选用与配制

3.      常用分析器皿的特性、使用与洗涤

习题要点：水的检验方法与要求，试剂的规格与配制方法，常用分析器皿的特性和洗涤方法。

第二节  分析误差的控制与数据处理

1.      分析误差的来源

2.      分析误差的表示方法

3.      系统误差的控制

4.      偶然误差的控制

5.      允许误差的范围

6.      可疑数据的取舍

 

习题要点：分析误差的类型与表示方法，如何控制分析误差和进行数据的取舍。

本章重点、难点：实验室用水的检验、试剂的选用与配制方法，常用器皿的特性与使用方法，实验误差的减免。

本章教学要求：

掌握：实验用水的检验指标和检验方法，试剂的规格、选用、配制与保存方法，常用器皿的特性与使用方法，实验误差的检验与减免。

理解：实验室用水的制备方法、试剂的标准，分析数据的统计与检验。

了解：特殊用水的制备方法，标准试剂的要求和前处理方法，常规分析仪器的使用与维护。

 

第一章  样品的采集制备与保存

第一节       土壤样品的采集制备与保存

1.      土壤样品的采集

2.      土壤样品的制备

3.      土壤样品的保存

习题要点：如何使土壤样品具有最大的代表性，特殊样品的采集制备和保存的要求。

第二节       植物样品的采集制备与保存

1.      植物组织品采集制备与保存

2.      瓜果样品采集制备与保存

3.      籽粒样品采集制备与保存

习题要点：根据研究的要求采集制备与保存植物组织。

第三节       肥料样品的采集制备与保存

1.      无机肥料样品的采集制备与保存

2.      有机肥料样品的采集制备与保存

              习题要点：比较肥料样品、土壤样品和植物样品的采集、制备与保存的异同。

第四节       样品水分含量的测定

1.      常压烘干法

2.      减压烘干法

3.      共沸蒸馏法

4.      卡尔·费休法

习题要点：根据样品的特性选用其水分含量的测定方法，操作要点。

 

本章重点、难点：代表性土壤、植物、肥料样品的采集制备与保存方法与要求。

本章教学要求：

掌握：代表性土壤、植物、肥料样品的采集制备与保存方法与要求，水分测定的烘干法。

理解：特殊土样、诊断样品的采集制备与保存方法，水分测定的减压烘干法、蒸馏法、卡尔-费休法的原理。

了解：根据样品的特性和研究要求进行样品的采集与制备、选择样品水分含量的测定方法。

 

第三章 土壤有机质的测定

第一节       概述。

1.      土壤有机质在肥力上的意义

2.      土壤有机质的形态与含量

3.      土壤有机质与氮素含量的关系

4.      有机碳不同测定方法的比较和选用

5.      有机碳的校正系数和有机质含量的计算

习题要点：土壤有机质定义，一般含量、分布情况，土壤有机质与氮含量关系，不同测定方法的原理和适用范围，有机碳的校正系数和有机质含量的计算。

第二节       土壤有机质的测定

1.      外加热重铬酸钾容量法

2.      稀释热重铬酸钾容量法

3.      磷酸-铬酸湿烧法

习题要点：方法原理、试剂配制、操作技术和操作要点、方法的优缺点与适用范围。

本章重点、难点：重铬酸钾容量法的原理，试剂配制，操作技术与操作要点，误差的减免与克服。

本章教学要求：

         掌握：重铬酸钾容量法的原理、适用条件，试剂配制，操作要点，误差的减免与克服，根据已知操作步骤列出分析结果的计算公式。

         理解：有机质的形态、含量与分布，水合热法、磷酸-铬酸湿烧法的原理和优缺点。

         了解：干烧法、红外光谱等测定有机质的原理。

 

