酸性土壤中有效磷測定方法改進

周冬梅，梁 攀，姜 穎，湯展鵬，尚建華，呂新新

（1.武漢盤古數字檢測有限公司，武漢 湖北 430200；2.中國科學院武漢植物園公共技術中心，武漢 湖北 430200）

土壤中的磷元素是植物健康生長不可缺少的大量營養元素之一，了解土壤中有效磷含量，才能更好地指導農業生產。雖然有效磷只是一個相對指標，但是其可以表征土壤的相對供磷水平，可用來判斷是否必要施用磷肥［1］。土壤中磷的測定方法有生物法［2］、同位素示蹤法［3］、樹脂法［4］和化學分析方法。其中最常見的是化學分析方法，除了國內外使用較多的Bray 1法［1］、Olsen法（NaHCO3法）［1］、MehlichⅢ法［1］、ASI法（土壤養分系統分析法）［5］外，還有我國農業部制定的有效磷測定標準NY/T 1121.7—2014《土壤檢測 第7部分：土壤有效磷的測定》［6］和國家林業局制定的LY/T 1232—2015《森林土壤磷的測定》［7］。

筆者分別以NY/T 1121.7—2014標準方法和改進的方法（土壤加浸提液后在離心管中浸提，浸提完畢后直接離心，用普通指示劑甲基橙替代管制試劑2，4-二硝基酚）測定酸性土壤中有效磷，并進行數據比對，發現用改進方法與標準方法測得的結果在數據的準確度和精密度方面都非常好。另外，相比標準方法，改進方法實驗過程更簡單，實驗周期大幅度縮短，試劑安全、易得。

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

儀器：TU-1901紫外分光光度計，北京譜析通用儀器有限責任公司；超純水機；智能恒溫搖床HWYC-100，常州丹瑞實驗儀器設備有限公司；離心機。

試劑：鹽酸、硫酸、氨水、氟化銨、硼酸，均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；酒石酸銻鉀，化學純，國藥集團化學試劑有限公司；鉬酸銨，分析純，廣東光華科技股份有限公司；抗壞血酸，分析純，科密歐化學試劑有限公司；2，4-二硝基酚、甲基橙，國藥集團化學試劑有限公司。

標準物質：土壤有效態成分標準物質黑龍江黑土ASA-7（GBW07458），w（P2O5）（32±4）mg/kg，中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所；磷標準試劑（203964），ρ（P2O5）（1.52±0.06）mg/L，環境保護部標準樣品研究所；磷標準溶液（199023-2），ρ（P2O5）1 000 mg/L，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.2 樣品前處理

參照標準NY/T 1121.1—2006［8］中的樣品制備方式，將風干后的土壤平鋪在制樣板上，用木棍和塑料棒碾壓，并將植物殘體、石塊等侵入體和新生體剔除干凈，細小已斷的根須用靜電吸附的方法清除。壓碎的土樣要全部通過2 mm孔徑篩，混勻后備用。

準確稱取2組過篩后的土壤樣品5.00 g（精確至0.01 g）。第1組完全參考標準NY/T 1121.7—2014［6］進行前處理操作。第2組將土壤樣品置于100 mL的離心管中，加入（25±1）℃的氟化銨-鹽酸浸提液50 mL，逐個置于連體杯中，然后放入恒溫振蕩箱，按照設定好的程序于25～35℃以190 r/min頻率振蕩30 min。將離心管取出放入離心機中離心5 min，離心完畢后迅速移取離心液進行測定。

1.3 標準曲線的繪制

將1 000 mg/L的磷標準溶液用水分步稀釋成5 mg/L，分別吸取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。配制兩組相同的標準溶液。

第1組標準溶液中加入2滴2，4-二硝基酚指示劑，用硫酸溶液或氨水溶液調節至溶液剛出現微黃色，加入鉬銻抗顯色劑5 mL，用水定容，搖勻。然后轉移至比色管，于25℃的恒溫搖床中放置30 min后，用1 cm光徑比色皿在700 nm進行比色測定。

