土壤有效硅的测定-上海液质检测平台
一、概述
土壤有效硅又称活性硅，在土壤中以无机胶体形态存在，随土壤条件和气候条件的差异，它们在土壤中的含量有较大的变化。热带和亚热带地区土壤有效硅含量高于温带和寒带。在水稻土中含量高于旱作土壤。
土壤中有效硅的含量与土壤矿物种类、pH、倍半氧化物、矿物表面状态、有机酸和水分含量等有关。土壤有机酸如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阳离子如AP3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+硅酸表面形成难溶的胶膜而阻止硅酸溶解。在新破裂的石英表面常会含有大量的有效硅。
在倍半氧化物体系中，pH8～10时硅被吸附的能力最强，其作用就像有效硅的“储库”，从而增加硅的有效作用。
有效硅的含量在地下水中一般为2.5~15mg·L~1（Si），而土壤中为14～230mg·kg （Si）。土壤湿度发生变化往往会影响有效硅的含量，因此最好在自然含水量条件下测定有效硅，但由于样品处理困难，不易称取代表性样品，故仍常用风干土测定。
作物能吸收利用的土壤有效硅，可模拟用弱酸或弱碱浸提出来。常用的浸提剂有乙酸-乙酸钠缓冲液（pH4.0）、柠檬酸、稀硫酸等。这些方法一般都能反映我国酸性、中性乃至微碱性水稻土的有效硅水平|7，但它们各有其特点。如pH4.0乙酸缓冲液法是较早提出且运用较广的方法【，但因其难以溶解铁包膜，对砖红壤和红壤等铁质土、中性和石灰性土壤的有效硅浸提能力略有差异，因此性质不同的土壤应该有其不同的临界指标。而柠檬酸法对于酸性、中性及微碱性土壤具有较为一致的浸提能力，且浸出量接近于一季稻的吸硅量，因而得到广泛应用4。稀硫酸法是适于红壤区甘蔗田和水稻田同时测定硅和磷两种养分的较好方法，但土壤有效磷已选定其它较好的方法。浸出液中硅的定量多采用硅钼蓝比色法。
二、乙酸缓冲液浸提——硅钼蓝比色法
方法原理
用pH4.0乙酸-乙酸钠缓冲液作浸提剂，浸出的硅酸在一定的酸度条件下与钼试剂反应生成硅钼酸（*），用草酸等掩蔽剂去除磷的干扰后，硅钼酸可被抗坏血酸等还原剂还原为硅钼蓝，在一定浓度范围内，蓝色深浅与硅含量成正比，可进行比色测定。
主要仪器： 分光光度计、恒温干燥箱、塑料瓶（250mL）。
试剂
（1）pH4.0乙酸-乙酸钠缓冲液。量取冰HOAc（分析纯）49.2mL，加NaOAc（分析纯）14.0g，加水溶解，稀释至1L。用1mol·L-1、HOAc及1mol·L-1NaOH调节pH至4.0。
（2）0.6mol·L-1（1/2H2SO4）溶液。吸取浓H2SO4（分析纯）16.6mL，缓缓加入到800mL水中，稀释至1L。
（3）6mol·L （1/2H2SO4）溶液。量取浓H2SO4（分析纯）166mL，缓缓加入到800mL水中，稀释至1L。
（4）50g·L-1钼酸铵溶液。称取钼酸铵【（NH4）6Mo7O24-4H2O，分析纯】50.00g，溶于水中，稀释至1L。
（5）50g·L-1草酸溶液。称取草酸（H2C2O4·2H2O，分析纯）50.00g，溶于水中，稀释至1L.
（6）15g·L-1抗坏血酸溶液。称取抗坏血酸（左旋，C6H8O6，分析纯）1.5g，用6mol·L~1/2H2SO4溶解并稀释至100mL。此液需随用随配。
（7）50μg·mL'硅（Si）标准溶液。准确称取经920℃灼烧过的二氧化硅（SiO2，分析纯）0.5347g，放于铂坩埚中，加入碳酸钠4g搅匀，在920℃高温电炉中熔融30min，取出稍冷，熔块用热水溶解，洗入500mL容量瓶中，定容后立即倒入塑料瓶中，即为500μg·mL+Si标准贮备液（*2）。吸取此溶液50mL，定容至500mL，配制成硅标准溶液。
操作步骤
称取通过2mm孔径筛风干土10.00g于250mL.塑料瓶中，加入乙酸-乙酸钠缓冲液100mL，塞好瓶塞，摇匀，置于预先调节至40℃的恒温箱中保温5h（*），每隔1h摇动1次，取出，干滤纸过滤于三角瓶中，弃去最初滤液。
吸取滤液1mL~5mL【含硅（Si）10~125μg丨于50mL容量瓶中，用水稀释至15mL左右，依次加入0.6mol·L-|（1/2H2SO4）溶液5mL，在30～35℃下放置15min，加钼酸铵溶液5mL，摇匀后放置5min'#4），依次加入草酸溶液5mL和抗坏血酸溶液5mL/*5），用水定容，放置20min后在分光光度计上700nm波长处比色。同时做空白试验。
在样品测定同时，分别吸取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，用水稀释至约15mL，按上述步骤显色和比色测定。即为p（Si）分别为0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、1.50、2.00、2.50μg·mL'的标准系列浓度。建立回归方程，或以硅（Si）浓度为横坐标，吸收值为纵座标，绘制工作曲线。
结果计算（注6）
注释
