有機肥料中總磷和總鉀含量測定樣品前處理方法研究

方 萍，趙積坤，李 娜，李愛華，王 瓊

（平?jīng)鍪挟a(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，甘肅 平?jīng)?744000）

目前，國家正在大力提倡和推廣使用綠色有機肥料，旨在改良和調(diào)理土壤理化性狀，改善土壤的團粒結構，防止土壤板結和蓄水保墑。這不僅有利于提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，也有利于提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。在這個過程中，探索更加快捷、準確、科學的有機肥料中有效成分的檢驗檢測方法顯得尤為重要。也是質(zhì)量檢驗檢測工作者的核心任務之一。然而，目前農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒發(fā)的NY/T 525—2021《有機肥料》中有機肥料磷和鉀含量測定方法中規(guī)定的樣品前處理方法存在諸多問題。經(jīng)過多年的研究分析，優(yōu)化并驗證了一種新型的“有機肥料磷和鉀含量測定樣品前處理方法”。該方法滿足NY/T 525—2021《有機肥料》中規(guī)定的磷和鉀含量測定方法對精密度的要求。方法包括以下步驟：對樣品進行破碎和研磨，以釋放其中的磷和鉀營養(yǎng)成分。采用灰化加酸法對樣品進行溶解，以便提取其中的磷和鉀。通過過濾，將磷和鉀與其他不溶性雜質(zhì)分離。通過分光光度計和火焰光度計，測定樣品中磷和鉀的含量。此方法操作簡便、快速、準確度高、重現(xiàn)性好，不僅可以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研的需求，也有助于提高有機肥料的質(zhì)量控制水平，不僅有助于評估有機肥料的品質(zhì)和營養(yǎng)成分，也有助于指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的施肥決策，實現(xiàn)科學施肥、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的目標。

對國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 525—2021《有機肥料》測定方法中規(guī)定的磷和鉀含量測定的樣品前處理方法與自行研究的有機肥料中磷和鉀含量測定的前處理方法進行了系列的測定、比對與驗證分析和研究。針對國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 525—2021《有機肥料》測定方法中磷和鉀含量測定樣品前處理方法存在消化分解時間長（超過24 h）、過程慢、裝置占用大量檢驗室空間等問題；并且，消化分解不完全、不便于操作、不易批量處理被檢樣品，直接影響了有機肥料的檢驗時效；不利于有機肥檢驗工作的高效開展。經(jīng)過多年以來有機肥的長期分析和研究，以及平行試驗、比對試驗驗證、回收率的測定等，對農(nóng)業(yè)行業(yè)標準《有機肥料》測定方法NY/T 525—2021中所采用的樣品前處理方法進行了改動、調(diào)整與研究，改變后的樣品前處理方法均能滿足《有機肥料》測定方法NY/T 525—2021中磷和鉀含量測定樣品前處理方法對精密度的要求，而且操作更加簡便、高效快速，使得檢驗效率有很大提高，而且實用性更強。同時，也可以進行大量推廣和應用。

1 總磷測定方法（D.2）和總鉀含量測定（D.3）樣品前處理方法

稱取過直徑1 mm孔徑試驗篩的風干試樣0.5～1.0 g（精確至0.0001 g），置于250 mL 錐形瓶底部或體積適量的消煮管底部，用少量水沖洗黏附在瓶/管壁上的試樣，加入5 mL 硫酸和1.5 mL 過氧化氫，小心搖勻，瓶口放一彎頸小漏斗，放置過夜。緩慢加熱至硫酸冒白煙，取下，稍冷加15滴過氧化氫，輕輕搖動錐形瓶或消煮管，加熱10 min，取下，稍冷再加入5～10滴過氧化氫并分次消煮，直至溶液呈無色或淡黃色清液后，繼續(xù)加熱10 min，除盡剩余的過氧化氫。取下冷卻，小心加水至20～30 mL，輕輕搖動錐形瓶或消煮管，用少量水沖洗彎頸小漏斗，洗液收入錐形瓶或消煮管中。將消煮液移入100 mL 容量瓶中，冷卻至室溫，加水定容至刻度。靜置澄清或用無磷濾紙過濾到具塞三角瓶中，備用。

2 有機肥磷和鉀含量測定樣品前處理方法

總磷和總鉀含量測定樣品前處理方法，加快了被檢樣品的消化時間，從之前的24 h，甚至超過24 h，直接縮短到現(xiàn)在的4 h 左右，而且可以批量地進行樣品的前處理，大幅提高了檢驗檢測的效率。

