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土壤中有效磷含量的测定方法的研究

hbnjzx

2012/09/04
环境监测

私聊

土壤固体废弃物监测

摘要目的：建立快速准确测定土壤中有效磷定量的方法。方法：碳酸氢钠溶液除可提取水溶性磷外，也可抑制Ca²⁺的活性，使一定量活性较大Ca—P盐类被浸出，也可使一定量活性的Fe-P，A1-P盐类中通过水解作用而浸出。由于浸出的Ca、Fe、Al浓度较低，不会产生磷的再沉淀。浸提液中的磷用钼锑钪比色法定量测定。结果：国标土壤最大绝对差值为0.18 mg·kg^-1；相对标准偏差为0.33%，一般土样最大绝对差值为0.08 mg·kg^-1，相对标准偏差为0.22%；测定数据的误差均在控制的范围内。

关键词 土壤；有效磷；钼锑钪比色法

植物体内中的磷绝大部分取自于土壤，而土壤中的磷绝大部分不能为植物直接吸收利用，易被植物吸收利用的水溶性磷和弱酸溶性磷通常含量很少。不同类型的土壤，不同的耕作措施，对土壤中速效磷的含量有很大影响。测定土壤有效磷含量可以帮助我们了解土壤供磷能力，这对合理施肥以及提高作物产量和品质具有重要参考价值。不同土壤中磷的存在形态不同，各种形态的磷能被植物利用程度也不同。因此，土壤中速效磷的测定，要考虑到两方面因素，即土壤因素和操作方法：对于酸性土壤和石灰性土壤要采用不同的浸提液。操作方法包括土水比例、提取时间和温度等对测定结果有很大的影响。此文章针对石灰性土壤或中性土壤中有效磷的提取、显色、比色等主要试验环节有自己的独到见解。

1、材料准备

1.1 主要仪器和耗材

1.1.1紫外可见分光光度计（岛津UV1700）

1.1.2恒温（控温25℃±1℃）往复或旋转式振荡机，要满足180r±20r/min的振荡频率或达到相同效果。

1.1.3塑料瓶，200ml。

1.1.4无磷滤纸。

1.1.5三角瓶，150ml；小烧杯，50ml。

1.2主要试剂及配制

1.2.1 NaOH溶液[ρ（NaOH）=100g·L ^-1]：称取10 g NaOH溶于100 ml水中。

1.2.2碳酸氢钠浸提剂[ρ（NaHCO3）=0.5 mol·L ^-1，pH = 8.5]，称取42.0 g碳酸氢钠（NaHCO3）溶于约950 ml水中，用100g·L ^-1 NaOH溶液调节pH至8.5（用酸度计测定），用水稀释至1 L。贮存于聚乙烯瓶中。如贮存期超过20d，使用时须重新校正pH。

1.2.3酒石酸锑钾溶液[ρ（KSbO₄H₄O₆·1/2H₂O）=3g·L ^-1]：称取0.3g酒石酸锑钾溶于水中，稀释至100 ml。

1.2.4钼锑贮备液：称取10.0g钼酸铵[（NH₄）₆MO₇O₂₄·4H₂O]溶于300 ml约60℃水中，冷却。另取181ml浓H₂SO₄缓缓注入800水中，搅匀，冷却。然后将稀H₂SO₄注入钼酸铵溶液中，搅匀，冷却。再加入100ml 3g·L ^-1酒石酸锑钾溶液，最后用水稀释至2L，盛入棕色瓶中备用。

1.2.5钼锑钪显色剂：称取0.5g抗坏血酸（C₆H₈O₆ 左旋，旋光度+21°-22°）溶于100ml钼锑贮备液中，此溶液有效期不长，应用时现配。

1.2.6磷标准贮备液[ρ（P）=100ug·ml ^-1]：称取经105℃下烘干2h的KH₂PO₄（优级纯）0.4390g，用水溶解后，加入5ml浓H₂SO₄，然后加水定容至1000ml。此溶液放入冰箱中可长期使用。

