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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= 0.99982.2 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。