土壤微量元素测试及其应用

----------------------- Page 1-----------------------应用生态学报 年 月 第 卷 第 期 , , 一 土 壤 微 蛋 元 素 , 试 及 其 应 用 邹邦基 帅国科学院沈阳应用生态研究所, 沈阳 “““‘ 【 要 】 土壤微量元素测试在其发展历史过程中, 不断改进技 , 逐渐深入地揭示土壤 给 微 量 , 摘 术 供 。 元素的能力, 对指导施肥和保护生态环境起着积极的作用 现代测试手段发展到广泛采用原 子 吸 收光谱 和 电感藕合等离子体发射光谱 , 但比色法 光度法 和极谱法不仅设备比较简便, 、 而且新的显色剂 催化系统等方面的研究进展 , 使其对某些元素的测定灵敏度和准确度超过 和 , , 从而在微量元素测试技术中仍占据一定地位 土壤溶液抽取技术虽然有所改进 但有效态微 量元素仍然主要是选用适当提取剂来提取

测定 临界值和分级标准 的确定是应用测定值的桥 梁 作者曾采用全幅分级标准分级制图, 确定缺素面积和需肥区域 , 再根据土壤含量水平和增产幅度之 间的函数关系预测增产效果和投入的经济效益。 关键词 微量元素 土壤测试 评价标准 , , , , 一 , 一 玩 , , , 」 , , · , 、 。 , , ,

沙 ￡ 一 , 七 , 。 ‘ , , 土坡微 元素测试 的意义与发展历史 简明的手段 这是 因为一方面测试可 以在短时 、 、 植物生活除了需要 等大量营养元 间内迅速完成, 另方面可 以直接知道是什么元 , 。 素以外 还需要许多种微量元素 陆生植物对 素缺乏或过剩, 并且可获得具体的数量概念 这些微量元素的需要主要取 自土壤 土壤供给 然而, 土壤 中微量元素含量很低, 又 由于其存 微量元素的能力决定着植物微量元素营养 的满 在形态受土壤组成和理化性质 的影响, 测试技 , 足程度 要检验土壤供给微量元素的能力 虽

术有一定难度 因此, 土壤微量元素测试必然 然可 以直接通过植物生长试验来实现, 但土壤 要随着有关学科及有关技术的发展而发展 测试是判断土壤微量营养元素缺乏或过剩的更 在早期阶段, 大约本世纪 年代下半叶以 , 文本于 年 月 收到。 前 微量元素测试的主要手段是效率很低 的比 , 委 ----------------------- Page 2-----------------------期 邹邦基 土壤微量元素测试及其应用 台 色法和精度有限的发射光谱分析法 由于土壤 素有效态含量 的测定在本世纪掀起高潮。 这是 中微量元素含量很低和这个阶段 的测试技术条 土壤微量元素测试的第 个历史阶段 这个阶 件所限, 大多是开展土壤微量元素 的 全 量 测 段微量元素测试的特点是重视 了土壤和植物的 定 这方面苏联学者做了大量的工作 早在 供求关系 测试的结果能说明土壤微量元素全 年, 双 仄 从地球化学的观点开始 量 中有 多少是可供给植物的, 以及土壤能够满 对土壤微量元素迸行研究 年 。 足植物需求的程度 , 从而使土壤测试在解决植 、 、 八。 提 出了揭示 土 壤 中微量元素分布 转 物营养 生态

循环与环境保护等问题上具有更 。 化与迁移规律 的任务, 在他及其他有关学者 以 大的意义 后 的一系列工作 , 贯穿着生物地球化学或化 在此 段, 许 国家对本 国土壤进行过大 中 阶 多 、 学生态学的观点, 注意到作物收成 人畜健康 量的甚至是全 国普查性 的测试, 例如美 国和东 。 ‘“ 或地方病与土壤 中元素盈缺 的关系 〔 ’ 苏联 德对全 国土壤已进行多次普查测定 美 国通过 土壤学家 八 等 对苏联土壤 中 普查确知全 国 个州 中有 个州缺 , 个州 、 微量元素的来源 含量分布及和成土过程 的关 缺 , 还有一些州缺其它微量元素 如 , 。 、 , , 系做过系统 的阐述 “ ” 在这段 时期 其他许 从而使微肥 尤其是 肥 的施用量剧增 、 多国家的地球化学家 土壤学家或农学家, 例 从 一 年期 间增加了 倍 多, 预测 , , ’ 如 、 年将生产 我 国 年代开始注意测定 等等, 对土壤微量元素亦进行过许多测试

循环与环境保护等问题上具有更 。 化与迁移规律 的任务, 在他及其他有关学者 以 大的意义 后 的一系列工作 , 贯穿着生物地球化学或化 在此 段, 许 国家对本 国土壤进行过大 中 阶 多 、 学生态学的观点, 注意到作物收成 人畜健康 量的甚至是全 国普查性 的测试, 例如美 国和东 。 ‘“ 或地方病与土壤 中元素盈缺 的关系 〔 ’ 苏联 德对全 国土壤已进行多次普查测定 美 国通过 土壤学家 八 等 对苏联土壤 中 普查确知全 国 个州 中有 个州缺 , 个州 、 微量元素的来源 含量分布及和成土过程 的关 缺 , 还有一些州缺其它微量元素 如 , 。 、 , , 系做过系统 的阐述 “ ” 在这段 时期 其他许 从而使微肥 尤其是 肥 的施用量剧增 、 多国家的地球化学家 土壤学家或农学家, 例 从 一 年期 间增加了 倍 多, 预测 , , ’ 如 、 年将生产 我 国 年代开始注意测定 等等, 对土壤微量元素亦进行过许多测试

土壤有效态微量元素含量 中国科学院南京土 与研究 在我 国, 中国科学院沈 阳应用生态研 壤研究所 多年来对测试方法及含量分布等方面 究所方肇伦等 〔 ’应用光谱分析技术对东 北 及 做了一系列研究, 初步 区划 了我 国土壤缺乏微 ’ ‘ “ 内蒙东部地 区土壤微量元素全量进行了测定和 量元素的情况 〔 ’ 中国科学 院沈阳应用生态 制 图。 研究所应用原子吸收法和 法在东北及 内蒙 , 、 〔 。’ 大多数重要的微量元素于 世纪 已在动 东部地 区进行 了大量测试和研究工 作 “ 植物 中检测 出来, 土壤 中存在 的各种微量元素 其它单位在 各地 亦 大 量 开 展 了 测 试 与研 。 , , , 基本上都存在于植物 中 当然存在 不 等 于 需 究 【 ” “ ” ” 由于许多工作尚未 发 表 这 要。 在早 已确认 种大量元素为植物生命所必 里不能详述 近年来许多省市先后完成 了土壤 , , 需之后 年 。 的试验证 明 是必需 微量元素普查 对我 国土壤缺乏微量元素的情 。

、 、 、 的, 到 世纪上半叶 一 况 巳大致有所 了解 微肥 的施 用 量, 尤 其 是 、 、 。 的必需性又先后被确认了 此外, 、 、 、 肥施用量在此期 间和美 国一 、 、 。 还发现有许 多元素, 如 。 等, 对植物 样也是猛增 的 营养也有影响 人们在研究这些微量元素的植 由于土壤微量元素测试技术 的应用, 不少 物营养时, 体会到仅检测土壤 中的全量常常不 微量元素缺乏 区被发现, 微肥施用量与效果亦 符合植物的生长表现, 于是希望测定土壤 中能 增长, 这种形势大大刺激 了土壤化学家对土壤 。 被植物吸收的微量元素含量 有效态含量 随 微量元素供给能力深入开展研究的兴趣 , 另一 着分析化学和土壤化学研究的进展及测试技术 方面, 生产应用 的实践亦使人感到仅测定土壤 的改进, 例如溶剂萃取富集后采用灵敏显色剂 微量元素的全量和有效态含量还不能完全说明 、 比色测定技术 极谱分析技术 特别是催 化 极 问题 因此, 在本世纪 年代, 土壤微量元素 谱分析 以及 年发明的原子吸收光谱测定 的分组测定、 形态转化及供给强度与容量 的分 。 技术和近代 分析技术 的应用, 土壤微量元 析研究有新的增长 放是土壤微量元素测试进 , ----------------------- Page 3-----------------------始 应 用 生 态 学 报