第四章 土壤氮和硫的测定

第一节       土壤氮的测定

1.      土壤全氮的形态、含量、分布情况

2.      土壤全氮经典、现代、常规测定方法的比较

3.      土壤全氮测定待测液的制备

4.      土壤有效氮待测液的制备

5.      溶液中铵氮、硝态氮的测定方法

6.      土壤土壤有机氮的分级

习题要点：土壤氮的形态、含量，不同形态氮待测液制备方法，有效氮、铵氮、硝态氮的常规测定方法的原理、操作要点、适用范围、误差的减免和干扰的克服。

第二节       土壤硫的测定

1.      土壤全硫的测定

2.      土壤有效硫的测定

习题要点：土壤有效硫待测液制备，硫酸钡比浊法的原理、操作要点、适用范围、误差的减免和干扰的克服。

本章重点、难点：开氏定氮法、碱解扩散法、酚二磺酸比色法、靛酚蓝比色法、盐酸萘乙胺比色法。半微量开氏定氮仪、微量滴定管的使用。

本章教学要求：

     掌握：土壤各种形态氮待测液的制备方法和优缺点。半微量开氏法、碱解扩散法、酚二磺酸比色法。半微量开氏定氮仪、微量滴定管的使用。土壤有效硫测定的硫酸钡比浊法。

     理解：氮的形态、含量与分布。纳氏比色法、靛酚蓝比色法、甲醛法、氨气敏电极法；硝态氮测定的紫外光度法，盐酸萘乙胺比色法。

     了解：电极法硝态氮的原理，流动注射分析测氮的原理，生物法测矿化氮的原理和优缺点，有机氮的分级；土壤硫的形态、含量与分布，全硫测定的原理。

 

第五章 土壤磷的测定

第一节       概述

1.      土壤中磷的含量与形态

2.      土壤全磷与有效磷的关系

习题要点：磷的形态、含量、分布以及它们间关系

第二节       土壤全磷的测定

1.      全量磷分析待测液制备方法

2.      溶液中磷的测定方法

习题要点：全量磷测定待测液制备方法、操作、优缺点和方法选择。钼蓝法、钼黄法的原理、操作要点、误差的减免与干扰克服。

第三节       土壤有效磷的测定

1.      有效养分浸提剂种类与选择

2.      有效养分浸提时的操作要点

3.      土壤有效养分身居素临界值的评价与应用

4.      中性石灰性土壤有效磷的测定

5.      酸性土壤土壤有效磷的测定

6.      土壤有效磷测定的A值、E值和阴离子树脂法

              习题要点：有效养分浸提剂种类与选择，有效养分浸提的操作要求，土壤缺素临界值。土壤有效磷测定的原理，操作要点，误差的减免与克服。A值、E值、阴离子树脂法

第四节       土壤无机、有机磷的测定

1.      酸性土壤无机磷的分级

2.      石灰性土壤无机磷的分级

3.      有机磷的形态分级

     习题要点：酸性、石灰性土壤无机磷分级方法

本章重点、难点：土壤全量、有效养分的测定待测液的制备，操作要点，钼蓝法测磷的原理、适用范围、操作要点，误差的减免与干扰的克服。

本章教学要求：

掌握：土壤全量、有效养分测定待测液制备各种方法的异同点比较和选用，操作要点，钼蓝法。浸提剂的选择、土壤缺素临界值的应用。

理解：钼黄法、磷钼喹啉法测磷的原理和适用范围。

了解：表示磷有效性的不同方式、无机磷的分级、有机磷的测定，流动注射分析测磷的原理。

 

第六章 土壤钾的测定

第一节       概述

1.      土壤钾的形态、含量、分布

2.      土壤各形态钾的关系

3.      习题要点：土壤钾的形态、含量、分布及各形态钾的关系

第二节       土壤全钾的测定

1.      全量钾分析待测液制备方法

2.      溶液中钾的测定方法

习题要点：土壤全钾的待测液制备方法，其操作要点。火焰光度计的工作原理，如何使用，使用时注意些什么问题，如何检查仪器的漂移并控制分析数据的质量。

第三节       土壤有效钾的影响

1.      土壤速效钾的测定

2.      土壤缓效钾的测定

习题要点：土壤速效钾、缓效钾测定待测液的制备要求，钾供应临界指标。

第四节       土壤供钾特性的测定

1.      概述

2.      EUF法

习题要点：何为电超滤，EUF法原理和优缺点？

本章重点、难点：土壤各形态钾的待测液制备、火焰光度计的工作原理、使用方法，使用注意事项、检查和校正仪器的漂移。

本章教学要求：

掌握：土壤各形态钾的待测液制备、火焰光度计的工作原理、使用方法，使用注意事项、检查和校正仪器的漂移。

理解：EUF法的工作原理。

了解：火焰光度法、AAS法、ICP-AES法的工作原理的不同

 

