小麥籽粒中氮、磷、鉀測(cè)定質(zhì)量控制研究

尚峰

摘 要：為了給肥料效應(yīng)試驗(yàn)提供可靠支撐，針對(duì)小麥籽粒中氮、磷、鉀測(cè)定缺少標(biāo)準(zhǔn)樣品的現(xiàn)狀，采用標(biāo)準(zhǔn)溶液替代實(shí)際樣品，并應(yīng)用加標(biāo)回收方法，確定小麥籽粒氮、磷、鉀測(cè)定的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明，樣品制備過程合理，測(cè)試儀器調(diào)整穩(wěn)定，采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法都獲得了準(zhǔn)確結(jié)果。2種準(zhǔn)確度驗(yàn)證的方法都證實(shí)，氮測(cè)定平行性較好，誤差相對(duì)較高;磷、鉀測(cè)定時(shí)誤差較小，但相對(duì)誤差稍高。測(cè)定此3種元素時(shí)，注意控制氮轉(zhuǎn)移損失，減少絕對(duì)誤差;磷、鉀需要調(diào)整分光光度計(jì)和火焰光度計(jì)，使儀器充分平衡穩(wěn)定，以提高精密度。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)溶液;質(zhì)量控制;小麥籽粒;氮;磷;鉀

中圖分類號(hào) S512.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）01-0058-02

氮、磷、鉀是構(gòu)成小麥品質(zhì)的重要營(yíng)養(yǎng)元素，它們含量的高低直接影響著小麥的品質(zhì)。準(zhǔn)確測(cè)定小麥籽粒中氮、磷、鉀的含量，不僅可以為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)提供支持，也為小麥測(cè)土配方施肥提供了重要的技術(shù)方法。目前的測(cè)定是按照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 2017-2011）來(lái)執(zhí)行，用硫酸-過氧化氫氧化體系分解樣品，然后依次用加堿蒸餾滴定法、比色法、火焰原子光度法分別測(cè)定氮、磷、鉀，進(jìn)而計(jì)算籽粒中的含量[1，2]。

氮、磷、鉀分析測(cè)定時(shí)，需要進(jìn)行準(zhǔn)確度控制，行業(yè)中大多采用質(zhì)控樣品來(lái)控制準(zhǔn)確度，分析領(lǐng)域中也常用加標(biāo)回收的方法來(lái)確定準(zhǔn)確度。小麥質(zhì)量的質(zhì)控樣品市場(chǎng)上很少見，很難購(gòu)置。為此，本研究采用標(biāo)準(zhǔn)樣品來(lái)進(jìn)行質(zhì)量控制，同時(shí)開展了加標(biāo)回收試驗(yàn)，以此來(lái)控制準(zhǔn)確度，以期為土壤肥料研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料 小麥籽粒采自靈璧縣測(cè)土配方施肥試驗(yàn)田，樣品經(jīng)風(fēng)干后，研磨過0.5mm篩，然后在105℃下烘4h，備用。

1.2 器皿與試劑

1.2.1 器皿 可見-紫外分光光度計(jì);開氏定氮儀;火焰分光光度計(jì);可調(diào)電爐;開氏燒瓶;容量瓶等。

1.2.2 試劑 濃硫酸;雙氧水;鉬酸銨;酒石酸銻鉀;甲基橙;溴甲酚綠;氮、磷、鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（1mg·mL-1）。所用試劑除標(biāo)準(zhǔn)樣品為優(yōu)級(jí)純外，其余均為分析級(jí)別。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 樣品溶液制備 稱取研磨過篩后的小麥籽粒0.2000g置于開氏瓶?jī)?nèi)，先用1mL的超純水潤(rùn)濕樣品，然后加入5mL濃硫酸，開氏瓶口放上彎頸小漏斗，輕搖后在可調(diào)溫度的電爐上加熱，至濃硫酸微沸狀態(tài)，15min后取下開氏瓶，冷卻后加入2mL雙氧水，繼續(xù)加熱30min，直至溶液為澄清透明狀。取下冷卻后全部轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶?jī)?nèi)，用少量超純水少量多次洗滌開氏瓶及彎頸漏斗，洗液合并到100mL容量瓶?jī)?nèi)，并用超純水定容至刻度。每批樣品同步做3個(gè)空白試驗(yàn)。同時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)溶液取代樣品做驗(yàn)證試驗(yàn)，分別取1mg·mL-1氮、磷、鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液4.00、1.00、0.40mL加入到開氏燒瓶?jī)?nèi)，加入5mL濃硫酸，放在電爐上加熱，其他步驟與樣品溶液制備步驟相同。

