洞庭湖區(qū)域測(cè)土配方施肥中土壤有效磷測(cè)定方法研究

湯崇儉　肖應(yīng)該　劉峰　郭芬　楊薪羽

摘要：研究表明，洞庭湖區(qū)域測(cè)土配方施肥中土壤有效磷含量的測(cè)定，宜采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法。用該法測(cè)定土壤有效磷含量時(shí)，既要規(guī)范操作程序，又要注重影響檢測(cè)結(jié)果的幾個(gè)關(guān)鍵要素：土液比、溫度、振蕩頻率、振蕩時(shí)間、空白樣和平行重復(fù)樣、校準(zhǔn)曲線、比色波長(zhǎng)設(shè)定等，以保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和科學(xué)性。

關(guān)鍵詞：弱堿性土壤;有效磷;測(cè)定;研究

洞庭湖區(qū)域土壤肥沃，雨量充沛，漁業(yè)資源豐富，盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻米，是全國(guó)聞名的魚(yú)米之鄉(xiāng)。土壤成土母質(zhì)為近代河流沖積物和湖積物，土壤呈弱堿性，pH>7.00。土壤有效磷也稱(chēng)速效磷，包括水溶性磷和弱酸性磷，其含量是土壤肥力的重要指標(biāo)之一，表明土壤的供磷能力，測(cè)定土壤的有效磷含量，在測(cè)土配方施肥中，為合理分配和施用磷肥提供理論依據(jù)。

1 土壤樣品的采集和處理

土壤有效磷檢測(cè)的目的是利用土壤樣品的檢測(cè)數(shù)據(jù)，分析在一定范圍內(nèi)土壤有效磷的性質(zhì)特征和含量，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中科學(xué)精準(zhǔn)施肥提供數(shù)據(jù)支撐。

土壤樣品的采集和處理是土壤有效磷檢測(cè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，采集的樣品必須有代表性，必須使檢測(cè)的數(shù)據(jù)能如實(shí)的代表該區(qū)域土壤的有效磷指標(biāo)參數(shù)，因此應(yīng)選擇有代表性的土壤進(jìn)行采樣，并根據(jù)土壤中有效磷的分布狀況進(jìn)行采樣和處理樣品。根據(jù)土壤類(lèi)型，肥力等級(jí)和地形等因素將取樣范圍分成若干采樣點(diǎn)，使每個(gè)采樣單元的土壤盡可能均勻一致。同時(shí)要保證有足夠多的采樣點(diǎn)，能代表本單元的土壤特性，一般以采10-20個(gè)點(diǎn)為宜。

1.1 土壤樣品的采集

洞庭湖區(qū)域的土壤，耕作層差異性大，應(yīng)按照“隨機(jī)”“等量”和“多點(diǎn)混合”的原則進(jìn)行采樣?！半S機(jī)”即每一個(gè)采樣點(diǎn)都是任意決定的?！暗攘俊笔且竺恳稽c(diǎn)采取土樣深度一致，采樣量一致?！岸帱c(diǎn)混合”是指把一個(gè)采樣單元內(nèi)各點(diǎn)所采的土樣均勻混合構(gòu)成一個(gè)混合樣品。因此，采樣應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）一般采用“S”形布點(diǎn)采樣，但在地形變化小、采樣單元面積不大的情況下，也可采用梅花形布點(diǎn)采樣。

（2）采樣點(diǎn)分布要均勻，避免在堆過(guò)肥料的地方及田埂，溝邊等特殊地形采樣。

（3）采樣點(diǎn)的取土深度及采樣量均勻一致，土樣上層與下層的比例要相同，采樣器應(yīng)垂直入土到規(guī)定的深度，耕作層一般取樣0～20cm為宜。

（4）采樣量以一個(gè)混合土樣1000g左右為宜。

（5）采集水稻土或湖沼土等爛泥土樣時(shí)，可將所采集的樣品放入盆中，用塑料棍將各樣點(diǎn)的爛泥攪拌均勻后再取出所需數(shù)量的樣品。

（6）采集的樣品放入樣品袋，用鉛筆寫(xiě)好標(biāo)簽內(nèi)外各具一張，注明采樣地點(diǎn)、日期、采樣深度、土壤名稱(chēng)、編號(hào)及采樣人等，同時(shí)做好采樣記錄。

