聚磷酸銨肥料聚合度與聚合率測定方法比較

高艷菊 ，劉 騰，亢龍飛，關 鈺，褚貴新

(1.新疆生產建設兵團綠洲生態農業重點實驗室/石河子大學農學院，新疆石河子 832000；2. 深圳市芭田生態工程股份有限責任公司，廣東深圳 518057)

聚磷酸銨肥料聚合度與聚合率測定方法比較

高艷菊1，劉 騰2，亢龍飛1，關 鈺1，褚貴新1

(1.新疆生產建設兵團綠洲生態農業重點實驗室/石河子大學農學院，新疆石河子 832000；2. 深圳市芭田生態工程股份有限責任公司，廣東深圳 518057)

目的研究水溶性聚磷酸銨核心指標及相應測定方法，建立相關測定標準。方法采用端基滴定法與紙層析法對標準樣品和肥料樣品的聚合度測定結果進行對比分析；通過比較鉬藍比色法、鉬黃比色法以及紙層析法三種方法對標準樣品和肥料樣品聚合率測定結果的準確性。結果端基滴定法與紙層析法標準曲線擬合性良好，分別為：y= 0.944 3x+0.317，(R2=0.999 8)；y= -0.237 6x+0.192 5(R2=0.999 6)；端基滴定法測定聚合度時第一突躍點明顯，而第二突躍點不明顯或無突越顯示，且測定值偏小；紙層析法可同時測得不同聚合態磷，所得聚合度較端基滴定法更為準確。對混合標樣聚合率測定發現，不同測定方法聚合率相對誤差表現為：紙層析>鉬黃比色法>鉬藍比色法(8.73%>5.55%>1.20%)。結論農用肥料級水溶性聚磷酸銨，紙層析法與鉬藍比色法應可被作為測定聚磷酸肥料聚合度及聚合率合理的測定方法。

