吸管法和比重计法测定土壤机械组成的比对研究

土壤机械组成是土壤的基本属性,也是第三次全国土壤普查(“三普”)的重要指标。参照“三普”规定的测定土壤机械组成的吸管法和比重计法的分析规范对来自河南封丘、江西鹰潭和新疆乌鲁木齐等地区的3种土壤试样进行分析,讨论平行测定的精密度和测定过程中的关键点,进而对两种测定方法进行评价。结果表明,吸管法和比重计法的分析过程中存在一些影响分析结果的重点步骤,这些关键细节对提升“三普”土壤机械组成结果准确性和分析效率至关重要。吸管法和比重计法测定获得的土壤质地类型结果基本一致。通过平行试样测定结果允许的绝对相差分析发现吸管法的精密度较比重计法稍差,但两者都能达到土壤普查的要求。通过两种土壤机械组成测定方法的比对研究,为基层实验室顺利开展本项目的测定提供借鉴,为第三次全国土壤普查工作提供技术支撑。

酸性土壤水溶性氟浸提方法的研究

本文比较研究了振荡、超声、沸水浴和烘箱4种浸提酸性土壤水溶性氟的方法,然后采用离子色谱法对浸提液进行测定,并通过对测定数据进行统计与方差分析来确定最佳浸提方式。结果显示,水土比5:1,浸提时间20 min、温度60℃是振荡法与超声法浸提酸性土壤水溶性氟含量的最佳条件。在此条件下,振荡法与超声法浸提的土壤水溶性氟含量无显著差异,标准偏差均小于0.3%。超声法浸提的酸性土壤水溶性氟含量显著高于各自最佳处理条件下的沸水浴法与烘箱法浸提的水溶性氟含量。在离子色谱测定水溶性氟过程中,质量控制样品均在1倍标准偏差范围内。因此,采用离子色谱法测定超声法或振荡法浸提的酸性土壤水溶性氟是一种可行的、准确的试验方法,特别对于批量土壤样品的测定具有重要意义。

单波长激发-能量色散X射线荧光光谱法测定土壤全量硅、铝、铁、钾、钠、钙、镁、锰、磷、钛、硫

土壤质量受农作物种植、气候变化和工业发展等因素的持续影响而不断变化。及时准确评估土壤质量对于合理利用土地资源以及确保农业粮食生产的安全至关重要。土壤质量的评估涉及多种无机元素含量的分析和检测。传统的分析方法包括全量硅、磷、硫、铝等多种元素,但这些方法通常需要较长的实验周期、复杂的样品前处理以及较高的成本。为了实现土壤中多种元素的高效检测,通过对样品粒度、取样量、压片压力和保压时间对测定结果的影响,建立了单波长激发-能量色散X射线荧光光谱法测定土壤全量硅、铝、铁、钾、钠、钙、镁、锰、磷、钛、硫元素的方法。结果显示,当样品粒度为0.150 mm(100目)、取样量为4.0 g、压力20 MPa,保压时间为60 s时,可实现最优检测。在最优检测条件下,各元素的方法检出限为3 mg/kg~0.10%,定量限为12 mg/kg~0.40%,且方法的正确度和精密度可靠。方法具有各类土壤类型的适应性,同时具备检测速度快、分析成本低、前处理简单、对土壤样品无损等特点,适用于实验室及现场快速检测。方法能够提高分析效率,降低人员间误差,提高样品分析通量,为土壤分析工作者提供一种可靠快速的分析方法。

土壤全磷全钾同时测定方法研究

[目的]研究同时测定土壤中全磷全钾的方法。[方法]土壤消解后,按照仪器的标准曲线范围,选择合适的稀释倍数,测定消解液的磷钾含量,完成土壤样品全磷全钾的测定。[结果]磷和钾的线性系数分别达0.999 9和1.000 0;土壤标准样品含量均在标准值范围内。该方法的测定结果与国标法无显著差异。[结论]该研究为土壤中全磷、全钾的检测提供了一种快速、高效的检测分析方法,对土壤中全磷、全钾大量样品的检测和快速指导生产具有现实意义。

