土壤有效微量元素的测定
本章要点：
1、熟悉土壤微量元素测定的特点及在测试上
的特殊要求。
2、掌握土壤有效硼的测定方法（原理及测定
条件）。
3、熟悉土壤有效钼的测定方法。
4、掌握石灰性土壤有效铁、锰、铜、锌测定
的方法原理及测定条件。
土壤有效微量元素的测定
第一节 概述
一、含义：
泛指：一般指土壤中含量很低的化学元素，含量
0.0X-XX mg/kg。
特指：例如对生物有意义的微量元素，动、植物
不同。对植物而言,Fe,Mn,Cu,Zn、
B,Mo,(Cl)。
二、测定意义：
三、测试上的特殊要求：
特点,含量低、组成复杂。要求分析方法 灵敏度
高,操作上要 防止污染 。
要求：
（ 1）方法灵敏度高,仪器分析、比色法
（ 2）防止污染,含量少，易污染
A,环境：最好有专用实验室
B,试剂：优级纯或分析纯
C,水：重蒸馏水、高纯水
D、器皿：
玻璃仪器,配方不同，成分不一
硬质玻璃：硼硅酸玻璃，常含 B
软质玻璃：含 B少
石英玻璃,SiO2含量大于 99.8%，不含其它元素，
耐高温（ 1050?C），膨胀系数小，但贵！
塑料,试剂瓶、烧杯、漏斗等
聚乙烯：耐酸碱，但不抗高温
聚四氟乙烯（塑料王）：抗温达 240?C
E、洗涤要求：
一般需用 1mol L-1HCl或 HNO3浸泡，然后洗净酸
液，以除去被吸附的离子。也有用 EDTA螯合剂
洗涤的。
第二节 土壤有效硼的测定
一、土壤中的 B及其有效性：
土壤全 B,0-500mg/kg
有效 B,0-5.0mg/kg（多数 0.2-1mg/kg）
存在状态：
无机 B：矿物结构 B（电气石）：无效，大量
硼盐：少数，有效
吸附态 B：以 H3BO3或 B(OH)4 -被矿物吸附,有效
有机 B：含 B化合物 -有效性不高
被有机物吸附的 B：有效
B的有效形态：
溶液中的 B,H3BO3或 B(OH)3,pH?7时有 B(OH)4 -
被有机物吸附的 B（有机和无机吸附剂）
*吸附 B的解吸不用交换剂，用水即可浸出，但与溶
液中 B不同，具有一定的吸附能。
二、有效 B的测定：
（一）浸提 - 最常用的是沸水浸提（ hws-B）
包括：溶液中的 B；吸附 B；可溶 B盐
浸提条件：土液比 1:2，沸腾 5min
澄清,CaCl2,MgSO4等
评价指数（等级）：
轻壤土 粘重土
不足 0-0.25 0-0.4 mg kg-1
适度 0.25-0.50 0.4-0.8 mg kg-1
充足 ? 0.50 ? 0.8 mg kg-1
不同作物也不同，豆科 0.1mg kg-1，
甜菜 0.75-1mg kg-1。
（二）浸出液中 B的定量：
1、方法简介：
（ 1） 仪器分析,ICP
（ 2） 化学方法：
A、四羟蒽醌法：
在浓 H2SO4作用下,H3BO3与四羟蒽醌反应形成
兰色络合物。
条件,浓 H2SO4；温度
B、次甲基蓝吸光光度法（三元络合物法）：
成络,H3BO3 + 4 F- + 3 H+ ? BF4 - + 3 H2O
缔合,MCl M+ + Cl-
MBF4 -（缔合物）
萃取：二氯乙烷萃取缔合物，而次甲基蓝不被萃取。
C、甲亚胺法：
D、姜黄素法：
2、甲亚胺 -H吸光光度法：
方法原理,在微酸性介质中，甲亚胺与 H3BO3形成
黄色络合物，其水溶液的黄色强度与 B浓度成正比，
可用吸光光度法定量（ 415nm）。
甲亚胺的合成：
