樣品存放條件對土壤中堿解氮含量測定值的影響

李娜 尹春淼 屠人鳳

摘 要：為研究樣品存放過程中土壤樣品堿解氮受條件影響的變化，選取了紅壤土、黃褐土及砂姜黑土3種土壤的土壤樣品，分別置于不同器皿中進(jìn)行不同溫度、不同時間下的存放后進(jìn)行樣品堿解氮含量值的測定。結(jié)果表明：在一定的存放溫度和時間下，土壤樣品中堿解氮的測定值與溫度和時間呈正相關(guān)關(guān)系，因此測定堿解氮的樣品低溫存放且時間不宜過長;在相同的溫度和時間條件下，用牛皮紙袋保存樣品的堿解氮變化較磨口瓶裝和自封塑料袋裝的要大;考慮到成本和便利，測定堿解氮的土壤樣品保存以塑料自封袋為宜。

關(guān)鍵詞：土壤樣品;堿解氮;存放條件;影響

中圖分類號 S147.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）09-0102-03

Abstract： In order to study the affection of sample preservation process on the content of effective nitrogen in soil samples， soil samples of three different kind （red soil， yellow cinnamon soil and shajiang black Soil） have been select for effective nitrogen measurement after storage in different containers， under different temperatures and through different times. The results show： the content of effective nitrogen have positive correlation with preservation time under certain temperature， and have positive correlation with temperature when stored for a certain time as well. So the samples for effective nitrogen should be stored for a short time under low temperature. Under same temperature and preservation time， the change of effect nitrogen contents stored in kraft paper bag is larger than plastic ziplock bag. Considering the cost and convenience of soil sample preservation， plastic ziplock bag is a better option.

Key words： Soil Samples; Effective Nitrogen; Preservation; Effect

土壤中的有效氮是衡量土壤的供氮能力[1，2]及合理施肥的依據(jù)[3，4]。在表征土壤氮素有效性的指標(biāo)[5]中，堿解氮以其與作物生長的相關(guān)性較好，能夠準(zhǔn)確反映近期內(nèi)土壤的供氮水平而被廣泛使用，而其堿解擴(kuò)散法的測定手段更以其簡單快捷，可以批量測定而被廣大農(nóng)業(yè)化學(xué)分析工作者所青睞。為了確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，研究人員對堿解氮測定過程中的條件如溫度、時間等十分重視[6]，卻鮮少關(guān)注樣品的存放條件對測定結(jié)果帶來的影響。土壤中無機態(tài)氮是在微生物的作用下由有機態(tài)氮轉(zhuǎn)化完成，堿解擴(kuò)散法是借助化學(xué)試劑堿將土壤中易礦化的簡單有機含氮化合物水解變成無機氨態(tài)氮后再進(jìn)行測定。顯而易見，測定前的風(fēng)干土壤樣品中依然有微生物的活動，對有機含氮化合物的分解并沒有停止。因此，樣品存放的條件如盛放樣品的器皿、存放時間、存放溫度對土壤中堿解氮的測定值都會有影響，而這種影響也會因土壤種類的不同而不同。為此，筆者開展了樣品存放條件對土壤中堿解氮含量測定值的影響研究，以期為土壤堿解氮的測定樣品的存放提供合理的方式，提高堿解擴(kuò)散法測定土壤有效態(tài)氮含量值的準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

1.1 試驗樣本 試驗采用安徽省主要土壤，紅壤土、黃褐土和砂姜黑土，分別采自安徽的青陽縣、合肥近效和蒙城。采樣區(qū)面積設(shè)定為1hm2，采樣深度0～20cm。按照“S”形進(jìn)行布點，每個采樣區(qū)域設(shè)定9個采樣點，每個樣點采集1000g土壤，混合充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，按照四分法分別取2000g混合樣帶回實驗室，剔除其中可見的植物根系、石塊等侵入體，在背陰通風(fēng)處自然風(fēng)干，經(jīng)壓碎、磨細(xì)過1mm篩后，測定3個土壤樣品的基本理化性質(zhì)（表1）。pH值：2.5∶1的水土比，酸度計法測定;有機質(zhì)：重鉻酸鉀氧化—外加熱法測定;全氮：開氏法;有效磷：0.5mol/L碳酸鈉提取，鉬蘭比色法測定;速效鉀：1mol/L乙酸銨浸提，火焰光度法測定;堿解氮：堿解擴(kuò)散法測定[8]。

