土壤磷的測定詳解

土壤磷的測定詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)五十九頁\編于點優(yōu)選土壤磷的測定目前二頁\總數(shù)五十九頁\編于點無機P的存在形態(tài)中，以Al-P、Fe-P、Ca-P、O-P等磷酸鹽為主要類型，且它們受pH影響大。在不同土壤中含量不同，如在石灰性土壤中以Ca-P為主，酸性土壤中以Fe-P、Al-P、O-P為主，中性土壤中Ca-P、Fe-P、Al-P的比例大致為1:1:1。目前三頁\總數(shù)五十九頁\編于點二、全P含量：土壤全P含量的高低決定于土壤性質、氣候條件以及耕作管理措施，特別是施磷肥量等因素。我國一般土壤全P量變化的范圍大致為0.05-0.48%P2O5，且通常是西北地區(qū)高于東南地區(qū)。東北黑土0.14-0.35%P2O5華北黃土0.1-0.22%P2O5南方紅壤0.04-0.08%P2O5目前四頁\總數(shù)五十九頁\編于點

測定方法評述土壤全P的測定分為兩步：樣品的分解；待測液中P的定量一、樣品的分解：1、堿熔法：（1）Na2CO3熔融法：Na2CO3與土樣混勻，裝入鉑坩堝中，在900C下高溫熔融，使各種形態(tài)的P轉變成正磷酸鹽，熔塊用酸（如H2SO4）溶解（因為用水溶解時，若土壤中含Ca多就容易形成磷酸鈣沉淀）。目前五頁\總數(shù)五十九頁\編于點優(yōu)點：熔融時分解完全，測定結果準確，同一待測液可測定多種元素。缺點：操作繁瑣、費時，且鉑坩堝貴重，每次使用時均有消耗，單測P時不用此法。

目前六頁\總數(shù)五十九頁\編于點

（2）NaOH熔融法：熔劑由Na2CO3NaOH，鉑坩堝Ag坩堝，720C熔融。本法測定結果比Na2CO3法稍低，因為分解完全程度低，且由于NaOH易吸水而使測定結果不穩(wěn)定。但本法較經濟，Ag坩堝便宜。

目前七頁\總數(shù)五十九頁\編于點

2、酸溶法：H2SO4-HClO4、HNO3-HClO4、HNO3-H2SO4、HF-HClO4…等，其中HF-HClO4消煮土樣時，HF有毒，而且因為對玻璃有腐蝕作用而不能在玻璃通風櫥中操作，HClO4價格較貴。

H2SO4-HClO4是應用較多的方法，操作簡便，不需要鉑坩堝，但對樣品分解完全的程度不如Na2CO3熔融法，對石灰性土壤的分解較完全，是Na2CO3熔融法的97-98%，對含Al-P、Fe-P較多的酸性土壤僅為95%。目前八頁\總數(shù)五十九頁\編于點H2SO4-HClO4優(yōu)點在于：（1）HClO4的脫水作用很強，有助于膠狀硅（SiO2H2O）的脫水。（2）并能與Fe3+形成配合物，抑制Si和Fe對P比色的干擾。（3）H2SO4可提高消煮溫度，防止消煮液蒸干，有利于分解作用進行。在N、P聯(lián)合測定中要注意HClO4的用量。目前九頁\總數(shù)五十九頁\編于點二、試液中P的測定：

1、重量法：（1）

磷酸銨鎂法：先使P生成NH4MgPO4·10H2O，再灼燒成Mg2P2O7（焦磷酸鎂），稱至恒重。此法曾作過標準方法，但繁瑣、費時，現(xiàn)很少采用。

（2）

磷鉬酸喹啉法：為黃色沉淀。精密度和準確度都高，多用于肥料中P的測定。目前十頁\總數(shù)五十九頁\編于點2、滴定法：上述沉淀用過量標準堿溶解，再用標準酸滴定剩余的堿。與重量法相比無大優(yōu)點，且多了手續(xù)，如標準酸、堿，現(xiàn)少用。總之，重量法、滴定法均需沉淀重量大，即含量高時用，而土壤中的P一般較少，所以現(xiàn)在普遍采用比色法。目前十一頁\總數(shù)五十九頁\編于點3、比色法：（1）