卷 、 入了第 个发展阶段 此阶段的特点是 除了 流动注射分析技术 一 荧光分析技术和 中子活 测定土壤全量和有效态含量外, 还利用分部提 化分析技术等 除了后两种技术的仪器设备价 、 、 取的技术, 连续分离测定土壤微量元素的不 同 格昂贵 操作也较复杂 目前普遍应用 尚有困 , 库源, 探讨各种库源 间的转化关系和对植物的 难外 其它一些技术的应用都是 比 较 容 易 实 。 、 有效性 影响有效性的因素, 并探讨微肥施入 现的 、 , 在本世纪 。 代 以前 比色分析 光谱分 土 的 利用率等 从测试结果可 以更 年 壤中 转化与 深入地 了解土壤作为微量养分供给和调节基质 析和极谱分析是用于土壤微量元素测试的主要 、 , 的特性, 对因地制宜地施用微肥 调节生态系 技术手段 年代以后 由于新 出现的原子

吸 、 统微量养分循环和控制环境质量有更大指导意 收光谱法简便 快速, 适于批量测定, 又有较 。 , 义 目 这方面的土壤测试 尚处于初兴阶段, 高的灵敏度 因而逐渐被各国普遍采用 我国 前 没有成为广泛的例行分析, 但 国际上在这方面 土壤学界从 年代开始也普遍装备了这 一 技 , , , 的工作已有不少报道 “ ‘ ”’ 在我国亦 开 术 这一技术的广泛应 月使其它分析技术相形 始引起注意。 逊色, 尤其是一 向用于大批量分析 的发射光谱 , 综上所述, 土壤微量元素测试经历 了 个 分析技术一度被冷落 然而 本世纪 年代开 互相交错的发展阶段 从早期的全量分析到大 始 出现了 的商品仪器, 以后逐渐用于土壤 、 、 批量样品有效态含量测定, 再进入现代库源分 微量元素测试 由于它灵敏度高 干扰少 能 , 析, 逐步加深了对土壤供给 与调节微量元素能 多元素同时测定 在许多方面不亚于原子吸收 力的了

解, 为人为调控提供了越来越完善的参 光谱, 对某些元素 如 , 其灵敏度还超过 原 , , 数 正 因为微量元素和生态环境有密切关系, 子吸收光谱 因此 光谱分析 尤其是价 土壤微量元素测试的作用不仅在于保证增加多 格较低的单道顺序扫描 光谱仪的应用显示 。 少作物的产量 , 而且在于使收获物有 良好的品 出很好的发展前景 质, 通过食物链起到好的生态效应, 并对环境 我国土壤学界最早研究 法应用的是 中 , 质量控制有所指导, 因此, 其意义是重大的 国科学院沈阳应用生态研究所 方肇伦等从 、 , 有人不大相信土壤微量元素测试的意义, 认为 年代末开始装配仪器 试建方法 成功地测定 、 、 微量元素分析有技术上的困难, 而施用微肥 的 了土壤水浸液中 和 浸 出液中 、 费用不高, 不如根据作物情况和土壤条件提 出

等多种微量元素 该所现有的单道 顺 经验的施用建议 殊不知不通过土壤微量元素 序扫描 光谱仪 已广泛应用于土壤、 植 物、 测试如何能够确切 了解有关微量元素的土壤条 水质等多种材料的光素分析 近年来, 其它单 件 没有土壤测试根据而滥用微肥能否保证不 位也先后引进 光谱仪并应用于土壤植物测 。 造成环境污染和浪费 作者认为, 土壤微量元 试 、 素测试确有不 同于 等元素测试的地方 , 这 尽管原子吸收光谱法和 法有种种优越 。 , 只是要求人们去正确掌握和运 用, 至 于 其 意 性 比色法 光度法 仍然有它 的应用价值 由 、 义, 漫长的发展历史与应用效果 巳证 明并不亚 于它简单容易 不需贵重设备, 最适于数量不 、 。 , 多的样品分析 , 如果采用 动分析仪 亦适于 于 等测试 自 土壤微里元素的测定技术与选择

大批量样品测定 新的显色剂的发现、 催化反 用于测定土壤微量元素的技术主要有 比 应 的应用和干扰元素分离技术的改进, 使 比色 色分析技术、 发射光谱分析技术、 极谱分析技 法灵敏度和准确度都有显著提高 术、 原子吸收光谱分析技术、 分析技术、 在土壤微量元素测试中用比色法测 是 , ----------------------- Page 4-----------------------期 邹邦基 土壤微量元素测试及其应用 。 相当方便的 惯用的高锰酸盐法, 以高锰酸离 一些计算方法, 在建立方法时可 以参考 子本身的颜色比色, 不另加显色剂, 选择性很 比色法 光度法 近代发展的另一个侧面是 高, 不需分离, 只是灵敏度较低 近年有人用 催化光度法 利用钒催化氧化多元酚或多元胺 一 一 一 一 灵敏度很高的 澳 毗吮偶氮 一 二 乙 氨 测定钒的灵敏度很高 国内报 道 澳 酸 钾 一 钒 基酚 简称 一 一 建立 了迅速测定土壤 卜 , 尹一 联毗 吮一 邻 苯 二 酚 紫 体 系 〔。, 、 一 一 一

, “ “ 水溶态 的方法 〔 ’ 比以往所有测 光 钒 邻苯二酚 对氨 基 苯 磺 酸 体 度法的灵敏度都高 系 ‘ ’催化光度法测定痕量钒的灵敏度分 别 达 一 , 一 一 是近代分析化学上引人注 目 到 ’ 加 和 另外 利 , 的一个新 的高灵敏度显色剂 不仅用于测 , 用钒 催化嗅酸钾氧化铬蓝黑 褪色的痕量 、 、 、 、 用于 钒测定法 敏 更 , 目 测 灵敏 最 而且 测 等许多金属 灵 度 高 为 前 钒 度 高 一 , , ‘ 元素 的其它 卤代衍 生 物 如 的光度法 「 ’ 在弱酸介质 中有邻菲哆琳存在 亦用于金属测定 卤代衍生物 时, 亚 强烈催化高碘酸钾氧化澳酚蓝 , 据 、 作显色剂有灵敏度高 选择性及萃取性能好等 此建立 了测定痕量 的催化光度法, 灵

一 一 , ‘ 〔‘” 优点 在这方面都胜 于 毗吮偶氮 间苯二 敏度达 『林 用催化光度 法 测 。 酚 简称 一 卜 在非离子 表 面 定痕量 的灵敏度一般在 一 ”数 , , 活化剂存在下与稀土显色灵敏而稳定, 可 以测 量级 最近基于 尸一 联毗吮作活化剂 定稀土总量 除了用于比色法 光度法 外, 催化过氧化氢氧化偶氮肿 褪色的 新 指 示 反 , 一 还作为鳌合剂用于薄层层析分离法 应 建立了一种高灵敏度测超痕量 的新 、 、 , 一 , 和液相色谱法测定 等金属元素 方法 其灵敏度为 ’ 测定范 一 一 一 一 。 ’ ’ 酒 石酸三元络合物不仅用 围 一 “ 丫 〔 还原型酚酞被 、 于光度法测定 , 而且在

在下产生 用于痕量 。等元素的催化光度分析 最近 一 , 极灵敏的极谱催化波 可用于极谱催化法测定 发现 在 一 还原型酚酞 体系中 由此可见, 的卤代衍生物是近代 显示出更强烈的催化作用, 于是 出现 了测定超 发展起来的适用于微量元素测试的优秀显色剂 痕量 的高灵敏催化光度法, 其灵敏度达 到 。 , “ 和鳌合剂, 值得土壤分析工作者重视 雌加 并且大多数常见离子不干扰 比色法 光度法 也能同时测定元素的不 同 测定 汇 ’日 ’ 由此可见, 催化光度法 以极高的灵 价态或两个以上的元素 当吸收峰波长离得近 敏度为特点, 在微量元素测试 中很值得重视 时, 可 以采取适 当的数学处理来解决 例如在 流动注射分析 是一种高效率的溶 掖 , 一 一 乙醇存在下, 用 作显色剂一次显 处理技术 与各种流通式检测器结合可形成 自 。 色, 以 矩 阵法 同时测定微量

皿 和 动化的连续流动分析体系 虽然 的应用使 , 亚 , 运算迅速 偏最小二乘法 是一种 用 了光度检测 但它 的原理和技术显然都超 出 处理多组分同时测定 的新计算方法 最近王镇 了一般光度法 自 年代出现后, 年代 一 浦等用 自己新合成的显色剂 一 苯并噬 哩 偶 得到迅速发展 方肇伦从 年以来研究 氮 邻苯二酚 与 、 和二苯肌形成 在土壤测试上的应用, 建立 了主要基于光度测 , 三元配合物的高灵敏显色反应, 并用 法对 定原理 的土壤浸 出液 中许多元素的测定方法 、 、 、 、 , 痕量 进行同时计算分光光度测定, 结 包括 。 等微量元素的测定 其 中 果可靠, 简便快速, 适于处理成批试样和带微 天然水和土壤水浸液 中痕量 的 催化光 , , 机的分光光度计操作 ‘ ’

