淺析有機肥料、無機肥料及其有機肥料中氮磷鉀的測定

紀玉瓊，李華宇

〔通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（青島）有限公司，山東青島 266101〕

0 引言

在植株生長的整個過程當(dāng)中，化肥的作用不可小視，是保障所種作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，且化肥能夠?qū)r(nóng)作物的品質(zhì)進行調(diào)節(jié)和改善。在現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，肥料大多是使用的復(fù)合肥料，肥料的用量往往都是依據(jù)土壤中缺乏元素的狀況和將使用肥料的成分多少來最后確定的，所以測定肥料中各種元素的成分含量可以精確肥料的使用量，有助于準(zhǔn)確地對植株進行生長上的幫助。

1 復(fù)合肥料中氮含量的測定

在植株生長的過程當(dāng)中，對于各種營養(yǎng)元素，氮的需求量是最大的，氮的用量和氮元素使用的有效率對植株的整個生長過程來說是非常重要的，同時也影響了農(nóng)業(yè)發(fā)展。在各種不同形式的肥料當(dāng)中，其生產(chǎn)時所使用的材料不同，會導(dǎo)致氮在肥料中的形式也不同。這就會導(dǎo)致在測定肥料中總氮含量的時候造成困難。

1.1 氮含量測定的原理

在進行氮含量測定時，主要是采用蒸餾后滴定法來進行測量。這種方法的測定原理是首先將待測肥料中的氮通過反應(yīng)，將它們都轉(zhuǎn)化成為銨鹽，然后將硝態(tài)氮進行還原，通過蒸餾的方式蒸餾出氨，或者在酸性環(huán)境中形成銨鹽；而利用混合催化劑對其他形態(tài)的氮進行催化反應(yīng)，再加入濃硫酸將其硝化，將有機態(tài)氮等形式的氮轉(zhuǎn)化生產(chǎn)銨鹽，然后通過強堿的環(huán)境，將銨鹽轉(zhuǎn)化成氨之后，將其蒸餾出去，再將得到的產(chǎn)物用過量的硫酸溶液吸收，通過指示劑的指導(dǎo)作用，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液返滴定。

1.2 氮含量測定的步驟和稱樣量

首先稱取一定量的樣品，然后對樣品按照氮的形態(tài)進行前處理，然后放置進行冷卻以后，加入強堿溶液進行蒸餾，用硫酸溶液吸收后滴定后進行最后的計算，得出結(jié)果。在進行樣品稱量的時候，其稱量的總量需要保持在0.5～2.0 g之間，不能超出范圍，需要保證氮的質(zhì)量不能超過235 mg。同時若樣品里面含有硝態(tài)氮，則取樣時需要保證硝態(tài)氮的質(zhì)量不能超過60 mg，保證還原反應(yīng)徹底進行，同時保證溶液的酸性。

1.3 氮含量測定樣品的前處理

對于還有銨態(tài)氮的肥料如硫酸銨等，可以不需要前處理直接加入氫氧化鈉溶液后蒸餾滴定。當(dāng)復(fù)合肥料中含有硝態(tài)氮的時候，就需要先對樣品進行處理。而前處理就是要將硝態(tài)氮進行還原。在測定時，有兩種方法可以對氮的含量進行測定。首先是定氮合金還原法，在此方法中，顆粒的大小是需要滿足一定條件的，其顆粒不能大于850 μm，其原因是若超出范圍，則會減慢還原的速度，導(dǎo)致反應(yīng)不能完全進行。另外一種是鉻粉還原法，因為在測定的過程中需要用到鉻粉，所以反應(yīng)中會產(chǎn)生許多氫氣，這就導(dǎo)致了在處理樣品的時候會有大量的泡沫產(chǎn)生，這個時候溶液的顏色也會發(fā)生顯著的變化，會變成深綠色，同時因為反應(yīng)會非常的劇烈，其產(chǎn)生的沖擊力就會讓蒸餾瓶劇烈跳動。

1.4 含有機態(tài)氮的復(fù)合肥料

當(dāng)肥料中含有有機物的時候，需要特別注意反應(yīng)的過程中，對于熱量的控制需要密切觀察，要防止消化反應(yīng)中產(chǎn)生的泡沫溢出來，若泡沫超出瓶口，消化反應(yīng)會不完全，最終使試驗失??；消化反應(yīng)需要一直持續(xù)到溶液中沒有固體殘渣，液體變成透明狀態(tài)，然后停止反應(yīng)，消化反應(yīng)控制在冒煙后的1 h之內(nèi)。

1.5 未知氮形態(tài)的復(fù)合肥料

有些復(fù)合肥料的成分形態(tài)并不明確，這時就需要事先加入一定量的還原劑，對樣品進行還原，再加入混合催化劑，在濃硫酸的作用下產(chǎn)生消化反應(yīng)。

2 磷含量的測定

磷是植株體內(nèi)很多重要有機物的組成成分，同時又可以以多種方式參加到植株體內(nèi)多種代謝的過程，而磷在土壤中的含量、有效率和被植株吸收的高低程度都嚴重制約了植株的生長。磷對于很多水果、蔬菜和糧食來說，能夠提升它們的品質(zhì)，但是若磷的使用量超過一定范圍，就會導(dǎo)致植株晚熟，結(jié)實率也會下降。

