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土壤有效磷测定

土壤中能被植物吸收利用的磷。根据现代植物营养理论,植物吸收的有效养分主要是以土壤液相中的离子形态进入体内,可以下式示意: 土壤有效磷测定 因此,土壤液相中的磷酸离子(H2PO44 -和HPO4 2-)是植物能直接吸收的磷。土壤中的吸附态磷、交换态磷、一部分微溶性的无机磷和易矿化的有机磷化合物也属于有效磷的范畴,只是它们需要经过一定的转化过程后方能被植物直接吸收。

土壤中能被植物吸收利用的磷。根据现代植物营养理论,植物吸收的有效养分主要是以土壤液相中的离子形态进入体内,可以下式示意:

土壤有效磷测定

因此,土壤液相中的磷酸离子(H2PO44 -和HPO4 2-)是植物能直接吸收的磷。土壤中的吸附态磷、交换态磷、一部分微溶性的无机磷和易矿化的有机磷化合物也属于有效磷的范畴,只是它们需要经过一定的转化过程后方能被植物直接吸收。

鉴于土壤是一个非常复杂的体系以及植物吸收磷素养分时又处在一个动态过程,加之土壤有效磷还要受土壤磷本身性质、土壤水分、温度和植物的吸磷性能等一系列因素的影响,因此要准确地测定土壤有效磷的数量是困难的。常用的测定土壤有效磷方法有化学方法、同位素方法和物理化学方法。

化学方法

即试剂提取法。它所测得的有效磷是一种人为模拟的方法取得的,其结果只是在一定条件下表示土壤有效磷水平的相对高低。在技术上,也很难将作物能够吸收利用的有效磷从土壤中精确地分离出来。所以化学方法测得的有效磷量难以表达出土壤有效磷的绝对含量。可见,土壤有效磷实际上只是用人为的模拟方法得到的经验性的相对指标。

对于不同类型的土壤,由于土壤磷素存在的化学形态和物理状态不同,而且还受到土壤环境的影响,因而可能提供的有效磷源是不同的。所以对于不同性质的土壤,应选择不同的土壤有效磷的测定方法。方法一旦确定以后,其测定条件包括浸提的温度、强度、时间和固液比例等等,都必须按照原定的要求严格一致。只有在这样的前提下,测定值才有相对的可比性。

中国主要土类有效磷的测定方法,都是根据该土类磷素养分的特性,在一定的理论指导下经过生物试验的反复验证后,逐渐趋向成熟的。在酸性土壤上,用Bray 1和Bray 2法比较适宜。在石灰性土壤、中性土壤和微酸性水稻土上,Olsen法比较好。在Olsen法基础上发展起来的Cowell法和树脂法,一般认为能较好地反映土壤有效磷的数量因素(见推荐施肥)。

同位素法

这里主要介绍土壤磷素A值方法。它是1952年美国学者M.弗雷德(Fried)提出的土壤有效养分概念及其测定技术,通常用放射性32P测定。土壤有效性磷A值的理论意义如下:

弗雷德认为,如果土壤中存在两种(A和B)有效性相同的磷源,那么,在这种土壤上生长的植物,它所吸收的磷中,A和B的比例一定与在土壤中这两种有效磷源所存在的数量之比相等,即:

土壤有效磷测定

式中 A、B代表土壤中A、B两种磷源有效磷的数量,A、B是植株体内A、B两种磷源的数量。设A为土壤中的磷源,B为外加的已知量的磷源,两者混合均匀后,如果土壤中只有A、B两种磷源存在,植物吸磷总量为A+B。则加入的磷源在植物吸磷总量中的б例为:

土壤有效磷测定

令A=A,为土壤中有效磷量;B=B,为人为加入的磷量。把(2),即B=Y(A+B)代入(1)中,即得:

土壤有效磷测定

B为已知,利用放射性同位素 32P标记后,即可在植物吸收的磷中,计算出Y值。通过B、y,即可计算出A。即土壤中与加入的磷源B具有同等有效性的磷量。A为土壤有效性磷量。因为它是用“A”代表,为了与其他方法测得的有效磷相区别,通常即称为磷素A值。一般来说,这一原理适用于任何养分。例如用于土壤有效氮素的测定。

大量试验证明,A值是一个较一般化学方法更能反映植物生长情况的数值。它可以不必等作物成熟,甚至植物受病虫害也对结果影响不大。但是由于它必须进行生物试验,又需用同位素,所以一般常用作一个供比较的标准方法,而较少作为一个常规方法应用。

物理化学法

磷位法(phosphate potential)。1955年由英国学者R.K.Schofield提出的关于土壤磷素有效性的理论。它的数学表达式为(1/2pCa+pH2PO4),其中p为负对数符号。它实际上是磷酸一钙的化学位的简单函数。认为:土壤磷素的有效性主要决定于它的化学位以及当磷被取走(如被植物吸收)后化学位的降低速度,这如同从井中取水一样,人们得到水的难易不决定于井中水量多少,而决定于井深(水位),即取出单位水量所花的功的大小。因此,土壤磷素的有效性不决定于有效磷的数量,而决定于从磷库中取走磷所要做的功的大小。即决定于磷的化学位。取走单位磷量后土壤磷位下降的速度,决定于土壤磷素的缓冲能力(见土壤磷素的供应能力)。

土壤磷位通常是在土壤与0.01摩尔/升CaCl2的平衡溶液中测定pH值,Ca2+和H2PO4 -活度然后计算出来。在此具体测定条件下,Ca2+活度基本是个常数。因此,也可直接用溶液中H2PO4活度作为磷位的量度。磷位是养分有效性的强度因素(见土壤磷素的供应能力)。它的最大优点是不依赖于任何提取剂和提取方法。

60年代又提出了“平衡磷位”(equilibrium phos-phate potential,EPP)。它是当土壤既没有吸附,也没有解吸时平衡溶液中磷的浓度,它是磷素化学位的更好的量度。

1/2pCa+pH2PO4只适用于中性、酸性土壤,对于石灰性土壤,因为pH值高,应采用1/2pCa+1/2pHPO4+pH2PO4的表达式。这是因为在pH值>7时,土壤溶液中HPO4 2-已占有重要比重的缘故。单单计算H2PO4 2-将造成误差。