广东省不同地区土壤及蔬菜样品中的全磷检测与对比分析

叶家怡 杨佳怡 毕洪梅

摘要 土壤中的磷缺乏会导致农作物发育迟缓，但过量的磷肥和农药会给土壤与农作物带来较大的污染，测定全磷含量可以在一定程度上反映出土壤的肥力与污染情况。采用改进的钼蓝比色法，对广东省不同地区采集的蔬菜和土壤样本进行全磷含量测定与对比。结果表明：不同地区不同种类的蔬菜中全磷含量存在差异，蔬菜全磷含量为0.0172%～0.1921%，除了大蒜样品，所有蔬菜中的磷含量均低于其对应的土壤样品。各地区土壤全磷含量平均值为0.0895%～0.1294%，蔬菜及其对应土壤中的全磷含量均在正常范围内，未检测到磷超标的情况。研究结果有助于为广东各地区的土壤和环境测评提供一定的指导，为不同地区的作物种植和土质改良策略提供理论依据。

关键词 土壤；蔬菜；全磷检测；对比

中图分类号：S481.8 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）09–0081-04

土壤全磷量是土壤监测的重要指标，在自然土壤中质构、无机胶体的种类和性质以及水分含量等都会影响全磷含量，而在农田土壤中，磷肥施用是影响土壤全磷含量的主要原因，磷主要通过可溶于水的磷酸根被植物吸收[1-2]。

过量施用磷肥虽然对蔬菜作物无毒害作用，但并不会提高蔬菜作物的产量，还会给土壤和周围的水质带来较大的污染，造成土壤营养失衡[3]。一些含磷农药的使用也可能会在土壤中残留，造成磷污染。因此，对土壤、作物及水体的磷含量检测十分重要[4]。测定全磷含量可以反映土壤中肥力情况，也可以在一定程度上反映土壤的污染情况，掌握土壤质量和利用状况，保持土壤的健康状态和持续地供给养分，避免掠夺式生产使土壤过度贫瘠。

磷在植物的各个生长阶段需求量和吸收程度不同，在各个部位的含量也不完全相同，蔬菜中总含磷量一般为0.0160%～0.3340%，出苗期和幼苗期蔬菜作物中有机磷含量较高，成熟期蔬菜作物中無机磷含量较高[5]。如果蔬菜作物在生长过程中缺磷，则会抑制新细胞的形成、影响蔬菜作物的糖分运输并削弱蔬菜作物适应生长环境的能力，主要表现为植株发育不全、叶片出现紫斑以及抵抗外部不良环境能力减弱。此外，施用有机磷农药会在蔬菜作物中沉积残留，蔬菜作物上部1/3处约占90%。因此，测定蔬菜作物中的全磷含量有助于掌握其健康状况，也可以在一定程度上反映出是否合理使用含磷农药、是否对环境造成污染等。

作为磷的分光光度法中最主要的方法，钼蓝比色法具有操作简便、迅速灵敏、测定准确度高的优点，在土壤、环境等领域的磷检测方面得到广泛应用，刘黔霞等[6]对比了国标中的钼蓝比色法和重量法，发现钼蓝比色法较重量法准确度更高，与复杂的仪器分析方法相比，具有操作流程少、成本低、相对安全的突出优势，适合样品量大的全磷检测。广东省地域分布广，各地区土壤类型多，开发和利用程度也不尽相同[7]。采用改进后的钼蓝比色法，分别对广东省粤中和粤东西北地区自然村的土壤与种植的蔬菜进行采样，对其中的全磷含量进行测定和对比分析，进而判断各地区的土壤肥力和污染情况。研究结果有助于为广东各地区的土壤及环境测评提供一定的指导，为各地区的作物种植和土质改良策略提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：供试土壤与蔬菜样品分别采集自粤中的广州市花都区步云村和佛山市三水区永平村，粤北的清远市清城区七星村、粤西的茂名市茂南区周坑村以及粤东的揭阳市普宁市上塘村，采集种类覆盖叶菜类、块茎类、鳞茎类、茄果类、豆荚类，根菜类等蔬菜及对应的土壤样品。

采集时间：2022年2月。

仪器与试剂：紫外可见分光光度计（UV-2600，岛津仪器（江苏）有限公司）；台式高速离心机（TG16.5，上海卢湘仪离心机仪器有限公司）；消化炉【DT208，福斯赛诺分析仪器（江苏）有限公司】；马弗炉（SX2-5-12LT上海力辰仪器科技有限公司）；电热恒温鼓风干燥机（DHG-9140A，上海精密实验设备有限公司）；高速多功能粉碎机（SL-

1 000A，浙江永康松青五金厂）。硝酸铋（AR），四水合钼酸铵（AR）和抗坏血酸（AR）均购于上海麦克林生化科技有限公司，其他试剂均为分析纯，购于西陇科学股份有限公司，水为蒸馏水。

