土壤全磷的测定土壤全磷的测定一、一、存在形态：存在形态：1、无机、无机P：占全：占全P的的50-80%Ca-P：即磷酸钙（镁）的化合物，主要有：磷灰石、：即磷酸钙（镁）的化合物，主要有：磷灰石、磷酸一钙、二钙、三钙、八钙磷酸一钙、二钙、三钙、八钙Al-P：磷铝石：磷铝石-Al(OH)2HPO4Fe-P：红磷铁矿：红磷铁矿-Fe(OH)2H2PO4；兰铁矿；兰铁矿-FePO48H2O闭蓄态闭蓄态P：是由氧化铁胶膜包裹着的磷酸盐（如：是由氧化铁胶膜包裹着的磷酸盐（如Fe-P、Al-P）交换态交换态P：吸附在带正电荷的土壤胶体上的：吸附在带正电荷的土壤胶体上的P晶格晶格P：铝硅酸盐粘土矿物晶格中的：铝硅酸盐粘土矿物晶格中的P土壤溶液中的土壤溶液中的P：如：如H2PO4-、HPO42-2、有机有机P：占全：占全P的的20-50%包括磷脂、核酸磷、植素等。包括磷脂、核酸磷、植素等。无机无机P的存在形态中，以的存在形态中，以Al-P、Fe-P、Ca-P、O-P等磷酸盐为主要类型，且它们受等磷酸盐为主要类型，且它们受pH影响大。在不影响大。在不同土壤中含量不同，如在同土壤中含量不同，如在石灰性土壤石灰性土壤中以中以Ca-P为为主，主，酸性土壤酸性土壤中以中以Fe-P、Al-P、O-P为主，为主，中性土中性土壤壤中中Ca-P、Fe-P、Al-P的比例大致为的比例大致为1:1:1。二、全二、全P含量：含量：土壤全土壤全P含量的高低决定于土壤性质、气候条件含量的高低决定于土壤性质、气候条件以及耕作管理措施，特别是施磷肥量等因素。以及耕作管理措施，特别是施磷肥量等因素。我国一般土壤全我国一般土壤全P量变化的范围大致为量变化的范围大致为0.05-0.48%P2O5，且通常是西北地区高于东南地区。，且通常是西北地区高于东南地区。东北黑土东北黑土0.14-0.35%P2O5华北黄土华北黄土0.1-0.22%P2O5南方红壤南方红壤0.04-0.08%P2O5测定方法评述测定方法评述土壤全土壤全P的测定分为两步：的测定分为两步：样品的分解；待测液中样品的分解；待测液中P的定量的定量一、样品的分解：一、样品的分解：1、碱熔法：、碱熔法：（1）Na2CO3熔融法：熔融法：Na2CO3与土样混匀，装入铂坩埚中，在与土样混匀，装入铂坩埚中，在900 C下下高温熔融，使各种形态的高温熔融，使各种形态的P转变成正磷酸盐，熔块转变成正磷酸盐，熔块用酸（如用酸（如H2SO4）溶解（因为用水溶解时，若土壤）溶解（因为用水溶解时，若土壤中含中含Ca多就容易形成磷酸钙沉淀）。多就容易形成磷酸钙沉淀）。优点：优点：熔融时分解完全，测定结果准确，同一待熔融时分解完全，测定结果准确，同一待测液可测定多种元素。测液可测定多种元素。缺点：缺点：操作繁琐、费时，且铂坩埚贵重，每次使操作繁琐、费时，且铂坩埚贵重，每次使 用时均有消耗，单测用时均有消耗，单测P时不用此法。时不用此法。（2）NaOH熔融法：熔融法：熔剂由熔剂由Na2CO3NaOH，铂坩埚，铂坩埚Ag坩埚，坩埚，720 C熔融。熔融。本法测定结果比本法测定结果比Na2CO3法稍低，因为分解完全程度法稍低，因为分解完全程度低，且由于低，且由于NaOH易吸水而使测定结果不稳定。但易吸水而使测定结果不稳定。但本法较经济，本法较经济，Ag坩埚便宜。坩埚便宜。2、酸溶法：、酸溶法：H2SO4-HClO4、HNO3-HClO4、HNO3-H2SO4、HF-HClO4等，其中等，其中HF-HClO4消煮土样时，消煮土样时，HF有毒，而且因为对玻璃有腐蚀作用而不能有毒，而且因为对玻璃有腐蚀作用而不能在玻璃通风橱中操作，在玻璃通风橱中操作，HClO4价格较贵。价格较贵。H2SO4-HClO4是应用较多的方法，操作简便，是应用较多的方法，操作简便，不需要铂坩埚，但对样品分解完全的程度不如不需要铂坩埚，但对样品分解完全的程度不如Na2CO3熔融法，对石灰性土壤的分解较完全，熔融法，对石灰性土壤的分解较完全，是是Na2CO3熔融法的熔融法的97-98%，对含，对含Al-P、Fe-P较多的酸性土壤仅为较多的酸性土壤仅为95%。H2SO4-HClO4优点在于：优点在于：（1）HClO4的脱水作用很强，有助于胶状硅的脱水作用很强，有助于胶状硅（SiO2 H2O）的脱水。）的脱水。（2）并能与）并能与Fe3+形成配合物，抑制形成配合物，抑制Si和和Fe对对P比色的干扰。比色的干扰。（3）H2SO4可提高消煮温度，防止消煮液蒸干，可提高消煮温度，防止消煮液蒸干，有利于分解作用进行。在有利于分解作用进行。在N、P联合测定联合测定中要注意中要注意HClO4的用量。的用量。二、试液中二、试液中P的测定：的测定：1、重量法：、重量法：（1）磷酸铵镁法：磷酸铵镁法：先使先使P生成生成NH4MgPO410H2O ，再灼烧成再灼烧成Mg2P2O7（焦磷酸镁），称至恒重。此法（焦磷酸镁），称至恒重。此法曾作过标准方法，但繁琐、费时，现很少采用。曾作过标准方法，但繁琐、费时，现很少采用。（2）磷钼酸喹啉法：磷钼酸喹啉法：为黄色沉淀。精密度和准确度为黄色沉淀。精密度和准确度都高，多用于肥料中都高，多用于肥料中P的测定。的测定。2、滴定法：、滴定法：上述沉淀用过量标准碱溶解，再用标准酸滴定剩余上述沉淀用过量标准碱溶解，再用标准酸滴定剩余的碱。与重量法相比无大优点，且多了手续，如标的碱。与重量法相比无大优点，且多了手续，如标准酸、碱，现少用。