不同方法浸提測定土壤交換性鈣鎂的效果

裘希雅，許 杰，蔣玉根，何旭華，顧萬帆

(浙江省富陽市農業技術推廣中心，浙江 富陽 311400)

鈣鎂是作物必須的中量營養元素。土壤交換性鈣鎂含量的多少是反映土壤鈣鎂供應能力的一個重要指標，酸性、中性土壤交換性鈣鎂的測定是測土配方施肥項目中土壤檢測的必測項目。測土配方施肥項目開展需要采集檢測大批量的土樣，傳統的中性乙酸銨溶液攪拌、離心，收集清液的方法因為耗時、費力不適宜批量測定，對項目開展的時效性產生了一定影響。為探討更省時、方便、實用的測試方法，采用中性乙酸銨溶液進行振蕩浸提，方法簡捷、省時、節本，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

本次實驗用土壤樣品為國家標準物質研究中心提供的GBWO7416標準樣品。鈣標準值μ(1/2 Ca2+)= 4.20 cmol·kg-1，不確定度 σ=0.80 cmol·kg-1。鎂標準值μ (1/2mg2+)=1.21 cmol·kg-1，不確定度 σ =0.12 cmol·kg-1。

1.2 方法

實驗設計4種對土壤樣品的浸提方法:乙酸銨-離心機浸提;乙酸銨-振蕩浸提5min;乙酸銨-振蕩浸提15min;乙酸銨-振蕩浸提30min。浸提液均用原子吸收分光光度計測定交換性鈣鎂含量。每種方法重復8次。

離心浸提的方法按《測土配方施肥管理與技術培訓教材》進行。

振蕩浸提法步驟。稱取通過2mm孔徑篩的風干試樣2.50 g。放入150mL具內蓋的塑料瓶內，精確吸取50mL乙酸銨浸提劑，在20℃恒溫下分別振蕩5，15，30min，立即過濾于干燥的100mL具塞塑料瓶中，加入 2.5～5mL 3%的 SrC12·6H2O溶液，直接上原子吸收分光光度計檢測［1］。同時做平行空白實驗。

交換性鈣標準溶液:吸取100μg·mL-1的鈣標準溶液 0.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL分別放入100mL容量瓶，各加入2.5～5mL 3%的SrC12·6H2O，用1 mol·L-1乙酸銨溶液定容，即為 0.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00μg·mL-1鈣標準系列溶液。

交換性鎂標準溶液:吸收50μg·mL鎂標準溶液0.00，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00mL分別放人100mL容量瓶，各加入2.5～5mL 3%的SrC12·6H2O，用1 mol·L-1乙酸銨溶液定容，即為 0.00， 0.50， 1.00， 2.00， 300， 4.00μg·mL-1鎂標準系列溶液。

分別選用鈣鎂空心陰極燈測定鈣鎂離子的吸收值，減去空白值后 (空白值為負數不減)即為鈣鎂測定液濃度。據此繪出交換鈣鎂的標準曲線。

測定結果計算。交換性鈣:C×V×D/(M×20.0×10)或C×V×D/M;交換性鎂:C×V×D/(M×12.2×l0)或C×V×D/M。

式中:C光度計測定的待測元素除去相應倍數空白值的濃度，μg·mL-1;M試樣質量，g;D分取倍數，浸出液總體積/吸取浸出液體積，本實驗中浸出液直接上機測的，分取倍數為1，經過稀釋的則為相應的稀釋倍數;V測定體積，mL;20.0和12.2為1/2Ca2+和1/2mg2+的毫摩爾質量。

1.3 儀器和試劑

恒溫振蕩機 (HZ9310K型，江蘇華利達儀器有限公司)，原子吸收分光光度計 (AA240型，VARIAN公司生產)，具內蓋的 150mL塑料瓶，100mL具塞塑料瓶，稀釋槍及一次性稀釋頭，10mL具塞比色管，漏斗，1 mol·L-1乙酸銨溶液。

