潘淑春
【摘 要】本文通过单因素试验,利用稳定度、精度和变异系数作为评价指标,优化土壤样品浸提液中硼含量测定方法.基于硼在弱酸性水溶液中易与甲亚胺生成黄络合物,在420 nm具有特征波长,在0～10 mg·10 ml-1测定范围内符合朗伯-比尔定律,灵敏度为0.0013mg·cm-2;同时,浸提液可直接利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)进行测定,其检出限为0.0041,变异系数为3.49％,通过与国家土壤有效态一级标准物质测试相比较,ICP-AES、比法变异系数分别为4.24％、20.82％,测定结果ICP-AES优于比法结果. 【期刊名称】《四川林业科技》
【年(卷),期】2015(036)003
南京321>2012诺贝尔生理学奖【总页数】4页(P106-109)
【关键词】土壤;有效态;甲亚胺;比法;等离子体发射光谱;变异系数
【作 者】潘淑春
【作者单位】成都综合岩矿测试中心,四川成都610081
【正文语种】中 文
【中图分类】S714.8
我国是一个长期依赖于农业资源与环境农业大国。土壤质量是决定农作物生长与产量的关键。土壤作为植物生长的营养库，承担养分运移作用，对作物生长、结果的影响远远超过预期。土壤有效态的研究，于20世纪后期开始出现，并且日益受到广泛关注。
元素在土壤中存在形态主要有以下4种:水溶态、交换态、难溶态以及有机结合态，其中能被植物吸收利用的称为有效态。这种速效养分多呈离子态，极易随水流失，而土壤胶体具有交换吸收作用，使部分养分贮存于土壤中，当植物吸收某些可溶性养分后，土壤胶体吸附的养分又被重新交换转入溶液中供植物使用，土壤的酸碱性在一定程度上影响这种供给能力。因此，研究土壤成分运动以及对植物的可给性，对农业的可持续性发展有着十分重要的意义。
国内测定森林土壤有效硼的方法主要有以下几种:直接电位法、石墨炉原子吸收光谱法、甲亚胺分光光度法、铍试剂Ⅲ分光光度法等化学分析方法。我国林业行业标准(LY/T1258-1999)［1］和全国农业技术推广服务中心编《土壤分析技术规范》采用甲亚胺-H酸比法，姜黄素比法测定有效硼的含量［2］，但在实际大批量操作过程中，上述测定方法存在可操作性差、耗时、稳定性差等缺点:其中姜黄素比法在蒸干时的蒸干程度较难掌握，不利于批量测试。面对四川省成都市经济区生态地球化学调查中大批量土壤有效态的测试任务，出一个简便、快捷、稳定性好、适合批量测试的测定方法是十分迫切的。
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本文对辽宁开源、河南安阳、四川简阳、湖北黄梅、江西鹰潭、广州花县6个采样林地的土壤有效态标准物质，参照相关林业、农业行业标准方法，考察了煮沸浸提时间、滤液放置时间、过滤方式、不同称样量等因素对浸提结果的影响;对比了电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)法及甲亚胺分光光度法测定有效硼，证实了ICP-AES测定土壤中的有效硼，优于甲亚胺分光光度法。
1 实验部分
1.1 仪器设备及工作条件
(1)722N分光光度计。将灵敏度开关置于1档，选择开关置于T，在420 nm波长下开启仪器电源开关预热20 min，打开样品室上盖，调节0旋钮，使数字显示为00.0，调节%在样品架内放入空白溶液和待测溶液，将空白液置于测量位置，盖上样品室盖，调节100% 旋钮使数字显示为100.0。
(2)iCAP-6300型电感耦合等离子体发射光谱仪(美国Thermo Elemental公司)，射频发生器:输出功率1 150 W，频率27.12 MHz，反射功率＜5 W。蠕动泵转速100 r·min-1工作气体为氩气，冷却气流量(Ar)1.4 L·min-1，辅助气流量(Ar)0.5 L·min-1，积分时间8 s，观测高度15 mm。
1.2 标准溶液和主要试剂
(1)0.9 g·L-1甲亚胺溶液:称取0.9 g甲亚胺和2 g抗坏血酸，加100 mL纯水，微热溶解(分析时当天配制)。若无固体甲亚胺试剂，可分别配制1%H酸溶液及0.04%水杨醛溶液使用。
(2)10 g·L-1H酸溶液:在室温下溶解1 g 1-氨基-8萘酚-3，6-二磺酸氢钠于100 mL无离子水中，然后加入2 g抗坏血酸，使之溶解。若混浊可过滤后使用。溶液pH2.5此液需当天配制。
单体建筑
(3)0.4 mol·L-1水杨醛溶液:每 100 mL1+4 乙醇中加入水杨醛0.04 mL。
声纳系统(4)0.5 mol·L-1氯化钙溶液:5.55 g 氯化钙(分析纯)，加水100 mL溶解。
(5)缓冲溶液:取乙酸铵231 g溶于水中，稀释到1L，再加入67 gEDTA，此溶液pH6.7。
(6)硼标准溶液。
1)称取0.5720 g经40℃干燥过的基准硼酸(H3BO3)，用水溶解后，转入1 000 mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含100 μg硼。
2)移取5.00 mL硼标准溶液于500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含1 μg硼。
