全自動凱氏定氮儀測定土壤堿解氮的探討

尹獻遠，徐 霄，余麗麗

(浙江省衢州市土肥與農村能源技術推廣站，浙江 衢州 324002)

土壤堿解氮，也叫土壤水解性氮，通常也稱土壤有效氮，是銨態氮、硝態氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白質的總和。因為該指標與土壤全氮相比更能反映土壤近期內氮素供應狀況，是土壤肥力的重要指標，因此是土壤常規化驗的必測項目。然而，目前普遍采用的測定方法是堿解擴散法，該法操作繁瑣，檢測時間長，工作效率低，與快速、準確的要求相差甚遠。由于該檢測方法存在設計缺陷，例如堿解使用濃度較大的氫氧化鈉與吸收液硼酸同在一個空間狹小容器的內外室中，在加堿后要快速蓋好玻璃板，玻板與皿之間還涂有凡士林，檢測過程中稍有不慎，極易發生相互污染，因此往往表現為結果重現性差，平行樣平行性不好，檢測后不知結果的可靠性如何。而采用全自動定氮儀進行堿解蒸餾法測定則能很好地避免這些問題，表現為簡便、快速、準確，結果重現性好，平行樣的平行性佳，可作為土壤堿解氮的測定方法。

1 材料與方法

1.1 原理

土壤樣品加入一定當量濃度的氫氧化鈉溶液，土樣在堿性及一定溫度條件下進行水解，使易堿解氮經堿解轉化為氨狀態，逸出的氨被已知當量濃度的硼酸吸收，再用標準酸滴定到終點，根據用酸量即可算出堿解氮的量。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

全自動凱氏定氮儀 (瑞典 FOSS公司 KJeltec 8400)，萬分之一天平 (Sartorius)，擴散皿，半微量滴定管。

1.2.2 試劑

分析純40%氫氧化鈉溶液，400 g氫氧化鈉溶于水中，定容至1 L(全自動定氮儀使用);c(NaOH)=1.8 mol·L-1，72 g氫氧化鈉溶于水中，定容至1 L(堿解擴散法使用)。

硼酸-指示劑混合溶液ρ(H3BO3)=10 g·L-1:將10 g硼酸溶于水中，定容至1 L，加入規定量的混合指示劑 (全自動定氮儀使用);硼酸溶液ρ(H3BO3)=20 g·L-1:將20 g硼酸溶于水中，定容至1 L(堿解擴散法使用)。

鹽酸溶液c(HCl)=0.1000 mol·L-1(全自動定氮儀使用);c(HCl)=0.010 mol·L-1(堿解擴散法使用)。

1.3 分析方法

1.3.1 儀器調試

將標定濃度為0.1058 mol·L-1的 HCl溶液、40%NaOH、硼酸-指示劑混合溶液按規定裝入儀器容器中，儀器自檢正常后，開啟蒸汽發生器，空蒸清洗管道5 min。空白樣測試結果為0.0540mL，分析純硫酸銨做儀器回收率測試，測試結果為99.9%，儀器調試結束。

1.3.2 不同 NaOH添加量測試

稱取 GBW07413土樣1～2 g(精確至0.001 g)，置于蒸餾管中，分別運行程序1(接收液30mL，稀釋液60mL，NaOH 30mL)、程序2(接收液30mL，稀釋液60mL，NaOH 40mL)、程序3(接收液30mL，稀釋液60mL，NaOH 50mL)、程序4(接收液 30mL，稀釋液 60mL，NaOH 60mL)、程序 5(接收液 30mL，稀釋液 60mL，NaOH 70mL)，儀器進入自動測試狀態。

1.3.3 不同稀釋液添加量測試

稱取 GBW07413土樣1～2 g(精確至0.001 g)，置于蒸餾管中，分別運行程序6(接收液30mL，稀釋液40mL，NaOH 50mL)、程序7(接收液30mL，稀釋液50mL，NaOH 50mL)、程序8(接收液30mL，稀釋液60mL，NaOH 50mL)、程序9(接收液 30mL，稀釋液 70mL，NaOH 50mL)、程序 10(接收液 30mL，稀釋液 80mL，NaOH 50mL)，儀器進入自動測試狀態。

