有機肥料全氮測定方法的比較與探討

梁運攀 胡喜巧 張曉軍 潘遠祥 朱俊濤 白和平

（河南科技學院農(nóng)學系 河南 新鄉(xiāng) 453003）

近年來，隨著農(nóng)業(yè)種植業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整以及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展，廣大農(nóng)民群眾對有機肥料的投入相應(yīng)增加，肥料積造質(zhì)量明顯提高，對促進優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了巨大作用，特別是對中低產(chǎn)田的改良、噸糧田的建設(shè)及“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)的發(fā)展起到了重要作用。有機肥主要是指人畜糞尿、堆漚肥、作物秸稈、綠肥、雜肥、工業(yè)廢渣、城市垃圾等，其實質(zhì)是有機物、無機物、有生命的微生物和無生命物質(zhì)的混合體。有機肥中含有農(nóng)作物生長發(fā)育需要的多種營養(yǎng)元素及各種糖類、脂肪、氨基酸，此外還含有大量的活性酶等。增施有機肥，既能為作物提供養(yǎng)分，又能培肥地力，改善土壤理化性狀。因此，加大有機肥料的施用量，可提高土壤肥力，為農(nóng)作物的生長發(fā)育創(chuàng)造良好條件。我國地域遼闊，人口眾多，有機肥料資源十分豐富。種類多，數(shù)量大，是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要肥源。我國每年各種有機肥料總生產(chǎn)量達18～24億噸，其中氮磷鉀養(yǎng)分含量就有1678萬噸。隨著人口的增加，農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人民生活水平的提高，有機肥料的數(shù)量和質(zhì)量都有很大的變化[1]。有機肥中的氮的含量是有機肥的一個重要指標，也是農(nóng)作物生長的必要養(yǎng)分之一。

1 材料與方法

1.1 材料

三種不同的有機肥料：一號有機肥料：豆餅肥料，二號有機肥料：綠肥，三號有機肥料：骨粉

1.2 主要儀器

消煮爐、開氏瓶(150mL)、消煮管、彎頸小漏斗、100mL容量瓶、分析天平、可調(diào)電爐、酸式滴定管普通定氮蒸餾裝置。

1.3 試劑

1.3.1 濃硫酸(分析純，比重 1.84)

1.3.2 30%過氧化氫（分析純）。

1.3.3 40%氫氧化鈉 (NaOH)溶液。稱取工業(yè)用氫氧化鈉(NaOH)400g，加水溶解不斷攪拌，再稀釋定容至1000mL貯于塑料瓶中。

1.3.4 2%硼酸溶液。稱取20g硼酸加入熱蒸餾水(60℃)溶解，冷卻后稀釋定容至1000mL，最后用稀鹽酸(HCl)或稀氫氧化鈉(NaOH)調(diào)節(jié)pH至4.5(定氮混合指示劑顯葡萄酒紅色)。

1.3.5 定氮混合指示劑。稱取0.1g甲基紅和0.5g溴甲酚綠指示劑放入瑪瑙研缽中，加入100mL95%酒精研磨溶解，此液應(yīng)用稀鹽酸(HCl)或氫氧化鈉(NaOH)調(diào)節(jié)pH至4.5。

1.3.6 0.05moL/L標準鹽酸溶液。 吸取濃鹽酸 (比重 1.19)1.67mL，用蒸餾水稀釋定容至1000mL，然后用標準堿液或硼砂標定。

1.3.7 含水楊酸的濃硫酸，30g水楊酸 （不含氮） 溶于1L濃H2SO4中。

1.3.8 硫代硫酸鈉：磨細的 Na2S2O3.5H2O。

1.3.9 混合催化劑：K2SO4：CuSO4：Se=100：10：1 即 100g K2SO4（三級）10g CuSO4.5H2O(三級)和 1gSe 粉混合研磨，通過80號篩充分混勻，貯于具賽瓶中，消煮時每毫升H2SO4加0.37g混合催化劑[2,3]。

1.4 實驗方法：方法一：定氮標準法（硫酸-水楊酸-混合鹽消煮法）[3]：操作步驟，消煮，稱取過1mm篩的風干樣品0.5g，放入100mL消煮管中，加入含有水楊酸的硫酸10mL，放置30min后（讓水楊酸硝酸根充分反應(yīng)，在此過程中防止發(fā)熱或加熱，負責會引起硝酸根揮發(fā)損失）加入硫代硫酸鈉1.5g及水10mL，微熱5min（泡沫多小心加熱防止樣品沖至瓶頸）、冷卻。加入3.5g混合鹽，充分混合內(nèi)容物，低溫加熱至泡沫停止后瓶口加一個小漏斗，升高溫度消化至顏色變白。再繼續(xù)煮30min，冷卻后將消化液移入100mL容量瓶中，用少量水沖洗消煮管.3次，沖洗液都倒入100mL容量瓶中，最后定容。吸取消化液20mL進行蒸餾滴定。方法二：改進法Ⅰ（硫酸-過氧化氫消煮法）[4]：操作步驟,消煮.在分析天平上稱取通過60號篩(孔徑為 0.25mm)的風干樣品 0.5(精確到 0.001g)，然后放入150mL開氏瓶中。加濃硫酸(H2SO4)5mL，1.5mL過氧化氫小心搖勻并在瓶口加一只彎頸小漏斗，然后放在調(diào)溫電爐上緩慢升溫消煮15分鐘左右，使硫酸大量冒煙，取下，稍冷后加15滴過氧化氫，輕輕搖動開始燒瓶，加熱10min，取下，稍冷后分次在加5-10滴過氧化氫并分次消煮，直至溶液呈無色或淡黃色清夜后，繼續(xù)加熱10min，除盡剩余的過氧化氫。取下稍冷，小心加水至20-30mL加熱至費。取下冷卻，用少量水沖洗彎頸小漏斗，洗液收入原開始燒瓶中。將消煮液移入100mL容量瓶中，加水定容。方法三：改進法Ⅱ（硫酸-高錄酸消煮法）：操作步驟,消化.在分析天平上稱取通過60號篩(孔徑為0.25mm)的風干樣品 0.5 g(精確到 0.001g)，然后放入 150mL開氏瓶中。加濃硫酸(H2SO4)5mL，5-10滴高氯酸小心搖勻并在瓶口加一只彎頸小漏斗，然后放在調(diào)溫電爐上緩慢升溫消煮使硫酸大量冒煙，然后升高溫度繼續(xù)加熱直至溶液呈無色或淡黃色清夜后，繼續(xù)加熱10min，除盡剩余的過氧化氫。取下冷卻，用少量水沖洗彎頸小漏斗，洗液收入原開始燒瓶中。將消煮液移入100mL容量瓶中，加水定容。三種方法蒸餾滴定方法相同。