1.3.2 測(cè)定方法 （1）氮的測(cè)定采用蒸餾滴定法。從100mL處理后的樣品容量瓶?jī)?nèi)吸取10mL溶液，加入到開氏定氮儀的蒸餾管中，迅速裝入定氮儀內(nèi)，加入10mL40%的NaOH溶液，加熱蒸餾，流出液用30mL的硼酸指示劑溶液吸收，蒸餾5min后，吸收液用0.1的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，計(jì)算樣品中氮的含量。（2）磷的測(cè)定采用釩鉬黃比色法。從100mL處理后的樣品容量瓶?jī)?nèi)吸取10mL溶液，加到100mL的容量瓶?jī)?nèi)，用超純水定容到刻度。從此稀釋溶液中移取10mL液體，加入50mL容量瓶?jī)?nèi)，加入3滴二硝基酚指示劑，用稀Na2CO3溶液和稀硫酸溶液調(diào)整酸堿度，顏色由黃色剛變成無(wú)色為止，然后加入5mL釩鉬黃溶液，用超純水定容到刻度，搖勻后放置30min測(cè)定。（3）鉀的測(cè)定采用火焰光度法。用處理后的溶液直接在火焰光度計(jì)上測(cè)定，由測(cè)定結(jié)果計(jì)算鉀的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 準(zhǔn)確度控制 小麥籽粒中氮、磷、鉀含量的多少是衡量其品質(zhì)高低的重要指標(biāo)，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度會(huì)影響到小麥品質(zhì)的評(píng)價(jià)。測(cè)試過程并不復(fù)雜，是采用植物樣品中氮、磷、鉀測(cè)定的農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)，以濃硫酸-雙氧水作為氧化劑，在加熱的條件下將分解樣品，定容后測(cè)定。小麥籽粒以淀粉、蛋白質(zhì)為主，難分解成分較少，易于氧化，用濃硫酸-雙氧水氧化體系能徹底分解樣品，不留殘?jiān)?。但在轉(zhuǎn)移的時(shí)候可能會(huì)受到污染或者存在轉(zhuǎn)移損失，分取與測(cè)定時(shí)也會(huì)引入誤差。為了控制結(jié)果的準(zhǔn)確度，一般用質(zhì)控樣品來(lái)控制，但小麥籽粒的質(zhì)控樣品很難購(gòu)置。在具體試驗(yàn)中，可以用一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液取代質(zhì)控樣品控制準(zhǔn)確度，同時(shí)也進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，采用2種準(zhǔn)確度的驗(yàn)證方法來(lái)確定樣品測(cè)試的可靠性，得到的結(jié)果可靠性高。

2.2 常規(guī)施肥和配方施肥小麥籽粒中氮、磷、鉀的變化 開展田間小區(qū)試驗(yàn)，即空白、當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)氮磷鉀施肥以及通過土壤測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)的配方肥試驗(yàn)，采用1.3.1和1.3.2節(jié)的方法步驟，每一步按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行，測(cè)定籽粒中氮磷鉀的含量，其結(jié)果見表1。由表1可知，配方肥與常規(guī)施肥相比較，不僅能提高產(chǎn)量，還能增加了氮的積累，也就是增加小麥中蛋白質(zhì)的含量。從數(shù)據(jù)上來(lái)看，測(cè)試的重復(fù)性很好，偏差均較低。

2.3 準(zhǔn)確度驗(yàn)證

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品試驗(yàn) 為了探明轉(zhuǎn)移和測(cè)試過程中出現(xiàn)的誤差范圍，用標(biāo)準(zhǔn)溶液代替樣品開展試驗(yàn)，分別取4.00、1.00、0.40mL的氮、磷、鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度均為1mg·mL-1）加入開氏燒瓶?jī)?nèi)同步進(jìn)行消煮，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果見表2。由表2可知，氮測(cè)定時(shí)產(chǎn)生的絕對(duì)誤差較大，但相對(duì)誤差較小，表明存在著轉(zhuǎn)移損失，但是用蒸餾滴定法平行性較好，精密度高。磷、鉀測(cè)定的絕對(duì)誤差小，但平行性較差，說(shuō)明比色法和火焰光度法測(cè)定時(shí)需要控制儀器的穩(wěn)定性，提高精密度。

2.3.2 加標(biāo)回收試驗(yàn) 用氮磷鉀的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，以常規(guī)處理的小麥樣品為研究對(duì)象，稱取0.2000g樣品，分別加入4.00、1.00、0.40mL氮、磷、鉀的上述標(biāo)準(zhǔn)溶液，經(jīng)過消煮和測(cè)定，其結(jié)果見表3。由表3可知，回收率均超過90%，說(shuō)明準(zhǔn)確度都較高。測(cè)定氮的絕對(duì)誤差高，需要控制樣品制備與轉(zhuǎn)移過程的損失;磷、鉀測(cè)定的相對(duì)誤差高于氮，可能是受儀器穩(wěn)定性的影響，當(dāng)儀器達(dá)到最佳工作狀態(tài)再進(jìn)行測(cè)定，可以最大限度地降低相對(duì)誤差。

3 結(jié)論

采用標(biāo)準(zhǔn)溶液取代樣品開展了樣品測(cè)定的準(zhǔn)確度試驗(yàn)，同時(shí)采用加標(biāo)回收試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證測(cè)定小麥籽粒樣品中氮、磷、鉀測(cè)定的準(zhǔn)確度。結(jié)果表明，樣品經(jīng)過仔細(xì)處理，能得到可靠的測(cè)定結(jié)果。氮的測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度相對(duì)較差，平行性較好，而磷、鉀測(cè)定的誤差較小，但相對(duì)誤差稍高。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部.NY/T 2017-2011植物中氮、磷、鉀的測(cè)定[S].2011.

[2]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析（第3版）[M]，北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000：115-128.

（責(zé)編：張宏民）