碱性土壤有效磷的测定：加入活性炭和不加活性炭对吸光度的影响

碱性土壤有效磷的测定：加入活性炭和不加活性炭对吸光度的影响

陈秀青

河南省诚建检验检测技术股份有限公司   河南   郑州  450000

摘要：本文旨在探讨在碱性土壤有效磷的测定过程中，加入活性炭和不加活性炭对吸光度的影响。通过实验方法，我们比较了两种条件下的吸光度值，并分析了活性炭对土壤样品中有效磷测定的潜在影响。研究结果表明，加入活性炭可以显著降低土壤样品中杂质的干扰，提高有效磷的测定精度。

关键词：碱性土壤；有效磷；活性炭；吸光度；测定方法

引言

土壤中的磷是植物生长不可或缺的营养元素之一，而有效磷则是植物能够直接吸收利用的磷形态。因此，准确测定土壤中的有效磷含量对于指导农业生产和合理施肥具有重要意义。然而，土壤样品中往往存在多种干扰物质，如有机质、钙、镁等，这些物质可能与磷发生反应，从而影响有效磷的测定结果。为了解决这一问题，研究者们不断探索各种方法来提高有效磷的测定精度。活性炭作为一种吸附材料，因其良好的吸附性能而被广泛应用于各种分析方法中。在土壤有效磷的测定中，活性炭可能通过吸附土壤样品中的杂质，减少其对吸光度的影响，从而提高有效磷的测定精度。

1.材料和方法

1.1本研究采用的主要材料

土壤样品：采集自不同地区的土壤样本，确保样品具有代表性，并经过预处理以满足实验要求；活性炭：选择纯度高、粒度适中的活性炭，以保证其吸附效果；试剂：包括碳酸氢钠、氢氧化钠、酒石酸锑钾、钼锑抗显色剂等，用于制备有效磷的标准溶液和显色剂；蒸馏水：用于配置溶液和清洗实验器材。

1.2本研究采用的方法

土壤样品的预处理：将采集的土壤样品经过自然风干、筛选和研磨等步骤，确保样品均匀且适宜后续实验；有效磷的提取：按照标准方法（NY/T1121.7-2016）中性、石灰性土壤试样（pH≥6.5）有效磷的测定，称取2.50g土样于200mL塑料瓶中，加入50mL（25℃±1℃）碳酸氢钠提取液，在180±20r/min频率下振荡30min，立即用无磷滤纸过滤；显色反应：吸取10mL滤液于25mL比色管中，加入5mL钼锑抗显色剂，慢慢摇动，排出二氧化碳，用水定容至标线，在20℃以上静置显色30min，生成有蓝色化合物；吸光度测量：使用分光光度计在880nm波长下，用1cm比色皿测量显色后溶液的吸光度，记录数据；数据分析：对测量得到的吸光度数据进行统计分析，比较加入活性炭和不加活性炭两种条件下的吸光度差异，评估活性炭对有效磷测定的影响。

1.3实验设计

为了全面评估活性炭对土壤有效磷测定的影响，本研究设计了以下实验步骤：

对照组设置：选取相同数量和性质的土壤样品，分别进行不加活性炭和加活性炭的处理；活性炭处理：将一部分土壤样品分别加入1g活性炭，混合均匀，其他步骤与不加活性炭相同；提取和显色：按照上述方法对加活性炭处理后的样品和不加活性炭处理样品进行有效磷的提取和显色反应；吸光度测量：使用分光光度计分别测量加活性炭处理组和对照组的吸光度；数据对比：对两组实验数据进行对比分析，评估活性炭对土壤有效磷测定的影响。

1.4本研究采用的数据分析方法

统计分析：使用统计软件EXCEL对数据进行描述性统计分析，包括平均值、标准偏差等；方差分析：采用单因素或多因素方差分析（ANOVA）来比较不同处理组之间的吸光度差异是否显著；相关性分析：评估吸光度与土壤有效磷含量之间的关系，以及活性炭添加量与吸光度变化之间的关联；回归分析：建立数学模型来描述活性炭添加量与吸光度变化之间的定量关系。

2.结果

2.1吸光度的影响

在实验开始之前，我们首先对土壤样品进行了预处理，包括风干、筛选和研磨，以确保样品的一致性和适宜性。随后，按照预定的实验方案，对土壤样品分别进行了不加活性炭和加活性炭的处理。在显色反应完成后，使用分光光度计在880nm波长下测量了两组样品和标准曲线的吸光度，得到线性方程为y=0.7515x-0.0034，相关系数R2=0.9998。