1.3.4 添加定氮混合還原片劑 (廠家原配)測試

稱取 GBW07413土樣1～2 g(精確至0.001 g)，添加定氮混合還原片劑1片，置于蒸餾管中，運行自動添加程序8，儀器進入自動測試狀態。

1.3.5 堿解擴散法與堿解蒸餾法測試結果的比較

選取普通土樣10個和 GBW07413標準土樣(標準值為69 mg·kg-1)，用堿解擴散法與堿解蒸餾法做對比試驗。

堿解蒸餾法運行選取程序8。

2 結果與分析

2.1 不同加堿量對測定結果的影響

從表1可以看出，不同NaOH添加量測試程序3的測定結果與標準值的差異不顯著，與標準值最接近，也就是加40%的NaOH溶液50mL最好。隨著加堿量的減少，測定的結果減小，隨著加堿量的增加，結果也增大，均與標準值偏差加大。

表1 不同NaOH 添加量的檢測結果

2.2 不同稀釋液添加量對測定結果的影響

測定結果 (表2)表明，不同稀釋液的加入量對測定結果有一定的影響，但影響不大，程序8、程序9差異不顯著，程序8的結果與標準值最接近。從表1和2還可以看出，稱樣量1～2 g的測定結果沒有明顯的差異，建議稱樣量1～2 g。

2.3 添加定氮混合還原片劑對測定結果的影響

從添加定氮混合還原片劑的測定結果 (表3)看，在同等檢測條件下，加入混合還原片劑的測定結果普遍小于標準值。

表2 不同稀釋液添加量的檢測結果

表3 添加定氮混合還原片劑與否的檢測結果

2.4 堿解擴散法與堿解蒸餾法測定結果的比較

堿解擴散法與堿解蒸餾法對10個普通土樣和GBW07413標準土樣的測定結果 (表4)表明:通過與標準樣GBW07413對比，2種方法的結果與真實值基本吻合，但堿解蒸餾法的測定結果與真實值更為接近。

表4 2種不同檢測方法的測定結果

通過各組平行測定結果之差的絕對值可以得出2種不同檢測方法的重現性差異 (圖1)。從表6及圖1可以看出，堿解蒸餾法穩定性更好，堿解擴散法的偏差較大，平行間最大差異達到25 mg·kg-1以上，而堿解蒸餾法測試平行間最大差異僅為5.94 mg·kg-1。

圖1 各處理2種檢測方法的平行結果差值

3 小結

使用KJeltec 8400全自動定氮儀測土壤堿解氮，堿的添加量以40%的NaOH溶液50mL為宜，加堿量的減少，檢測結果降低。不同稀釋液的加入量對測定結果有一定的影響，但影響不大，以加入60mL的稀釋液量最好。用堿解蒸餾法測土壤堿解氮時，添加還原劑會使檢測結果偏小。

堿解蒸餾法與堿解擴散法2種方法測得的結果與真實值基本吻合，但堿解蒸餾法穩定性更好，堿解擴散法的偏差較大。

堿解蒸餾法測土壤堿解氮，無需消煮，也無需添加還原劑，稱取1～2 g土樣直接上機，方便快捷，準確可靠，結果的穩定性好，重現性佳，不失為測定土壤堿解氮的好方法。

［1］王曉嵐，卡麗畢努爾，楊文念.土壤堿解氮測定方法比較［J］.北京師范大學學報:自然科學版，2010，46(1):76-78.

［2］孫又寧，保萬魁，余梅玲.自動定氮儀堿解蒸餾法測定土壤中水解性氮含量 ［J］.中國土壤與肥料，2007(5):64-66.

［3］劉書平.影響測定土壤堿解氮的因素 ［J］.土壤肥料，1995(6):45-47.