文献中还 曾有 其 它 度法测定 把催化光度法和 结合起来 检 。 。 , ----------------------- Page 5-----------------------。 应 用 生 态 学 报 卷 出限达到 他还创建 与原子吸收法 综上所述, 现代土壤微量元素测试技术 巳 、 、 、 联用, 测定土壤浸 出液中的 发展到普遍应用原子吸收法和 光谱法, 但 等微量元素 法操作简单、 速 度 快 每小 灵敏显色剂比色法、 催化光度法和极谱催化法 , , , 时进 。 个 试样和试剂消耗少 分析 便测试技 强 的生 某些 样 一 等简 术也具有 大 命力 对 。 精度高, 设备也不复杂 方 曾认为仅利用 元素的测定效果胜过前者, 应根据 具 体 情 况 、 与 两种分析技术, 一个土壤 植物分析实 选用 验室即可能实现高度 的 动化 态微纽元 提取手段与测定值评价应用 自 有效 素 由于一般土壤和植物中 的含量很低, 而 要测出土壤中代表一季作物可能吸收的

微 。的解离能较高, 原子吸收法和 法测 。的 量元素部分 有效态含量 , 必须选用合适 的手 灵敏度有限, 效果不如极谱法 因此尽管现代 段把它们抽取 出来 有人认为通过分析土壤溶 乍 热衷于原子吸收和 等新技术, 极谱法在土 液或与土壤溶液密切有关的物质来预测植物吸 壤微量元素测试 中仍 占有一定地位 自从 年 收痕量金属的情况是 比较有效的。 对于非金属 一 〔 “, 一 ‘ ‘ , 〔“ ’ 代 , 利用 体系 的 微量元素 来说 等 在一评述 中指 , 极谱催化波测定植物 中 。 以后 这一极谱催 出, 植物所吸收的 一般都 以土壤溶液 中 的 , 化法也引用到土壤测试 中 一 年代 中国 来表示, 但在植物有效的土壤湿度范围提取土 科学院南京土壤研究所和 中国科学院沈 阳应用 壤溶液是很 困难的, 所 以实际上测定 的是热水 。 , , 生态研究所 曾用此法测定过土壤 中的 。 高小 溶性 和饱和浸 出液 然而 热水溶性 包括 、

, 霞等比较研究过 的多种极谱催化波 邓家 有机态 吸附无机态和可溶无机态 , 它和植物 祺等更发现苯羚乙酸 杏仁酸 和二苯羚乙酸对 吸收 之 间的相关性往往是随某一特定 的土壤 提高 。一 氯酸盐体系催化波的效果特别 好 今 ’, 质地、 和有机质含量而定的。 饱和浸 出液 , 一 到 一 年代 徐俊祥等利用 。 氯酸钠 苯经 与土壤溶液中的 成 比例, 把饱和浸 出液 换 乙酸体系催化波建立 了土壤有效 测定方法, 算成 田间湿度条件下土壤溶液 有利于不同地 土壤用 溶液提取, 干灰化后用 阳离子交 点数据 的比较和具普遍意义的土壤 临界值的 ’“ ‘ ‘ ’ 〔 。’ “。’ 换树脂去 戴 自强 又改进用 确定 等 ‘ 曾对此提 出一个换算公式 · 。 ‘ , 湿灰化法破坏草酸盐 动排除 的 干 二 〔 一 尹 , 自 孟 〕 其 中 和 县分另

, 扰 , 使这一方法更为简便 在催化体系方面 为土壤溶液 和饱和浸 出液 , 为干土容重, 一 一 现 已发现 显示 出高灵敏度 的 和 。 分别为土壤田 间湿度和饱和湿度, 为两 催化波, 更好 的体系还有可能被发现 种湿度下土壤表面吸附 量的差值 但 由于土 , 极谱催化法不仅适用于 的测定 而且 壤对 的吸附特性等因素的影响, 换算结果与 对其它微量元素的测定也是有应用意义的, 尤 实际土壤溶液 仍有 出入 因此认为还是直接 犷 , 其多元素同时连续测定更值得重视 最近 何 测定土壤溶液 能提供植物有效 的直接数值 , 一 一 一 一 醒群等在。 联糖厉 乙二胺 亚硝酸钠 盐 酸 狸 比通过热水溶性 和饱和浸 出液 来推断简单 应 、 、 、 一 胺 氯化按体系中连续测得 。 可靠 〔 个元素的极谱催化波, 波峰敏 锐, 波 形 良好 直接测定土壤溶液中微量元素取决于土壤 , , 示波极谱仪 银参比电极 浓度在 溶掖抽取技术的改进。 过去曾使用的多孔陶瓷

, , 一 林 一 件 八 或塑料过滤器技术、 交换柱技术和离心技术 用 , 一 林 一 范围 内浓度 或 不 用不溶混液体 , 不是制备的土壤溶液不 , 和峰高呈线性关系 建立了水样测定方法 可靠, 便是操作困难 近年来 等先后 , ----------------------- Page 6-----------------------期 邹邦基 土壤微量元素测试及其应用 、 、 、 、 、 、 么 ‘ 。 提 出了一种新的不溶混液体交换离心技术 〔 ’ 壤 中 等 个元 , “。 , 和一种单纯 的离心技术 ’ ’ 效果有所提高 素 其 中微量元素最初采用原子吸收法连续测 吕 前者是选用低毒有机浪体苯酞醋酸 乙醋作不溶 定 〔 ’ 后来他们发现其 中用铬变酸法测 、 一 一

混土壤溶液交换剂, 将相对离心力增至 又 需要 的碳黑 使浸提液清沏 会 吸 收 、 一 一 , 一 , , “ 、 , 不影响土壤溶液的离子组 成 离 心 络合物 从而删去了 测 。 小时可得到足够分析用 的土壤溶 液 量, 用 定一项 在科罗拉多州立大学土壤实验室此法 一只装有 。 协 微孔过滤器 的注射器移 出 土 巳用作常规分析和研究分析, 除 以外, 其它 ‘ 壤溶液, 可测定土壤溶液的体积 , 并能为 值 个元素可 同时用 测定 〔“ ’ 提取 ﹄ 、 叮山 ﹄ 口 测定迅速转移溶液 后一种单纯 的离心技术是 剂不仅可 以同时提取 多种元素, 而且提取测定 , , 不用不溶混液体, 而改进离心装置 钻有 个 值和作物效应有 良好相关 是其优点 但它主 、 , 小孔 的不锈钢支架, 支持一只长 外 要适用于碱性或 中性土壤 对于酸性土壤最好

的 不 钢 , 一只 采用稀酸或其它提取剂 例如用 提取 径为 高速 锈 管 管 内套 、 、 , ‘ 长 外径 底部钻有 个小孔的 酸性土壤 中的 和 用 “ 高速聚丙烯离心管 将直径大小 适 宜 的 提取代换性 「 ’或再添加 对苯二 “ “ 〔 ’ 号无灰滤纸放在管 内底上, 装 入 酚提取易还原 态 等 和 , 一 田间持水量湿土 在 ‘ 相对离 曾用 种不 同性质 的土壤进行盆栽试 、 、 , 乙力下离心 分钟, 取 出聚丙烯离心管即可倾 验 比较了各种提取剂对 过的提取 出土壤溶液。 效果, 认为 和 一样 , 其提取

测 、 土壤溶液提取技术的改进, 将有可能给土 定值可 以作为植物吸收 和 量 的 良好 , , 壤微量元素测试带来新的发展, 但 目前阶段 , 指标 因为 提取较为简单 在微量元素检 有效态微量元素的测定主要是采取 各 种 提 取 测 中仍应受到重视 、 、 、 , 剂, 包括水 稀酸 稀碱 盐类和 有 机 鳌 合 关于 的提取剂 年代初 由 比较 , 一 剂 国内外对 比较广泛采用的是热水, 此法 确定 的 溶液 草酸 草酸按 至 今 、 , 最早是 和 提 出的 「 。 ’ 晚近 仍在广泛应用 由于它能溶解相 当数量 的铁 , , , “ 和 等 〔 们 提 出用

