廣東省不同地區(qū)土壤及蔬菜樣品中的全磷檢測與對比分析

葉家怡 楊佳怡 畢洪梅

摘要 土壤中的磷缺乏會導(dǎo)致農(nóng)作物發(fā)育遲緩，但過量的磷肥和農(nóng)藥會給土壤與農(nóng)作物帶來較大的污染，測定全磷含量可以在一定程度上反映出土壤的肥力與污染情況。采用改進(jìn)的鉬藍(lán)比色法，對廣東省不同地區(qū)采集的蔬菜和土壤樣本進(jìn)行全磷含量測定與對比。結(jié)果表明：不同地區(qū)不同種類的蔬菜中全磷含量存在差異，蔬菜全磷含量為0.0172%～0.1921%，除了大蒜樣品，所有蔬菜中的磷含量均低于其對應(yīng)的土壤樣品。各地區(qū)土壤全磷含量平均值為0.0895%～0.1294%，蔬菜及其對應(yīng)土壤中的全磷含量均在正常范圍內(nèi)，未檢測到磷超標(biāo)的情況。研究結(jié)果有助于為廣東各地區(qū)的土壤和環(huán)境測評提供一定的指導(dǎo)，為不同地區(qū)的作物種植和土質(zhì)改良策略提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 土壤；蔬菜；全磷檢測；對比

中圖分類號：S481.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）09–0081-04

土壤全磷量是土壤監(jiān)測的重要指標(biāo)，在自然土壤中質(zhì)構(gòu)、無機(jī)膠體的種類和性質(zhì)以及水分含量等都會影響全磷含量，而在農(nóng)田土壤中，磷肥施用是影響土壤全磷含量的主要原因，磷主要通過可溶于水的磷酸根被植物吸收[1-2]。

過量施用磷肥雖然對蔬菜作物無毒害作用，但并不會提高蔬菜作物的產(chǎn)量，還會給土壤和周圍的水質(zhì)帶來較大的污染，造成土壤營養(yǎng)失衡[3]。一些含磷農(nóng)藥的使用也可能會在土壤中殘留，造成磷污染。因此，對土壤、作物及水體的磷含量檢測十分重要[4]。測定全磷含量可以反映土壤中肥力情況，也可以在一定程度上反映土壤的污染情況，掌握土壤質(zhì)量和利用狀況，保持土壤的健康狀態(tài)和持續(xù)地供給養(yǎng)分，避免掠奪式生產(chǎn)使土壤過度貧瘠。

磷在植物的各個生長階段需求量和吸收程度不同，在各個部位的含量也不完全相同，蔬菜中總含磷量一般為0.0160%～0.3340%，出苗期和幼苗期蔬菜作物中有機(jī)磷含量較高，成熟期蔬菜作物中無機(jī)磷含量較高[5]。如果蔬菜作物在生長過程中缺磷，則會抑制新細(xì)胞的形成、影響蔬菜作物的糖分運(yùn)輸并削弱蔬菜作物適應(yīng)生長環(huán)境的能力，主要表現(xiàn)為植株發(fā)育不全、葉片出現(xiàn)紫斑以及抵抗外部不良環(huán)境能力減弱。此外，施用有機(jī)磷農(nóng)藥會在蔬菜作物中沉積殘留，蔬菜作物上部1/3處約占90%。因此，測定蔬菜作物中的全磷含量有助于掌握其健康狀況，也可以在一定程度上反映出是否合理使用含磷農(nóng)藥、是否對環(huán)境造成污染等。