第七章 土壤微量元素的测定

第一节       概述

1.      微量元素分析的要求

2.      微量元素的特性、形态、含量、临界值

3.      影响微量元素有效性的因素

习题要点：微量元素测定的实验室条件和工作要点，微量元素临界指标与分析结果评价应用。

第二节       土壤中硼的测定

1.      土壤全硼的测定

2.      土壤有效硼的测定

习题要点：土壤全硼、有效硼的测定待测液制备操作要点。姜黄素法、甲亚胺法。

第三节       土壤中铜、锌、锰的测定

1.      土壤全量铜、锌、锰的测定

2.      土壤有效铜、锌、锰的测定

     习题要点：土壤全量与有效铜、锌、锰待测液制备操作要点，各浸提剂的特性与临界值。AAS法与ICP-AES法。

第四节       土壤钼的测定

1.      土壤全量钼的测定

2.      土壤有效钼的测定

习题要点：土壤有效态钼用待测液制备，硫氰酸盐比色法和催化极谱法。

本章重点、难点：微量元素分析的工作要求，有效态微量元素待测液的制备和操作技术，甲亚胺法原理和操作要点，AAS仪、催化极谱仪的工作原理，分析数据的评价与应用。

本章教学要求：

掌握：微量元素分析的工作要求，有效态微量元素待测液的制备和操作技术，甲亚胺法测

了原理和操作要点，微量元素分析结果的评价与应用，AAS仪的工作原理。

理解：姜黄素比色法测硼、硫氰酸盐比色法测钼的原理和操作要点，土壤微量元素全量分析待测液制备操作技术，ICP-AES仪、催化极谱仪的工作原理。

了解：微量元素的形态、含量、分布情况。

 

第八章 土壤阳离子交换性能的分析

第一节       概述

1.      土壤的交换性能

2.      土壤效换性能的测定方法

习题要点：土壤交换性能的影响因素、土壤交换性能分析项目和交换剂的选择原则。

第二节       酸性土壤CEC和交换性阳离子的测定

1.      CEC的测定

2.      交换性盐基离子组成的测定

习题要点：CEC测定的主要方法、适用范围，操作主要步骤。误差产生和克服。pH测定注意问题，交换酸和石灰需要量。

第三节       石灰性土、盐碱土交换性能分析

1.      石灰性土交换性能分析

2.      盐碱土交换性能分析

              习题要点：析如何选择交换剂和分析项目，测定存在困难，如何克服。

本章重点、难点：酸性土壤交换性能的分析，交换剂和分析项目的选择，分析误差的控制，pH的测定。

本章教学要求：

掌握：酸性土壤交换性能的分析，交换剂和分析项目的选择，CEC测定的一般步骤，各步骤中存在的分析误差的控制。pH的测定的操作要点。

理解：CEC测定强迫交换法、同位素示踪法的原理

了解：石灰、石膏需要量的测定和计算方法

 

第九章 土壤水溶性盐的分析

第一节       土壤可溶性分析待测液的制备

1.      盐土、盐碱土的分类指标

2.      盐分析待测液制备的方法和适用性。

习题要点：盐分项目眼睛它们间关系，常夫测定方法和测定流程；盐分与植物生长关系，盐土、盐碱土分类。不同土壤盐分待测液制备方法及优缺点。

第二节       土壤水溶性盐总量的测定

1.      电导法测盐分

2.      烘干残渣法测盐

习题要点：残渣法和电导法的方法原理、操作要点，两种方法测定的盐分间关系。

第三节       土壤盐基离子组成的测定

1.      阳离子的测定

2.      阴离子的测定

              习题要点：盐基离子测定的方法原理、操作要点、注意问题。

本章重点、难点：盐分测定待测液的制备，电导法测盐，氯离子和硫酸根离子的测定。

本章教学要求：

掌握：盐分的分析项目，盐分与作物生长的关系，盐分测定待测液的制备方法与操作要点，电导法测盐和硝酸银法测氯离子的原理和操作技术。

理解：盐土、盐碱土的分类指标，选择盐分测定项目的分析方法。

了解：盐的危害作用，钙、镁离子测定的EDTA容量法的原理和操作技术。

 