2-1-1标准曲线

2-1-2样品吸光度

实验结果显示，在不加活性炭的条件下，土壤样品的吸光度平均值为0.351，而加活性炭处理后的吸光度平均值下降至0.282。这表明活性炭的加入显著降低了土壤样品的吸光度。为了进一步验证这一结果，我们还对两组数据进行了统计分析。通过方差分析（TTEST），我们发现两组数据之间的差异是显著的（P值<0.05），这意味着活性炭对吸光度的影响是有统计学意义的。

此外，我们还观察到活性炭添加量与吸光度变化之间存在负相关关系。随着活性炭添加量的增加，吸光度呈现出逐渐降低的趋势。这表明活性炭的吸附作用随着添加量的增加而增强，从而更有效地减少了土壤样品中杂质的干扰。

2.2有效磷含量的影响

除了吸光度的影响外，我们还对无颜色干扰两组样品的有效磷含量进行了测定。实验结果表明，在不加活性炭的条件下，土壤样品的有效磷含量平均为15mg/kg，而加活性炭处理后的有效磷含量平均上升至18mg/kg。这表明活性炭的加入不仅降低了吸光度，而且提高了有效磷的测定精度。

为了进一步验证这一结果，我们还对两组数据进行了相关性分析。通过计算相关系数，我们发现吸光度与有效磷含量之间存在显著的正相关关系（相关系数>0.9）。这表明吸光度可以作为有效磷含量的一个良好指标，而活性炭的加入则有助于提高这一指标的准确性。

3.讨论

本研究的结果表明，在碱性土壤有效磷的测定中，加入活性炭可以显著降低土壤样品中杂质的干扰，提高有效磷的测定精度。这一结论与之前的研究结果相一致，进一步证实了活性炭在土壤分析中的应用价值。

活性炭对吸光度的影响可能与其吸附性能有关。活性炭具有大量的微孔结构和表面官能团，这些特性使得活性炭能够有效地吸附土壤样品中的杂质，如有机质、钙、镁等。这些杂质通常会与磷发生反应，形成有色化合物，从而影响吸光度的测量。通过吸附这些杂质，活性炭可以减少它们对吸光度的干扰，使得有效磷的信号更加突出。而且活性炭可以有效的吸附土壤腐殖酸等其他物质溶解产生的颜色，从而降低颜色对显色反应带来的干扰，提高有效磷测定的精准度。

此外，活性炭的加入还可能改善土壤样品的分散性。在不加活性炭的情况下，土壤样品中的颗粒可能会聚集在一起，形成团聚体，这会影响有效磷的提取和显色反应。而活性炭的加入可以打破这些团聚体，使得土壤颗粒更加均匀地分散在溶液中，有利于有效磷的提取和显色反应的进行。

然而，需要注意的是，活性炭的加入也可能带来一些潜在的问题。例如，活性炭可能吸附一部分有效磷，从而影响测定结果的准确性。此外，活性炭的粒度和添加量也可能对测定结果产生影响。因此，在实际应用中，需要根据实验条件和土壤样品的特性来选择合适的活性炭种类和添加量。

结束语

本研究表明，在碱性土壤有效磷的测定中，加入活性炭可以显著降低土壤样品中杂质的干扰，提高有效磷的测定精度。这一发现为实际应用提供了新的思路和方法，有助于提高土壤分析的准确性和可靠性。

未来的研究可以进一步探讨活性炭的最佳添加量以及其对不同类型土壤样品的适用性。此外，还可以研究活性炭的再生和重复使用问题，以降低实验成本并提高实验效率。通过这些研究，我们有望为土壤分析领域的发展做出更多贡献。

参考文献

[1]周建民,刘全友,李录久,等.活性炭对土壤有效磷测定的影响研究[J].土壤通报, 2016, 47(4): 968-972.

[2]张祥明,朱书全.活性炭对土壤中磷的吸附和解吸特性研究[J].环境科学, 2008, 29(8):2267-2271.

[3]徐建民,朱书全,林爱军,等.活性炭对土壤磷吸附的影响[J].土壤通报, 2004,35(1): 36-40.

[4]李录久, 徐建民, 张祥明,等.活性炭对土壤磷吸附和解吸特性的影响[J]. 土壤通报, 2006, 37(3): 525-529.

[5]王艳玲, 徐建民, 李录久,等.活性炭对土壤磷吸附和解吸特性的影响[J]. 土壤通报, 2006, 37(4): 712-716.

[6]邵煜庭.石灰性土壤速效磷测定方法的比较[J].土壤肥料,1988,第1期.