05章土壤中磷的测定(精)

§ 5-1 概述 一、含量和形态
我国几种土壤的无机磷形态构成
（引自《中国土壤》P.379）
土 壤 pH 无 机 磷 形 态 构 成 比 例 （%） Al—P Fe—P Ca—P O—P
褐 土 黄潮土 黄棕壤 红 壤 砖红壤
ຫໍສະໝຸດ Baidu
8.0～8.5 7.5～8.5 6.0～7.0 4.5～5.5 4.5～5.5
② 特点：样品分解完全，常作为标准方法。
但样品分解完全，是标准方法。 NaOH熔点(321℃)比Na2CO3(853℃)低，可在较低的温度下 分解土样，缩短熔化所需要的时间。NaOH碱熔法可在银或 镍坩埚中分解土壤全磷或全钾，样品分解比较完全，操作 简便，已列为国家标准方法。
Na2CO3熔融法需要昂贵的铂金坩埚，操作较繁、费时，
2. 仪器设备：
分光光度计，消煮炉
§ 5-2 全磷的测定 二、 HClO4-H2SO4 消煮–钼锑抗比色法
3. 试剂：
（1）浓H2SO4 （2）70%-72%HClO4 （3）0.2% 2, 6-二硝基酚(或2, 4-二硝基酚) 指示剂 变色点约pH=3；pH＜3无色；pH＞3 黄色。 （4）磷标准溶液（ρ=5.00μg/mL)
（5）钼锑贮存溶液： （6）钼锑抗显色剂：
§ 5-2 全磷的测定 二、 HClO4-H2SO4 消煮–钼锑抗比色法
先配制钼锑混合液（贮存液），临用前再加入抗 坏血酸。现配现用，有效期24小时； 贮存于棕色试剂瓶中，最好放在冰箱中保存。 含有：10g∙L-1钼酸铵 [(NH4)6Mo7O24∙4H2O] 0.5g∙L-1酒石酸氧锑钾 [K(SbO)C4H4O6] 15g∙L-1抗坏血酸 [C6H8O5，Vc] 硫酸 5.5mol∙L-1, H+
2. 样品溶液中磷的测定
正磷酸 钼酸 磷钼杂多酸 偏钒酸铵 磷钒钼杂多酸 （黄色） 钼黄比色法
§ 5-2 全磷的测定 一、方法概述
钼酸铵 磷钼酸铵 (黄色沉淀)
还原剂 ―钼蓝” （蓝色） 钼蓝比色法
容量法 重量法
（含磷量高时） （含磷量中等时） （含磷量低时）
钼蓝比色法
（1）原理：
PO430.4~0.6mol(H+)/L
特别关注一下钼锑抗体系中各试剂在比色液中的 最终浓度：显色酸度 0.35 ~ 0.55 mol∙L-1，H+； 钼酸铵 1.0 g∙L-1； 抗坏血酸 0.8~1.5 g∙L-1； 酒石酸氧锑钾 0.024~0.05 g∙L-1。 钼锑抗体系是目前使用最普遍的，原因是： 灵敏度较高，接近SnCl2–H2SO4体系； 显色最稳定，显色的温度范围最宽； 受干扰离子的影响小； 还原剂与钼酸铵配成了一种钼锑抗混合溶液，也就 是：钼酸铵—酒石酸氧锑钾—抗坏血酸—硫酸混合 溶液，一次加入，简单方便。
水溶性磷离子是植物根系可直接吸收利用的磷。 由于根际微域土壤多呈酸性，主要吸收H2PO4-。
（2）吸附态磷
§ 5-1 概述 一、含量和形态
——土壤固相表面吸附的磷酸根离子。
以专性吸附（配位吸附）为主，还有非专性吸附 （阴离子交换吸附）。
酸性土中磷的专性吸附剂主要是铁、铝氧化物及其 水合物。石灰性土壤的方解石（CaCO3）对磷的配位 交换吸附亦为常见。
§ 5-1 概述 一、含量和形态
②Fe-P（磷酸铁盐） 以粉红磷铁矿FePO4· 2H2O为代表 ③Al-P（磷酸铝盐） 以磷铝石AlPO4· 2H2O为代表 ④O-P（闭蓄态磷） 氧化铁胶膜包被的磷酸盐。 存在形态受土壤pH的影响很大： 酸性土壤以Fe-P和Al-P为主； 石灰性土壤以Ca-P为主，且随Ca/P比的增加， 磷的溶解度和有效性降低； 中性土壤Fe-P、Al-P、Ca-P比例相当(1:1:1)。