第十章 植物灰分和营养元素的测定

第一节       植物灰分的测定

1.      粗灰分的测定

2.      水溶和水不溶灰分的测定

3.      酸溶和酸不溶灰分的测定

习题要点：干灰化作为粗灰分测定或植物营养元素测定待测液的制备方法的操作技术有何异同、注意的问题。

第二节       植物常量元素的测定

1.      氮的测定

2.      磷的测定

3.      钾的测定

4.      钙镁的测定

习题要点：植物常量元素含量、测定待测液制备方法、特点？硫酸-双氧水消煮时注意些什么问题。纳氏比色法和钒钼黄比色的原理、操作要点、误差的减免与干扰的克服方法。

第三节       植物微量元素的测定

1.      硼的测定

2.      铜锌的测定

3.      锰的测定

4.      钼的测定

              习题要点： 主要作物中微量营养元素含量，待测液制备方法的差异、操作要点。

本章重点、难点：选择合适的待测液制备方法。干灰化法、湿灰化法制备待测液的要点，纳氏比色法和钒钼黄比色的原理、操作要点、误差的减免与干扰的克服方法。

本章教学要求：

掌握：掌握植物分析待测液制备的干灰化法和硫酸-双氧水法的操作要点，纳氏比色法和钒钼黄比色的原理、操作要点、误差的减免与干扰的克服方法。

理解：植物分析待测液制备不同方法的差别、适用范围和操作要点：

了解：主要作物中营养元素的一般含量和评价指标。

 

第十一章 农产品品质分析

第一节       蛋白质与氨基酸的测定

1.      蛋白质的测定

2.      氨基酸的测定

习题要点：如何测定粗蛋白质是、同类种子中蛋白质的测定方法及其原理；全氨基酸测定待测液制备的主要步骤，赖氨酸、色氨酸测定的常规方法原理。

第二节       碳水化合物的分析

1.      糖的测定

2.      淀粉的测定

3.      粗纤维的测定

4.      果胶物质的测定

习题要点：可溶性糖待测液制备与注意问题、常规法测糖原理、操作要点。旋光法测糖原理酸水解与酶水解法制备淀粉测定待测液差别；测粗纤维的原理和操作要点。

第三节       油脂和脂肪酸的测定

1.      油脂的测定

2.      脂肪酸的测定

习题要点：油脂测定的方法原理、操作要点。脂肪酸的测定是如何制备待测液的。

第四节       有机酸和维生素的分析

1.      有机酸的测定

2.      维生素的测定

               习题要点：有机酸的测定的项目，如何制备待测液。维生素测定主要步骤，还原型Vc测定的待测液制备、方法原理、操作注意问题、干扰的克服。

本章重点、难点：粗蛋白质、赖氨酸、水溶性糖、粗纤维、油脂和还原型Vc含量测定待测液制备操作技术，上述物质测定的常规方法原理，操作技术，误差的减免和干扰的克服。

本章教学要求：

掌握：粗蛋白质、赖氨酸、水溶性糖、粗纤维、油脂和还原型Vc含量测定待测液制备操作技术，上述物质测定的常规方法原理，操作技术，误差的减免和干扰的克服。

理解：旋光法测糖、折光法测油脂的原理

了解：氨基酸分析、气相识谱和液相色谱仪的工作原理。

 

第十二章 土壤植物中有无机污染（有害）物的测定

第一节       铅、镉、镍的测定

1.      概述

2.      王水-高氯酸消化-AAS法

3.      王水-双氧水消化-石墨炉AAS法

4.      碘化钾-MIBK萃取-AAS法

习题要点：待测液制备注意的问题，不同测定方法的原理、操作要点与干扰克服。

第二节       汞、铬的测定

1.      汞的测定

2.      铬的测定

习题要点：待测液制备注意的问题，不同测定方法的原理、操作要点与干扰克服。

第三节       砷、氟的测定

1.      砷的测定

2.      氟的测定

习题要点：测液制备注意的问题，不同测定方法的原理、操作要点与干扰克服。

本章重点、难点：各污染元素待测液制备的要点，冷原子吸收法、氢化物发生-AAS法的原理。

本章教学要求：

掌握：污染元素测定待测液制备的干灰化法、湿灰化法的适用范围、操作要点与技术。冷原子吸收法、氢化物发生-AAS法的原理。

理解：石墨炉-AAS法、二乙基硫代氨基甲酸银法、二苯基碳酰二肼比色法的原理。

了解：土壤、植物中污染元素的含量与允许标准。

 

