分光光度法測定土壤中的鐵

2024年4月1日發(作者：像的近義詞)

分光光度法測定土壤中的鐵

摘要 鐵元素對于農作物的生長十分重要，植物主要是從土壤中吸收氧化態的鐵。采用

原子吸收分光光度法測定土壤中的鐵有著靈敏度高、干擾少、準確、快速等優點，所以被

廣泛應用。土壤樣品經預處理后，采用DTPA-TEA消解法提取土壤中有效態的鐵元素，通

過火焰原子吸收分光光度法，在最佳測定條件下利用標準曲線法，完成對土壤中有效鐵元

素的測定。測定方法操作簡便，線性范圍大，同一浸取液可分別測定土壤中4種植物微量

元素。

關鍵詞 土壤；鐵；原子吸收分光光度法；DTPA-TEA消解法

土壤作為人類生存的根本，現代農業發展的基礎，其必須含有充足的水分和養分。土

壤中的養分包括氮、磷、鉀、碳、氫及多種微量元素，土壤中的微量元素雖然含量不高，

但對于農作物的生長不可或缺，如鐵。植物從土壤中吸收的鐵主要是二價或三價的氧化態

鐵，其中二價氧化態鐵是主要形式[1-2]。鐵有以下幾個方面的功能：一是某些酶和輔酶的

重要組成部分；二是對于葉綠素和葉綠體蛋白的合成有重要的調節作用；三是鐵是氧化還

原體系中的血紅蛋白（細胞色素和細胞色素氧化酶）和鐵硫蛋白的組分[3-5]。鐵還是固氮

酶中鐵蛋白和鉬鐵蛋白的金屬成分，在生物固氮中起著非常重要的作用，對于植物的光合

作用和呼吸作用均有重要影響。

原子吸收分光光度法是于20世紀50年代中期出現并逐漸發展起來的一種新型儀器分

析方法，其原理是基于蒸氣相中被測元素的基態原子對其原子共振輻射的吸收強度來確定

試樣中被測元素含量的一種方法。原子吸收光譜于20世紀50年代中期開始，1953年澳

大利亞的瓦爾西（）博士發明銳性光源（空心陰極燈），1954年全球第一臺原子

吸收在澳大利亞由他指導誕生，在1955年瓦爾西（A. Walsh）博士的著名論文“原子吸

收光譜在化學中的應用”奠定了原子吸收光譜法的基礎。20世紀50年代末期一些公司先

后推出原子吸收光譜商品儀器，發展了Walsh的設計思想。到了60年代中期，原子吸收

光譜開始進入迅速發展的時期

土壤中鐵元素測定的主要方法是火焰原子吸收分光光度法，其非常適用于土壤提取液

的測定，提取液可直接噴霧，靈敏度高，選擇性好，抗干擾能力強，元素之間的干擾較小，

可不經分離在同一溶液中直接測定多種元素，有良好的穩定性和重現性，儀器操作簡便，

應用廣泛。在測定土壤中金屬元素時，微量元素鐵錳鋅銅不經分離直接一步測定[6]。不同

測定方法的區別在于對土壤樣品的處理方式不同，處理方式包括微波消解法、硝酸—氫氟

酸—高氯酸分解法、王水—氫氟酸—高氯酸分解法，但這些處理方法存在樣品處理不完全、

存在條件難于控制、結果偏差大、試劑具有一定危險性等缺點，而DTPA提取處理具有樣

品處理后可以直接用于測定、條件易于控制、能有效地消除干擾、測定結果偏差小、準確

度高等優點[7-10]。

1 材料與方法

1.1 試驗原理

DTPA可與Zn、Fe、Mn、Cu等金屬離子進行螯合，形成具有高穩定性的螯合物，從

而減小溶液中金屬離子的活度使土壤固相表面結合的金屬離子解吸再補充到溶液中，在溶

液中積累的螯合金屬離子的量是土壤溶液中金屬離子的活度（強度因素）和這些離子由土

壤固相解吸補充到溶液中去的量（容量因素）的總和，這2種因素對測定土壤養分的植物

有效性是十分重要的。DTPA能與溶液中的Ca2+螯合，從而控制了溶液中Ca2+的濃度，

當提取劑加入到土壤中，使土壤液保持在pH值為7.3左右時，大約有3/4的TEA被質子

化，可將土壤中的代換態金屬離子置換下來；在石灰性土壤中，則增加了溶液中Ca2+濃