酸性土壤中有效磷测定方法改进

周冬梅，梁 攀，姜 颖，汤展鹏，尚建华，吕新新

（1.武汉盘古数字检测有限公司，武汉 湖北 430200；2.中国科学院武汉植物园公共技术中心，武汉 湖北 430200）

土壤中的磷元素是植物健康生长不可缺少的大量营养元素之一，了解土壤中有效磷含量，才能更好地指导农业生产。虽然有效磷只是一个相对指标，但是其可以表征土壤的相对供磷水平，可用来判断是否必要施用磷肥［1］。土壤中磷的测定方法有生物法［2］、同位素示踪法［3］、树脂法［4］和化学分析方法。其中最常见的是化学分析方法，除了国内外使用较多的Bray 1法［1］、Olsen法（NaHCO3法）［1］、MehlichⅢ法［1］、ASI法（土壤养分系统分析法）［5］外，还有我国农业部制定的有效磷测定标准NY/T 1121.7—2014《土壤检测 第7部分：土壤有效磷的测定》［6］和国家林业局制定的LY/T 1232—2015《森林土壤磷的测定》［7］。

笔者分别以NY/T 1121.7—2014标准方法和改进的方法（土壤加浸提液后在离心管中浸提，浸提完毕后直接离心，用普通指示剂甲基橙替代管制试剂2，4-二硝基酚）测定酸性土壤中有效磷，并进行数据比对，发现用改进方法与标准方法测得的结果在数据的准确度和精密度方面都非常好。另外，相比标准方法，改进方法实验过程更简单，实验周期大幅度缩短，试剂安全、易得。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

仪器：TU-1901紫外分光光度计，北京谱析通用仪器有限责任公司；超纯水机；智能恒温摇床HWYC-100，常州丹瑞实验仪器设备有限公司；离心机。

试剂：盐酸、硫酸、氨水、氟化铵、硼酸，均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；酒石酸锑钾，化学纯，国药集团化学试剂有限公司；钼酸铵，分析纯，广东光华科技股份有限公司；抗坏血酸，分析纯，科密欧化学试剂有限公司；2，4-二硝基酚、甲基橙，国药集团化学试剂有限公司。

标准物质：土壤有效态成分标准物质黑龙江黑土ASA-7（GBW07458），w（P2O5）（32±4）mg/kg，中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所；磷标准试剂（203964），ρ（P2O5）（1.52±0.06）mg/L，环境保护部标准样品研究所；磷标准溶液（199023-2），ρ（P2O5）1 000 mg/L，国家有色金属及电子材料分析测试中心。

1.2 样品前处理

参照标准NY/T 1121.1—2006［8］中的样品制备方式，将风干后的土壤平铺在制样板上，用木棍和塑料棒碾压，并将植物残体、石块等侵入体和新生体剔除干净，细小已断的根须用静电吸附的方法清除。压碎的土样要全部通过2 mm孔径筛，混匀后备用。

准确称取2组过筛后的土壤样品5.00 g（精确至0.01 g）。第1组完全参考标准NY/T 1121.7—2014［6］进行前处理操作。第2组将土壤样品置于100 mL的离心管中，加入（25±1）℃的氟化铵-盐酸浸提液50 mL，逐个置于连体杯中，然后放入恒温振荡箱，按照设定好的程序于25～35℃以190 r/min频率振荡30 min。将离心管取出放入离心机中离心5 min，离心完毕后迅速移取离心液进行测定。

1.3 标准曲线的绘制

将1 000 mg/L的磷标准溶液用水分步稀释成5 mg/L，分别吸取1.00、2.00、4.00、6.00、10.00 mL于50 mL容量瓶中，加入NH4F-HCl浸提液10 mL，再加入30 g/L的硼酸溶液10 mL，加水至30 mL。配制两组相同的标准溶液。

第1组标准溶液中加入2滴2，4-二硝基酚指示剂，用硫酸溶液或氨水溶液调节至溶液刚出现微黄色，加入钼锑抗显色剂5 mL，用水定容，摇匀。然后转移至比色管，于25℃的恒温摇床中放置30 min后，用1 cm光径比色皿在700 nm进行比色测定。