③ 干扰离子的影响：

§ 5-2 全磷的测定 一、方法概述
Si 硅酸(H4SiO4) 能与钼酸结合生成杂多酸。 干扰的避免：调节溶液的酸度。因为磷钼酸在较 高的酸度(0.4~0.6 mol∙L-1, H+)下形成，而硅钼酸在较 低的酸度(0.1~0.24 mol∙L-1, H+)下形成。 As 砷酸(H3AsO4) 能与钼酸结合生成杂多酸。 干扰的避免：在加钼酸铵试剂之前先将砷还原成 亚砷酸。（虽然砷的干扰比较难克服，但一般不 会影响土壤磷的测定结果。） 3+ 影响溶液的氧化还原势，抑制蓝色生成。 Fe 干扰的避免：选用抗坏血酸作为还原剂，因为抗 坏血酸能与Fe3+络合，保持溶液的氧化还原势。 （用SnCl2作还原剂时，溶液中Fe3+≤20mg∙kg-1）
二、HClO4-H2SO4消煮 –钼锑抗比色法
§ 5-2 全磷的测定 二、 HClO4-H2SO4 消煮–钼锑抗比色法
1. 原理
在高温条件下，土壤中含磷矿物及有机磷化 合物与高沸点的H2SO4和强氧化剂HClO4作用，使 之完全分解，全部转化为正磷酸盐而进入溶液。 在一定酸度下，正磷酸根与钼酸铵作用生成磷 钼杂多酸，以适当的还原剂将其还原成“钼蓝”， 使溶液呈蓝色。 磷的含量与溶液蓝色的深浅成正比，可用分光 光光度法于700nm处测定。
2. 土壤无机态磷
§ 5-1 概述 一、含量和形态
（1）水溶态磷 —— 土壤溶液中的磷
包括：磷酸根离子（H2PO4-、HPO42-、PO43-）、 部分聚合态磷酸盐和某些有机磷化合物。
土壤溶液pH=7.2时，H2PO4-和HPO42-各占一半； pH＜7.2时，以H2PO4-为主； pH＞7.2时，以HPO42-为主。
蓝色的深浅与溶液中磷酸溶液的浓度成正比，在 700nm处用分光光度法比色测定。
（2）影响因素
① 还原剂的种类：