铝氧化物 测 出值较高 和作物反应较一致 。 甘露糖醇在 ℃下振荡 小时提取 , 亦 同阴离子交换树脂提取测定值及黑 曲霉反应 可获得清彻无色溶液, 有利于 和 甲亚 胺一 相符合, 但正因为它 同时提取 出大量 的 , 给 、 、 法比色测定, 测 出值和热水溶性 呈 曲线相关 , 测定也带来了干扰 其它还有水 弱碱 盐和 。 在缺乏范围 内较低, 在毒害范围 内较高, 对评 鳌合剂等多种 的提取剂 、与 价土壤供 状况似乎更方便 曾对这些提取剂作过 比较 , 发现 近代, 相 当流行用有机鳌合剂来提取土壤 二钠盐 或醋酸胺 提取的 。和 。 卜 中一些主要微量金属元素 , 尤其是 用 植物吸收 的 有相关性 一 。 一 缓冲液 土壤提取剂的研制或选择一般要考虑两个 。 、 、 、 , 同时提取 , 原子 吸 收 原则 一是所提取的养分与植物可能吸收 的这 ’

, , “ 〔 ’ 种养分来 相 同的 效养分库 二是便于 立 连续测定的技术 已在世界中性和碱性 自 有 建 土壤地 区广泛应用 这种提取液也 已用于 测 快速、 可靠和经济的测定方法。 定 更改进用 ‘ 一 土壤有效态微量元素测试值 的 评 价 和 应 缓冲液 一次同时提取测定土 用, 首先必须对选定的提取剂确定它所提取 的 · · , , ----------------------- Page 7-----------------------应 用 生 态 学 报 卷 元素的临界值和分级标准 从施肥角度来说, 用 等 的方 法 名 ‘ 一 临界值是指植物表现缺乏或对施肥有效应 的相 法 计算出 。 提取测得的 对 , 应值 求取临界值 的方法和大量营 养 元 素 相 高粱 的过渡范围为 一 ‘ ’ 这就是 、 似, 一般有作物效应检验法 统计 计 算 法 和 说在 以下高粱对 肥 的效应是肯定的, 一 图解法等

例 如 和 在 一 范围内则可能有效 也 可 能 无 对 ‘ 。一 提取剂 效 另 有人则 更 细 致 地 分 成 低、 中、 高 用这 种方法求得高粱 的 临界值分别为 级 例如 对高梁的 息级 范 围, 提 取 。 , , 和 , 求得玉米 的临界 的 为 , 一 , , 一 值分别 为 , 和 〔 吕 ’ ‘ 提取的为 一 , 。 。 和 对 提取剂用第 一 , 一种方法求得 的临界值, 玉米为 , 上面所说的范围或分级都是围绕着缺乏临 高粱为 的临界值高粱为 界值和需不需要施肥而言 的 有些土壤 中微量 , 和 在他们 的试验 中效应不 明显, 他们建 元素超过 了正常需要量 对这种高含量范围的 、 , “ “ 议定为 和 〔 ’ 余存祖等 测定值也需要评价 这在土壤改 良 保护环境和 区 用 防止 畜、

动物 中 方面有重大 应 用 价 值。 对陕西黄土地 土壤 图解法求 出 提取 人 毒 对玉米、 小麦、 谷子、 大麦等作物总的 临 为了大区域范围内土壤微量元素供给水平 的评 , 界值为 ’ ’ 关于 一 的 价和制 图 往往是进行全幅分级 的 刘铮等曾 、 、 、 、 方法, 吕殿青等 曾从试验设计到求解进 选定过我 国土壤有效态 “ 。 〔 ’ 行 了批评和改进, 值得参考 的分级标准 全 国土地 资源调查办公 室 为 水溶态 的临界值, 据 和 的试 第二次全 国土壤普查亦提 出了一套分级标准 验对甜菜为 「“ ‘’ ” 指 出 各地研究工作者还有 自己的标准 这都是为分 对豆科植物为 刘 铮在评价 我 国 土 析测定和实际应用架设桥梁的 然而, 关于确 壤有效态 水平时, 对缺 敏感作物的临界值 定微量元素临界值和制订分级标准的研究工作 。 “ 选定为 〔 ’ 用 溶液提取的 。 在 尚须土壤植物营养工作者进一步努力 酸性土 壤 对 豆 科 植 物 的 临 界 值 为 一 作者等参考 国内外报道的临界值和分级标 。

, 土壤 对植物可能吸收的 。 量有 准 结合在东北及 内蒙东部地 区多 年 工 作 经 , 很大影响, 在 土壤上植物吸收 。量 比 验 对辽宁省及其它某些地 区的土壤有效态微 的土壤多 倍, 加石灰调至 时多 倍 有的 量元素测定值亦 曾进行过分级制 图, 并用 以指 研究者认为在酸性土壤上可用 “土壤钥值 ” 来 导微肥施用 例如对大庆地 区土壤用 提 、 、 、 、 , 评价 。 供给情况 土壤钥值 值 十 有效 浸 原子吸收法测定 经分级制 含量 土壤铝值 的临界值 为 , 低 图, 测量 出缺乏面积, 发现该地 区缺 面积 · 于 为缺乏, 施钥肥有效, 一 之 间 中 接近 在缺 区推广应用 肥效果显著 , , , , 等 为充足 〔 并经过连续 年多点田间试验证 明 肥增产 。 用单一数值 的临界值来判断是否需要施肥 效果和测试 出的有效 含量有 密 切 相关

’ 。 似乎有点绝对化 于是有人提 出了“过渡范围” 一 “ “峨 , 一 , , 当土 。 的概念和计算方法 过渡范围是指土壤测试值 壤有效 含量 时约增产 以上, 不能确切评价的区域或范围, 在此范围 内施肥 时约增产 以上 根据增 收和投 是否有反应不能准确预断 例如 和 耗可 以估算出施用微肥 的经济效益 , ----------------------- Page 8-----------------------期 邹邦基 土壤微量元素测试及其应用 参 考 文 献 五 朗 , 一 中国科学院南京土壤研究所微量元素 组 土壤 , ‘ 。 , 。 场 和植物 中微量元素分析方法 科学 出版社 北京 方 肇伦等 东北及 内蒙东部 的土壤微量元 素 ,

一 土壤学报 , 一 , , 王镇浦等 法在 同时分光光 度测 定痕量金 ” 匆 属离子 中的应用 分析化学, 一 , 一 一 邓家棋等 催化极谱的研 究 相 杏仁酸 或 一 , 书 二苯狂 乙酸 氯酸盐体系 的催化波 复旦大学学报 自 , 然科学版 , 一 刘铮等 我 国缺乏微 量元素 的土壤及其 区域 分 一 , , 丁 和 , 布 土壤学报 一 ‘ 一 五 李泽岩等 佣 新 疆土 壤微量元素 的含量与分 布

肚 , 了。 一 土壤学报 , 一 , 以 李文杰、 周漱萍 催化动力学分析法 测定痕 量 奴 。 钒的研究 分析化学, 了 拐 一 一 邓 丁 , 一 余存祖等 土壤有效锰 的应用评 , , 也 价与临界值的探讨 土壤学报 , 了一 幻 扭 陈国树等二 。 催化褪 色光度法 测定痕量钒 的 , ‘ 研究 分析化学 , 一 , 刃 玉 催化动力学测定超 痕量铁 的研 究 即 分析化学 , 日 一

, 。 — 、 一 一 张志琪 李百禄 催化光度法 测定痕量锰 高锰 , , 酸钾一 一 邻菲哆琳一 澳酚蓝体系 分析化 学 , , 助 , 口 , 一 、 , 口 张改兰 张振辉 纤痕量钒 的催化光度测定 法 , 一 研究 分化化学 一 峨 , 张乃凤等 山东省土城速效锌普查和锌肥肥 效 岌沁 口 , , ‘ 试验 土壤肥料 一 。 一 一 一 一 一 一 一 邹邦基等 辽 宁省土壤有效态微量元素含量 分 了 五 , 峨 一峨 布 土壤 学报 ,

一 , 贺家媛等 河南省土壤微量元素含量 分布及 在 , , 垃 , 公 农业上 的应用 土壤学报, 驭 》 一 , 。 一 徐俊祥、 朱其清 土壤 中有效铂 的极谱 催化波 , 。‘ 测 定方法 土壤学报, 一 也 且 , , 一 彭琳等 黄土地 区土 壤 中锌 的含量 分布 土 壤 皿 , 习 五 学报 , 。 一 盆 一 蒋治 良等 高灵敏 催化显 色体系 的研 究 催 , 一 扬 , — 化光度法测定超痕 量 铜 分 析 化 学 一 一

, , , 戴 自强。 土 壤 中有效钥的示 波极谱测定。 土 壤 , , 学报, 一 , , 一 一 一 认 论 主 五 , 一 了 盯 , 一 , 七 , , 刀 。刀 护 留 即 产 护 , 。了一 , 五 , 一 , 日 几 认 亡 · ,

