常规浸提剂与联合浸提剂测定我国北方石灰性土壤有效磷钾的比较①

刘婷娜，苏永中，范桂萍，张 珂



常规浸提剂与联合浸提剂测定我国北方石灰性土壤有效磷钾的比较①

刘婷娜，苏永中，范桂萍，张 珂

(中国科学院西北生态环境资源研究院，中国科学院内陆河流域生态水文重点实验室，兰州 730000)

使用常规浸提剂与两种联合浸提剂Mehlich 3(M3)、ASI分别测定了中国8个地区10种土壤样品的有效磷、速效钾含量，分析比较了常规浸提剂与两种联合浸提剂测定土壤有效磷速效钾的差异性及相关性。统计分析表明，对于有效磷，M3、ASI两种联合浸提剂的浸提结果均大于常规浸提剂的浸提结果，且M3浸提剂浸提结果的变幅较常规浸提剂浸提结果相对较小，而精确度较高。相关分析表明，常规浸提结果与M3浸提结果呈极显著正相关(0.01)，相关系数为0.680。对于速效钾，M3浸提剂的浸提量较常规浸提剂相近，常规浸提量与M3浸提量呈极显著正相关(0.01)，相关系数为0.996。综合而言，M3这种联合浸提剂是测定土壤有效磷、速效钾的理想浸提方法。

常规浸提剂；M3联合浸提剂；ASI联合浸提剂；土壤有效磷；土壤速效钾

土壤有效养分的测试主要包括土壤有效磷、速效钾浸提与测定，它是监控土壤肥力水平与土壤污染程度的有效手段，随着现代分析技术和自动化精密分析仪器的快速发展，影响样品有效磷、速效钾测定的关键因素是有效磷、速效钾的浸提。测定土壤有效磷的常规浸提剂主要是0.5 mol/L NaHCO3(Olsen-P)，浸出液中的磷可以通过钼锑抗比色法测定；测定土壤速效钾的常规浸提剂是1 mol/L NH4OAc，浸提液用火焰光度计测定[1]。在土壤养分常规测定中，针对不同的土壤类型采用不同的浸提剂，这种方法浸提时间长，操作复杂，费工、费时，效率低、成本高，从而不利于大批量和快速测定。

因此，为了提高测试工作效率，探索最佳的土壤联合浸提剂已非常必要。国内外许多土壤专家一直在研究、寻找能浸提多种土壤有效养分的通用浸提剂或联合浸提剂、多元素浸提剂等，主要包括AB –DTPA 和0.01 mol/ L CaCl2等试剂。当前对土壤联合浸提剂的研究已经取得了一些显著效果的有：Morgan 试剂、Mehlich 3 试剂(M3)、Mehlich 1试剂(M1)、Soltanpour-Swab试剂(AB-DTPA)和ASI 浸提剂[2-5]，其中M3、ASI这两种联合浸提剂适用于各种土壤。

为此，本研究采集10 种土壤类型分别用常规浸提剂和联合浸提剂M3、ASI 分析其土壤有效磷、速效钾的含量，并对常规浸提剂与联合浸提剂的测定值进行比较，研究其差异性和相关性，评价其适用性，以期弄清两者的差异性和适用性。

1 材料与方法

1.1 供试土样

从中国8 个地区采集了10 种土壤样品，采样地点及供试土壤的基本性质见表1。本试验统一采用0.25 mm 风干过筛的土样进行测定。

1.2 仪器

紫外分光光度计和火焰光度计。

1.3 测定方法

1.3.1 常规法浸提剂 土壤有效磷：0.5 mol/L NaHCO3浸提(Olsen-P)，土壤速效钾：1 mol/L中性NH4OAc 浸提(NH4OAc-K)。