准酸、碱，现少用。总之，重量法、滴定法均需沉淀重量大，即含量高总之，重量法、滴定法均需沉淀重量大，即含量高时用，而土壤中的时用，而土壤中的P一般较少，所以现在普遍采用一般较少，所以现在普遍采用比色法。比色法。3、比色法：、比色法：（1）钒钼黄法（又叫钼黄法）：钒钼黄法（又叫钼黄法）：抗干扰离子的范抗干扰离子的范围大，灵敏度较低，适于测定含围大，灵敏度较低，适于测定含P量高的样品。量高的样品。（2）钼兰法：钼兰法：最早在最早在1887年提出，后经不断研究、年提出，后经不断研究、改进，直到改进，直到1962年年Murphy等提出用抗坏血酸作为等提出用抗坏血酸作为测测P的还原剂，才形成了现在的钼锑抗比色法。的还原剂，才形成了现在的钼锑抗比色法。优点：优点：与重量法和滴定法相比，能准确测定微量与重量法和滴定法相比，能准确测定微量 磷，灵敏度高，操作简便。对一般土壤中磷，灵敏度高，操作简便。对一般土壤中P的测的测 定，此法都适用。定，此法都适用。钼兰比色法钼兰比色法一、测定原理：一、测定原理：在酸性条件下，试液中的在酸性条件下，试液中的P（正磷酸盐）与钼酸形（正磷酸盐）与钼酸形成配合物成配合物-磷钼杂多酸（又叫磷钼酸杂聚配合物）。磷钼杂多酸（又叫磷钼酸杂聚配合物）。H3PO4+12H2MoO4=H3P(Mo3O10)4+12H2OP多时呈黄色，少时无色多时呈黄色，少时无色在一定酸度下，加入还原剂后，杂多酸中的在一定酸度下，加入还原剂后，杂多酸中的Mo被被还原，产生特殊兰色还原，产生特殊兰色-钼兰，其中一部分钼兰，其中一部分Mo6+被还被还原成原成Mo5+或或Mo3+，或，或Mo3+、Mo5+都有。在钼兰的都有。在钼兰的吸收光谱曲线中有两个吸收峰吸收光谱曲线中有两个吸收峰(660nm或或880nm)。测定时可以根据分光光度计的性能选用。我国测定时可以根据分光光度计的性能选用。我国GB采用采用700nm波长。波长。二、测定条件：二、测定条件：钼兰兰色产生的速度、强度及稳定性受试液的酸度、钼兰兰色产生的速度、强度及稳定性受试液的酸度、试剂浓度、还原剂种类及干扰离子等条件的影响。试剂浓度、还原剂种类及干扰离子等条件的影响。1、酸度：、酸度：酸度酸度指比色液中的酸度，又叫终溶液的酸度。指比色液中的酸度，又叫终溶液的酸度。它直接影响钼兰的形成及比色结果。它直接影响钼兰的形成及比色结果。酸度高时，酸度高时，抑制钼酸解离，使抑制钼酸解离，使MoO42-浓度变小，从浓度变小，从而影响磷钼杂多酸的形成，试液颜色变浅，甚至酸而影响磷钼杂多酸的形成，试液颜色变浅，甚至酸过高时不显色，使测定结果偏低。过高时不显色，使测定结果偏低。酸度低时，酸度低时，试液中有些干扰离子出现，如：溶液中试液中有些干扰离子出现，如：溶液中可能存在的可能存在的Si与钼酸铵生成兰色硅钼杂多酸，钼酸与钼酸铵生成兰色硅钼杂多酸，钼酸铵本身也能生成钼钼杂多酸（兰色），使测值偏高。铵本身也能生成钼钼杂多酸（兰色），使测值偏高。另外，不同的酸度及酸的体系，其终溶液的酸度也另外，不同的酸度及酸的体系，其终溶液的酸度也不同，如：不同，如：三种钼兰法的工作范围和各试剂的终浓度三种钼兰法的工作范围和各试剂的终浓度SnCl2-H2SO4体系体系终溶液酸度范围终溶液酸度范围:0.39-0.40mol/L(1/2H2SO4)SnCl2-HCl体系体系终溶液酸度范围终溶液酸度范围:0.60-0.70mol/L(HCl)钼锑抗钼锑抗-H2SO4体系体系终溶液酸度范围终溶液酸度范围:0.45-0.65mol/L(1/2H2SO4)2、试剂浓度：、试剂浓度：钼兰显色是在适宜的试剂浓度的条件下进行的，钼兰显色是在适宜的试剂浓度的条件下进行的，即：比色液中酸和钼试剂的浓度及二者的比例即：比色液中酸和钼试剂的浓度及二者的比例（酸：钼试剂）、还原剂用量（或浓度）等。其（酸：钼试剂）、还原剂用量（或浓度）等。其中特别是酸与钼试剂的比例在测定中比须严格中特别是酸与钼试剂的比例在测定中比须严格控制。控制。一般说，钼酸铵浓度越高要求的酸度越一般说，钼酸铵浓度越高要求的酸度越高，适宜的酸度范围越窄。高，适宜的酸度范围越窄。3、还原剂：、还原剂：还原剂的种类很多，如还原剂的种类很多，如1,2,4-氨基萘酚磺酸、氨基萘酚磺酸、SnCl2、抗坏血酸抗坏血酸。SnCl2：测测P的适宜范围为的适宜范围为 g/ml，此法灵敏度，此法灵敏度高，显色快，操作方便。缺点是：兰色稳定时间短高，显色快，操作方便。缺点是：兰色稳定时间短（5-15min显色，兰色稳定显色，兰色稳定15min）；允许干扰离子的）；允许干扰离子的浓度小，如浓度小，如Fe3+仅为仅为20mg/L。抗坏血酸：抗坏血酸：生成的兰色稳定（可达生成的兰色稳定（可达24小时），小时），Fe3+、As5+、Si4+的干扰很小，其中的干扰很小，其中Fe3+可允许可允许400mg/L（因为（因为Fe3+可与可与Vc成配合物），不足之处是显色慢，成配合物），不足之处是显色慢，尤其是在温度低时需要温热处理。尤其是在温度低时需要温热处理。60年代初创用了改进的抗坏血酸法年代初创用了改进的抗坏血酸法-钼锑抗法钼锑抗法，它，它是在钼酸铵试剂中添加了催化剂酒石酸氧锑钾是在钼酸铵试剂中添加了催化剂酒石酸氧锑钾（K(SbO)C4H4O4），此法既具有抗坏血酸的优点，），此法既具有抗坏血酸的优点，又增加了四大优点。又增加了四大优点。