第2组中加入1滴甲基橙指示剂，用硫酸溶液或氨水溶液调节至溶液刚出现橙黄色，其余步骤同第1组。

1.4 样品测定

（1）国标法：将1.2节中第1组试样液取出10 mL至50 mL比色管中，加入2滴2，4-二硝基酚指示剂，用硫酸溶液或氨水溶液调节至溶液刚出现微黄色。其余步骤同标准曲线绘制过程。

（2）改进方法1：另取1.2节第1组试样液10 mL至50 mL比色管中，加入1滴甲基橙指示剂，用硫酸溶液或氨水溶液调节至溶液刚出现橙黄色，其余步骤同标准曲线绘制过程。

（3）改进方法2：取1.2节中第2组试样液10 mL至50 mL比色管中，加入1滴甲基橙指示剂，用硫酸溶液或氨水溶液调节至溶液颜色刚出现橙黄色。其余步骤同标准曲线绘制过程。

2 实验条件的选择

2.1 指示剂对标准曲线线性及准确度的影响

2，4-二硝基酚和甲基橙作为指示剂绘制的标准曲线的线性方程、相关系数见图1，磷标准试剂（203964）的测试结果见表1。

图1 不同指示剂对标准曲线线性的影响

表1 指示剂对标准曲线准确度的影响

从图1可知，采用两种指示剂绘制的标准曲线的线性方程基本一致，且相关系数均大于0.999 5。从表1可知，采用2种指示剂测定值均在标准物质证书规定的真值范围内，即使用2，4-二硝基酚和甲基橙这两种指示剂都可得到满意的结果。但是2,4-二硝基酚性质不稳定，是一种易爆品，受到公安部门的管制，而且其有较大毒性，在环境中残留时间长，难以生化降解，是环境中典型有机污染物之一［9］。而甲基橙按规范使用性质则较为稳定，且其毒性较小，因此甲基橙作为指示剂更具优势。

2.2 标准方法与改进方法对标准样品测定结果的影响

分别采用国标法和改进方法2对标准样品ASA-7中P2O5进行测定，结果见表2。

表2 标准物质测试与精密度实验结果 mg/kg

由表2可知，有证土壤标准物质ASA-7使用两种不同的前处理方式的6次测定结果均在证书给定的范围内，且6次测定值的相对标准偏差均小于2%，满足NY/T 1121.7—2014规定的“＞20 mg/kg，相对偏差≤5%”的要求，精密度良好。

2.3 实际土壤样品准确度实验和精密度实验

分别采用国标法与2种改进方法测定有效磷含量不同的20个实际土壤样品，结果见表3。

表3 实际土壤样品测定结果

从表3可知，3种方法测定结果的标准偏差均小于5%；标准方法，标准方法前处理、甲基橙为指示剂改进方法，以及离心管浸提、甲基橙为指示剂改进方法的RSD分别为0.90%～4.02%、0.56%～4.12%和0.56%～2.65%。改进后方法可取得满意结果，同时，采用离心方式分离精密度优于过滤方式。

用F检验分别来比较国标法、改进方法2测定结果的精密度，当α=0.05时，根据表3数据可计算出F=1.02，查F检验临界值表，F0.05（19，19）=2.168，F0.05（19，19）＞F，说明两组结果的精密度无显著差异。再用t检验比较，根据表3中的数据可计算出，当α=0.05时，t=0.082，查t检验临界值表，t（38，95%）=2.024，t

通过实验还发现部分样品采用标准方法浸提后的过滤液很浑浊，需要进行二次过滤，降低检测效率的同时也增加了样品被污染的风险。而在离心管中浸提，浸提完成后直接离心，这种方式可大幅度缩短检测时间，同时也降低了样品被污染的可能性，提高了实验数据的准确性。

3 结论

使用NY/T 1121.7—2014方法与改进后的方法测定酸性土壤中的有效磷，分析了不同指示剂和前处理过程对酸性土壤中有效磷测定结果的影响。采用离心管中浸提，浸提完毕后直接离心，用普通指示剂甲基橙替代管制试剂2，4-二硝基酚的实验方案进行实验，精密度、准确度良好。此外实验过程简单，试剂安全易得，实验周期大幅度缩短，适用于酸性土壤中有效磷的分析检测。