有机肥料全氮测定方法的比较与探讨

梁运攀 胡喜巧 张晓军 潘远祥 朱俊涛 白和平

（河南科技学院农学系 河南 新乡 453003）

近年来，随着农业种植业的结构调整以及高产优质高效农业的发展，广大农民群众对有机肥料的投入相应增加，肥料积造质量明显提高，对促进优质高效农业持续发展发挥了巨大作用，特别是对中低产田的改良、吨粮田的建设及“两高一优”农业的发展起到了重要作用。有机肥主要是指人畜粪尿、堆沤肥、作物秸秆、绿肥、杂肥、工业废渣、城市垃圾等，其实质是有机物、无机物、有生命的微生物和无生命物质的混合体。有机肥中含有农作物生长发育需要的多种营养元素及各种糖类、脂肪、氨基酸，此外还含有大量的活性酶等。增施有机肥，既能为作物提供养分，又能培肥地力，改善土壤理化性状。因此，加大有机肥料的施用量，可提高土壤肥力，为农作物的生长发育创造良好条件。我国地域辽阔，人口众多，有机肥料资源十分丰富。种类多，数量大，是我国农业生产的重要肥源。我国每年各种有机肥料总生产量达18～24亿吨，其中氮磷钾养分含量就有1678万吨。随着人口的增加，农业、畜牧业生产的发展，人民生活水平的提高，有机肥料的数量和质量都有很大的变化[1]。有机肥中的氮的含量是有机肥的一个重要指标，也是农作物生长的必要养分之一。

1 材料与方法

1.1 材料

三种不同的有机肥料：一号有机肥料：豆饼肥料，二号有机肥料：绿肥，三号有机肥料：骨粉

1.2 主要仪器

消煮炉、开氏瓶(150mL)、消煮管、弯颈小漏斗、100mL容量瓶、分析天平、可调电炉、酸式滴定管普通定氮蒸馏装置。

1.3 试剂

1.3.1 浓硫酸(分析纯，比重 1.84)

1.3.2 30%过氧化氢（分析纯）。

1.3.3 40%氢氧化钠 (NaOH)溶液。称取工业用氢氧化钠(NaOH)400g，加水溶解不断搅拌，再稀释定容至1000mL贮于塑料瓶中。

1.3.4 2%硼酸溶液。称取20g硼酸加入热蒸馏水(60℃)溶解，冷却后稀释定容至1000mL，最后用稀盐酸(HCl)或稀氢氧化钠(NaOH)调节pH至4.5(定氮混合指示剂显葡萄酒红色)。

1.3.5 定氮混合指示剂。称取0.1g甲基红和0.5g溴甲酚绿指示剂放入玛瑙研钵中，加入100mL95%酒精研磨溶解，此液应用稀盐酸(HCl)或氢氧化钠(NaOH)调节pH至4.5。

1.3.6 0.05moL/L标准盐酸溶液。 吸取浓盐酸 (比重 1.19)1.67mL，用蒸馏水稀释定容至1000mL，然后用标准碱液或硼砂标定。

1.3.7 含水杨酸的浓硫酸，30g水杨酸 （不含氮） 溶于1L浓H2SO4中。

1.3.8 硫代硫酸钠：磨细的 Na2S2O3.5H2O。

1.3.9 混合催化剂：K2SO4：CuSO4：Se=100：10：1 即 100g K2SO4（三级）10g CuSO4.5H2O(三级)和 1gSe 粉混合研磨，通过80号筛充分混匀，贮于具赛瓶中，消煮时每毫升H2SO4加0.37g混合催化剂[2,3]。

1.4 实验方法：方法一：定氮标准法（硫酸-水杨酸-混合盐消煮法）[3]：操作步骤，消煮，称取过1mm筛的风干样品0.5g，放入100mL消煮管中，加入含有水杨酸的硫酸10mL，放置30min后（让水杨酸硝酸根充分反应，在此过程中防止发热或加热，负责会引起硝酸根挥发损失）加入硫代硫酸钠1.5g及水10mL，微热5min（泡沫多小心加热防止样品冲至瓶颈）、冷却。加入3.5g混合盐，充分混合内容物，低温加热至泡沫停止后瓶口加一个小漏斗，升高温度消化至颜色变白。再继续煮30min，冷却后将消化液移入100mL容量瓶中，用少量水冲洗消煮管.3次，冲洗液都倒入100mL容量瓶中，最后定容。吸取消化液20mL进行蒸馏滴定。方法二：改进法Ⅰ（硫酸-过氧化氢消煮法）[4]：操作步骤,消煮.在分析天平上称取通过60号筛(孔径为 0.25mm)的风干样品 0.5(精确到 0.001g)，然后放入150mL开氏瓶中。加浓硫酸(H2SO4)5mL，1.5mL过氧化氢小心摇匀并在瓶口加一只弯颈小漏斗，然后放在调温电炉上缓慢升温消煮15分钟左右，使硫酸大量冒烟，取下，稍冷后加15滴过氧化氢，轻轻摇动开始烧瓶，加热10min，取下，稍冷后分次在加5-10滴过氧化氢并分次消煮，直至溶液呈无色或淡黄色清夜后，继续加热10min，除尽剩余的过氧化氢。取下稍冷，小心加水至20-30mL加热至费。取下冷却，用少量水冲洗弯颈小漏斗，洗液收入原开始烧瓶中。将消煮液移入100mL容量瓶中，加水定容。方法三：改进法Ⅱ（硫酸-高录酸消煮法）：操作步骤,消化.在分析天平上称取通过60号筛(孔径为0.25mm)的风干样品 0.5 g(精确到 0.001g)，然后放入 150mL开氏瓶中。加浓硫酸(H2SO4)5mL，5-10滴高氯酸小心摇匀并在瓶口加一只弯颈小漏斗，然后放在调温电炉上缓慢升温消煮使硫酸大量冒烟，然后升高温度继续加热直至溶液呈无色或淡黄色清夜后，继续加热10min，除尽剩余的过氧化氢。取下冷却，用少量水冲洗弯颈小漏斗，洗液收入原开始烧瓶中。将消煮液移入100mL容量瓶中，加水定容。三种方法蒸馏滴定方法相同。

