土壤有效硅的測定

土壤有效硅的測定一、概述土壤有效硅又稱活性硅，在土壤中以無機膠體形態(tài)存在，隨土壤條件和氣候條件的差異，它們在土壤中的含量有較大的變化。熱帶和亞熱帶地區(qū)土壤有效硅含量高于溫帶和寒帶。在水稻土中含量高于旱作土壤。土壤中有效硅的含量與土壤礦物種類、pH、倍半氧化物、礦物表面狀態(tài)、有機酸和水分含量等有關。土壤有機酸如ATP、藻朊、氨基酸等都能增加硅等因在的溶解作用，而吸附在硅酸表面的陽離子如AP3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+硅酸表面形成難溶的膠膜而阻止硅酸溶解。在新破裂的石英表面常會含有大量的有效硅。在倍半氧化物體系中，pH8～10時硅被吸附的能力最強，其作用就像有效硅的“儲庫”，從而增加硅的有效作用。有效硅的含量在地下水中一般為2.5~15mg·L~1（Si），而土壤中為14～230mg·kg（Si）。土壤濕度發(fā)生變化往往會影響有效硅的含量，因此最好在自然含水量條件下測定有效硅，但由于樣品處理困難，不易稱取代表性樣品，故仍常用風干土測定。作物能吸收利用的土壤有效硅，可模擬用弱酸或弱堿浸提出來。常用的浸提劑有乙酸-乙酸鈉緩沖液（pH4.0）、檸檬酸、稀硫酸等。這些方法一般都能反映我國酸性、中性乃至微堿性水稻土的有效硅水平|7，但它們各有其特點。如pH4.0乙酸緩沖液法是較早提出且運用較廣的方法【，但因其難以溶解鐵包膜，對磚紅壤和紅壤等鐵質土、中性和石灰性土壤的有效硅浸提能力略有差異，因此性質不同的土壤應該有其不同的臨界指標。而檸檬酸法對于酸性、中性及微堿性土壤具有較為一致的浸提能力，且浸出量接近于一季稻的吸硅量，因而得到廣泛應用4。稀硫酸法是適于紅壤區(qū)甘蔗田和水稻田同時測定硅和磷兩種養(yǎng)分的較好方法，但土壤有效磷已選定其它較好的方法。浸出液中硅的定量多采用硅鉬藍比色法。二、乙酸緩沖液浸提——硅鉬藍比色法方法原理用pH4.0乙酸-乙酸鈉緩沖液作浸提劑，浸出的硅酸在一定的酸度條件下與鉬試劑反應生成硅鉬酸（*），用草酸等掩蔽劑去除磷的干擾后，硅鉬酸可被抗壞血酸等還原劑還原為硅鉬藍，在一定濃度范圍內，藍色深淺與硅含量成正比，可進行比色測定。

主要儀器：分光光度計、恒溫干燥箱、塑料瓶（250mL）。試劑（1）pH4.0乙酸-乙酸鈉緩沖液。量取冰HOAc（分析純）49.2mL，加NaOAc（分析純）14.0g，加水溶解，稀釋至1L。用1mol·L-1、HOAc及1mol·L-1NaOH調節(jié)pH至4.0。（2）0.6mol·L-1（1/2H2SO4）溶液。吸取濃H2SO4（分析純）16.6mL，緩緩加入到800mL水中，稀釋至1L。（3）6mol·L（1/2H2SO4）溶液。量取濃H2SO4（分析純）166mL，緩緩加入到800mL水中，稀釋至1L。（4）50g·L-1鉬酸銨溶液。稱取鉬酸銨【（NH4）6Mo7O24-4H2O，分析純】50.00g，溶于水中，稀釋至1L。（5）50g·L-1草酸溶液。稱取草酸（H2C2O4·2H2O，分析純）50.00g，溶于水中，稀釋至1L.234（6）15g·L-1抗壞血酸溶液。稱取抗壞血酸（左旋，C6H8O6，分析純）1.5g，用6mol·L~1/2H2SO4溶解并稀釋至100mL。此液需隨用隨配。（7）50μg·mL'硅（Si）標準溶液。準確稱取經(jīng)920℃灼燒過的二氧化硅（SiO2，分析純）0.5347g，放于鉑坩堝中，加入碳酸鈉4g攪勻，在920℃高溫電爐中熔融30min，取出稍冷，熔塊用熱水溶解，洗入500mL容量瓶中，定容后立即倒入塑料瓶中，即為500μg·mL+Si標準貯備液（*2）。吸取此溶液50mL，定容至500mL，配制成硅標準溶液。操作步驟稱取通過2mm孔徑篩風干土10.00g于250mL.塑料瓶中，加入乙酸-乙酸鈉緩沖液100mL，塞好瓶塞，搖勻，置于預先調節(jié)至40℃的恒溫箱中保溫5h（*），每隔1h搖動1次，取出，干濾紙過濾于三角瓶中，棄去最初濾液。吸取濾液1mL~5mL【含硅（Si）10~125μg丨于50mL容量瓶中，用水稀釋至15mL左右，依次加入0.6mol·L-|（1/2H2SO4）溶液5mL，在30～35℃下放置15min，加鉬酸銨溶液5mL，搖勻后放置5min'#4），依次加入草酸溶液5mL和抗壞血酸溶液5mL/*5），用水定容，放置20min后在分光光度計上700nm波長處比色。同時做空白試驗。在樣品測定同時，分別吸取50μg·mL'硅（Si）0.00、0.25、0.5、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mL于50mL容量瓶中，用水稀釋至約15mL，按上述步驟顯色和比色測定。即為p（Si）分別為0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、1.50、2.00、2.50μg·mL'的標準系列濃度。