作為磷的分光光度法中最主要的方法，鉬藍(lán)比色法具有操作簡便、迅速靈敏、測定準(zhǔn)確度高的優(yōu)點，在土壤、環(huán)境等領(lǐng)域的磷檢測方面得到廣泛應(yīng)用，劉黔霞等[6]對比了國標(biāo)中的鉬藍(lán)比色法和重量法，發(fā)現(xiàn)鉬藍(lán)比色法較重量法準(zhǔn)確度更高，與復(fù)雜的儀器分析方法相比，具有操作流程少、成本低、相對安全的突出優(yōu)勢，適合樣品量大的全磷檢測。廣東省地域分布廣，各地區(qū)土壤類型多，開發(fā)和利用程度也不盡相同[7]。采用改進(jìn)后的鉬藍(lán)比色法，分別對廣東省粵中和粵東西北地區(qū)自然村的土壤與種植的蔬菜進(jìn)行采樣，對其中的全磷含量進(jìn)行測定和對比分析，進(jìn)而判斷各地區(qū)的土壤肥力和污染情況。研究結(jié)果有助于為廣東各地區(qū)的土壤及環(huán)境測評提供一定的指導(dǎo)，為各地區(qū)的作物種植和土質(zhì)改良策略提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：供試土壤與蔬菜樣品分別采集自粵中的廣州市花都區(qū)步云村和佛山市三水區(qū)永平村，粵北的清遠(yuǎn)市清城區(qū)七星村、粵西的茂名市茂南區(qū)周坑村以及粵東的揭陽市普寧市上塘村，采集種類覆蓋葉菜類、塊莖類、鱗莖類、茄果類、豆莢類，根菜類等蔬菜及對應(yīng)的土壤樣品。

采集時間：2022年2月。

儀器與試劑：紫外可見分光光度計（UV-2600，島津儀器（江蘇）有限公司）；臺式高速離心機(jī)（TG16.5，上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司）；消化爐【DT208，福斯賽諾分析儀器（江蘇）有限公司】；馬弗爐（SX2-5-12LT上海力辰儀器科技有限公司）；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)（DHG-9140A，上海精密實驗設(shè)備有限公司）；高速多功能粉碎機(jī)（SL-

1 000A，浙江永康松青五金廠）。硝酸鉍（AR），四水合鉬酸銨（AR）和抗壞血酸（AR）均購于上海麥克林生化科技有限公司，其他試劑均為分析純，購于西隴科學(xué)股份有限公司，水為蒸餾水。

1.2 試驗方法

1.2.1 磷標(biāo)準(zhǔn)工作曲線繪制 將含磷100.0 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)儲備液稀釋10倍作為磷標(biāo)準(zhǔn)操作液。分別吸取一定量磷標(biāo)準(zhǔn)操作液置于50 mL比色管，依次加入10.0 mL 0.02%硝酸鉍溶液、5.0 mL 5%鉬酸銨溶液、10.0 mL 3%抗壞血酸溶液，以蒸餾水定容搖勻后顯色15 min，配制標(biāo)準(zhǔn)色階。以磷標(biāo)準(zhǔn)操作液的空白顯色液作為參比，以1 cm比色皿進(jìn)行空白基線掃描。在690 nm處測定各梯度磷標(biāo)準(zhǔn)顯色液的吸光度值，重復(fù)測定3次，取平均值。繪制磷標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.2.2 樣品處理及測定 土壤樣品處理：準(zhǔn)確稱?。ň_到0.000 1 g）通過60目土壤篩的干燥土樣0.50～1.00 g，送至50 mL消煮管底部并以幾滴蒸餾水濕潤。分別加入3.0～5.0 mL濃硫酸和10滴高氯酸，振蕩搖勻。消煮1 h，觀察消解液接近2～3 mL且呈灰白色即消煮完成。冷卻后以蒸餾水定容至刻度，充分搖勻，離心后取上清液備用。

蔬菜樣品處理：準(zhǔn)確稱取（精確到0.000 1 g）干燥蔬菜樣品1.00～2.00 g放置30 mL瓷坩堝中，于電爐上炭化至無白煙后轉(zhuǎn)入馬弗爐，500 ℃灼燒2 h。灰分用數(shù)滴蒸餾水洗至50 mL消煮管底部，分別加入10.0 mL濃硫酸和10滴高氯酸，振蕩搖勻。消煮至消解液剩約5 mL，觀察消解液若色澤呈黑棕色或棕黃色則表示仍有未分解物質(zhì)，則補(bǔ)加3 mL濃硫酸繼續(xù)消解，重復(fù)直至液體接近2～3 mL且呈灰白色即消煮完成。冷卻后用蒸餾水定容至刻度，搖勻，離心并取上清液備用。