釩鉬黃法（又叫鉬黃法）：抗干擾離子的范圍大，靈敏度較低，適于測定含P量高的樣品。（2）

鉬蘭法：最早在1887年提出，后經不斷研究、改進，直到1962年Murphy等提出用抗壞血酸作為測P的還原劑，才形成了現(xiàn)在的鉬銻抗比色法。

優(yōu)點：與重量法和滴定法相比，能準確測定微量磷，靈敏度高，操作簡便。對一般土壤中P的測定，此法都適用。

目前十二頁\總數(shù)五十九頁\編于點鉬蘭比色法一、測定原理：在酸性條件下，試液中的P（正磷酸鹽）與鉬酸形成配合物-磷鉬雜多酸（又叫磷鉬酸雜聚配合物）。

H3PO4+12H2MoO4=H3P(Mo3O10)4+12H2OP多時呈黃色，少時無色在一定酸度下，加入還原劑后，雜多酸中的Mo被還原，產生特殊蘭色-鉬蘭，其中一部分Mo6+被還原成Mo5+或Mo3+，或Mo3+、Mo5+都有。在鉬蘭的吸收光譜曲線中有兩個吸收峰(660nm或880nm)。測定時可以根據分光光度計的性能選用。我國GB采用700nm波長。目前十三頁\總數(shù)五十九頁\編于點二、測定條件：鉬蘭蘭色產生的速度、強度及穩(wěn)定性受試液的酸度、試劑濃度、還原劑種類及干擾離子等條件的影響。1、酸度：酸度—指比色液中的酸度，又叫終溶液的酸度。它直接影響鉬蘭的形成及比色結果。

酸度高時，抑制鉬酸解離，使MoO42-濃度變小，從而影響磷鉬雜多酸的形成，試液顏色變淺，甚至酸過高時不顯色，使測定結果偏低。

酸度低時，試液中有些干擾離子出現(xiàn)，如：溶液中可能存在的Si與鉬酸銨生成蘭色硅鉬雜多酸，鉬酸銨本身也能生成鉬鉬雜多酸（蘭色），使測值偏高。目前十四頁\總數(shù)五十九頁\編于點另外，不同的酸度及酸的體系，其終溶液的酸度也不同，如：

三種鉬蘭法的工作范圍和各試劑的終濃度SnCl2-H2SO4體系

終溶液酸度范圍:0.39-0.40mol/L(1/2H2SO4)SnCl2-HCl體系

終溶液酸度范圍:0.60-0.70mol/L(HCl)鉬銻抗-H2SO4體系

終溶液酸度范圍:0.45-0.65mol/L(1/2H2SO4)目前十五頁\總數(shù)五十九頁\編于點2、試劑濃度：鉬蘭顯色是在適宜的試劑濃度的條件下進行的，即：比色液中酸和鉬試劑的濃度及二者的比例（酸：鉬試劑）、還原劑用量（或濃度）等。其中特別是酸與鉬試劑的比例在測定中比須嚴格控制。一般說，鉬酸銨濃度越高要求的酸度越高，適宜的酸度范圍越窄。目前十六頁\總數(shù)五十九頁\編于點3、還原劑：還原劑的種類很多，如1,2,4-氨基萘酚磺酸、SnCl2、抗壞血酸……。SnCl2：測P的適宜范圍為0.02-0.6g/ml，此法靈敏度高，顯色快，操作方便。缺點是：蘭色穩(wěn)定時間短（5-15min顯色，蘭色穩(wěn)定15min）；允許干擾離子的濃度小，如Fe3+僅為20mg/L。目前十七頁\總數(shù)五十九頁\編于點抗壞血酸：生成的蘭色穩(wěn)定（可達24小時），F(xiàn)e3+、As5+、Si4+的干擾很小，其中Fe3+可允許400mg/L（因為Fe3+可與Vc成配合物），不足之處是顯色慢，尤其是在溫度低時需要溫熱處理。60年代初創(chuàng)用了改進的抗壞血酸法---鉬銻抗法，它是在鉬酸銨試劑中添加了催化劑酒石酸氧銻鉀（K(SbO)C4H4O4），此法既具有抗壞血酸的優(yōu)點，又增加了四大優(yōu)點。目前十八頁\總數(shù)五十九頁\編于點(1)能加速顯色反應；(2)在常溫下能迅速顯色；(3)銻參與了“鉬蘭”配合物的組成(P:Sb:Mo=1:2:12)，使蘭色加深，提高了反應的靈敏度；(4)鉬銻抗試劑是由鉬酸銨、H2SO4、酒石酸氧銻鉀、抗壞血酸（使用當天加入）按比例配成的一種混合試劑，使用時一次加入，從而簡化了操作手續(xù)，有利于大批樣品的分析及分析方法的自動化。所以是目前測P使用最廣泛的方法。目前十九頁\總數(shù)五十九頁\編于點4、干擾離子的消除：