盯 江 , 皿班班 皿 朗 义 双 吕 几 泣 胜 互 玻皿 石 班 , 一 峨 , , , , 皿 , 盯 口 , 皿 皿 八 “砚 刀 班 , 。 , 了 盖 立 。互 的 皿 ” 双 , 欲 , 一 皿 敏 , , , , 。 ” 侧 五 · , 夕

----------------------- Page 1-----------------------应用生态学报 年 月 第 卷 第 期 , , 一 土 壤 微 蛋 元 素 , 试 及 其 应 用 邹邦基 帅国科学院沈阳应用生态研究所, 沈阳 “““‘ 【 要 】 土壤微量元素测试在其发展历史过程中, 不断改进技 , 逐渐深入地揭示土壤 给 微 量 , 摘 术 供 。 元素的能力, 对指导施肥和保护生态环境起着积极的作用 现代测试手段发展到广泛采用原 子 吸 收光谱 和 电感藕合等离子体发射光谱 , 但比色法 光度法 和极谱法不仅设备比较简便, 、 而且新的显色剂 催化系统等方面的研究进展 , 使其对某些元素的测定灵敏度和准确度超过 和 , , 从而在微量元素测试技术中仍占据一定地位 土壤溶液抽取技术虽然有所改进 但有效态微 量元素仍然主要是选用适当提取剂来提取

测定 临界值和分级标准 的确定是应用测定值的桥 梁 作者曾采用全幅分级标准分级制图, 确定缺素面积和需肥区域 , 再根据土壤含量水平和增产幅度之 间的函数关系预测增产效果和投入的经济效益。 关键词 微量元素 土壤测试 评价标准 , , , , 一 , 一 玩 , , , 」 , , · , 、 。 , , ,

沙 ￡ 一 , 七 , 。 ‘ , , 土坡微 元素测试 的意义与发展历史 简明的手段 这是 因为一方面测试可 以在短时 、 、 植物生活除了需要 等大量营养元 间内迅速完成, 另方面可 以直接知道是什么元 , 。 素以外 还需要许多种微量元素 陆生植物对 素缺乏或过剩, 并且可获得具体的数量概念 这些微量元素的需要主要取 自土壤 土壤供给 然而, 土壤 中微量元素含量很低, 又 由于其存 微量元素的能力决定着植物微量元素营养 的满 在形态受土壤组成和理化性质 的影响, 测试技 , 足程度 要检验土壤供给微量元素的能力 虽

术有一定难度 因此, 土壤微量元素测试必然 然可 以直接通过植物生长试验来实现, 但土壤 要随着有关学科及有关技术的发展而发展 测试是判断土壤微量营养元素缺乏或过剩的更 在早期阶段, 大约本世纪 年代下半叶以 , 文本于 年 月 收到。 前 微量元素测试的主要手段是效率很低 的比 , 委 ----------------------- Page 2-----------------------期 邹邦基 土壤微量元素测试及其应用 台 色法和精度有限的发射光谱分析法 由于土壤 素有效态含量 的测定在本世纪掀起高潮。 这是 中微量元素含量很低和这个阶段 的测试技术条 土壤微量元素测试的第 个历史阶段 这个阶 件所限, 大多是开展土壤微量元素 的 全 量 测 段微量元素测试的特点是重视 了土壤和植物的 定 这方面苏联学者做了大量的工作 早在 供求关系 测试的结果能说明土壤微量元素全 年, 双 仄 从地球化学的观点开始 量 中有 多少是可供给植物的, 以及土壤能够满 对土壤微量元素迸行研究 年 。 足植物需求的程度 , 从而使土壤测试在解决植 、 、 八。 提 出了揭示 土 壤 中微量元素分布 转 物营养 生态

循环与环境保护等问题上具有更 。 化与迁移规律 的任务, 在他及其他有关学者 以 大的意义 后 的一系列工作 , 贯穿着生物地球化学或化 在此 段, 许 国家对本 国土壤进行过大 中 阶 多 、 学生态学的观点, 注意到作物收成 人畜健康 量的甚至是全 国普查性 的测试, 例如美 国和东 。 ‘“ 或地方病与土壤 中元素盈缺 的关系 〔 ’ 苏联 德对全 国土壤已进行多次普查测定 美 国通过 土壤学家 八 等 对苏联土壤 中 普查确知全 国 个州 中有 个州缺 , 个州 、 微量元素的来源 含量分布及和成土过程 的关 缺 , 还有一些州缺其它微量元素 如 , 。 、 , , 系做过系统 的阐述 “ ” 在这段 时期 其他许 从而使微肥 尤其是 肥 的施用量剧增 、 多国家的地球化学家 土壤学家或农学家, 例 从 一 年期 间增加了 倍 多, 预测 , , ’ 如 、 年将生产 我 国 年代开始注意测定 等等, 对土壤微量元素亦进行过许多测试

循环与环境保护等问题上具有更 。 化与迁移规律 的任务, 在他及其他有关学者 以 大的意义 后 的一系列工作 , 贯穿着生物地球化学或化 在此 段, 许 国家对本 国土壤进行过大 中 阶 多 、 学生态学的观点, 注意到作物收成 人畜健康 量的甚至是全 国普查性 的测试, 例如美 国和东 。 ‘“ 或地方病与土壤 中元素盈缺 的关系 〔 ’ 苏联 德对全 国土壤已进行多次普查测定 美 国通过 土壤学家 八 等 对苏联土壤 中 普查确知全 国 个州 中有 个州缺 , 个州 、 微量元素的来源 含量分布及和成土过程 的关 缺 , 还有一些州缺其它微量元素 如 , 。 、 , , 系做过系统 的阐述 “ ” 在这段 时期 其他许 从而使微肥 尤其是 肥 的施用量剧增 、 多国家的地球化学家 土壤学家或农学家, 例 从 一 年期 间增加了 倍 多, 预测 , , ’ 如 、 年将生产 我 国 年代开始注意测定 等等, 对土壤微量元素亦进行过许多测试

土壤有效态微量元素含量 中国科学院南京土 与研究 在我 国, 中国科学院沈 阳应用生态研 壤研究所 多年来对测试方法及含量分布等方面 究所方肇伦等 〔 ’应用光谱分析技术对东 北 及 做了一系列研究, 初步 区划 了我 国土壤缺乏微 ’ ‘ “ 内蒙东部地 区土壤微量元素全量进行了测定和 量元素的情况 〔 ’ 中国科学 院沈阳应用生态 制 图。 研究所应用原子吸收法和 法在东北及 内蒙 , 、 〔 。’ 大多数重要的微量元素于 世纪 已在动 东部地 区进行 了大量测试和研究工 作 “ 植物 中检测 出来, 土壤 中存在 的各种微量元素 其它单位在 各地 亦 大 量 开 展 了 测 试 与研 。 , , , 基本上都存在于植物 中 当然存在 不 等 于 需 究 【 ” “ ” ” 由于许多工作尚未 发 表 这 要。 在早 已确认 种大量元素为植物生命所必 里不能详述 近年来许多省市先后完成 了土壤 , , 需之后 年 。 的试验证 明 是必需 微量元素普查 对我 国土壤缺乏微量元素的情 。

、 、 、 的, 到 世纪上半叶 一 况 巳大致有所 了解 微肥 的施 用 量, 尤 其 是 、 、 。 的必需性又先后被确认了 此外, 、 、 、 肥施用量在此期 间和美 国一 、 、 。 还发现有许 多元素, 如 。 等, 对植物 样也是猛增 的 营养也有影响 人们在研究这些微量元素的植 由于土壤微量元素测试技术 的应用, 不少 物营养时, 体会到仅检测土壤 中的全量常常不 微量元素缺乏 区被发现, 微肥施用量与效果亦 符合植物的生长表现, 于是希望测定土壤 中能 增长, 这种形势大大刺激 了土壤化学家对土壤 。 被植物吸收的微量元素含量 有效态含量 随 微量元素供给能力深入开展研究的兴趣 , 另一 着分析化学和土壤化学研究的进展及测试技术 方面, 生产应用 的实践亦使人感到仅测定土壤 的改进, 例如溶剂萃取富集后采用灵敏显色剂 微量元素的全量和有效态含量还不能完全说明 、 比色测定技术 极谱分析技术 特别是催 化 极 问题 因此, 在本世纪 年代, 土壤微量元素 谱分析 以及 年发明的原子吸收光谱测定 的分组测定、 形态转化及供给强度与容量 的分 。 技术和近代 分析技术 的应用, 土壤微量元 析研究有新的增长 放是土壤微量元素测试进 , ----------------------- Page 3-----------------------始 应 用 生 态 学 报