全磷含量測定：分別吸取土壤樣品上清液3.0、5.0、7.0 mL或蔬菜樣品上清液1.0、2.0、3.0 mL置于干燥潔凈的50 mL比色管中，依次加入10.0 mL 0.02%硝酸鉍溶液、5.0 mL 5%鉬酸銨溶液、10.0 mL 3%抗壞血酸溶液，以蒸餾水定容搖勻后顯色15 min。用吸取5.0 mL磷標(biāo)準(zhǔn)操作液的空白顯色液作為參比，將樣品顯色液以1 cm比色皿，在690 nm處分別測定各顯色液的吸光度值。重復(fù)測定3次，取平均值。

1.2.3 全磷含量的計算 根據(jù)待測樣品試液的吸光度值與工作曲線的線性關(guān)系計算顯色液的濃度C（mg/kg），然后按下式計算土壤中全磷含量百分比，保留4位小數(shù)。

（1）

式（1）中：ωP1表示全磷含量百分比，以磷元素（P）的含量表示，單位為%；V1表示吸取顯色液的量，單位為mL；m1表示稱取干燥后的土壤或蔬菜樣品的質(zhì)量，單位為g。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

將配制的標(biāo)準(zhǔn)色階以磷標(biāo)準(zhǔn)操作液的空白顯色液作為參比，在690 nm處以1 cm比色皿進(jìn)行吸光度值測定繪制磷標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。得到其標(biāo)準(zhǔn)工作曲線方程為：A=0.449 4C+0.000 3，相關(guān)系數(shù)為：R2=0.999 2，說明磷標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與吸光值之間的線性相關(guān)性關(guān)系良好，可用于實驗樣品的分析。

2.2 不同地區(qū)的不同蔬菜及其對應(yīng)土壤樣品中全磷含量結(jié)果與對比

將不同地區(qū)采集的不同蔬菜及其對應(yīng)土壤樣品進(jìn)行全磷含量測定，對比結(jié)果見圖1，不同地區(qū)選定的蔬菜樣品及其對應(yīng)的土壤樣品不完全相同，從測定磷含量的結(jié)果可以看出，除了大蒜樣品，其他各類蔬菜的磷含量基本均低于其對應(yīng)的土壤樣品中的磷含量，蔬菜中全磷含量測定結(jié)果在

0.017 2%～0.192 1%之間，不同種類的蔬菜其全磷含量不同，波動范圍相對較大。蔬菜中全磷含量基本與蔬菜中參考磷含量持平，個別蔬菜中磷含量略低于參考值，如胡蘿卜樣本。胡蘿卜等肉質(zhì)根菜類蔬菜在正常生長過程中需要全面且充足的肥料，如磷肥以促進(jìn)地下根部的發(fā)育與肥大，缺乏磷元素會導(dǎo)致作物根部發(fā)育不良或根部無法膨大，實測樣品的胡蘿卜形貌不夠好，磷吸收不足可能是原因之一[8]。與蔬菜樣品對應(yīng)的土壤中全磷含量測定結(jié)果為0.079 6%～0.148 5%，數(shù)值波動范圍相對較小。第二次全國各地土壤普查資料顯示，我國土壤全磷含量一般為

0.022 0%～0.109 0%，受人類活動影響顯著，表層土壤中磷元素含量也有一定變化。王永壯等[9]研究表明我國農(nóng)田土壤的全磷含量為0.031 0%～0.172 0%，由數(shù)據(jù)對比可見，各地區(qū)采集的土壤樣本中磷含量均在全國正常磷含量范圍內(nèi)，采集樣品區(qū)的土壤不存在磷過量等污染等情況。磷含量測定結(jié)果說明采樣地的自然農(nóng)村耕地磷污染程度低，甚至表現(xiàn)出土壤不夠肥沃，磷肥力不足。

