石灰性、中性土壤有效磷測定中指示劑替代研究

楊 洋， 李 楠， 劉琳琳， 郝 宇， 李春江

（遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧 盤錦 124010）

磷素是農(nóng)作物生長和發(fā)育過程中必不可少的大量元素之一。同時，也是土壤養(yǎng)分測定的一個重要指標，在磷肥施用量中有具有指導(dǎo)作用。目前測定土壤有效磷的方法很多，包括全波長酶標法［1］，吸收光譜測量法［2］，高光譜法［3］，Olsen 法［4］等。 本實驗室主要采用地方標準（DB21-601-91）碳酸氫鈉浸提、鉬銻抗比色法，該方法適用于遼寧省石灰性、中性土壤（pH≥6.5）有效磷含量的測定，pH＜6.5 的酸性土壤可參照此方法并采用不同試劑進行提取。

在此方法中， 指示劑選用二硝基酚來調(diào)節(jié)酸堿度，但是二硝基酚（2，4-二硝基酚或2，6-二硝基酚）對人體有較強的健康危害，例如，致突變性、DNA 抑制和生殖毒性等， 同時也可通過吸入、食入、經(jīng)皮膚等途徑吸收，成人口服1 g 可致死［5］。二硝基酚在運輸儲存時還有一定的危險性， 容易引起爆炸?，F(xiàn)已被列入公安部《易制爆危險化學(xué)品名錄》，很多廠家已禁售，購買非常困難［6］。 因此，尋找一種二硝基酚的替代指示劑非常必要。

1 材料與方法

1.1 供試材料

遼寧省鹽堿地利用研究所基地0～30 cm 土壤，過1 mm 篩孔風(fēng)干。

1.2 儀器設(shè)備

電子天平，臺式恒溫振蕩器，紫外可見分光光度計，數(shù)顯恒溫水浴鍋等。

1.3 試劑配制

①二硝基酚指示劑稱取0.2 gC6H3OH（NO2）2溶于20 mL 無水乙醇中， 用去離子水稀釋至100 mL。 甲基橙指示劑： 稱取0.1 g 甲基橙溶于100 mL 去離子水中，搖勻即可。

②磷標液（5.0 mg／L）和鉬銻抗顯色劑參照DB21-601-91 中的方法。

1.4 實驗方法

碳酸氫鈉浸提：稱取2.5 g 試樣于200 ml 塑料瓶中， 加入碳酸氫鈉浸提劑50 mL，180±20 r／min，25 ℃震蕩30 min 后，用無磷濾紙過濾。

二硝基酚指示劑測定方法：吸取25 mL 濾液于50 mL 容量瓶中， 加入2 滴指示劑后搖勻，用硫酸和碳酸鈉溶液調(diào)至微黃， 加入5 mL 鉬銻抗顯色劑， 用去離子水定容至50 mL，25 ℃下靜置30 min，用700 nm 波長進行比色測定。 替代指示劑測定方法與二硝基酚指示劑測定方法相同，用替代指示劑調(diào)節(jié)試液酸堿度。

替代指示劑標準曲線同標準（DB21-601-91）中標準曲線的方法， 只是用替代指示劑調(diào)節(jié)試液酸堿度。

2 結(jié)果分析

2.1 替代指示劑的篩選

在地方標準（DB21-601-91）中，以二硝基酚（2，4-二硝基酚或2，6-二硝基酚） 作為酸堿指示劑，其變色范圍為pH2.4（無色）-4.0（黃色）。 那么在尋找指示劑的時候可以選擇靠近這個變色范圍的指示劑。 平時常見的指示劑有甲基橙、 溴甲酚綠、酚酞等等，其中甲基橙變色范圍為pH3.1（紅）～4.4（黃），所以選取甲基橙為替代指示劑。

2.2 甲基橙與二硝基酚指示劑標準曲線對照

在選用這兩種指示劑調(diào)節(jié)酸堿度時， 均有明顯的變色點出現(xiàn)。選用甲基橙作為指示劑，變色點由橙色變?yōu)榧t色。由二硝基酚做指示劑，磷濃度越大，藍色越深；而用甲基橙做指示劑，磷濃度越大，紅色越深，濃度越高越接近于藍紫色。指示劑的顏色變化對于方程斜率影響不大。 在磷濃度0.00～1.20 mg／L 范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，R2可以達到0.9992（圖1）。

圖1 兩種指示劑標準曲線對照

2.3 實際樣品與標準樣品測定

本實驗選取了7 個和一種標準物質(zhì)，GBW07414（pH8.14）有效磷含量為13.8±2.3 mg／kg。分別用兩種指示劑調(diào)節(jié)酸堿度，每個試樣平行三次，最終數(shù)據(jù)以平均值表示，實驗結(jié)果如表1 所示。在標準（DB21-601-91）中，平行測定結(jié)果允許土壤有效磷小于10 mg／kg 者不得超過0.5 mg／kg；10～20 mg／kg 者不得超過0.9 mg／kg。 使用兩種指示劑測得的土壤有效磷結(jié)果符合誤差要求。標準物質(zhì)作為質(zhì)控樣，可以驗證試驗的正確性，根據(jù)結(jié)果可以看出測得的有效磷含量在其標準范圍13.8±2.3 mg／kg 內(nèi)。

表1 兩種指示劑在實際樣品和標準樣中的結(jié)果比較

3 結(jié)論

經(jīng)過理論分析和實驗對比驗證， 甲基橙可以作為二硝基酚的替代指示劑， 可用于遼寧省石灰性、中性土壤有效磷含量的測定。