电感耦合等离子体发射光谱法测量土壤中有效锌含量的不确定度评估

对电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定土壤有效锌含量的不确定度进行评定,分析了整个检测过程产生不确定度的来源,对称样量、浸提液体积、标准系列溶液配制、线性标准曲线拟合、测量重复性等产生的不确定度分量进行计算,量化给出扩展不确定度。待测土壤中有效锌含量最终结果表示:w(Zn)=(1.12±0.10)mg/kg,包含因子k=2,置信概率为95%。测量过程中,标准溶液制备所产生的不确定度最大。因此,在ICP-OES法测定土壤样品有效锌时应足够重视标准溶液制备与曲线拟合过程,以减小测量不确定度。本文研究结果为控制ICP-OES法测定土壤有效锌数据质量提供了理论依据。     

土壤磷形态组分分级及31P-NMR 技术应用研究进展

农田生态系统中土壤磷形态转化,影响土壤磷对作物的有效供应。土壤磷分为无机磷和有机磷两大部分。化学连续提取法 (chemical sequential fractionation,CSF) 研究土壤磷形态分级,采用不同的化学提取剂,分级提取土壤中组成或分解能力接近的有机无机含磷化合物,是目前表征土壤磷素形态的重要方法。但该方法虽历经改进,仍难以确切反映土壤磷的实际组成,提取的不同磷形态间存在重叠,有机磷和无机磷组分分级存在一定的误差;不同分级磷组分对作物的有效性,需谨慎评估。核磁共振波谱技术 (nuclear magnetic resonance,NMR) 根据核磁共振波谱图上共振峰的位置、强度和精细结构来研究土壤中含磷化合物的分子结构。液相31P-NMR 可以同吋检测出土壤中多种磷组分,如正磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯、膦酸脂、焦磷酸盐和多聚磷酸盐,识别土壤提取物磷形态,可将有机磷与无机磷分开。本文综述了应用31P-NMR 技术研究土壤磷形态组分的一些进展,总结了样品制备过程、NMR 测试参数及在土壤磷形态转化研究中的应用。二维31P-NMR 技术发展为鉴定分析土壤中更多种类的含磷化合物提供了契机。     

连续流动分析仪与自动凯氏定氮仪测定小麦秸秆全氮含量之比较

凯氏定氮法是测定植株全氮含量的经典方法,但费时费力。选择24个小麦秸秆样品,用浓H2SO4-H2O2消煮,分别利用连续流动分析仪与全自动凯氏定氮仪测定消煮液中氮含量,比较了两种方法测定结果,探讨利用连续流动分析仪测定植株样品全氮含量的可行性。结果表明:两种仪器测定的小麦秸秆中全氮含量无明显差异,彼此间呈显著线性相关,回归直线方程为Y(连续流动分析仪-N)=0.892X(凯氏蒸馏滴定-N)+0.753,相关系数r=0.942 1(n=24,P0.01)。连续流动分析仪测定的回收率在96.6%~102.3%之间,对5个样品消煮液中氮浓度分别重复测定5次,相对标准偏差在5%以下。连续流动分析仪分析速度快,消耗试剂少,可用于大批量H2SO4-H2O2消煮的植株样品中全氮含量分析。研究结果为采用连续流动分析仪测定植株全氮含量提供了技术依据。     

AA3型连续流动分析仪与钒钼黄比色法测定玉米植株全磷含量之比较

选择69个玉米秸秆和籽粒样品,经浓H₂SO₄和H₂O₂消煮后,用连续流动分析仪与钒钼黄比色法分别测定消煮液中磷含量,对2种方法检测数据之间进行比较分析,探讨利用连续流动分析仪测定植株样品消煮液中磷含量的可行性。t检验表明:2种方法测定植株全磷含量相比无明显差异。测定结果之间呈显著线性相关系,回归直线方程为Y(连续流动分析仪-P)=0.927X(钒钼黄比色法-P)-0.002,相关系数r=0.985(n=69,P<0.01)。连续流动分析仪测定加标回收率在99.3%~103.8%之间,对4个样品消煮液中磷浓度分别重复测定10次,相对标准偏差小于1.5%。连续流动分析仪分析速度快,消耗试剂少,推荐用于大批量玉米植株样品H₂SO₄-H₂O₂消煮液中磷含量分析。     

