CN100585373C

CN100585373C - 一种中性、石灰性土壤中有效养分的浸提方法及其联合浸提剂

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Publication number: CN100585373C
Application number: CN200810049443A
Authority: CN
Inventors: 段铁城; 贾玮; 朱秀红; 李伟华; 杨剑飞; 胡建东; 孙玉峰
Original assignee: HENAN NONGDA XUNJIE TEST TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HENAN NONGDA XUNJIE TEST TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: CN101251450A

Abstract

本发明涉及中性、石灰性土壤中有效养分的浸提方法及其联合浸提剂。联合浸提剂是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄组成的组合物，将其配制成含有0.40～0.50mol/L NaHCO₃、0.020～0.030mol/L Na₂CO₃、0.30～0.40mol/L Na₂SO₄、pH值为8.4～8.6的水溶液后，再以液∶土＝5～25∶1的质量比加入到待测土壤中，在20～30℃的温度条件下，振荡或搅拌浸提4～20分钟后过滤。该浸提剂缓冲容量大、适用范围宽，可快速高效一次浸提出铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾，浸提效率高，且与与常规测定结果相关性极显著，满足了土壤主要有效养分快速测定的要求。

Description

一种中性、石灰性土壤中有效养分的浸提方法及其联合浸提剂

技术领域

本发明涉及化验分析领域，具体涉及一种中性、石灰性土壤中有效养分的浸提方法及其联合浸提剂。

背景技术

对土壤有效养分的测试，不同类型土壤通常采用不同的土壤浸提剂，而采用的浸提剂不同，测定的养分含量差异很大，选择适当的土壤浸提剂是准确测定有效养分的前提。我国的土壤浸提剂研究和应用相对落后，目前仍然大量采用第二次土壤普查时期的传统方法，每一种有效养分采用一种专用的浸提剂，浸提时间长，操作复杂，费工、费时、费药品、效率很低。其解决的途径之一就是实现多种土壤有效养分的联合浸提，并推广使用低成本的土壤养分速测技术。在土壤养分测定分析中，浸提时间常要耗费整个分析时间的50％～80％，因此，土壤养分联合浸提是实现土壤养分速测必不可少的技术之一，它可以大大减少测试前处理的工作量，对提高测试速度，节省人力物力，降低土壤分析成本，推广测土施肥技术有重大的意义。

联合浸提剂也称通用浸提剂，是指一种可以同时提取土壤多种有效养分的浸提剂，对于土壤有效养分速测而言，至少要求能同时提取氮、磷、钾三种速效养分。目前，土壤联合浸提剂的研究工作已取得了一些进展：较著名的有如Morgan-Wolf试剂、Mehlic1试剂，Soltanpour-Swab试剂和Mehlich3试剂等。最早的Morgan试剂(HOAC-NaOAc，pH4.8)经Wolf改进添加DTPA后可用于酸性和中性土壤的多种元素的测定；Mehlich1试剂(HCl-H₂SO₄)只适用于酸性砂质土壤，应用范围较窄；Soltanpour-Swab试剂(NH₄HCO₃-DTPA，pH 7.6)适用于碱性和石灰性土壤，但试剂不稳定，pH值相对太小；Mehlich3试剂(HOAC-NH₄NO₃-HNO₃-NH₄F-EDTA，pH2.5)可适用于酸性和中性土壤多种元素的测试，也可以用于碱性和石灰性土壤，但该浸提剂无法应用于土壤中速效氮的浸提测定；近年，陈同斌等提出适用于中性、石灰土壤的SB/D(NaHCO₃-DTPA)试剂，但它需要与昂贵的ICP光谱仪联用，不适用于比色速测体系，其应用范围受到极大限制；赵梦霞等在总结前人研究的基础上提出了适用于中性、石灰性土壤的I号浸提剂(5％Na₂SO₄-3.5％NaHCO₃)，而这种浸提剂对土壤中速效氮效果提取不好，与常规值相差很大：速效氮平均浸提率(即速测值占常规值的百分比)只有52.5％～68.2％(赵梦霞等，联合浸提剂在土壤速测中的应用，河南农业科学，1998年第6期)；CN1768892A中公开了一种联合浸提剂(NaHCO₃-EDTA-NaF)及其浸提方法，其源自美国国际农化服务公司的ASI法，使用这种方法不但需要配备价值不菲得系列专有配套设施，而且其测定结果在应用时还需要重新建立丰缺指标体系，这些原因极大地限制了其推广应用。上述各种配方的共同缺点是：这些浸提方法不能应用于低成本的比色速测，原因是在进行比色或比浊时不易消除多种离子的干扰；此外，有些配方中的铵离子和硝酸根离子的存在也使之不能应用于铵态氮、硝态氮的测定，同时铵离子还严重干扰后续的四苯硼钠法测定钾。本发明人在CN 101089588A中曾公开了一种中性、石灰性土壤的联合浸提剂(NaHCO₃-Na₂CO₃-Na₂SO₄-NaOAc)，但此种含NaOAc的浸提剂与后续的速测比色反应体系不相匹配，尤其测定有效磷时，溶液pH值不稳，导致显色反应不稳定，测定结果的准确性难以保证。土壤是一个复杂的胶体系统，不同类型的土壤有不同的特性，不同特性的土壤对浸提剂有不同的反应，浸提各种养分成分的效率不同，而现阶段的土壤养分速测技术则还迫切需要一种能适用于多种土壤类型的，且与常规浸提结果显著相关的适用性广泛的联合浸提剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能快速浸提出中性、石灰性土壤中多种有效养分的联合浸提剂，它可以很好的相容于后续的速测比色反应体系，保证了测定结果的准确可靠；此外，还给出了使用该浸提剂浸提中性、石灰性土壤中多种有效养分的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，它是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以40～50∶2～3∶30～40的摩尔比所组成的组合物。