1.2 试验方法

1.2.1 磷标准工作曲线绘制 将含磷100.0 mg/kg的标准储备液稀释10倍作为磷标准操作液。分别吸取一定量磷标准操作液置于50 mL比色管，依次加入10.0 mL 0.02%硝酸铋溶液、5.0 mL 5%钼酸铵溶液、10.0 mL 3%抗坏血酸溶液，以蒸馏水定容摇匀后显色15 min，配制标准色阶。以磷标准操作液的空白显色液作为参比，以1 cm比色皿进行空白基线扫描。在690 nm处测定各梯度磷标准显色液的吸光度值，重复测定3次，取平均值。绘制磷标准工作曲线。

1.2.2 样品处理及测定 土壤样品处理：准确称取（精确到0.000 1 g）通过60目土壤筛的干燥土样0.50～1.00 g，送至50 mL消煮管底部并以几滴蒸馏水湿润。分别加入3.0～5.0 mL浓硫酸和10滴高氯酸，振荡摇匀。消煮1 h，观察消解液接近2～3 mL且呈灰白色即消煮完成。冷却后以蒸馏水定容至刻度，充分摇匀，离心后取上清液备用。

蔬菜样品处理：准确称取（精确到0.000 1 g）干燥蔬菜样品1.00～2.00 g放置30 mL瓷坩埚中，于电炉上炭化至无白烟后转入马弗炉，500 ℃灼烧2 h。灰分用数滴蒸馏水洗至50 mL消煮管底部，分别加入10.0 mL浓硫酸和10滴高氯酸，振荡摇匀。消煮至消解液剩约5 mL，观察消解液若色泽呈黑棕色或棕黄色则表示仍有未分解物质，则补加3 mL浓硫酸继续消解，重复直至液体接近2～3 mL且呈灰白色即消煮完成。冷却后用蒸馏水定容至刻度，摇匀，离心并取上清液备用。

全磷含量测定：分别吸取土壤样品上清液3.0、5.0、7.0 mL或蔬菜样品上清液1.0、2.0、3.0 mL置于干燥洁净的50 mL比色管中，依次加入10.0 mL 0.02%硝酸铋溶液、5.0 mL 5%钼酸铵溶液、10.0 mL 3%抗坏血酸溶液，以蒸馏水定容摇匀后显色15 min。用吸取5.0 mL磷标准操作液的空白显色液作为参比，将样品显色液以1 cm比色皿，在690 nm处分别测定各显色液的吸光度值。重复测定3次，取平均值。

1.2.3 全磷含量的计算 根据待测样品试液的吸光度值与工作曲线的线性关系计算显色液的浓度C（mg/kg），然后按下式计算土壤中全磷含量百分比，保留4位小数。

（1）

式（1）中：ωP1表示全磷含量百分比，以磷元素（P）的含量表示，单位为%；V1表示吸取显色液的量，单位为mL；m1表示称取干燥后的土壤或蔬菜样品的质量，单位为g。

2 结果与分析

2.1 磷标准工作曲线

将配制的标准色阶以磷标准操作液的空白显色液作为参比，在690 nm处以1 cm比色皿进行吸光度值测定绘制磷标准工作曲线。得到其标准工作曲线方程为：A=0.449 4C+0.000 3，相关系数为：R2=0.999 2，说明磷标准溶液浓度与吸光值之间的线性相关性关系良好，可用于实验样品的分析。

2.2 不同地区的不同蔬菜及其对应土壤样品中全磷含量结果与对比

将不同地区采集的不同蔬菜及其对应土壤样品进行全磷含量测定，对比结果见图1，不同地区选定的蔬菜样品及其对应的土壤样品不完全相同，从测定磷含量的结果可以看出，除了大蒜样品，其他各类蔬菜的磷含量基本均低于其对应的土壤样品中的磷含量，蔬菜中全磷含量测定结果在

0.017 2%～0.192 1%之间，不同种类的蔬菜其全磷含量不同，波动范围相对较大。蔬菜中全磷含量基本与蔬菜中参考磷含量持平，个别蔬菜中磷含量略低于参考值，如胡萝卜样本。胡萝卜等肉质根菜类蔬菜在正常生长过程中需要全面且充足的肥料，如磷肥以促进地下根部的发育与肥大，缺乏磷元素会导致作物根部发育不良或根部无法膨大，实测样品的胡萝卜形貌不够好，磷吸收不足可能是原因之一[8]。与蔬菜样品对应的土壤中全磷含量测定结果为0.079 6%～0.148 5%，数值波动范围相对较小。第二次全国各地土壤普查资料显示，我国土壤全磷含量一般为

0.022 0%～0.109 0%，受人类活动影响显著，表层土壤中磷元素含量也有一定变化。王永壮等[9]研究表明我国农田土壤的全磷含量为0.031 0%～0.172 0%，由数据对比可见，各地区采集的土壤样本中磷含量均在全国正常磷含量范围内，采集样品区的土壤不存在磷过量等污染等情况。磷含量测定结果说明采样地的自然农村耕地磷污染程度低，甚至表现出土壤不够肥沃，磷肥力不足。

