實(shí)驗(yàn)室測定土壤中水解性氮的方法改進(jìn)研究

江能勇 汪雪陽

（湖北九泰安全環(huán)保技術(shù)有限公司 湖北十堰 442000）

1 前言

土壤中水解性氮的測定反映土壤中有效養(yǎng)分、氮的供應(yīng)強(qiáng)度、氮的供應(yīng)容量和釋放速率。目前，土壤中水解性氮較多，應(yīng)采用堿解擴(kuò)散法，但該方法在測定過程中步驟繁瑣、耗時較長，且影響因素眾多。經(jīng)反復(fù)研究測定，本文發(fā)現(xiàn)其培養(yǎng)時間可通過改變培養(yǎng)溫度來縮短。

2 試驗(yàn)試劑及儀器

1.8 mol/L氫氧化鈉溶液：稱取72 g氫氧化鈉溶液溶于1 L水中。

鋅-硫酸亞鐵還原劑：稱取并磨細(xì)，通過0.25 mm孔徑篩的硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）50.0 g及10.0 g鋅粉混合均勻，貯于棕色瓶中。

堿性膠液：稱取40.0 g阿拉伯膠和50 mL水放置在燒杯中，調(diào)勻，加熱到60℃～70℃，冷卻。加入40 mL甘油和20 mL飽和碳酸鉀水溶液，攪勻，冷卻。離心除去不溶物（最好放置在盛有濃硫酸的干燥器中以除去氨）。

0.01 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：量取100.0 mL的0.1mol/L鹽酸溶液，用水定容至1 L。

甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑：稱取0.50 g溴鉀酚綠及0.10 g甲基紅于瑪瑙研缽中研細(xì)，用少量95%乙醇研磨至全部溶解，用95%乙醇定容到100 mL，該指示劑貯存期不超過2個月。

硼酸-指示劑溶液：稱取20.0 g硼酸，溶于1 L水中。使用前，每升硼酸溶液中加5.0 ml甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，并用0.1 mol/L氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)至紅紫色（pH值約4.5）。此液放置時間不宜超過1周，如在使用過程中，pH值有變化，需隨時用稀酸或稀堿調(diào)節(jié)。

儀器：擴(kuò)散皿、半微量滴定管、移液管、天平、培養(yǎng)箱。

3 測定步驟

（1）稱取過2mm孔徑篩的風(fēng)干土樣1.00g～2.00 g（精確至0.01 g）均勻地平鋪于擴(kuò)散皿外室，在土壤外室內(nèi)加1 g鋅-硫酸亞鐵還原劑平鋪土樣上（若為潛育土壤，不需加還原劑）。同樣進(jìn)行試劑空白作參比。

（2）加3.0 mL 20 g/L硼酸-指示劑溶液于擴(kuò)散皿內(nèi)室中。

（3）在擴(kuò)散皿外室邊緣上方涂堿性膠液，蓋好毛玻璃并旋轉(zhuǎn)數(shù)次，使毛玻璃與擴(kuò)散皿邊完全粘和。然后慢慢轉(zhuǎn)開毛玻璃的一邊，使擴(kuò)散皿的一邊露出一條狹縫，在此缺口加入10.0 mL 1.8 mol/L氫氧化鈉溶液于擴(kuò)散皿的外室中，立即用毛玻璃蓋嚴(yán)。由于堿性膠液的堿性很強(qiáng)，在涂膠液時，應(yīng)細(xì)心，慎防污染內(nèi)室，造成誤差。

（4）水平輕輕轉(zhuǎn)動擴(kuò)散皿，使外室溶液與土樣充分混合，然后小心地用2根橡皮筋交叉成十字形圈緊，使毛玻璃固定。放在恒溫箱中，于40℃保溫24 h，在此期間應(yīng)間歇地水平輕輕轉(zhuǎn)動3次。

（5）用0.01mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定內(nèi)室硼酸中吸收的氨量，顏色由藍(lán)變紫紅，即達(dá)終點(diǎn)。滴定時使用細(xì)玻璃棒攪動內(nèi)室溶液，不宜搖動擴(kuò)散皿，以免溢出。接近終點(diǎn)時，可用玻璃棒稍沾滴定管尖端的標(biāo)準(zhǔn)酸溶液，以防滴過終點(diǎn)。

（6）在樣品測定同時，測定試劑空白和標(biāo)準(zhǔn)土樣。

4 注意事項(xiàng)

（1）保證內(nèi)室潔凈，實(shí)驗(yàn)開始前，用濾紙將內(nèi)室擦拭干凈，加外室土壤、還原劑、堿性膠液時，給內(nèi)室蓋上表面皿，防止其污染內(nèi)室溶液；

（2）還原劑純度應(yīng)為化學(xué)純以上純度；

（3）涂堿性膠液時不宜太多，否則易污染內(nèi)外室；

（4）擴(kuò)散皿使用前，應(yīng)徹底清洗干凈，用稀鹽酸浸泡，再用清水清洗3遍；

（5）使用微量滴定管滴定，滴定時應(yīng)邊攪拌邊滴定，滴定至近終點(diǎn)時，使用玻璃棒從滴定管尖端沾取少量標(biāo)準(zhǔn)酸，滴入擴(kuò)散皿內(nèi)；

（6）加入氫氧化鈉時，應(yīng)使用移液管，不宜使用移液槍，防止溶液濺進(jìn)內(nèi)室，加完迅速蓋緊毛玻璃，防止氨氣逸出；

（7）加完所有溶液后應(yīng)平穩(wěn)放入恒溫箱中培養(yǎng)，不宜顛簸，防止擴(kuò)散皿內(nèi)外室污染；

（8）實(shí)驗(yàn)宜在獨(dú)立密閉實(shí)驗(yàn)室內(nèi)操作，防止其他實(shí)驗(yàn)或試劑干擾（如氨水）引起誤差。

5 方法探索改進(jìn)

根據(jù)LY/T1228-2015方法標(biāo)準(zhǔn)要求，＜50 mg/kg土壤樣品其絕對偏差應(yīng)＜2.5 mg/kg，50～200 mg/kg土壤樣品其絕對偏差應(yīng)＜10 mg/kg，＞200 mg/kg土壤樣品其相對偏差應(yīng)＜5%。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，24 h的培養(yǎng)時間可通過升高培養(yǎng)溫度來縮短，其結(jié)果的允許差均在范圍內(nèi)。取3組土樣，分別于40℃下培養(yǎng)24h、于50℃下培養(yǎng)12 h，取出測定土壤中水解性氮，結(jié)果如下：

取3組樣品分別于2種條件下培養(yǎng)10次，測定其標(biāo)準(zhǔn)偏差和精密度、準(zhǔn)確度（表2為質(zhì)控樣組）。結(jié)果見表1～表3。

表1 第一組低濃度樣品結(jié)果（mg/kg）

表2 第二組質(zhì)控樣樣品結(jié)果（mg/kg）

表3 第三組高濃度樣品結(jié)果（mg/kg）

在2種不同溫度下，將培養(yǎng)多次的均值作為平行樣，比較其絕對偏差或相對偏差，其均在要求范圍內(nèi)。結(jié)果見表4。

表4 三組樣品不同溫度下偏差

6 結(jié)論

本文針對土壤中水解性氮的堿解擴(kuò)散法的試驗(yàn)條件，進(jìn)行了探索研究。發(fā)現(xiàn)無論土樣水解性氮含量高或低，以50℃、培養(yǎng)12 h的測定時間都是適合的，這種條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與40℃、24 h的結(jié)果基本一致，且重復(fù)性較好，精密度高。該法可有效縮短樣品分析時間，提高樣品分析速率。