Fe3+：多時會抑制鉬蘭的形成。若用SnCl2作還原劑時，可加入酒石酸，使之與Fe3+形成配合物而掩蔽之。在鉬銻抗比色法中，允許Fe3+含量達400mg/L，因為Fe3+可與抗壞血酸形成配合物；在H2SO4-HClO4消煮時，HClO4

又能與Fe3+成配合物，所有這些都減少了Fe3+的干擾。目前二十頁\總數(shù)五十九頁\編于點

Si4+：在酸度較低時（0.25mol/L以下）可生成SiMo雜多酸，但在P的測定中，PMo雜多酸形成的酸度較高（在0.45mol/L以上），此酸度抑制了SiMo雜多酸的形成。另外，用H2SO4-HClO4消煮時，由于HClO4的脫水作用很強，使膠狀Si脫水成SiO2析出，所以少量的Si可用控制酸度的方法消除。目前二十一頁\總數(shù)五十九頁\編于點As5+：土壤中含量很少，而且As5+與鉬酸銨反應很慢，一般不干擾P的測定。如某些土壤施用過農藥砒霜，則可在測P前把As5+還原成As3+消除之（因為As3+不生成雜多酸）。Mo6+：在溶液酸度低時能生成MoMo雜多酸，但測P的溶液酸度較高，不能生成MoMo雜多酸。總之，比色法適于含量低的樣品。如含量高時，則稀釋倍數(shù)大，結果的誤差也大。注意：比色分析要求工作曲線與樣品的測定條件一致，所以要求嚴格按照操作手續(xù)進行。目前二十二頁\總數(shù)五十九頁\編于點目前二十三頁\總數(shù)五十九頁\編于點土壤有效磷的測定本章重點：1、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）有效磷測定的適合方法。3、掌握Olsen法，Bray1法和Mehlich3法的浸提原理及條件。4、熟悉浸出液中磷的定量方法，重點掌握鉬銻抗吸光光度法（比色法）的原理及注意事項。目前二十四頁\總數(shù)五十九頁\編于點一、概述1.土壤磷的組成無機磷

（占全磷量的50~80%）有機磷（占全磷量的20~50%）

土壤溶液中的磷（H2PO4-，HPO42-）

交換性磷

Ca-P

Al-P

Fe-P

O-P（閉蓄態(tài)磷）被氧化鐵等膠膜包被著的磷

晶格磷（鋁硅酸鹽粘土礦物晶格中的磷）

無機磷目前二十五頁\總數(shù)五十九頁\編于點有機磷

（占全磷量的20~50%）

包括磷脂、核酸磷、植素等。無機P的存在形態(tài)中，以Al-P、Fe-P、Ca-P、O-P等磷酸鹽為主要類型，且它們受pH影響大。在不同土壤中含量不同，如：石灰性土壤：以Ca-P為主酸性土壤：以Fe-P、Al-P、O-P為主中性土壤：Ca-P、Fe-P、Al-P大致為1:1:1目前二十六頁\總數(shù)五十九頁\編于點2.有效養(yǎng)分的存在狀態(tài)（物理狀態(tài)）指某種化學形態(tài)存在于液、固相中、固相表面和內部，以無定形態(tài)或結晶態(tài)等形式存在。磷的有效性與存在狀態(tài)密切相關。

目前二十七頁\總數(shù)五十九頁\編于點（1）液相中的磷：（有效性高，植物吸收的形態(tài)， 但含量少）

無機磷:正磷酸是三元酸

H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-pH2.1pH7.2pH12.5土壤pH值在4~9之間，以H2PO4-和HPO42-為主。

有機磷:少量，如磷酸甘油、磷酸糖等。在有些土壤中含量超過無機磷，被認為有效。目前二十八頁\總數(shù)五十九頁\編于點（2）

固相中的磷：

液相中磷少，由固相磷補充，所以重要。液相中磷（有效性高），只有0.05~0.03kg/畝(少)，植物（小麥）吸收1~1.5kg/畝（高出50~300倍），所以植物吸收的磷主要來自土壤固相。目前二十九頁\總數(shù)五十九頁\編于點

