土壤有效硼的方法改进

土壤有效硼的方法改进

曹丹丹 1党聪 2

1陕西智领检测环境有限公司

2陕西太阳景检测有限责任公司

摘要：目前国内的检测方法主要有原子吸收分光光度法（经过络合过程并进行间接测定）、电感耦合等离子体发射光谱法（灵敏度高、稳定、线性范围广，但易受铁等干扰）以及常规的分光光度法，分光光度法按照显色机理的主要有姜黄素法（对操作和环境条件要求较高，干扰离子较多，重复性差没操作费时、费工，分析效率较低）和甲亚胺法（操作简便快速，便于批量化作业，适合较高浓度硼的测定）。由此可见：国内外对检测方法研究的人甚多，但是目前操作简便，操作性强，适合大批量样品的方法确很少大部门方法停留在科研阶段。

关键词：有效硼；浸提方式；甲亚胺法

1 有效硼检测方法改进的必要性

土壤用热水浸提出的硼，与作物对硼的反映有较高的相关性。国内现行标准NY/T1121.8-2006和NY/T149-1990中，浸提方式均为无硼石英玻璃蒸馏瓶加热浸提。浸提容器价格较高，一般实验室整套石英玻璃蒸馏装置有限；在大批量样品检测期间需要不断的清洗重复利用，这样在增加前处理时间的同时也增加了人员成本；蒸馏过程中加热温度控制不当或稍有不慎容易烧干、爆裂、在清洗过程中也容易发生碰撞而碎裂、因此及易损耗，从而增加耗材成本；同时NY/T149-1990。经过无硼石英玻璃蒸馏装置浸提的浸提液，浸提液中硼在草酸存在下与姜黄素作用，经脱水生成的玫瑰红色的络合物。用乙醇溶解后测定其吸光度。以上方法由于过程繁杂，操作环节中损耗较大，数据再现性差；NY/T 1121.8-2006采用沸水提取，提取液用EDTA消除铁、铝离子的干扰，用高锰酸钾消褪有机质的颜色后，在弱酸性条件下，以甲亚胺-H比色法测定提取液中的硼量；根据以上情况对NY/T 1121.8-2006在以下几个方面进行改进，用于土壤样品中有效硼的测定，在不改变仪器硬件的条件下处理大批量样品，大大缩短前处理时间为实验室节约试剂和耗材。建立一种可操作性强、效率高、再现性好的测定方法。

2 有效硼检测方法的具体改进方法

2.1 浸提容器和浸提方式的改进

将2.0g土壤样品装入250ml石英锥形瓶后加入20ml硫酸镁溶液后文火在回流冷凝器上蒸馏5min，改进为将2.0g土壤样品装入厚质聚乙烯7#自封袋后加入20ml硫酸镁溶液后排出里面的空气，置于100℃恒温水浴锅微沸10min。此改进在只需一台水浴锅，和若干塑料自封袋的条件下，既能保证样品在蒸发回流过程中因温度控制不当，造成有效硼损失，又能利用自封袋内加热膨胀的空间，与空气接触面积进行空气冷凝，从而进行无损失的蒸发回流（经实验7#自封袋在加入浸提液完全排除里面的空气后，其空间可保证加热过程中不会爆裂）。

2.2 过滤方式的改进

因浸提液体只有20毫升，按照标准浸提稍冷后进行一次性过滤于塑料杯中，过滤过程中滤纸吸附会损失掉一部分浸提液，塑料杯杯壁也会吸附一部分浸提液，导致在接下来的检测环节浸提液剩余量少不够做平行或后期数据异常复测使用；因此改进为将浸提液转移至20毫升塑料离心管，2000转每分钟离心2分钟，没有离心机的也可通过将浸提液直接过滤在20毫升塑料离心管中（过滤时可使用小直径滤纸进行过滤），此改进大大减少了过滤过程中由于塑料杯过大杯壁吸附而带来浸提液的损失，减少数据异常需要复测，由于浸提液不足导致的重新浸提对时间的损耗。

2.3 检测取样量的改进

标准方法为取4ml浸提液于10ml比色管中，显色完成后用分光光度计进行比色测定吸光度，但实验过程中大部分土壤按照4ml取样的显色液中硼含量高于标准曲线最高点，多数情况下需要减少取样量进行复测。通过大量实验选择2ml的取样量可将显色液中硼含量控制在标准曲线最高点一下，从而有效降低因为超曲复测带来的时间、和试剂损耗。

2.4 仪器零点校准的改进

标准方法以标准曲线零浓度点来校准曲线零点。如样品量较少并且保证使用同一批混合显色剂的条件下，此方法可以很好的控制所得数据质量；但对于大批量样品而混合显色剂必须在使用前再混合，因为混合的时间或混合的比例的稍许偏差而引起整批样品及空白吸光度的偏差，若依然以上一批次的标准曲线为标曲的话，便会引起整批样品有效硼含量数据出现偏差，因此为了节省试剂和时间，可选用用纯水校准仪器零点的方法进行比色，但每批样品应至少保证10%的空白，且同一批样品需以扣除本批空白所得吸光度带入标准曲线进行计算。

3 总结

以甲亚胺-H分光光度法(塑料自封袋浸提)检测，可显著提高检测效率，减少试剂使用成本，提高产能，提升人效。以60个土壤为例，按蒸馏法方法一个人四套石英蒸馏装置则需要3天的前处理时间，（期间如果实验室蒸馏设备有限，要不断的清洗石英锥形瓶。），平均试剂需要20元/样，且过程中存在石英锥形瓶的损耗，按改进方法一个人则只需一天即可完成，如果铍试剂显色效果理想，加以利用的话平均试剂只需要10元/样，较蒸馏法更能节约水电用量，节约2天人工，节约耗材15元/样。对于大批量样品能减少很多成本。而且在实验室应用广泛，实际经济效益高。

参考文献：

[1] 杨红霞，李冰，郭琳，直接煮沸和水浴浸提-电感耦合等离子体质谱法测定土壤中有效硼的对比研究[J].质谱学报（Journal of Chinese Mass Spectrometry Socie-ty）,2004,25(4):217-220.

[2] 汪生金，吴惠兰，王东辉，土壤有效硼测试方法的改进及结果分析[J].甘肃农业科技（Gansu Agrieultural scicnce and Technology), 1996.7:31-32

[3] 熊采华，熊玉祥，杨波涌，等。电感耦合等离子体原子发射光谱法直接测定土壤中有效硼[J].湖北地矿（Hubei Geology &Mincral Resources ), 2001.15(4):125-127.

[4] NY/T149-1990《土壤有效硼的测定方法》

[5] NY/T1121.8-2006《土壤检测.第八部分：土壤有效硼的测定》