(1)能加速显色反应；能加速显色反应；(2)在常温下能迅速显色；在常温下能迅速显色；(3)锑参与了锑参与了“钼兰钼兰”配合物的组成配合物的组成(P:Sb:Mo=1:2:12)，使兰色加深，提高了反应的灵敏度；使兰色加深，提高了反应的灵敏度；(4)钼锑抗试剂是由钼酸铵、钼锑抗试剂是由钼酸铵、H2SO4、酒石酸氧锑钾、酒石酸氧锑钾、抗坏血酸（使用当天加入）按比例配成的一种混抗坏血酸（使用当天加入）按比例配成的一种混合试剂，使用时一次加入，从而简化了操作手续，合试剂，使用时一次加入，从而简化了操作手续，有利于大批样品的分析及分析方法的自动化。有利于大批样品的分析及分析方法的自动化。所以是目前测所以是目前测P使用最广泛的方法。使用最广泛的方法。4、干扰离子的消除：、干扰离子的消除：Fe3+：多时会抑制钼兰的形成。多时会抑制钼兰的形成。若用若用SnCl2作还原剂时，可加入酒石酸，使之与作还原剂时，可加入酒石酸，使之与Fe3+形成配合物而掩蔽之。在钼锑抗比色法中，形成配合物而掩蔽之。在钼锑抗比色法中，允许允许Fe3+含量达含量达400mg/L，因为，因为Fe3+可与抗坏血可与抗坏血酸形成配合物；在酸形成配合物；在H2SO4-HClO4消煮时，消煮时，HClO4又能与又能与Fe3+成配合物，所有这些都减少了成配合物，所有这些都减少了Fe3+的的干扰。干扰。Si4+：在酸度较低时（在酸度较低时（0.25mol/L以下）可生成以下）可生成SiMo杂多酸，但在杂多酸，但在P的测定中，的测定中，PMo杂多酸形成的酸度杂多酸形成的酸度较高（在较高（在0.45mol/L以上），此酸度抑制了以上），此酸度抑制了SiMo杂杂多酸的形成。另外，用多酸的形成。另外，用H2SO4-HClO4消煮时，由于消煮时，由于HClO4的脱水作用很强，使胶状的脱水作用很强，使胶状Si脱水成脱水成SiO2 析出，析出，所以少量的所以少量的Si可用控制酸度的方法消除。可用控制酸度的方法消除。As5+：土壤中含量很少，而且土壤中含量很少，而且As5+与钼酸铵反应很与钼酸铵反应很慢，一般不干扰慢，一般不干扰P的测定。如某些土壤施用过农的测定。如某些土壤施用过农药砒霜，则可在测药砒霜，则可在测P前把前把As5+还原成还原成As3+消除之消除之（因为（因为As3+不生成杂多酸）。不生成杂多酸）。Mo6+：在溶液酸度低时能生成在溶液酸度低时能生成MoMo杂多酸，但测杂多酸，但测P的溶液酸度较高，不能生成的溶液酸度较高，不能生成MoMo杂多酸。杂多酸。总之，比色法适于含量低的样品。如含量高时，则总之，比色法适于含量低的样品。如含量高时，则稀释倍数大，结果的误差也大。稀释倍数大，结果的误差也大。注意：注意：比色分析要求工作曲线与样品的测定条件一比色分析要求工作曲线与样品的测定条件一致，所以要求严格按照操作手续进行。致，所以要求严格按照操作手续进行。土壤全钾测定土壤全钾测定本章要点：本章要点：1、了解土壤中钾的存在形态。、了解土壤中钾的存在形态。2、熟悉土壤全钾测定中样品分解的方法。、熟悉土壤全钾测定中样品分解的方法。3、掌握溶液中钾的定量方法火焰光度法、掌握溶液中钾的定量方法火焰光度法的原理与测定条件。的原理与测定条件。土壤全钾测定土壤全钾测定第一节第一节概述概述一、存在形态：一、存在形态：1、矿物结构钾：、矿物结构钾：这是土壤中钾的主要存在形态，其含量占土壤全这是土壤中钾的主要存在形态，其含量占土壤全钾量的钾量的98%左右，主要存在于铝硅酸盐，如长石、左右，主要存在于铝硅酸盐，如长石、云母等矿物中。这些钾一般不溶于水，也不能被云母等矿物中。这些钾一般不溶于水，也不能被溶液中的阳离子所代替，作物不能直接吸收利用，溶液中的阳离子所代替，作物不能直接吸收利用，所以又叫无效钾。所以又叫无效钾。2、非交换态钾（难交换态钾）：、非交换态钾（难交换态钾）：主要指层状硅酸盐矿物层间和颗粒边缘的那一部主要指层状硅酸盐矿物层间和颗粒边缘的那一部分钾。它是速效钾的贮备，能逐渐转化为被植物分钾。它是速效钾的贮备，能逐渐转化为被植物吸收利用的速效钾，所以叫缓效钾。这种钾一般吸收利用的速效钾，所以叫缓效钾。这种钾一般用用1mol/LHNO3提取（或提取（或0.5mol/LHCl.），），提取的钾量与作物的吸钾量有良好的相关性。由提取的钾量与作物的吸钾量有良好的相关性。由于易转变为速效钾，所以常把缓效钾作为土壤钾于易转变为速效钾，所以常把缓效钾作为土壤钾素供应潜力的指标。素供应潜力的指标。我国缓效钾含量一般在我国缓效钾含量一般在40-1400mg/kg，北京地区，北京地区600-800mg/kg。3、水溶性及交换性钾：、水溶性及交换性钾：这两种形态的钾统称速效钾，其中水溶性钾很少，这两种形态的钾统称速效钾，其中水溶性钾很少，交换性钾可占速效钾总量的交换性钾可占速效钾总量的95%以上。以上。速效钾一般占土壤全钾量的速效钾一般占土壤全钾量的1-2%。 二、含量：二、含量：我国土壤中全钾的含量一般在我国土壤中全钾的含量一般在2%（K2O）左右。）左右。在不同地区、不同土壤类型和气候条件下，全钾在不同地区、不同土壤类型和气候条件下，全钾含量相差很大。如：含量相差很大。如：华北平原（盐渍土除外）华北平原（盐渍土除外）2.2-2.6%（K2O）华中与华南地区华中与华南地区0.5-3.0%（K2O）三、分析意义：三、分析意义：第二节第二节测定方法评述测定方法评述一、样品的分解：一、样品的分解：1、CaCO3-NH4Cl法：法：又叫史密斯法，是又叫史密斯法，是1881年年J.LawrenceSmith创建的，属经典方法。