劉征捷
(天津市園林花卉管理中心,天津 300018)
土壤是生物、氣候、母質、地形、時間等自然因素和人類活動綜合的產物,具有物理、化學和生物學綜合特性。土壤為植物生長提供著機械和生物支撐,為其生長提供水分、養分和空氣條件;支持大部分微生物群體的活動,來完成生命物質的循環;為人類的生存發展提供能量。
在園林綠化中,土壤是園林植物生長的基礎,對土壤的利用應根據園林植物生物學特性所要求的土壤條件,把園林植物種植在適宜其生長的土壤中,對已生長園林植物的土壤,應根據園林植物對土壤條件的要求,人為地調節和改良土壤酸堿及肥力等因素,以滿足園林植物需要的土壤條件。
為保障園林樹木及花卉長勢良好,在園林工程及園林養護中,首先應對土壤進行檢測,選擇符合國家或地方標準的土壤進行種植。土壤的檢測應遵照國家標準及行業標準,本文著重分析了園林行業土壤檢測的方法步驟,并針對日常檢測步驟中易出現的問題進行歸納總結。
1.1 土壤可溶性鹽分析。園林用土應首先進行可溶性鹽檢測,測定土壤中的全鹽量以及碳酸根、碳酸氫根、氯離子、硫酸根、鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子等8種重要離子含量。首先制備土壤水浸提液,一般以水土比5:1進行制備。用臺秤稱量50g土樣,倒入干燥的大錐形瓶中,用量筒量取250ml無二氧化碳水,震蕩3分鐘,過濾以獲得清澈溶液,濾液需完全清澈。在相同水土比情況下,浸提的時間越長,中溶鹽和難溶鹽被浸提處的可能性越大,越易產生誤差。根據實踐經驗,震蕩時間不宜超過3分鐘。
1.2 全鹽量的測定
1.2.1 質量法。搖勻并準確吸取50ml完全清亮的土壤浸出液,放入已知質量的玻璃蒸發皿,水浴蒸干,過程中少量多次加入10%~15%的過氧化氫,直至有機質氧化殆盡,殘渣呈白色。用105~110度烘箱烘干殘渣2小時,拿出在干燥器中冷卻30分鐘,反復多次重復此步驟,直至稱量的質量達到恒定,稱量結果質量差應小于等于1mg。加入過氧化氫時,要控制每次加入量,避免分解,產生氣泡過多,溶液飛濺使鹽分濺失。稱量時,天平內放置干燥劑,迅速稱量避免鹽分吸潮。質量法測得的結果相對準確,誤差較小,但是實驗過程較長,無法立即得到檢測結果,此方法適用于需要精準檢測結果的樣本。
1.2.2 電導法。提前打開電導儀預熱,將電極用去二氧化碳水反復沖洗,插入土壤浸出液,讀取電導儀顯示數值。
使用此方法進行檢測應注意,溶液的電導率會受溫度以及電極常數等因素影響,因此需將不同溫度下測得的電導值換算成25度的電導值。電導儀也需要定期校準。電導法操作簡單,檢測速度快,可立即得到檢測結果,適用于分析大批樣品,但是此方法相對質量法準確度略低。
1.3 重碳酸根和碳酸根的測定。制備硫酸標準溶液,并用碳酸鈉標定。(此處可以用硫酸也可以鹽酸,但如果后續要繼續檢測氯離子含量,則應選擇硫酸進行滴定,下一步可以直接測定氯離子含量。)準確吸取25ml土壤浸出液,放入150ml容量瓶,后加入1滴酚酞試液,溶液若呈紅色,則證明有碳酸根存在,用硫酸標準溶液滴定,隨滴隨搖,直至粉紅色不再出現,記錄消耗硫酸溶液的量,后再向溶液中加入2滴甲基橙,繼續用硫酸標準溶液滴定,直至溶液由黃色剛剛突變為橙紅色,再記錄硫酸標液的消耗量。如果溶液不顯紅,則證明無碳酸根的存在。直接加入甲基橙指示劑進行滴定,經過計算可得出碳酸根及重碳酸根的含量。該實驗過程中在硫酸標準溶液配制及標定中易出現誤差,應保證硫酸標準溶液的配制精準,以及用于標定硫酸的碳酸鈉溶液濃度的精準,在配制硫酸過程中應注意將濃硫酸加入水中,切忌將水加入濃硫酸中以免造成危險。在計算過程中要注意中和反應中分子式中H離子及OH根離子含量的比例。碳酸根及重碳酸根的檢測需在過濾后立即進行,以避免因放置過久今年儲液罐吸收或釋放二氧化碳而產生的誤差。
1.4 氯離子的測定。日常檢測中,氯根的測定一般使用硝酸銀滴定法。配置0.04mol/L的AgNO3溶液、0.02mol/L的碳酸氫鈉溶液以及50g/L的鉻酸鉀指示劑待用。向待測的土壤浸出液中逐滴加入碳酸氫鈉(0.02mol/L),直至溶液剛剛變為黃色,約3滴左右,使溶液PH值等于7。后向溶液中加入5滴鉻酸鉀指示劑,用硝酸銀溶液進行滴定,一遍滴定一遍搖勻,直至生成的磚紅色沉淀不再消失,即為滴定終點。硝酸銀溶液需用棕色瓶進行保存,滴定也應用棕色滴定管。通過記錄消耗的硝酸銀的體積,可計算得出氯離子的含量。