第2組中加入1滴甲基橙指示劑，用硫酸溶液或氨水溶液調節至溶液剛出現橙黃色，其余步驟同第1組。

1.4 樣品測定

（1）國標法：將1.2節中第1組試樣液取出10 mL至50 mL比色管中，加入2滴2，4-二硝基酚指示劑，用硫酸溶液或氨水溶液調節至溶液剛出現微黃色。其余步驟同標準曲線繪制過程。

（2）改進方法1：另取1.2節第1組試樣液10 mL至50 mL比色管中，加入1滴甲基橙指示劑，用硫酸溶液或氨水溶液調節至溶液剛出現橙黃色，其余步驟同標準曲線繪制過程。

（3）改進方法2：取1.2節中第2組試樣液10 mL至50 mL比色管中，加入1滴甲基橙指示劑，用硫酸溶液或氨水溶液調節至溶液顏色剛出現橙黃色。其余步驟同標準曲線繪制過程。

2 實驗條件的選擇

2.1 指示劑對標準曲線線性及準確度的影響

2，4-二硝基酚和甲基橙作為指示劑繪制的標準曲線的線性方程、相關系數見圖1，磷標準試劑（203964）的測試結果見表1。

圖1 不同指示劑對標準曲線線性的影響

表1 指示劑對標準曲線準確度的影響

從圖1可知，采用兩種指示劑繪制的標準曲線的線性方程基本一致，且相關系數均大于0.999 5。從表1可知，采用2種指示劑測定值均在標準物質證書規定的真值范圍內，即使用2，4-二硝基酚和甲基橙這兩種指示劑都可得到滿意的結果。但是2,4-二硝基酚性質不穩定，是一種易爆品，受到公安部門的管制，而且其有較大毒性，在環境中殘留時間長，難以生化降解，是環境中典型有機污染物之一［9］。而甲基橙按規范使用性質則較為穩定，且其毒性較小，因此甲基橙作為指示劑更具優勢。

2.2 標準方法與改進方法對標準樣品測定結果的影響

分別采用國標法和改進方法2對標準樣品ASA-7中P2O5進行測定，結果見表2。

表2 標準物質測試與精密度實驗結果 mg/kg

由表2可知，有證土壤標準物質ASA-7使用兩種不同的前處理方式的6次測定結果均在證書給定的范圍內，且6次測定值的相對標準偏差均小于2%，滿足NY/T 1121.7—2014規定的“＞20 mg/kg，相對偏差≤5%”的要求，精密度良好。

2.3 實際土壤樣品準確度實驗和精密度實驗

分別采用國標法與2種改進方法測定有效磷含量不同的20個實際土壤樣品，結果見表3。

表3 實際土壤樣品測定結果

從表3可知，3種方法測定結果的標準偏差均小于5%；標準方法，標準方法前處理、甲基橙為指示劑改進方法，以及離心管浸提、甲基橙為指示劑改進方法的RSD分別為0.90%～4.02%、0.56%～4.12%和0.56%～2.65%。改進后方法可取得滿意結果，同時，采用離心方式分離精密度優于過濾方式。

用F檢驗分別來比較國標法、改進方法2測定結果的精密度，當α=0.05時，根據表3數據可計算出F=1.02，查F檢驗臨界值表，F0.05（19，19）=2.168，F0.05（19，19）＞F，說明兩組結果的精密度無顯著差異。再用t檢驗比較，根據表3中的數據可計算出，當α=0.05時，t=0.082，查t檢驗臨界值表，t（38，95%）=2.024，t

通過實驗還發現部分樣品采用標準方法浸提后的過濾液很渾濁，需要進行二次過濾，降低檢測效率的同時也增加了樣品被污染的風險。而在離心管中浸提，浸提完成后直接離心，這種方式可大幅度縮短檢測時間，同時也降低了樣品被污染的可能性，提高了實驗數據的準確性。

3 結論

使用NY/T 1121.7—2014方法與改進后的方法測定酸性土壤中的有效磷，分析了不同指示劑和前處理過程對酸性土壤中有效磷測定結果的影響。采用離心管中浸提，浸提完畢后直接離心，用普通指示劑甲基橙替代管制試劑2，4-二硝基酚的實驗方案進行實驗，精密度、準確度良好。此外實驗過程簡單，試劑安全易得，實驗周期大幅度縮短，適用于酸性土壤中有效磷的分析檢測。