目前很创建的，属经典方法。目前很少使用。少使用。其基本原理是：其基本原理是：低温阶段：低温阶段：300 C，15-20minCaCO3+2NH4Cl=CaCl2+(NH4)2CO3(NH4)2CO32NH3 +CO2 +H2O高温阶段：高温阶段：700-750 C，60minCaCl2+2KAlSi3O8+6CaCO36CaSiO3+Ca(AlO2)2+2KCl+6CO2此法要求严格的反应条件（如温度），操作繁琐，此法要求严格的反应条件（如温度），操作繁琐，温度不易控制，测值不稳。另此法试液含杂质多，温度不易控制，测值不稳。另此法试液含杂质多，只能测钾，不能测定其它成分。只能测钾，不能测定其它成分。2、碱熔法：、碱熔法：Na2CO3法：法：土样熔融完全，试液可测全磷、全钾，土样熔融完全，试液可测全磷、全钾，但铂坩埚昂贵，所以单测全钾时不用此法。另外，但铂坩埚昂贵，所以单测全钾时不用此法。另外，Na2CO3本身易含有杂质，用时需作空白试验，以本身易含有杂质，用时需作空白试验，以校正试剂误差。校正试剂误差。NaOH法：法：样品分解完全，可用样品分解完全，可用Ag(Ni)坩埚，熔融坩埚，熔融温度低（温度低（750 C），操作简便，试液可测全钾及全），操作简便，试液可测全钾及全磷。本法也要作空白测定。此法适用于一般实验室。磷。本法也要作空白测定。此法适用于一般实验室。3、酸溶法：、酸溶法：HF-HClO4法：法：用聚四氟乙烯坩埚代替贵重的铂坩用聚四氟乙烯坩埚代替贵重的铂坩埚，使成本大大降低。埚，使成本大大降低。SiO2+4HF=SiF4 +2H2O由于由于SiF4能挥发出来，从而彻底破坏了矿物结构，能挥发出来，从而彻底破坏了矿物结构，使其中的使其中的Ca、Mg、K、Na、Al、Mn.等元素溶等元素溶解出来。解出来。HClO4可氧化有机质。可氧化有机质。优点：优点：分解样品完全，操作简便，杂质少，不用脱分解样品完全，操作简便，杂质少，不用脱硅；制备好的试液可测定多种元素（硅；制备好的试液可测定多种元素（Ca、Mg、K、Na、Al、Fe、Mn.）。）。缺点：缺点：由于由于HF的腐蚀作用，消煮时必须在通风抽气的腐蚀作用，消煮时必须在通风抽气设备良好的通风橱中进行。同时因试液中常含有残设备良好的通风橱中进行。同时因试液中常含有残留氟，对玻璃器皿有腐蚀作用，影响测定结果的准留氟，对玻璃器皿有腐蚀作用，影响测定结果的准确度。所以试液放在塑料瓶中。确度。所以试液放在塑料瓶中。总之，总之，GB指定用指定用HF-HClO4法，但同时又指出若不具法，但同时又指出若不具备该法消煮条件时，可用备该法消煮条件时，可用NaOH熔融法。熔融法。二、试液中钾的测定：二、试液中钾的测定：1、亚硝酸钴钠法（、亚硝酸钴钠法（K2NaCo(NO2)6）：）：有重量法、滴定法、比浊法，这些方法皆因操作有重量法、滴定法、比浊法，这些方法皆因操作繁琐而现在很少采用。繁琐而现在很少采用。2、四苯硼钠法：、四苯硼钠法： 有重量法和滴定法。它优于亚硝酸钴钠法，是较有重量法和滴定法。它优于亚硝酸钴钠法，是较 好的化学分析方法，适于测定含钾量高的样品，好的化学分析方法，适于测定含钾量高的样品， 如植物、肥料等。如植物、肥料等。3、钾电极法：、钾电极法：是一种有前途的方法。国外应用较普遍，我国工业是一种有前途的方法。国外应用较普遍，我国工业上用的多，农业上应用较少，处于发展阶段，因为上用的多，农业上应用较少，处于发展阶段，因为土壤中杂质多，干扰因素多。土壤中杂质多，干扰因素多。4、火焰光度法：、火焰光度法：属简单的发射光谱法，适于测定低浓度范围的钾。属简单的发射光谱法，适于测定低浓度范围的钾。此法测定速度快、简便、灵敏、准确，是现在普遍此法测定速度快、简便、灵敏、准确，是现在普遍采用的测钾方法。采用的测钾方法。第二节第二节火焰光度法火焰光度法一、火焰光度计的构造：一、火焰光度计的构造：包括三部分：包括三部分：光源：光源：包括供气系统、喷雾器、燃烧器。包括供气系统、喷雾器、燃烧器。作用：使试液成细雾状，与可燃气体混合燃烧。作用：使试液成细雾状，与可燃气体混合燃烧。单色器：单色器：常用滤光片、棱镜或光栅。常用滤光片、棱镜或光栅。作用：选择通过被测元素波长的光。作用：选择通过被测元素波长的光。光度计：光度计：是检测系统，包括光电池、检测计、调是检测系统，包括光电池、检测计、调节电阻。节电阻。作用：把光能转化成电能，并测定其强度。作用：把光能转化成电能，并测定其强度。火焰光度计的结构示意图火焰光度计的结构示意图二、测定原理：二、测定原理：试液由压缩空气泵喷成雾状，与燃气（如汽油）试液由压缩空气泵喷成雾状，与燃气（如汽油）混合燃烧，在火焰高温激发下，混合燃烧，在火焰高温激发下，K+发射出特定波发射出特定波长的光，如长的光，如K=766.4nm，Na=589.0nm，通过单色，通过单色器、光电池把光能转换成电能，在由检流计量出器、光电池把光能转换成电能，在由检流计量出电流的强度，此电流与溶液中电流的强度，此电流与溶液中K+浓度成正相关，浓度成正相关，以同样条件作工作曲线，即可求出以同样条件作工作曲线，即可求出K+含量。含量。三、测定条件：三、测定条件：1、稳定的激发条件：、稳定的激发条件：即助燃气（空气）与可燃气的压力、液体的流速即助燃气（空气）与可燃气的压力、液体的流速均应保持一定的稳定，它们直接影响火焰的大小、均应保持一定的稳定，它们直接影响火焰的大小、温度及试液的喷雾状况。