建立回歸方程，或以硅（Si）濃度為橫坐標，吸收值為縱座標，繪制工作曲線。結果計算（注6）注釋注1.酸度對硅鉬黃和硅鉬藍的生成穩(wěn)定時間有很大影響。當硫酸溶液在0.06～0.35mol·L-1（1/2H2SO4）濃度范圍內，硅鉬黃顏色比較穩(wěn)定；在0.6~9.0mol·L-1（1/2H2SO4）濃度范圍內，硅鉬藍顏色比較穩(wěn)定。注2.硅（Si）標準溶液必須以堿性溶液保存在塑料瓶中。若以中性溶液貯存，硅的濃度將會隨時間的延長而逐漸降低。注3.浸提溫度和時間對浸出的硅酸量有很大影響。要求浸提溫度穩(wěn)定在40℃±1℃，浸提時間為5h。注4.生成的硅鉬黃的穩(wěn)定時間受溫度影響很大。因此從加入鉬酸銨溶液到加入草酸溶液之間的時間間距應視溫度而定。一般溫度在20℃左右時，時間間距應為10min15℃以下時，需放置15～20min而在30℃以上時，不應超過5min。本法中統(tǒng)一規(guī)定∶在加入0.6mol·L-'硫酸溶液后于30～35℃保溫15min，加入鉬酸銨后搖勻放置5min，以保證結果重現(xiàn)性好。注5.本法中用Vc代替硫酸亞鐵銨作還原劑，使曲線直而穩(wěn)定。注6.平行測定結果允許相對相差≤10%。檸檬酸浸提——硅鉬藍比色法方法原理除浸提劑用0.025mol·L~1檸檬酸和浸提溫度為30℃外，用pH4.0乙酸-乙酸鈉緩沖液作浸提劑，浸出的硅酸在一定的酸度條件下與鉬試劑反應生成硅鉬酸（*），用草酸等掩蔽劑去除磷的干擾后，硅鉬酸可被抗壞血酸等還原劑還原為硅鉬藍，在一定濃度范圍內，藍色深淺與硅含量成正比，可進行比色測定。主要儀器：分光光度計、恒溫干燥箱、塑料瓶（250mL）。試劑（1）0.025mol·L-1檸檬酸浸提劑。稱取檸檬酸（CHQ+·HO，化學純）5.25g溶于水中，稀釋至1L。（2）pH4.0乙酸-乙酸鈉緩沖液。量取冰HOAc（分析純）49.2mL，加NaOAc（分析純）14.0g，加水溶解，稀釋至1L。用1mol·L-1、HOAc及1mol·L-1NaOH調節(jié)pH至4.0。（3）0.6mol·L-1（1/2H2SO4）溶液。吸取濃H2SO4（分析純）16.6mL，緩緩加入到800mL水中，稀釋至1L。（4）6mol·L（1/2H2SO4）溶液。量取濃H2SO4（分析純）166mL，緩緩加入到800mL水中，稀釋至1L。（5）50g·L-1鉬酸銨溶液。稱取鉬酸銨【（NH4）6Mo7O24.4H2O，分析純】50.00g，溶于水中，稀釋至1L。（6）50g·L-1草酸溶液。稱取草酸（H2C2O4·2H2O，分析純）50.00g，溶于水中，稀釋至1L.234（7）15g·L-1抗壞血酸溶液。稱取抗壞血酸（左旋，C6H8O6，分析純）1.5g，用6mol·L~1/2H2SO4溶解并稀釋至100mL。此液需隨用隨配。（8）50μg·mL'硅（Si）標準溶液。準確稱取經(jīng)920℃灼燒過的二氧化硅（SiO2，分析純）0.5347g，放于鉑坩堝中，加入碳酸鈉4g攪勻，在920℃高溫電爐中熔融30min，取出稍冷，熔塊用熱水溶解，洗入500mL容量瓶中，定容后立即倒入塑料瓶中，即為500μg·mL+Si標準貯備液（*2）。吸取此溶液50mL，定容至500mL，配制成硅標準溶液。操作步驟稱取通過2mm孔徑篩的風干土10.00g于250mL塑料瓶中，加檸檬酸浸提劑100mL，塞好瓶塞，搖勻，放于預先調節(jié)至30℃的恒溫箱中保溫5h，每隔1h搖動1次，取出后用干濾紙過濾。吸取濾液1～5mL【含硅（Si）10~125μg】于50mL容量瓶中，稱取通過2mm孔徑篩風干土10.00g于250mL.塑料瓶中，加入乙酸-乙酸鈉緩沖液100mL，塞好瓶塞，搖勻，置于預先調節(jié)至40℃的恒溫箱中保溫5h（*），每隔1h搖動1次，取出，干濾紙過濾于三角瓶中，棄去最初濾液。吸取濾液1mL~5mL【含硅（Si）10~125μg丨于50mL容量瓶中，用水稀釋至15mL左右，依次加入0.6mol·L-|（1/2H2SO4）溶液5mL，在30～35℃下放置15min，加鉬酸銨溶液5mL，搖勻后放置5min'#4），依次加入草酸溶液5mL和抗壞血酸溶液5mL/*5），用水定容，放置20min后在分光光度計上700nm波長處比色。同時做空白試驗。在樣品測定同時，分別吸取50μg·mL'硅（Si）0.00、0.25、0.5、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mL于50mL容量瓶中，用水稀釋至約15mL，按上述步驟顯色和比色測定。即為p（Si）分別為0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、1.50、2.00、2.50μg·mL'的標準系列濃度。建立回歸方程，或以硅（Si）濃度為橫坐標，吸收值為縱座標，繪制工作曲線。11.9.3.5結果計算注釋注1.不同浸提劑浸出土壤有效硅的差別較大。對于我國南方水稻土來說，用pH4.0乙酸緩沖液浸提