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一种浸提土壤中营养元素的方法及其专用浸提剂

阅读:584发布:2021-02-22

IPRDB可以提供一种浸提土壤中营养元素的方法及其专用浸提剂专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开了一种土壤浸提方法及其专用土壤浸提剂。本发明所提供的土壤浸提剂,含有0.2-0.3mol/L NaHCO3,0.01-0.02mol/L EDTA和0.01-0.02mol/L NaF,余量为水。应用该土壤浸提剂进行土壤浸提的方法,是将土壤加入到土壤浸提剂中,搅拌过滤得到土壤提取液。本发明土壤浸提剂适合于酸性、中性及石灰性等各类土壤,能一次浸提土壤中NH4+-N、P、K等元素,实现了对N、P、K等三种元素的同时浸提测定,高效、快捷,从而能更好的服务于施肥推荐工作。,下面是一种浸提土壤中营养元素的方法及其专用浸提剂专利的具体信息内容。

1、一种土壤浸提剂,含有0.2-0.3mol/L NaHCO3,0.01-0.02mol/L EDTA和0.01 -0.02mol/L NaF,余量为水。

2、根据权利要求1所述的土壤浸提剂,其特征在于:所述土壤浸提剂含有 0.25mol/L NaHCO3,0.01mol/L EDTA和0.01mol/L NaF,余量为水。

3、根据权利要求1或2所述的土壤浸提剂,其特征在于:所述土壤浸提剂还含 有0.04-0.06g/L Superfloc 127。

4、一种浸提土壤中营养元素的方法,是将土壤加入到土壤浸提剂中,搅拌过滤 得到土壤提取液;所述土壤浸提剂含有0.2-0.3mol/L NaHCO3,0.01-0.02mol/L EDTA 和0.01-0.02mol/L NaF,余量为水。

5、根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述土壤与所述土壤浸提剂的体 积比为1∶5-20。

6、根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于:所述土壤浸提剂含有0.25mol/L NaHCO3,0.01mol/L EDTA和0.01mol/L NaF,余量为水。

7、根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于:所述土壤浸提剂还含有0.04 -0.06g/L Superfloc 127。

8、根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述土壤浸提剂还含有0.05g/L Superfloc 127。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种浸提土壤中营养元素的方法及其专用浸提剂