3.土壤有效磷供應狀況 指在一個生長季節(jié)內，能夠被植物吸收利 用的土壤磷素。包括

（1）液相磷（2）土壤膠體弱吸附或交換態(tài)磷（3）微溶性磷酸鹽酸性土壤：旱地（Al-P）水田（Al-P，F(xiàn)e-P）石灰性土壤：Ca2-P，Al-P，Ca8-P（4）少量有機磷目前三十頁\總數(shù)五十九頁\編于點4.土壤有效磷的測定方法評述 土壤有效磷的測定的方法很多，有生物、物理和化學方法。目前多選用化學方法，因其簡便、快速而應用較廣。 土壤有效磷是指用某一種浸提劑提取土壤中的一部分磷，而這些磷量（測定值）與植物吸收的磷量有很好的相關性，能反映土壤的供應狀況。因此，土壤有效磷測定值是一個相對指標，應用不同的測定方法在同一土壤上可以得到不同的有效磷數(shù)量。它是判斷土壤的供磷狀況的相對指標，即判斷是否施用磷肥的重要指標，亦可作為施肥（磷）推薦的一個方法。目前三十一頁\總數(shù)五十九頁\編于點土壤有效磷植物吸收的磷土壤有效磷與植物吸收的磷要土壤無效磷目前三十二頁\總數(shù)五十九頁\編于點（1）Olsen法（NaHCO3法）

在國內外都得到良好結果和廣泛應用，

它適用于中性、微酸性土壤和石灰性土壤。

（2）Bray1法（NH4F-HCl法）

在酸性土壤上效果良好。（3）Mehlich3法、Mehlich1法、CaCl2法（4）其它方法：樹脂法、同位素法

、微生物 學方法目前三十三頁\總數(shù)五十九頁\編于點簡單地說，土壤有效磷的測定就是選用適宜的浸提劑將土壤中存在的有效形態(tài)的磷提取出來，然后加以定量。其關鍵在于將固相中容易轉入液相中的磷提取出來。因此，對于酸性土壤和石灰性土壤來說，由于磷酸鹽的存在形態(tài)不同，因而在浸提劑的選擇上就應該有所區(qū)別。 下面介紹我國常用的土壤有效磷測定方法。目前三十四頁\總數(shù)五十九頁\編于點

二、0.5molL-1NaHCO3

浸提法

(Olsen法)1954年由美國SR.Olsen建立的方法，故也被稱為Olsen法；適用于石灰性土壤、堿性、中性土壤和微酸性土壤；我國石灰性土壤有效磷測定的國家標準方法。目前三十五頁\總數(shù)五十九頁\編于點

0.5molL-1NaHCO3溶液浸提條件pH8.5；25C；1:20；30min；180次/min土P（含磷浸出液）鉬銻抗比色法酸度:

0.45molL-1；有機質的干擾“鉬藍”浸提過程浸提方法浸出液中磷的定量定量方法1.方法原理目前三十六頁\總數(shù)五十九頁\編于點NaHCO3的作用原理(1)HCO3-降低Ca2+活度（可形成CaCO3沉淀）， 使微溶性磷酸鹽被浸出（Ca-P）。(2)浸提液pH調至8.5，使鐵、鋁發(fā)生水解，從而降低Fe3+、Al3+的濃度,使Fe-P、Al-P被浸出。

Al-P+2OH-[Al(OH)2]++Pi

Fe-P

+2OH-

[Fe(OH)2]

++Pi目前三十七頁\總數(shù)五十九頁\編于點(4)浸提過程中的溶解作用降低了溶液中Ca2+、Fe3+、Al3+的濃度，因此能夠防止浸出的磷發(fā)生次生沉淀。(3)與交換吸附態(tài)磷進行置換作用（浸提液中有

OH-、HCO3-、CO32-

等陰離子）,從而使

H2PO4-、HPO42-

等被浸提出來。目前三十八頁\總數(shù)五十九頁\編于點0.5molL-1NaHCO3溶液浸提條件pH8.5；25C；1:20；30min；180次/min土P（含磷浸出液）鉬銻抗比色法酸度:

0.45molL-1；有機質的干擾“鉬藍”浸提過程浸出液中磷的定量目前三十九頁\總數(shù)五十九頁\編于點2.

浸提條件(1)pH8.5

2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O(2)浸提溫度

每升高1C，磷的浸出量大約增加2.18%。

國標規(guī)定251C(3)

土液比

1:20

（5g+100ml或2.5g+50ml）(4)振蕩時間

301min(5)

振蕩頻率

通常用180次每分鐘

（150～200次每分鐘均可）

目前四十頁\總數(shù)五十九頁\編于點0.5molL-1NaHCO3溶液浸提條件pH8.5；25C；1:20；30min；180次/min土P（含磷浸出液）鉬銻抗比色法酸度:

0.45molL-1；有機質的干擾“鉬藍”浸提過程浸出液中磷的定量目前四十一頁\總數(shù)五十九頁\編于點3.浸出液中磷的定量（鉬銻抗吸光光度法）浸出液中磷定量也有許多方法：吸光光度法、儀器分析的方法（ICP-AES法）等，以鉬銻抗吸光光度法應用較為普遍。下面介紹鉬銻抗吸光光度法目前四十二頁\總數(shù)五十九頁\編于點（1）反應原理在酸性條件下，正磷酸鹽、鉬酸銨、酒石酸氧銻鉀形成三元雜多酸，在還原劑作用下，被還原為一種藍色“鉬藍”物質，可用比色法定量。