此外，喷灯灯头应保持温度及试液的喷雾状况。此外，喷灯灯头应保持干净，以保证火焰的大小及颜色保持不变。干净，以保证火焰的大小及颜色保持不变。2、试液与标准溶液组成一致：、试液与标准溶液组成一致：由于试液中由于试液中K+的含量是根据标准溶液的工作曲线的含量是根据标准溶液的工作曲线而求出的，所以二者的差异可以引起测定误差。而求出的，所以二者的差异可以引起测定误差。试液中存在的非被测元素有的谱线如果与被测元试液中存在的非被测元素有的谱线如果与被测元素靠近，则会干扰测定，如素靠近，则会干扰测定，如Cl-、SO42-在在5000mg/L对对K、Na有干扰，有干扰，Ca2+大于大于20mg/L时对时对Na+有干扰。有干扰。总之总之,K、Na、Ca三元素在测定中互有影响。当溶三元素在测定中互有影响。当溶液酸度大于液酸度大于0.25mol/L时会使测值偏低（时会使测值偏低（0.02mol/L以下无影响）。以下无影响）。可见，待测液的组成越简单越好，且试液与标液可见，待测液的组成越简单越好，且试液与标液的组成越接近越好。的组成越接近越好。为此，在具体测定中还可以为此，在具体测定中还可以采取一些消除干扰的方法，如测采取一些消除干扰的方法，如测K+时加时加CaCl2、NaCl的饱和液，测的饱和液，测Na+时加时加KCl、CaCl2饱和液，饱和液，使干扰处于恒定状态，以消除试液中离子少量变使干扰处于恒定状态，以消除试液中离子少量变化的影响。化的影响。3、消除自吸收现象：、消除自吸收现象：火焰发射的谱线强度与待测元素的浓度有一定关火焰发射的谱线强度与待测元素的浓度有一定关系，浓度适中时二者呈线性关系。系，浓度适中时二者呈线性关系。当浓度较高时当浓度较高时谱线的强度减弱，此现象叫自吸收现象。谱线的强度减弱，此现象叫自吸收现象。它也是它也是一种干扰，这是因为火焰中心发射的被测元素一种干扰，这是因为火焰中心发射的被测元素(如如K)的谱线被火焰的外焰的谱线被火焰的外焰“冷区冷区”中的被测元素中的被测元素(K)的的基态原子所吸收，使发射强度减弱。基态原子所吸收，使发射强度减弱。克服方法克服方法：把试液稀释或减少称样量。：把试液稀释或减少称样量。4、光度计的稳定：、光度计的稳定：即克服光电池的疲劳现象。即克服光电池的疲劳现象。土壤有效磷的测定土壤有效磷的测定本章重点：本章重点：1、掌握土壤有效磷的概念。、掌握土壤有效磷的概念。2、了解不同土壤（石灰性土壤、酸性土壤）、了解不同土壤（石灰性土壤、酸性土壤）有效磷测定的适合方法。有效磷测定的适合方法。3、掌握、掌握Olsen法，法，Bray1法和法和Mehlich3法的法的浸提原理及条件。浸提原理及条件。4、熟悉浸出液中磷的定量方法，重点掌握钼、熟悉浸出液中磷的定量方法，重点掌握钼锑抗吸光光度法（比色法）的原理及注意锑抗吸光光度法（比色法）的原理及注意事项。事项。土壤有效磷的测定土壤有效磷的测定一、存在状态：一、存在状态：（物理状态）（物理状态）是指某种化学形态存在于液、固相中、固相表面是指某种化学形态存在于液、固相中、固相表面和内部，以无定性态或结晶态等形式存在。和内部，以无定性态或结晶态等形式存在。存在状态的重要性存在状态的重要性:极大地影响有效性极大地影响有效性(物理有效性物理有效性)。（1）液相中的磷：）液相中的磷：（有效性高，但含量少或极少）（有效性高，但含量少或极少）无机磷无机磷:正磷酸是三元酸正磷酸是三元酸H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-pH2.1pH7.2pH12.5土壤土壤pH值在值在410之间，以之间，以H2PO4-和和HPO42-为主。为主。有机磷有机磷:少量，如磷酸甘油、磷酸糖等。在有些土少量，如磷酸甘油、磷酸糖等。在有些土壤中含量超过无机磷，被认为有效。壤中含量超过无机磷，被认为有效。（2）固相中的磷：固相中的磷：液相中磷少，由固相磷补充，所以重要。液相中磷少，由固相磷补充，所以重要。液相中磷（有效性高），只有液相中磷（有效性高），只有0.050.03kg/亩亩(少少)，植物（小麦）吸收植物（小麦）吸收11.5kg/亩（高出亩（高出50300倍），所倍），所以植物吸收的磷主要来自土壤固相。以植物吸收的磷主要来自土壤固相。土壤有效磷土壤有效磷是指在一个生长季节内，能够被植物是指在一个生长季节内，能够被植物吸收利用的土壤磷素。吸收利用的土壤磷素。包括包括（1）液相磷；）液相磷；（2）土壤胶体弱吸附或交换态磷；）土壤胶体弱吸附或交换态磷；（3）微溶性磷酸盐）微溶性磷酸盐酸性土：旱地：酸性土：旱地：Al-P水田：水田：Al-P、Fe-P石灰性土：石灰性土：Al-P、Ca2-P、Ca8-P土壤有效磷的测定方法评述土壤有效磷的测定方法评述土壤有效磷的测定多选用化学方法，因其简便、快土壤有效磷的测定多选用化学方法，因其简便、快速而应用较广。速而应用较广。通常所谓的土壤有效磷只是指某一特定方法所测出通常所谓的土壤有效磷只是指某一特定方法所测出的土壤中的磷量，应用不同的测定方法在同一土壤的土壤中的磷量，应用不同的测定方法在同一土壤上可以得到不同的有效磷数量，因此上可以得到不同的有效磷数量，因此土壤有效磷水土壤有效磷水平只是一个相对指标。平只是一个相对指标。