聚磷酸銨；端基滴定；紙層析；鉬藍比色；鉬黃比色

0 引 言

【研究意義】磷肥是世界上最早應用的化學肥料，自1843年過磷酸鈣作為世界上第一種化學肥料問世以來[1, 2]，磷肥的生產與施用已有100多年歷史[3]。然而，由于磷在土壤中與鈣、鐵、鋁氧化物等發生沉淀反應，極易固定，造成磷肥當季利用率僅有 5%～25%，若考慮殘效，其表觀積累利用率一般也不會超過68.7%[4]。近年來，因聚磷酸銨具有性質優良，高效緩釋性質[5-8]，很快進入化肥領域[9]。聚磷酸鹽在土壤中逐步水解成正磷酸鹽而被植物利用，可明顯降低土壤對其固定，從而達到提高磷肥利用效率和作物產量的目的。已有肥效試驗表明：聚磷酸銨可使黃麻皮哈密瓜增產3.0%～8.4%，大麥增產18%，油菜增產19%，番茄增產21.7%，草莓平均增產18%，肥效顯著[10]。研究發現聚磷酸鹽還可活化土壤中的鐵、鋅等微量元素，促進作物對微量元素吸收[11]。國外20世紀開始對農用聚磷酸銨肥料進行研究[12]。北美市場占世界農用聚磷酸銨總用量的90%，2015～2016聚磷酸銨在美國的農業年用量大約200×104t[13]。我國對于聚磷酸銨的研究則是從20世紀80年代開始[14]。2016年農業部對磷的發展方向中指出，聚磷酸銨的發展將能夠極大地促進國家磷肥工業的進步和變革[15]。【前人研究進展】聚合度與聚合率是聚磷酸銨肥料的兩個重要表征指標。其中，聚合度是決定聚磷酸類肥料性質、功能的重要參數。現有測定方法有端基滴定法[16]，31P核磁共振法(NMR)[17]，紙層析法[18, 19]，凝膠色譜法[20]等。端基滴定法是最早用于聚磷酸鹽聚合度測定的方法之一，一度被認為是表征聚磷酸鹽聚合度最有用的方法[17]。1996年化工部發布行業標準HG/T 2770-1996《工業聚磷酸銨》中聚合度測定所采用的就是這種方法。31P NMR法測定聚合度最早由Shen[21]提出來的，后來被浙江省化工研究院采用[22]。紙層析法是美國最早生產水溶性聚磷酸銨肥料的TVA公司與挪威雅苒公司分析聚磷酸銨肥料使用的測定方法[23]。聚合率(聚合態磷占總磷的百分含量)則是聚磷酸銨肥料另一個重要指標。現有測定方法主要有鉬黃比色法，鉬藍比色法，紙層析法[18, 19]，離子色譜法[9]等。聚合度和聚合率測定方法中，離子交換柱色譜以及離子色譜法較為精確，但所使用設備價格昂貴。紙層析法作為最經典測定聚磷酸銨肥料聚合度的方法廣泛被國外肥料企業使用，但由于其測定方法復雜而一直未被國內采用。端基滴定法是使用最為廣泛的聚合度測定方法，但存在突越點(第二個)難以精量確定、端基磷測定過程中由酸至堿的過程導致水解而產生測定誤差等缺點。聚合率的測定方法中，比色法因其具有快速，簡易操作的優勢被作為常用聚合率的測定方法。【本研究切入點】聚磷酸銨作為以磷為主的新型肥料具有肥效高、養分濃度高等優勢，其表征指標的測定卻未有行業標準。目前，市場中所出售的大部分聚磷酸銨肥料的聚合度與聚合率與廠家標明的數值相差甚遠，由于無可靠的檢測技術，聚磷酸銨肥料在市場上的品種混亂，質量參差不齊，肥料標識不清等。研究采用鉬黃比色法，鉬藍比色法，端基滴定法以及紙層析法對聚磷酸銨肥料聚合度與聚合率的測定進行系統的對比試驗。【擬解決的關鍵問題】研究最優的肥料級別聚磷酸銨聚合度與聚合率的測定方法。為制定水溶性聚磷酸銨肥料的測定標準以及肥料行業的產品檢測提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 儀器

T-860自動點位滴定儀(濟南海能儀器股份有限公司)；紫外—可見分光光度計；六聯電爐；離子交換柱；紫外燈；水浴鍋；紙層析專用紙；分析天平。

1.1.2 藥品

732鈉型陽離子交換樹脂；磷酸二氫銨(P2O5，61.7%)；焦磷酸鈉(P2O5，53.4%)；三聚磷酸鈉(P2O5，57.9%)；聚磷酸銨肥料樣品1(P2O5：35%；N：22%)；聚磷酸銨肥料樣品2(P2O5；55.5%；N：21%)；聚磷酸銨肥料樣品3(P2O5，62%；石河子大學農學院實驗室自制)；鉬酸銨；抗壞血酸；氯化亞錫；三氯乙酸。

1.2 方 法

1.2.1 端基滴定法

稱取0.50 g樣品，精確至0.000 2 g，加入去離子水溶解，用NaOH溶液調節溶液的pH值至堿性(pH=8.5)，用濾紙過濾掉溶液中不溶物，將濾液定容于100 mL容量瓶中，用移液管移出50 mL溶液進行離子交換，定容于250 mL容量瓶，測定pH值后等份待測。

待測溶液調節至pH=3，滴定液替換為0.1 mol/L NaOH標準溶液，滴定樣品溶液至終點pH=10附近。記錄pH值在3～10之間兩個突越點之間的所消耗堿的體積，記為Ne，等同于樣品的端基磷。

選擇上述等分待測液于圓底燒瓶中并用去離子水稀釋至150 mL，加入10 mL濃度為6 mol/L的HCl溶液。冷凝回流6 h，調節溶液pH值為3，測定方法同上，所消耗的堿體積記為Nt，等同于樣品中總磷的含量。

平均聚合度：N=2Nt/Ne.