實測數(shù)據(jù)中較為異常的是各地區(qū)的大蒜樣品中的全磷含量最高，且高于其對應(yīng)土壤樣品中的全磷含量。作為含磷較高的蔬菜種類，大蒜磷含量高于其他蔬菜，該結(jié)果除了與大蒜種類有關(guān)，也與大蒜生長期對磷的較強(qiáng)吸收和需求有關(guān)。在一定磷濃度范圍內(nèi)，大蒜對磷的吸收程度相應(yīng)上升[10]。大蒜在鱗莖膨大期對土壤中P、N等養(yǎng)分吸收能力達(dá)到高峰，大蒜全磷含量的上升與其生長周期吸收養(yǎng)分的規(guī)律也有關(guān)系。此研究采集的大蒜樣品處于鱗莖膨大期，對磷的需求大和吸收能力強(qiáng)，導(dǎo)致其樣品的磷含量高于其對應(yīng)土壤樣品中的磷含量，正是利用大蒜等對磷的強(qiáng)吸收特性，有研究將其作為除磷植物進(jìn)行應(yīng)用[11]。其他種類的蔬菜中磷含量也在正常范圍內(nèi)，不存在磷超標(biāo)情況，也在一定程度上反映蔬菜中含磷農(nóng)藥污染很低或沒有污染。

2.3 不同地區(qū)相同蔬菜及其對應(yīng)土壤樣品中全磷含量結(jié)果與分析

對不同地區(qū)相同蔬菜及其對應(yīng)土壤中的磷含量測定結(jié)果見圖2。

由圖2的土壤磷含量測定結(jié)果的比較中發(fā)現(xiàn)，同為粵中地區(qū)的廣州與佛山地區(qū)，蔬菜樣品及其對應(yīng)土壤中的磷含量也有一定的差異。佛山地區(qū)的蔬菜樣品中的磷含量相對較低，如油菜、大蒜樣品等，但其對應(yīng)的土壤中磷含量不是最低的，這可能土壤中磷的存在形態(tài)與被植物吸收程度有關(guān)[12]。佛山地區(qū)采樣地的土壤屬于新開發(fā)的種植土地，盡管土質(zhì)中全磷含量高，但植物吸收利用率不高，采集的蔬菜樣品長勢也沒有其他地區(qū)蔥郁。結(jié)果也發(fā)現(xiàn)各個不同地區(qū)的土壤中磷含量不同，但對應(yīng)的蔬菜中磷含量變化不大，如指天椒樣品中磷含量基本相同，指天椒耐旱耐瘠，能夠適應(yīng)不夠肥沃的土壤環(huán)境，只要土壤松軟，澆水充足，氣溫適宜，便能掛果。指天椒樣品中的含量均為0.07%左右，稍低于其參考磷含量，也說明以上4個地區(qū)所種植的指天椒對磷的吸收程度相近。

有些樣品也表現(xiàn)出各地區(qū)的土壤全磷含量差異較小，但蔬菜樣品中磷含量存在明顯的差異，如生姜樣品。茂名地區(qū)的生姜樣品中磷含量最高，清遠(yuǎn)和佛山地區(qū)的姜樣品中全磷含量更低，這與各個地區(qū)土質(zhì)磷含量和存在狀態(tài)有關(guān)，也與姜對磷吸收程度和姜的生長期有關(guān)。不同種類的植物吸收磷元素的機(jī)理不同，不同部位對磷元素的積累濃度也存在差異[13]。研究結(jié)果也表明茂名地區(qū)更適合生姜的種植和生長。幾個地區(qū)的荷蘭豆中的全磷含量與其對應(yīng)土壤中磷含量正相關(guān)，也比較符合荷蘭豆結(jié)夾期對肥料的吸收和需求規(guī)律，表現(xiàn)出荷蘭豆樣品全磷含量隨著土壤全磷含量的上升也有所升高。