H酸（ 1-氨基 -8-萘酚 -3,6-二磺酸） + 水杨醛
甲亚胺 - H
或用 H酸和水杨醛在显色时加入。
显色条件：
（ 1） 酸度,要求微酸性，用缓冲液 NH4OAc-HAc或
NH4H2PO4-(NH4)2HPO4控制，但具体酸度说法不一。
pH低 (5.5),一般 pH 5.1-5.8,显色慢,稳定时间长。
pH高 (6.5),一般 pH 6.0-6.7,显色快,稳定时间短。
（ 2） 显色和稳定时间：
pH低（ 5.5） 显色 2h 稳定 4h
pH低（ 6.5） 显色 0.3-1h 稳定 2-3h （ 实验中
显色 30min）
（ 3） 显色剂浓度,甲亚胺为黄色，与络合物同，
因此要准确加入。
甲亚胺浓度高，灵敏度也高，最高 0.27%，
我国常用 0.18%。过高时易线性不好。
（ 4） 温度,一般认为灵敏度随温度上升而下降，
通常是在室温下反 应，样品应与工作曲线在
相同温度下测定。
（ 5） 干扰物：
A,Al3+,Fe3+,Ca2+等,用 EDTA掩蔽，但对 Fe3+
不好；也可加氨三乙醇（ NTA）。
B,NH4+,可使结果偏高。 NH4+少时有正干扰，多
时干扰固定,因此加入氨缓冲液,使其干扰恒定。
C,H2O2,加热除去
D、有机质黄色的干扰：
a．活性 C脱色：有时会吸附一部分 B
b,KMnO4氧化：加入 KMnO4氧化有机质，多余的
KMnO4可用 Vc除去。
c．灼烧除去（碱化后灼烧）
d．扣除本底
3、姜黄素吸光光度法：
方法原理,姜黄素与 H3BO3在脱水过程中形成红色
的玫瑰花青苷，其乙醇溶液的红色与 B的浓度成正
比，可利用工作曲线定量（ 550nm）。
显色条件：
（ 1）水分,脱水过程中形成络合物
残余水 颜色
0.3%（ V/V） 正常
0.5%（ V/V） 下降 20%
1.0%（ V/V） 下降 70%
（ 2）脱水方法,络合物是在脱水过程中形成的，因
此脱水的温度、蒸发速度都会影响显色。
（ 3）反应介质,酸性介质中显色（草酸）
（ 4）干扰离子：
氧化剂：可使姜黄素氧化，显棕色。土壤中主
要为 NO3-，大于 20 mg L-1有干扰，可碱化后灼烧
除去。
（ 5）稳定时间,95%酒精中稳定 3小时
4、方法评述：
甲亚胺法：
优点：快速、简便，在水溶液中显色，适用于自动
化分析。
缺点：灵敏度不太高（ >0.86?10-4 mg L-1）。
姜黄素法,土壤有效 B测定的国家标准方法
优点：灵敏度高（ 1.8?10-5 mg L-1），比甲亚胺法约
高 20倍。
缺点：要求蒸干，反应条件严格，不易自动化 。
四羟蒽醌法：
优点：快速、灵敏度较高。
缺点：在浓 H2SO4中显色，条件要求严，操作不便。
次甲基蓝法：
优点：灵敏度高。
缺点：用有机溶剂（二氯乙烷）萃取，手续繁琐。
土壤有效 B的测定：国标方法 ---沸水浸提 -姜黄素法
第三节 土壤有效 Mo的测定
一、土壤中的 Mo及其有效性：
土壤全 Mo：我国 0.1-6 mg kg-1，平均 1.7 mg kg-1
世界平均 2.3 mg kg-1
土壤中的 Mo可为 +4,+5,+6价，以 +6价为有效 Mo。
形态：
有机态 Mo
无机态 Mo 矿物态,Ca-Mo,Fe-Mo,Al-Mo(部分有效 )
交换 Mo:有效
水溶 Mo:有效
二、土壤有效 Mo的测定方法：
（一）浸提方法：
