土壤有效磷及其化學(xué)測(cè)試方法分析

朱晴

摘 ? 要：土壤對(duì)于人類(lèi)社會(huì)發(fā)展是不可或缺的。從傳統(tǒng)農(nóng)耕時(shí)期，人類(lèi)就開(kāi)始利用土壤來(lái)進(jìn)行耕種以獲取人類(lèi)必需的食物。進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)之后，由于工業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致土壤質(zhì)量出現(xiàn)了一定的惡化。磷元素是土壤質(zhì)量檢測(cè)中十分重要的一種元素，如果缺少這種元素，就有可能導(dǎo)致植物無(wú)法正常生長(zhǎng)。如果該元素含量過(guò)高，同樣會(huì)給環(huán)境造成不利影響，因此應(yīng)當(dāng)將磷元素保持在合理的范圍內(nèi)。著重針對(duì)土壤有效磷及其化學(xué)測(cè)試方法進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：土壤;有效磷;化學(xué)測(cè)試方法

磷元素在土壤中的存在形式有多種，從化學(xué)的角度出發(fā)，可以將其分為有機(jī)磷化合物和無(wú)機(jī)磷化合物。目前針對(duì)土壤有效磷的研究越來(lái)越深入，形成了系統(tǒng)化的研究體系，積累了豐富的研究成果[1]。由于環(huán)境因素的影響無(wú)機(jī)磷化合物存在多種化合態(tài)，因此就需要通過(guò)科學(xué)的化學(xué)測(cè)試方法來(lái)對(duì)其含量進(jìn)行檢測(cè)，最終得到有效磷的真實(shí)含量，以便對(duì)土壤進(jìn)行治理，提高土壤的質(zhì)量。

1 ? ?關(guān)于土壤有效磷的概述

在植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，需要吸收各種不同類(lèi)型的元素，這樣才能夠維持生長(zhǎng)發(fā)育的需求。一定含量的磷元素能夠促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，從而被吸收和利用。但是這并不意味著所有的磷元素都能夠被吸收，只有有效磷元素才能夠被利用，以有機(jī)態(tài)磷、水溶性磷等為主。從目前的化學(xué)檢測(cè)方法來(lái)看，主要可以通過(guò)化學(xué)試劑從土壤中提取磷。磷元素具有一定的活性，那么就有可能導(dǎo)致其化學(xué)狀態(tài)實(shí)際上是處于持續(xù)的變動(dòng)過(guò)程中，最終給有效磷元素檢測(cè)帶來(lái)了難題[2]。此外，在檢測(cè)的過(guò)程中，還有可能會(huì)出現(xiàn)磷元素缺失的情況，那么就會(huì)給最終的檢測(cè)結(jié)果的精確性帶來(lái)不利影響。

在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，光合作用是十分重要的，磷元素也能夠在一定程度上增強(qiáng)植物的光合作用，使得植物更容易從中獲取到足夠的營(yíng)養(yǎng)[3]。并且磷元素能夠幫助植物進(jìn)行脂肪代謝。如果植物缺少足夠的磷元素?cái)z入，就會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)過(guò)程被抑制的情況，最終導(dǎo)致植物矮小，呈現(xiàn)出營(yíng)養(yǎng)不良的狀況。比如說(shuō)在缺磷的狀態(tài)下，玉米等植物會(huì)出現(xiàn)果穗禿頂。如果磷元素過(guò)剩，則很容易出現(xiàn)植株早衰的情況。

