摘要：探討采用石墨消解電感耦合等離子體發(fā)射光譜法替代NY/T 889—2004標(biāo)準(zhǔn)中的油浴消解火焰光度計(jì)法測(cè)定土壤中酸性鉀的含量，用酸性鉀的含量扣除速效鉀的含量即為緩效鉀的含量。同時(shí)對(duì)此方法的檢出限和準(zhǔn)確度（精密度、正確度）等指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證分析，得出該方法的精密度和正確度良好，滿(mǎn)足土壤緩效鉀測(cè)試要求，且檢測(cè)相對(duì)方便快捷，適用于批量樣品的分析測(cè)試。

關(guān)鍵詞：土壤；緩效鉀；石墨消解；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法土壤作為農(nóng)業(yè)發(fā)展和人類(lèi)生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類(lèi)賴(lài)以生存，不可或缺的重要自然資源［1］。鉀作為植物的主要營(yíng)養(yǎng)成分，土壤中鉀的含量是直接影響作物產(chǎn)量的重要因素。土壤鉀主要包括礦物鉀、緩效鉀和速效鉀3種形態(tài)，其中礦物鉀主要存于土壤粗粒中，約占全鉀90%，植物極難吸收；緩效鉀占全鉀2%～8%［2］；速效鉀指吸附于土壤膠體表面，有代換性鉀和土壤溶液鉀離子［2］。近期開(kāi)展的第三次全國(guó)土壤普查項(xiàng)目中，速效鉀和緩效鉀也被作為農(nóng)用地必測(cè)的檢測(cè)指標(biāo)，可見(jiàn)土壤中鉀元素含量的重要意義。目前測(cè)定土壤中緩效鉀的方法一般都是先通過(guò)油浴鍋加熱硝酸浸提土壤中的酸溶性鉀，然后使用火焰光度計(jì)測(cè)定待測(cè)液中鉀的濃度。方法的缺點(diǎn)也很明顯，油浴鍋使用時(shí)油外溢或油浴升溫過(guò)高會(huì)引起失火，導(dǎo)熱油易發(fā)生聚合需要定期更換，消解管外壁也不容易清洗?；鹧婀舛扔?jì)雖然操作簡(jiǎn)單，但火焰光度計(jì)靈敏度比較低，可以用靈敏度和準(zhǔn)確度更高的原子吸收光譜法或等離子體發(fā)射光譜法替代。

本文依據(jù)《土壤速效鉀和緩效鉀的測(cè)定》（NY/T 889—2004）中的方法原理，參考有關(guān)文獻(xiàn)，嘗試對(duì)其前處理方法和測(cè)試儀器進(jìn)行改進(jìn)，采用石墨消解電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定土壤中緩效鉀含量。并對(duì)該方法的準(zhǔn)確度進(jìn)行了驗(yàn)證，確認(rèn)該方法能滿(mǎn)足日常檢測(cè)需求。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1方法原理

土壤中酸溶性鉀用稀硝酸煮沸浸出，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定，酸溶性鉀的含量減去速效鉀含量即為緩效鉀含量。

1.2試劑和材料

除特殊注明外，在分析中均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析純?cè)噭┖头螱B/T 6682的分析實(shí)驗(yàn)室用水［3］。所述溶液如未指明溶劑，均系水溶液。

（1） 硝酸（UP級(jí)， ρ=1.42 g/mL），蘇州晶瑞化學(xué)有限公司生產(chǎn)。

（2） 硝酸溶液， c（HNO3）=1 mol/L；量取62.5 mL濃硝酸（HNO3，ρ≈1.42 g/mL）稀釋至1 L。

（3） 硝酸溶液， c（HNO3）=0.1 mol/L；量取100.0 mL硝酸（1 mol/L）稀釋至1 L。

（4） 鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液， ρ（K）=100 g/mL，市售有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稀釋。

（5） 土壤有效態(tài)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（ASA12江西鷹潭紅壤、ASA20陜西黃綿土、ASA18a木蘭棕壤、ASA20a吉林鹽堿土）。

1.3儀器和設(shè)備

（1） 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICPOES），波長(zhǎng)測(cè)定范圍170～785 nm，可自動(dòng)校正波長(zhǎng)。型號(hào)：Agilent 5100；生產(chǎn)廠(chǎng)家：安捷倫。

