CN101251451A

CN101251451A - 一种酸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: CN101251451A
Application number: CNA2008100494449A
Authority: CN
Inventors: 段铁城; 贾玮; 胡建东; 杨剑飞; 李伟华; 朱秀红
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: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: CN101251451B

Abstract

本发明涉及一种酸性土壤中有效养分的浸提方法及其联合浸提剂。联合浸提剂是含有NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA的组合物，将其配制成含有0.15～0.25mol/L NaOAc、0.02～0.03mol/L Na₂SO₄、0.01～0.02mol/L NaF、0.001～0.002mol/L EDTA、0.06～0.15mol/L H₂SO₄、pH值为2.4～2.6的水溶液后，再以液∶土＝3～20∶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3～20分钟后过滤。本发明浸提剂缓冲性能较强，适用范围宽，浸提效率高，且与常规浸提结果显著正相关，对推广平衡施肥、提高肥料利用率具有重要的意义。

Description

一种酸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，具体涉及一种酸性土壤中有效养分的浸提方法及其联合浸提剂。

背景技术

土壤有效养分含量是评价土壤当季养分供应能力，进行合理推荐施肥的主要依据。获得一种快速、准确且与作物反应相关性良好的化学方法提取土壤有效养分，以评价土壤养分的丰缺状况和生物有效性，是测土推荐施肥或评价土壤有害物质的允许量的前提。因此，土壤有效养分分析测试成为土壤施肥和制定环保措施的关键内容。对于土壤有效养分的测试而言，不同类型土壤通常采用不同的土壤浸提剂，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，每一种有效养分对应一种相应的专用浸提剂，浸提时间长，操作复杂，费工、费时、费药品、效率很低。在土壤养分测定分析中，浸提时间常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中多种有效养分的浸提剂，对于土壤速测而言，主要要求能同时提取氮、磷、钾三种速效养分。联合浸提剂的研究工作目前已取得了一些进展：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-NaAc，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中多种元素的测试，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速效氮的浸提测定；赵梦霞等在总结前人研究的基础上提出了适用于酸性土壤的II号试剂(8.5％NaCl-0.05％NaF-0.0125mol/L HCl)，但这种浸提剂对土壤中速效氮、有效磷、速效钾的提取效果均不好，与常规值相差很大，平均浸提率仅为24.1％～34.9％，且需要制定不同的换算系数加以校正，换算误差较大，最大能达57.1％(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)。CN 1768892A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的系列专有配套设施，而且其测定结果在应用时还需要费时费力地重新建立丰缺指标体系，这些因素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，同时铵离子还严重地干扰四苯硼钠法测定钾。本发明人在CN 1502979A中曾公开了一种组分含量范围宽泛的用于酸性土壤的联合浸提剂，但是后续研究试验表明，在浸提剂各成分不同的含量范围内，所形成的浸提体系的缓冲容量大不相同，其浸提出的土壤养分量有很大差异，与常规浸提方法的相关程度不一。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也不尽相同，而现阶段的土壤养分速测技术则迫切需要一种能适用于多种土壤类型的具有广泛适用性的联合浸提剂。因此，需要进一步研究探寻一个缓冲容量大且浸提出的养分量与常规测浸提量高度相关的，能满足土壤快速比色测定对联合浸提剂的要求的合理配方及浸提方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适于酸性土壤的联合浸提剂，其具有缓冲容量大、浸提效果与常规方法高度相关、能满足土壤快速比色测定之要求等特点；此外，还给出了使用该浸提剂浸提酸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：

一种酸性土壤联合浸提剂，其是含有NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA的组合物，其中NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为150～250∶20～30∶10～20∶1～2。

使用时，将所述组合物溶于水，并加入一定量的硫酸，配制成含有0.15～0.25mol/L NaOAc、0.02～0.03mol/L Na₂SO₄、0.01～0.02mol/L NaF、0.001～0.002mol/L EDTA、0.06～0.15mol/L H₂SO₄、pH值为2.4～2.6的水溶液。

所述组合物中NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为170～240∶20～30∶10～20∶1～2。

所述组合物中NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为200∶25∶15∶1.27。

一种酸性土壤中有效养分的浸提方法，将所述土壤浸提剂溶于水，加入一定量的硫酸，配制成含有0.15～0.25mol/L NaOAc、0.02～0.03mol/L Na₂SO₄、0.01～0.02mol/L NaF、0.001～0.002mol/L EDTA、0.06～0.15mol/L H₂SO₄、pH值为2.4～2.6的水溶液，再把该溶液以液∶土＝3～20∶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3～20分钟，过滤后即为待测液。

