土壤速效磷的测定
5.3.1概述
了解土壤中速效磷供应状况,对于施肥有着直接的指导意义。土壤中速效磷的测定方法很多。有生物方法、化学速测方法、同位素方法、阴离子交换树脂法等。
在测定土壤有效磷之前,先了解一些名词的涵义是重要的。文献中常用土壤中有效磷含量、土壤中磷的有效性、“磷位”、磷素供应的强度因素、容量因素、速率等。弄清楚这些名词,对土壤有效磷的提取是有帮助的。
土壤中有效磷含量是指能为当作物吸收的磷量。因此,有效磷的测定生物方法是*直接的,即在温室中进行盆钵试验,测定在一定生长时间内作物从土壤吸收的磷量。
土壤中磷的有效性是指土壤中存在的磷能为植物吸收利用的程度,有的比较容易,有的则较难。这里就涉及到强度、容量、速率等因素。
土壤固相磷→溶液中磷→植物从溶液吸收磷
植物吸收磷,首先决定于溶液中磷的浓度(强度因素),溶液中磷的浓度高,则植物吸收的磷就多。当植物从溶液中吸收磷时,溶液中磷的浓度降低,则固相磷不断补给以维持溶液中磷的浓度不降低,这就是土壤的磷供应容量。
固相磷进入溶液的难易,或土壤吸持磷的能力,即所谓“磷位”(1/2pCa+pH2PO4)。它与土壤水分状况用pF表示相似,即用能量概念来表示土壤的供磷强度。土壤吸持磷的能力愈强,则磷对植物的有效性愈低。
土壤有效磷的测定,生物的方法被认为是*可靠的。目前用同位素32P稀释法测得的“A”值被认为是标准方法。阴离子树脂方法有类似植物吸收磷的作用,即树脂不断从溶液中吸附磷,是单方向的,有助于固相磷进入溶液,测出的结果也接近“A”值。但是用得*普遍的是化学速测方法。化学速测方法即用提取剂提取土壤中的有效磷。
5.3.2土壤有效磷的化学浸提方法
(1)用水作提取剂。植物吸收的磷主要是H2PO4-的形态,因此测定土壤中水溶性磷应是测定土壤有效磷的一个可靠方法。但是用水提取不易获得澄清的滤液;水溶液缓冲能力弱,溶液pH容易改变,影响测定结果,而且很多含有效磷低的土壤,测定也有困难,因为水的提取能力较弱。因此本方法未能广泛被采用。砂性土壤用这个方法是比较合适的,因为砂性土壤固定磷的能力不大,存在砂性土壤中的磷以水深性磷为主。
(2)饱和以CO2的水为提取剂。它的理论根据是植物根分泌CO2,根部周围溶液的pH约为5。实践证明,石灰性土壤中磷的溶解度随着水溶液中CO2浓度的增��而增加。虽然操作手续较繁,仍是石灰性土壤有效磷测定的一个很好的方法。
(3)有机酸溶液为提取剂。用有机酸作土壤有效磷的提取剂,其理论根据与饱和以CO2的水一样,植物根分泌有机酸,其溶解能力相当于饱和以CO2的水。常用的有机酸有柠檬酸、乳酸、醋酸等。这些有机酸提取剂西欧国家用得比较多,例如英国用1%柠檬酸作提取剂,德国用乳酸铵钙缓冲液。
(4)无机酸为提取剂。无机酸的选用主要是从分析方法的方便来考虑的,当然它需与作物吸收磷有相关性。一般均用缓冲溶液如HOAc—NaOAc溶液,pH4.8、0.001 mol·L-1H2SO4—(NH4)2 SO4,pH3;0.025mol·L-1HCl—0.03 mol·L-1NH4F等,也有用0.2 mol·L-1HCl,0.05 mol·L-1HCl—0.025mol·L-1 (1/2 H2SO4)双酸法。这些提取剂中 HOAc—NaOAc法曾被称为通用方法,它不仅能提取有效磷,而且也能提取NO3-、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+等。HCl—H2SO4双酸法也有此优点。这些方法主要用于酸性土壤,不适用于石灰性土壤。
(5)碱性液为提取剂。目前0.05 mol·L-1NaHCO3溶液是用得*广的碱提取剂。它的理论根据是在pH8.5的NaHCO3溶液中Ca2+、Al3+、Fe3+等离子的活度很低,有利于磷的提取,而溶液中OH-、HCO3-、CO32-等阴离子均能置换H2PO4-。这个方法主要用于石灰性土壤,但也可用于中性和酸性土壤。
影响有效磷提取的因素:①提取剂和种类。各种阴离子从固相上置换磷酸根的能力如下:F->柠檬酸>HCO3->CH3COO->SO4->Cl-,由于F-溶解磷的能力较强,同时又能与铁、铝等阳离子络合,因此0.025mol·L-1HCl—0.03 mol·L-1NH4F法被广泛用于酸性土壤有效磷的测定;但对水稻土不太适宜;②水土比例。提取过程中磷的再固定是一个重要因素,增大水土比例,不仅能增加磷的溶解,而且能减少磷的再固定,因此水土比例不同,测出的结果相差很大;③振荡时间。固相磷的溶解作用和交换作用都与作用时间有关,因此振荡时间必须规定,才能比较好的结果;④温度的影响。提取和显色过程受温度的影响很大,一般要在室温(20~25℃)下进行。
总之,提取液的浓度越高,水土比例愈大,振荡时间愈长,浸提出来的养分愈多。但这里必须指出,化学速测方法提取的磷只是有效磷的一部分,并不要求提取出全部有效磷,只要求提取出来的有效磷能与作物吸收的磷有密切相关。因此并不是水土比例愈大愈好。相反,提取有效磷时不希望太大的水土比例。有人认为,在土壤有效磷的提取过程中,克服非有效磷的溶解是方法成败的关键。因此水土比例 能太大,振荡时间也不要太长。表5-2列出三种常用的化学提取方法。所以有效磷含量只是一个相对指标,只有用一方法在相同条件下测得的结果才有相对比较的意义,不能根据测定结果直接来计算施肥量。因此,在报告有效磷结果时,必须同时注明所用的测定方法。
表5-2 土壤有效磷测定常用的三种方法
适用于 | 浸提剂 | pH | 水土比例 | 振荡时间 (min) |
酸性土壤 | 0.05 mol·L-1HCl—0.025mol·L-1 (1/2 H2SO4) | — | 5:25 | 5 |
酸性土壤 | 0.025mol·L-1HCl—0.03 mol·L-1NH4F | 1.6 | 1:7 | 1 |
石灰性土壤 | 0.05 mol·L-1NaHCO3 | 8.5 | 5:100 | 30 |