劉 慧，董 穎，王玉軍，俞元春，姜 軍*，徐仁扣

一種通用型土壤有效元素高效提取方法及應(yīng)用①

劉 慧1, 2，董 穎2，王玉軍2，俞元春1*，姜 軍2*，徐仁扣2

(1南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心/南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院，南京 210037；2 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國科學(xué)院南京土壤研究所)，南京 210008)

Mehlich 3(M3)方法可同時(shí)提取土壤中P、K、Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn、Cu等多種元素的有效態(tài)，也同時(shí)適用于鈣質(zhì)土、火山灰土、高度風(fēng)化土等各類土壤。但是由于硝酸銨(NH4NO3)為管制化學(xué)品，不易獲取，應(yīng)用M3方法測(cè)定土壤有效元素含量時(shí)受到極大限制。因此，本研究用另一種易獲取的惰性電解質(zhì)NH4Cl替代NH4NO3，評(píng)價(jià)NH4Cl替代NH4NO3的M3法(NH4Cl-M3法)適用性。Pearson相關(guān)分析結(jié)果表明，用NH4Cl-M3法測(cè)得的30種土壤有效P、速效K含量與M3法測(cè)定結(jié)果呈極顯著正相關(guān)，其決定系數(shù)(2)分別為0.99(=2.31×10–55，=60)和0.98(=1.52×10–49，=60)。同時(shí)，NH4Cl-M3法和M3法測(cè)定的有效Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn、Cu含量極顯著相關(guān)，2值分別為0.98，1.00，0.99，0.96，0.99，0.95和0.94。NH4Cl-M3-P與酸性、中性和堿性土壤的Bray-P和Olsen-P極顯著相關(guān)，2分別為0.97和0.91(=1.42×10–15、1.00×10–21，=20、40)。同時(shí)，利用NH4Cl-M3法測(cè)定酸性改良土壤有效P含量，發(fā)現(xiàn)其得到顯著提高。因此，NH4Cl-M3法可作為測(cè)定各種土壤，以及改良土壤中有效P、速效K和其他金屬元素有效態(tài)含量的通用方法。

土壤有效元素；氯化銨替代硝酸銨M3法；Olsen-P；Bray-P；生物質(zhì)炭

1984年Mehlich[1]開發(fā)了一種Mehlich 3(M3)提取劑，實(shí)現(xiàn)了土壤和沉積物中P、K、Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn、Cu等多種元素有效態(tài)的一次提取，極大地提高了土壤檢測(cè)的效率；并且M3方法可適用于各種土壤，是一種“通用”型土壤有效元素提取劑[2]。尤其對(duì)磷元素而言，它參與從太陽輻射能到化學(xué)能(光合作用)的基本傳遞過程，并維持植物根系的發(fā)育，是植物必需的大量元素。高度風(fēng)化土壤中P主要以鐵鋁結(jié)合態(tài)存在，而鈣質(zhì)土壤中主要以磷酸鈣存在，相應(yīng)的土壤有效態(tài)磷分別通過HCl-NH4F(Bray法)和pH 8.5的NaHCO3(Olsen法)提取[3-4]。美國各地的區(qū)域土壤測(cè)試委員會(huì)于20世紀(jì)80年代末開始開展了大量研究，目標(biāo)是將M3提取劑作為土壤通用型有效元素提取試劑，并取得了理想的效果[5]。

M3提取劑的配方為0.2 mol/L HOAc, 0.015 mol/L NH4F, 0.013 mol/L HNO3, 0.001 mol/L EDTA和0.25 mol/L NH4NO3，調(diào)節(jié)提取溶液pH至2.5±0.1。其中，HOAc有分解磷灰石的作用，并且它的解離常數(shù)低(pKa=1.76×10–5)，表現(xiàn)出很強(qiáng)的酸堿緩沖能力。F–對(duì)P有很強(qiáng)的取代能力，需要在提取環(huán)境pH低于2.9時(shí)，才能發(fā)揮最大提取效能。HNO3的作用在于預(yù)先調(diào)節(jié)提取液pH。EDTA是金屬元素Mn、Cu、Zn等的強(qiáng)烈螯合劑，可提高這些金屬元素的提取效率[1]。而試劑中NH4NO3作為惰性電解質(zhì)，主要起著緩沖提取液pH和取代被提取元素的作用。