1.2 試驗方法 將過1mm篩的紅壤土、黃褐土和砂姜黑土的風(fēng)干樣品，按每份50g的樣量分別裝入100mL的牛皮紙袋、磨口玻璃瓶和塑料袋中，記為N、M和S。然后按設(shè)定的溫度將其分別放置在冷藏箱和恒溫箱中以0、25、35℃的溫度條件下存放30、60、90d后，分別測定不同條件下的堿解氮含量，比較研究盛放于不同器皿的3種土壤（紅壤土、黃褐土、砂姜黑土）在不同溫度和不同時間的條件下其堿解氮含量的變化，從而研究盛放器皿、溫度和時間對堿解氮含量測定值的影響。

1.3 測定方法 分別稱取每個處理的土壤樣品2.0g，置于潔凈干燥的擴(kuò)散皿外室，輕輕旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿，使土樣均勻鋪平。取2%的硼酸吸收液2mL置于擴(kuò)散皿內(nèi)室，然后在擴(kuò)散皿外室邊緣涂上少量阿拉伯膠，蓋上玻璃片，輕輕旋轉(zhuǎn)玻璃片，使皿邊與毛玻璃面完全黏合。再慢慢轉(zhuǎn)開毛玻璃一邊，使擴(kuò)散皿外室露出一條狹縫，加入1.8mol/L NaOH 10.0mL后迅速蓋嚴(yán)，旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿，讓堿溶液蓋住所有土壤。再用橡皮筋圈緊，使毛玻璃固定，最后將擴(kuò)散皿小心平放在40℃的恒溫箱中培養(yǎng)24h后取出，用0.01093mol/L（?H2SO4）標(biāo)準(zhǔn)酸滴定內(nèi)室硼酸吸收液的NH4+，根據(jù)滴定體積計算堿氮含量。

2 結(jié)果與分析

由表2可知，3種土壤樣品中堿解氮含量與初始值（表1）相比，其值因溫度、時間和盛放器皿不同，發(fā)生了不同的變化，以存放后的測定值與存放前的初始值之差作圖可以明顯看出其差異（圖1）。

2.1 存放溫度對土壤樣品堿解氮含量測定值的影響 由表2和圖1可以看出，3種土壤樣品中的堿解氮測定值皆表現(xiàn)為隨著溫度的升高而增加的趨勢，只是因其他條件不同，其增加的幅度不同，最少的增幅在2.2%，而最大增幅達(dá)19.9%;其中，溫度為35℃的處理，無論其他條件有什么不同，其增加量均為最多，這說明35℃相對于0℃和25℃而言更適宜氨化酶微生物的存活，且活性較強，從而加快了樣品中的有機態(tài)含氮化合物礦化為無機氨態(tài)氮的速度，無機態(tài)氮積累增多，就使得測定的堿解氮含量增加，從而與初始值產(chǎn)生偏離，誤差增大。因此，為避免這種情況的發(fā)生，測定堿解氮含量的土壤樣品應(yīng)低溫存放。

2.2 存放時間對土壤堿解氮含量測定值的影響 由表2和圖1可以看出，3種土壤樣品在存放30、60、90d后的堿解氮測定值均較初始值有所增加，但在30d內(nèi)增加值相對要低，為9%左右，而90d增加幅度為17.9%，說明氨態(tài)氮的積累速度要快于硝態(tài)氮，從而使得樣品中無機態(tài)的氨態(tài)氮含量高于無機態(tài)的硝態(tài)氮含量，堿解氮含量值就相應(yīng)增加。另外，土壤樣品的堿解氮含量增加幅度也與存放溫度有關(guān)。低溫下，堿解氮含量的增加幅度與存放時間沒有相關(guān)性，但隨著溫度增加，其相關(guān)性加大，在35℃條件下存放90d其相關(guān)性系數(shù)最高可達(dá)0.99，說明相關(guān)性極顯著。因此，為減少土壤樣品堿解氮測定值的誤差，應(yīng)盡可能在采樣后立即進(jìn)行測定，尤其要避免樣品在高溫下長期存放。