卷 、 入了第 个发展阶段 此阶段的特点是 除了 流动注射分析技术 一 荧光分析技术和 中子活 测定土壤全量和有效态含量外, 还利用分部提 化分析技术等 除了后两种技术的仪器设备价 、 、 取的技术, 连续分离测定土壤微量元素的不 同 格昂贵 操作也较复杂 目前普遍应用 尚有困 , 库源, 探讨各种库源 间的转化关系和对植物的 难外 其它一些技术的应用都是 比 较 容 易 实 。 、 有效性 影响有效性的因素, 并探讨微肥施入 现的 、 , 在本世纪 。 代 以前 比色分析 光谱分 土 的 利用率等 从测试结果可 以更 年 壤中 转化与 深入地 了解土壤作为微量养分供给和调节基质 析和极谱分析是用于土壤微量元素测试的主要 、 , 的特性, 对因地制宜地施用微肥 调节生态系 技术手段 年代以后 由于新 出现的原子

吸 、 统微量养分循环和控制环境质量有更大指导意 收光谱法简便 快速, 适于批量测定, 又有较 。 , 义 目 这方面的土壤测试 尚处于初兴阶段, 高的灵敏度 因而逐渐被各国普遍采用 我国 前 没有成为广泛的例行分析, 但 国际上在这方面 土壤学界从 年代开始也普遍装备了这 一 技 , , , 的工作已有不少报道 “ ‘ ”’ 在我国亦 开 术 这一技术的广泛应 月使其它分析技术相形 始引起注意。 逊色, 尤其是一 向用于大批量分析 的发射光谱 , 综上所述, 土壤微量元素测试经历 了 个 分析技术一度被冷落 然而 本世纪 年代开 互相交错的发展阶段 从早期的全量分析到大 始 出现了 的商品仪器, 以后逐渐用于土壤 、 、 批量样品有效态含量测定, 再进入现代库源分 微量元素测试 由于它灵敏度高 干扰少 能 , 析, 逐步加深了对土壤供给 与调节微量元素能 多元素同时测定 在许多方面不亚于原子吸收 力的了

解, 为人为调控提供了越来越完善的参 光谱, 对某些元素 如 , 其灵敏度还超过 原 , , 数 正 因为微量元素和生态环境有密切关系, 子吸收光谱 因此 光谱分析 尤其是价 土壤微量元素测试的作用不仅在于保证增加多 格较低的单道顺序扫描 光谱仪的应用显示 。 少作物的产量 , 而且在于使收获物有 良好的品 出很好的发展前景 质, 通过食物链起到好的生态效应, 并对环境 我国土壤学界最早研究 法应用的是 中 , 质量控制有所指导, 因此, 其意义是重大的 国科学院沈阳应用生态研究所 方肇伦等从 、 , 有人不大相信土壤微量元素测试的意义, 认为 年代末开始装配仪器 试建方法 成功地测定 、 、 微量元素分析有技术上的困难, 而施用微肥 的 了土壤水浸液中 和 浸 出液中 、 费用不高, 不如根据作物情况和土壤条件提 出

等多种微量元素 该所现有的单道 顺 经验的施用建议 殊不知不通过土壤微量元素 序扫描 光谱仪 已广泛应用于土壤、 植 物、 测试如何能够确切 了解有关微量元素的土壤条 水质等多种材料的光素分析 近年来, 其它单 件 没有土壤测试根据而滥用微肥能否保证不 位也先后引进 光谱仪并应用于土壤植物测 。 造成环境污染和浪费 作者认为, 土壤微量元 试 、 素测试确有不 同于 等元素测试的地方 , 这 尽管原子吸收光谱法和 法有种种优越 。 , 只是要求人们去正确掌握和运 用, 至 于 其 意 性 比色法 光度法 仍然有它 的应用价值 由 、 义, 漫长的发展历史与应用效果 巳证 明并不亚 于它简单容易 不需贵重设备, 最适于数量不 、 。 , 多的样品分析 , 如果采用 动分析仪 亦适于 于 等测试 自 土壤微里元素的测定技术与选择

大批量样品测定 新的显色剂的发现、 催化反 用于测定土壤微量元素的技术主要有 比 应 的应用和干扰元素分离技术的改进, 使 比色 色分析技术、 发射光谱分析技术、 极谱分析技 法灵敏度和准确度都有显著提高 术、 原子吸收光谱分析技术、 分析技术、 在土壤微量元素测试中用比色法测 是 , ----------------------- Page 4-----------------------期 邹邦基 土壤微量元素测试及其应用 。 相当方便的 惯用的高锰酸盐法, 以高锰酸离 一些计算方法, 在建立方法时可 以参考 子本身的颜色比色, 不另加显色剂, 选择性很 比色法 光度法 近代发展的另一个侧面是 高, 不需分离, 只是灵敏度较低 近年有人用 催化光度法 利用钒催化氧化多元酚或多元胺 一 一 一 一 灵敏度很高的 澳 毗吮偶氮 一 二 乙 氨 测定钒的灵敏度很高 国内报 道 澳 酸 钾 一 钒 基酚 简称 一 一 建立 了迅速测定土壤 卜 , 尹一 联毗 吮一 邻 苯 二 酚 紫 体 系 〔。, 、 一 一 一

, “ “ 水溶态 的方法 〔 ’ 比以往所有测 光 钒 邻苯二酚 对氨 基 苯 磺 酸 体 度法的灵敏度都高 系 ‘ ’催化光度法测定痕量钒的灵敏度分 别 达 一 , 一 一 是近代分析化学上引人注 目 到 ’ 加 和 另外 利 , 的一个新 的高灵敏度显色剂 不仅用于测 , 用钒 催化嗅酸钾氧化铬蓝黑 褪色的痕量 、 、 、 、 用于 钒测定法 敏 更 , 目 测 灵敏 最 而且 测 等许多金属 灵 度 高 为 前 钒 度 高 一 , , ‘ 元素 的其它 卤代衍 生 物 如 的光度法 「 ’ 在弱酸介质 中有邻菲哆琳存在 亦用于金属测定 卤代衍生物 时, 亚 强烈催化高碘酸钾氧化澳酚蓝 , 据 、 作显色剂有灵敏度高 选择性及萃取性能好等 此建立 了测定痕量 的催化光度法, 灵

一 一 , ‘ 〔‘” 优点 在这方面都胜 于 毗吮偶氮 间苯二 敏度达 『林 用催化光度 法 测 。 酚 简称 一 卜 在非离子 表 面 定痕量 的灵敏度一般在 一 ”数 , , 活化剂存在下与稀土显色灵敏而稳定, 可 以测 量级 最近基于 尸一 联毗吮作活化剂 定稀土总量 除了用于比色法 光度法 外, 催化过氧化氢氧化偶氮肿 褪色的 新 指 示 反 , 一 还作为鳌合剂用于薄层层析分离法 应 建立了一种高灵敏度测超痕量 的新 、 、 , 一 , 和液相色谱法测定 等金属元素 方法 其灵敏度为 ’ 测定范 一 一 一 一 。 ’ ’ 酒 石酸三元络合物不仅用 围 一 “ 丫 〔 还原型酚酞被 、 于光度法测定 , 而且在

在下产生 用于痕量 。等元素的催化光度分析 最近 一 , 极灵敏的极谱催化波 可用于极谱催化法测定 发现 在 一 还原型酚酞 体系中 由此可见, 的卤代衍生物是近代 显示出更强烈的催化作用, 于是 出现 了测定超 发展起来的适用于微量元素测试的优秀显色剂 痕量 的高灵敏催化光度法, 其灵敏度达 到 。 , “ 和鳌合剂, 值得土壤分析工作者重视 雌加 并且大多数常见离子不干扰 比色法 光度法 也能同时测定元素的不 同 测定 汇 ’日 ’ 由此可见, 催化光度法 以极高的灵 价态或两个以上的元素 当吸收峰波长离得近 敏度为特点, 在微量元素测试 中很值得重视 时, 可 以采取适 当的数学处理来解决 例如在 流动注射分析 是一种高效率的溶 掖 , 一 一 乙醇存在下, 用 作显色剂一次显 处理技术 与各种流通式检测器结合可形成 自 。 色, 以 矩 阵法 同时测定微量