它可以相对地说明土壤的供磷水平，可以作为一个它可以相对地说明土壤的供磷水平，可以作为一个指标判断施用磷肥是否必要，亦可作为施肥（磷）指标判断施用磷肥是否必要，亦可作为施肥（磷）推荐的一个方法。推荐的一个方法。Olsen法法（NaHCO3法法） 在国内外都得到良好结果和广泛应用， 它适用于中性、微酸性土壤和石灰性土壤。中性、微酸性土壤和石灰性土壤。 Bray1 法法（NH4F-HCl法法） 在酸性酸性土壤上效果良好。MehlichIII法、树脂法、同位素法法、树脂法、同位素法(A值法值法)简单地说，土壤有效磷的测定就是选用适宜的浸提简单地说，土壤有效磷的测定就是选用适宜的浸提剂将土壤中存在的磷的有效形态提取出来，然后加剂将土壤中存在的磷的有效形态提取出来，然后加以定量。其以定量。其关键关键在于将固相中容易转入液相中的磷在于将固相中容易转入液相中的磷提取出来。提取出来。因此，对于酸性土壤和石灰性土壤来说，因此，对于酸性土壤和石灰性土壤来说，由于磷酸盐的存在形态不同，因而在浸提剂的选择由于磷酸盐的存在形态不同，因而在浸提剂的选择上就应该有所区别。上就应该有所区别。浸提剂种类浸提剂种类阳离子阳离子：H+(如如HCl)，H3PO4土土P+H+H2PO4HPO42-阴离子阴离子：OH-，F-，HCO3-，螯合剂，螯合剂常用的有常用的有(NH4)2CO3(1%)，NaHCO3(0.5mol/L)，HCl-NH4F，HCl(0.2mol/L)，H2SO4(0.1mol/L)，乳酸铵乳酸铵-醋酸铵；醋酸铵；螯合剂：螯合剂：EDTA，柠檬酸根，草酸根，乳酸根，柠檬酸根，草酸根，乳酸根我国常用的土壤有效磷的测定方法我国常用的土壤有效磷的测定方法一、一、0.5molL-1NaHCO3浸提法（浸提法（Olsen法）法）:适用于石灰性土壤、碱性、中性土壤和微酸性土壤。适用于石灰性土壤、碱性、中性土壤和微酸性土壤。1.方法原理方法原理用用0.5molL-1NaHCO3浸提土壤有效磷，浸出液浸提土壤有效磷，浸出液用钼锑抗吸光光度法测定磷的含量。用钼锑抗吸光光度法测定磷的含量。(2) (2) 浸提液浸提液pH调至调至8.5，使铁、铝发生水解，从，使铁、铝发生水解，从 而降低而降低Fe3+、Al3+的浓度的浓度, , 使使Fe-P、Al-P被被 浸出。浸出。 Al3+2H2OAl(OH)2+2H+NaHCO3的作用的作用(1) (1) 降低降低Ca2+浓度（形成浓度（形成CaCO3沉淀），使微沉淀），使微 溶性磷酸盐被浸出（溶性磷酸盐被浸出（Ca-P）。）。OH- Al(OH)3 Fe3+Fe(OH)3 +(4)(4)浸提过程中的溶解作用降低了溶液中浸提过程中的溶解作用降低了溶液中Ca2+、Fe3+、Al3+的浓度，因此能够防止浸出的磷的浓度，因此能够防止浸出的磷 发生次生沉淀。发生次生沉淀。(3)(3)与交换吸附态磷进行置换作用（与交换吸附态磷进行置换作用（浸提液中有 OH-、HCO3-、CO32- 等阴离子）等阴离子）, , 从而使从而使 H2PO4-、HPO42- 等被浸提出来。等被浸提出来。2.2. 浸提条件浸提条件(1) pH8.5 2NaHCO3Na2CO3+CO2 +H2O(2) 浸提温度浸提温度 每升高1C，磷的浸出量大约增加2.18%。 国标规定 25 1 C C(3)土液比土液比 1:20 （5g+100ml或或2.5g+50ml）(4) 振荡时间振荡时间 30 1min(5)振荡频率振荡频率通常用180次次/min （150-200次/min均可） 3.浸出液中磷的定量浸出液中磷的定量（钼锑抗吸光光度法）（钼锑抗吸光光度法） 正磷酸盐正磷酸盐 (P) 钼酸铵钼酸铵 (Mo) 三元杂多酸三元杂多酸 “钼蓝” 酒石酸氧锑钾酒石酸氧锑钾 (Sb) (1) (1) 显色条件显色条件 A A酸度与钼酸铵试剂的浓度酸度与钼酸铵试剂的浓度 影响“钼蓝”产生的速度、强度以及稳定性。H+Vc表表1. “1. “钼蓝钼蓝”比色法中不同钼酸铵试剂浓度比色法中不同钼酸铵试剂浓度 及其对应的酸度条件及其对应的酸度条件 钼酸铵试剂的浓度钼酸铵试剂的浓度 比色液的酸度比色液的酸度 (%) c(1/2H2SO4)(molL-1) 0.100.350.550.150.400.700.200.450.80常用的比色液中钼酸铵试剂的浓度为常用的比色液中钼酸铵试剂的浓度为 0.10% ，酸度为酸度为 0.45molL-1(1/2H2SO4)。(II) 在显色剂中加入过量的酸，使其中和掉在显色剂中加入过量的酸，使其中和掉10ml NaHCO3溶液后，剩余的酸能够维持终溶液溶液后，剩余的酸能够维持终溶液 的酸度为的酸度为0.45molL-1(1/2H2SO4)。 在测定在测定NaHCO3浸出液中的磷时，由于浸出液中的磷时，由于NaHCO3为碱性，要消耗一部分酸，因此，比色液为碱性，要消耗一部分酸，因此，比色液酸度酸度要进行控制要进行控制，通常有两种方法：，通常有两种方法：(I) 预先用预先用H2SO4中和浸出液中和浸出液( (即含即含NaHCO3溶液溶液) ) 成成 pH24（二硝基酚指示），再加入显色（二硝基酚指示），再加入显色 剂，显色剂中加入了酸，能够维持终溶液的剂，显色剂中加入了酸，能够维持终溶液的 酸度为酸度为0.45molL-1(1/2H2SO4)。 