3)标准系列 准确吸取硼标准溶液0.00 mL、0.20 mL、0.40 mL、0.60 mL、0.80 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL，分别置于洗净的100 mL无硼容量瓶中，稀释至刻度。
1.3 样品分析步骤
吴文献事件称取10.00 g风干并通过2.0 mm尼龙筛的土样于150mL无硼锥形瓶中，按土水比1∶2，加入20 mL已煮沸的纯水，连接冷凝管，于已升温至160℃的电热板上煮沸5 min取下，加入4滴0.5 mol·L-1 CaCl2溶液，将其过滤，用塑料管承接，此液用于测定有效硼。
取1 mL1 g·L-1H酸溶液于10 mL干净无硼比管中，加2mL水扬醛溶液，摇匀。再加入3 ml缓冲溶液，立即加入4 mL待测液，摇匀后放置1 h，在(420～430)nm波长处，用1 cm比皿，用试剂空白溶液调吸收值到零，测显液的吸光度。
工作曲线的绘制:取标准系列溶液0.2 μg·mL-1、0.4 μg·mL-1、0.6 μg·mL-1、0.8 μg·mL-1、1.0 μg·mL-1、2.0 μg·mL-1、4.0 μg·mL-1于不同试管中，按上述样品显方法显，测定吸光度。以吸光度为纵坐标，以标准系列溶液含量为横坐标，绘制工作曲线。整个分析过程应用无硼玻璃或塑料器皿，以免污染。
结果计算
有效硼的质量分数以(mg·kg-1)表示，按式(1)计算:
式中:ω(B)——土壤有效硼的质量分数，单位为毫克每千克(mg·kg-1);
m1——由校准曲线查得显液中硼的含量，单位为微克(μg);
m——试样质量，单位为克(g);
103和1 000——换算系数;
D——分取倍数，20/4。
2 结果与讨论
2.1 煮沸时间实验
称取10.00 g标准物质，按实验方法煮沸3 min、5 min、7 min、10 min 进行浸提，将其干过滤，吸取浸提液显，在(420～430)nm波长下，测定溶液的吸光度，利用iCAP-6300(美国热电公司)ICPAES直接测定浸提液中硼含量，结果如表1所示。
表1 煮沸时间实验Tab.1 Boiling Time Test10 min GBW07412 辽宁开源棕壤 0.52 比法-6样品编号 土壤类别 标准值(10) 方法 煮沸3 min 煮沸5 min 煮沸7 min 煮沸0.47 0.49 0.54 0.50 ICP-AES 0.48 0.51 0.50 0.49 GBW07413 河南安阳潮土 0.60 比法
0.52 0.57 0.62 0.44 ICP-AES 0.52 0.64 0.55 0.51 GBW07414 四川简阳紫土 0.34 比法 0.44 0.36 0.40 0.38 ICP-AES 0.30 0.33 0.32 0.29 GBW07415 湖北黄梅水稻土 0.27 比法 0.40 0.30 0.28 0.31 ICP-AES 0.27 0.21 0.26 0.24 GBW07416 江西鹰潭红壤 0.34 比法 0.20 0.33 0.31 0.47 ICP-AES 0.18 0.34 0.33 0.41 GBW07417 广州花县赤红壤 0.28 比法 0.25 0.28 0.47 0.21 ICP-AES 0.19 0.29 0.24 0.22
通过表1实验数据可知:煮沸时间在(3～7)min对比法和等离子体发射光谱法均没有影响，因此选煮沸5 min浸提。
2.2 称样量实验
选取标准物质 GBW07412，分别称取5.00 g，10.00 g，20.00 g于3个三角瓶中，分别加入10 mL、20 mL、40 mL水，按测定方法浸提，显，比，滤液在ICP-AES上测定，得到结果见表2。
表2 称样量实验Tab.2 Sample Weight Test样品编号5.00 10.00 20.00标准值(10-6) 0.52±
0.14 0.52±0.14 0.52±0.14比法(10-6) 0.54 0.49 0.48 ICP-AES法(10-6)GBW07412 GBW07412 GBW07412称样量(g)0.54 0.53 0.50
由表2结果可知:当水土比固定为2∶1浸提，称样量对测定结果几乎无影响，介于土样中有效硼的含量以及所需溶液量，称取10.00 g样品测定。
2.3 过滤方式实验
分别称取标准样品10.00 g于4个三角瓶中，按测定方法浸提，冷却后转入塑料管中，放置24 h，显、比和放置24 h后直接于等离子体发射光谱测定，结果见表3。
表3 过滤方式实验(比法)Tab.3 Filter Test(Colorimetric Method)0.52±0.14 0.6±0.12 0.34±0.17 0.27±0.12比法结果(10-6) 1.41 0.58 0.53 0.42 ICP-AES结果(10-6)GBW07413 GBW07414GBW07415标准值(10-6)样品编号 样品编号0.46 0.59 0.31 0.27
由表3实验结果可知:未过滤仅放置过夜的浸提液比法测定值偏离真实值，其原因是溶液澄清度不够。而过滤与否对等离子体发射光谱法测定结果的影响可忽略不计。