皿 和 动化的连续流动分析体系 虽然 的应用使 , 亚 , 运算迅速 偏最小二乘法 是一种 用 了光度检测 但它 的原理和技术显然都超 出 处理多组分同时测定 的新计算方法 最近王镇 了一般光度法 自 年代出现后, 年代 一 浦等用 自己新合成的显色剂 一 苯并噬 哩 偶 得到迅速发展 方肇伦从 年以来研究 氮 邻苯二酚 与 、 和二苯肌形成 在土壤测试上的应用, 建立 了主要基于光度测 , 三元配合物的高灵敏显色反应, 并用 法对 定原理 的土壤浸 出液 中许多元素的测定方法 、 、 、 、 , 痕量 进行同时计算分光光度测定, 结 包括 。 等微量元素的测定 其 中 果可靠, 简便快速, 适于处理成批试样和带微 天然水和土壤水浸液 中痕量 的 催化光 , , 机的分光光度计操作 ‘ ’

文献中还 曾有 其 它 度法测定 把催化光度法和 结合起来 检 。 。 , ----------------------- Page 5-----------------------。 应 用 生 态 学 报 卷 出限达到 他还创建 与原子吸收法 综上所述, 现代土壤微量元素测试技术 巳 、 、 、 联用, 测定土壤浸 出液中的 发展到普遍应用原子吸收法和 光谱法, 但 等微量元素 法操作简单、 速 度 快 每小 灵敏显色剂比色法、 催化光度法和极谱催化法 , , , 时进 。 个 试样和试剂消耗少 分析 便测试技 强 的生 某些 样 一 等简 术也具有 大 命力 对 。 精度高, 设备也不复杂 方 曾认为仅利用 元素的测定效果胜过前者, 应根据 具 体 情 况 、 与 两种分析技术, 一个土壤 植物分析实 选用 验室即可能实现高度 的 动化 态微纽元 提取手段与测定值评价应用 自 有效 素 由于一般土壤和植物中 的含量很低, 而 要测出土壤中代表一季作物可能吸收的

微 。的解离能较高, 原子吸收法和 法测 。的 量元素部分 有效态含量 , 必须选用合适 的手 灵敏度有限, 效果不如极谱法 因此尽管现代 段把它们抽取 出来 有人认为通过分析土壤溶 乍 热衷于原子吸收和 等新技术, 极谱法在土 液或与土壤溶液密切有关的物质来预测植物吸 壤微量元素测试 中仍 占有一定地位 自从 年 收痕量金属的情况是 比较有效的。 对于非金属 一 〔 “, 一 ‘ ‘ , 〔“ ’ 代 , 利用 体系 的 微量元素 来说 等 在一评述 中指 , 极谱催化波测定植物 中 。 以后 这一极谱催 出, 植物所吸收的 一般都 以土壤溶液 中 的 , 化法也引用到土壤测试 中 一 年代 中国 来表示, 但在植物有效的土壤湿度范围提取土 科学院南京土壤研究所和 中国科学院沈 阳应用 壤溶液是很 困难的, 所 以实际上测定 的是热水 。 , , 生态研究所 曾用此法测定过土壤 中的 。 高小 溶性 和饱和浸 出液 然而 热水溶性 包括 、

, 霞等比较研究过 的多种极谱催化波 邓家 有机态 吸附无机态和可溶无机态 , 它和植物 祺等更发现苯羚乙酸 杏仁酸 和二苯羚乙酸对 吸收 之 间的相关性往往是随某一特定 的土壤 提高 。一 氯酸盐体系催化波的效果特别 好 今 ’, 质地、 和有机质含量而定的。 饱和浸 出液 , 一 到 一 年代 徐俊祥等利用 。 氯酸钠 苯经 与土壤溶液中的 成 比例, 把饱和浸 出液 换 乙酸体系催化波建立 了土壤有效 测定方法, 算成 田间湿度条件下土壤溶液 有利于不同地 土壤用 溶液提取, 干灰化后用 阳离子交 点数据 的比较和具普遍意义的土壤 临界值的 ’“ ‘ ‘ ’ 〔 。’ “。’ 换树脂去 戴 自强 又改进用 确定 等 ‘ 曾对此提 出一个换算公式 · 。 ‘ , 湿灰化法破坏草酸盐 动排除 的 干 二 〔 一 尹 , 自 孟 〕 其 中 和 县分另

, 扰 , 使这一方法更为简便 在催化体系方面 为土壤溶液 和饱和浸 出液 , 为干土容重, 一 一 现 已发现 显示 出高灵敏度 的 和 。 分别为土壤田 间湿度和饱和湿度, 为两 催化波, 更好 的体系还有可能被发现 种湿度下土壤表面吸附 量的差值 但 由于土 , 极谱催化法不仅适用于 的测定 而且 壤对 的吸附特性等因素的影响, 换算结果与 对其它微量元素的测定也是有应用意义的, 尤 实际土壤溶液 仍有 出入 因此认为还是直接 犷 , 其多元素同时连续测定更值得重视 最近 何 测定土壤溶液 能提供植物有效 的直接数值 , 一 一 一 一 醒群等在。 联糖厉 乙二胺 亚硝酸钠 盐 酸 狸 比通过热水溶性 和饱和浸 出液 来推断简单 应 、 、 、 一 胺 氯化按体系中连续测得 。 可靠 〔 个元素的极谱催化波, 波峰敏 锐, 波 形 良好 直接测定土壤溶液中微量元素取决于土壤 , , 示波极谱仪 银参比电极 浓度在 溶掖抽取技术的改进。 过去曾使用的多孔陶瓷

, , 一 林 一 件 八 或塑料过滤器技术、 交换柱技术和离心技术 用 , 一 林 一 范围 内浓度 或 不 用不溶混液体 , 不是制备的土壤溶液不 , 和峰高呈线性关系 建立了水样测定方法 可靠, 便是操作困难 近年来 等先后 , ----------------------- Page 6-----------------------期 邹邦基 土壤微量元素测试及其应用 、 、 、 、 、 、 么 ‘ 。 提 出了一种新的不溶混液体交换离心技术 〔 ’ 壤 中 等 个元 , “。 , 和一种单纯 的离心技术 ’ ’ 效果有所提高 素 其 中微量元素最初采用原子吸收法连续测 吕 前者是选用低毒有机浪体苯酞醋酸 乙醋作不溶 定 〔 ’ 后来他们发现其 中用铬变酸法测 、 一 一

混土壤溶液交换剂, 将相对离心力增至 又 需要 的碳黑 使浸提液清沏 会 吸 收 、 一 一 , 一 , , “ 、 , 不影响土壤溶液的离子组 成 离 心 络合物 从而删去了 测 。 小时可得到足够分析用 的土壤溶 液 量, 用 定一项 在科罗拉多州立大学土壤实验室此法 一只装有 。 协 微孔过滤器 的注射器移 出 土 巳用作常规分析和研究分析, 除 以外, 其它 ‘ 壤溶液, 可测定土壤溶液的体积 , 并能为 值 个元素可 同时用 测定 〔“ ’ 提取 ﹄ 、 叮山 ﹄ 口 测定迅速转移溶液 后一种单纯 的离心技术是 剂不仅可 以同时提取 多种元素, 而且提取测定 , , 不用不溶混液体, 而改进离心装置 钻有 个 值和作物效应有 良好相关 是其优点 但它主 、 , 小孔 的不锈钢支架, 支持一只长 外 要适用于碱性或 中性土壤 对于酸性土壤最好

的 不 钢 , 一只 采用稀酸或其它提取剂 例如用 提取 径为 高速 锈 管 管 内套 、 、 , ‘ 长 外径 底部钻有 个小孔的 酸性土壤 中的 和 用 “ 高速聚丙烯离心管 将直径大小 适 宜 的 提取代换性 「 ’或再添加 对苯二 “ “ 〔 ’ 号无灰滤纸放在管 内底上, 装 入 酚提取易还原 态 等 和 , 一 田间持水量湿土 在 ‘ 相对离 曾用 种不 同性质 的土壤进行盆栽试 、 、 , 乙力下离心 分钟, 取 出聚丙烯离心管即可倾 验 比较了各种提取剂对 过的提取 出土壤溶液。 效果, 认为 和 一样 , 其提取

测 、 土壤溶液提取技术的改进, 将有可能给土 定值可 以作为植物吸收 和 量 的 良好 , , 壤微量元素测试带来新的发展, 但 目前阶段 , 指标 因为 提取较为简单 在微量元素检 有效态微量元素的测定主要是采取 各 种 提 取 测 中仍应受到重视 、 、 、 , 剂, 包括水 稀酸 稀碱 盐类和 有 机 鳌 合 关于 的提取剂 年代初 由 比较 , 一 剂 国内外对 比较广泛采用的是热水, 此法 确定 的 溶液 草酸 草酸按 至 今 、 , 最早是 和 提 出的 「 。 ’ 晚近 仍在广泛应用 由于它能溶解相 当数量 的铁 , , , “ 和 等 〔 们 提 出用