但是試劑NH4NO3在持續(xù)受熱條件下具有熱失控特性，在使用、存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中容易發(fā)生爆炸[6-7]。澳大利亞于2004年協(xié)議達(dá)成一個(gè)全國性的方案，除特許使用者外，全面禁止其他人獲取危及安全的 NH4NO3[8]。2019年聯(lián)合國《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書—試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》[9]中強(qiáng)調(diào)，NH4NO3乳膠、懸浮液或凝膠是制作炸藥的中間產(chǎn)物，高純度NH4NO3需要作為危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸。我國國標(biāo)GB/T 29879—2013《硝酸銨類物質(zhì)危險(xiǎn)特性分類方法》[10]中規(guī)定，除特殊用途外，全面禁止其他人獲取危及人身安全的NH4NO3。由于NH4NO3的管制，尤其對(duì)縣級(jí)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心而言，雖然承擔(dān)了全國大部分土壤質(zhì)量調(diào)研工作，M3方法的使用卻受到很大限制；而對(duì)土壤有效養(yǎng)分和重金屬元素進(jìn)行快速、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和檢測(cè)是維持土壤健康的重要一環(huán)。

另外，我國土壤資源豐富，鈣質(zhì)土壤、高度風(fēng)化土壤、水耕人為土壤等都有大面積分布，這些土壤中P元素賦存形態(tài)存在很大差異。有效P提取一般首先需要確定土壤pH范圍，對(duì)酸性、中性和堿性土壤分別采用Bray法和Olsen法進(jìn)行提取，方法差異造成土壤有效P含量的定量比較在不同土壤之間存在技術(shù)難題。另外對(duì)酸性和堿性土壤進(jìn)行改良時(shí)，添加堿性和酸性改良劑后土壤pH變化很大，如生物質(zhì)炭的加入極大提高酸性土壤pH和補(bǔ)充土壤中Ca2+[11-13]，此時(shí)需要一種同時(shí)兼顧不同pH土壤有效P的測(cè)定方法，才能定量評(píng)價(jià)土壤的改良效果。而M3法同時(shí)兼顧了酸性土壤中Fe/Al-P的提取，又考慮到了堿性土壤中Ca-P的提取，該方法適用于各種土壤中有效P的提取測(cè)定。

因此，本文目的在于用安全化學(xué)試劑惰性電解質(zhì)NH4Cl取代易制爆NH4NO3，研究NH4Cl替代NH4NO3M3法(NH4Cl–M3法)提取土壤中P、K、Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn、Cu等元素的效果，并對(duì)NH4Cl-M3法提取的有效P含量與Bray和Olsen法獲得的有效P含量進(jìn)行相關(guān)性分析，進(jìn)而運(yùn)用NH4Cl-M3法進(jìn)行定量評(píng)價(jià)改良土壤中P有效性，以期找出一種通用型土壤有效元素高效提取方法。

1 材料與方法

1.1 土壤基本性質(zhì)

選取全國28種表層(0 ～ 20 cm)土壤，pH范圍4.71 ～ 9.22，有機(jī)質(zhì)含量介于3.31 ～ 54.71 g/kg，陽離子交換量介于4.87 ～ 33.41 cmol/kg，基本上涵蓋了我國主要土壤類型；另外選取土壤有效態(tài)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07416、GBW07459進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。

土壤pH在土水比為1︰2.5(︰)的懸液中用pH計(jì)(Orion 3Star，熱電，美國)測(cè)定；醋酸銨法測(cè)定土壤陽離子交換容量[4]；重鉻酸鉀氧化–外加熱法測(cè)定土壤中的有機(jī)質(zhì)；游離氧化鐵、鋁用連二亞硫酸鈉–檸檬酸鈉–重碳酸鈉溶液提取后，電感耦合等離子發(fā)射光譜(ICP-AES, VISTA-MPX，瓦里安，美國)測(cè)定[14]。供試土壤基本性質(zhì)列于表1。

選取了海南、廣東和河北3個(gè)地區(qū)的磚紅壤、紅壤和酸污染潮土，分別添加不同堿性改良劑，其中海南磚紅壤分別添加1% 400 ℃下制備的稻草秸稈炭、花生秸稈炭、大豆秸稈炭、油菜秸稈炭以及活性炭[16]；廣東紅壤添加4 g/kg生物質(zhì)灰、2 g/kg骨渣和2 g/kg堿渣混合改良劑處理[17]；河北潮土分別添加5% 400 ℃制備的花生秸稈炭和大豆秸稈炭。在70% 田間持水量和25 ℃下培養(yǎng)56 d后，風(fēng)干研磨過60目篩(0.25 mm)后，供土壤P有效性的改良效果評(píng)價(jià)用。

