土壤中钾含量的测定方法.pdf

第 9卷 第 1 期 19 94 年 3月 河 北 林学院 学 报 JO U R N ALOF HEB EI FOERSTL RL EGE CYO Vol 9 N o l M ar 19 94 矛的 的的的 份 霉综合 述评 土壤中钾含量的测定方法 任丽 江康明 河北林学院墓抽部 保定 的1000 关健词钾素 定量测定 土壤 分类号 5 158 2 DE TERMINATIO卜丁孙IE THODSFORSOILPOT AS SIUM R en L ijia ngK a n g M ing 刀亡P u rt脚e 凡to fB a sc l Co ur se s H ebei F o re s一ry C o e l l ge B ao d l og 07I 0 0 0飞 K ey wor d s P o ta s siu m q u a nt ita tive d ete m r in ation 5 011 钾是植物必需的矿质元素中的三要素 N P K 之 一 它在植物的新陈代谢和生长 发育中占有重要地位 我国土壤全钾含量在 0 0 5 一2 5 之间 有 1 4一1 3 的耕地土壤 缺钾或严重缺钾 主要分布在长江以南 但北方地区也有缺钾的报道 解决这一问题的 主要对策有两个 一是施用钾肥 改造环境 使之适应于植物 二是选育耐低钾的植物品种 或基因型 即改造植物 使之适应环境 无论哪种方法 都需对土壤中各种形态钾的含量进 行正确可靠的分析侧定 下面分 3个方面论述土壤中钾含量的测 定方法 1 分析样品的制备 根据土壤 中钾素的存在状态和植物的 吸收性能 可将土壤 中钾素分为 4 部分 2 3 土 壤矿物钾 难溶性钾 非交换性钾 缓效钾 交换性钾 水溶性钾 速效钾 L l 全钾 土壤全钾测定样品熔融分解方法主 要有 5种 4 即 N aZc o 3碱熔法 N a0 H 碱熔 法 HF 一HC10 法 C a C o 厂N H Cl法 LiZCO 3一H3B 0 3 法或 L iZCO 3一BZO3 法 这些方法 的共同目的 就是通过熔融 或消化破坏 土壤的矿物晶格 把待测成分转移到溶液中去 上 述方法各有利弊 可根据实际情况选用 收稿日期 一993一10 04 修改稿收到日期 一 9 94 0 一2 河北林学院学报第 9卷 1 2 土坡缓效钾 土壤级效钾主要是指层状硅酸盐矿物层间和颗粒边缘那一部分钾 对于这部分钾的提 取 方法有 0 5N 或 o 7NHe一浸提法 一4N 或 14N 热 H Zs o 或 6N 冷 H ZSO 浸提法 以 及 INH N0 3 诸沸法等 s 目前以IN H No 3 诸沸法最通用 此法不仅浸提时间短 消耗 试剂量小及多次测定变异系数小 而且浸出的钾量与植物连续种植时吸收的钾量具有良好的 相关性 用 INHN0 3 诸沸法浸出钾量减去速效钾含量后即为缓效钾含量 13 土坡速效钾 土壤速效钾包括交换性钾和水溶性钾 我国6 0 年代多用钠盐作为速效钾的提取剂 如 M o馆a n 试剂 一oo ON ae 一或 N ao e 及 250 0N aN o 3 等 70年代后期 才采用 IN 中性 N H夕A c 作为提取剂的标准提取方法 一是因为 N H右与K 十半径相近 用H N言取代交换性 K 结果比较稳定 重现性好 二是 NH OA c 对火焰光度法测定无干扰 提取土壤速效钾的 另一种方法 是电超滤法 FUF EUF 技术在土壤养分有效度测定上 的应用研究 始 于7 0年代初 近年来已取得很大进展 一 国际上已正式提出 将此技术应用 于土壤 常规分 析 国外学者研究证明 EUF一K 与常规化学分析测得土壤钾有密切相关 例 如印度学者用茶园土测得 EUF一K 20 含量与NH o e一K gth io u r e a一K M organ一K 呈 极显著相关 分 别为 0 8 0 0 8 6 0 8 4 9 我国学者利用 EuF一K 值代表上 壤速效钾 含量也取得了较好的结果 6 另外 鉴于 EuF 技术可通过变温 变压及变时 来分析确定土壤 养分的释放速率 而常规上壤分析 只能测知上壤养分的数量 所以 植物 对养分的摄取量与 EUF测定值之间的相关性 比与土壤常规分 析值之间的相关性更加密 切 也更加显示了 EUF 技术的生命力 2 钾 的定量测定 钾的定量测定方法很多 具体方法可综 合成下图 重量法 四苯硼 纳重量法 化学分析法 钾的定量测定 容量法 四苯硼钠容量法 