所述液∶土的质量比为5∶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光谱仪等联用，可测定更多的营养成分)；②浸提剂具有较强的缓冲性能，pH值稳定，待测液可以长期保存，为批量测定提供了方便，而且其滤液清澈，便于比色测定，对各种酸性(pH小于6.5)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.试剂稳定，浸提效率高具有试剂稳定、容易配制、浸提时间短，操作方便、省时省力等优点，浸提效率高，一次浸提可测定多种有效元素(铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾等)，能显著地提高有效养分的分析测试速度(浸提时间节省3～6倍)，缩短测试周期，提高工作效率，对推广平衡施肥、提高肥料利用率具有重要的意义。

3.与常规浸提测定结果显著正相关

1999～2002年间委托福建、云南、广西、湖北等省区的土壤肥料测试中心，对各省区主要类型的土壤进行了速测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年又分别在云南省农业科学院植保土肥所测试分析中心(实验室1)、湖南省农业科学院农化检测中心(实验室2)、福建省农产品质量安全检验检测中心(实验室3)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化)，速效氮和速效钾的速测换算系数也大体接近于1。因此，其测定结果也可以不换用算，直接利用现有的丰缺指标或其它的常规试验资料进行土壤养分评价或指导施肥。

具体实施方式

实施例1一种酸性土壤联合浸提剂，它是含有NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA的粉剂，NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为200∶25∶15∶1.3。

浸提剂溶液的配制：称取上述组合物20.96g，或分别称取0.63g氟化钠(NaF)、3.55g、无水硫酸钠(Na₂SO₄)16.41g、无水乙酸钠(NaOAc)、0.37g EDTA(C₁₀H₁₄N₂O₈Na₂H₂O)溶于约950mL水，加入5.8mL浓硫酸(H₂SO₄)，定容至1000mL。

土壤有效养分的浸提：称取5g过20目的干土样或相当于5g干土样的鲜土(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25ml(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2一种酸性土壤联合浸提剂，是由NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA组成的粉剂，NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为150∶20∶10∶1。

浸提剂溶液的配制：分别称取0.42g氟化钠(NaF)、2.84g无水硫酸钠(Na₂SO₄)、12.30g无水乙酸钠(CH₃COONa)、0.292g EDTA(C₁₀H₁₄N₂O₈Na₂H₂O)溶于约950mL水，加入适量浓硫酸(H₂SO₄)，使其定容(1000mL)后的溶液pH值为2.5±0.1。

土壤有效养分的浸提：称取5g过20目的干土或相当于2.0g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10ml(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5min，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3一种酸性土壤联合浸提剂，是由NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA组成的粉剂，NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为250∶30∶20∶2。

浸提剂溶液的配制：分别称取0.84g氟化钠(NaF)、4.26g无水硫酸钠(Na₂SO₄)、20.51g无水乙酸钠(CH₃COONa)、0.585g EDTA(C₁₀H₁₄N₂O₈Na₂H₂O)溶于约950mL水，加入适量浓硫酸(H₂SO₄)，使其定容(1000mL)后的溶液pH值为2.5±0.1。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例4一种酸性土壤联合浸提剂，是由NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA组成的化学组合物，NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为170∶20∶10∶1。

浸提剂溶液的配制：取上述组合物溶于水，并加入一定量的硫酸，配制成含有0.17mol/L NaOAc、0.02mol/L Na₂SO₄、0.01mol/L NaF、0.001mol/L EDTA、pH值为2.4～2.6的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例2。

实施例5一种酸性土壤联合浸提剂，是由NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA组成的化学组合物，NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为240∶30∶20∶2。

浸提剂溶液的配制：取上述组合物溶于水，并加入一定量的硫酸，配制成含有0.24mol/L NaOAc、0.03mol/L Na₂SO₄、0.02mol/L NaF、0.002mol/L EDTA、pH值为2.4～2.6的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例6一种酸性土壤联合浸提剂，由NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA以210∶26∶16∶1.2的摩尔之比所构成的组合物。

浸提剂溶液的配制：取上述组合物溶于水，并加入一定量的硫酸，配制成含有0.21mol/L NaOAc、0.026mol/L Na₂SO₄、0.016mol/L NaF、0.0012mol/L EDTA、pH值为2.4～2.6的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例7一种酸性土壤联合浸提剂，是由NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA组成的粉剂，NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为160∶28∶12∶1.8。

浸提剂溶液的配制：取上述组合物溶于水，并加入一定量的硫酸，配制成含有0.16mol/L NaOAc、0.028mol/L Na₂SO₄、0.012mol/L NaF、0.0018mol/L EDTA、pH值为2.4～2.6的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例8一种酸性土壤联合浸提剂，是由NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA组成的组合物，NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为240∶22∶19∶1.2。

