硝酸研磨快速提取復(fù)肥有效磷的研究

□文/田耕 田靜

復(fù)肥類產(chǎn)品養(yǎng)分含量高，副成分少，對土壤損害小，物理性狀好，不易結(jié)塊，便于生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和機(jī)械化施用，成為我國當(dāng)前肥料生產(chǎn)和施用的基本發(fā)展方向。復(fù)肥類產(chǎn)品中高含量的氮、磷、鉀是作物健康生長的重要營養(yǎng)元素，其中磷是作物核酸、核蛋白、磷脂等的組成元素，在生長前期施磷肥對作物的花芽分化起到至關(guān)重要的作用。在生長過程中，磷素參與作物的光合作用、呼吸作用、細(xì)胞分化等；磷能促進(jìn)早期作物根系的形成和生長，提高作物適應(yīng)外界環(huán)境條件的能力；另外，磷還影響蛋白質(zhì)的合成與分解，促進(jìn)脂肪的合成，施用磷肥可提高糧食、水果、蔬菜的品質(zhì)［1-2］，總之，缺磷會(huì)嚴(yán)重影響作物的生長。因此，加強(qiáng)復(fù)肥類產(chǎn)品中有效磷含量的快速檢測，直接關(guān)系到食品的安全。

目前復(fù)肥類產(chǎn)品中有效磷含量的測定方法有磷鉬酸喹啉重量法、等離子體發(fā)射光譜法和自動(dòng)分析儀法［3］，這三種方法中磷鉬酸喹啉重量法操作簡單，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定，不需要昂貴的儀器設(shè)備，應(yīng)用最為廣泛，已經(jīng)作為通用方法被新的國際標(biāo)準(zhǔn)推廣使用［4］。本次實(shí)驗(yàn)中，改變了重量法的樣品前處理?xiàng)l件，采用硝酸研磨的方式提取有效磷，縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，為復(fù)肥類產(chǎn)品有效磷的測定提供了新的方法，為將來肥料產(chǎn)品快速檢測提供可能性。

一、實(shí)驗(yàn)儀器與材料

（一）實(shí)驗(yàn)原理

在酸性條件下對肥料樣品充分研磨，釋放出其中的正磷酸根，在酸性介質(zhì)中，含磷溶液與喹鉬檸酮試劑生成黃色磷鉬酸喹啉沉淀，用磷鉬酸喹啉重量法測定有效磷的含量。

（二）儀器和試劑

電子分析天平：感量為0.0001克；

瓷蒸發(fā)皿（75毫升）；

4號(hào)玻璃坩堝式過濾器（30毫升）；

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（溫度可穩(wěn)定在180±2℃）；

硝酸溶液1：1+1（V/V）；

硝酸溶液2：1+10（V/V）；

喹鉬檸酮試劑：與GB/T8573-2017測定有效磷所用試劑相同。

（三）實(shí)驗(yàn)過程

稱取含有100～200毫克五氧化二磷的試樣于75毫升瓷蒸發(fā)器中，加入上述硝酸溶液1，充分研磨后加入25毫升水，攪動(dòng)使溶液均勻，靜置待固體不溶物與上清液分層，將上清液傾注過濾于250毫升量瓶中。再向不溶物中加入5毫升硝酸溶液2，充分研磨后加入25毫升水，待分層后將上清液傾注入容量瓶，重復(fù)三次后，將剩余不溶物轉(zhuǎn)移到濾紙上，并用水洗滌不溶物，待量瓶中溶液達(dá)200毫升左右為止。最后用水稀釋至刻度，搖勻，所得溶液供測定有效磷用。同時(shí)，按相同的操作步驟、試劑、用量進(jìn)行空白試驗(yàn)。

樣品及空白的檢測方法同國標(biāo)重量法。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（一）初次加入硝酸量對試驗(yàn)結(jié)果的影響

初次加入硝酸溶液的量直接影響測定結(jié)果，本次實(shí)驗(yàn)分別向瓷蒸發(fā)皿中加入1毫升、2毫升、5毫升硝酸溶液1研磨樣品，測得有效磷結(jié)果如下：

由表1可以看出，當(dāng)試樣有效磷含量超過10%時(shí)，硝酸溶液1加入量為2毫升所測得的有效磷含量比加入1毫升時(shí)要高，但是與加入5毫升時(shí)的測定結(jié)果大致相同，而且樣品中磷含量越高，對比越顯著。說明加入2毫升硝酸溶液研磨即可把樣品中的有效磷提取完全。

表1 加入不同體積硝酸所測有效磷含量（%）

（二）改進(jìn)方法的重復(fù)性和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

數(shù)據(jù)穩(wěn)定可重復(fù)是評價(jià)方法可靠性的重要因素，本次實(shí)驗(yàn)對改進(jìn)方法的重復(fù)性進(jìn)行了驗(yàn)證。2021年6月1日實(shí)施的復(fù)合肥料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，重量法增加了一種樣品前處理方法（仲裁法），即用堿性的EDTA加熱提取［5］，本次實(shí)驗(yàn)也設(shè)計(jì)了改進(jìn)方法與傳統(tǒng)的EDTA振蕩提取以及堿性EDTA加熱提取（仲裁法）測定結(jié)果的對比，數(shù)據(jù)如下：

從表2可見，改進(jìn)方法處理試樣得到的有效磷數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性好，測定結(jié)果與國標(biāo)方法一致，均在國標(biāo)要求的誤差范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度滿足要求。

表2 改進(jìn)方法的重復(fù)性和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)結(jié)果（%）

（三）實(shí)驗(yàn)成本和時(shí)間

產(chǎn)品的快速檢測可幫助檢驗(yàn)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在的質(zhì)量問題，便于企業(yè)快速選擇應(yīng)對措施，可幫助監(jiān)管部門監(jiān)督管理，避免不合格產(chǎn)品流入市場。本次改進(jìn)實(shí)驗(yàn)與國標(biāo)方法相比，前處理過程無需使用輔助的儀器設(shè)備，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本，減少了加熱再冷卻的步驟，整體縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高了檢測效率。

三、小結(jié)

目前對于復(fù)肥產(chǎn)品中有效磷的快速檢測研究越來越多，如用鹽酸提取有效磷再用分光光度計(jì)測定［6］，用EDTA煮沸提取再用微波加熱烘干沉淀［7］，用EDTA加熱振蕩提取再用X射線熒光光譜法測定［8］等，本次改進(jìn)方法測定有效磷將同這些研究一起為復(fù)肥類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)提供了新的思路，為將來該產(chǎn)品的快速檢測提供了理論支持。