2.3 不同存放器皿對土壤堿解氮含量測定值的影響 由表2可知，同一種土壤樣品，因存放器皿不同，測定的堿解氮含量值也不同，這是由于不同器皿受環(huán)境的影響不同所致。因此3種器皿存放的土壤樣品堿解氮測定值會因溫度和時間的不同而不同。低溫下，牛皮袋盛放的土壤樣品堿解氮含量隨時間增加而增加得少，但高溫下，則呈現(xiàn)出隨時間延長而增加得較多的現(xiàn)象，這種規(guī)律在塑料自封袋上也有所體現(xiàn)，只是變化幅度低于牛皮紙袋。究其原因，可能與器皿的密封性和材質(zhì)的厚薄有關(guān)。牛皮紙袋沒有密封，外界水分、空氣及溫度可以與樣品直接接觸，進(jìn)而影響到礦化微生物的數(shù)量與活性。溫度低時，礦化微生物的活性變?nèi)?，有機含氮化合物就難以礦化成無機態(tài)的氨氮物質(zhì)，因此堿解氮含量增加得少，甚至沒有增加;但溫度高時，礦化微生物活性增大，有機物的礦化速度加快，無機態(tài)的氮增多，使得堿解氮含量增加。同理，雖然塑料自封袋和玻璃磨口瓶都是密封狀態(tài)，但因塑料自封袋相對較薄，受到環(huán)境的影響較玻璃磨口瓶要大，因此其測定值的變化相對于玻璃磨口瓶要大。盡管如此，因塑料制品方便，保存樣品時大多還是選用塑料自封袋，因此在此情況下應(yīng)注意控制溫度和時間。

2.4 不同存放條件對不同類型土壤的堿解氮含量的影響 由表2和圖1可以看出，3種土壤樣品的堿解氮含量雖然都會因溫度、時間和器皿不同而不同，但紅壤土增加的幅度要大于其他2種，這與土壤的性質(zhì)有關(guān)。土壤有機質(zhì)含量高，氮的含量就高，礦化物質(zhì)來源豐富，使得礦化更易發(fā)生，從而使堿解氮增加的幅度較有機質(zhì)低的土壤要大。另一方面，土壤的酸堿性也會影響礦化微生物的活性。比如，由于堿性條件下更利于硝化酶的生存，因此顯酸性的紅壤土不易產(chǎn)生硝化作用，這使得氨態(tài)氮得以積累，從而使堿解氮的測定值增加。另外，土壤含水量及質(zhì)地對礦化酶都會產(chǎn)生一定的影響，對此還要進(jìn)行進(jìn)一步的研究，尤其是土壤微生物在土壤中礦化的作用機理。土壤微生物是土壤中氮素礦化的一個重要因素，無論什么條件、什么土壤，與土壤中微生物活性直接有關(guān)的就是溫度和通氣狀況[9，10]。這些因素影響著土壤中有機含氮化合物的礦化速率，進(jìn)而影響土壤堿解氮的含量。因此，只要土壤中有微生物的存在且保持活性，就一定會影響到土壤樣品的堿解氮含量。

3 結(jié)論

通過對紅壤土、黃褐土和砂姜黑土3種土壤樣品在不同條件存放后的堿解氮含量的測定，結(jié)果表明：（1）土壤樣品存放過程中，溫度對土壤堿解氮含量存在影響，而且在一定的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性;（2）在牛皮紙袋中存放的土壤樣品堿解氮增加量要明顯高于玻璃磨口瓶和塑料自封袋，但隨著存放時間的延長，土壤中堿解氮含量都會有相應(yīng)的增加;（3）對于要進(jìn)行堿解氮含量測定的土壤樣品存放，應(yīng)根據(jù)條件選擇低溫和密封條件好的器皿，且宜在30d內(nèi)完成測定。

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（責(zé)編：徐世紅）