1、沸水浸提法：常用沸水，但浸出量少，与植物
相关性高。
2、草酸 -草酸铵（ pH 3.3） -- Tamm溶液
具有弱酸性、还原性、阴离子的交换性和络合作用
浸出：水溶性 Mo
交换性 Mo
Ca-Mo,Fe-Mo,Al-Mo可部分浸出 （因为弱
酸性下的还原作用 (Fe)、络合作用 (Al,Ca、
Fe)）
临界值,0.15-0.20 mg kg-1
（二）定量方法：
1、极谱法：应用最广
2、吸光光度法：硫氰酸盐吸光光度法
方法原理,在酸性介质中，在一定条件下硫氰酸
盐可与待测液中 +6价成络，经 SnCl2还原成 +5价
Mo的络合物后，可用吸光光度法定量。
硫氰酸盐（ SCN-）可与 Mo形成络合物，其中以
+5价 Mo的络合物的橙黄色颜色最深，可用于比
色定量。
土壤有效 Mo的测定，因含量低需用异戊醇或乙醚萃
取浓缩后再比色。
第四节 土壤有效 Fe,Mn,Cu,Zn的测定
一、土壤中的 Fe,Mn,Cu,Zn及其有效性：
Fe Mn Cu Zn
全量,0.7-4.2% 42-5000mg/kg 3-300 3-719
平均,3% 710 22 100
有效态,水溶态
交换态
少部分矿物态
少部分有机态
Fe,Mn有不同价态,Fe,Fe2+,Fe3+，以 Fe2+有效
Mn,Mn2+,Mn3+,Mn4+，以 Mn2+有效
二、有效 Fe,Mn,Cu,Zn的测定：
（一）浸提方法：
1、中性盐（交换态）,不常用
Fe,Mn --- 1 mol L-1 NH4OAc（ Fe,pH 4.8；
Mn,pH 7.0）
Zn --- 1 mol L-1 KCl
Cu --- 交换态不易解吸（有机吸附）
2、稀 HCl（ 0.1 mol L-1）：
1,5,90min（常用）
Cu,Zn --- 中性、酸性土壤适用
3、还原剂,对 Mn（常用）
易还原性 Mn：指高价 Mn中易还原的部分
浸提剂,NH4OAc中加入对苯二酚
活性 Mn,包括水溶性 Mn、交换性 Mn、易还原性 Mn
石灰性土壤中主要为易还原性 Mn。
4,DTPA法,（常用） --- DTPA-CaCl2-TEA法
二乙三胺五乙酸 三乙醇胺
适用于 Zn,Cu,Fe,Mn的浸提,对 Zn ? Fe ? Mn,Cu
0.05mol L-1DTPA-0.01mol L-1CaCl2-0.1mol L-1TEA
(pH 7.3)
浸提原理：
（ 1） DTPA具有螯合作用，在高 pH下仍存在螯合能
力，是通用浸提剂。
（ 2） TEA为 pH缓冲剂，具有交换作用，维持 pH7.3
（用 HCl调节）。
（ 3） CaCl2用于中性或石灰性土壤，防止 CaCO3溶解。
DTPA为非平衡体系，非平衡法是指未达到平衡的浸提
(未达最大值 )，因此条件要标准化,土液比 1,2；振荡
2h； 25?C；土粒 1mm（或 2mm）。
评价标准（临界值）,（ mg kg-1）
Fe Mn Cu Zn
DTPA法 2-5 1 0.2 0.5-1.0
0.1mol L-1HCl(酸性土 ) / / 1.9 1-1.5
NH4OAc ? 5 2-3 / /
活性 Mn / 100 / /
（二）定量方法：
1、化学方法：
Fe --- 邻菲罗啉法
Mn --- KMnO4比色法
Cu --- DDTC比色法（铜试剂：二乙基二硫代氨
基甲酸钠）
Zn --- 双硫腙比色法
2、原子吸收分光光度法：