背景技术

氮是植物生长所必需的大量元素之一,土壤中氮素有效含量的多寡直接影响植物 的正常生长。如果能及时准确了解土壤中有效氮素及其它营养元素的丰缺性,就能为 补充作物营养提供依据,并结合相关因素做出合理的施肥推荐。因此,作为施肥推荐 工作的首要环节,选取一种恰当的方法浸提测定土壤有效营养元素是非常重要的。用 一种浸提剂从土壤中同时浸提多种元素或离子进行测定一直是土壤养分测定中孜孜 以求的目标,从20世纪40年代以来,人们一直在进行着多元素通用浸提剂的研究。 理想的多元素通用浸提剂应具备以下条件:①适用于浸提尽可能多的元素;②快速; ③重现性好;④价廉;⑤适于多种土壤类型;⑥可以代替现有方法;⑦便于仪器分析 测定。
由美国国际农化服务公司Dr.Hunter提出的ASI法,又称“土壤养分状况系统研 究法”,该方法是通过采用联合浸提剂和系列配套设施,测定土壤中营养元素,其中 用KCl浸提剂可对土壤有效NH4 +-N、Ca、Mg的浸提,用ASI浸提剂则可以实现对P、K、 Cu、Fe、Mn、Zn等6种元素的联合浸提,但不能实现对N、P、K三种主要营养元素的 同时浸提测定,操作不太方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简便、能同时实现对土壤N、P、K等元素的浸提测 定的土壤浸提方法及其专用土壤浸提剂。
本发明所提供的土壤浸提剂,含有0.2-0.3mol/LNaHCO3,0.01-0.02mol/L EDTA 和0.01-0.02 mol/LNaF,余量为水。
其中,优选的是含有0.25mol/L NaHCO3,0.01mol/L EDTA和0.01mol/L NaF,余 量为水。
为了使浸提时土壤溶液中的土粒凝聚,上部溶液澄清,利于比色,本发明土壤浸 提剂中还加有Superfloc127,其含量为0.04-0.06g/L Superfloc 127。
应用本发明土壤浸提剂进行土壤浸提的方法,是将土壤加入到土壤浸提剂中,搅 拌过滤得到土壤提取液。
其中,所述土壤与所述土壤浸提剂的体积比为1∶5-20。
本发明土壤浸提剂中含有NaHCO3、EDTA、NaF等三种化学物质,其中HCO3 - 离子是石灰性土壤中有效Ca-P的理想提取剂,而且NaHCO3呈碱性,可以提取有效 性Fe-P与部分有效性Al-P;EDTA作为金属螯合剂,对Fe、Al与Ca皆具有螯合能 力,可从具表面活性的Fe-P、Al-P及Ca-P中螯合金属离子,使其中有效的固相活性 磷进入溶液而被提取出;F-离子是重金属络合剂,对Al的络合能力最强,是Al-P的 强力提取剂,对Fe离子也有一定络合能力,同时,由于EDTA及F-离子等对金属元 素的螯合、络合作用,使得土壤中有效Cu、Fe、Mn、Zn被提取出来;对于土壤有效 钾来说,Na离子能将土壤中钾置换出来;对土壤中NH4离子的代换也主要是通过Na离子起作用,大量的Na离子存在,可以将土壤中NH4离子提取出来。
本发明土壤浸提剂适合于酸性、中性及石灰性等各类土壤,能一次浸提土壤中 NH4 +-N、P、K等元素,实现了对N、P、K等三种元素的同时浸提测定,高效、快捷, 从而能更好的服务于施肥推荐工作。

附图说明

图1为GASI与ASI测定N元素结果的相关曲线(以mg/L计量);
图2为GASI与ASI测定N元素结果的相关曲线(以mg/kg计量);
图3为GASI与ASI测定P元素结果的相关曲线(以mg/L计量);
图4为GASI与ASI测定K元素结果的相关曲线(以mg/L计量);
图5为GASI与ASI测定Cu元素结果的相关曲线(以mg/L计量);
图6为GASI与ASI测定Fe元素结果的相关曲线(以mg/L计量);
图7为GASI与ASI测定Mn元素结果的相关曲线(以mg/L计量);
图8为GASI与ASI测定Zn元素结果的相关曲线(以mg/L计量)。