表1 2種標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品和28種供試表土基本性質(zhì)(部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[15])

1.2 NH4Cl–M3法、M3法、Olsen和Bray法測(cè)定土壤有效磷

按0.2 mol/L HOAc, 0.015 mol/L NH4F, 0.013 mol/L HNO3, 0.001 mol/L EDTA和0.25 mol/L NH4NO3(或NH4Cl)，按比例配制M3法或NH4Cl-M3法試劑，此時(shí)溶液pH約為3.1，用5 mol/L HNO3(或HCl)調(diào)節(jié)提取溶液pH至2.5 ± 0.1；按0.025 mol/L HCl和0.03 mol/L NH4F配制Bray提取劑，配制0.5 mol/L NaHCO3(pH=8.5)的Olsen提取劑。以上所用試劑均為滬試或南化試劑公司提供分析純?cè)噭?/p>

稱取2.000 g過60目篩上述30種風(fēng)干土壤樣品于50 ml的離心管中，分別加入20 ml的上述M3法和NH4Cl-M3法浸提液，在旋轉(zhuǎn)振蕩儀(QB-128，其林貝爾，中國)上以80 r/min振蕩30 min后，4 500 r/min離心5min，過濾，ICP-AES測(cè)定提取液中P、K、Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn、Cu等元素濃度。

分別稱取2.000 g過60目篩上述10種酸性(pH<6.0)土壤樣品，或1.000 g過60目篩上述20種堿性(pH≥6.0)土壤樣品于50 ml的離心管中，分別加入20 ml Bray和Olsen提取劑，在旋轉(zhuǎn)振蕩儀上以80 r/min振蕩30 min后，4 500 r/min離心5 min，過濾[18-19]，磷鉬藍(lán)比色法在700 nm處測(cè)定提取液中P濃度(UV-3000，美譜達(dá)，中國)。根據(jù)以上提取液中各種元素有效態(tài)濃度，計(jì)算得出土壤中該元素有效態(tài)含量。

1.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制通過以下方法保證數(shù)據(jù)的可信度：所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)2次，當(dāng)平行樣品間分析結(jié)果差異超過5% 時(shí)，增加樣品分析；無論是磷鉬藍(lán)比色法還是ICP-AES測(cè)定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線均超過99.9%；ICP-AES測(cè)定過程中，每隔10個(gè)樣品監(jiān)測(cè)一次質(zhì)控樣，保證測(cè)定誤差控制在5% 以內(nèi)。采用單因素方差分析(One-Way ANOVA)中Duncan多重比較進(jìn)行樣本間差異顯著性分析，統(tǒng)計(jì)NH4Cl–M3法、Bray法以及Olsen法獲得的有效P在不同土壤中是否存在顯著差異。Pearson 相關(guān)分析研究NH4Cl–M3法分別和M3法、Bray法、Olsen法測(cè)定土壤有效P、K、Ca、Mg、Fe、Al、Cu、Zn和Mn元素含量之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與討論