多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)法测定土壤的铁同位素组成

铁(Fe)同位素(δ^(56/54)Fe)在土壤科学中可以用来研究铁在土壤圈中的迁移、转化等过程。为了确保不同类型样品中的铁同位素测量的准确性,需要标定一系列标准物质的铁同位素组成。通过使用硝酸-氢氟酸-高氯酸混酸对土壤样品中的硅酸盐和有机质进行消解,利用阴离子交换树脂(AG1-X8,0.038~0.074 mm)对土壤样品中的铁与基质元素进行分离,同时为了获得可靠的纯化流程,考察了不同浓度的盐酸对基质的淋洗效果。结果表明,当盐酸浓度4.0~7.0 mol/L时,基质元素都能有效地被分离干净,综合考虑选择5.0 mol/L的盐酸将基质元素从阴离子树脂中淋洗出来,再用0.3 mol/L的盐酸将铁元素收集起来。利用多接收电感耦合等离子体质谱仪测定铁同位素组成。通过对实验室标准铁溶液(ISS-Fe和USTC-Fe)的长期监测,测定δ^(56/54)Fe的外精度好于±0.05‰(2SD)。测定的两个玄武岩标样(BCR-2和BHVO-2)中铁同位素组成,其δ^(56/54)Fe值分别为0.08‰±0.05‰和0.09‰±0.05‰,均在文献值误差范围内。此外,测量了六个土壤标样的Fe同位素组成,其δ^(56/54)Fe值从-0.11‰变化到+0.15‰,研究结果为土壤铁同位素研究提供了有力的数据支撑。

直接加热—静态顶空—气相色谱/质谱法测定土壤中苯系物

采用CP-8ms毛细管色谱柱、直接加热—静态顶空—气相色谱/质谱联用法测定土壤中苯系物,并对顶空条件进行了优化。结果表明,装有10 g土壤样品的20 ml顶空瓶在95℃加热阱中以500 r min-1振摇20 s,停90 s,并平衡15 min,即可达到最佳脱附效果;并以不含待测苯系物的新鲜土壤制作校准样,外标法定量。该方法的精密度为2.35%～7.27%,检出限为0.23～1.35μg kg-1,各目标物的标准曲线线性相关系数r为0.993 3～0.998 0,加标样品回收率为74.2%～123%,可满足有机分析的要求。

矿区砷污染对土壤线虫群落结构特征的影响

对湖南省石门县雄黄矿区不同As污染程度土壤线虫群落结构特征进行了研究。共获得线虫27属,食真菌线虫滑刃属(Aphelenchoides)在3种土壤中均为优势属。食细菌和食真菌线虫分别为低As和中As土壤的优势营养类群,而植物寄生线虫为高As土壤的优势营养类群。低As和中As土壤的自由生活线虫成熟度指数(IM)和瓦斯乐斯卡指数(IW)显著高于高As土壤,但植物寄生线虫成熟度指数(IPP)和IPP/IM比值则表现出相反的趋势。可见,高As土壤的食物网受到As污染的干扰较大,群落环境质量较差。因此,土壤线虫群落结构对土壤质量或生态系统的变化具有很好的生物指示作用。

高效液相色谱法测定土壤中的二氯喹啉酸

用50 ml甲醇︰0.05 mol/L硼砂溶液（pH = 10）（9︰1，V/V）作为提取剂对20 g（或适量）土壤样品中残留的二氯喹啉酸振荡提取2 h，离心过滤后分取滤液25 ml浓缩，甲醇定容至2 ml，再用滤膜过滤后待测定；高效液相色谱仪（HPLC）以1.0 ml/min的甲醇︰1% 乙酸水溶液（55︰45，V/V）为流动相，柱温45℃，在238 nm的紫外光波长下进行二氯喹啉酸的外标法定量。该方法精密度为6.0%，检出限为0.012 mg/kg，不同类型土壤的加标回收率74.9% - 98.8%，能满足有机分析要求。该方法既简捷易操作，又能满足土壤中二氯喹啉酸低残留量的测定。