本章要点：
1、熟悉土壤微量元素测定的特点及在测试上
的特殊要求。
2、掌握土壤有效硼的测定方法（原理及测定
条件）。
3、熟悉土壤有效钼的测定方法。
4、掌握石灰性土壤有效铁、锰、铜、锌测定
的方法原理及测定条件。
土壤有效微量元素的测定
第一节 概述
一、含义：
泛指：一般指土壤中含量很低的化学元素，含量
0.0X-XX mg/kg。
特指：例如对生物有意义的微量元素，动、植物
不同。对植物而言,Fe,Mn,Cu,Zn、
B,Mo,(Cl)。
二、测定意义：
三、测试上的特殊要求：
特点,含量低、组成复杂。要求分析方法 灵敏度
高,操作上要 防止污染 。
要求：
（ 1）方法灵敏度高,仪器分析、比色法
（ 2）防止污染,含量少，易污染
A,环境：最好有专用实验室
B,试剂：优级纯或分析纯
C,水：重蒸馏水、高纯水
D、器皿：
玻璃仪器,配方不同，成分不一
硬质玻璃：硼硅酸玻璃，常含 B
软质玻璃：含 B少
石英玻璃,SiO2含量大于 99.8%，不含其它元素，
耐高温（ 1050?C），膨胀系数小，但贵！
塑料,试剂瓶、烧杯、漏斗等
聚乙烯：耐酸碱，但不抗高温
聚四氟乙烯（塑料王）：抗温达 240?C
E、洗涤要求：
一般需用 1mol L-1HCl或 HNO3浸泡，然后洗净酸
液，以除去被吸附的离子。也有用 EDTA螯合剂
洗涤的。
第二节 土壤有效硼的测定
一、土壤中的 B及其有效性：
土壤全 B,0-500mg/kg
有效 B,0-5.0mg/kg（多数 0.2-1mg/kg）
存在状态：
无机 B：矿物结构 B（电气石）：无效，大量
硼盐：少数，有效
吸附态 B：以 H3BO3或 B(OH)4 -被矿物吸附,有效
有机 B：含 B化合物 -有效性不高
被有机物吸附的 B：有效
B的有效形态：
溶液中的 B,H3BO3或 B(OH)3,pH?7时有 B(OH)4 -
被有机物吸附的 B（有机和无机吸附剂）
*吸附 B的解吸不用交换剂，用水即可浸出，但与溶
液中 B不同，具有一定的吸附能。
二、有效 B的测定：
（一）浸提 - 最常用的是沸水浸提（ hws-B）
包括：溶液中的 B；吸附 B；可溶 B盐
浸提条件：土液比 1:2，沸腾 5min
澄清,CaCl2,MgSO4等
评价指数（等级）：
轻壤土 粘重土
不足 0-0.25 0-0.4 mg kg-1
适度 0.25-0.50 0.4-0.8 mg kg-1
充足 ? 0.50 ? 0.8 mg kg-1
不同作物也不同，豆科 0.1mg kg-1，
甜菜 0.75-1mg kg-1。
（二）浸出液中 B的定量：
1、方法简介：
（ 1） 仪器分析,ICP
（ 2） 化学方法：
A、四羟蒽醌法：
在浓 H2SO4作用下,H3BO3与四羟蒽醌反应形成
兰色络合物。
条件,浓 H2SO4；温度
B、次甲基蓝吸光光度法（三元络合物法）：
成络,H3BO3 + 4 F- + 3 H+ ? BF4 - + 3 H2O
缔合,MCl M+ + Cl-
MBF4 -（缔合物）
萃取：二氯乙烷萃取缔合物，而次甲基蓝不被萃取。
C、甲亚胺法：
D、姜黄素法：
2、甲亚胺 -H吸光光度法：
方法原理,在微酸性介质中，甲亚胺与 H3BO3形成
黄色络合物，其水溶液的黄色强度与 B浓度成正比，
可用吸光光度法定量（ 415nm）。
甲亚胺的合成：