1.2 土壤樣品的處理

1.2.1 樣品風(fēng)干

（1）從野外采回的土壤樣品要及時(shí)放在樣品盤(pán)上，攤成薄薄的一層，置于干凈整潔的室內(nèi)通風(fēng)處自然風(fēng)干，嚴(yán)禁曝曬，并注意防止酸、堿等氣體及灰塵的污染。風(fēng)干過(guò)程中要經(jīng)常翻動(dòng)土樣并將大土塊捏碎以加速干燥，同時(shí)剔除土壤以外的雜質(zhì)。

（2）風(fēng)干后的土樣按照檢測(cè)分析要求研磨過(guò)篩，充分混勻后，裝入樣品瓶中備用。瓶?jī)?nèi)外各放標(biāo)簽一張，寫(xiě)明編號(hào)、采樣地點(diǎn)、土壤名稱(chēng)、采樣深度、樣品粒徑、采樣日期、采樣人及制樣時(shí)間、制樣人等項(xiàng)目。制備好的樣品要妥為貯存，避免日曬、高溫、潮濕和酸堿等氣體的污染。全部檢測(cè)分析工作結(jié)束，分析數(shù)據(jù)核實(shí)無(wú)誤后，試樣一般還要保存三個(gè)月到半年，以備查詢(xún)。少數(shù)有價(jià)值需要長(zhǎng)期保存的樣品須保存于廣口瓶中，用蠟封好口。

1.2.2 風(fēng)干樣品的制作

把土樣平鋪在制樣板上，用木棍碾壓，并將植物殘?bào)w、石礦雜質(zhì)等剔除干凈，壓碎的土樣要全部通過(guò)2mm孔徑篩，未過(guò)篩的土粒必須重新碾壓過(guò)篩，直至全部土樣通過(guò)2mm孔徑篩為止。將過(guò)篩的土壤樣品用干燥的塑料瓶中保存?zhèn)溆谩?/p>

2 原理及方法

用pH=8.5的0.50mol/L碳酸氫鈉（NaHCO）溶液取理土壤樣品，由于碳酸根的同離子效應(yīng)，提取液中的HCO通過(guò)電解作用可與土壤溶液中的Ca生存CaCO沉淀，這樣即可提取土壤樣品中的水溶性磷，又能抑制Ca的活性，使一定量活性較大的Ca-P（磷酸鈣鹽）中的磷被浸出，同時(shí)也使一定活性的Fe-P（磷酸鐵鹽）和Al-P（磷酸鋁鹽）中的磷通過(guò)水解作用而浸出。由于浸出液中Ca、Fe、Al濃度較低，不會(huì)產(chǎn)生磷的次生沉淀，此外由于碳酸氫鈉堿性溶液中存在著0H，HCO，CO等陰離子，有利于吸附態(tài)磷的置換。浸提液中的磷與鉬銻抗顯色劑反應(yīng)，生存磷鉬藍(lán)，其顏色的深淺與磷的含量成正比，通過(guò)分光光度法進(jìn)行定量測(cè)定。土壤樣品浸出的磷含量與土液比，溶液溫度，振蕩時(shí)間及振蕩頻率有關(guān)。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)表明，土液比為1：20，浸提液溫度為25℃±1℃、振蕩時(shí)間為30min±1min，振蕩頻率為180r/min±20r/min，檢測(cè)效果最為理想。

碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法不僅適用于石灰性土壤，也適用于中性土壤和水稻土壤中有效磷含量的測(cè)定。

3 主要儀器設(shè)備

（1）分光光度計(jì)或紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)。

（2）恒溫（控溫25℃±1℃）往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式振蕩機(jī)，能滿(mǎn)足180r/min±20r/min的振蕩頻率或達(dá)到相同效果。