铝氧化物 测 出值较高 和作物反应较一致 。 甘露糖醇在 ℃下振荡 小时提取 , 亦 同阴离子交换树脂提取测定值及黑 曲霉反应 可获得清彻无色溶液, 有利于 和 甲亚 胺一 相符合, 但正因为它 同时提取 出大量 的 , 给 、 、 法比色测定, 测 出值和热水溶性 呈 曲线相关 , 测定也带来了干扰 其它还有水 弱碱 盐和 。 在缺乏范围 内较低, 在毒害范围 内较高, 对评 鳌合剂等多种 的提取剂 、与 价土壤供 状况似乎更方便 曾对这些提取剂作过 比较 , 发现 近代, 相 当流行用有机鳌合剂来提取土壤 二钠盐 或醋酸胺 提取的 。和 。 卜 中一些主要微量金属元素 , 尤其是 用 植物吸收 的 有相关性 一 。 一 缓冲液 土壤提取剂的研制或选择一般要考虑两个 。 、 、 、 , 同时提取 , 原子 吸 收 原则 一是所提取的养分与植物可能吸收 的这 ’

, , “ 〔 ’ 种养分来 相 同的 效养分库 二是便于 立 连续测定的技术 已在世界中性和碱性 自 有 建 土壤地 区广泛应用 这种提取液也 已用于 测 快速、 可靠和经济的测定方法。 定 更改进用 ‘ 一 土壤有效态微量元素测试值 的 评 价 和 应 缓冲液 一次同时提取测定土 用, 首先必须对选定的提取剂确定它所提取 的 · · , , ----------------------- Page 7-----------------------应 用 生 态 学 报 卷 元素的临界值和分级标准 从施肥角度来说, 用 等 的方 法 名 ‘ 一 临界值是指植物表现缺乏或对施肥有效应 的相 法 计算出 。 提取测得的 对 , 应值 求取临界值 的方法和大量营 养 元 素 相 高粱 的过渡范围为 一 ‘ ’ 这就是 、 似, 一般有作物效应检验法 统计 计 算 法 和 说在 以下高粱对 肥 的效应是肯定的, 一 图解法等

例 如 和 在 一 范围内则可能有效 也 可 能 无 对 ‘ 。一 提取剂 效 另 有人则 更 细 致 地 分 成 低、 中、 高 用这 种方法求得高粱 的 临界值分别为 级 例如 对高梁的 息级 范 围, 提 取 。 , , 和 , 求得玉米 的临界 的 为 , 一 , , 一 值分别 为 , 和 〔 吕 ’ ‘ 提取的为 一 , 。 。 和 对 提取剂用第 一 , 一种方法求得 的临界值, 玉米为 , 上面所说的范围或分级都是围绕着缺乏临 高粱为 的临界值高粱为 界值和需不需要施肥而言 的 有些土壤 中微量 , 和 在他们 的试验 中效应不 明显, 他们建 元素超过 了正常需要量 对这种高含量范围的 、 , “ “ 议定为 和 〔 ’ 余存祖等 测定值也需要评价 这在土壤改 良 保护环境和 区 用 防止 畜、

动物 中 方面有重大 应 用 价 值。 对陕西黄土地 土壤 图解法求 出 提取 人 毒 对玉米、 小麦、 谷子、 大麦等作物总的 临 为了大区域范围内土壤微量元素供给水平 的评 , 界值为 ’ ’ 关于 一 的 价和制 图 往往是进行全幅分级 的 刘铮等曾 、 、 、 、 方法, 吕殿青等 曾从试验设计到求解进 选定过我 国土壤有效态 “ 。 〔 ’ 行 了批评和改进, 值得参考 的分级标准 全 国土地 资源调查办公 室 为 水溶态 的临界值, 据 和 的试 第二次全 国土壤普查亦提 出了一套分级标准 验对甜菜为 「“ ‘’ ” 指 出 各地研究工作者还有 自己的标准 这都是为分 对豆科植物为 刘 铮在评价 我 国 土 析测定和实际应用架设桥梁的 然而, 关于确 壤有效态 水平时, 对缺 敏感作物的临界值 定微量元素临界值和制订分级标准的研究工作 。 “ 选定为 〔 ’ 用 溶液提取的 。 在 尚须土壤植物营养工作者进一步努力 酸性土 壤 对 豆 科 植 物 的 临 界 值 为 一 作者等参考 国内外报道的临界值和分级标 。

, 土壤 对植物可能吸收的 。 量有 准 结合在东北及 内蒙东部地 区多 年 工 作 经 , 很大影响, 在 土壤上植物吸收 。量 比 验 对辽宁省及其它某些地 区的土壤有效态微 的土壤多 倍, 加石灰调至 时多 倍 有的 量元素测定值亦 曾进行过分级制 图, 并用 以指 研究者认为在酸性土壤上可用 “土壤钥值 ” 来 导微肥施用 例如对大庆地 区土壤用 提 、 、 、 、 , 评价 。 供给情况 土壤钥值 值 十 有效 浸 原子吸收法测定 经分级制 含量 土壤铝值 的临界值 为 , 低 图, 测量 出缺乏面积, 发现该地 区缺 面积 · 于 为缺乏, 施钥肥有效, 一 之 间 中 接近 在缺 区推广应用 肥效果显著 , , , , 等 为充足 〔 并经过连续 年多点田间试验证 明 肥增产 。 用单一数值 的临界值来判断是否需要施肥 效果和测试 出的有效 含量有 密 切 相关

’ 。 似乎有点绝对化 于是有人提 出了“过渡范围” 一 “ “峨 , 一 , , 当土 。 的概念和计算方法 过渡范围是指土壤测试值 壤有效 含量 时约增产 以上, 不能确切评价的区域或范围, 在此范围 内施肥 时约增产 以上 根据增 收和投 是否有反应不能准确预断 例如 和 耗可 以估算出施用微肥 的经济效益 , ----------------------- Page 8-----------------------期 邹邦基 土壤微量元素测试及其应用 参 考 文 献 五 朗 , 一 中国科学院南京土壤研究所微量元素 组 土壤 , ‘ 。 , 。 场 和植物 中微量元素分析方法 科学 出版社 北京 方 肇伦等 东北及 内蒙东部 的土壤微量元 素 ,

一 土壤学报 , 一 , , 王镇浦等 法在 同时分光光 度测 定痕量金 ” 匆 属离子 中的应用 分析化学, 一 , 一 一 邓家棋等 催化极谱的研 究 相 杏仁酸 或 一 , 书 二苯狂 乙酸 氯酸盐体系 的催化波 复旦大学学报 自 , 然科学版 , 一 刘铮等 我 国缺乏微 量元素 的土壤及其 区域 分 一 , , 丁 和 , 布 土壤学报 一 ‘ 一 五 李泽岩等 佣 新 疆土 壤微量元素 的含量与分 布

肚 , 了。 一 土壤学报 , 一 , 以 李文杰、 周漱萍 催化动力学分析法 测定痕 量 奴 。 钒的研究 分析化学, 了 拐 一 一 邓 丁 , 一 余存祖等 土壤有效锰 的应用评 , , 也 价与临界值的探讨 土壤学报 , 了一 幻 扭 陈国树等二 。 催化褪 色光度法 测定痕量钒 的 , ‘ 研究 分析化学 , 一 , 刃 玉 催化动力学测定超 痕量铁 的研 究 即 分析化学 , 日 一

, 。 — 、 一 一 张志琪 李百禄 催化光度法 测定痕量锰 高锰 , , 酸钾一 一 邻菲哆琳一 澳酚蓝体系 分析化 学 , , 助 , 口 , 一 、 , 口 张改兰 张振辉 纤痕量钒 的催化光度测定 法 , 一 研究 分化化学 一 峨 , 张乃凤等 山东省土城速效锌普查和锌肥肥 效 岌沁 口 , , ‘ 试验 土壤肥料 一 。 一 一 一 一 一 一 一 邹邦基等 辽 宁省土壤有效态微量元素含量 分 了 五 , 峨 一峨 布 土壤 学报 ,

一 , 贺家媛等 河南省土壤微量元素含量 分布及 在 , , 垃 , 公 农业上 的应用 土壤学报, 驭 》 一 , 。 一 徐俊祥、 朱其清 土壤 中有效铂 的极谱 催化波 , 。‘ 测 定方法 土壤学报, 一 也 且 , , 一 彭琳等 黄土地 区土 壤 中锌 的含量 分布 土 壤 皿 , 习 五 学报 , 。 一 盆 一 蒋治 良等 高灵敏 催化显 色体系 的研 究 催 , 一 扬 , — 化光度法测定超痕 量 铜 分 析 化 学 一 一

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