H酸（ 1-氨基 -8-萘酚 -3,6-二磺酸） + 水杨醛
甲亚胺 - H
或用 H酸和水杨醛在显色时加入。
显色条件：
（ 1） 酸度,要求微酸性，用缓冲液 NH4OAc-HAc或
NH4H2PO4-(NH4)2HPO4控制，但具体酸度说法不一。
pH低 (5.5),一般 pH 5.1-5.8,显色慢,稳定时间长。
pH高 (6.5),一般 pH 6.0-6.7,显色快,稳定时间短。
（ 2） 显色和稳定时间：
pH低（ 5.5） 显色 2h 稳定 4h
pH低（ 6.5） 显色 0.3-1h 稳定 2-3h （ 实验中
显色 30min）
（ 3） 显色剂浓度,甲亚胺为黄色，与络合物同，
因此要准确加入。
甲亚胺浓度高，灵敏度也高，最高 0.27%，
我国常用 0.18%。过高时易线性不好。
（ 4） 温度,一般认为灵敏度随温度上升而下降，
通常是在室温下反 应，样品应与工作曲线在
相同温度下测定。
（ 5） 干扰物：
A,Al3+,Fe3+,Ca2+等,用 EDTA掩蔽，但对 Fe3+
不好；也可加氨三乙醇（ NTA）。
B,NH4+,可使结果偏高。 NH4+少时有正干扰，多
时干扰固定,因此加入氨缓冲液,使其干扰恒定。
C,H2O2,加热除去
D、有机质黄色的干扰：
a．活性 C脱色：有时会吸附一部分 B
b,KMnO4氧化：加入 KMnO4氧化有机质，多余的
KMnO4可用 Vc除去。
c．灼烧除去（碱化后灼烧）
d．扣除本底
3、姜黄素吸光光度法：
方法原理,姜黄素与 H3BO3在脱水过程中形成红色
的玫瑰花青苷，其乙醇溶液的红色与 B的浓度成正
比，可利用工作曲线定量（ 550nm）。
显色条件：
（ 1）水分,脱水过程中形成络合物
残余水 颜色
0.3%（ V/V） 正常
0.5%（ V/V） 下降 20%
1.0%（ V/V） 下降 70%
（ 2）脱水方法,络合物是在脱水过程中形成的，因
此脱水的温度、蒸发速度都会影响显色。
（ 3）反应介质,酸性介质中显色（草酸）
（ 4）干扰离子：
氧化剂：可使姜黄素氧化，显棕色。土壤中主
要为 NO3-，大于 20 mg L-1有干扰，可碱化后灼烧
除去。
（ 5）稳定时间,95%酒精中稳定 3小时
4、方法评述：
甲亚胺法：
优点：快速、简便，在水溶液中显色，适用于自动
化分析。
缺点：灵敏度不太高（ >0.86?10-4 mg L-1）。
姜黄素法,土壤有效 B测定的国家标准方法
优点：灵敏度高（ 1.8?10-5 mg L-1），比甲亚胺法约
高 20倍。
缺点：要求蒸干，反应条件严格，不易自动化 。
四羟蒽醌法：
优点：快速、灵敏度较高。
缺点：在浓 H2SO4中显色，条件要求严，操作不便。
次甲基蓝法：
优点：灵敏度高。
缺点：用有机溶剂（二氯乙烷）萃取，手续繁琐。
土壤有效 B的测定：国标方法 ---沸水浸提 -姜黄素法
第三节 土壤有效 Mo的测定
一、土壤中的 Mo及其有效性：
土壤全 Mo：我国 0.1-6 mg kg-1，平均 1.7 mg kg-1
世界平均 2.3 mg kg-1
土壤中的 Mo可为 +4,+5,+6价，以 +6价为有效 Mo。
形态：
有机态 Mo
无机态 Mo 矿物态,Ca-Mo,Fe-Mo,Al-Mo(部分有效 )
交换 Mo:有效
水溶 Mo:有效
二、土壤有效 Mo的测定方法：
（一）浸提方法：
1、沸水浸提法：常用沸水，但浸出量少，与植物