（3）無(wú)磷濾紙。

（4）帶塞塑料瓶（200ml）。

（5）三角瓶（50ml、150ml兩種型號(hào)）。

（6）容量瓶（25ml、100ml、1000ml規(guī)格不等）。

（7）移液管（10ml）。

（8）漏斗。

（9）天平（精確到0.001g）。

4 試劑制備

（1）無(wú)磷活性炭：活性炭常含磷，應(yīng)先做空白試驗(yàn)，檢測(cè)有無(wú)磷存在，如所用活性炭含磷，應(yīng)先用1：1鹽酸溶液浸泡24h，然后移至平板漏斗抽氣過(guò)濾，用蒸餾水淋洗到無(wú)CL-為止（約4～5次），再用0.50mol/L碳酸氫鈉浸提劑浸泡24h，在平板漏斗上抽氣過(guò)濾，用少量蒸餾水淋洗多次，洗盡碳酸氫鈉并至無(wú)磷為止，烘干備用。

（2）氫氧化鈉溶液[ρ（NaoH）=100g/L]：稱(chēng)取10g氫氧化鈉溶于100ml水中即可。

（3）碳酸氫鈉浸提劑[ρ（NaHCO）=0.50mol/L，pH=8.5）]：稱(chēng)取42.0g碳酸氫鈉（NaHCO）溶于900ml水中，用100g/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.5（用酸度汁測(cè)定），用水稀釋定容至1L。貯于聚乙烯瓶中或玻璃瓶中，用瓶塞塞好。此溶液貯存期若超過(guò)半個(gè)月，使用時(shí)需用氫氧化鈉溶液重新校正pH值。

（4）酒石酸銻鉀溶液[ρ（ KSbOCH O · HO）=3g/L]：稱(chēng)取0.3g酒石酸銻鉀溶于水中，稀釋至100ml。

（5）鉬銻貯備液：稱(chēng)取10.0g鉬酸銨[（NH4）MO·4 HO]溶于300ml約60℃水中，冷卻。另取181ml濃硫酸緩緩注入800ml水中，攪勻，冷卻。然后將稀硫酸注入鉬酸銨溶液中，攪勻，冷卻。再加入100ml 3g/L酒石酸銻鉀溶液，最后用水稀釋至2L，盛于棕色瓶中備用 .

（6）鉬銻抗顯色劑：稱(chēng)取0.50g抗環(huán)血酸（C6H8O6左旋，旋光度+21～22°）溶于100ml鉬銻貯備液中。此溶液有效期不長(zhǎng)，應(yīng)用時(shí)現(xiàn)配，如貯于冰箱中（2～8℃），則有效期為7d。

（7）磷標(biāo)準(zhǔn)貯備液[ρ（P）=100μg/ml]：稱(chēng)取經(jīng)105℃下烘干2h的磷酸二氫鉀（優(yōu)級(jí)純）0.4390g，用水溶解后，加入5ml濃硫酸，然后加水定容至1000ml，該溶液放入冰箱可供長(zhǎng)期使用。

（8）磷標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ（P）=5μg/ml]吸取5.00ml磷標(biāo)準(zhǔn)貯備液于100ml容量瓶中，用水定容。該溶液用時(shí)現(xiàn)配。

5 操作步驟

5.1 樣品前處理

稱(chēng)取通過(guò)2mm孔徑篩的風(fēng)干試樣2.50g（精確到0.01g）于干燥的200ml帶塞塑料瓶中。加入約1g無(wú)磷活性炭，加入25℃±1℃的碳酸氫鈉浸提劑50ml，搖勻，在25℃±1℃溫度下，于振蕩機(jī)上用180r/min±20r/min的頻率振蕩30min±1min，立即用無(wú)磷濾紙過(guò)濾于干燥的150ml三角瓶中，棄去最初濾液8～10ml，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

5.2 樣品測(cè)定

吸取濾液10.00ml于25ml容量瓶中，緩慢加入顯示色劑5.00ml，慢慢搖動(dòng)，排出CO后加水定容至刻度，充分搖勻。在室溫高于20℃處放置30min，用1cm光徑比色皿在波長(zhǎng)700nm處比色，測(cè)量吸光度。