亚硝酸钻钠容量法 苦味酸法 氛铂酸法 高氯酸法等 可见分光光度法 冠醚一双苦胺萃取光度法 原子吸收光谱法 f 火焰光度计法 原子发射光谱法 仪器分析法 ICP发射光谱法 X一射线萤光光谱法 中子活化法 电化学 法 鬃 霎覆纂 滴定法 离子色谱法 四苯硼钠容量法和重量法等 是经典的化学分析方法 具有操作简便 准确度较高 结 第 1 期任丽江等 土壤中钾含量的测定方法 果较可靠等特点 特别是在缺少仪器的情况下 是测定K的较好方法 2 10 原子吸收光谱 法测定各种浸出液中K及其他元素的含量 是非常理想的 精度高于各种化学分析法 们 发射 光谱法 中的火焰 光度计法 是 K 含量测定的仪器分析法中最成熟的方法 之一 K 作为碱金属具有激发能低 谱线简单的特点 特别适合于用火焰光度计测定 上述各种方法 比较成熟 已有文献作专门介绍 这里不再赘述 2 1 冠酸一双苦胺萃取光度法测钾 此方法的原理是钾与双苦胺 六硝基二苯胺 H D 在碱性溶液中可形成 1 1 的络合 物 KD 用冠醚 苯并一15一冠一5一醚 B SH s 萃取进人有机相 在氯仿或甲苯等溶剂的 存在下 萃取 物 K D z B SH 仍 产生橙红色的颜色反应 颜色深浅与钾含量呈正相关 可将 有机相在 420nm 波长下进行比色分析 由于络合剂与钾有较好的络合选 择性 此 方法适合于大量其他元素存在下微量钾的测定 检出下限为0 smgL 一 1 2ICP 发射光谱法测钾 常见的 电感祸合等离子体 ICP 光源 是用高频电流感应线圈 将电能祸合到石英管 内 用 电火花引燃 使引发管内的 A r 放电 形成温度高达 6 0 0 0 一1 0oo c O K的等离子 体 被喷成雾状的试样溶液随 A几载气一起进人石英管内 并穿过等离子体核心区 高温下 分子分解成原子或离子 并受到激发而产生波长恒定的特征谱线 其强度便可用作定量分 析 ICP 光源的特点是灵敏度高 干扰少 稳定 工作曲线范围宽 它不仅用 于液体样品的 分析 也可直接分 析固体粉末 对于 K IcP 光源的检出下限可达到 00 8mgL 一 4 但 IC P 法的大量应用主要在包括K在内的土壤 植物样品多种元家同时测定方面 ICP 光源 的缺点是A r 消耗过大 2 3xe e 射线荧光光谱法测钾 如果以初级 X一射线作为激发光源照射样品物质 后者会立即发射出次级 X一射线或称 为 X一射线荧光 只要测得样品物质特征X 一射线荧光光谱的强度 并与标准样品 的同一谱 线强度对比 即可知道该元素的含量 这就是 X一射线荧光光谱法定量分析的理论依据 毛 振伟采用 x一射线荧光粉末压片散射背景内标法测定土壤中钾含量 取得了良好结果 测 钾时选择 R bd 散射线作内标 求 出 T I R从 值 用标样 中的推荐钾含量作出 Ik k TR 一 C k直线方程 再利用此方程计算待测土样中钾的含量 测得值与原子吸收光谱法相比 有 良好的精确度 并有制片 测量 计算简便 成本低 速度快等特点 适合于大量样品中钾 的测定 与X 一射线荧 光光谱法原理相似的 还有电子探针 X一射线显微分 析技术 电子探针是 用高速电子束轰击试样表面的微小区域 通过检测发射出的X 一射线波长和强度 确定该微 区内所含元素的种类和含里 同时可利用发射出的二次电子信号进行样品表面形态的观察 提供样品组织结构和元素分布之间的相互关系 电子探针的分析灵敏度很高 绝对检出限为 1 x l o一 一 1x10一 89 4 l 目前电子探针在土壤研究方面 主要用于粘土矿物表面和层间K 和 C a C 和C a 等离子 的置换过程观察 土壤矿物和结构体中元素的分布以及K 氏 C a S 等元素在根一土界面微域分布状况研究 2 4 中子活化分析法 用适当的粒子轰击样品中待测元素的原子 使之发生核反应 产生放射性同位素 然后 河北林学院学报第9卷 测定这些同位素的半衰期与射线的能量或强度 进行定性或定量分析的方法 即为活化分析 法 轰击粒子为中子则称为中子活化分析 核反应堆是最普通的中子源 中子活化分析在元 素分析领域得到公认 是 194 0 年核反应堆的出现及 196 0 年 G cL i 晶体和 下一谱仪的制造和 改进的结果 发展至今 中子活化分析已成为一种具高灵敏度 对于多数元素绝对灵敏度可 达 1 x 1 0一6一1x10 一 g 和高准确度 相 对误差可控制在3 以下 的非破坏性分 析方法 该方法已用于7 0多种元素的分析 象土壤这种在化学上非常复杂的样品 