B显色时的温度显色时的温度应应15 C，否则需采取保温措施否则需采取保温措施(2) (2) 干扰的消除干扰的消除 最主要的干扰是最主要的干扰是NaHCO3浸出液中浸出液中有机质有机质 颜色的干扰。颜色的干扰。消除方法消除方法用活性炭脱色用活性炭脱色;不脱色，直接在不脱色，直接在880nm880nm处比色处比色。 Olsen 法中法中“钼蓝钼蓝”与有机质的吸收特性曲线与有机质的吸收特性曲线 (nm)A 有机质有机质(黄色黄色)“钼蓝钼蓝”700nm880nm0.5molL-1NaHCO3溶液溶液浸提条件浸提条件pH8.5；25 C；1:20；30min；180次次/min土土P（含磷磷浸出液）钼锑抗比色法钼锑抗比色法酸度: : 0.45molL-1；有机质的干扰“钼蓝”浸提过程浸提过程浸出液中磷的定量浸出液中磷的定量4. 参考指标（供华北地区参考）（供华北地区参考）土壤肥力水平土壤肥力水平 低低 中中 高高Olsen-P含量含量10（mg/kg) 下表可供南方地区参考下表可供南方地区参考Olsen-P(mg/kg)作物对施磷肥的反应作物对施磷肥的反应 3 无磷肥，所有作物难以立苗无磷肥，所有作物难以立苗45 所有作物施磷肥均有显著增产所有作物施磷肥均有显著增产610水稻一般不增产，其他作物增产水稻一般不增产，其他作物增产1115谷类作物可能不增产谷类作物可能不增产1620通常只有豆科和十字花科作物有反应通常只有豆科和十字花科作物有反应20大多数作物不需施磷大多数作物不需施磷二、二、NH4F-HCl法（法（Bray法）法）:酸性土酸性土0.03molL-1NH4F0.025molL-1HCl（BrayI法）法）强酸性土强酸性土0.03molL-1NH4F0.1molL-1HCl（BrayII法）法）（酸浓时，（酸浓时，F-络合能力加大）络合能力加大）1.方法原理方法原理用用NH4F-HCl溶液浸提土壤有效磷，用钼锑抗法定溶液浸提土壤有效磷，用钼锑抗法定量浸出液中的磷。量浸出液中的磷。土液比为土液比为1:10，振荡，振荡30min。F-的作用的作用:（1）F-能与能与Al3+、Fe3+成络（成络（AlF63-），从而降低），从而降低Al3+、Fe3+浓度，使磷浸出；浓度，使磷浸出；（2）F-、Cl-等的交换作用（解吸作用），使吸附等的交换作用（解吸作用），使吸附磷被浸出。磷被浸出。 2.适用土壤和参考指标适用土壤和参考指标适用于酸性和强酸性土壤。适用于酸性和强酸性土壤。土壤肥力水平土壤肥力水平低低中中高高Bray-P含量（含量（mg/kg）30作物作物低低中中高高大豆，水稻大豆，水稻 6612 12冬小麦冬小麦 151522 22玉米玉米 8815 15蔬菜蔬菜 101135 36温室作物温室作物 151651 51不同作物的分级标准有很大不同，如下表：不同作物的分级标准有很大不同，如下表：三、其它方法：三、其它方法：1.双酸法（双酸法（Mehlich法）法）0.03molL-1HCl0.025molL-1(1/2H2SO4)土液比土液比1：5，振荡振荡30min。适用于酸性土（美国用，我国森林土壤中用）。适用于酸性土（美国用，我国森林土壤中用）。2.Mehlich法法0.2molL-1HAc0.25molL-1NH4NO30.015molL-1NH4F0.013molL-1HNO30.001molL-1EDTA(pH2.5 0.1)土液比土液比1：10，振荡振荡5min。此为通用浸提剂，适用于除有效氮以外的所有营养此为通用浸提剂，适用于除有效氮以外的所有营养元素和石灰性、酸性土壤。元素和石灰性、酸性土壤。Mehlich3法测定土壤有效养分法测定土壤有效养分（P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B、S、Mo等）等）优点：优点：同时提取多种元素；同时提取多种元素；能够适应仪器分析的需要，如能够适应仪器分析的需要，如ICP、AAS等；等；适用性广，酸性、中性、石灰性、碱性等各种适用性广，酸性、中性、石灰性、碱性等各种类型土壤；类型土壤；与常规分析方法相比，测试效率高、成本低。与常规分析方法相比，测试效率高、成本低。Mehlich3浸提剂浸提剂组成：组成：0.2mol/LHOAc-0.25mol/LNH4NO3-0.015mol/LNH4F-0.013mol/LHNO3-0.001mol/LEDTA，pH2.5 0.1。Mehlich3浸提剂中各试剂的作用浸提剂中各试剂的作用0.2mol/LHOAc+0.25mol/LNH4NO3（pH2.5缓冲）缓冲）提取提取K,Ca,Mg,Na,Mn,Zn0.001mol/LEDTA螯合提取螯合提取Fe,Mn,Cu,Zn0.015mol/LNH4F+0.013mol/LHNO3提取与控制提取与控制Ca-P,Al-P,Fe-P5.00g或或5.00mL操作步骤操作步骤（一）浸提过程（一）浸提过程土样土样(2mm)+50mLM3浸提剂浸提剂25 C，180r/min5min过滤，滤液待测。过滤，滤液待测。（二）定量方法（二）定量方法1、M3-ICP同时测定同时测定P,K,Ca,Mg,Fe,Mn,Cu,Zn,B,Na等等标准溶液标准溶液P:100mg/LCa,Mg,K,Na:100mg/LFe:10mg/LMn,Zn:6mg/LCu:4mg/LB:2mg/L2、M3-P测定测定-钼锑抗比色法钼锑抗比色法(1)1.0010.00mL滤液滤液5.00mL钼锑抗显色剂钼锑抗显色剂定容定容50mL显色显色30min880nm比色比色（50mL容量瓶）容量瓶）(2)1.00mL滤液滤液17.00mL水水2.00mL钼锑抗显色剂钼锑抗显色剂显色显色30min880nm比色比色（比色管或三角瓶）（比色管或三角瓶）二者任选其一二者任选其一3、M3-K测定测定-火焰光度法火焰光度法滤液直接用火焰光度计测定。