5.3 校準(zhǔn)曲線的繪制

吸取磷標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ（P）=5μg/ml]0.00，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50，3.00ml于25ml容量瓶中，加入浸提10.00ml，顯色劑5.00ml，慢慢搖動(dòng)，排出CO后加水定容至刻度，充分搖勻。此系列溶液中磷的濃度依次為0.00，0.10，0.20，0.3，0.40，0.50，0.60μg/ml。在室溫高于20℃處放置30min后，按上述樣品待測(cè)液分析步驟、條件進(jìn)行比色，用系列溶液的零濃度調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)，測(cè)量吸光值，繪制校準(zhǔn)線或計(jì)算回歸方程。

5.4 結(jié)果計(jì)算

有效磷（P）mg/kg=P.V.D/m10×1000

式中：

ρ—查校準(zhǔn)曲線或求回歸方程而得測(cè)定液中P的質(zhì)量濃度，μg/ml;

V—顯色液體積，25ml;

D—分取倍數(shù)，即試樣提取液體積/顯色時(shí)分取體積，本試驗(yàn)為50/10;

10和1000—分別將μg換算成mg和將g換算為kg;

M—風(fēng)干試樣質(zhì)量g。

平行測(cè)定結(jié)果以算術(shù)平均值表示，保留小數(shù)點(diǎn)后一位。

精密度，平行測(cè)定結(jié)果的允許誤差：

6 注意事項(xiàng)

6.1 玻璃器皿的洗滌

6.1.1 常規(guī)洗滌法

對(duì)于一般的玻璃器皿如燒杯、燒瓶、三角瓶、漏斗、塑料瓶等首先用自來(lái)水沖洗，然后用毛刷蘸洗滌液刷洗，清水沖凈洗滌液后，用純凈水沖洗數(shù)次即可。

6.1.2 特殊洗滌法

容量瓶、移液管等不宜刷洗的玻璃器皿，用稀鹽酸泡2～3h，自來(lái)水洗滌，純凈水沖洗。比色皿清洗，一般可用溫?zé)幔?0～50℃）的2%的碳酸鈉浸泡2h后，清水洗滌，純凈水沖洗即可。如采用超聲波清洗機(jī)清洗，效果更佳。

6.2 稱(chēng)量注意事項(xiàng)

（1）調(diào)整天平水平;

（2）預(yù)熱30min;

（3）校準(zhǔn);

（4）根據(jù)樣品特性，采用差量法稱(chēng)量。

6.3 檢測(cè)數(shù)據(jù)出錯(cuò)

浸提濾液加入鉬銻抗試劑后，產(chǎn)生大量的CO氣體，由于容器瓶口較小，氣體CO 不易逸出，易造成試液外噴導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)出錯(cuò)。實(shí)際操作過(guò)程中一般采用將10mlNaHCO浸提濾液，5.00ml鉬銻抗顯色劑和10.00ml蒸餾水準(zhǔn)確加入50ml三角瓶中，無(wú)需再定容進(jìn)行顯色的方法操作。特別要注意的是，加入鉬銻抗顯色劑必須小心慢慢加入，同時(shí)充分搖動(dòng)三角瓶，排盡CO氣體，以避免CO的存在對(duì)比色結(jié)果造成影響。

6.4 嚴(yán)格控制浸提溫度

用 NaHCO3溶液浸提有效磷時(shí)，溫度影響較大，應(yīng)嚴(yán)格控制浸提溫度。

7 質(zhì)量保證和質(zhì)量控制

（1）校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)應(yīng)大于等于0.999。

（2）每批次樣品應(yīng)檢測(cè)3～5個(gè)平行樣，樣品數(shù)量少于10個(gè)時(shí)，至少要測(cè)定一個(gè)平行樣。

（3）每批次樣品應(yīng)檢測(cè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣，其測(cè)定值應(yīng)在保證范圍之內(nèi)。每一批次的樣品均須做標(biāo)準(zhǔn)曲線，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，完整性，可比性。

（4）0.5mol/L的NaHCO測(cè)出土壤有效磷分級(jí)參考下表：

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