1.2.2 紙層析法

1.2.2.1 樣品制備

聚磷酸樣品制備：稱取約0.50 g，精確至0.000 2 g，聚磷酸銨于干燥小燒杯中，加入約10～20 mL堿性水，立即滴加25% NaOH溶液進行中和, 使該樣品溶液始終保持pH=8～10 (酚酞終點)。該過程在低溫(冰浴)條件下進行。

標準品溶液制備：稱取約0.50 g磷酸鹽標準品于干燥燒杯中，精確至0.000 2 g，加入10～20 mL水溶解。

1.2.2.2 點樣

用微量吸管將樣品和參比溶液分別滴加在起始點，等待干燥。對于更稀的樣品溶液，可以在上一次滴加的液體完全干后，在同一起始點重復滴加。

1.2.2.3 平衡

點樣后的層析紙間隔距離懸掛于5 L燒杯中，燒杯底部盛有展開劑，避免展開劑液滴濺到或接觸到層析紙，將整個體系密封，平衡45 min。

1.2.2.4 展開

平衡結束后，將層析紙再懸掛于2 L燒杯中，再沿燒杯壁倒入一定量的展開劑，使層析紙底部端浸入展開劑溶液中，但注意展開劑液面與樣品點距離2 cm以上，使樣品不會浸入到展開劑中，層析紙之間有一定距離，避免相互接觸，靜置密封展開3 h以上。

1.2.2.5 顯色

展開結束后，將層析紙取出，懸掛晾干。在整個區域均勻的噴上顯色劑溶液，然后將白色紙置于50℃烘箱中烘約10 min，烘干后，層析紙置于紫外燈下均勻照射，直到顯現出藍色斑點。當斑點出現后，迅速用鉛筆標記出來。既要標記樣品點，也要標記參比點。

1.2.2.6 洗脫

用剪刀沿標記線剪下正磷酸和聚磷酸組分的譜帶，分別單層鋪在插入25 mL容量瓶的漏斗壁上，以少量水潤濕。用0.5 mL的8 mol/L氨水溶液進行淋洗，再吸取0.5 mL的8 mol/L水淋洗，交替淋洗四次。再用4 mol/L的硫酸溶液、水以同樣的方式交替淋洗四次。最后用2 mL的水分四次淋洗。取下漏斗，向每只容量瓶中加入1.0 mL的4 mol/L的硫酸溶液，搖勻，放入沸水浴中保溫半小時，去除冷卻至室溫。

準確吸取0.8 mL的5% 鉬酸銨溶液，少量水沖洗容量瓶口和內壁，并搖勻瓶中液體，再吸取1.0 mL的還原劑溶液，再搖晃均勻，再用水定容至刻度線，搖勻靜置10 min后，用1 cm比色皿，以試劑空白做參比，650 nm處測吸光度。

1.2.3 鉬藍比色法

1.2.3.1 標準曲線的繪制

分別準確吸取20.0 mg/mLP2O5標準溶液0，1，2，3，4，5 mL于50 mL容量瓶。各加入約25 mL去離子水，0.4 mL 2% 抗壞血酸和5 mL 4% 鹽酸鉬酸銨溶液，放置5 min后，加入0.2 mL 0.5% Sncl2，稀釋至刻度，搖勻，在650 nm處比色測的吸光度值。

1.2.3.2 試樣溶液的配制和測定

稱取0.50 g肥料樣品于250 mL容量瓶，精確至0.000 2 g，加水溶解，濾去不溶物，定容。移取1 mL于50 mL容量瓶，操作同上述標曲步驟(操作過程盡量迅速，且在低溫條件下進行)。

除不加試樣外，操作步驟及加入試劑與測定試樣時相同。

1.2.4 鉬黃比色法

1.2.4.1 標準曲線的繪制

分別吸取濃度為0.1 mg/mL磷標準溶液0、5.0、10.0、15.0、20.0 mL于5個50 mL容量瓶中，每個分別加入25 mL丙酮(已降溫)，立即放入冰浴中冷卻降溫(約20 min),再加入4 mL鉬酸銨溶液(已降溫)，用水稀釋至刻度，搖勻后以蒸餾水為參比，用1 cm光程的吸收池，在波長430 nm處測定其吸光度；以相對應的標準比色溶液中含正磷酸鹽(以P2O5計)的濃度為橫坐標，標準比色溶液的吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。