GC/ECD法测定土壤中残留的酰胺类除草剂

采用振荡萃取、气相色谱/电子捕获检测法（GC/ECD）对土壤样品中的几种酰胺类除草剂进行了残留量检测。并对实验过程中涉及的一系列条件进行了优化,结果表明：选择丙酮（mL）∶土（g）=10~5∶1,180 r/min下振荡40 min后,过滤（分取或全转移）、浓缩至3 mL左右、再用N2吹至近干用正己烷定容,在GC/ECD上测定,测定结果良好,符合有机分析要求（回收率在80%~120%之间）。各目标物在GC/ECD上的检出限为0.002~0.092 mg/L不等。

砷污染土壤中施用光合细菌对烟草生长和砷吸收的影响

采用灭菌以及未灭菌的湖南石门砷(As)污染土壤(145.70mg/kg)的盆栽试验,研究光合细菌(Rhodopseudomonas palustris)的不同施用方式对烟草(Nicotiana tabacum L.)生长和As吸收的影响。结果表明,种植在未灭菌土壤中的烟草全部染病并死亡。在灭菌土壤中,菌液接种进入土壤处理的光合细菌数量都显著低于原始接种量。与对照相比,施用光合细菌对烟草生物量、可溶性糖、叶绿素含量以及净光合速率没有显著影响。但施用光合细菌菌液处理的烟叶净光合速率有升高的趋势;光合细菌接入土壤中的处理的烟草地上部分干重也出现增加的趋势。此外,移栽后接种光合细菌菌液处理的烟叶硝态氮含量显著低于其他处理。施用光合细菌菌液处理的土壤pH显著低于对照处理,但是土壤水溶性As含量以及烟草As含量在各处理间没有表现出显著的差异。可见,高As污染土壤中,光合细菌的生长繁殖受到抑制,光合细菌没有发挥积极的作用,但其仍然表现出可观的应用前景。

偶联酰胺化衍生-液相色谱法高灵敏度检测土壤圈样品中小分子单羧酸

甲、乙、丙、丁酸在土壤圈广泛存在,通常含量较低,测定时易受基质中杂质干扰,难以准确定性定量。采用偶联酰胺化法将具有紫外高灵敏响应的吲哚基团引入其结构中,生成酰胺类衍生物,即可在液相色谱-二极管阵列/紫外检测器(HPLC-DAD/UV)下间接高灵敏度检测,达到准确测定的目的。衍生化操作步骤如下:先将适量样品和2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)水溶液加入反应小瓶中,使反应体系pH保持约5.5,再加入适量的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)水溶液,交联反应20 min后再加入适量的N-羟基丁二酰亚胺(NHS)水溶液,之后经偶联反应适当时间后再加入色胺的乙腈水溶液,酰胺化反应过夜,第二天用超纯水定容终止反应,待测。实验表明:在衍生化过程中,当保持MES︰EDC︰NHS︰色胺︰羧基≈10︰7︰3︰7︰1(摩尔比)的比例,加入NHS后偶联反应45min时效果较佳。该方法中四种有机酸的检测限范围为0.008~0.046mg·L^(–1),标准工作曲线的线性决定系数R^(2)为0.991~0.998,平均回收率为85.9%~123%,方法精密度为1.69%~8.41%,可以满足有机分析要求。与液相色谱法直接测定小分子单羧酸相比,发现直接法测试结果与衍生-液相色谱法测试结果基本一致,但衍生法可以修正直接法中杂质干扰带来的阳性误差,同时提升低浓度单羧酸样品中有机酸的检出率,定性与定量结果更可靠。