在自然界土壤中，磷元素實(shí)際上是處于動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)，并且不同的土壤類(lèi)型會(huì)導(dǎo)致磷元素的沉淀和溶解，造成不利影響。那么就需要深入研究其內(nèi)在變化規(guī)律，從而知道其轉(zhuǎn)化的效果。磷酸鈣鹽是在土壤中存在比較多的一種狀態(tài)，經(jīng)過(guò)相關(guān)研究證明，如果風(fēng)化程度比較高，那么土壤中的磷酸鈣鹽會(huì)比較少[4]。在Fe-Al土壤體系中檢測(cè)磷元素時(shí)，主要是通過(guò)獲取磷鐵礦以及磷鋁礦來(lái)得到相應(yīng)的含量值，該方法向土壤樣本中加入強(qiáng)酸性溶液，最終能夠生成目標(biāo)化合物。從國(guó)內(nèi)外很多相關(guān)文獻(xiàn)中可以看出，檢測(cè)土壤有機(jī)磷的方法有很多種，主要包含了色譜技術(shù)檢測(cè)、酶抑制法以及生物傳感器技術(shù)等?；瘜W(xué)測(cè)定方法是目前應(yīng)用在土壤磷元素檢測(cè)中最常見(jiàn)的一種方法，應(yīng)用一些浸取劑協(xié)助完成測(cè)定。如果土壤中的有機(jī)磷含量不在合理的范圍內(nèi)就需要對(duì)土壤進(jìn)行治理，可以從化學(xué)治理的角度出發(fā)，向目標(biāo)土壤區(qū)域內(nèi)噴灑特定的化學(xué)藥品。但是這些化學(xué)藥品不得對(duì)其他環(huán)境因素構(gòu)成影響，特別是不能影響其他動(dòng)、植物的生長(zhǎng)狀態(tài)。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)土壤有機(jī)磷檢測(cè)的文獻(xiàn)資料還比較匱乏，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)不足，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，需要進(jìn)一步加大這方面的研究投入，爭(zhēng)取更多優(yōu)質(zhì)的研究成果，這樣將有利于指導(dǎo)各項(xiàng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)的進(jìn)行，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，確保土壤能夠保持在良好的狀態(tài)，提供一個(gè)優(yōu)質(zhì)的生態(tài)環(huán)境，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

2 ? ?土壤有機(jī)磷的化學(xué)測(cè)定

2.1 ?化學(xué)測(cè)定方法

目前能夠應(yīng)用于土壤有機(jī)磷檢測(cè)的化學(xué)測(cè)定方法比較多，也已經(jīng)比較成熟，能夠得到精確的檢測(cè)結(jié)果。但是必須明確的是，針對(duì)不同的土壤類(lèi)型，需要選擇不同的化學(xué)測(cè)試方法。將土壤可以分為酸性土壤和堿性土壤。酸性土壤一般應(yīng)用Olsen方法比較合適，過(guò)程較簡(jiǎn)單、受到的干擾比較小[5]。除此之外，還可以利用水與稀鹽土壤測(cè)試法，最終提取到目標(biāo)磷元素，但是這種方法存在誤差比較大的缺陷，往往得到的提取量實(shí)際上不能夠達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 ?提取劑的使用

在針對(duì)土壤有機(jī)磷的化學(xué)檢測(cè)中，可以應(yīng)用提取劑來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。市面上的提取劑種類(lèi)繁多，需要綜合多個(gè)因素進(jìn)行綜合考量，才能夠確定出合適的提取劑。比如說(shuō)要考慮到強(qiáng)度以及容量因子，這樣才能夠確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性[6]?？梢葬槍?duì)一部分土壤檢測(cè)中加入氫氧根離子，然后進(jìn)行鐵磷或者是鋁磷的水解，最終完成提取檢測(cè)工作，得到有效磷值。目前，市面上可以應(yīng)用的提取劑種類(lèi)比較多，可以根據(jù)實(shí)際檢測(cè)需求來(lái)進(jìn)行選擇。

