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1、昆明冶金高等专科学校专科毕业论文 题目 : Olsen法测定土壤有效磷的影响因素分析姓 名 : 李 秋 旭 学 号 : 0800006614 学 院 : 环境工程学院 专 业 : 环境监测与治理技术班 级 : 环保0823班指导教师 : 梁 红Olsen法测定土壤有效磷的影响因素分析李秋旭（昆明冶金高等专科学校 环境工程学院 环境监测与治理技术专业 环保0823班）摘要 通过实验，对碳酸氢钠浸取一钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量的影响因素进行了分析，并提出了相关的解决方法。关键词 土壤有效磷；Olsen法；浸提效果；振荡频率；活性炭脱色；显色效果；影响因素1 引言土壤有效磷也称为速效磷，是土壤中
2、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。土壤有效磷是土壤肥力的重要指标之一，表明土壤的供磷水平，可以作为判断施用磷肥的指标，为推荐施肥提供依据。测定土壤中的有效磷含量可及时了解当前土壤有效磷的供应状况，对指导施肥、改良土壤、提高产量、保护环境具有重要意义。同一土壤用不同方法测得的有效磷量可以相差很多，即使用同一浸提剂，由于浸提条件如土液比、温度、时间、振荡方法不同，其结果有很大差异 1。碳酸氢钠浸取一钼锑抗比色法的优点在于05 molL NaHCO3浸提剂提取的主要是Ca2-P。使用该方法测定有效磷含量，浸提率可达到9095。但是，将Olsen法作为测定土壤有效磷的通用
3、方法存在一定限制因素，测定值往往随浸提温度升高而升高；浸提剂提取的元素单一、分析过程较繁琐、不能实现系列化操作，故而分析速度慢，分析结果难于及时应用；作为有效磷的相对指标，Olsen-P的绝对值相对较小，作为土壤有效磷容量的指数有一定缺陷。常规土壤养分测定中，有效氮、磷、钾的测定通常采用化学提取剂浸提的方法，其中以有效磷的测定影响因素最为复杂。2 碳酸氢钠浸提一钼锑抗比色法方法简介2.1方法原理石灰性土壤由于大量游离碳酸钙存在，不能用酸溶液来提取有效磷。一般用碳酸盐的碱溶液。由于碳酸根的同离子效应，提取液中的 HCO3- 可和土壤溶液中的 Ca2+ 生成 CaCO3 沉淀，从而抑制了Ca2+的
4、活度而使某些活性较大的磷酸钙盐被提取出来，而碳酸盐的碱溶液降低了碳酸钙的溶解度，也就降低了溶液中钙的浓度，这样就有利于磷酸钙盐的提取。同时由于碳酸盐的碱溶液，也降低了铝和铁离子的活性，有利于磷酸铝和磷酸铁的提取。此外，碳酸氢钠碱溶液中存在着OH -、HCO3 -、CO3 2-等阴离子，有利于吸附态磷的置换，因此NaHCO3不仅适用石灰性土壤，也适应于中性和酸性土壤中速效磷的提取。待测液中的磷用钼锑抗试剂显色，进行比色测定6。2.2试剂2.2.1 NaHCO3浸提剂称取42.0g NaHCO3于800mL水中，稀释定容至1L。以0.5 mol/L NaOH 溶液调节浸提液的pH至8.5（用pH计
5、测定）。贮存于聚乙烯或玻璃瓶中，塞紧。此溶液曝于空气中可因失去CO2而使pH增高，可于液面加一层矿物油保存之。贮存于塑料瓶中比在玻璃中容易保存，若贮存超过1个月,使用前应检查pH是否改变并校准。2.2.2 无磷活性炭活性炭常含有磷，应做空白试验，检验有无磷存在。如含磷较多，须先用2 mol/L HC1浸泡过夜，在平板漏斗上抽气过滤，用蒸馏水冲洗多次至无 Cl-为止；再用0.5 mol/L NaHCO3浸泡过夜，在平瓷漏斗上抽气过滤，每次用少量蒸馏水淋洗多次，并检查到无磷为止。如含磷较少，则直接用NaHCO3处理即可。2.2.3 其它硫酸钼锑贮存液、钼锑抗显色剂、磷标准贮备溶液（100 mg/L
6、）等。2.3 操作步骤称取通过20目筛子的风干土样2.5 g于150 mL三角瓶(或大试管)中，加入0.5 mol/L NaHCO3溶液50 mL，再加一勺无磷活性炭，塞紧瓶塞，在振荡机上振荡30 min，立即用无磷滤纸过滤，滤液承接于100 mL三角瓶中。同时做试剂空白试验。吸取滤液10mL20mL于50mL的比色管中，加硫酸钼锑抗混合显色剂5ml，充分摇匀，排出二氧化碳后加水定容至刻度。在室温高于15的条件下放置30min后，在分光光度计上用700nm比色，以空白实验溶液为参比调零点，读取吸光度，在工作曲线上查出待测液的磷含量。3 对测定造成影响的主要因素分析3.1 土液比土液比必须严格控