根系分泌物主要作用及解析技术进展

根系分泌物是植物保持根际微生态系统活力的关键因素,也是根际物质循环的重要组成部分,对根际土壤生态环境中的物质循环具有重要的驱动作用。根系分泌物可以刺激微生物生长,增强其活性,加速根际养分循环,增加土壤养分利用率,并在小规模空间引起温室气体通量的变化。此外,它也是植物参与竞争的重要策略,植物通过根分泌物以获取种间长期生存的养分,甚至分泌对自身有害的化感物质来排挤其他植物,实现自我生存,即使存在自毒作用或引起连作障碍等。植物的健康生长依赖于自身与土壤微生物复杂动态群落的相互作用,但是根际微生物群落结构和组成却又受植物物种、植物生长期、土壤性质、功能基因等因素影响,这些因素的动态变化可能导致根系分泌物的多样化,从而形成复杂多变的根系分泌物与植物的关系,进而影响植物的健康生长。目前,对植物根系分泌物的研究是土壤生态学、植物营养与代谢等领域的研究热点,且随着分析技术手段的快速发展,根系分泌物相关研究也逐渐深入,进一步揭示植物与微生物间的协同作用机理对农、林等行业生产具有重要的指导意义。

淹水胁迫对墨西哥落羽杉苗木生理生化特性的影响

人工模拟不同程度的淹水环境,评价墨西哥落羽杉苗木耐水淹能力。以2年生墨西哥落羽杉(Taxodium mucronatum Tenore)实生苗为试验材料,模拟不同程度淹水胁迫:苗体全部淹水(苗木全淹)、苗体中部以下淹水(苗木半淹)、苗体根部淹水(苗木浅淹)、苗体不淹水(对照处理),测定分析各处理条件下苗木叶片中的可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛含量以及过氧化物酶活性的变化规律。结果显示,在整个淹水胁迫试验期间,不同程度淹水胁迫处理对墨西哥落羽杉苗木各生理生化指标的影响均达极显著水平(P<0.01)。随着淹水胁迫程度的加重,不同处理下的苗木叶片各生理生化指标的变化存在较大差异;苗木叶片中丙二醛含量增高、过氧化物酶活性增强,可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量则随着淹水胁迫时间的延长而呈现出较为复杂的变化,3个指标表现出反复“上升下降”的变化趋势。墨西哥落羽杉苗木具有较强的耐水淹能力,其苗木可以在浅淹胁迫和半淹胁迫环境中长期生存,即使处于全淹环境中的苗木在短期内也不会发生死亡现象。

程序控温石墨消解-氢化物原子荧光光谱法测定植物中痕量硒

探讨了硒测定的几种预处理方法,采用一种程序控温的石墨消解系统来消化处理柑橘叶、茶叶、灌木叶、圆白菜、大米五种代表性的植物标准样品。详细研究了这类植物样品前处理方法中消解液用量、消解温度以及消解时间对植物样品中硒提取效果的影响;优化了氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)的仪器参数条件;在氢化物反应条件中重点考察了还原剂KBH4浓度和酸度(HCl)对硒测定的影响,不仅考虑了载流HCl浓度的影响,还从样品HCl浓度就酸度对硒测定影响作了进一步细致研究,从而建立了石墨消解-氢化物发生原子荧光光谱法测定这类植物样中痕量硒的最佳测定方法。结果显示:该方法中硒加标回收率在87.1%～106.2%,检出限0.018μg·L-1,精密度RSD<6.0%,标准物质的测试结果与参考值均相吻合;在0～10μg·L-1低标范围内和在0～100μg·L-1高标范围内,荧光值与硒浓度均呈线性相关,相关系数分别为r=0.999 9和=0.999 7。因此该方法具有线性范围宽、灵敏度高、检出限低,稳定性好的显著特点,尤其适合如柑橘叶、茶叶、灌木叶、圆白菜、大米等这类批量植物样品硒的痕量分析,且该方法操作简便安全,实用性强,仪器成本低,所用试剂毒性小,可作为一般实验室的常规分析方法。