3 ? ?土壤有機(jī)磷的化學(xué)測(cè)定過(guò)程研究

在土壤有機(jī)磷的化學(xué)測(cè)定過(guò)程中，涉及的因素眾多，每一項(xiàng)因素都有可能造成對(duì)具體測(cè)定結(jié)果的影響，因此就需要提前針對(duì)每一項(xiàng)可能造成影響的因素進(jìn)行分析和預(yù)判。比如說(shuō)在選擇提取劑時(shí)，不同類(lèi)型的土壤所適用的提取劑實(shí)際上是不同的，如果沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)選擇，就很有可能導(dǎo)致提取率不高，那么最終的有效磷元素檢測(cè)結(jié)果會(huì)偏低。同樣，提取的時(shí)間也需要保持在合理的范圍內(nèi)，如果時(shí)間過(guò)短，就有可能不發(fā)生反應(yīng)或反應(yīng)不完全同樣會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果數(shù)值偏低。

在對(duì)土壤進(jìn)行有機(jī)磷檢測(cè)之前，需要對(duì)這些土壤的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，依據(jù)所得到的結(jié)果選擇不同的化學(xué)測(cè)試方法。要確保化學(xué)檢測(cè)過(guò)程的反應(yīng)充分進(jìn)行，在適當(dāng)條件下可以進(jìn)行攪拌。為了提高反應(yīng)速度可以加入一些催化劑，但是這些催化劑中必須不能包含任何磷元素?？梢葬槍?duì)土壤有效磷檢測(cè)制定系統(tǒng)性的工作流程，使得每一項(xiàng)工作都能夠穩(wěn)步推進(jìn)。第一步是取樣，針對(duì)土壤進(jìn)行取樣，實(shí)際上也需要掌握科學(xué)的方法，否則就會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)土壤檢測(cè)區(qū)域得到的樣本不精確，不能夠代表該區(qū)域土壤的實(shí)際狀況，最終得到的有效磷數(shù)值不合理。應(yīng)采取隨機(jī)采樣的方法，對(duì)目標(biāo)檢測(cè)區(qū)域的多個(gè)位置進(jìn)行采樣，制定成不同的樣本，確保取樣范圍內(nèi)不存在其他可能存在的磷元素干擾。在一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，農(nóng)民為了實(shí)現(xiàn)增收，會(huì)在土壤中施加含磷元素的肥料，那么在靠近這些肥料的區(qū)域，磷元素含量是相對(duì)比較高的，這些區(qū)域也不能夠代表整個(gè)土壤區(qū)域內(nèi)的有效磷元素含量。

在獲取到優(yōu)質(zhì)的樣本之后，需要對(duì)不同的樣本同時(shí)進(jìn)行有效磷元素檢測(cè)，最終采取加權(quán)求平均值的方法得到平均有效磷元素含量值。所選擇的化學(xué)測(cè)試方法必須要能夠在確保檢測(cè)精度以及檢測(cè)結(jié)果可靠性的前提下，盡量降低檢測(cè)成本。所選用的化學(xué)測(cè)試試劑要容易獲取、價(jià)格低廉。國(guó)外的化工領(lǐng)域發(fā)展相對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)還是較為領(lǐng)先，關(guān)于土壤有效磷元素檢測(cè)方面也比較成熟，可以從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的檢測(cè)方法。

4 ? ?土壤有機(jī)磷的測(cè)定方法介紹

4.1 ?便攜式有機(jī)磷快速檢測(cè)儀

如今針對(duì)土壤有機(jī)磷化學(xué)檢測(cè)已經(jīng)出現(xiàn)了相應(yīng)的檢測(cè)儀器，能夠在縮小工作量的同時(shí)確保檢測(cè)的精度達(dá)標(biāo)。在獲取到土壤樣本之后，需要向土壤樣本中加入純凈水進(jìn)行稀釋?zhuān)缓髮⒌玫降囊后w倒入試管中，只需要灌滿(mǎn)試管的2/3區(qū)域即可。然后將便攜式有機(jī)磷快速檢測(cè)儀的電極頭直接伸入到試管中去，打開(kāi)開(kāi)關(guān)。等倒計(jì)時(shí)顯示完成之后，就已經(jīng)得到了相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果。這種方法需要進(jìn)行對(duì)照，要制作一個(gè)空白對(duì)照管，從顏色深淺來(lái)判斷。這實(shí)際上是一種定性檢測(cè)方法，具有一定的主觀因素影響。在發(fā)生反應(yīng)之后得到的液體呈現(xiàn)藍(lán)色，藍(lán)色越深，也就意味著有機(jī)磷的濃度越高[7]。