使用时，将上述组合物溶于水，配制成含有0.40～0.50mol/L NaHCO₃、0.020～0.030mol/L Na₂CO₃、0.30～0.40mol/L Na₂SO₄、pH值为8.4～8.6的水溶液。

所述组合物中NaHCO₃∶Na₂CO₃∶Na₂SO₄的摩尔比为42～48∶2.3～2.8∶33～38。

所述组合物中NaHCO₃∶Na₂CO₃∶Na₂SO₄的摩尔比为45∶2.5∶37。

一种浸提中性、石灰性土壤中有效养分的方法，先将所述土壤浸提剂溶于水，配制成含有0.40～0.50mol/LNaHCO₃、0.020～0.030mol/L Na₂CO₃、0.30～0.40mol/L Na₂SO₄、pH值为8.4～8.6的水溶液，再把该溶液以液∶土＝5～25∶1的质量比加入到待测土壤中，再加入一定量的无磷活性炭，在20～30℃的温度条件下，振荡或搅拌浸提4～20分钟，过滤后即为待测液。

所述液∶土的质量比为20∶1。

本发明具有积极有益的效果：

1.适用范围宽①既适用于现场快速比色测定(与多种比色反应体系具有很好的相容性，可使用各种光电比色计或分光光度计在农村现场或乡村简易实验室及流动服务车对土壤铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾进行快速比色测定)，也适用于常规试验条件下的试验测定(如与ICP光谱仪等仪器设备联用，可测定更多的营养成分)；②浸提剂成分与速测显色体系相容，与相应的速测分析方法适应性良好；浸提剂溶液缓冲容量大，pH稳定，适用的土壤pH值范围较宽，对各种中性(pH 6.5～7.5)、石灰性(pH大于7.5)土壤均可适用，且浸提出的土壤养分元素含量变幅宽(分析测定的线性范围宽)，利于养分丰缺指标的划分与应用。

2.浸提效率高具有试剂稳定，容易配制，浸提时间节省3～6倍，浸提养分含量高，操作方便，省时省力等优点，可快速高效一次浸提出土壤中的铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾等有效养分，满足了土壤主要有效养分的快速测定要求。

3.与常规测定结果相关性极显著1999～2002年间委托河南、陕西、山西、安徽、河北、黑龙江、新疆等省区的土壤肥料测试中心，对各省区主要土壤进行了该联合浸提剂和常规浸提的相关性检验，验证了该联合浸提剂的广泛适应性，见表1；2007年又分别在甘肃省农产品质量安全监督检测中心(实验室1)、农业部肥料质量监督检验测试中心(郑州)(实验室2)、农业部肥料质量监督检验测试中心(沈阳)(实验室3)、湖南省农业科学院农化检测中心(实验室4)通过检验再次确认了该联合浸提剂“速测-常规分析”的极显著相关性，见表2。应用本发明制备待测样液进行测定，可基本消除有效磷的速测换算系数(使速测换算系数≈1，且不因土壤固磷能力不同而变)，速效氮和速效钾的速测换算系数也大体接近于1，因此，其测定结果既使不换算，也可利用现有的丰缺指标或其它的常规试验资料进行指导施肥。