滤液直接用火焰光度计测定。工作曲线：工作曲线：0、2、5、10、20、30、40mgL-1K标准系列溶液标准系列溶液4、M3-Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn测定测定-原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法滤液直接或经稀释后用滤液直接或经稀释后用AAS测定。测定。Ca：422.7nm，020mgL-1Mg：285.2nm，06mgL-1Fe：248.3nm，010mgL-1Mn：279.5nm，05mgL-1Cu：324.8nm，04mgL-1Zn：213.8nm，01mgL-1注意事项注意事项（1 1）M3剂浸出液有的浅黄至橙黄色，浅粉红剂浸出液有的浅黄至橙黄色，浅粉红至粉红色因土而异，是有机质造成的，加活性至粉红色因土而异，是有机质造成的，加活性C可以消除，但对可以消除，但对Zn将造成污染，故不加活性将造成污染，故不加活性C为宜。为宜。（2）玻璃器皿不致污染，但橡皮塞尤其是新塞）玻璃器皿不致污染，但橡皮塞尤其是新塞子会严重污染子会严重污染Zn，用塑料瓶盛试液，玻、塑器，用塑料瓶盛试液，玻、塑器皿及滤纸均应用皿及滤纸均应用0.2%AlCl3 6H2O液淋洗以防微液淋洗以防微量元素污染。或者用量元素污染。或者用5%HCl或或HNO3溶液浸泡溶液浸泡过夜，洗净后备用。过夜，洗净后备用。（3）NH4+和和EDTA终浓度高时对终浓度高时对P比色均有干比色均有干扰，扰，NH4+多时生成兰色沉淀，多时生成兰色沉淀，EDTA多时不显多时不显色或生成白色沉淀（色或生成白色沉淀（EDTA酸）。酸）。试验表明，在一般钼锑抗法的条件下，试验表明，在一般钼锑抗法的条件下，NH4+不得大于不得大于0.01mol/LEDTA不得大于不得大于1mmol/L（4）研究发现，若在工作曲线中分别加入一）研究发现，若在工作曲线中分别加入一定量的定量的M3浸提剂，显色后很快会在较高浸提剂，显色后很快会在较高P浓度浓度的各点出现沉淀，从而影响测定结果的准确性。的各点出现沉淀，从而影响测定结果的准确性。因此选用空白校正的方法消除试剂的误差，因此选用空白校正的方法消除试剂的误差，即：即：根据未知样品吸取浸出液的体积数，相应地做根据未知样品吸取浸出液的体积数，相应地做空白测定，再从未知样品的结果中扣除掉空白空白测定，再从未知样品的结果中扣除掉空白值。值。比如，未知样品吸取比如，未知样品吸取2.00mL测定，则空白测测定，则空白测定时同样吸取定时同样吸取2.00mLM3浸提剂于浸提剂于50mL容量容量瓶中，加水至约瓶中，加水至约30mL，加入，加入5.00mL钼锑抗试钼锑抗试剂显色，定容摇匀，显色剂显色，定容摇匀，显色30min后测定，记录后测定，记录吸光值吸光值(ACK)，从未知样品测得的吸光值中减，从未知样品测得的吸光值中减去此去此ACK值后再根据工作曲线计算值后再根据工作曲线计算M3-P含量。含量。（5）使用火焰光度计、原子吸收分光光）使用火焰光度计、原子吸收分光光度计测定度计测定K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn时，可能需要稀释一定倍数后再测定。时，可能需要稀释一定倍数后再测定。注意同时进行空白测定。注意同时进行空白测定。（6）使用大型分析仪器定量时，应保证待）使用大型分析仪器定量时，应保证待测液清亮、无混浊和不溶颗粒存在，以免测液清亮、无混浊和不溶颗粒存在，以免堵塞进样管道，影响测定结果的准确度。堵塞进样管道，影响测定结果的准确度。Mehlich3方法测定土壤有效养分方法测定土壤有效养分浸提浸提定量定量5.00g(5mL)+50mLM3溶液溶液过滤过滤澄清滤液澄清滤液25C，5min180r/min常规方法常规方法ICP法法P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Na、B、S、Mo等等 Fe、Mn、Cu、ZnCa、MgPK钼蓝钼蓝比色法比色法火焰火焰光度法光度法原子吸收分光光度法（原子吸收分光光度法（AAS）数据分析与处理数据分析与处理施肥推荐施肥推荐土壤有效磷测定方法比较土壤有效磷测定方法比较方法名称方法名称浸提剂浸提剂浸提条件浸提条件定量方法定量方法适用土壤适用土壤类型类型Olsen法法NaHCO3pH8.5;25 1 C;1:20;30min180r/min钼钼锑锑抗抗比比色色法法中中性性、微微酸酸性性、石灰性土壤石灰性土壤Bray法法NH4F-HCl1:10；25 C；30min钼钼锑锑抗抗比比色色法法酸酸性性、强强酸酸性性土壤土壤双酸法双酸法HCl-H2SO41:5；25 C；30min钼钼锑锑抗抗比比色色法法酸酸性性土土、森森林林土壤土壤Mehlich3法法HOAc-NH4NO3-NH4F-HNO3-EDTA1:10；25 C；5min钼钼锑锑抗抗比比色色法法ICP法法各种类型土壤各种类型土壤