具体实施方式

实施例1、应用本发明土壤浸提剂进行土壤浸提
1、土壤浸提剂制备
称取210g NaHCO3、37.2g EDTA二钠、4.2gNaF,加水溶解,再加入0.5g已溶 解的Superfloc 127(购自Custom Laboratory Equipment INC.),最后,加水定容至10L, 摇匀。浸提剂中各成份的最终含量为:0.25mol/lNaHCO3-0.01mol/L EDTA-0.01mol/L NaF-0.05g/L Superfloc 127。
2、土壤浸提
取2.5ml土壤样品,用浸提剂加液器加入25ml土壤浸提剂,在搅拌器上搅拌10min 后,用定量滤纸过滤,得到土壤提取液。注意搅拌速度不要过高,以每分钟300~315 转为宜,否则容易使Superfloc 127的链断裂,降低其效果。
实施例2、测定土壤中NH4 +-N、P、K、Cu、Mn、Zn等元素含量
1、各种元素的测定方法
(1)NH4 +-N的测定:靛酚蓝比色法。
(2)P的测定:钼锑抗比色法。
(3)K、Cu、Fe、Mn、Zn的测定:原子吸收分光光度法(AA)。
2、土壤浸提
分别取18种山西土样(表1中1-18),3种天津土样(表1中19-21),5种 上海土样(表1中12-26)和4种广东土样(表1中27-30)等30个土壤样品,包 括红壤、水稻土、潮土、褐土等,其土壤pH值范围从3.8到8.1,分别按实施例1方 法进行浸提。
对土壤样品采用ASI法进行浸提作为对照:采用1mol/L KCl溶液浸提土壤中的 NH4 +;采用ASI浸提剂(ASI),即0.25mol/LNaHCO3-0.01mol/LEDTA-0.01mol/L NH4F浸提土壤中的P、K、Cu、Fe、Mn、Zn等元素。
3、测定结果比较
由于单位体积的养分含量更能代表田间养分的实际状况,在测定时,本发明浸提 方法(称为GASI法)与ASI方法均采用取样勺取样品,土壤养分含量的表示方法以 单位体积计算。同时,为了避免较大的人为误差影响,对所取样品进行称量,利用单 位质量计算表示土壤养分含量,作出平行分析。
1)NH4 +-N分析
测定土壤浸提液中NH4 +-N含量,结果如表1所示。
表1.GASI法与ASI法对土壤有效NH4 +-N测定均值     计量单位:mg.kg-1     计量单位:mg/L   序号     ASI     GASI   校正系数K     校正值     ASI     GASI   校正系数K     校正值     1     24.51     29.69     0.826     26.81     27.13     33.46     0.811     30.14     2     26.80     34.01     0.788     30.71     30.11     38.27     0.787     34.48     3     22.76     28.48     0.799     25.72     24.96     31.47     0.793     28.36     4     38.07     40.53     0.939     36.60     42.21     45.36     0.931     40.87     5     51.67     49.76     1.038     44.93     58.90     57.91     1.017     52.18     6     52.82     54.34     0.972     49.07     62.29     63.96     0.974     57.63     7     78.38     76.01     1.031     68.64     90.02     87.81     1.025     79.12     8     70.06     69.43     1.009     62.69     79.75     78.50     1.016     70.73     9     49.00     48.05     1.020     43.39     54.14     52.53     1.031     47.33   10     30.78     37.55     0.820     33.91     33.36     41.36     0.807     37.26   11     54.13     53.24     1.017     48.07     62.10     61.74     1.006     55.63   12     22.60     26.90     0.840     24.29     25.30     30.16     0.839     27.18   13     40.77     40.26     1.013     36.36     46.22     45.84     1.008     41.30   14     33.27     36.87     0.902     33.30     36.76     40.01     0.919     36.05   15     26.91     30.71     0.876     27.73     28.69     32.75     0.876     29.51   16     31.28     38.05     0.822     34.36     34.45     41.64     0.827     37.52   17     20.21     30.25     0.668     27.32     22.98     34.00     0.676     30.63   18     42.50     48.89     0.869     44.14     48.29     55.00     0.878     49.56   19     11.93     19.62     0.608     13.17     12.73     21.08     0.604     14.21   20     12.60     16.96     0.743     11.38     13.73     18.53     0.741     12.49   