2.4 省內(nèi)不同地區(qū)土壤樣品中全磷含量結(jié)果對比與分析

將以上5個地區(qū)的所有土壤樣品的全磷含量取平均值進(jìn)行對比分析（表1）。

土壤全磷含量范圍為0.089 5%～0.129 4%，均屬于正常分布范圍?；洊|揭陽地區(qū)的土壤全磷含量平均值最高，達(dá)到0.129 4%，粵中廣州地區(qū)最低。研究樣本采集地點均為自然的農(nóng)村土地，屬于非商業(yè)化種植地塊，更能反映各地區(qū)的實際土壤情況。從測定數(shù)據(jù)來看，揭陽地區(qū)的土壤磷的肥力相對較高，有利于植物的生長，但是也有一些因素影響其存在狀態(tài)和磷素被吸收利用的程度，如種植模式、耕作年限、微生物等都會對磷的吸收產(chǎn)生影響，可以通過改良土質(zhì)和耕作方式等提高磷的利用率和吸收程度，也要結(jié)合多種指標(biāo)對某個地區(qū)的土質(zhì)進(jìn)行綜合評價[14]。

3 結(jié)論

對廣東省5個地區(qū)的自然村采集的蔬菜及其對應(yīng)土壤樣品進(jìn)行全磷含量的測定與對比，結(jié)果表明：蔬菜種類不同其全磷含量及對應(yīng)的土壤中全磷含量也不同，蔬菜中全磷含量測定結(jié)果為0.017 2%～0.192 1%，各地區(qū)土壤中全磷含量為0.089 5%～0.129 4%。所有蔬菜及其對應(yīng)的土壤樣品中磷含量均在正常范圍內(nèi)，不存在磷超標(biāo)等情況。不同地區(qū)的相同蔬菜及其對應(yīng)土壤中的磷含量也存在差異，這可能與土壤中磷的存在狀態(tài)以及蔬菜對磷的需求和吸收程度有關(guān)。測定結(jié)果顯示揭陽地區(qū)的土壤全磷含量平均值最高，土壤磷肥力相對較高，但是種植模式、耕作年限、微生物等因素會影響磷被吸收和利用的程度。研究結(jié)果為各地區(qū)的作物種植和土質(zhì)改良提供指導(dǎo)，也需要結(jié)合其他指標(biāo)綜合評價某個地區(qū)的土質(zhì)。

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Detection and Comparative Analysis of Total Phosphorus in Different Soil and Vegetables Samples in Guangdong Province

Ye Jia-yi et al（School of Biology and Food Engineering， Guangdong University of Petroleum and Chemical Technology， Maoming， Guangdong 525000）

Abstract The lack of phosphorus in soil will lead to the retardation of crop growth， but excessive phosphorus fertilizer and pesticides will bring great pollution to soil and crops， and the detection of total phosphorus content can reflect the soil fertility and pollution in some degree. The total phosphorus content of vegetables and soil samples collected from different region of guangdong province were detected by molybdenum blue colorimetric method and compared in detail. The results showed that the total phosphorus content exist differences in different kinds of vegetables and in different region. Total phosphorus content in vegetable was between 0.0172% ～0.1921%， and the total phosphorus content of all vegetables were lower than the corresponding soil samples except garlic. The average total phosphorus content in soils of all regions was range of 0.0895% ～ 0.1294%， the total phosphorus content in vegetables and corresponding soils were all within the normal range， and no exceeding phosphorus was detected. The results of this study can provide some guidance for the soil and environmental assessment of various regions in Guangdong province， and provide theoretical basis for crop planting and improvement strategies of soil quality.

Key words Soil; Vegetable; Total phosphorus detection; Comparison