土壤全磷测定1.0

实验报告

课程名称： 土壤学实验 指导老师： 廖敏 成绩：__________________

实验名称： 土壤全磷测定 同组学生姓名： 张逸涵 一、实验目的和要求 二、实验内容和原理 三、实验材料与试剂 四、实验器材与仪器

五、操作方法和实验步骤 六、实验数据记录和处理 七、实验结果与分析 八、讨论、心得

一、 实验目的和要求

1. 掌握土壤全磷的测定方法及其原理；

2. 了解土壤磷在作物生长中的作用，对土壤磷肥力营养状况评价及合理施肥。

二、 实验内容和原理

1. 土壤全磷（P）

是指土壤中各种形态磷素的总和。土壤全磷含量的高低，受土壤母质、成土作用和耕

作施肥的影响[1]。土壤中的磷可以分为无机磷和有机磷：无机磷以吸附态和钙、铁、铝等的磷酸盐为主，有机磷组成和结构较为复杂，尚不可知，但大多数以高分子形态存在。

2. 土壤样品的分解（HClO4—H2SO4消煮法）

利用HClO4分解样品，其为强酸和强氧化剂，能氧化有机质，分解矿物质。利用H2SO4提高反应温度，防止消化过程中溶液蒸干。

本法用于一般土壤样品分解率达97%～98%，但对红壤性土壤样品分解率只有95%左右。

3. 溶液中磷的测定（钼锑抗-硫酸比色法） 1） 原理

采用钼锑抗-硫酸体系测定。一定酸度下，正磷酸与钼酸盐络合形成磷钼酸多杂物，反

应式如下：

H3PO4+12H2MoO4→H3[PMo12O40]+12H2O

此体系试剂成分为H2SO4为5.5mol·L-1（H+），钼酸铵为10 g·L-1，酒石酸氧锑钾为0.5 g·L-1，抗坏血酸为1.5 g·L-1。在磷较少的情况下，一般都用更灵敏的钼蓝法，即在适宜试剂浓度下，加入适当的还原剂，使磷钼酸中的一部分Mo6+离子被还原为Mo5+，生成钼蓝，这是钼蓝比色法的基础。蓝色产生的速度、强度、稳定性等与还原剂

的种类、试剂的适宜浓度特别是酸度以及干扰离子等有关。

抗坏血酸之所以作为还原剂，是因其能与Fe3络合，保持溶液的氧化还原势。添加的催化剂酒石酸氧锑钾能在常温下加速显色，提高反应灵敏度，简化操作手续，使该方法有利于大批量样品分析。

2）配置

A溶液（5 g·L-1酒石酸氧锑钾溶液）：取酒石酸氧锑钾[K(SbO)C4H4O6]0.5g，溶解于100mL水中。

B溶液（钼酸铵—硫酸溶液）：取钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]10g，溶于450mL水中，缓慢加入153mL浓H2SO4，边加边搅。再将上述A溶液加入到B溶液中，最后加水至1L。充分摇匀，贮于棕色瓶中，此为钼锑混合液。临用前（当天），称取抗坏血酸（C6H8O5，化学纯）1.5g，溶于100mL钼锑混合液中，混匀，此即钼锑抗试剂。

4. 土壤全磷计算公式 土壤全磷（P）（g·kg-1）=

VV2

103 mV1

式中：ρ——待测液中磷的质量浓度（g·kg-1）； V——样品制备溶液的mL数； m——烘干土质量（g）；

V1——吸取滤液体积（mL）； V2——显色的溶液体积（mL）； 10-3——将μg数换算成的g·kg-1乘数。

三、 实验器材与仪器

1. 主要仪器

722型分光光度计、LNK-872型红外消化炉； 2. 试剂

浓硫酸（H2SO4，ρ≈1.84 g·cm-3，分析纯）、高氯酸（HClO4≈70%～72%，分析纯）、二硝基酚指示剂溶液（指示剂的变色pH≈3，酸性时无色，碱性时呈黄色）；4mol·L-1氢氧化钠溶液；2mol·L-1（1/2H2SO4）溶液；钼锑抗试剂；磷标准溶液（准确称取在105℃烘箱中烘干的KH2PO4（分析纯）0.2195g，溶解在400mL水中，加浓H2SO45mL，转入1L容量瓶中，加水至刻度。此溶液为50μg·m L-1P标准溶液。 吸取上述磷标准溶液25mL，即为5μg·m L-1P标准溶液）。

四、 操作方法和实验步骤

比色测定与标准曲线制作

五、 实验数据记录和处理

表1 土壤全磷测定数据记录表

注：磷质量浓度ρ（ug·mL-1）由图1曲线方程y = 0.7333x + 0.0164（贾沛菡组制得）代入得；

VV2

103=0.51 g·kg-1 mV1

将表1中所得值代入公式：土壤全磷（P）=

六、 实验结果与分析

本组土壤全磷含量为0.51 g·kg-1，符合南方酸性土壤全磷含量低于0.56 g·kg-1的一般规律。测得实验组显色溶液中含磷量在20-30ug区间内，因此较为准确。土壤中磷的含量与土壤质地、有机质含量有关。之前实验中，可以得出本组所用土壤为粘土，且有机质含