2.1 灰化

直接稱取粒度小于1 mm 干燥有機肥料試樣（也可以稱取未風干樣品，然后用水分進行換算）0.5～1.0 g（精確至0.0001 g）于長方形灰皿中。并輕輕搖動使之平鋪于灰皿，然后置于馬弗爐中，半啟爐門從室溫緩緩加熱到500℃并保持30 min，然后關閉爐門再升溫到815℃，在該溫度下灼燒1～2 h 直至完全灰化至無黑色含碳物質(zhì)為止。

2.2 消解

將灰化好的樣品全部轉移到自制的消解瓶中，可以用少量的水來清洗灰皿，將洗液匯入消解瓶中，加入5 mL 硫酸，置于石墨消解儀上，先緩慢加熱到200℃，待其中的水分緩慢揮發(fā)至完全消失，大約需要30 min。然后再加熱到350℃，并在此溫度下保持1～2 h。此時消解液呈白灰色混懸液，空白呈清亮液體。

2.3 過濾、定容

將消解液稀釋（加水約30 mL）后，用無磷濾紙過濾，并多次洗滌，完全轉移至100 mL 容量瓶中，并加水定容，定容后的試樣溶液備用。

3 使用儀器設備、器皿及試劑的改變

棄用《有機肥料》測定方法NY/T 525—2021中磷和鉀含量測定樣品前處理方法中使用的錐形瓶、過氧化氫等。采用的儀器、器皿及試劑如下。

（1）馬弗爐。

（2）石墨消解儀：各加熱孔溫度可控制在±2℃范圍內(nèi)。

（3）自制的消解瓶：采用自行研制的與石墨消解儀孔徑一致、可防濺的消解瓶。自制的消解瓶采用高硼硅玻璃，結構為圓底，可以使消解液和樣品始終處于消解瓶最底部，樣品始終浸泡在消解液中，確保消化分解完全。消解瓶體積為120 mL，高度145 mm，下部直徑40 mm，消解瓶上部口徑收縮變小，口部直徑為25 mm。這種設計可在消化分解的過程中，防止消解液噴濺造成損失，從而影響測定結果。同時，還可以使消化分解過程中部分上溢的消解液再回流到消解瓶的底部，確保消解液消化分解完全。并且，可以同時消化分解多組被檢樣品。

4 測定方法

仍然采用《有機肥料》測定方法NY/T 525—2021中磷和鉀含量測定方法。用分光光度計法（仲裁法）測定磷含量，用火焰光度計法（仲裁法）測定鉀含量，以保證測定數(shù)據(jù)和結果與標準要求一致。

5 測定數(shù)據(jù)

測定數(shù)據(jù)見表1～表4。

表1 有機肥磷含量測定數(shù)據(jù)

表1中有機肥中磷含量的測定結果中得出，該方法在有機肥中磷的測定過程中穩(wěn)定性、重現(xiàn)性好，最大絕對偏差符合重復性測定的要求，滿足《有機肥料》標準中磷含量測定對方法精密度的要求。

表2 通過對有機肥磷含量測定標準品添加回收的測定中得出：通過該方法的回收率保持在98%～105%之間。該方法的誤差和操作過程的損失均滿足《有機肥料》標準有機肥中磷含量測定穩(wěn)定性要求。

表2 有機肥磷含量測定標準品添加回收率檢測數(shù)據(jù)

表3中有機肥中鉀含量的測定結果中得出：該方法在有機肥中鉀的測定過程中穩(wěn)定性、重現(xiàn)性好,相對偏差符合重復性測定的要求,滿足《有機肥料》標準中鉀含量測定對方法精密度的要求。

表3 有機肥鉀含量測定數(shù)據(jù)

表4通過對有機肥鉀含量測定標準品添加回收的測定中得出：通過該方法的回收率保持在98%～104%之間。該方法的誤差和操作過程的損失均滿足《有機肥料》標準中鉀含量測定穩(wěn)定性要求。

表4 有機肥鉀含量測定標準品添加回收率檢測數(shù)據(jù)

6 結束語

采用自行研究的總磷和總鉀含量測定樣品前處理方法對有機肥料中總磷含量和總鉀含量進行測定，不管是測試結果的再現(xiàn)性、準確性還是回收率，均可以滿足《有機肥料》測定方法NY/T 525—2021標準對精密度的要求，有效地解決了《有機肥料》測定方法NY/T 525—2021（D.2）標準中總磷含量測定和《有機肥料》測定方法NY/T 525—2021（D.3）總鉀含量測定樣品前處理過程中由各種原因所造成的困擾難題。而且在確保實驗精密度與準確度的基礎上，進一步提升了檢驗檢測工作的效率。為有機肥料中總磷和總鉀含量測定提供了可靠的解決方案，并為相關領域的研究和應用提供了準確的數(shù)據(jù)支持。