中子活化分析结 果常用于检验和核对常规分析的准确度 样品中K经中子源轰击后 产生 的同位 素 刁ZK 半 衰期为1 2 4 h 一射线能量为154 2 7 k e v 计数时间为d 3 6 2 5 钾电极法 用钾 电极可测定 溶液中的 K 此法的优点是设备简单 携带方便 并有一定的精确 度 适合于大批样品快速测定 但 N a NH 等对侧定具有一定的干扰 因此 本方法一 般用于中性 酸性土壤速效钾的测定 2 1 7 定量一般采取标准加人法 当样品量较大时 也可采用标准曲线法 土壤样品消解后 全钾也可 用此方法测定 2 6 示波极谱滴定法测钾 钾及其他碱金属 由于氧化还原电位相 当低 难以用极谱法测定 但当与化学分析法如 络合滴定相结合时 便可用交流示波极谱法 对钾进行快速准确的测定 高鹏等用示波极谱 滴定法测定土 壤全 钾含量 即是采用此方法 测定时 首先在碱性 条件下 用过量的 N a一T P B 沉淀剂 沉淀待测液中的K 十 滤出清液 以N a0Ac 为底液 用T 1 2S o 溶液 中的 们 十滴定剩余 的N a一T P B N a一T P B 在交流示波极谱图中有敏锐的切 口 切 口消失即为终 点 分析表明 此法 与N a一T P B 重量法相比 绝对误差仅为 0 0 0 一 0 0 3 结果基本一 致 且快速简便 3 流动注射分析 FA I 技术在大量样品分析中的应用 流动注射分析 F IA 是本世纪 7 0年代发展起来的一种高速连续流动分析技术 它可把 大量的分 光光度 比浊 荧光及电化学分析过程 实行管道化 从而达到提高分析速度和精 度 实现 自动化的目的 此项技术一出现 便在土壤氮 磷测定中得到迅速应用 并很快建 立 了包括钾 在内的其他矿质元 素的分析测试体系 常用的 F IA 检测方法 有分 光光度 法 离子选择电极法和原子吸收光谱法等 例如 F I A 技术的发明者之一的 Ru zik ca 用离子 选择电极的 F IA 法 分析了土壤浸出液中的 K 十 N a 和NO乳速度为 12 5 样 h H ans e n用同一 方法 分析了肥料 中的 K 和NO歹 一N 而用F I A比色法分析了P 和 N H 享 一N 国内也有 人建立了K N a c a M g 等元素的F I A 原子吸收光谱或火焰光度检测法 助 随着 F IA 分 析仪器的商品化 F I A 技术必将在测土施肥 营养诊断等大规模样品 的元素分 析 中 发挥 越来越重要 的作用 参 考文献 1 鲁如坤 我国土 坡N P K的基本情况 2 中国科学院南京土壤所 土坡理 化分析 土壤学报 19 89 2 6 3 28 一 286 上海 上海科学技术出版社 1978 一 2 1 14 1一5 一24 一31 132 第 l 期任丽江等 土壤中钾 含量的测定方法91 3 蒋梅茵 土坡含钾矿物中钾的固定与释放 土壤通报 982 3 4 4 4 9 4 方肇伦 仪器分析在土壤和生物学中的应用 北京 科学出版社 198 3 19 3 6 51 29 0 304 5 中国土城学会农 化专业委 员会 土城农业化学 常规分析方法 北京 科学出版社 198 4 11 2 祖1 6 6 周鸣铮 中国的测土施肥 土 坡通报 987 18 l 7 1 3 7Va nDiestA ed S e le ctedPa件r sf r omap plie a柱onofEUF盛na幼eultua rlProduet ion Pla ntand s oil 19 85 83 l l 20 5 8Nemeh tK 目 Ap PUc ado n ofEUFinag们 ultua rl Pro d ue t io n P l a otandsoi l 1982 6 4 l I 138 9 王家玉 电超滤在农业应用研究中的最新进展 土城 通报 198 6 7 4 9 0 19 2 1 0 李酉开等 四苯翻钠比浊法侧 定土壤 速效钾土城通报 1982 5 3 9 4 2 河南农业大学 新编仪 器分析 北京 中国科学技术出版社 19引 15 8 16 1 16 4 16 9 4 13一4 1 5 1 2 翁伯琦 陈涵 贞 冠醚一双苦胺萃取光度法测定土城和植物中的徽 l钾 土城通报198 4 15 5 23 3 2 1 3 毛振伟 x一射线荧 光粉末压片散射背景内标法侧定土城中的钾和磷 土镶通报 1987 18 6 28 6一28 7 14Cha ndler JA X一a rymic ro an a