7、制在1:20。所以土样称量一定要准确无误，将万分之一电子天平预热30min，校准后准确称取2.5g风干土样于150mL塑料瓶中，再准确量取50.00mL碳酸氢钠浸提剂加入塑料瓶中，将盖拧紧，上下摇动多次1。一方面检查瓶盖是否密封不漏液；另一方面将土、液摇匀，以确保在振荡过程中溶液不漏洒，且土样与浸提剂彻底混匀。表1 土液比对测定的影响土液比有效磷含量(P，mg/kg)样品编号2011-s-192011-s-1252011-s-1642011-s-2122011-s-3082011-s-3232011-s-3852011-s-4122011-s-4852011-s-5031:2045.12.45
8、.129.43.61.645.7154.282.734.41:2044.82.04.728.93.11.245.3153.882.434.31:2045.52.85.529.94.01.946.0154.682.834.6根据测定结果可知，当浸取液体积一定的时候，土液比大于1:20测定的有效磷含量偏高；小于，含量偏低。则称取土样的时候要准确，每次称取前都必须对天平进行预热和校准，避免引入更多的误差。3.2 浸提效果在浸提过程中,是否能把土壤中的有效磷充分提取出来,是影响测定准确性的基础因素,下面是影响浸提效果的主要因素。3.2.1 浸提液酸碱度 浸提液的pH值必须严格控制在85。浸提剂NaHC
9、O3溶液的pH值会随着存放时间的延长而变化，使用前应注意调整。否则，土壤中的有效磷不能充分浸出，测定结果显著偏低。由表2可知：表2 PH值对有效磷含量的影响pH有效磷含量(P，mg/kg)样品编号2011-s-92011-s-252011-s-642011-s-1122011-s-2082011-s-2232011-s-2852011-s-3122011-s-3852011-s-4638.57.878.719.544.355.110.315.74.745.740.38.57.277.919.043.654.810.014.94.145.139.73.2.2 浸提温度（1）浸提剂温度必须保证25
10、左右，而其选择主要根据各种土壤的性质来定。表3 浸提温度对测定的影响温度有效磷含量(P，mg/kg)样品编号2011-s-182011-s-342011-s-882011-s-1002011-s-1152011-s-1692011-s-2222011-s-2672011-s-3222011-s-4002529.927.037.49.245.755.616.718.021.4103.02530.127.537.79.646.055.917.018.121.7103.22529.326.437.08.845.155.516.417.920.9102.8温度有效磷含量(P，mg/kg)样品编号201
11、1-s-4182011-s-4342011-s-4882011-s-5002011-s-5152011-s-5692011-s-6222011-s-6672011-s-7212011-s-7982518.211.683.327.512.177.210.111.05.933.72518.512.283.527.712.477.310.211.36.234.02518.011.383.027.112.076.99.710.65.333.4由表3可知，当浸提温度低于25时，土壤中的有效磷不能完全浸取出来，造成测定结果偏低；当浸提温度高于25时，有效磷含量会随温度升高而增加，使测定结果偏高。因此，严格
12、控制浸提温度对测定结果的准确有直接影响。3.3 振荡频率及时间将盛有2.5g土样、50.00mL碳酸氢钠浸提剂的塑料瓶置于振荡频率为180rmin的振荡器中，固定其位置，振荡(301)min后，立即用无磷滤纸过滤于干燥的150mL三角瓶中，若发现滤液混浊，要重新过滤。振荡时间控制在30分钟。浸提振荡的工作环境必须配备空调和控温振荡设备，保证将温度控制在最佳范围内，土样浸提液振荡后，若不及时过滤，少量的磷可能会被再固定，测量结果会比实际含量偏低。表4 振荡频率的影响振荡频率（rmin）有效磷含量(P，mg/kg)样品编号2011-s-102011-s-202011-s-302011-s-4020