2.1 磷含量的測定原理

在介質(zhì)中，若是酸性環(huán)境下，正磷酸根離子會與喹鉬檸酮發(fā)生反應(yīng)，生成黃色的磷鉬酸喹啉沉淀，在整個反應(yīng)的過程中，采用水提取時其性質(zhì)為水溶性磷，在使用乙二胺四乙酸（EDTA）和中性檸檬酸銨進行提取的時候則是有效磷。

2.2 磷含量的測定步驟和樣品稱量

測定的步驟為：樣品稱量，試液制備，沉淀，烘干，計算。

在對試樣進行磨碎之后，需要過篩（0.5 mm），然后將過篩后的樣品進行充分的混勻，然后稱取試樣約1 g，保證試樣中含有100～200 mg的五氧化二磷，需要精確至0.0002 g。

2.3 試液的制備

在制備試液的時候，最常用的有水、堿性、中性的檸檬酸銨、檸檬酸還有EDTA。在標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8573-2017中有相關(guān)的規(guī)定，在進行有效磷提取試驗的時候，容量瓶需要在溫度恒定的水域中震蕩1 h，水溫需要保持在（60±2）℃。這種測試方法中，萃取的時間是非常長的，所以可以根據(jù)反應(yīng)的原理來對反應(yīng)流程進行改善。

首先稱取試樣（精確到0.0002 g），將稱取的樣品放置于250 ml的錐形瓶當(dāng)中，然后加入150 ml的EDTA溶液，加熱直至煮沸，維持5 min，再靜置冷卻，然后將其轉(zhuǎn)移到容量瓶里面，用水稀釋定量，然后將其混勻，進行干過濾之后，將最初的50 ml濾液去除。

2.4 沉淀

在沉淀反應(yīng)的過程中，沉淀劑里面發(fā)生反應(yīng)的主要物是喹啉和鉬酸鈉。在反應(yīng)當(dāng)中，沉淀劑中加入丙酮的作用在于消除NH4+的干擾。NH4+與喹啉性質(zhì)相近，能產(chǎn)生黃色的磷鉬酸銨沉淀而影響測定結(jié)果，丙酮可以排除銨離子的干擾，與此同時可以對沉淀產(chǎn)物的物理性質(zhì)進行一定程度上的改善，使顆粒增大、疏松、不易黏附杯壁而方便過濾，而且可以排除溶于丙酮的其他雜質(zhì)。

2.5 烘干

在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8573-2017中，黃色磷鉬酸喹啉沉淀進行干燥的溫度為180℃，干燥的時間需要持續(xù)45 min。而在有些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)甚至國外標(biāo)準(zhǔn)中，可以對烘干溫度進行調(diào)整，將其升高到220℃，甚至是250℃，但是不要超過370℃。

3 鉀含量的測定

在自然界中生長的植株，體內(nèi)鉀的含量相對于其他一些元素來說是很高的，且分布的范圍也比較廣泛，同時它的移動性也很強。在植株的體內(nèi)，鉀主要是以離子的狀態(tài)或者是可溶性的鉀鹽方式存在的，而且在活躍的組織器官當(dāng)中含量最多。鉀的作用非常多，可以促進光合作用，將作物的品質(zhì)進行提升，增強作物抗逆性能，讓作物能更好地抵抗嚴寒的天氣。在現(xiàn)在的復(fù)合肥料當(dāng)中，鉀元素的存在形式也不是單一的。

3.1 鉀含量測定的原理

整個測試的環(huán)境是弱堿性環(huán)境，在反應(yīng)時，反應(yīng)中會產(chǎn)生氰氨基化合物，為了排除它對反應(yīng)的影響，就需要事先加入活性炭和溴水排除這方面的影響。

3.2 鉀含量的測定步驟和樣品稱量

鉀含量測定的步驟包括樣品稱量，試液的制備，沉淀，烘干和計算。

在進行樣品稱量的時候，其稱取的量一般為300～350 mg，在反應(yīng)中需要讓四苯硼酸鉀沉淀的量最終維持在0.25 g左右，只有在這種環(huán)境中所測得的結(jié)果才是最準(zhǔn)確的。若稱取的量過少，則因樣品量少而不能代表肥料中鉀的真實含量；若稱取的樣品量過大，則溶液里面濃度就會非常高，導(dǎo)致反應(yīng)里面引入誤差的機會就會大大增加，影響試驗的結(jié)果。

3.3 鉀含量測定中試劑的制備

在測定過程中，為了讓鉀離子充分地進行溶解，就需要對溶液進行加熱并煮沸。在煮沸的過程中，需要特別注意的點是要防止液體濺出，即影響試驗結(jié)果，也容易造成危險。在試劑制備的過程當(dāng)中，可以對其進行改進。在稱取樣品后，直接將其放置在容量瓶里面，然后在量取適量的水，也加入其中，再進行加熱，維持時間為15 min，然后在冷卻后進行定容，其他的操作步驟不變。

4 結(jié)語

我國的耕地資源有限，這就需要逐步提高農(nóng)作物的產(chǎn)量來保證我國糧食方面的安全。所以改進施肥的技術(shù)，提高肥料的利用率就可以最大限度地降低肥料的使用對于環(huán)境的負面影響。由此可以得知，對肥料中氮磷鉀元素的測定對我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展也起到了一定的作用，促使我國在肥料高效利用、環(huán)境保護等方面進行可持續(xù)性的發(fā)展。