土壤中有效磷的快速测定方法

韩张雄 李敏 端爱玲 杨树俊

(江苏省地质工程勘察院，江苏 南京 210012)

磷是生物圈的重要生命元素，植物生长所必需的大量元素之一，土壤有效磷，也称为速效磷，是土壤中可被植物吸收的磷组分，包括全部水溶性磷、部分吸附态磷及有机态磷，有的土壤中还包括某些沉淀态磷[1,2]。在化学上，有效磷定义为能与32P进行同位素交换的或容易被某些化学试剂提取的磷及土壤溶液中的磷酸盐。土壤有效磷是土壤磷素养分供应水平高低的指标，在农业生产中一般采用土壤有效磷的指标来指导施用磷肥[3-5]。现阶段土壤中有效磷的测定通常使用的方法是根据土壤的酸碱性用不同的浸提剂提取后，用钼锑抗比色法测定[6-8]，操作繁琐，耗费时间，试剂量大，影响因素也较多。随着大型仪器的广泛使用，利用大型仪器开展土壤有效磷检测的方法也越来越多。如，何秀芬等[9]用ICP-AES测定酸性土壤中有效磷；朱丽琴等[10]用ICP-MS测定石灰性土壤中有效磷。以上研究在不同的浸提剂和测定方法的选择上均取得了一定的成果，但也存在一定的缺陷。只是选择了酸性或石灰性土壤中的一种，也未考虑浸提剂对仪器灵敏度的影响。ICP-MS还存在镍、铜、硅等元素及钠离子形成的多原子离子的干扰。结合前人的研究，本文中酸性土壤采用氟化铵-盐酸浸提，中性、石灰性土壤采用碳酸氢钠浸提剂浸提，用等离子体发射光谱法测定土壤中的有效磷。方法精密度高，准确性好，节约试剂，测样速度快，适用于大批量样品的测定。

1 试验内容

1.1 仪器及分析条件

电感耦合等离子体发射光谱仪(美国Thermo公司IRIS IntrepidⅡ)。

表1 ICP-AES仪器主要工作参数

1.2 试剂与标准曲线

氟化铵-盐酸浸提剂[c(NH4F)=0.03mol·L-1，c(HCl)=0.025mol·L-1]：1.11g氟化铵加于400mL水中，加入2.1mL浓盐酸，用水稀释至1L，贮于聚乙烯瓶中。试剂均为分析纯。

碳酸氢钠浸提剂[c(NaHCO3)=0.5mol·L-1，pH=8.5]：42.0g碳酸氢钠加水约1L。用4mol·L-1氢氧化钠溶液调节pH到8.5，然后定容到1L。试剂均为分析纯。

标准溶液：0.4394g在50℃烘干的磷酸二氢钾加水100mL，5mL浓硫酸(防腐)，用水定容到1L，浓度为100μg·mL-1磷，此溶液可以长期保存。分别用酸性浸提剂逐级稀释配制标准系列溶液，0μg·mL-1，0.5μg·mL-1，1μg·mL-1，5μg·mL-1，10μg·mL-1，30%碱性浸提剂逐级稀释配制标准系列溶液，0μg·mL-1，0.5μg·mL-1，1μg·mL-1，5μg·mL-1，10μg·mL-1。

1.3 样品处理

1.3.1 酸性土

称取5.0g样品于浸提瓶中，加50mL氟化铵-盐酸浸提剂，振荡5min，过滤，待测液供测有效磷用。同时做空白试验。

1.3.2 中性、石灰性土

称取5.0g样品于浸提瓶中，100mL碱性浸提剂，在25±1℃条件下振荡30min，过滤，待测液供测有效磷用。同时做空白试验。因待测样品盐分过高时容易堵塞进样系统，并且会对被测离子产生干扰作用，故对样品进行稀释倍数试验，稀释倍数分别为2倍、4倍、8倍，用水稀释定容。

2 数据分析

以氟化铵-盐酸浸提酸性土壤样品，利用F在酸性溶液中络合Fe和Al的能力，可是这类土壤中比较活性的磷的铁铝盐被陆续活化释放。酸性土有效磷的测定结果见表2，不同稀释倍数的石灰性土壤有效磷测定结果见表3。以0.5mol·L-1，pH8.5碳酸氢钠浸提石灰性土壤中的有效磷，可抑制钙离子的活性，使其以碳酸钙的形式沉淀，使某些活性较大的磷酸钙(Ca2-P)得以溶解并被浸提，及部分比较活性的Fe-P，Al-P起水解作用而浸出[11]。因石灰性土壤用碳酸氢钠浸提时，盐分过高，需进行稀释倍数试验，结果发现，稀释倍数在2倍时精密度较高，且与标准值最接近，当稀释倍数过大时，由于溶液中磷含量相对较低，检测灵敏度降低，分析信号减弱，检测结果准确度和精密度均变化较大，很难达到《生态地球化学评价样品分析技术要求(试行)》(DD2005-03)[12]对土壤样品的检测要求，影响测试结果。

表2 酸性土的测定结果

表3 不同稀释倍数对中性、石灰性土壤有效磷测定结果的影响

3 方法检出限

在仪器最佳工作条件下，按方法步骤分别测定12份全过程空白溶液，由公式LD=KS求出检出限，见表4，S为空白溶液12次测定的标准偏差，K为置信系数，取3，求得酸性土壤检出限为0.18mg·kg-1；中性、石灰性土壤检出限稀释2倍时为0.15mg·kg-1，稀释4倍时为0.21mg·kg-1，稀释8倍时为0.30mg·kg-1。

表4 方法检出限结果

4 方法精密度和准确度

分别取12份ASA-4a、ASA-7与ASA-9、ASA-10、NAS-4样品分中性、石灰性、酸性，利用本方法进行有效磷的测定，获得本方法的精密度(RSD)与准确度(RE)，结果见表5和表6。结果显示，中性、石灰性土壤中有效磷的精密度(RSD)<5.0%，相对误差(RE)<1.7%；酸性土壤中有效磷的精密度(RSD)<4.2%，相对误差(RE)<1.0%。

表5 方法精密度结果

表6 方法准确度结果

5 结语

选择不同的浸提剂，采用电感耦合等离子体发射光谱法测定酸性和中性、石灰性土壤中的有效磷。对中性、石灰性土壤选择合适的稀释倍数，减小了盐分的干扰，发现稀释2倍时，测定值与标准样品给定值最为接近。对酸性土壤，以及按2倍稀释方法的石灰性土壤进行方法检出限、精密度、准确度试验。结果显示，方法检出限(LD)分别为0.18mg·kg-1、0.15mg·kg-1，精密度(RSD)<5.0%，相对误差(RE)<7.0%，均满足DD2005-03对有效磷的测定要求。通过合理的仪器条件以及合适的浸提剂和稀释倍数，使干扰和试验不确定性有效减小，从而得到更加准确的试验数值，对大批量土壤有效磷的检验工作具有一定意义。