13、11-s-502011-s-602011-s-702011-s-802011-s-902011-s-1001804.558.4 7.9 4.229.237.115.627.97.79.21804.258.07.73.929.036.815.527.57.39.01804.658.58.34.529.537.215.928.17.99.4表5 振荡时间的影响振荡时间（min）有效磷含量(P，mg/kg)样品编号2011-s-1102011-s-1202011-s-1302011-s-2402011-s-3502011-s-4602011-s-5702011-s-6802011-s-7902011
14、-s-8003095.275.211.436.912.751.190.97.254.49.63095.075.111.236.612.450.990.56.854.09.13095.875.411.737.213.051.391.27.454.610.0由表4、表5可知，Olsen法连续提取测定土壤有效磷时0.5 mol/L NaHCO3溶液浸提出的土壤有效磷含量与振荡频率、振荡时间成正比关系。3.4 活性炭的影响土壤有效磷测定的中，由于土壤中腐殖质可部分溶于NaHCO3溶液中，从而使溶液呈现不同程度的黄棕色，对比色测定产生一定程度的影响8。常用的解决方法是采用活性炭进行吸附脱色，以消除有机质
15、产生的干扰。虽然活性炭对HP04-具有吸附作用，但当溶液中存在大量HCO3- 离子时，活性炭无选择性地将HCO3- 离子吸附在其表面，从而不表现出对HP04- 离子的吸附作用5。由于市场销售的活性炭大部分含磷，直接用作脱色剂会使试验结果产生误差，须用NaHCO3和HCL进行浸泡处理，再用蒸馏水冲洗直至无磷才可以使用。因此，在未对活性炭脱磷处理的情况下用其对土壤溶液进行脱色处理，在一定范围内会增加待测液的有效磷含量，且增加幅度因活性炭用量的不同而异，试验误差难于控制。所以，在使用Olsen法测定土壤有效磷含量时含磷活性炭处理及使用的步骤以不省略为宜。表6 活性炭对测定的影响活性炭有效磷含量(P，
16、mg/kg)样品编号2011-s-22011-s-122011-s-302011-s-442011-s-582011-s-762011-s-942011-s-1082011-s-1662011-s-208有16.711.67.97.724.239.13.420.815.755.1无17.011.88.38.024.639.73.921.116.255.5结果表明，在测定过程中不添加活性炭造成其它元素的干扰，使得测定结果偏高。因此，测定时必须加入经过处理的活性炭进行吸附脱色。3.5 显色效果3.5.1 显色温度浸提液中加入抗坏血酸显色剂以后，形成的锑磷钼杂多酸在常温2025下易被抗坏血酸还原为磷
17、钼蓝，所以，显色温度以2025为宜。定容、摇匀后的待测溶液，显色温度要保持在20以上。如果温度偏低，则显色偏淡，测量结果低于实际含量；比色体中的一氧化碳不易彻底排出，做出的标准曲线相关性较差。因此，显色过程须在具备空调设备的环境中完成，当气温过低时，空调加温效果也不理想，可把显色液进行水浴加温，或者放在恒温培养箱中完成显色过程；若冬季室温过低，可放置于3040的恒温环境中，使其充分显色半小时，取出，冷却后再比色。表7 显色温度的影响温度有效磷含量(P，mg/kg)样品编号2011-s-92011-s-252011-s-642011-s-1122011-s-2082011-s-2232011-s
18、-2852011-s-3122011-s-3852011-s-463207.878.719.544.355.110.315.74.745.740.3207.277.919.043.654.810.014.94.145.139.7表7实验结果说明，测定时将温度空制在25左右，有效磷含量的测定值较准确；当温度低于20时，测定结果偏低。因此显色温度应当控制2025。3.5.2 显色时间过滤浸提液加入抗坏血酸显色剂，排出一氧化碳，定容后，在室温下放置30分钟，即可达到测定所需的显色要求。当气温稍低时，可适当延长显色时间，浸提液显色后，根据实验要求通常是在2小时内测完，但实验中应根据不同的样品进行分析，
19、找到最适宜的显色时间。下面根据标准溶液不同显色时间吸光度的变化进行分析。表8 显色15min标液浓度与吸光度的关系标液浓度（ug/mL）0.000.100.200.400.600.80吸光度（A）0.0000.0540.1080.2190.3170.423图1 标准曲线浓度与吸光度的关系表9 显色30min标液浓度与吸光度的关系标液浓度（ug/mL）0.000.100.200.400.600.80吸光度（A）0.0000.0660.1280.2400.3250.431表10 显色45min标液浓度与吸光度的关系标液浓度（ug/mL）0.000.100.200.400.600.80吸光度（A）0
