不同方法浸提测定土壤交换性钙镁的效果

裘希雅，许 杰，蒋玉根，何旭华，顾万帆

(浙江省富阳市农业技术推广中心，浙江 富阳 311400)

钙镁是作物必须的中量营养元素。土壤交换性钙镁含量的多少是反映土壤钙镁供应能力的一个重要指标，酸性、中性土壤交换性钙镁的测定是测土配方施肥项目中土壤检测的必测项目。测土配方施肥项目开展需要采集检测大批量的土样，传统的中性乙酸铵溶液搅拌、离心，收集清液的方法因为耗时、费力不适宜批量测定，对项目开展的时效性产生了一定影响。为探讨更省时、方便、实用的测试方法，采用中性乙酸铵溶液进行振荡浸提，方法简捷、省时、节本，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

本次实验用土壤样品为国家标准物质研究中心提供的GBWO7416标准样品。钙标准值μ(1/2 Ca2+)= 4.20 cmol·kg-1，不确定度 σ=0.80 cmol·kg-1。镁标准值μ (1/2mg2+)=1.21 cmol·kg-1，不确定度 σ =0.12 cmol·kg-1。

1.2 方法

实验设计4种对土壤样品的浸提方法:乙酸铵-离心机浸提;乙酸铵-振荡浸提5min;乙酸铵-振荡浸提15min;乙酸铵-振荡浸提30min。浸提液均用原子吸收分光光度计测定交换性钙镁含量。每种方法重复8次。

离心浸提的方法按《测土配方施肥管理与技术培训教材》进行。

振荡浸提法步骤。称取通过2mm孔径筛的风干试样2.50 g。放入150mL具内盖的塑料瓶内，精确吸取50mL乙酸铵浸提剂，在20℃恒温下分别振荡5，15，30min，立即过滤于干燥的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计检测［1］。同时做平行空白实验。

交换性钙标准溶液:吸取100μg·mL-1的钙标准溶液 0.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL分别放入100mL容量瓶，各加入2.5～5mL 3%的SrC12·6H2O，用1 mol·L-1乙酸铵溶液定容，即为 0.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00μg·mL-1钙标准系列溶液。

交换性镁标准溶液:吸收50μg·mL镁标准溶液0.00，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00mL分别放人100mL容量瓶，各加入2.5～5mL 3%的SrC12·6H2O，用1 mol·L-1乙酸铵溶液定容，即为 0.00， 0.50， 1.00， 2.00， 300， 4.00μg·mL-1镁标准系列溶液。

分别选用钙镁空心阴极灯测定钙镁离子的吸收值，减去空白值后 (空白值为负数不减)即为钙镁测定液浓度。据此绘出交换钙镁的标准曲线。

测定结果计算。交换性钙:C×V×D/(M×20.0×10)或C×V×D/M;交换性镁:C×V×D/(M×12.2×l0)或C×V×D/M。

式中:C光度计测定的待测元素除去相应倍数空白值的浓度，μg·mL-1;M试样质量，g;D分取倍数，浸出液总体积/吸取浸出液体积，本实验中浸出液直接上机测的，分取倍数为1，经过稀释的则为相应的稀释倍数;V测定体积，mL;20.0和12.2为1/2Ca2+和1/2mg2+的毫摩尔质量。

1.3 仪器和试剂

恒温振荡机 (HZ9310K型，江苏华利达仪器有限公司)，原子吸收分光光度计 (AA240型，VARIAN公司生产)，具内盖的 150mL塑料瓶，100mL具塞塑料瓶，稀释枪及一次性稀释头，10mL具塞比色管，漏斗，1 mol·L-1乙酸铵溶液。

2 结果与分析

2.1 交换性钙

表1可见，Gmax值分别为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。可以认为，4种方法处理结果无异常值。其交换性钙的平均值分别为4.15，3.85，3.94， 4.14 cmol·kg-1，与标准的绝对差值分别为 0.05，0.35，0.26，0.06 cmol·kg-1，均小于不确定度 σ=0.80 cmol·kg-1。可见，用振荡法进行浸提，交换性钙的测定结果均在允许误差范围内。不同的振荡时间之间进行比较，振荡30min时平均值与标准样品的差值为0.06 cmol·kg-1＜0.26(振荡15 min)cmol·kg-1＜ 0.35(振 荡 5 min)cmol·kg-1，说明振荡30min效果最好。经方差分析，4种浸提方法间有极显著差异。

表1 土壤交换性钙4种浸提方法的测定结果

2.2 交换性镁

4种浸提方法处理的样品交换性镁测定结果见表2，Gmax值分别为 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。可以认为，4种浸提方法处理结果无异常值。其交换性镁的平均值分别为1.22，1.15，1.18，1.20 cmol·kg-1，与标准的绝对差值分别为0.01，0.05，0.03，0.01 cmol·kg-1，均小于不确定度σ=0.12 cmol·kg-1。可见，用振荡法进行浸提，交换性镁的测定结果均在允许误差范围内。不同的振荡时间之间进行比较，振荡30min时平均值与标准样品的差值为 0.01 cmol·kg-1＜0.03(振荡 15min)cmol·kg-1＜ 0.05(振荡 5min)cmol·kg-1，振荡30min效果最好。经分析，4种浸提方法间有极显著差异。

表2 土壤交换性镁4种浸提方法的测定结果

2.3 离心法和振荡30min的测定效果比较

从两者对标准样品测定的绝对差值比较:交换性钙离心法为0.05 cmol·kg-1略好于振荡30min的0.06cmol·kg-1，交换性镁均为0.01 cmol·kg-1。可见，两者相差不大，可相互替代。

从两者方差分析经多重比较:交换性钙、镁的离心法和振荡30min无显著差异，振荡5min、15min 2种方法和离心法有显著差异，因此，振荡30min的浸提法明显优于另2种振荡法，同时，可替代离心法。

从实验时间、人力、物力比较:离心法耗时长、流程复杂、试剂用量大、劳动强度大，振荡法则刚好相反。以做40个样品为例，离心法需6～7 h、乙酸铵用量需10 L，振荡法只需1.3 h、乙酸铵用量2 L。因此，用振荡法浸提，既能提高工作效率，又能减少检测成本。

从实验的可操作性比较:离心法流程较复杂，从土样润湿、搅拌、离心，需要操作人员十分熟练的操作和大量的经验积累，特别是乙酸铵溶液的浸提次数密切关系到交换性钙的含量，不确定性较大。而振荡法批量振荡时间一致，影响因素少，测试数据稳定性及平行性较好。这点从两者的标准偏差可以看出，离心法交换性钙镁的标准偏差分别为0.1039，0.0205，cmol·kg-1均大于振荡法的标准偏差0.0667，0.0146 cmol·kg-1，说明振荡法测定的平行性较好。

从各地开展实验的需要比较:离心法是中华人民共和国农业行业标准，适用于计量认证实验室或标准实验室检测需要;振荡法适用于对实验使用方法没有严格规定的实验室。

3 小结

根据实验结果可知，振荡法浸提测定土壤交换性钙镁的结果均在允许误差范围内，振荡法从技术上可替代离心法。对不同振荡时间进行浸提的方法比较，振荡30min的交换性钙镁数据与标准的差值最小，标准偏差最小，且从多重比较分析结果看，振荡30min是最佳选择。

振荡法操作过程简单，所需试剂量小，时间节省，适宜于大批量样品浸提，比较适合测土配方施肥项目土壤交换性钙镁的测定。对大批量样品进行检测且无特殊要求时，可选择省时省力的振荡法。