§ 5-2 全磷的测定 一、方法概述
无机还原剂：氯化亚锡（SnCl2）、亚硫酸氢钠 有机还原剂：抗坏血酸（Vc）、硫酸联氨、 1, 2, 4-胺基萘酚磺酸
氯化亚锡 灵敏度最高，显色快，但生成的颜色不 稳定。常用于土壤速效磷的速测方法。 抗坏血酸 生成的颜色稳定，干扰离子的影响小， 适用范围广，但显色慢，需要加温。 是目前应用最广泛的一种还原剂。
Chapter 5
土壤中磷的测定
本章主要内容
概述 土壤全磷的测定 土壤速效磷的测定 土壤无机磷形态的分级测定 土壤有机磷的分离测定
学习要求
了解土壤全磷测定的国家标准方法 了解钼兰比色法和钼黄比色法测定土壤 有效磷两种方法各自的优缺点。 掌握用0.5mol.L-1NaHCO3法测定土壤速 效磷的测定条件、原理、操作步骤及注 意事项。
4. 操作步骤
（1）消化：
二、土壤磷的主要分析项目 1. 土壤全磷量 2. 土壤有效磷含量 3. 土壤无机磷的分级测定 4. 土壤有机磷含量及分组
土壤有效磷
——土壤中对植物有效的那部分磷。
§ 5-1 概述 二、主要分析项目
包括水溶态磷、部分或全部吸附态磷和易矿化有效态有 机磷以及某些易溶解的沉淀态磷酸盐。 土壤有效磷在化学分析上的意义 —— 能与32P进行同位素交换或被某些化学试剂提取的磷。 （模拟植物吸收，以定量估计化学形态上对植物有效的 磷。） 其实，“有效磷”的化学涵义并不确定，因为同一 土壤用不同化学试剂提取的“有效磷”含量差异很大， 由此提出的土壤有效磷的丰缺指标也不相同。
HClO4 – H2SO4消煮法
① 原理：
§ 5-2 全磷的测定 一、方法概述
高氯酸：氧化有机质，分解矿物质； 抑制硅和铁对磷的比色测定的干扰 浓硫酸：提高消化温度；防止溶液蒸干
② 特点：
操作简便，是目前应用最普遍的方法。 分解率(97~98%)不及熔融法，但已达分析要求。 对高度分化的土壤（红壤、砖红壤）或有包裹态磷灰 石存在时，可能提取不完全，使测定结果偏低。 对有机质含量高的土壤，需注意有机质去除完全。
(NH4)2MoO4
§ 5-2 全磷的测定 一、方法概述
一定酸度下，溶液中的 正磷酸根与钼酸铵络合 生成磷钼杂多酸。
在还原剂的作用下， 磷钼杂多酸中的一部 分Mo6+被还原为Mo5+， 生成 “钼蓝” 。
分光光度法
H3[PMo12O40] 还原剂
H3PO4· 10MoO3· Mo2O5 或H3PO4· 8MoO3· 2Mo2O5
§ 5-2 全磷的测定 一、方法概述
目前使用最普遍的是钼锑抗混合指示剂。 其中含有： 钼酸铵 [(NH4)6Mo7O24∙4H2O] — 与磷酸反应 酒石酸氧锑钾 [K(SbO)C4H4O6] —加快显色反应 抗坏血酸 [C6H8O5，Vc] — 还原剂 硫酸[ H2SO4 ] — 提供所需的酸度
3.4～6.9 0.0～0.5 61～71 1.6～4.1 0.0～0.7 63～65 3.7～10 25～27 13～20 0.3～5.7 15～26 1.5～16 0.0～1.5 2.5～14 0.9～5.3
12～20 31～35 45～57 52～83 84～94
§ 5-1 概述 二、主要分析项目
§ 5-1 概述 二、主要分析项目
不同方法（提取剂）测定的土壤有效磷丰 缺指标比较（P，mg/kg）
有效磷分级 低 中等 较高 高 碳酸氢钠法 盐酸-氟化铵法 施磷肥反应 ＜5 5～10 10～18 18～25 ＜15 15～24 24～30 ＞30 显 著 较显著 不显著 无 效
注意：1. 土壤磷含量的表示方法（P2O5/2P＝2.29） 2. 有效磷含量须说明测定方法
（3）矿物态磷
包括含磷的原生矿物、次生矿物及其它含磷化合物。 占土壤无机态磷的99%以上。
①Ca-P（磷酸钙盐）
氟磷灰石[ Ca5(PO4)3F ] 磷酸八钙[ Ca8H2(PO4)6 ] 磷酸二钙[ CaHPO4 ]
以磷灰石为主。 氢氧磷灰石[ Ca5(PO4)3OH ] 磷酸三钙[ Ca3(PO4)2 ]
全国各地区表层土壤速效磷各含量级的面积
§5-2
方法概述
土壤全磷的测定
HClO4—H2SO4消煮–钼锑抗比色法
NaOH熔融—钼锑抗比色法
一、方法概述
1. 土壤样品的分解
(1) 目的： 使有机磷氧化成无机磷 使矿物质分解，释放出难溶性磷 使无机磷全部溶解
§ 5-2 全磷的测定 一、方法概述
土壤磷的形态可分为无机态磷和有机态磷两大类。
1. 土壤有机态磷
§ 5-1 概述 一、含量和形态
含量变化大，占土壤表层全磷的20～80%。 须矿化为无机磷后才能被植物吸收利用。 化学组成 目前大部分未知，已知者主要有3种。 植素类 —— 植酸与钙、镁等离子结合而成。占 土壤有机磷总量的20～30%。 核酸类 —— 含磷、氮的复杂有机化合物。占土 壤有机磷总量的1～10%。 磷脂类 —— 醇、醚溶性的有机磷化合物，容易 分解矿化为磷酸。约占土壤有机磷总量的1%。
注：锑的存在大大加速了抗坏血酸的还原反应，且 在室温下也能显色。这是因为：锑与磷钼酸反应生 成磷锑钼三元杂多酸，抗坏血酸在室温下就能迅速 将磷锑钼三元杂多酸还原为蓝色的络合物。
§ 5-2 全磷的测定 一、方法概述
② 试剂浓度（尤其是酸度）：



钼酸铵浓度和还原剂用量要适宜，使一定浓度 的磷产生最深、最稳定的颜色。 如果酸度过低，虽然显色快，但稳定时间较短； 如果酸度过大，则显色变慢。因而在用钼蓝比 色法测磷时，酸度的控制非常重要。 不同方法所要求的适宜试剂浓度不同。参照教 材PP.73表5-1中三种钼蓝法的各种试剂在比色 液中的最终浓度。
§5-1
概述
土壤磷的含量、形态 土壤磷的主要分析项目
一、土壤磷的含量和形态

§ 5-1 概述 一、含量和形态
我国土壤全磷（P）含量在0.2～1.1g/kg范围内， 并有从南到北渐增的地域变化趋势。

土壤含磷量主要取决于母质类型。
耕地土壤受耕作施肥等人为因素的影响，全磷量 的局部变异很大。
(2) 方法： 碱熔法：Na2CO3、NaOH 强酸消煮法：HClO4–H2SO4、HF–HClO4 干灰化法：高温灼烧后再用酸浸提
碱熔融法
① 原理：
§ 5-2 全磷的测定 一、方法概述
土壤硅酸盐的溶解度决定于硅和金属元素的比例以及金 属元素的碱度。硅和金属元素的比例愈小，金属元素的碱 性愈强，则硅酸盐的溶解度愈大。用Na2CO3 或NaOH熔化土 样，即增加样品中碱金属的比例，促进硅酸盐的分解，以 利于各种元素的溶解。