第十三章 肥料分析

第一节       肥料氮的测定

1.      蒸馏后滴定法

2.      甲醛法

3.      氮试剂质量法

习题要点：肥料氮的测定方法和土壤、植物氮的测定的差异，测定原理、操作注意问题。

第二节       肥料磷的测定

1.      磷钼喹啉质量法

2.      磷钼喹啉容量法

习题要点：磷肥测定制备方法，磷钼喹啉重量法和容量测磷的原理、操作注意问题。

第三节       肥料钾的测定

1.      四苯硼钾质量法

2.      四苯硼钾容量法

习题要点：四苯硼钾重量法和容量法原理、操作要点和干扰克服。

第四节       复混肥料的测定

1.      大量元素的测定

2.      微量元素的测定

习题要点：待测液的制备和测定方法。

第五节  有机肥料的测定

习题要点：试比较有机肥料、土壤和植物中氮、磷、钾和微量元素含量的测定方法有什么不同？

本章重点、难点：国标法测复混肥中氨、磷、钾的方法原理、待测液的制备方法、操作技术、误差的减免和干扰的克服方法。

本章教学要求：

掌握：蒸馏后滴定法和甲醛法测氮、磷雅致喹啉重量法、四苯硼钾重量法的原理，操作技术，误差的减免和干扰的克服方法。

理解：缩二脲的测定、氮试剂质量法测硝态氮、游离酸测定的方法原理和操作技术。

了解：复混肥料中微量元素含量的测定，有机肥料养分含量测定的待测液制备方法和测定方法的选用。

 

第十四章 分析质量的控制

第一节       分析化验室的基本要求

1.      实验室的组成

2.      实验室设施

3.      实验室人员

习题要点：分析化验室的组成、设施和人员的要求。

第二节       实验室的维持控制与实验误差的减免

1.      实验室的维持控制

2.      实验误差的减免

习题要点：实验室的维持与控制要做的工作，如何降低实验误差。

第三节       实验室内和实验室间的质量控制

1.      实验室内质量控制

2.      实验室间质量控制

习题要点：在实验前、实验过程中和实验后的分析质量控制要做的工作，实验室间如何开展分析质量控制。

第四节       MC实验室质量手册、程序文件与作业指导书简介

1.      实验室质量手册

2.      程序文件

3.      作业指导书

习题要点：实验室质量手册、程序文件与作业指导书的内容，

本章重点、难点：实验室的维持与控制要做的工作，实验室内如何开展分析质量控制。

本章教学要求：

掌握：实验室的维持与控制要做的工作，实验前、实验中和实验后如何开展分析质量控制。

理解：一个合格的化验室需要什么样的条件。

了解：实验室间是如何开展分析质量控制工作的。

 

五、考核方式及要求  

闭卷考试（80%）+  平时成绩（20%）。闭卷考试中名词解释占10%，选择或填空题占30%，简答题60%。实验成绩指资源环境分析系列实验III成绩，平时成绩为课堂提问或讨论和到课情况。

六、推荐教材及教学参考书

教材：《土壤农化分析》，鲍士旦编著，中国农业出版社，2000年，标准书号：ISBN 7-109-06644-4。

参考书：《土壤农业化学分析方法》，鲁如坤编著，中国农业科技出版社，2000年，标准书号：ISBN 7-80119-925-1。

《土壤分析技术规范》，全国农业技术服务中心编著，中国农业出版社，2006年，标准书号：ISBN 7-109-10925-9。

七、说明

因第9周可能进行植物营养、第11周进行水资源环境调查实习，上课进度视实情进行调整。

 

大纲修订人：杨超光

大纲审定人：李荣

修订日期：2015年5月4日