2 結果與分析

2.1 交換性鈣

表1可見，Gmax值分別為1.4437，1.8560，1.9490，1.4990 cmol·kg-1，均小于G0.01=2.387 cmol·kg-1，G0.05=2.215 cmol·kg-1。可以認為，4種方法處理結果無異常值。其交換性鈣的平均值分別為4.15，3.85，3.94， 4.14 cmol·kg-1，與標準的絕對差值分別為 0.05，0.35，0.26，0.06 cmol·kg-1，均小于不確定度 σ=0.80 cmol·kg-1。可見，用振蕩法進行浸提，交換性鈣的測定結果均在允許誤差范圍內。不同的振蕩時間之間進行比較，振蕩30min時平均值與標準樣品的差值為0.06 cmol·kg-1＜0.26(振蕩15 min)cmol·kg-1＜ 0.35(振 蕩 5 min)cmol·kg-1，說明振蕩30min效果最好。經方差分析，4種浸提方法間有極顯著差異。

表1 土壤交換性鈣4種浸提方法的測定結果

2.2 交換性鎂

4種浸提方法處理的樣品交換性鎂測定結果見表2，Gmax值分別為 1.463，2.000，1.869，1.370 cmol·kg-1，均小于G0.05=2.215 cmol·kg-1，G0.01=2.387 cmol·kg-1。可以認為，4種浸提方法處理結果無異常值。其交換性鎂的平均值分別為1.22，1.15，1.18，1.20 cmol·kg-1，與標準的絕對差值分別為0.01，0.05，0.03，0.01 cmol·kg-1，均小于不確定度σ=0.12 cmol·kg-1。可見，用振蕩法進行浸提，交換性鎂的測定結果均在允許誤差范圍內。不同的振蕩時間之間進行比較，振蕩30min時平均值與標準樣品的差值為 0.01 cmol·kg-1＜0.03(振蕩 15min)cmol·kg-1＜ 0.05(振蕩 5min)cmol·kg-1，振蕩30min效果最好。經分析，4種浸提方法間有極顯著差異。

表2 土壤交換性鎂4種浸提方法的測定結果

2.3 離心法和振蕩30min的測定效果比較

從兩者對標準樣品測定的絕對差值比較:交換性鈣離心法為0.05 cmol·kg-1略好于振蕩30min的0.06cmol·kg-1，交換性鎂均為0.01 cmol·kg-1。可見，兩者相差不大，可相互替代。

從兩者方差分析經多重比較:交換性鈣、鎂的離心法和振蕩30min無顯著差異，振蕩5min、15min 2種方法和離心法有顯著差異，因此，振蕩30min的浸提法明顯優于另2種振蕩法，同時，可替代離心法。

從實驗時間、人力、物力比較:離心法耗時長、流程復雜、試劑用量大、勞動強度大，振蕩法則剛好相反。以做40個樣品為例，離心法需6～7 h、乙酸銨用量需10 L，振蕩法只需1.3 h、乙酸銨用量2 L。因此，用振蕩法浸提，既能提高工作效率，又能減少檢測成本。

從實驗的可操作性比較:離心法流程較復雜，從土樣潤濕、攪拌、離心，需要操作人員十分熟練的操作和大量的經驗積累，特別是乙酸銨溶液的浸提次數密切關系到交換性鈣的含量，不確定性較大。而振蕩法批量振蕩時間一致，影響因素少，測試數據穩定性及平行性較好。這點從兩者的標準偏差可以看出，離心法交換性鈣鎂的標準偏差分別為0.1039，0.0205，cmol·kg-1均大于振蕩法的標準偏差0.0667，0.0146 cmol·kg-1，說明振蕩法測定的平行性較好。

從各地開展實驗的需要比較:離心法是中華人民共和國農業行業標準，適用于計量認證實驗室或標準實驗室檢測需要;振蕩法適用于對實驗使用方法沒有嚴格規定的實驗室。

3 小結

根據實驗結果可知，振蕩法浸提測定土壤交換性鈣鎂的結果均在允許誤差范圍內，振蕩法從技術上可替代離心法。對不同振蕩時間進行浸提的方法比較，振蕩30min的交換性鈣鎂數據與標準的差值最小，標準偏差最小，且從多重比較分析結果看，振蕩30min是最佳選擇。

振蕩法操作過程簡單，所需試劑量小，時間節省，適宜于大批量樣品浸提，比較適合測土配方施肥項目土壤交換性鈣鎂的測定。對大批量樣品進行檢測且無特殊要求時，可選擇省時省力的振蕩法。