2.1 M3法和NH4Cl-M3法測(cè)定土壤中元素有效態(tài)含量與有效態(tài)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)認(rèn)定值之間的比較

表2所示為土壤有效態(tài)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07416和GBW07459認(rèn)定值，以及用M3法和NH4Cl–M3法測(cè)定GBW07416和GBW07459的元素有效態(tài)含量，可以看出，土壤有效態(tài)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07416和GBW07459的認(rèn)定值與M3法和NH4Cl–M3法所獲的數(shù)值接近。譬如，土壤有效態(tài)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07416認(rèn)定值，通過M3法和NH4Cl–M3法得到的有效P含量分別為0.5、1.07和1.51 mg/kg，GBW07459有效P含量分別為15.7、31.28和28.63 mg/kg?？梢钥闯鯩3法和NH4Cl–M3法提取有效P效率高于標(biāo)準(zhǔn)樣品的認(rèn)定值。劉婷娜等人[20]也發(fā)現(xiàn)M3法浸提P效果高于常規(guī)浸提方法，原因主要在于M3法以及NH4Cl–M3法提取劑中F–可調(diào)控從Al、Fe等無機(jī)P源中解吸，同時(shí)pH=2.5的強(qiáng)酸緩沖條件滿足提取Ca-P的需求，使得M3法和NH4Cl–M3法比標(biāo)準(zhǔn)樣品中P的認(rèn)定值要高。因此，未來我們利用NH4Cl–M3法進(jìn)行土壤有效P評(píng)估時(shí)，需要注意由于該方法不僅可以提取Fe/Al-P，還能提取Ca-P，提取效率高于Olsen或Bray等方法，當(dāng)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)比較時(shí)，需要進(jìn)行更加詳盡的數(shù)據(jù)分析，以確保數(shù)據(jù)的可比性。另外，造成兩種M3方法樣品間分析結(jié)果差異的原因可能是多方面的：①提取效率差異(包括提取試劑性質(zhì)不同、供試土壤性質(zhì)差異、實(shí)驗(yàn)室操作環(huán)境的差異、提取間隔時(shí)間略有不同等)；②ICP-AES測(cè)定過程中引起的誤差(包括樣品放置時(shí)間的差異、分析過程中儀器檢測(cè)噪聲影響等)。以上原因大多源自于實(shí)驗(yàn)過程中不可避免的試劑差異、人員操作誤差、儀器誤差等。

同時(shí)，M3法和NH4Cl–M3法得到的有效態(tài)Cu、Zn、Fe、Mn含量介于用DTPA、HCl和NaNO3溶液提取的認(rèn)定值之間。具體而言，兩種M3方法得到的有效態(tài)含量低于HCl提取態(tài)，高于DTPA和NaNO3提取態(tài)含量。GBW07459中用M3法和NH4Cl–M3法測(cè)定有效態(tài)Cu、Zn、Fe、Mn含量均高于其認(rèn)定值，主要是由于該土壤有效態(tài)金屬認(rèn)定值分別通過DTPA提取劑(pH=7.3)或NaNO3溶液提取，提取效率較低。EDTA對(duì)有效態(tài)金屬Cu、Zn、Fe、Mn的提取效率高于DTPA，并且EDTA對(duì)Cu和Zn等金屬的提取具有明顯的pH依賴性，pH越低提取效率越高[21-22]。因此，NH4Cl–M3法在酸性條件下(pH=2.5)，可提取更多鈣質(zhì)土壤中的金屬元素。

表2 土壤有效態(tài)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)認(rèn)定值和M3法、NH4Cl–M3法獲得有效元素含量(mg/kg)比較

注：GBW07416和GBW07459的有效P分別采用Bray法和Olsen法提取；定值的數(shù)據(jù)組數(shù)不少于6組且精度良好者為認(rèn)定值，定值數(shù)據(jù)少于6組或精度不滿足要求(但數(shù)據(jù)組數(shù)不少于3組)時(shí)為參考值，用帶括號(hào)數(shù)據(jù)表示。

圖1為28種供試土壤和2種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用M3法和NH4Cl–M3法測(cè)定得到的有效態(tài)P、速效K含量。結(jié)果表明，M3法和NH4Cl–M3法測(cè)定土壤中的有效P和速效K含量極顯著相關(guān)(=2.31×10–55、1.52×10–49,=60)。M3法中試劑NH4NO3作為惰性電解質(zhì)，主要起著緩沖提取懸液pH和取代被提取元素的作用，用NH4Cl替代NH4NO3盡可能還原了M3法體系中NH4NO3的作用。同時(shí)，M3法和NH4Cl–M3法中有效P的提取，主要源于F–絡(luò)合取代能力強(qiáng)于P，增強(qiáng)了FePO4、AlPO4中P的提取[5]，所以兩種方法獲得的有效P存在極顯著相關(guān)。M3法和NH4Cl–M3法中速效K的提取，主要源于0.25 mol/L NH4NO3或NH4Cl與0.2 mol/L HOAc形成了pH=2.5的強(qiáng)緩沖體系，使得土壤中速效K的提取能力顯著提高。

M3法和NH4Cl–M3法提取土壤中多種金屬元素含量的相關(guān)關(guān)系，如圖 2所示。從中可以看出兩種方法測(cè)得的Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn和Cu含量呈極顯著相關(guān)，決定系數(shù)2分別為0.98、1.00、0.99、0.96、0.99、0.95、0.94；分別為1.27×10–52、2.57×10–71、2.77×10–56、8.97×10–43、2.45×10–59、1.59×10–40、3.25×10–37。因此，NH4Cl–M3法適用于各種土壤有效P和速效K的提取，也可滿足Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn和Cu等多種金屬元素提取的需要[5]。