在本實驗中,如果遇到土壤中氯根含量過多,可能會導致滴定不出結果。出現這種情況,應將土壤浸出液用量減半或更少,再進行滴定。在滴定之前務必用碳酸氫鈉溶液將待測液的PH值調至7,因為鉻酸銀能溶于酸,溶液呈酸性的狀態下,鉻酸銀無法作為指示劑指示終點。
1.5 鈣離子和鎂離子的測定。日常檢測中常用EDTA標準溶液滴定法檢測鈣、鎂離子含量。配制0.02mol/L的EDTA標準溶液,2mol/L的氫氧化鈉溶液,PH為10的銨緩沖液(貯存于塑料瓶中防止吸入二氧化碳),K-B指示劑,鈣紅指示劑,鉻黑T指示劑。首先吸取25ML待測浸出液,放入150ml錐形瓶中,加入2ml氫氧化鈉,搖勻后靜置1分鐘,隨后用玻璃勺加入K-B指示劑少許,搖勻后,用EDTA標準溶液進行滴定,至溶液從酒紅色突變為純藍色,即為滴定終點,記錄消耗EDTA標準溶液量。經過計算可得到鈣離子含量。另取25ml待測液,加入1ml氨緩沖液,搖勻后,加入K-B指示劑少許,充分搖勻,后立即用EDTA標準溶液滴定,至溶液由酒紅色突變為純藍色終點,記錄EDTA消耗量。用兩次EDTA用量相減,再計算可得鎂離子含量。在實驗過程中應注意如果浸出液中碳酸根以及重碳酸根含量較高,則需要用鹽酸使之酸化并煮沸以去除二氧化碳,因為這兩個離子會延長EDTA的滴定終點。
1.6 硫酸根的測定。硫酸根的測定采用EDTA間接滴定法。配制1:4鹽酸溶液,PH10氨緩沖溶液,0.02mol/L的EDTA標準溶液,鋇鎂混合劑濃度為0.01mol/L。根據對待測土壤浸出液中的硫酸根離子的預測,準確吸取10~25mL浸出液置于150mL錐形瓶中,若待測液過少可適量加入高純水,后加入1:4鹽酸8滴,加熱至沸騰。加入適量鋇鎂混合劑(25ml待測液對應10ml鋇鎂混合劑)。繼續保持微沸5分鐘,冷卻后靜置2小時以上。向待測液中加入氨緩沖液2mL,后加入K-B指示劑,搖勻,用EDTA滴定至酒紅色突變為純藍色為止,記錄EDTA消耗量。另取25mL高純水,作空白實驗,記錄此時EDTA消耗量。用EDTA消耗量可計算出硫酸根含量。實驗過程中應注意,先對浸出液中的硫酸根離子進行粗略測定或判斷,以決定加入鋇鎂合劑的用量。如鋇鎂合劑加入量不足則會導致結果出現很大偏差。
1.7 鉀離子和鈉離子的測定。土壤中的鉀離子和鈉離子一般采用火焰光度計測定。首先制作鉀、鈉標準溶液,濃度為1000ug/mL,將鉀、鈉標液混合制得濃度為500ug/mL的鉀-鈉標液。配置0.1mol/L硫酸鋁溶液。根據鈉、鉀的含量,準確吸取5~25mL土壤浸出液,至于50mL容量瓶中,加入1~3mL的硫酸鋁溶液,用水準確稀釋至50mL。將鉀鈉標液準確稀釋至125ug/mL。用該標液配置成鉀鈉各為0、5、10、15、20、25、30、40、50、70ug/mL的標準溶液,用火焰光度計測定,以讀數為縱坐標,濃度為橫坐標繪制工作曲線。用火焰光度計測定待測液,讀取數值,在工作曲線中找到相應的濃度。即得到鉀與鈉的濃度。土壤中測得的水溶性離子總量應當等于測出的碳酸根離子、重碳酸根、氯離子、硫酸根離子、鈣離子、鎂離子、鉀離子、鈉離子之和。也可以以此來檢驗8個離子測定的準確度。
一般采用電位法直接測定土壤懸濁液。
首先稱取10g土樣溶于25ml去二氧化碳水,用玻璃棒攪拌兩分鐘,靜置30分鐘。用PH4.01、PH6.87以及PH9.18緩沖液校準電極,調節酸度計至儀器顯示數值與緩沖溶液PH值相同。待靜置滿30分鐘后,對懸濁液進行測定,待讀數穩定后,記錄待測液PH值。
以上總結了日常園林綠化用土的基本檢測項目,包含土壤全鹽量檢測,土壤鹽分8個離子檢測,土壤酸堿度檢測。在園林綠化施工中,應對土壤進行這些項目的檢測,進而分析土壤是否適合用作相應品種植物的種植。土壤直接決定了植物未來的生長情況,用優質的土壤作為園林綠化的種植土可以保障綠化的效果。在后期養護中,也應對土壤進行定期檢測,通過檢測結果分析植物在生長中出現的各類問題。