相关性高。
2、草酸 -草酸铵（ pH 3.3） -- Tamm溶液
具有弱酸性、还原性、阴离子的交换性和络合作用
浸出：水溶性 Mo
交换性 Mo
Ca-Mo,Fe-Mo,Al-Mo可部分浸出 （因为弱
酸性下的还原作用 (Fe)、络合作用 (Al,Ca、
Fe)）
临界值,0.15-0.20 mg kg-1
（二）定量方法：
1、极谱法：应用最广
2、吸光光度法：硫氰酸盐吸光光度法
方法原理,在酸性介质中，在一定条件下硫氰酸
盐可与待测液中 +6价成络，经 SnCl2还原成 +5价
Mo的络合物后，可用吸光光度法定量。
硫氰酸盐（ SCN-）可与 Mo形成络合物，其中以
+5价 Mo的络合物的橙黄色颜色最深，可用于比
色定量。
土壤有效 Mo的测定，因含量低需用异戊醇或乙醚萃
取浓缩后再比色。
第四节 土壤有效 Fe,Mn,Cu,Zn的测定
一、土壤中的 Fe,Mn,Cu,Zn及其有效性：
Fe Mn Cu Zn
全量,0.7-4.2% 42-5000mg/kg 3-300 3-719
平均,3% 710 22 100
有效态,水溶态
交换态
少部分矿物态
少部分有机态
Fe,Mn有不同价态,Fe,Fe2+,Fe3+，以 Fe2+有效
Mn,Mn2+,Mn3+,Mn4+，以 Mn2+有效
二、有效 Fe,Mn,Cu,Zn的测定：
（一）浸提方法：
1、中性盐（交换态）,不常用
Fe,Mn --- 1 mol L-1 NH4OAc（ Fe,pH 4.8；
Mn,pH 7.0）
Zn --- 1 mol L-1 KCl
Cu --- 交换态不易解吸（有机吸附）
2、稀 HCl（ 0.1 mol L-1）：
1,5,90min（常用）
Cu,Zn --- 中性、酸性土壤适用
3、还原剂,对 Mn（常用）
易还原性 Mn：指高价 Mn中易还原的部分
浸提剂,NH4OAc中加入对苯二酚
活性 Mn,包括水溶性 Mn、交换性 Mn、易还原性 Mn
石灰性土壤中主要为易还原性 Mn。
4,DTPA法,（常用） --- DTPA-CaCl2-TEA法
二乙三胺五乙酸 三乙醇胺
适用于 Zn,Cu,Fe,Mn的浸提,对 Zn ? Fe ? Mn,Cu
0.05mol L-1DTPA-0.01mol L-1CaCl2-0.1mol L-1TEA
(pH 7.3)
浸提原理：
（ 1） DTPA具有螯合作用，在高 pH下仍存在螯合能
力，是通用浸提剂。
（ 2） TEA为 pH缓冲剂，具有交换作用，维持 pH7.3
（用 HCl调节）。
（ 3） CaCl2用于中性或石灰性土壤，防止 CaCO3溶解。
DTPA为非平衡体系，非平衡法是指未达到平衡的浸提
(未达最大值 )，因此条件要标准化,土液比 1,2；振荡
2h； 25?C；土粒 1mm（或 2mm）。
评价标准（临界值）,（ mg kg-1）
Fe Mn Cu Zn
DTPA法 2-5 1 0.2 0.5-1.0
0.1mol L-1HCl(酸性土 ) / / 1.9 1-1.5
NH4OAc ? 5 2-3 / /
活性 Mn / 100 / /
（二）定量方法：
1、化学方法：
Fe --- 邻菲罗啉法
Mn --- KMnO4比色法
Cu --- DDTC比色法（铜试剂：二乙基二硫代氨
基甲酸钠）
Zn --- 双硫腙比色法
2、原子吸收分光光度法：