1.2.4.2 試樣的測定

稱取0.50～2.0 g試樣于250 mL容量瓶中，精確至0.000 2 g，加水150 mL，超聲6 min，用水稀釋至刻度，干過濾，棄去最初的幾毫升濾液。

移取約含正磷酸鹽(以P2O5計)1 mg的濾液于50 mL容量瓶中，加入25 mL丙酮(已降溫)，然后置于冷的冰浴中20 min，再加入4 mL鉬酸銨溶液(已降溫)，用水稀釋至刻度，搖勻，立即比色測定其吸光度。

1.2.4.3 空白試驗

除不加試樣外，操作步驟及加入試劑與測定試樣時相同。

1.2.5 水溶性磷聚磷酸銨肥料總磷的測定

試驗中肥料樣品的水溶性磷的測定依據的是HG/T 2770-2008工業聚磷酸銨中總磷的測定方法進行測定。

稱取約0.50 g試樣，精確至0.000 2 g，置于150 mL燒杯中，加水潤濕。加入15 mL硝酸溶液，蓋上表面皿，置于電爐上緩緩加熱10 min至微沸，冷卻后移入250 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

用移液管移取10 mL試樣溶液和空白溶液分別置于400 mL燒杯中。加入15 mL(1+1)硝酸溶液，用水稀釋至100 mL，蓋上表面皿，置于電爐上加熱至微沸，加入50 mL喹鉬檸酮試劑，微沸1 min，取下冷卻至室溫,冷卻過程中轉動燒杯3～4次。用預先在180±5℃電熱恒溫干燥箱內干燥至恒重的增禍式過濾器抽濾，先將上層清液濾完，用傾瀉法洗滌沉淀1～2次(每次約用水25 mL)，然后將沉淀移入濾器中，再用水繼續洗滌，所用水共約125～150 mL。將帶有沉淀的濾器置于180℃恒溫干燥箱內，在180℃下烘干至恒重。

1.3 數據處理

用Excel進行圖表制作與分析。

2 結果與分析

2.1 聚合率

2.1.1 鉬藍比色法與鉬黃比色法

比色法的原理是用水提取肥料樣品中的正磷酸鹽，磷酸鹽在酸性溶液中與鉬酸銨反應生成黃色鉬磷酸，比色測定其吸光度，計算所含正磷含量，得出聚合態磷百分含量。鉬藍與鉬黃比色法是采用磷酸二氫銨(P2O5，61.7%)與三聚磷酸鈉(P2O5，57.9%)的16個混合標樣進行測定。聚合率相對誤差表明，鉬藍比色法所測定聚合率的平均相對誤差僅為1.2%，而鉬黃比色法所測定聚合率的平均相對誤差為5.55%。表1

表1 鉬藍與鉬黃比色法測定混合標樣的聚合率
Table 1 Polymerization rate of mixtures polymeric phosphate by methods of molybdenum blue colorimetry and molybdenum yellow colorimetry

處理Treatments鉬藍比色法Molybdenumbluecolorimetry理論值(%)Theoreticalvalue實測值(%)Measuredvalue相對誤差δ(%)δRelativeerror處理Treatments鉬黃比色法Molybdenumyellowcolorimetry理論值(%)Theoreticalvalue實測值(%)Measuredvalue相對誤差δ(%)δRelativeerror1799779111089798875495527997785417910798975335713799579250881179927547557479957897123127992756453654994488810613499444445564994489104144994447651874984492406154984440458849924802191649924417575均值Meanvalue64946386120均值Meanvalue64915992555

