Hans Journal of Agricultural Sciences
Vol.3 No.1(2013), Article ID:9665,3 pages DOI:10.12677/HJAS.2013.31001
Analysis and Comparison on Efficiency Determination of Soil Total Phosphorus Content with Two Kinds of Methods*
1Jining Product Quality Supervision and Inspection Institute, Jining
2Lunan Research Institute of Coal Chemistry, Jining
Email: #liaodazgq@163.com
Received: Jan. 3rd, 2013; revised: Jan. 7th, 2013; accepted: Feb. 4th, 2013
ABSTRACT：
To analyze soil phosphorus is one of the main items to soil in agricultural chemistry. This paper described the technique of determination of total soil phosphorus by colorimetry methods, and discussed the feasibility of the method with regression curve method. It was higher accuracy and rapider speed, and improved work effciency. And this can also enhance the accuracy and precision of the testing result in a certain degree and facilitate a large number of soil phosphorus analysis. It was also simple, sensitive and with good selectivity. It can be widely used for the environmental monitoring of phosphorus content in soil.
Keywords: Soil Phosphorus; Test; Imp Rove; Stability of the Color
二种测定土壤全磷含量方法测定效率的比较分析*
文衍秋1，郭 烨1，张国庆1,2#
1济宁市产品质量监督检验所，济宁
2鲁南煤化工研究院，济宁
Email: #liaodazgq@163.com
摘 要：
土壤中磷的分析是土壤农化分析的主要项目之一。本文介绍了显色方法测定土壤全磷的方法，并用回归曲线法讨论了方法的可行性，结果显示具有较高的测定精度和较高的分析速度，方便了大批量的土壤全磷分析工作，测试结果能够满足对土壤环境样品中磷含量的监测要求。
收稿日期：2013年1月3日；修回日期：2013年1月7日；录用日期：2013年2月4日
关键词：土壤全磷；测定方法；改进；颜色稳定性
1. 引言
磷是土壤中重要的大量营养元素，土壤中的磷素含量与植物生长直接相关，是普及土壤肥力的重要指标之一。土壤全磷量即磷的总贮量，包括有机磷和无机磷两大类[1]。因此了解土壤磷总贮量，对生产实践有一定的参考价值。土壤中磷的分析是土壤农化分析分析的主要项目之一。土壤全磷的测定方法之一原国标法GB9837-88，采用氢氧化钠熔融一钼锑抗混合试剂比色法在分析大批量的土壤样品时，存在着钼蓝颜色的稳定性超过30 min之后较差，比色液容易出现混浊的现象。土壤全磷测定的待测液制备，一般分为碱熔法和酸溶法两类。在碱熔法中以Na2CO3熔融分解最为完全，准确度较高，但熔融时需要铂坩埚，不适宜用于常规分析。在酸溶法中以H2SO4-HClO4法较好。此法对钙质土壤分解率较高，但对酸性土壤分解不易十分完全，结果往往稍微偏低。
土壤全磷的测定中第一步是待测液的制备，即使土囊中全部磷都进入溶液，第二步是溶液中磷的测定，待测液的制备方法有碳酸钠熔融法、NaOH碱熔法，HClO4-H2SO4消化法[2-4]，一般常用的为HClO4- H2SO4消化法。溶液中磷的测定可采用H2SO4体系的各种钼兰比色法，常用的有钼锑抗显色法、以及SnCl2，抗坏血酸，1,2,4-氨基萘酚磺酸还原的显色法，可根据各自的条件和可灵敏度高低的要求加以选择[5-7]。根据实际需要，可用钼锑抗法或SnCl2。其中SnCl2法灵敏度高，但显色条件要求严格，颜色不稳定，比色必须严格控制在一定时间内，因此大批样的测定，比较难掌握[8-10]。为了解决上述问题，我们用抗坏血酸法(Vc法)与SnCl2法进行了比较，并结合回归曲线方程进行讨论分析。通过利用50个土壤样品对SnCl2法与VC法测定全磷含量的测定效率进行了分析比较，对于提高土壤全磷含量测定精度和速度，以及大批量土壤全磷分析工作等具有一定参考价值。