1.3.2 联合浸提剂 M3法浸提液[6]：0.001 mol/L EDTA + 0.015 mol/L NH4F + 0.25 mol/L NH4NO3+ 0.2 mol/L HOAc + 0.013 mol/L HNO3，pH2.5。ASI 法浸提液[6]：0.25 mol/L NaHCO3+ 0.01 mol/L EDTA + 0.01 mol/L NH4F。

1.4 操作步骤

常规法测定有效磷称土2.5 g，加0.5 mol/L NaHCO3浸提液50 ml，液土比是20︰1。测定速效钾称土5 g，加入1 mol/L中性NH4OAc浸提液50 ml。联合浸提剂测定时M3法的液土比是10:1，ASI法的液土比是20︰1。浸提后有效磷使用钼锑抗比色法测定，速效钾使用火焰光度法测定。

1.5 统计方法

使用SPSS 10.0对测定结果进行统计分析，其中不同方法测定结果的比较使用单因素方差分析(One-Way ANOVA)。

表1 供试土壤的基本化学性质

2 结果与讨论

2.1 测定均值的比较

2.1.1 土壤有效磷 由表2可知，M3-P、ASI-P的测定值较大，平均值分别为17.64、24.03 mg/kg，而Olsen-P的测定值较小，平均值为7.18 mg/kg。M3-P、ASI-P平均值分别是Olsen-P的2.46倍和3.35倍。可见，M3-P、ASI-P两种联合浸提剂的浸提结果均大于常规浸提结果，沈仁芳和蒋柏藩[8]在研究中同样发现M3-P的测定值比Olsen-P大，大约是后者的2.3倍。可见联合浸提剂对土壤中不同形态的磷皆有浸提作用，这与成瑞喜和刘景福[9]、李贵华[10]研究结果一致。本试验中ASI-P测定时采用与Olsen-P相同的水土比(20︰1)，结果发现除漠钙土(H)、黄绵土(I)、麻灰黑土(K) 3种土壤以外，其他供试土壤的标准差均小于Olsen-P的标准差；而M3-P法的水土比为10︰1，其测定10种土壤的标准差也均小于Olsen-P，这与以前的研究中常规法Olsen-P的精确度高的结论不一致[11]。这可能是由于常规法采用的液土比是20︰1，因此，针对常规方法可在测定时适当降低水土比。从浸提土壤有效磷的测定结果、操作时间、方法来看，由于M3试剂不但本身稳定，便于实验室人员大批测定配制和长期储存，而且M3法震荡时间短、操作方便、结果稳定。因此，3种浸提方法中M3浸提方法最好。

2.1.2 土壤速效钾 由表3可知，M3-K的平均值211 mg/kg，NH4OAc-K的平均值为216.67 mg/kg，M3-K的浸提量较NH4OAc-K浸提量相近，ASI浸提结果普遍小于M3的浸提结果。即M3的测定值一般较高，便于养分水平的分级。M3-K浸提结果与NH4OAc-K提取的钾之间结果相近，与其他研究结果一致[12-13]。因为M3法尚缺系统的丰缺指标，因此可依靠M3-K与NH4OAc-K的相关性换算出试用的丰缺指标。NH4OAc-K用1 mol/L乙酸铵浸提剂能提取土壤中有效性钾，而且振荡时间30 min；M3浸提剂能同时提取土壤中有效性的钾及其他元素，仅需振荡5 min，并可同时进行其他项目的分析。由此可见，M3这种联合浸提剂是测定土壤速效钾的理想浸提方法。