2.1.2 紙層析法

紙層析法的基本原理是：利用不同聚合度的聚磷酸銨分子大小不同，在基質中的移動速度也不同的特性，而將之在層析紙上分離，從而對各組分含量進行分析。紙層析法測定水溶性聚磷酸銨肥料的聚合率是采用磷酸二氫銨(P2O5，61.7%)，焦磷酸鈉(P2O5，53.4%)，三聚磷酸鈉(P2O5，57.9%)的混合標樣進行測定(圖1a)。紙層析法測得的8個混合標樣各組分磷含量以及聚合率的相對誤差。從各組分磷的相對誤差中可以看出，正磷含量的測定值大于理論值，平均相對誤差為20.14%；焦磷酸與三聚磷酸的測定值較之理論值均降低了，平均相對誤差為2.26%與17.37%。在試驗發現8個混合標樣中減少部分是三聚體和二聚體的平均相對誤差，其和為19.63%，而增加部分是正磷的平均相對誤差，為20.14%。混樣聚合率的平均相對誤差為8.73%，大于鉬黃比色法(5.55%)與鉬藍比色法(1.20%)。圖1，表2

圖1 紙層析法測定磷酸二氫銨、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、混合標樣、樣品1以及樣品2產品的聚合度

Fig.1Polymerizationdegree(n)ofAPPbypaperchromatographyofNH4H2PO4，sodiumpyro,sodiumtri(poly),mixturesphosphate,sample1andsample2

表2 紙層析法測定混合標樣聚合率
Table 2 Polymerization rate of mixture polyphosphate sample by Paper chromatography

處理Treatments各組分P(%) Phosphatespecies聚合率(%) Polymerizationrate理論值(%)Theoreticalvalue實測值(%)Measuredvalueδ(%)δ理論值(%)Theoreticalvalue實測值(%)Measuredvalueδ(%)δ正Ortho299835819411焦Pyro40023951-1287002642831三聚Tri(Poly)302469-177正Ortho2982365722632焦Pyro4012403044702635962三聚Tri(Poly)30082313-231正Ortho2999360320143焦Pyro40033824-448700264863三聚Tri(Poly)29992574-142正Ortho3008353417494焦Pyro40013892-2726993647752三聚Tri(Poly)29922574-14正Ortho2975361421485焦Pyro40123931-20270246389904三聚Tri(Poly)30122458-1839正Ortho2995362220936焦Pyro4009403606770056385885三聚Tri(Poly)29962349-2160正Ortho2989365722357焦Pyro40113795-5397016339957三聚Tri(Poly)29992544-1517正Ortho3001352617498焦Pyro40113885-31470096438815三聚Tri(Poly)29982553-1484Meanvalue正Ortho299635992014焦Pyro40083918-2267009639725873三聚Tri(Poly)30012479-1737

2.2 聚合度

端基滴定法的原理是：采取pH在3.5～9.5之間滴定端基的弱酸確定端基磷量，再通過滴定水解后的溶液確定總磷量，聚合度N=2P總/P端基。端基滴定法對聚合度的測定使用分析純磷酸二氫銨，焦磷酸鈉與三聚磷酸鈉的標準樣品。由端基滴定法測得標準曲線為y=0.944 3x+0.317，R2=0.999 8，紙層析法測得標準曲線為y= -0.237 6x+0.192 5，R2=0.999 6。兩種方法的標準曲線的擬合程度較好，可作為校準曲線與標準曲線計算測定樣品的聚合度。圖2，圖3

圖2 端基滴定曲線
Fig.2 The curve of end-group titration

圖3 端基滴定法與紙層析法測定標準樣品聚合度
Fig.3 Polymerization degree (n) of APP by end-group titration and paper chromatography of standard sample

2.3不同測定方法對肥料中聚合度與聚合率的測定比較

使用5種不同測定方法測定的三種肥料樣品聚合度與聚合率可知，對于含有各種聚合形態磷的混合肥料樣品，聚合率與聚合度均有不同程度的差異。3種肥料樣品聚合率的測定，紙層析法較之鉬藍比色法分別降低了15.79%，33.19%，20%。而紙層法所測定的聚合度較之端基滴定法，3種肥料樣品的聚合度分別增加了30.19%，13.02%，25.5%。表3