1.5 实验设计与数据处理

实验设计：三种有机肥料，每种肥料作为一个处理，每个处理5次重复。采用DPS进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 一号有机肥料全氮含量不同测定方法的比较[4,5,6](详见表1)。

表1 一号有机肥料全氮含量不同测定方法的比较

由表1可知：一号有机肥料用三种不同方法测定全氮含量方差分析表明没有差异显著性，且改进法Ⅰ测定的全N含量为5.06%，耗时与标准定N法相比短300分钟，改进法Ⅱ测得的全N含量为5.31%，与标准定N法相比耗时仅需42分钟，测定结果准确、可靠。两种改进方法明显的节省了消煮测定的时间，尤其是改进法Ⅱ更为明显，仅用了42分钟，同时硫酸、双氧水、高氯酸等药品在使用时不需配制即可直接使用,省去了试剂的配制工作。可见改进方法Ⅰ和Ⅱ优于标准定氮法。

2.2 二号有机肥料全氮含量不同测定方法的比较（详见表2）。

表2 二号有机肥料全氮含量不同测定方法的比较

由表2可知：二号有机肥料用三种不同方法测定全氮含量方差分析表明差异不显著，且改进法Ⅰ测定的全N含量为1.44%，耗时与标准定N法相比短302分钟，改进法Ⅱ测得的全N含量为1.29%，与标准定N法相比耗时仅需45分钟。两种改进方法消煮测定时间明显缩短，尤其是改进法Ⅱ更为明显。可见改进方法Ⅰ和Ⅱ优于标准定氮法。

2.3 三号有机肥料全氮含量不同测定方法的比较 （详见表3）

表3 三号有机肥料全氮含量不同测定方法的比较

由表3可知:用三种不同方法测定三号有机肥料全氮含量方差分析表明差异不显著，且改进法Ⅰ测定的全N含量为3.10%，耗时与标准定N法相比短306分钟，改进法Ⅱ测得的全N含量为3.22%，与标准定N法相比耗时仅需40分钟。两种改进方法消煮测定时间明显缩短，特别是改进法Ⅱ更为明显，用时更短。可见改进方法Ⅱ优于标准定氮法。

3 结果与讨论

从本次实验结果可看出：改进法Ⅰ和Ⅱ与定氮标准法的测定结果差异不显著,但在实验过程中,与定氮标准法相比有几个优点[4,7]：

3.1 明显缩短实验时间。

3.2 试剂简单此方法只使用了常见试剂，硫酸、高氯酸、双氧水等,且使用时不需配制。

3.3 在消煮过程中样品产生泡沫较少,溶液冲至消煮管的上部或溢出管外造成损失的现象不严重。

3.4 实验安全：实验中不使用混合催化剂硒粉，从而增加了实验的安全性。

3.5 操作简单,在实验过程中,只需滴加3-5次H202，1-2次高氯酸,即可缩短实验时间,有利于处理大批量样品的测试。因此,硫酸-过氧化氢法消煮和硫酸-高氯酸消煮法是两种快速有效的有机肥料全氮测定方法。且这两种方法测定结果准确、可靠，优其是硫酸-高氯酸消煮法更为突出，实验过程中简便易行，省工省时，易操作等优点，是一种快速有效的测定有机肥中全氮测定的快速测定方法。该改进方法操作过程中技术关键是加入改进药品时注意适时适当适量[8,9]。

［1］庄树蜂,王志恒.关于有机肥料开发应用的思考.现代农业科技,2009（12）：196-196.

［2］鲍士旦.土壤农化分析[M].3 版.北京:中国农业出版社,2010:431-440.

［3］南京农业大学，主编.土壤农化分析[M].2版.北京:农业出版社，1986：320-321.

［4］陈慧阳.有机肥料全氮测定方法的改进.农业与技术，2005，25（3）：85-86.

［5］中国土壤学会.土壤农业化学分析方法[M].

［6］鲁如坤.土壤农化分析方法.北京：中国农业科技出版社，2000：421-425.

［7］刘长风,林志峰.有机肥料中氮磷钾的化学分析方法.磷肥与复肥，2006,21（6）：60-61.

［8］赵满兴,周建斌.有机肥中可溶性有机碳、氮含量及其特性.生态学报，2007,27（1）:397-403.

［9］申红梅.浅析有机-无机肥料、有机肥料中氮磷钾的测定.甘肃科技，2009,25（6）：62-63.