附图说明

图1为联合浸提-常规浸提铵态氮测定结果的相关性曲线(计量单位mg/kg)；

图2为联合浸提-常规浸提速效钾测定结果的相关性曲线(计量单位mg/kg)；

图3为联合浸提-常规浸提有效磷测定结果的相关性曲线(计量单位mg/kg)。

具体实施方式

实施例1一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以45∶2.55∶37的摩尔比所组成的粉剂。

浸提剂溶液的配制：称取称取上述混合组合物93.6g或分别称取无水硫酸钠53.1g、碳酸氢钠37.8g、碳酸钠2.7g，溶于约850mL水中，常温下定容至1000mL，摇匀后即可。

土壤有效养分的浸提：称取2.5g过20目的干土或相当于2.5g干土的鲜土，精确到0.01g，置于三角瓶内，加入无磷活性炭约0.5g，加入上述浸提剂溶液50ml(精确到0.1mL)，保持温度25℃±1℃，放置于振荡器上以220r/min的频率振荡10min，或放置于磁力搅拌仪上以1200r/min的转速搅拌8min，再过滤于另一干燥的干净三角瓶中，滤液即可用于土壤中的铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾等的测定。

实施例2一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以40∶2∶30的摩尔比所组成的粉剂。

浸提剂溶液的配制：称取称取上述混合组合物78.3g，溶于约850mL水中，用稀硫酸或稀氢氧化钠溶液，将pH值调至8.5，室温下定容至1000mL，摇匀后即可。

土壤有效养分的浸提：称取5g过20目的干土或相当于5g干土的鲜土，精确到0.01g，置于三角瓶内，加入适量无磷活性炭，加入上述浸提剂溶液50ml(精确到0.1mL)，保持温度25℃±2℃，放置于振荡器上以200r/min的频率振荡20min，或放置于磁力搅拌仪上以1000r/min的转速搅拌10min，再过滤于另一干燥的干净三角瓶中，滤液即可用于土壤中的铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾等的测定。

实施例3一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以50∶3∶40的摩尔比所组成的化学组合物。

浸提剂溶液的配制：称取称取上述混合组合物102.0g，溶于约850mL水中，用稀硫酸或稀氢氧化钠溶液，将pH值调至8.4～8.6，室温下定容至1000mL，摇匀后即可。土壤有效养分的浸提：同实施例1。

实施例4一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以42∶2.3∶33的摩尔比所组成的组合物。

浸提剂溶液的配制：取一定量上述混合组合物溶于水，配制成含有0.42mol/LNaHCO₃、0.023mol/L Na₂CO₃、0.33mol/L Na₂SO₄、pH值为8.5的水溶液。

土壤有效养分的浸提方法同实施例2。

实施例5一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以48∶2.8∶38的摩尔比所组成的混合物。

浸提剂溶液的配制：取一定量上述混合组合物溶于水，配制成含有0.48mol/LNaHCO₃、0.028mol/L Na₂CO₃、0.38mol/L Na₂SO₄、pH值为8.5±0.1的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例2。

实施例6一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以44∶2.8∶38的摩尔比所组成的粉剂。

浸提剂溶液的配制：取一定量上述混合组合物溶于水，配制成含有0.44mol/LNaHCO₃、0.028mol/L Na₂CO₃、0.38mol/L Na₂SO₄、pH值为8.5±0.1的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例7一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以47∶2.5∶35的摩尔比所组成的化学混合物。

浸提剂溶液的配制：取一定量上述混合组合物溶于水，配制成含有0.47mol/LNaHCO₃、0.025mol/L Na₂CO₃、0.35mol/L Na₂SO₄、pH值为8.5±0.1的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例8一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以41∶2.9∶36的摩尔比所组成的粉剂。

浸提剂溶液的配制：取一定量上述混合组合物溶于水，配制成含有0.41mol/LNaHCO₃、0.029mol/L Na₂CO₃、0.36mol/L Na₂SO₄、pH值为8.5±0.1的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例9一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以49∶2.1∶37的摩尔比所构成的组合物。

浸提剂溶液的配制：取一定量上述混合组合物溶于水，配制成含有0.49mol/LNaHCO₃、0.021mol/L Na₂CO₃、0.37mol/L Na₂SO₄、pH值为8.5的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例10一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以46∶2.7∶32的摩尔比所组成的粉剂。