20、.0000.0660.1290.2400.3090.411表11 显色1h标液浓度与吸光度的关系标液浓度（ug/mL）0.000.100.200.400.600.80吸光度（A）0.0000.0690.1320.2420.2880.386表12 显色1.5h标液浓度与吸光度的关系标液浓度（ug/mL）0.000.100.200.400.600.80吸光度（A）0.0000.0610.1260.2300.2580.344由上表，根据Excel公式计算可得：15min r1 =0.9998 ； 30min r2=0.9999 ； 45min r3=0.9998 ； 1h r4=0.9998 ； 1
21、.5h r5=0.9998，各数据的r没有明显变化，且所有的标线都满足r0.999的要求。从以上的各组数据不难看出，在标液放置显色15min的时候，测定的磷含量没有达到最高值，而在30min到1h三次测得的（0.10、0.20、0.40ug/ml标液）数据没有明显的差别，保持比较稳定的吸光值；在1.5h测定得各数据都开始下降。0.60ug/ml、0.80ug/ml的标液在整个过程吸光值变化比较大，在45min测定的时候已经比30min测得的数据要低，主要是因为标液的浓度太高相对应的氧化抗坏血酸的速度也快，从而导致了溶液中磷含量的测定降低也快。通过该实验可以得出：在配制有效磷标液的时候浓度不宜超
22、过0.6ug/ml，测定时间在3045min为宜。6 结语Olsen法测定土壤有效磷的影响因素可以总结为以下：（1）土样与浸提液的分取比例（土液比）对有效磷的测定造成影响，该比例大于或者小于1:20都造成结果不准确，因此在称量和量取时都要十分精确。（2）浸提的酸碱度和温度必须要严格控制。pH值必须严格控制在8.5，浸提液温度必须保证25左右。（3）振荡的频率和时间。频率和时间在测定过程中可有效控制，所以要尽量减少该因素造成的影响。（4）为排除显色时其它元素的干扰，活性炭是碳酸氢钠提取一钼锑抗比色法测定土壤有效磷不能省略的。（5）要找到最佳显色的时间和温度。而该方法的最佳显色时间为30min，显
23、色温度为25.综上所述，为了提高测定结果的准确性和检测效率，在实验过程中，应考虑以上影响因素，避免各种影响因素带来的误差，保证结果的准确。致谢 饮其流时思其源，成吾学时念吾师，在此论文完成之际，感谢我的论文指导老师梁红老师，梁老师对该论文给予的细心指引与教导，并且不厌其烦地指导修改论文，使我得以最终完成毕业论文。感谢给我提供实习的单位：云南同川农业分析测试技术有限公司；感谢公司的刘小平总经理，在实习期间对我的指导和帮助；感谢公司的同事金艳燕师姐、谢海光师兄，实习期间，帮我纠正了操作中的一些错误，也教会了我很多东西。感谢各位老师，你们严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作
24、态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，你们高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。还有很多很多的感谢无以言表，在此，只想真心对所有帮助和关心我的人们说一声：谢谢！参考文献1贺铁.土壤有机磷研究的新进展.土壤通报. 1986，17（3）：1411432刘凤枝，刘潇威主编.土壤和固体废弃物监测分析技术.化学工业出版社,2007：89973鲍士旦.土壤农化分析（第三版）.北京：中国农业出版社, 2000：21224鲁如坤.土壤农业化学分析方法.北京：中国农业科技出版社,2000：57635刘蝴蝶,赵国平,张娜等添加活性炭对土壤有效磷测定的影响研究J中国土壤与肥料，2008(2)：8l836全国农业技术推广服务中心编.土壤分析技术规范（第二版）.中国农业出版社7贺铁.土壤有机磷研究的新进展.土壤通报.1986，17（3）：1411438张静, 孔蒙河, 王国桢, 麻耀君, 李丹. 活性炭对土壤有效磷测定的影响.1990，22（2）:1011029中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析.上海：上海科学技术出版社,198310中国土壤学会农业化学专业委员会编.土壤农业化学常规分析方法.科学出版社,198312