实测数据中较为异常的是各地区的大蒜样品中的全磷含量最高，且高于其对应土壤樣品中的全磷含量。作为含磷较高的蔬菜种类，大蒜磷含量高于其他蔬菜，该结果除了与大蒜种类有关，也与大蒜生长期对磷的较强吸收和需求有关。在一定磷浓度范围内，大蒜对磷的吸收程度相应上升[10]。大蒜在鳞茎膨大期对土壤中P、N等养分吸收能力达到高峰，大蒜全磷含量的上升与其生长周期吸收养分的规律也有关系。此研究采集的大蒜样品处于鳞茎膨大期，对磷的需求大和吸收能力强，导致其样品的磷含量高于其对应土壤样品中的磷含量，正是利用大蒜等对磷的强吸收特性，有研究将其作为除磷植物进行应用[11]。其他种类的蔬菜中磷含量也在正常范围内，不存在磷超标情况，也在一定程度上反映蔬菜中含磷农药污染很低或没有污染。

2.3 不同地区相同蔬菜及其对应土壤样品中全磷含量结果与分析

对不同地区相同蔬菜及其对应土壤中的磷含量测定结果见图2。

由图2的土壤磷含量测定结果的比较中发现，同为粤中地区的广州与佛山地区，蔬菜样品及其对应土壤中的磷含量也有一定的差异。佛山地区的蔬菜样品中的磷含量相对较低，如油菜、大蒜样品等，但其对应的土壤中磷含量不是最低的，这可能土壤中磷的存在形态与被植物吸收程度有关[12]。佛山地区采样地的土壤属于新开发的种植土地，尽管土质中全磷含量高，但植物吸收利用率不高，采集的蔬菜样品长势也没有其他地区葱郁。结果也发现各个不同地区的土壤中磷含量不同，但对应的蔬菜中磷含量变化不大，如指天椒样品中磷含量基本相同，指天椒耐旱耐瘠，能够适应不够肥沃的土壤环境，只要土壤松软，浇水充足，气温适宜，便能挂果。指天椒样品中的含量均为0.07%左右，稍低于其参考磷含量，也说明以上4个地区所种植的指天椒对磷的吸收程度相近。

有些样品也表现出各地区的土壤全磷含量差异较小，但蔬菜样品中磷含量存在明显的差异，如生姜样品。茂名地区的生姜样品中磷含量最高，清远和佛山地区的姜样品中全磷含量更低，这与各个地区土质磷含量和存在状态有关，也与姜对磷吸收程度和姜的生长期有关。不同种类的植物吸收磷元素的机理不同，不同部位对磷元素的积累浓度也存在差异[13]。研究结果也表明茂名地区更适合生姜的种植和生长。几个地区的荷兰豆中的全磷含量与其对应土壤中磷含量正相关，也比较符合荷兰豆结夹期对肥料的吸收和需求规律，表现出荷兰豆样品全磷含量随着土壤全磷含量的上升也有所升高。

2.4 省内不同地区土壤样品中全磷含量结果对比与分析

将以上5个地区的所有土壤样品的全磷含量取平均值进行对比分析（表1）。

土壤全磷含量范围为0.089 5%～0.129 4%，均属于正常分布范围。粤东揭阳地区的土壤全磷含量平均值最高，达到0.129 4%，粤中广州地区最低。研究样本采集地点均为自然的农村土地，属于非商业化种植地块，更能反映各地区的实际土壤情况。从测定数据来看，揭阳地区的土壤磷的肥力相对较高，有利于植物的生长，但是也有一些因素影响其存在状态和磷素被吸收利用的程度，如种植模式、耕作年限、微生物等都会对磷的吸收产生影响，可以通过改良土质和耕作方式等提高磷的利用率和吸收程度，也要结合多种指标对某个地区的土质进行综合评价[14]。

3 结论

对广东省5个地区的自然村采集的蔬菜及其对应土壤样品进行全磷含量的测定与对比，结果表明：蔬菜种类不同其全磷含量及对应的土壤中全磷含量也不同，蔬菜中全磷含量测定结果为0.017 2%～0.192 1%，各地区土壤中全磷含量为0.089 5%～0.129 4%。所有蔬菜及其对应的土壤样品中磷含量均在正常范围内，不存在磷超标等情况。不同地区的相同蔬菜及其对应土壤中的磷含量也存在差异，这可能与土壤中磷的存在状态以及蔬菜对磷的需求和吸收程度有关。测定结果显示揭阳地区的土壤全磷含量平均值最高，土壤磷肥力相对较高，但是种植模式、耕作年限、微生物等因素会影响磷被吸收和利用的程度。研究结果为各地区的作物种植和土质改良提供指导，也需要结合其他指标综合评价某个地区的土质。

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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