堿解擴散法測定土壤中堿解氮含量的測定條件分析

栗忱

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局測試中心，新疆烏魯木齊 830026）

1 前言

土壤堿解氮又稱水解性氮或有效氮，土壤堿解氮含量與當季作物生長關系密切，直接反映出近期內土壤氮素供應情況，是土壤供氮能力的重要指標，因此，準確測量土壤中堿解氮的含量，對合理施用氮肥，充分發揮氮肥的增產效益具有重要意義。目前土壤堿解氮測定一般是使用堿解擴散法[1]。該方法操作簡單，可以滿足幾十甚至上百件樣品同時開展檢測，但操作上需要非常謹慎小心，常常因擴散皿和毛玻片密封不嚴；或在外室邊緣涂堿性膠液時或添加氫氧化鈉過程中，出現污染內室等問題，使檢測結果再現性大打折扣，筆者即對堿解擴散法測定土壤中堿解氮的各測定條件進行了試驗分析。

2 試劑和材料

2.1 儀器和設備

電子天平（賽多利斯BS125 型感量0.0001g）；電子天平（JE202 型感量0.01g）；酸式滴定管；恒溫箱，移液槍（1—10mL）。

2.2 試劑和材料

（1）1.8 mol/L 氫氧化鈉溶液:稱取氫氧化鈉72.0g，用水溶解，冷卻后定容至1L。

（2）鋅-硫酸亞鐵還原劑:稱取磨細并通過0.25mm 篩孔的硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O）50.0g 及10.0g鋅粉（Zn）混勻，貯于棕色瓶中。

（3）甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑:稱取0.5 g 溴甲酚綠（C21H14Br4O5S）及0.1 g 甲基紅（C15H15N3O2）于瑪瑙研缽中研細，用少量95%乙醇（C2H5OH）研磨至全部溶解，用95%乙醇定容到100mL，該指示劑貯存期不超過2個月。

（4）硼酸-指示劑溶液:稱取10.0g 硼酸（H3BO3），溶于1L 水中。使用前，每升硼酸溶液中加5.0mL 甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，并用0.1 mol/L 的氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調節至紅紫色（pH 值約為4.5）。此溶液放置時間不宜超過1周。

（5）0.01 mol/L 鹽酸標準溶液:吸取鹽酸（ρ=1.19g/mL）84.0mL，用水定容到1L，充分混勻。量取該鹽酸溶液100.0mL，用水定容至1L，混勻。用標準硼砂溶液標定。

（6）0.1 mol/L 硼砂溶液:稱取9.534 g 基準硼砂（Na2B4O7?10H2O）溶于水，移入500 mL 容量瓶中，用水定容至刻度。

（7）0.02 mol/L 硼砂溶液:將0.1 mol/L 硼砂溶液準確稀釋5倍。

（8）塑料擴散皿（使用前在稀酸中浸泡1 小時，用蒸餾水沖洗干凈自然風干或40℃恒溫箱內烘至完全干燥）。

除特別標注外，分析時均使用符合國家標準的分析純試劑，實驗用水為電阻率≥18.0 MΩ·cm（25℃）的去離子水。

3 標定

準確移取10 mL0.02 mol/L硼砂溶液于100 mL錐形瓶中，加1滴甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，用鹽酸標準溶液滴定至溶液由藍色變為紫紅色為終點。平行測定3次，同時做空白試驗。計算鹽酸標準溶液的濃度。

4 分析過程

稱取通過10 目篩（2mm）的風干土壤樣品1.00g～2.00 g，均勻鋪在塑料擴散皿外室中，水平地輕輕轉動擴散皿，使樣品鋪平，在土壤外室內加1g 鋅-硫酸亞鐵還原劑平鋪土壤樣品上。在擴散皿的內室中加入3.0 mL 2%硼酸-指示劑溶液，蓋緊密封蓋，用移液管從密封蓋的小缺口處向外室加入10mLl.8 mol/L 氫氧化鈉溶液，立即蓋嚴小缺口。小心地水平轉動擴散皿，使溶液與土壤充分混勻，放入40℃恒溫箱中，恒溫24 小時（在此期間應間歇地水平輕輕轉動3次）。打開密封蓋，用鹽酸標準溶液滴定內室硼酸中吸收的氨量，顏色由藍變為紫紅，即達終點。在樣品測定同時，進行試劑空白和標準土樣壤的測定。

5 結果計算

式中：V——滴定樣品所用鹽酸標準溶液的體積，單位為毫升（mL）；

V0——滴定空白所用鹽酸標準溶液的體積，單位為毫升（mL）；

c——鹽酸標準溶液的濃度，單位為摩爾每升（mol/L）；

m——風干土樣質量，單位為克（g）；

k1——由風干土樣換算成烘干的水分換算系數；

14——氮原子的摩爾質量，單位為毫克每毫摩爾（mg/mmol）。

6 討論

（1）擴散皿選擇:堿解擴散法通常使用玻璃材質擴散皿[2]，試驗時需取下擴散皿密封蓋進行滴定，而玻璃擴散皿的毛玻片通常與皿邊粘結較緊，不易揭開，強行用力，容易導致擴散皿內外室樣液傾覆，同時毛玻片易碎也存在危險隱患。實驗選用塑料材質的擴散皿，密封性良好，輕松揭蓋，并省去涂堿性膠液和纏繞橡皮筋環節，操作簡便。

（2）還原劑使用:鋅-硫酸亞鐵為還原劑[3]，因硫酸亞鐵研細后易在空氣中被氧化，土壤樣品檢測結果重現性欠佳，選擇現用現研細。在加入還原劑與土壤樣品充分混合時，須水平地輕輕轉動擴散皿，避免動作太大污染內室，保證檢測結果良好的重現性。

（3）擴散時間:時間選擇24 h，此時堿解氮含量測定值達到最高，不足24 h 結果偏低，超出24 h 無明顯變化。

（4）標準物質和實際樣品分析結果:將標準物質GBW07460，NSA-1，NSA-3和實際樣品1、樣品2按上述方法，5個為一組，試驗三次，三次測定結果見表1。

表1

經標準物質驗證和樣品重現性試驗，結果的再現性較好，測定結果的精密度和準確度均符合質控要求。

7 結論

本方法主要對堿解擴散法測定土壤中堿解氮的條件進行了試驗，通過對塑料擴散皿、還原劑及擴散時間等測定條件的優化選擇，降低了人員操作因素對檢測結果影響，試驗結果重性好，操作更快捷方便，省時省力，適合大批量樣品檢測。