洞庭湖区域测土配方施肥中土壤有效磷测定方法研究

汤崇俭　肖应该　刘峰　郭芬　杨薪羽

摘要：研究表明，洞庭湖区域测土配方施肥中土壤有效磷含量的测定，宜采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法。用该法测定土壤有效磷含量时，既要规范操作程序，又要注重影响检测结果的几个关键要素：土液比、温度、振荡频率、振荡时间、空白样和平行重复样、校准曲线、比色波长设定等，以保证检测数据的精准性和科学性。

关键词：弱碱性土壤;有效磷;测定;研究

洞庭湖区域土壤肥沃，雨量充沛，渔业资源丰富，盛产优质稻米，是全国闻名的鱼米之乡。土壤成土母质为近代河流冲积物和湖积物，土壤呈弱碱性，pH>7.00。土壤有效磷也称速效磷，包括水溶性磷和弱酸性磷，其含量是土壤肥力的重要指标之一，表明土壤的供磷能力，测定土壤的有效磷含量，在测土配方施肥中，为合理分配和施用磷肥提供理论依据。

1 土壤样品的采集和处理

土壤有效磷检测的目的是利用土壤样品的检测数据，分析在一定范围内土壤有效磷的性质特征和含量，为农业生产中科学精准施肥提供数据支撑。

土壤样品的采集和处理是土壤有效磷检测的一个重要环节，采集的样品必须有代表性，必须使检测的数据能如实的代表该区域土壤的有效磷指标参数，因此应选择有代表性的土壤进行采样，并根据土壤中有效磷的分布状况进行采样和处理样品。根据土壤类型，肥力等级和地形等因素将取样范围分成若干采样点，使每个采样单元的土壤尽可能均匀一致。同时要保证有足够多的采样点，能代表本单元的土壤特性，一般以采10-20个点为宜。

1.1 土壤樣品的采集

洞庭湖区域的土壤，耕作层差异性大，应按照“随机”“等量”和“多点混合”的原则进行采样。“随机”即每一个采样点都是任意决定的。“等量”是要求每一点采取土样深度一致，采样量一致。“多点混合”是指把一个采样单元内各点所采的土样均匀混合构成一个混合样品。因此，采样应注意以下几点：

（1）一般采用“S”形布点采样，但在地形变化小、采样单元面积不大的情况下，也可采用梅花形布点采样。

（2）采样点分布要均匀，避免在堆过肥料的地方及田埂，沟边等特殊地形采样。

（3）采样点的取土深度及采样量均匀一致，土样上层与下层的比例要相同，采样器应垂直入土到规定的深度，耕作层一般取样0～20cm为宜。

（4）采样量以一个混合土样1000g左右为宜。

（5）采集水稻土或湖沼土等烂泥土样时，可将所采集的样品放入盆中，用塑料棍将各样点的烂泥搅拌均匀后再取出所需数量的样品。

（6）采集的样品放入样品袋，用铅笔写好标签内外各具一张，注明采样地点、日期、采样深度、土壤名称、编号及采样人等，同时做好采样记录。

1.2 土壤样品的处理

1.2.1 样品风干

（1）从野外采回的土壤样品要及时放在样品盘上，摊成薄薄的一层，置于干净整洁的室内通风处自然风干，严禁曝晒，并注意防止酸、碱等气体及灰尘的污染。风干过程中要经常翻动土样并将大土块捏碎以加速干燥，同时剔除土壤以外的杂质。

（2）风干后的土样按照检测分析要求研磨过筛，充分混匀后，装入样品瓶中备用。瓶内外各放标签一张，写明编号、采样地点、土壤名称、采样深度、样品粒径、采样日期、采样人及制样时间、制样人等项目。制备好的样品要妥为贮存，避免日晒、高温、潮湿和酸碱等气体的污染。全部检测分析工作结束，分析数据核实无误后，试样一般还要保存三个月到半年，以备查询。少数有价值需要长期保存的样品须保存于广口瓶中，用蜡封好口。