量中等。粘土含磷多于砂性土，有机质丰富的土壤全磷含量较高。因此上次实验中，有机质测定值高于本组的其他组，其全磷亦高于本组。且相同采样点，其耕层含磷量一般高于底土层。

土壤有效磷是土壤中可以被吸收的组分，包括全部水溶性磷、部分吸附态磷以及有机磷。对土壤磷的调控可通过提高土壤有效磷的含量来实现，具体方法[2]：

① 调节酸碱度：pH6.5-6.8为最适酸碱度，本组采样点的酸性土壤可以通过施加石灰来调节pH至中性，以减少磷的固定作用。

② 提高有机质：有机质越高，其矿化提供部分无机磷，土壤固磷作用往往越弱；或有机阴离子与磷酸根竞争固相表面吸附位点，减少吸附态磷。

③ 土壤淹水：淹水后，酸性土壤中磷的有效性因pH上升引起Fe、Al形成沉淀，而减少其对磷的固定。同时，包被于磷酸表面的铁质角膜还原，土壤中闭蓄态磷有效性提高。

磷是植物必需元素之一，植物以磷酸盐的形式（H2PO4-、HPO42-、PO43-）吸收土壤磷。土壤磷充足时，植物生长发育良好，抗旱、抗寒增强。土壤磷，特别是有效磷不足时，植物体内各种代谢过程受抑制，导致植株生长迟缓、瘦弱、直立、分蘖分枝少，茎叶出现紫红色，根系发育不良，开花结实延迟，产量降低，各种抗性减弱[3]。

施用磷肥时，应注意：大多作物只在生长初期需要P，应该在农作物移栽前或移栽时施用。根据土壤的磷固持能力决定使用量。对于中等固持能力的土壤，春播作物在秋季施磷能有效提高磷利用率。在各种方法中，条施磷肥是最有效的。磷的移动性较差，损失相对较少，土壤全磷的增减主要取决于农田磷素的收支情况[4]，长期施用磷肥，土壤全氮表现为增加，增加幅度且随土壤类型不同而不同。

七、 讨论、心得

问题1. 全磷测定过程中主要干扰有哪些？

① Fe3+：Fe在土壤中与磷共存于红铁磷矿、蓝铁矿中，其影响溶液的氧化还原电势，抑制蓝色的生成；

② As：As以H3AsO4存在，能与钼酸结合生成杂多酸；

③ Si：土壤中存在胶状硅（SiO·H2O），干扰比色，与钼酸生产蓝色硅钼杂多酸，使测量值偏高；

④ 酸度：酸度过高时，抑制钼酸，使MoO42-浓度变小，从而影响磷钼杂多酸形成，溶液颜色变浅，测量值偏低。

问题2. 相应干扰排除措施是什么？

① Fe3+：HClO4与Fe3+形成配合物从而抑制Fe对P比色的干扰；同时，抗坏血酸作还原剂，能保证Fe3+超过400 mg·kg-1时，其与之络合，保持氧化还原电势[5]； ② As：一般土壤中As含量低，还原速率较慢，灵敏度较磷低，不影响测定结果； ③ Si：HClO4的强脱水性，有利于胶状硅脱水，同时保持高酸度（0.4～0.8mol·L-1，H+）,磷钼杂多酸在较高酸度下形成[6]，抑制Si对P比色干扰。 ④ 酸度：控制适宜酸度。

问题3. 二硝基酚指示剂加入的目的是什么？

该指示剂变色点约为pH=3，酸性时无色，中性或碱性时呈黄色。此指示剂显色范围正恰好在钼锑抗体系最后显色酸度0.35-0.5 mol·L-1，H+范围内，因此能较为灵敏的提示反应终了。

问题4. 为什么消煮瓶口上加一个小漏斗？

起冷能回流作用，减少水分蒸发量。防止硫酸浓度因水分减少，而局部浓度过高。 问题5. 消煮液转移定容要注意什么？

转移时，需用玻璃棒引流，在刻度线以下沿瓶壁留下。为保证消煮液尽可能全部转移

至容量瓶，应该用蒸馏水洗涤硬质试管和玻璃棒2-3次，并将洗涤后溶液合并入容量瓶中。

定容时，加蒸馏水到接近刻度2-3cm时，改用胶头滴管继续滴加至刻度。注意溶液凹液面的最低处与刻度线相切，眼睛视线与刻度线呈水平，不能俯视或仰视。定容后，摇匀，盖上瓶塞后，贴上标签，注明配置溶液的负责人、成分、时间、注意事项。

参 考 文 献

[1] 土壤学实验指导. 中国林业出版社, 2019.

[2] 黄昌勇，徐建明. 2019. 土壤学[M]. 北京：中国农业出版社. [3] 植物生理学实验指导[M]. 高等教育出版社, 2019. [4] 土壤改良学[M]. 中国农业出版社, 2019.

[5] 王豁, 郑雅芬. 比色法测定土壤全磷中铁的干扰的消除[J]. 土壤通报, 1964, 2: 016. [6] 土壤农化分析[M]. 中国农业出版社, 2000.