石灰性、中性土壤有效磷测定中指示剂替代研究

2022-06-09刘琳琳李春江

北方水稻 2022年2期

杨洋，李楠，刘琳琳，郝宇，李春江

（辽宁省盐碱地利用研究所，辽宁盘锦 124010）

磷素是农作物生长和发育过程中必不可少的大量元素之一。同时，也是土壤养分测定的一个重要指标，在磷肥施用量中有具有指导作用。目前测定土壤有效磷的方法很多，包括全波长酶标法［1］，吸收光谱测量法［2］，高光谱法［3］，Olsen 法［4］等。本实验室主要采用地方标准（DB21-601-91）碳酸氢钠浸提、钼锑抗比色法，该方法适用于辽宁省石灰性、中性土壤（pH≥6.5）有效磷含量的测定，pH＜6.5 的酸性土壤可参照此方法并采用不同试剂进行提取。

在此方法中，指示剂选用二硝基酚来调节酸碱度，但是二硝基酚（2，4-二硝基酚或2，6-二硝基酚）对人体有较强的健康危害，例如，致突变性、DNA 抑制和生殖毒性等，同时也可通过吸入、食入、经皮肤等途径吸收，成人口服1 g 可致死［5］。二硝基酚在运输储存时还有一定的危险性，容易引起爆炸。现已被列入公安部《易制爆危险化学品名录》，很多厂家已禁售，购买非常困难［6］。因此，寻找一种二硝基酚的替代指示剂非常必要。

1 材料与方法

1.1 供试材料

辽宁省盐碱地利用研究所基地0～30 cm 土壤，过1 mm 筛孔风干。

1.2 仪器设备

电子天平，台式恒温振荡器，紫外可见分光光度计，数显恒温水浴锅等。

1.3 试剂配制

①二硝基酚指示剂称取0.2 gC6H3OH（NO2）2溶于20 mL 无水乙醇中，用去离子水稀释至100 mL。甲基橙指示剂：称取0.1 g 甲基橙溶于100 mL 去离子水中，摇匀即可。

②磷标液（5.0 mg／L）和钼锑抗显色剂参照DB21-601-91 中的方法。

1.4 实验方法

碳酸氢钠浸提：称取2.5 g 试样于200 ml 塑料瓶中，加入碳酸氢钠浸提剂50 mL，180±20 r／min，25 ℃震荡30 min 后，用无磷滤纸过滤。

二硝基酚指示剂测定方法：吸取25 mL 滤液于50 mL 容量瓶中，加入2 滴指示剂后摇匀，用硫酸和碳酸钠溶液调至微黄，加入5 mL 钼锑抗显色剂，用去离子水定容至50 mL，25 ℃下静置30 min，用700 nm 波长进行比色测定。替代指示剂测定方法与二硝基酚指示剂测定方法相同，用替代指示剂调节试液酸碱度。

替代指示剂标准曲线同标准（DB21-601-91）中标准曲线的方法，只是用替代指示剂调节试液酸碱度。

2 结果分析

2.1 替代指示剂的筛选

在地方标准（DB21-601-91）中，以二硝基酚（2，4-二硝基酚或2，6-二硝基酚）作为酸碱指示剂，其变色范围为pH2.4（无色）-4.0（黄色）。那么在寻找指示剂的时候可以选择靠近这个变色范围的指示剂。平时常见的指示剂有甲基橙、溴甲酚绿、酚酞等等，其中甲基橙变色范围为pH3.1（红）～4.4（黄），所以选取甲基橙为替代指示剂。

2.2 甲基橙与二硝基酚指示剂标准曲线对照

在选用这两种指示剂调节酸碱度时，均有明显的变色点出现。选用甲基橙作为指示剂，变色点由橙色变为红色。由二硝基酚做指示剂，磷浓度越大，蓝色越深；而用甲基橙做指示剂，磷浓度越大，红色越深，浓度越高越接近于蓝紫色。指示剂的颜色变化对于方程斜率影响不大。在磷浓度0.00～1.20 mg／L 范围内具有良好的线性关系，R2可以达到0.9992（图1）。

图1 两种指示剂标准曲线对照

2.3 实际样品与标准样品测定

本实验选取了7 个和一种标准物质，GBW07414（pH8.14）有效磷含量为13.8±2.3 mg／kg。分别用两种指示剂调节酸碱度，每个试样平行三次，最终数据以平均值表示，实验结果如表1 所示。在标准（DB21-601-91）中，平行测定结果允许土壤有效磷小于10 mg／kg 者不得超过0.5 mg／kg；10～20 mg／kg 者不得超过0.9 mg／kg。使用两种指示剂测得的土壤有效磷结果符合误差要求。标准物质作为质控样，可以验证试验的正确性，根据结果可以看出测得的有效磷含量在其标准范围13.8±2.3 mg／kg 内。