2.2 NH4Cl–M3法與Bray、Olsen法測(cè)定土壤中有效磷含量的相關(guān)性

將從21個(gè)省獲取的28種土樣和2種土壤有效態(tài)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以pH = 6為界，分別采用Bray以及Olsen法提取土壤中的有效P，結(jié)果表明，pH<6的10種酸性土壤，Bray法和NH4Cl–M3法提取的有效P結(jié)果極顯著相關(guān)(圖3，=1.42×10–15，=20)。Sawyer和Mallarino[23]研究也表明，在酸性土壤中，M3-P和Bray-P的結(jié)果相似。Olsen法和NH4Cl–M3法提取pH≥6的20種中性和堿性土壤有效P結(jié)果也極顯著相關(guān)(圖4，=1.00×10–21，=40)。這與Sawyer 和Mallarino[23]研究結(jié)果也一致，即石灰性土壤中M3法和Olsen法測(cè)定結(jié)果顯著相關(guān)。

Bray法提取酸性土壤有效P，一是通過NH4F中的F–和Fe-P、Al-P中的Fe、Al在酸性條件下形成絡(luò)合物從而釋放有效P；二是通過稀酸溶解部分P，因此這種方法適用于酸性土壤而不適于石灰性土壤[24]。Olsen法主要適用于石灰性土壤，其提取液中的HCO– 3在堿性條件下可以和土壤溶液中的Ca2+形成CaCO3沉淀，降低Ca2+活度而使某些活性較大的Ca-P被浸提出來。正如上文所述，NH4Cl–M3法可提取Al、Fe、Ca等各種結(jié)合形態(tài)P，因此NH4Cl–M3法比Bray法和Olsen法所提取的有效P含量更高(圖3和圖4)，Mehlich[1]和Tan等[25]比較M3法與Bray和Olsen法測(cè)定土壤有效P也觀察到了相似的結(jié)果。因此，NH4Cl–M3法可用于不同pH土壤有效P含量的測(cè)定。

2.3 運(yùn)用NH4Cl–M3法評(píng)價(jià)土壤改良效果

分別選取pH為5.04、4.56和5.40的海南磚紅壤、廣東紅壤和河北潮土進(jìn)行改良土壤有效 P 評(píng)價(jià)，添加改良劑后，3種土壤的pH分別提高至6.13 ～ 7.52，6.33和7.05 ～ 7.57，如果按常規(guī)實(shí)驗(yàn)室操作需要對(duì)酸性、中性和堿性(pH 6.0為界)土壤分別進(jìn)行Bray和Olsen法提取，可以發(fā)現(xiàn)2種方法提取的有效P含量不完全一致(表3)。譬如，Bray法和Olsen法測(cè)定的改良廣東紅壤有效P含量相差1.43倍；又如受酸污染的河北潮土，Bray法提取的有效P含量是Olsen法的1.23倍 ～ 2.27倍；再譬如酸性原土樣品中有效P測(cè)定結(jié)果存在較大差異，海南磚紅壤、廣東紅壤和河北潮土等3種酸性原土樣品NH4Cl–M3-P分別為1.5、2.1和283.5 mg/kg，顯著高于Bray法得到的有效P含量(分別為1.1、0.2和227.5 mg/kg)。其中的原因正如上文所述，NH4Cl–M3方法提取有效P效率更高；另外，海南磚紅壤和廣東紅壤這2種土壤本身的有效P含量較低，不同方法得到的土壤有效P含量絕對(duì)值差異較大。對(duì)河北潮土而言，它是一個(gè)酸污染土壤，由于土壤pH較低(pH=5.4)，采用Bray法測(cè)定其有效P含量，但土壤本身的鐵鋁氧化物含量又不高，用Bray法提取鐵鋁結(jié)合態(tài)P(227.5 mg/kg)比NH4Cl–M3法所得有效P含量(283.5 mg/kg)低很多；再者河北潮土屬于鈣質(zhì)土壤，未污染土壤pH一般在7.6 ～ 8.5[26]，理論上需要用Olsen法測(cè)定其有效P含量，但提取過程中大部分堿用于中和土壤酸度，提取的有效P效率更低(69.6 mg/kg)。因此，不同pH土壤的有效P提取方法各異，可能導(dǎo)致評(píng)價(jià)改良土壤有效P提升的效果存在疑議。