注1.酸度对硅钼黄和硅钼蓝的生成稳定时间有很大影响。当硫酸溶液在0.06～0.35mol·L-1（1/2H2SO4）浓度范围内，硅钼黄颜色比较稳定；在0.6~9.0mol·L-1（1/2H2SO4）浓度范围内，硅钼蓝颜色比较稳定。
注2.硅（Si）标准溶液必须以碱性溶液保存在塑料瓶中。若以中性溶液贮存，硅的浓度将会随时间的延长而逐渐降低。
注3.浸提温度和时间对浸出的硅酸量有很大影响。要求浸提温度稳定在40℃±1℃，浸提时间为5h。
注4.生成的硅钼黄的稳定时间受温度影响很大。因此从加入钼酸铵溶液到加入草酸溶液之间的时间间距应视温度而定。一般温度在20℃左右时，时间间距应为10min15℃以下时，需放置15～20min而在30℃以上时，不应超过5min。本法中统一规定∶在加入0.6mol·L-'硫酸溶液后于30～35℃保温15min，加入钼酸铵后摇匀放置5min，以保证结果重现性好。
注5.本法中用Vc代替硫酸亚铁铵作还原剂，使曲线直而稳定。
注6.平行测定结果允许相对相差≤10%。
三、柠檬酸浸提——硅钼蓝比色法
方法原理
除浸提剂用0.025mol·L~1柠檬酸和浸提温度为30℃外，用pH4.0乙酸-乙酸钠缓冲液作浸提剂，浸出的硅酸在一定的酸度条件下与钼试剂反应生成硅钼酸（*），用草酸等掩蔽剂去除磷的干扰后，硅钼酸可被抗坏血酸等还原剂还原为硅钼蓝，在一定浓度范围内，蓝色深浅与硅含量成正比，可进行比色测定。
主要仪器： 分光光度计、恒温干燥箱、塑料瓶（250mL）。
试剂
（1）0.025mol·L-1柠檬酸浸提剂。称取柠檬酸（CHQ+·HO，化学纯）5.25g溶于水中，稀释至1L。
（2）pH4.0乙酸-乙酸钠缓冲液。量取冰HOAc（分析纯）49.2mL，加NaOAc（分析纯）14.0g，加水溶解，稀释至1L。用1mol·L-1、HOAc及1mol·L-1NaOH调节pH至4.0。
（3）0.6mol·L-1（1/2H2SO4）溶液。吸取浓H2SO4（分析纯）16.6mL，缓缓加入到800mL水中，稀释至1L。
（4）6mol·L （1/2H2SO4）溶液。量取浓H2SO4（分析纯）166mL，缓缓加入到800mL水中，稀释至1L。
（5）50g·L-1钼酸铵溶液。称取钼酸铵【（NH4）6Mo7O24.4H2O，分析纯】50.00g，溶于水中，稀释至1L。
（6）50g·L-1草酸溶液。称取草酸（H2C2O4·2H2O，分析纯）50.00g，溶于水中，稀释至1L. 234
（7）15g·L-1抗坏血酸溶液。称取抗坏血酸（左旋，C6H8O6，分析纯）1.5g，用6mol·L~1/2H2SO4溶解并稀释至100mL。此液需随用随配。
（8）50μg·mL'硅（Si）标准溶液。准确称取经920℃灼烧过的二氧化硅（SiO2，分析纯）0.5347g，放于铂坩埚中，加入碳酸钠4g搅匀，在920℃高温电炉中熔融30min，取出稍冷，熔块用热水溶解，洗入500mL容量瓶中，定容后立即倒入塑料瓶中，即为500μg·mL+Si标准贮备液（*2）。吸取此溶液50mL，定容至500mL，配制成硅标准溶液。
操作步骤
称取通过2mm孔径筛的风干土10.00g 于250mL塑料瓶中，加柠檬酸浸提剂100mL，塞好瓶塞，摇匀，放于预先调节至30℃的恒温箱中保温5h，每隔1h摇动1次，取出后用干滤纸过滤。
吸取滤液1～5mL【含硅（Si）10~125μg】于50mL容量瓶中，称取通过2mm孔径筛风干土10.00g于250mL.塑料瓶中，加入乙酸-乙酸钠缓冲液100mL，塞好瓶塞，摇匀，置于预先调节至40℃的恒温箱中保温5h（*），每隔1h摇动1次，取出，干滤纸过滤于三角瓶中，弃去最初滤液。
吸取滤液1mL~5mL【含硅（Si）10~125μg丨于50mL容量瓶中，用水稀释至15mL左右，依次加入0.6mol·L-|（1/2H2SO4）溶液5mL，在30～35℃下放置15min，加钼酸铵溶液5mL，摇匀后放置5min'#4），依次加入草酸溶液5mL和抗坏血酸溶液5mL/*5），用水定容，放置20min后在分光光度计上700nm波长处比色。同时做空白试验。
在样品测定同时，分别吸取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，用水稀释至约15mL，按上述步骤显色和比色测定。即为p（Si）分别为0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、1.50、2.00、2.50μg·mL'的标准系列浓度。建立回归方程，或以硅（Si）浓度为横坐标，吸收值为纵座标，绘制工作曲线。
11.9.3.5结果计算
注释
注1.不同浸提剂浸出土壤有效硅的差别较大。对于我国南方水稻土来说，用pH4.0乙酸缓冲液浸提，浸出量多为14～140mg·kg-1（Si）；用0.025mol·L |柠檬酸浸提一般可浸出37~230mg·kg | （Si）。因此，预示硅肥能否增产的临界指标也应不同。根据50余块田间试验结果77，用柠檬酸测出的土壤有效硅低于56mg·kg （Si）或120mg·kg （SiO2）时，硅肥对水稻增产效果明显而用乙酸缓冲液测得的有效硅小于23mg·kg （Si）或50mg·kg-1 （SiO2），增产效果比较显著。