4.2 ?速測(cè)卡法

速測(cè)卡法同樣需要將土壤進(jìn)行稀釋?zhuān)玫交旌衔?。然后使用白色藥片?lái)蘸取提取液，經(jīng)過(guò)15 min左右的反應(yīng)時(shí)間，就可以進(jìn)行對(duì)比。這種方法也是通過(guò)定性觀測(cè)的模式來(lái)得到有機(jī)磷元素的含量。相對(duì)于便攜式有機(jī)磷快速檢測(cè)儀來(lái)說(shuō)，這種方法更加簡(jiǎn)便，并且成本比較低。但是其檢測(cè)精度會(huì)比較差，只能應(yīng)用在要求不太高的場(chǎng)合中。

4.3 ?石灰性土壤有效磷分級(jí)法

在土壤的分布中，不同的土層所擁有的有效磷含量是具有一定差異的。從表層開(kāi)始逐級(jí)往下，其含量是遞減的?？梢詰?yīng)用離子置換反應(yīng)，針對(duì)不同的檢測(cè)需求來(lái)對(duì)不同土層進(jìn)行取樣，使用無(wú)差別取樣方法。其中需要使用的溶解酶以及提取劑都需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算，避免構(gòu)成對(duì)有效磷檢測(cè)過(guò)程的不利影響。

4.3 ?碳酸氫鈉提取—鉬銻抗比色法

這種方法的適用性比較高，適用范圍比較廣，能夠有效地應(yīng)用在提取水解型磷過(guò)程中，確保磷元素能夠被精確檢定出來(lái)。但是這種方法容易受到土壤中所含有的雜質(zhì)的影響。針對(duì)這種情況比較科學(xué)的方法是調(diào)整萃取劑的濃度。如果發(fā)現(xiàn)土壤樣本中含有雜質(zhì)的鋁鈣離子，那么就需要盡量降低萃取劑的濃度。

4.4 ?測(cè)試注意事項(xiàng)

土壤有效磷測(cè)試過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)有效磷的含量比較高，超過(guò)了一定的界限，那么應(yīng)當(dāng)降低提取液的含量，確保萃取劑的酸度和堿度達(dá)標(biāo)，避免構(gòu)成對(duì)有效酶的不利影響[8]。所使用的試劑對(duì)溫度比較敏感，要嚴(yán)格控制好檢定測(cè)試過(guò)程中的溫度變化，盡量將溫度維持在一個(gè)合理的數(shù)值范圍，嚴(yán)格控制制取過(guò)程和濃度。相關(guān)測(cè)試人員也需要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法來(lái)開(kāi)展工作，避免一切人為因素的影響。在非定量檢測(cè)中，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析時(shí)，最好由多個(gè)不同的測(cè)試人員來(lái)同時(shí)判斷，避免個(gè)人主觀因素的影響。關(guān)于反應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)度需要進(jìn)行控制，確保反應(yīng)的充分性。

5 ? ?結(jié)語(yǔ)

文章對(duì)土壤有機(jī)磷檢測(cè)進(jìn)行了基本的介紹，并著重針對(duì)其中一些重要的區(qū)域進(jìn)行了深入分析。做好土壤有機(jī)磷檢測(cè)具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤可能存在的問(wèn)題，從而采取有針對(duì)性的化學(xué)治理方法進(jìn)行整治，提高土壤資源的利用率。要結(jié)合土壤的實(shí)際化學(xué)性質(zhì)來(lái)選擇科學(xué)的化學(xué)測(cè)試方法，這樣才能夠得到更加真實(shí)可靠的結(jié)論。

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