1.2.2 风干样品的制作

把土样平铺在制样板上，用木棍碾压，并将植物残体、石矿杂质等剔除干净，压碎的土样要全部通过2mm孔径筛，未过筛的土粒必须重新碾压过筛，直至全部土样通过2mm孔径筛为止。将过筛的土壤样品用干燥的塑料瓶中保存备用。

2 原理及方法

用pH=8.5的0.50mol/L碳酸氢钠（NaHCO）溶液取理土壤样品，由于碳酸根的同离子效应，提取液中的HCO通过电解作用可与土壤溶液中的Ca生存CaCO沉淀，这样即可提取土壤样品中的水溶性磷，又能抑制Ca的活性，使一定量活性较大的Ca-P（磷酸钙盐）中的磷被浸出，同时也使一定活性的Fe-P（磷酸铁盐）和Al-P（磷酸铝盐）中的磷通过水解作用而浸出。由于浸出液中Ca、Fe、Al浓度较低，不会产生磷的次生沉淀，此外由于碳酸氢钠碱性溶液中存在着0H，HCO，CO等阴离子，有利于吸附态磷的置换。浸提液中的磷与钼锑抗显色剂反应，生存磷钼蓝，其颜色的深浅与磷的含量成正比，通过分光光度法进行定量测定。土壤样品浸出的磷含量与土液比，溶液温度，振荡时间及振荡频率有关。经多次实验表明，土液比为1：20，浸提液温度为25℃±1℃、振荡时间为30min±1min，振荡频率为180r/min±20r/min，检测效果最为理想。

碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法不仅适用于石灰性土壤，也适用于中性土壤和水稻土壤中有效磷含量的测定。

3 主要仪器设备

（1）分光光度计或紫外-可见分光光度计。

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

（3）无磷滤纸。

（4）带塞塑料瓶（200ml）。

（5）三角瓶（50ml、150ml两种型号）。

（6）容量瓶（25ml、100ml、1000ml规格不等）。

（7）移液管（10ml）。

（8）漏斗。

（9）天平（精确到0.001g）。

4 试剂制备

（1）无磷活性炭：活性炭常含磷，应先做空白试验，检测有无磷存在，如所用活性炭含磷，应先用1：1盐酸溶液浸泡24h，然后移至平板漏斗抽气过滤，用蒸馏水淋洗到无CL-为止（约4～5次），再用0.50mol/L碳酸氢钠浸提剂浸泡24h，在平板漏斗上抽气过滤，用少量蒸馏水淋洗多次，洗尽碳酸氢钠并至无磷为止，烘干备用。

（2）氢氧化钠溶液[ρ（NaoH）=100g/L]：称取10g氢氧化钠溶于100ml水中即可。

（3）碳酸氢钠浸提剂[ρ（NaHCO）=0.50mol/L，pH=8.5）]：称取42.0g碳酸氢钠（NaHCO）溶于900ml水中，用100g/L氢氧化钠溶液调节pH至8.5（用酸度汁测定），用水稀释定容至1L。贮于聚乙烯瓶中或玻璃瓶中，用瓶塞塞好。此溶液贮存期若超过半个月，使用时需用氢氧化钠溶液重新校正pH值。

（4）酒石酸锑钾溶液[ρ（ KSbOCH O · HO）=3g/L]：称取0.3g酒石酸锑钾溶于水中，稀释至100ml。

（5）钼锑贮备液：称取10.0g钼酸铵[（NH4）MO·4 HO]溶于300ml约60℃水中，冷却。另取181ml浓硫酸缓缓注入800ml水中，搅匀，冷却。然后将稀硫酸注入钼酸铵溶液中，搅匀，冷却。再加入100ml 3g/L酒石酸锑钾溶液，最后用水稀释至2L，盛于棕色瓶中备用 .