2.2 测定结果的准确度和变异

从试验结果中还可以看到，M3-P、ASI-P测定结果变幅较大，最大值分别是最小值的11.13倍、26.49倍, 而Olsen-P的变幅相对较小，其最大值仅为最小值的5.44倍，这与前人研究中Olsen法测定有效磷变幅较小的结果相同[15]。这是因为常规法Olsen-P的测定值受温度影响较大，在温差大时需要采取补救措施，这一问题已有相关研究并提出经验校正[16-17]。对于速效钾，M3-K测定的土壤速效钾的数值范围为66 ~ 913 mg/kg，平均值211 mg/kg，1 mol/ L NH4OAc-K测定的土壤速效钾的数值范围为56 ~ 1 020 mg/kg，平均为216.67 mg/kg。可见M3法提取的土壤速效钾量与NH4OAc法结果相近，这与以往国内外大量的研究结果相一致[12-13]。从试验结果的标准差来看，对于有效磷，除后3种土壤外，常规浸提剂的结果最差，这可能是由于常规法中水土比为20:1，取样量少，导致每次测定间的差异增大。M3浸提剂、ASI浸提剂测定有效磷的精确度较常规Olsen法高，且除土壤钾外，两种联合浸提剂的测定方法较常规方法的结果有显著差异，但有机质含量对测定结果的干扰在3种浸提测定方法的差异性比较上并不一致，如阿里潮砂土(C)有机质含量较低，而甘南草甸土(D)有机质含量较高，但3种浸提方法未出现显著性差异，而其余土壤的测定结果表现出常规浸提剂与其中一种联合浸提剂有显著差异 (<0.05)。对于速效钾，ASI浸提剂多次重复测定的结果重现性好，精密度高。

表2 三种分析方法土壤有效磷含量测定值的比较

注：同列数据大写字母不同表示同一土样不同测定方法间差异达到<0.05显著水平，同行数据小写字母不同表示同一测定方法不同土样间差异达到<0.05显著水平,下表同。

表3 三种分析方法土壤速效钾含量测定值的比较(K2O, mg/kg)

2.3 测定结果的相关性分析

2.3.1 土壤有效磷 由表4可知，常规浸提剂与M3浸提剂测定结果呈极显著正相关(0.01)，相关系数为0.680；M3浸提剂与ASI浸提剂测定结果呈极显著正相关(0.01)，相关系数为0.616；而ASI浸提剂与常规浸提剂之间无显著相关，这与熊桂云等[18]研究发现ASI-P与Olsen-P呈极显著正相关的结果不一致。

2.3.2 土壤速效钾 由表5可知，常规浸提剂与M3浸提剂测定结果呈极显著正相关(0.01)，相关系数为0.996，这与国内外大量研究结果一致[3, 12]。常规浸提剂与ASI浸提剂测定结果呈极显著正相关(0.01)，相关系数为0.910，这与熊桂云[18]的研究结果ASI-K 与NH4HOAc-K呈极显著正相关的结果一致；与丁英等[19]，袁家富等[20]研究ASI浸提剂和常规浸提剂测定土壤有效磷和速效钾的结果相近，认为两种浸提剂测定的土壤养分有较好的相关性。同时本研究也发现M3浸提剂与ASI浸提剂测定结果呈极显著正相关(0.01)，相关系数为0.920。

表4 不同测定方法所测土壤有效磷结果之间的相关性

注：* 表示相关性达到<0.05 显著水平，** 表示相关性达到<0.01 显著水平，下表同。

表5 不同测定方法所测土壤速效钾结果之间的相关性

2.4 M3法、ASI法测定值与植物吸收的相关性

从本试验的结果来看，对于土壤有效磷M3法与常规法呈极显著正相关，对于土壤速效钾M3法、ASI法均与常规法呈极显著正相关，但是，无论是ASI法还是M3法在不同土壤类型上浸提的有效磷含量都有较大的变异，要想推广ASI法和M3法还需要结合Olsen法的分级指标并根据田间栽培试验建立相应的养分丰缺指标。因此，探讨两种联合浸提剂测定有效磷、速效钾与作物养分的吸收性十分必要。