21     22 57     34.07     0.662     22.86     24.44     36.14     0.676     24.36   22     15.67     48.03     0.326     13.30     15.59     48.10     0.324     13.13   23     8.21     42.09     0.195     11.66     8.12     41.86     0.194     11.43   24     12.27     48.54     0.253     13.45     11.46     47.74     0.240     13.03   25     7.29     30.88     0.236     8.55     7.71     31.84     0.242     8.69   26     17.68     47.34     0.374     13.11     15.89     43.69     0.364     11.93   27     11.35     38.84     0.292     13.91     11.68     40.17     0.291     14 34   28     8.80     32.58     0.270     11.66     10.67     39.49     0.270     14.10   29     19.12     58.32     0.328     20.88     21.15     65.81     0.321     23.50   30     49.11     90.61     0.542     32.44     56.85     104.15     0.546     37.18   校正系   数K     山西:K=0.903  天津:K=0.671     上海:K=0.277  广东:K=0.358     山西:K=0.901  天津:K=0.674     上海:K=0.273  广东:K=0.357
对两种方法的测定值进行线性相关性分析,其相关性曲线分别如图1、图2所示。 图1为采用mg/L时的曲线,其相关方程为Y=0.6407X+25.28,R=0.7456;图2为采用 mg/kg时的曲线,其相关方程为Y=0.5884X+24.788,R=0.6844,其中,Y为GASI法测 定值,X为ASI法测定值。结果表明,两种方法之间呈显著相关水平(α=0.01)(自 由度(n-2)为28时,相关系数显著性临界值:R0.05=0.361,R0.01=0.463)。这说明校 正后的GASI法测定值与ASI法测定的结果无本质差异,可以用GASI浸提剂进行土壤 有效NH4 +-N的测定。
2)P、K、Cu、Fe、Mn、Zn分析
测定土壤浸提液中P、K、Cu、Fe、Mn、Zn等元素含量,对两种方法的测定结果 (以mg/L为单位)进行线性相关性分析,其相关性曲线分别如图3(P元素)、图4 (K元素)、图5(Cu元素)、图6(Fe元素)、图7(Mn元素)、图8(Zn元素) 所示。结果表明,GASI浸提浸提土壤有效P、K、Cu、Fe、Mn、Zn的测定值与ASI 浸提剂所得值相关性极好。各种元素测定结果两种方法的相关性方程如下:
P元素:YP=1014XP-0.8965,rP=0.9980(mg/L);
        YP’=1.0031XP’-0.8418,rP’=0.9989(mg/kg)。
K元素:YK=0.988XK-29.651,rK=0.9834(mg/L);
        YK’=0.9885XK’-25.542,rK’=0.9843(mg/kg)。
Cu元素:YCu=0.9542XCu-0.0009,rCu=0.9973(mg/L);
         YCu’=0.9735XCu’-0.0295,rCu’=0.9986(mg/kg)。
Fe元素:YFe=1.0328XFe-0.5174,rFe=0.9989(mg/L);
         YFe’=1.0428XFe’-0.5911,rFe’=0.9984(mg/kg)。
Mn元素:YMn=1.0482XMn-1.0226,rMn=0.9973(mg/L);
         YMn’=1.0437XMn’-0.6697,rMn’=0.9972(mg/kg)。
Zn元素:YZn=1.049XZn+0.0461,rZn=0.9976(mg/L);
         YZn’=1.0605XZn’+0.0314,rZn’=0.9980(mg/kg)。
式中:Y为GASI法测定值,X为ASI法测定值
经过与相关系数显著性临界值的比较,各相关系数r均达到显著相关(α=0.01) 水平(自由度(n-2)为28时,相关系数显著性临界值:R0.05=0.361,R0.01=0.463)。
实施例3、本发明土壤浸提剂的变异系数
从实施例2的30个土样中,按取样地区不同各随即抽取一种土壤样品,对同一 土样用上述土壤浸提剂浸提、测定土壤有效NH4 +-N,各平行进行6次,测定结果如表 2所示。结果表明,GASI浸提剂浸提、测定不同地区土壤有效NH4 +-N的Cv均小于10%, 稳定性高、重复性好。
表2.土壤有效NH4 +-N的含量                                          (单位:mg/L)   序号   1   2   3   4   5   6   X   S  Cv(%)   2(山西)   21(天津)   22(上海)   27(广东)   36.38   40.03   50.03   41.79   34.49   36.29   47.04   44.73   42.01   34.22   49.51   38.15   40.71   35.94   47.82   39.65   34.03   38.90   44.69   37.90   42.01   31.48   49.51   38.82   38.27   36.14   48.10   40.17   3.7354   3.1053   2.0264   2.6361  9.76  8.59  4.21  6.56
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