（6）钼锑抗显色剂：称取0.50g抗环血酸（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，如贮于冰箱中（2～8℃），则有效期为7d。

（7）磷标准贮备液[ρ（P）=100μg/ml]：称取经105℃下烘干2h的磷酸二氢钾（优级纯）0.4390g，用水溶解后，加入5ml浓硫酸，然后加水定容至1000ml，该溶液放入冰箱可供长期使用。

（8）磷标准溶液[ρ（P）=5μg/ml]吸取5.00ml磷标准贮备液于100ml容量瓶中，用水定容。该溶液用时现配。

5 操作步骤

5.1 样品前处理

称取通过2mm孔径筛的风干试样2.50g（精确到0.01g）于干燥的200ml带塞塑料瓶中。加入约1g无磷活性炭，加入25℃±1℃的碳酸氢钠浸提剂50ml，摇匀，在25℃±1℃温度下，于振荡机上用180r/min±20r/min的频率振荡30min±1min，立即用无磷滤纸过滤于干燥的150ml三角瓶中，弃去最初滤液8～10ml，同时做空白试验。

5.2 样品测定

吸取滤液10.00ml于25ml容量瓶中，缓慢加入显示色剂5.00ml，慢慢摇动，排出CO后加水定容至刻度，充分搖匀。在室温高于20℃处放置30min，用1cm光径比色皿在波长700nm处比色，测量吸光度。

5.3 校准曲线的绘制

吸取磷标准溶液[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，显色剂5.00ml，慢慢摇动，排出CO后加水定容至刻度，充分摇匀。此系列溶液中磷的浓度依次为0.00，0.10，0.20，0.3，0.40，0.50，0.60μg/ml。在室温高于20℃处放置30min后，按上述样品待测液分析步骤、条件进行比色，用系列溶液的零浓度调节仪器零点，测量吸光值，绘制校准线或计算回归方程。

5.4 结果计算

有效磷（P）mg/kg=P.V.D/m10×1000

式中：

ρ—查校准曲线或求回归方程而得测定液中P的质量浓度，μg/ml;

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，本试验为50/10;

10和1000—分别将μg换算成mg和将g换算为kg;

M—风干试样质量g。

平行测定结果以算术平均值表示，保留小数点后一位。

精密度，平行测定结果的允许误差：

6 注意事项

6.1 玻璃器皿的洗涤

6.1.1 常规洗涤法

对于一般的玻璃器皿如烧杯、烧瓶、三角瓶、漏斗、塑料瓶等首先用自来水冲洗，然后用毛刷蘸洗涤液刷洗，清水冲净洗涤液后，用纯净水冲洗数次即可。

6.1.2 特殊洗涤法

容量瓶、移液管等不宜刷洗的玻璃器皿，用稀盐酸泡2～3h，自来水洗涤，纯净水冲洗。比色皿清洗，一般可用温热（40～50℃）的2%的碳酸钠浸泡2h后，清水洗涤，纯净水冲洗即可。如采用超声波清洗机清洗，效果更佳。

6.2 称量注意事项

（1）调整天平水平;

（2）预热30min;

（3）校准;

（4）根据样品特性，采用差量法称量。

6.3 检测数据出错

浸提滤液加入钼锑抗试剂后，产生大量的CO气体，由于容器瓶口较小，气体CO 不易逸出，易造成试液外喷导致检测数据出错。实际操作过程中一般采用将10mlNaHCO浸提滤液，5.00ml钼锑抗显色剂和10.00ml蒸馏水准确加入50ml三角瓶中，无需再定容进行显色的方法操作。特别要注意的是，加入钼锑抗显色剂必须小心慢慢加入，同时充分摇动三角瓶，排尽CO气体，以避免CO的存在对比色结果造成影响。

6.4 严格控制浸提温度

用 NaHCO3溶液浸提有效磷时，温度影响较大，应严格控制浸提温度。

7 质量保证和质量控制

（1）校准曲线的相关系数应大于等于0.999。

（2）每批次样品应检测3～5个平行样，样品数量少于10个时，至少要测定一个平行样。

（3）每批次样品应检测一个标准物质样，其测定值应在保证范围之内。每一批次的样品均须做标准曲线，以确保数据的准确性，完整性，可比性。

（4）0.5mol/L的NaHCO测出土壤有效磷分级参考下表：

参考文献

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