1.2.7磷标准使用液[ρ（P）=5ug·ml^-1]：吸取5ml磷标准贮备液于100 ml容量瓶中，定容，此溶液用时现配。

2、标准曲线制作和样品分析

2.1标准曲线绘制

吸取磷标准使用液[ρ（P）=5ug·ml ^-1]0，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50ml于25ml比色管中，加入浸提剂10.00ml，显色剂5.00ml，充分摇匀，排出CO₂后加蒸馏水定容至刻度。此系列溶液中磷的浓度依次为0.00，0.10，0.20，0.30，0.40，0.50ug·ml ^-1。放置在室温高于20℃条件下30min后，用 880nm 波长进行比色。用系列溶液零浓度调节仪器零点，测定吸光度，绘制校准曲线或计算回归方程。见表1

表1 标准曲线及相关系数

浓度

ug·ml ^-1

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

吸光度

0.001

0.076

0.155

0.233

0.306

0.374

回归方程：y = 0.752x + 0.0008 R²= 0.9998

2.2 样品分析

称取通过2mm孔径筛子的风干土样 2.50g（精确到 0.001g）于200ml 塑料瓶中，加入25℃±1℃的NaHCO₃浸提剂50.0ml，加盖，摇匀，在恒温振荡机（温度为25℃±1℃）上用180r±20r/min的振荡频率振荡30min，立即用无磷滤纸过滤，滤液承接于150ml干燥的三角瓶中，吸取滤液 10.00ml于50ml 小烧杯中，再用移液管准确加入显色剂5.00ml，然后用移液管准确加入蒸馏水10.00ml，充分摇匀，放置在室温高于20℃条件下30min后，用 880nm 波长进行比色。测定吸光度。

同时做国家标准土样比对实验。国家标准土样来自中国科学院南京土壤研究所，编号为：GBW07413，其有效磷含量为18.3 mg·kg^-1。

3、结果计算

有效磷（P），mg·kg^-1=

公式中ρ—从校准曲线或计算回归方程而得测定液中P的质量浓度，ug·ml ^-1；

V—显色液体积，25ml；

D—分取倍数，即试样提取液体积/显色时分取体积，50/10；

m—称取的风干土样质量，g；

10³ — 将μg换算成 mg ；1000—将g换算成kg。

平行测定结果以算术平均值表示，保留小数点后两位。

为验证该方法的准确度和精确度，用国家标准物质GBW07413（土壤有效态成份分析标准物质）进行测试，结果表明这种测定方法准确度和精确度很高。测试结果见表2：

表2 国标土样不同取样量的测定结果

项目	1	2	3	4	5	6
取样量g	2.52	2.55	3.20	2.58	3.01	3.12
吸光度值	0.2760	0.2811	0.3490	0.2830	0.3304	0.3422
实测值mg·kg^-1	18.15	18.27	18.09	18.18	18.20	18.19
均值mg·kg^-1	18.18
标准值mg·kg^-1	18.30±2
最大绝对差值mg·kg^-1	0.18
相对标准偏差%	0.33

采用一般土样（土样来源于鹤壁市淇滨区钜桥白庄于秀贵的责任田）与国标土样同步进行测试，根据其测试结果之间的数据分析同时与国标土样标准值相比较，以评价测定结果的准确度，检查该方法在处理过程中存在的各种误差。测试结果见表3：

表3：一般土样不同取样量的测定结果

项目	1	2	3	4	5	6
取样量g	2.51	1.92	3.04	2.82	3.05	2.56
吸光度值	0.2069	0.1588	0.2501	0.2319	0.2514	0.2118
实测值mg·kg-1	13.65	13.68	13.63	13.62	13.66	13.70
均值mg·kg-1	13.66
最大绝对差值mg·kg-1	0.08
相对标准偏差%	0.22

4、结论

本方法与国标法的区别在于一是定容后放置的温度不一样，国标方法要求在15℃以上即可，本方法一定要在烘箱中设定温度在30-40℃之中，在一定的范围内，随着温度的升高，检测数据越来越稳定和接近真实值；二是本方法省略了活性炭的使用，简化了土壤样本处理的样本；三是本方法计算公式中的各数据，可以灵活掌握，方便不同浓度含量样本的检测。

本测定方法的成功关键在于三点：一是称样质量的准确性；二是温度的严格控制，特别是标准系列溶液和样品显色时一定要放置30-40℃的烘箱中保温30min,取出后冷却比色；三是样品与国标土同时进行测定。

实验结果表明，该方法简便、快速、灵敏、准确，各项技术指标满足土壤中有效磷定量测定要求，有助于土壤配方施肥技术的大范围推广。

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