东北三省典型春玉米土壤剖面氮库变化及平衡特征

【目的】研究了东北三省典型春玉米种植区在0-90 cm土壤剖面土壤氮素的变化及平衡特征,试图了解东北三省典型春玉米种植区传统农民习惯施肥措施下土壤氮素的固持潜力。【方法】于2012年春玉米全生育期定点跟踪了黑龙江、吉林和辽宁省各17户,总计51户农民习惯处理,测定了0-30、30-60、60-90 cm土层中全氮（TN）、矿质氮（NO₃-N、NH₄-N）、颗粒有机氮（PON）、微生物生物量氮（SMBN）和可溶性有机氮（DON）以及春玉米产量,并计算了春玉米播种前和收获后的氮素平衡。【结果】黑龙江、吉林、辽宁典型春玉米种植区0-90 cm整个土壤剖面TN储量分别为357.9、286.9、218.1 kg·hm^-2,且各省土壤TN储量平均值均达显著性水平（P＜0.05）。黑龙江、吉林、辽宁0-30 cm表层土壤TN含量平均值分别为1.4、1.0、0.7 g·kg^-1,且各省TN含量均达显著性水平（P＜0.05）;在30-60 cm、60-90 cm土层TN含量平均值分别为0.9、0.6、0.4 g·kg^-1和0.6、0.4、0.3 g·kg^-1,黑龙江各土层土壤剖面TN含量平均值显著高于辽宁（P＜0.05）。0-30 cm土层中,随着纬度的降低,黑龙江、吉林、辽宁三省PON、PON/TN、SMBN/TN呈增加趋势,而SMBN含量则呈降低趋势,PON、PON/TN和SMBN含量平均值三省间均达显著水平（P＜0.05）,黑龙江与辽宁SMBN/TN平均值达显著水平（P＜0.05）;在30-60 cm土层,黑龙江、吉林和辽宁PON/TN随着纬度的降低而升高,且三省间PON/TN平均值达显著水平（P＜0.05）,黑龙江PON显著低于吉林、辽宁两省（P＜0.05）,黑龙江DON显著高于吉林和辽宁,吉林DON/TN平均值显著低于辽宁（P＜0.05）;在60-90 cm土层,吉林SMBN、SMBN/TN的平均值显著高于黑龙江、辽宁（P＜0.05）,黑龙江DON/TN平均值显著低于吉林、辽宁（P＜0.05）。各省土壤全氮及各活性氮库随着土层深度的增加总体呈下降趋势。0-30 cm土层,辽宁NO3-N含量平均值显著低于黑龙江、吉林（P＜0.05）;在30-60 cm、60-90 cm土层吉林NO₃-N含量平均值显著高于黑龙江、辽宁（P＜0.05）。吉林施肥量最高,因此吉林氮素平衡显著高于黑龙江、辽宁（P＜0.05）,且吉林表现为氮素盈余,黑龙江和辽宁基本上处于氮素平衡状态。2012年黑龙江、吉林、辽宁玉米产量平均值分别为11.9、11.3和10.8 t·hm^-2,黑龙江玉米产量显著高于吉林、辽宁（P＜0.05）。【结论】东北三省间土壤活性氮库消长规律与土壤全氮并不完全一致,东北三省产量维持在11 t·hm^-2左右,吉林省典型春玉米种植区氮素危害环境的风险较大。     

利用电感耦合等离子体质谱仪He碰撞反应模式测定土壤有效钼

土壤有效钼含量测定对评价土壤钼对作物的有效性和土壤钼供应水平具有重要意义。目前常用极谱法和石墨炉原子光谱法测定土壤有效钼,但因操作复杂,多有不足和不便。采用草酸-草酸铵溶液浸提土壤有效钼,不经分离与富集,采用电感耦合等离子体质谱仪He碰撞模式测定浸提液中钼(95Mo),以103Rh为内标元素。结果表明:方法检出限为1.02μg/L;2个国家土壤标准物质(GBW07413a黄潮土和GBW07416a红壤)有效钼的测定值与标准确认值一致;加标回收率在95.1%~152%之间;对5个土壤样品分别重复测定6次,相对标准偏差小于8%。结论认为电感耦合等离子体质谱仪He碰撞模式可以用于测定草酸-草酸铵浸提的土壤有效钼,该方法测定结果准确,重现性好,快速方便。     