1.5 實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理

實驗設(shè)計：三種有機肥料，每種肥料作為一個處理，每個處理5次重復(fù)。采用DPS進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 一號有機肥料全氮含量不同測定方法的比較[4,5,6](詳見表1)。

表1 一號有機肥料全氮含量不同測定方法的比較

由表1可知：一號有機肥料用三種不同方法測定全氮含量方差分析表明沒有差異顯著性，且改進法Ⅰ測定的全N含量為5.06%，耗時與標準定N法相比短300分鐘，改進法Ⅱ測得的全N含量為5.31%，與標準定N法相比耗時僅需42分鐘，測定結(jié)果準確、可靠。兩種改進方法明顯的節(jié)省了消煮測定的時間，尤其是改進法Ⅱ更為明顯，僅用了42分鐘，同時硫酸、雙氧水、高氯酸等藥品在使用時不需配制即可直接使用,省去了試劑的配制工作。可見改進方法Ⅰ和Ⅱ優(yōu)于標準定氮法。

2.2 二號有機肥料全氮含量不同測定方法的比較（詳見表2）。

表2 二號有機肥料全氮含量不同測定方法的比較

由表2可知：二號有機肥料用三種不同方法測定全氮含量方差分析表明差異不顯著，且改進法Ⅰ測定的全N含量為1.44%，耗時與標準定N法相比短302分鐘，改進法Ⅱ測得的全N含量為1.29%，與標準定N法相比耗時僅需45分鐘。兩種改進方法消煮測定時間明顯縮短，尤其是改進法Ⅱ更為明顯。可見改進方法Ⅰ和Ⅱ優(yōu)于標準定氮法。

2.3 三號有機肥料全氮含量不同測定方法的比較 （詳見表3）

表3 三號有機肥料全氮含量不同測定方法的比較

由表3可知:用三種不同方法測定三號有機肥料全氮含量方差分析表明差異不顯著，且改進法Ⅰ測定的全N含量為3.10%，耗時與標準定N法相比短306分鐘，改進法Ⅱ測得的全N含量為3.22%，與標準定N法相比耗時僅需40分鐘。兩種改進方法消煮測定時間明顯縮短，特別是改進法Ⅱ更為明顯，用時更短。可見改進方法Ⅱ優(yōu)于標準定氮法。

3 結(jié)果與討論

從本次實驗結(jié)果可看出：改進法Ⅰ和Ⅱ與定氮標準法的測定結(jié)果差異不顯著,但在實驗過程中,與定氮標準法相比有幾個優(yōu)點[4,7]：

3.1 明顯縮短實驗時間。

3.2 試劑簡單此方法只使用了常見試劑，硫酸、高氯酸、雙氧水等,且使用時不需配制。

3.3 在消煮過程中樣品產(chǎn)生泡沫較少,溶液沖至消煮管的上部或溢出管外造成損失的現(xiàn)象不嚴重。

3.4 實驗安全：實驗中不使用混合催化劑硒粉，從而增加了實驗的安全性。

3.5 操作簡單,在實驗過程中,只需滴加3-5次H202，1-2次高氯酸,即可縮短實驗時間,有利于處理大批量樣品的測試。因此,硫酸-過氧化氫法消煮和硫酸-高氯酸消煮法是兩種快速有效的有機肥料全氮測定方法。且這兩種方法測定結(jié)果準確、可靠，優(yōu)其是硫酸-高氯酸消煮法更為突出，實驗過程中簡便易行，省工省時，易操作等優(yōu)點，是一種快速有效的測定有機肥中全氮測定的快速測定方法。該改進方法操作過程中技術(shù)關(guān)鍵是加入改進藥品時注意適時適當適量[8,9]。

［1］莊樹蜂,王志恒.關(guān)于有機肥料開發(fā)應(yīng)用的思考.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009（12）：196-196.

［2］鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].3 版.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2010:431-440.

［3］南京農(nóng)業(yè)大學，主編.土壤農(nóng)化分析[M].2版.北京:農(nóng)業(yè)出版社，1986：320-321.

［4］陳慧陽.有機肥料全氮測定方法的改進.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2005，25（3）：85-86.

［5］中國土壤學會.土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法[M].

［6］魯如坤.土壤農(nóng)化分析方法.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2000：421-425.

［7］劉長風,林志峰.有機肥料中氮磷鉀的化學分析方法.磷肥與復(fù)肥，2006,21（6）：60-61.

［8］趙滿興,周建斌.有機肥中可溶性有機碳、氮含量及其特性.生態(tài)學報，2007,27（1）:397-403.

［9］申紅梅.淺析有機-無機肥料、有機肥料中氮磷鉀的測定.甘肅科技，2009,25（6）：62-63.