（2） 智能石墨消解儀，型號(hào)：PT60；生產(chǎn)廠(chǎng)家：普立泰科。

（3） 石墨消解儀配套玻璃消解管（帶回流蓋）。

1.4分析步驟

稱(chēng)取風(fēng)干土樣1.25 g于消解管中，加入12.5 mL硝酸溶液（1 mol/L），輕輕搖勻后蓋上回流蓋。將消解管于130 ℃石墨消解儀上消解20 min，稍冷后，趁熱過(guò)濾至50 mL容量瓶中，用硝酸溶液（0.1 mol/L）洗滌消解管2～3次，冷卻后定容，在ICPOES上直接測(cè)定，同時(shí)做空白試驗(yàn)。測(cè)定結(jié)果扣除速效鉀的含量即為緩效鉀的含量。

注：速效鉀的測(cè)定可參照DB 63/T 1820—2020中的步驟進(jìn)行。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1消解條件的選擇

標(biāo)準(zhǔn)方法中要求將樣品置于溫度為130～140 ℃的油浴（或磷酸?。┲?，120～130 ℃煮沸（從沸騰開(kāi)始準(zhǔn)確計(jì)時(shí)）10 min［4］。此次浸提溫度參照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為130 ℃，其余條件均維持原狀，改變硝酸浸提時(shí)間，考慮樣品沸騰的時(shí)間，消煮時(shí)間依次為：15 min、20 min、25 min，測(cè)定不同提取時(shí)間下樣品中緩效鉀的含量，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

通過(guò)多個(gè)有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在不同時(shí)間的分析測(cè)試結(jié)果可知：在同一消解溫度下，酸溶性鉀的含量與消解時(shí)間在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)。提取時(shí)間為15 min時(shí)，測(cè)定結(jié)果明顯偏低，說(shuō)明提取時(shí)間太短，樣品中的酸性鉀未被有效溶出；提取時(shí)間為25 min時(shí)，測(cè)定結(jié)果明顯偏高，說(shuō)明提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，樣品中的酸性鉀過(guò)量溶出；消解時(shí)間為20 min時(shí)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)值均滿(mǎn)足有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度的要求，說(shuō)明此條件下的消煮效果與原標(biāo)準(zhǔn)方法中的消煮效果較為接近。因此，后續(xù)驗(yàn)證的消解條件均以溫度130 ℃、消解時(shí)間20 min進(jìn)行。

2.2方法檢出限

配制質(zhì)量濃度為0.2 mg/L的鉀溶液，按照樣品的全部分析步驟進(jìn)行測(cè)定，平行測(cè)定7次，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

2.3精密度測(cè)試

分別對(duì)高中低不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品進(jìn)行平行測(cè)定6次，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行精密度分析，

由表中結(jié)果可知，測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.9%～2.5%，本方法精密度良好。

2.4正確度測(cè)試

分別對(duì)4個(gè)緩效鉀標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品（ASA12、ASA20a、ASA18a、ASA20）進(jìn)行了測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行正確度分析，

由表中結(jié)果可知，標(biāo)準(zhǔn)土壤的測(cè)定結(jié)果均在置信范圍內(nèi)，測(cè)定值的相對(duì)誤差在-5.24%～1.87%，本方法準(zhǔn)確度良好。

3結(jié)論

通過(guò)驗(yàn)證結(jié)果可得，石墨消解電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定土壤中緩效鉀結(jié)果的精密度和正確度均滿(mǎn)足《土壤速效鉀和緩效鉀的測(cè)定》（NY/T 889—2004）中的要求。該方法靈敏度高，準(zhǔn)確度好，可應(yīng)用于土壤中緩效鉀的測(cè)定。同時(shí)，石墨消解儀的穩(wěn)定性好、操作便捷、環(huán)境污染少、安全性高，且適用于大批量的樣品消煮，可極大提高大批量樣品普查的效率。

參考文獻(xiàn)：

［1］王澎.三問(wèn)：我國(guó)耕地如何承載連年豐收［N］.農(nóng)民日?qǐng)?bào)，20221105（1）.

［2］王敏.堿熔火焰光度法測(cè)定土壤全鉀應(yīng)注意的問(wèn)題［J］.遼寧林業(yè)科技，2016（6）：7576.

［3］DB 63/T 1820—2022，土壤中速效鉀與緩效鉀的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法［S］.

［4］NY/T 889—2004，土壤速效鉀和緩效鉀含量的測(cè)定［S］.