浸提剂溶液的配制：取上述组合物溶于水，并加入一定量的硫酸，配制成含有0.24mol/L NaOAc、0.022mol/L Na₂SO₄、0.019mol/L NaF、0.0012mol/L EDTA、pH值为2.4～2.6的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例9一种酸性土壤联合浸提剂，是由NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA组成的化学组合物，NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为180∶23∶14∶1.1。

浸提剂溶液的配制：取上述组合物溶于水，并加入一定量的硫酸，配制成含有0.18mol/L NaOAc、0.023mol/L Na₂SO₄、0.014mol/L NaF、0.0011mol/L EDTA、pH值为2.4～2.6的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例1。

实施例10一种酸性土壤联合浸提剂，是由NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA组成的粉剂，NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为220∶27∶18∶1.4。

浸提剂溶液的配制：取上述组合物溶于水，并加入一定量的硫酸，配制成含有0.22mol/L NaOAc、0.027mol/L Na₂SO₄、0.018mol/L NaF、0.0014mol/L EDTA、pH值为2.4～2.6的水溶液。土壤有效养分的浸提方法同实施例2。

实施例11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∶土＝5∶1，振荡时间30分钟；②测定分析方法：纳氏比色；③实验样品：红壤、砖红壤等，其中福建省12个，广西省6个，湖南省6个，详见表3；④实验结果：见表4。

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：A)1N NaNO₃浸提，液样比5∶1，振荡30分钟；B)1N NH₄OAC浸提，液∶土＝10∶1，振荡30分钟；②测定分析方法：火焰光度计法；③实验样品：红壤、砖红壤等，其中福建13个，广西6个，湖南6个，详见表3；④试验结果见表5、表6。

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：A)双酸法浸提液∶土＝5∶1，振荡5分钟；B)NH₄F-HCl浸提，液∶土＝7∶1，手摇1分钟；②测定分析方法：A)钼锑抗比色B)钼锑抗比色；③实验样品：红壤、砖红壤等，其中福建16个，广西6个，湖南6个，详见表3；④试验结果见表7、表8。

实施例12联合浸提的误差检验

为确定本方法的重复性和再现性，我们委托了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]，用本联合浸提剂及方法，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、速效钾测定的对比试验，各实验室对每个样品作两次重复测定，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9。

表1酸性联合浸提剂与常规浸提剂的相关性检验(I)

表2酸性联合浸提剂与常规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单位：mg/kg

表5联合浸提—常规(NaNO₃)浸提速效钾的测定结果单位：mg/kg

表6联合浸提—常规(NH₄OAC)浸提速效钾的测定结果单位：mg/kg

表7联合浸提—常规(双酸法)浸提速效磷的测定结果单位：mg/Kg

表8联合浸提—常规(NH₄F-HCl)浸提速效磷的测定结果单位：mg/kg

表9不同实验室比对试验结果的误差

单位：(％)

Claims

1.一种酸性土壤联合浸提剂，其特征在于，它是含有NaOAc、Na₂SO₄、NaF、EDTA的组合物，其中NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为150～250∶20～30∶10～20∶1～2。

2.根据权利要求1所述的酸性土壤联合浸提剂，其特征在于，使用时，将所述组合物溶于水，并加入一定量的硫酸，配制成含有0.15～0.25mol/L NaOAc、0.02～0.03mol/L Na₂SO₄、0.01～0.02mol/L NaF、0.001～0.002mol/L EDTA、0.06～0.15mol/L H₂SO₄、pH值为2.4～2.6的水溶液。

3.根据权利要求1或2所述的酸性土壤联合浸提剂，其特征在于，所述组合物中NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为170～240∶20～30∶10～20∶1～2。

4.根据权利要求3所述的酸性土壤联合浸提剂，其特征在于，所述组合物中NaOAc∶Na₂SO₄∶NaF∶EDTA的摩尔之比为200∶25∶15∶1.27。

5.一种酸性土壤中有效养分的浸提方法，其特征在于，将所述土壤浸提剂溶于水，加入一定量的硫酸，配制成含有0.15～0.25mol/L NaOAc、0.02～0.03mol/L Na₂SO₄、0.01～0.02mol/L NaF、0.001～0.002mol/L EDTA、0.06～0.15mol/L H₂SO₄、pH值为2.4～2.6的水溶液，再把该溶液以液∶土＝3～20∶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3～20分钟，过滤后即为待测液。

6.根据权利要求5所述的酸性土壤有效养分的浸提方法，其特征在于，所述液∶土的质量比为5∶1。