表3 端基滴定法與紙層析法測定3種肥料聚合度
Table 3 Polymerization degree (n) and polymerization rate of APP by different methods

樣品Sample聚合率 Polymerizationrate聚合度 Polymerizationdegree鉬藍比色Molybdenumbluecolorimetry鉬黃比色Molybdenumyellowcolorimetry紙層析法Paperchromatography端基滴定法End-grouptitration紙層析法Paperchromatography樣品193693279332192769389317856212879389337894207264X9379327894212276樣品28628575541882018598625809195213858875875194217X86863574219221自制樣品391993975271972369194672920225923945745201266X91894374222251

3 討 論

3.1 聚合率測定方法

在磷聚合率測定分析方法中，鉬藍比色法又可分為氯化亞錫法與抗壞血酸法。氯化亞錫法具有靈敏度高且常溫下迅速顯色的優勢，但顯色時間短且易受Fe2+干擾。而結合抗壞血酸法的鉬藍比色法不易受Fe2+影響，且靈敏度高、顯色穩定。因此，鉬藍比色法較鉬黃比色法有更高的精確性。紙層析法測定聚磷酸銨聚合率，其結果符合水溶性聚磷酸銨的水解性質[24]，在酸性展開劑中聚合態磷會水解為正磷，水解斷鏈從長鏈開始，逐漸斷鏈為短鏈。這是由于紙層析法測定聚磷酸銨肥料的聚合率，首先要對聚磷酸銨肥料中各組分進行層析紙上分離，然后將分離后的各組分剪下、洗脫、比色測定。在分離過程所用的展開劑為酸性展開劑，展開時間至少3 h以上。研究表明，pH是影響影響聚磷酸銨水解的重要因素。在酸性條件下(pH=5.2)，即使在0℃，1 h內就有可測定量的水解產物生成[25]。因此，pH偏酸性以及長時間的展開使得測定樣品發生了水解反應，從而導致聚合率降低。

3.2 聚合度測定方法

端基滴定法測得的聚合度為平均聚合度，在計算中并沒有對各組分含量進行計算，各組分百分含量也沒有帶入聚合度的計算中。此外，預處理以及滴定過程的水解以與突越點的不明顯造成了滴定結果不準確。滴定曲線第一個突越點變化明顯，而第二個突越點變化則較小，這是由于低聚聚磷酸銨中所含有的大量磷酸鹽雜質以及游離的銨根離子使得在堿性的滴定條件下突越點不明顯。化工行業標準 HG/T2770-2008中提到端基滴定法適合于聚合度較低(<50)的聚磷酸銨聚合度的測定。諶芳[26]與沈佩瓊[27]等對聚合度測定中整個滴定過程進行了分析以及對比試驗，同樣也得出了端基滴定法適合于聚合度較小的聚磷酸銨聚合度測定的結論。市場所出售的農用聚磷酸銨聚合度的測定發現，其聚合度多為2～3，并且農業所用聚磷酸銨肥料需要在適宜的時間釋放磷素營養，減少P在土壤中的固定。因此，端基滴定法對于肥料級別的聚磷酸銨肥料的聚合度測定不適用[17]。

試驗結果表明，紙層析法可更直觀觀察到肥料樣品各聚合態磷的存在。不同聚合度的磷在層析紙上分布在不同高度，通過與標準樣品的高度進行對比，從而確定肥料樣品中不同聚合度聚磷酸銨的分布。依據層析法原理，可計算出各形態磷百分含量以及在剔除一聚體情況下計算出肥料樣品真實的聚合度。對于使用紙層析分析肥料級別的聚磷酸銨國外已有較為詳盡的測試方法[19]，國內貴州化工的伍丹[18]也曾采用紙層析法對聚磷酸銨聚合度進行過分析研究，紙層析法是適用于低聚合度的肥料級別聚磷酸銨聚合度的測定方法。紙層析作為肥料級別聚磷酸銨聚合度的測定將能夠有效的解決較低聚合度聚磷酸銨的分析研究。