目前，常规土壤速效养分的测定方法都是经过大量的研究证明了其土壤测定值与植物吸收具有较好的相关性，即浸提出的速效养分含量可以代表植物吸收速效性的水平，常规法已被广泛应用于农业生产中。杨俐苹等[21]的研究表明ASI法测定的土壤磷、钾与作物吸收有良好的相关性。席家军等[22]研究甘肃河西走廊灌漠土、陇中黄绵土、陇东黑垆土和陇南褐土的结果显示ASI法和M3法的测定值与植物生物量的相关系数都大于Olsen法，说明两种方法的测定值与植物吸收的相关性较好。甄清香等[23]的研究结果也显示M3提取的磷与作物的产量有很好的相关性。成瑞喜等[9]测定中，酸性土壤有效磷含量的试验表明，ASI法测定值与高粱幼苗生物产量、植物吸磷量均呈极显著相关。金继运[24]的报道显示了ASI法已在我国13个省104个土壤中进行了盆栽试验，且绝大部分的试验是成功的，依据化学分析和吸附试验所确定的最佳处理都获取了最大的或接近于最大的干物质生物量。在山东、河北、吉林和黑龙江的十几个土壤上，依据盆栽时研究结果，选择1 ~ 4个元素进行了田间试验研究，结果表明，盆栽试验中发现的严重影响干物质产量的主要养分限制因子，在田间试验中也都得到了验证。杨佩珍等[25]应用ASI法施肥推荐，研究了上海松江区佘山镇将凤农场的耕地土壤养分，结果表明，麦子产量与土壤速效养分含量密切相关。但是，吴志鹏和张家侠[26]与胡德春等[27]的研究显示在分析有效磷含量较低的土壤时，联合浸提剂与常规方法没有达到极显著的相关性或无相关性，因此在诊断土壤缺磷状况时可能存在一定的问题，这有待于进一步研究解决，这就需要我们进行进一步的田间试验来研究其与植物吸收的相关性，确立ASI法和M3法在不同土壤类型上的养分丰缺指标和施肥推荐模型，最终来指导农业生产。

3 结论

采用常规浸提剂与两种联合浸提剂测定土壤有效磷，就10 种土壤整体而言，M3 浸提剂测定土壤有效磷的结果最好，且M3 浸提剂与常规浸提剂呈极显著正相关。3 种浸提剂测定土壤速效钾的结果来看，M3 浸提剂提取的土壤速效钾量与常规浸提剂提取的钾量结果相近，且3 种浸提剂之间两两呈极显著正相关，说明M3、ASI 浸提剂均适合速效钾的测定，而且与常规浸提剂呈极好的相关性。可见，M3 这种联合浸提剂是测定土壤有效磷、速效钾的理想浸提剂。

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Comparison Between General Extracting Agent and CombinedExtracting Agent in Determining Available-P and Available-K Contents in Calcareous Soil

LIU Tingna, SU Yongzhong, FAN Guiping, ZHANG Ke

(Northwest Institute of Ecological Environment Resources, Chinese Academy of Sciences; Key Laboratory of Eco-Hydrology in Inland River Basin, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China)

Soil available-P and available-K contents were measured and compared by two combined extracting agents and general extracting agent for 10 soil samples collected from different regions of China. The results showed that available-P determined by two combinedextracting agents of M3 and ASI are greater than that by general extracting agent, and M3 method has a smaller variation but a higher accuracy. Significant correlation was found between M3 method and general method (0.01) with a correlation coefficient of 0.680. Available-K contents determined by M3 method was similar to that by general method, and significant correlation was existed between the two methods (0.01) with a correlation coefficient of 0.996. In a word, M3 combined extracting agent is an ideal digestion method in measuring soil available-P and available-K for calcareous soil.

General extracting agent; M3 combinedextracting agent; ASI combinedextracting agent; Soil available-P; Soil available-K

国家重点研发计划项目(1OY71OF71)和青年科学基金项目(1107Y511261)资助。

刘婷娜(1987—)，女，甘肃西峰人，硕士，工程师，主要从事土壤理化性状研究。E-mail: 632711516@qq.com

10.13758/j.cnki.tr.2018.05.010

S151.9+5

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