利用孔雀绿-磷钼杂多酸分光光度法测定水样中微量磷酸盐

【目的】磷钼蓝分光光度法是水中磷酸盐含量的常用检测方法,但不适用于磷酸盐含量低(0.04mg/L)的水样。建立一种更准确的水中微量磷酸盐检测方法。【方法】对孔雀绿-磷钼杂多酸分光光度法中最大吸收波长、显色剂中孔雀绿和浓硫酸的比例与用量、表面活性剂聚乙烯醇(PVA)用量、显色稳定时间等指标依次优化,选择1个湖水样品和系列低浓度磷标准溶液,用优化后的测定方法进行方法回收率、精密度和检出限研究。【结果】优化后的关键点是最大吸收波长620 nm,显色剂配制比例钼酸铵溶液(176.5 g/L)/孔雀绿溶液(11.2 g/L)/浓硫酸=40/32/34(体积比),显色体积中显色剂比例占8%,显色稳定时间30 min,方法检出限为1.2 g/L,磷(P)浓度小于10.00μg/L时相对标准偏差RSD 8.3%~9.1%,P浓度大于10.00μg/L时RSD小于5%,加标回收率在97.0%~108.2%。【结论】优化后的孔雀绿-磷钼杂多酸分光光度法检测限低,灵敏度高,线性范围宽,显色溶液稳定,准确度、精密度符合水质测定需求,操作简便,适合环境中水体微量磷酸盐含量的检测。     

催化氧化法与直接燃烧法测定土壤总碳之比较

土壤碳库由有机碳库和无机碳库两大部分组成。选择黑土和潮土两种不同类型土壤,分别通过直接燃烧和催化氧化方法测定土壤总碳含量,以揭示两种方法测定结果的可比性及其差导显著性,每个样品每种方法重复测定5次。结果表明：催化氧化法和直接燃烧法测定的黑土总碳含量平均值分别为(15.10±0.03) g/kg和(15.38±0.32) g/kg,t检验两种方法的测定结果无明显差异。催化氧化法测定的潮土总碳含量为(15.07 ±0.06) g/kg,直接燃烧法测定潮土总碳含量为(15.76 ±0.18) g/kg,t检验结果差异明显。两种仪器土壤总碳测定结果精密度均较高,相对偏差均小于5%。为采用仪器方法测定土壤总碳含量及土壤碳库量变化提供参考。     

盐酸提取的土壤无机磷酸盐中氧同位素分析

【目的】 磷酸盐中的P—O键在自然条件下稳定。磷酸盐中最重和最轻氧同位素 (18O和16O) 的比值,即δ18O-P,可以表征生态系统中磷的转化。由盐酸提取的土壤无机磷 (HCl-Pi) 难以被作物直接吸收利用,但在根系分泌物和土壤微生物的作用下,可转化为有效形态。建立δ18O-P测定方法可以为示踪土壤中HCl-Pi的循环、转化过程提供基础。 【方法】 本文选择潮土和黑土长期定位试验中NK (不施磷肥)、NPK (施用无机磷肥)、NPKM (施用无机磷肥 + 粪肥)、NPKS (NPK + 秸秆还田) 4个施肥处理土样,按照土壤磷化学分级方法逐级浸提,收集1 mol/L HCl浸提液,通过磷钼酸铵沉淀、磷酸铵镁沉淀等过程分离纯化其中磷酸盐,获得磷酸银沉淀,利用元素分析仪稳定性同位素比例质谱仪测定氧同位素组成δ18O-P值。 【结果】 磷酸盐经过分离纯化沉淀3个关键过程,回收率均达到92%以上,损失较少,未出现氧同位素分馏。X射线衍射仪和氧含量测定表明,实验获取磷酸银样品纯度较高。潮土与黑土各处理中HCl-Pi的δ18O-P值分别为17.21‰ 和17.90‰ (NK)、17.25‰ 和17.61‰ (NPK)、17.62‰和17.87‰ (NPKM)、17.95‰ 和17.70‰ (NPKS),4个施肥处理之间土壤δ18O-P值无显著差异。 【结论】 本研究建立盐酸提取土壤磷酸盐中氧同位素分析测定方法,可为农田土壤中磷的循环转化及其溯源研究提供技术支撑。