2. 实验方法与步骤
我们从平原县土壤普查所用的样品中，取50个样品进行测定，测定结果全磷(P2O5%)含量在0.09%~ 0.19%之间，基本能够体现不同含量各类样品。
2.1. 待测液的制备
称取0.5 g样品(粒径小于0.25 mm)于消化管中，加4.0 mL浓硫酸，10滴高氯酸消化，消化液用水定容至50 mL。
2.2. 全磷的测定
2.2.1. SnCl2法
移取上述消化液2 mL于50 mL容量瓶中，然后加20~30 mL去离子水以及2,6-二硝基酚1滴，用2.8 M Na2CO3和2 M H2SO4分别调节酸碱度使之呈淡黄色，加2.5%钼酸铵-硫酸液2 mL摇匀，然后添加蒸馏水至刻度，接着加入2%SnCl2-甘油液2滴，定容，充分摇匀，10 min后在581-G光电比色计上用红色滤光片比色，一般控制在15 min分钟内完成为好。
2.2.2. VC法
移取消化液5 mL于50 mL容量瓶中，接着加去离子水水15~20 mL以及2,6-二硝基酚1滴与SnCl2法相同调节pH，加水定容至刻度，吸取5 mL于试管中，然后加定磷试剂5 mL，摇匀，盖塞密封，放入45℃水浴锅中恒温25分钟，取出冷却，在581-G光电比色计上用红色滤光片比色。(定磷试剂为8M H2SO4：水：2.5%钼酸铵：10%VC按1:2:1:1(以体积计)混合)。
3. 结果与讨论
3.1. SnCl2法与VC法的回归分析
我们通过上述方法，分别采用SnCl2法和VC法对平原县不同地区所取土样进行测试，表1为两种方法测定不同试样的结果统计与误差分析。
通过表1的统计数据，我们利用统计学和集合计算方法，计算方式如下：
；
；
；
；
；
；
；
；
3.1.1. 方程的回归拟合
通过统计方式计算过程如下：
由此可得方程：
，由此可
Table 1. Results of statistical and error analysis using SnCl2 method and VC method for the determination of different sample
表1. 采用SnCl2法和VC法测定不同试样的结果统计与误差分析结果
见两种方法测定全磷所得结果成直线关系，符合一般规律，可见之间有一定的关系。
3.1.2. 方程相关性检验
对所得测定结果用相关系数检验所得结果为：
。通过查表分析计算：
，
，其中
达到极相关水平，所以两者相关极密切。
结果计算过程如下
通过查表可得：
，
，则
。
3.2. 两方法差异性比较
我们用配对对比较法进行t检验得到：
。根据自由度
查表：
，
，
，所以两方法的差异不显著，所以SnCl2法和VC法两方法所测结果没有差异。
结果计算过程如下
由自由度
查表
，
则
。
3.3. 精密度的比较
为了比较两方法的精密度，我们对一个土样01-062(0~25)进行了多次重复测定，其结果见表2。
通过表2进行计算分析过程如下：
VC法：
Table 2. Results of accuracy and precision using SnCl2 method and VC method
表2. 采用SnCl2法和VC法的精密度分析结果
Table 3. Ultra difference analysis using SnCl2 method and VC method
表3. 采用SnCl2法和VC法的超差率分析结果
则变异系数：
SnCl2法：
则变异系数：
由此可见SnCl2法
值高于VC法，即VC法精密度高于SnCl2法。
3.4. 两方法超差率的比较
按技术规程规定全磷测定重复间相对相差小于5%，我们总计做样品50个，按成功和超差次数统计见表3。
由表3可见SnCl2法超差率远远大于VC法，这可能是由于VC法要求的显色条件宽(如酸度和其他干扰离子的浓度等)，颜色一经显色后稳定，且不受室温的影响(在室温低于20℃时，不会生成钼兰沉淀)的原因。由于SnCl2法显色后稳定时间短，需严格记时间，进行大批量样品测定时，必须按时间分批进行，由于在有限的时间内又要加SnCl2又要定容摇匀，一般需两人进行，否则出差错，VC法虽然保温需一定时间，但保温同时可以做其他样品，一人操作也很方便，因此我们认为，大批量样品的测定，还是以VC法比较容易操作。
4. 结论
通过实验和计算分析，VC法与SnCl2法有密切的正相关，精密度VC法高于SnCl2法。VC法的操作简便，相对稳定性也较好，适合于大批量试样的测定，在同样条件下，可以优选VC法。VC法测定土壤全磷优于传统的比色法，它不但结果准确，而且操作相对简单，测定结果可直接获取，不需要复杂的换算，具有操作简便、快捷、准确的优点。同时VC法的线性、精密度、灵敏度和准确度均达国家标准要求，可用于农业生产和研究中大批量快速分析土壤磷含量的实践。
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NOTES
*基金项目：国家质检总局科技计划项目(2012QK255)；山东省质监系统科技计划项目(2012KYZ31)；山东省优秀中青年科学家奖励基金计划(BS2010CL013)。江苏省科技支撑计划(BE2011125)；常州市科技支撑计划(CE20110017)。
#通讯作者。