浸提剂溶液的配制：取一定量上述混合组合物溶于水，配制成含有0.46mol/LNaHCO₃、0.027mol/L Na₂CO₃、0.32mol/L Na₂SO₄、pH值为8.5的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例11一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以45∶2.6∶37的摩尔比所构成的组合物。

浸提剂溶液的配制：分别取39.98克NaHCO₃、50.69克Na₂SO₄溶于水，再加入适量的稀硫酸或稀氢氧化钠溶液，调配成含有0.45mol/LNaHCO₃、0.026mol/LNa₂CO₃、0.37mol/L Na₂SO₄、pH值为8.5±0.1的水溶液。

土壤有效养分的浸提方法同实施例2。

实施例12联合浸提与常规浸提的实验室比对

1.铵态氮测定的实验

①联合浸提方法见实施例1，对照的常规浸提条件为：1N KCl浸提液样比＝20∶1，振荡时间5分钟；②测定分析方法：纳氏比色；③实验用土壤样品：选各地有代表性的土壤样品，详见表3；④试验结果：见表4，其相关性曲线见图1。

2.速效钾测定的实验

①联合浸提方法见实施例1，对照的常规浸提条件：1N NH₄OAC浸提，液样比＝10∶1，振荡时间30分钟；②测定分析方法：火焰光度计法；③实验土壤样品：选各地有代表性的土壤样品，详见表3；④试验结果：见表5，其相关性曲线见图2。

3.有效磷测定的实验

①联合浸提方法见实施例1，对照的常规的浸提条件：0.5M NaCO₃浸提，液样比＝20∶1振荡时间30分钟；②测定分析方法：钼锑抗比色；③实验用土壤样品：选各地有代表性的土壤样品，详见表3；④试验结果：见表6，其相关性曲线见图3。

实施例13联合浸提的误差检验

为确定本发明方法的重复性和再现性，委托4个独立的实验室[甘肃省农产品质量安全监督检测中心、农业部肥料质量监督检验测试中心(郑州)、农业部肥料质量监督检验测试中心(沈阳)、湖南省农业科学院农化检测中心]，用联合浸提速测法，选取国家标准土及有代表性的土壤样品进行了铵态氮、有效磷、速效钾测定的比对实验，各实验室对每个样品作两次次重复测定，每次都做平行。不同实验室的比对试验结果表明：本发明方法具有良好的重复性和再现性，其平行误差满足常规分析方法所要求的误差水平，见表7。

表1中性、石灰性联合浸提剂与常规浸提剂的相关性检验(I)

表2中性、石灰性联合浸提剂的相关性检验(II)

表3土壤样品编号及来源

表4联合浸提-常规浸提铵态氮的测定结果

表5联合浸提-常规浸提速效钾的测定结果

表6联合浸提-常规浸提速效磷的测定结果

表7不同实验室比对试验结果的误差

单位：(％)

Claims

1.一种中性、石灰性土壤联合浸提剂，其特征在于，它是由NaHCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄以40～50∶2～3∶30～40的摩尔比所构成的组合物。

2.根据权利要求1所述的中性、石灰性土壤联合浸提剂，其特征在于，使用时，将所述组合物溶于水，配制成含有0.40～0.50mol/L NaHCO₃、0.020～0.030mol/L Na₂CO₃、0.30～0.40mol/L Na₂SO₄、pH值为8.4～8.6的水溶液。

3.根据权利要求1或2所述的中性、石灰性土壤联合浸提剂，其特征在于，所述组合物中NaHCO₃∶Na₂CO₃∶Na₂SO₄的摩尔比为42～48∶2.3～2.8∶33～38。

4.根据权利要求3所述的中性、石灰性土壤联合浸提剂，其特征在于，所述组合物中NaHCO₃∶Na₂CO₃∶Na₂SO₄的摩尔比为45∶2.5∶37。

5.一种浸提中性、石灰性土壤中有效养分的方法，其特征在于，先将权利要求1所述的中性、石灰性土壤联合浸提剂溶于水，配制成含有0.40～0.50mol/LNaHCO₃、0.020～0.030mol/L Na₂CO₃、0.30～0.40mol/L Na₂SO₄、pH值为8.4～8.6的水溶液，再把该溶液以液∶土＝5～25∶1的质量比加入到待测土壤中，再加入一定量的无磷活性炭，在20～30℃的温度条件下，振荡或搅拌浸提4～20分钟，过滤后即为待测液。

6.根据权利要求5所述的浸提中性、石灰性土壤中有效养分的方法，其特征在于，所述液∶土的质量比为20∶1。