4 結 論

通過不同方法對聚磷酸類肥料的聚合率與聚合度測定結果進行對比研究得出：對于肥料級別短鏈聚磷酸銨聚合率的測定結果準確度表現為：鉬藍>鉬黃>紙層析(1.20%<5.55%<8.73%)。鉬藍比色法較之鉬黃及紙層析法相對誤差分別降低了78.38%與86.25%。對于聚合度，紙層析法較端基滴定法有明顯的優勢，所得結果更為直觀準確，且可體現出不同聚合磷分布。其中，紙層析法所測定值要高于端基滴定法，如對三種不同肥料樣品測定發現，紙層析法所測定值較之端基滴定法，對于樣品1、樣品2與自制樣品的聚合度分別提高了30.19%、11、98%與25.5%。鉬藍比色法與紙層析法可在肥料級別聚磷酸銨測定方法中進行推廣使用。

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ComparisonofDifferentMeasurementMethodsforDeterminationofPolymerizationDegreeandPolymerizationRateofWater-solubleAmmoniumPolyphosphateFertilizer

GAO Yan-ju1, LIU Teng2, KONG Long-fei1, GUAN Yu1, CHU Gui-xin1

(1.KeyLaboratoryofOasisEco-agricultureofXinjiangProductionandConstructionCorps,CollegeofAgronomy,ShiheziUniversity,ShiheziXinjiang832003,China； 2.BatianEcologicalEngineeringStockCompanyofShenzhen,ShenzhenGuangdong518057,China)

ObjectiveAs a new type of P fertilizer, it is urgent and necessary to establish suitable method to characterize the quality of water-soluble ammonium polyphosphate. However, no relevant standard determination method is available so far.MethodIn this study, methods of end-group titration and paper chromatography were used to determine polymerization degree of standard and fertilizer samples; Molybdenum blue colorimetry, molybdenum yellow colorimetry and paper chromatography were employed to determine polymerization rate of standard and fertilizer samples.ResultThe calibration curves obtained from end-group titration and paper chromatography werey= 0.944,3x+0.317 (R2=0.999,8) andy= -0.237,6x+0.192,5 (R2=0.999,6) , respectively, both were significantly fitted; an obvious change was found at the first jump point while there was no significant change at the second jump point, and a low detection value was gained in end-group titration method; Different forms of polymeric fractions were detected simultaneously via paper chromatography measurement, and the value determined by paper chromatography measurement was more accurate than that with end-group titration method. Regarding the measurement method of polymerization rate, it was found that the relative errors obtained from different measurement methods following the order of: paper chromatography (8.73%) > colorimetry with molybdenum yellow (5.55%) > molybdenum blue colorimetry (1.20%).ConclusionBriefly, paper chromatography and molybdenum blue colorimetry exhibit significant advantages on determination of polymerization degree and polymerization rate of water-soluble ammonium polyphosphate fertilizer, thus these could be regarded as suitable methods for characterizing the quality of polyphosphate fertilizer.

ammonium polyphosphate; end-group titration; paper chromatography; molybdenum blue colorimetry; molybdenum yellow colorimetry

CHU Gui-xin(1969-)，male，professor，poctoral degree，New fertilizer research，(E-mail)chuguixinshzu@163.com

S14；O653

A

1001-4330(2017)10-1822-10

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.10.007

2017-08-22

國家自然科學基金項目(41161047)；深圳芭田公司橫向課題

高艷菊(1991-)，女，新疆輪臺人，碩士，研究方向為作物養分資源高效利用，(E-mail)1597898321@qq.com

褚貴新(1969-)，男，新疆石河子人，教授，研究方向為新型肥料，(E-mail)chuguixinshzu@163.com

Supported by: National Natural Foundation of China (41161047) and Horizontal Subject of Batian Ecological Engineering Stock Company of Shenzhen