正磷酸鹽(P)

鉬酸銨(Mo)三元雜多酸

“鉬藍”

酒石酸氧銻鉀(Sb)（2）顯色條件酸度與鉬酸銨試劑的濃度影響“鉬藍”產生的速度、強度以及穩(wěn)定性。H+Vc目前四十三頁\總數(shù)五十九頁\編于點“鉬藍”比色法中不同鉬酸銨試劑濃度及其對應的酸度條件

鉬酸銨試劑的濃度比色液的酸度

(%)

c(1/2H2SO4)(molL-1)

0.10 0.35~0.55 0.15 0.40~0.70 0.20 0.45~0.80 常用的比色液中鉬酸銨試劑的濃度為

0.10%，酸度為

0.45molL-1(1/2H2SO4)。目前四十四頁\總數(shù)五十九頁\編于點在顯色劑中加入過量的酸，使其中和掉10ml

NaHCO3溶液后，剩余的酸能夠維持終溶液的酸度為0.45molL-1(1/2H2SO4)。在測定NaHCO3浸出液中的磷時，由于NaHCO3為堿性，要消耗一部分酸，因此，比色液酸度要進行控制，通常有兩種方法：預先用H2SO4中和浸出液(即含NaHCO3溶液)成pH2~4（二硝基酚指示），再加入顯色劑（顯色劑中加入了酸），能夠維持終溶液的酸度為0.45molL-1(1/2H2SO4)。目前四十五頁\總數(shù)五十九頁\編于點顯色時的溫度應>15C，否則需采取保溫措施(3)干擾的消除最主要的干擾是NaHCO3浸出液中可溶性有機質顏色的干擾。消除方法用活性炭脫色;

不脫色，直接在880nm處比色。

目前四十六頁\總數(shù)五十九頁\編于點

Olsen法中“鉬藍”與有機質的吸收特性曲線(nm)A

有機質

(黃色)“鉬藍”700nm880nm目前四十七頁\總數(shù)五十九頁\編于點4.土壤有效磷的豐缺指標（供華北地區(qū)參考）土壤肥力水平低中高Olsen-P含量<55~10>10（mg/kg)目前四十八頁\總數(shù)五十九頁\編于點南方地區(qū)參考指標Olsen-P(mg/kg)

作物對施磷肥的反應

3 無磷肥，所有作物難以立苗

4~5 所有作物施磷肥均有顯著增產

6~10水稻一般不增產，其他作物增產

11~15 谷類作物可能不增產

16~20 通常只有豆科和十字花科作物有反應

>20大多數(shù)作物不需施磷

目前四十九頁\總數(shù)五十九頁\編于點二、NH4F-HCl法（Bray1法）1945年由Bray和Kurtz建立的。酸性土0.03molL-1NH4F–0.025molL-1HCl（BrayI法）強酸性土0.03molL-1NH4F–0.1molL-1HCl（BrayII法）（酸濃時，F(xiàn)-絡合能力加大）

目前五十頁\總數(shù)五十九頁\編于點1.

方法原理酸性土壤以Fe-P、Al-P為主，用NH4F-HCl溶液浸提土壤中的有效磷，浸出液中的磷用鉬銻抗法定量。

土液比為1:10，振蕩30min。F-的作用:（1）F-能與Al3+、Fe3+成絡（AlF63-），從而降低Al3+、Fe3+濃度，使磷浸出；（2）F-、Cl-等的交換作用（解吸作用），使吸附磷被浸出。

目前五十一頁\總數(shù)五十九頁\編于點

2.

適用土壤的參考指標

適用于酸性和強酸性土壤。土壤肥力水平低中高Bray1-P含量（mg/kg）<1515–30>30目前五十二頁\總數(shù)五十九頁\編于點

作物

低

中

高大豆，水稻

66~12

12冬小麥

1515~22

22玉米

88~15

15蔬菜

1011~35

36溫室作物

1516~51

51不同作物的分級標準有很大不同，如下表：目前五十三頁\總數(shù)五十九頁\編于點三.Mehlich3法A.Mehlich1981年提出的測定多種營養(yǎng)元素的聯(lián)合浸提方法。1.浸提劑的組成：

0.2molL-1HOAc–0.25molL-1NH4NO3

–0.015molL-1NH4F–0.013molL-1HNO3–0.001molL-1EDTA

(pH2.50.1)

土液比1：10，振