兼顧Fe/Al-P和Ca-P的NH4Cl–M3法得到的海南磚紅壤改良結(jié)果表明，尤其是對(duì)花生秸稈炭改良土壤而言，相比于原始土壤，有效P含量提高了44.1倍；而NH4Cl–M3法得到的廣東紅壤和其改良土壤有效P含量分別為2.1和64.3 mg/kg，有效P提高了29.6倍；再以受酸污染的河北潮土為例，NH4Cl–M3法表明添加5% 的花生秸稈炭和大豆秸稈炭，可分別提高有效P含量28.4% 和36.7%。因此，NH4Cl–M3法測(cè)定土壤有效P結(jié)果表明，本文中所涉及的改良土壤中的有效P含量均顯著增加。

表3 NH4Cl–M3法測(cè)試土壤改良效果(部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[16-17])

注：表中同列數(shù)據(jù)小寫字母不同表示差異達(dá)<0.05 顯著水平。

3 結(jié)論

1) NH4Cl–M3法不僅可以代替M3法測(cè)定不同地區(qū)土壤的有效P和速效K含量，而且也可以提取Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn和Cu等金屬元素。

2) NH4Cl–M3法與Bray和Olsen法提取有效P結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，NH4Cl–M3法不僅可以提取酸性土壤，也可提取中性和石灰性土壤中的有效P，解決了Bray和Olsen法分別不適用于堿性和酸性土壤有效P提取的問題，并且可同時(shí)提取有效K、Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn和Cu等元素。

因此，NH4Cl–M3法適用于所有酸性、中性和堿性土壤有效P、速效K等營養(yǎng)元素測(cè)定，也適用于有效態(tài)重金屬Zn、Cu等元素測(cè)定，是一種高效、通用型土壤有效元素提取方法。

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A Universal Method for Efficient Extraction of Soil Available Elements and Its Application

LIU Hui1,2, DONG Ying2, WANG Yujun2, YU Yuanchun1*, JIANG Jun2*, XU Renkou2

(1 Co–Innovation Center for the Sustainable Forestry in Southern China/College of Biology and Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China; 2 State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China)

Mehlich3 (M3) method can simultaneously determine the contents of soil available P, K, Ca, Mg, Al, Fe, Zn, Mn and Cu, and is feasible for calcareous, andosol and highly weathered soils.However, it is hard to get NH4NO3used in M3 method due to its explosibility, therefore, it is necessary to find other substances to replace NH4NO3.In this paper, M3 method was modified by using indifferent-electrolyte ammonium chloride (NH4Cl) to replace NH4NO3(NH4Cl–M3 method) to determine available elements in 30 topsoils.Pearson correlation analysis showed available P and K contents in the tested 30 topsoils determined by the two methods were significantly correlated, with determination coefficients (2) of 0.99 (=2.31×10–55,=60) and 0.98 (=1.52×10–49,=60), respectively.Meanwhile, significant correlations were also found for available Ca, Mg, Al, Fe, Zn, Mn and Cu contents determined by the two methods, with2values of 0.98, 1.00, 0.99, 0.96, 0.99, 0.95 and 0.94, respectively.Bray-P and Olsen-P of the above acid neutral and alkaline topsoils determined by the two methods were also significantly correlated, with2values of 0.97 and 0.91 (=1.42×10–15and 1.00×10–21), respectively.Soil available P content determined by NH4Cl–M3 method was significantly promoted than M3 method.Therefore, NH4Cl–M3 method can be an alternative method to determine available P, K and other elements in calcareous and highly weathered soils as well as the amended soils.

Soil available elements; NH4Cl–M3 method; Olsen-P; Bray-P; Biochar

S153.1

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.05.020

劉慧, 董穎, 王玉軍, 等.一種通用型土壤有效元素高效提取方法及應(yīng)用.土壤, 2021, 53(5): 1040–1047.

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2019YFC1803403，2017YFF0108201)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41771275)和江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目(PAPD)資助。

通訊作者(ycyu@njfu.edu.cn; jjiang@issas.ac.cn)

劉慧(1994—)，女，安徽蕪湖人，碩士研究生，主要從事土壤化學(xué)研究。E-mail: ryuhoi@163.com