优化顶空-气相色谱/质谱联用法测定水中苯系物

采用VF-5ms和CP-8ms毛细管色谱柱、顶空-气相色谱/质谱联用法测定水中的苯系物，并对实验条件，尤其是顶空条件进行了优化。结果表明，含有水样的10 ml顶空瓶在加热阱以500 r min-1振摇20 s，停90 s，液气比为6：4，加盐（NaCl）量为0.4 g ml-1，于60 ℃时平衡30 min，即可达到顶空的最佳实验结果；且本方法的仪器精密度为1.41％～6.52％，检出限为0.10～0.13 μg L-1不等，实验得出各目标物的标准曲线线性相关性均为r≥0.999，加标样品回收率为98.4%～100.2%，完全符合有机分析的要求。

原子荧光光谱法考察低浓度汞标准溶液有效保存期

用原子荧光光谱法考察了低浓度汞标准溶液的有效期,结果发现在体积分数5%的盐酸溶液中未添加其他稳定剂的条件下,低浓度汞标准溶液在3周内均可使用。这不但降低了汞及某些稳定剂的环境污染,节约了标准溶液使用量,还方便了操作者,不必每次测定前都需配制汞标准曲线溶液。

水样中几种酰胺类除草剂的SPE-GC/ECD法检测

采用固相萃取-气相色谱/电子捕获检测法(SPE-GC/ECD)对水样中的几种酰胺类除草剂(含两种三嗪类除草剂)进行了残留量检测。并对实验过程中涉及的一系列条件进行了优化,结果表明:C18小柱经5mL甲醇-5mL水活化后,将样品以约4～5mL/min的速率过柱富集;再用13～15mL丙酮、以约0.4～0.5mL/min的速率进行洗脱,洗脱液旋转蒸发浓缩N2吹除水后用正己烷定容后上机测定,结果良好,符合有机分析要求。仪器的检出限为0.003～0.056mg/L。

AM真菌对烟草砷吸收及根际pH的影响

采用矿区3种砷(As)含量土壤水提液的琼脂培养基变色试验,研究接种土著(Glomus spp.,Acaulospora spp.)与外源(Glomus caledonium)AM真菌对烟草(Nicotiana tabacum L.)As吸收以及根际pH的影响。结果表明,除无As水平下的烟草对照苗根际pH持续升高外,其它处理的烟草化苗根际pH都有先升高后降低的规律,而且菌根化苗根际pH的降低速度快于对照苗。烟草地上部分As含量在所有处理中没有表现出显著的差异。在无As水平下,烟草地下部分As含量依次为外源菌根化苗>土著菌根化苗>对照苗。在低As、中As、高As水平下,土著菌根化苗的地下部分As含量显著高于外源菌根化苗以及对照苗。可见,接种AM真菌可以降低烟草根际pH,从而影响烟草的As吸收,这也显示了AM真菌应用于烟草安全的可能性。此外,本研究表明土著AM真菌与外源AM真菌对培养基质中的同一As水平有着不同的响应。

氢化物发生-原子荧光光谱法测定烟叶中的镉

采用HNO3-HClO4-H2O2体系湿法消解烟叶样品,摸索出氢化物发生-原子荧光光谱法测定样品中镉(Cd)的最佳试验条件。其条件为:样品酸度1%HCl、载流浓度2%HCl、还原剂浓度2%KBH4与0.5%KOH混合溶液、增敏剂Co2+1.5mg/L,硫脲0.5%以及仪器设置最佳参数。结果显示:在所选择的试验条件下,测定镉的检出限为0.0031μg/L,线性范围为0.00～3.00μg/L,样品测定变异系数小于3.0%,加标回收率为88.7%～99.5%。该方法测定烟叶中Cd结果准确可靠、稳定性及精密度较高,是一种有效的测定方法。

用单路三束质谱法测定生物样品的^(15)N丰度

对 Ｆｉｎ ｎｉｇａｎ Ｍ Ａ Ｔ ２５１ 质谱计的数据采集和处理系统进行了改造，使其能用单路三束法测定生物样品的１５ Ｎ 丰度。就测定方法的精密度、准确度和所用样品氮量及记忆效应问题做了试验，证实该测定方法精确可靠。