CN102435560B - 一种检测稳定性肥料硝化抑制率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明创作公开一种检测稳定性肥料硝化抑制率的方法，包括如下步骤：准备试剂，所述试剂包括有硝态氮标准溶液、缓冲液、碳酸钠溶液、酚二磺酸溶液、EDTA溶液、氢氧化钠溶液以及风干土；制作硝态氮标准曲线；配制对照肥料，测定基质肥料中各种形态氮含量，用尿素、硫酸铵、硝酸钠、粘土配制对照肥料；测定硝化抑制率，取平行测定结果的算术平均值为测定结果；计算硝化抑制率。本发明用酚二磺酸分光光度法代替硝酸根分光光度法，排除了常用的硝化抑制剂双氰胺的干扰，对基质肥料中各种形态的氮进行测试，以制备更接近试样成分的对照肥料，提高了硝化抑制率测试的准确性，而在硝化抑制率的计算公式中，扣除了试样中原有硝酸根，使计算结果更加准确。

Description

一种检测稳定性肥料硝化抑制率的方法

技术领域

本发明涉及稳定性肥料技术领域，尤其涉及一种检测稳定性肥料硝化抑制率的方法。

背景技术

现有技术对稳定性肥料硝化抑制率的测定方法可参考《稳定性肥料》标准（HG/T4135—2010），其中对稳定性肥料硝化抑制率的测定应用的原理为：硝酸根NO₃ ^-在210nm波长处有吸收，而在275nm波长处没有吸收；溶解的有机物在210nm和275nm处都有吸收，两种波长处的吸光度值之差与硝态氮浓度呈正比。然而，该种测定方法存在有不足之处，目前多数稳定性肥料添加的硝化抑制剂都含有双氰胺，而双氰胺的紫外吸收光谱与硝酸根NO₃ ^-的紫外吸收光谱十分相似，所以使用双波长法无法排除双氰胺的干扰，从而导致采用该方法测定硝化抑制率的测量结果出现较大误差。并且，该方法中对于硝化抑制率的测试，是建立在基质肥料总氮含量的基础上的，对照肥料使用尿素。而实际上，基质肥料氮养分通常由尿素态氮、铵态氮、硝态氮组成，会发生硝化反应的是其中的尿素态氮和铵态氮，而尿素态氮和铵态氮的反应过程却不一样，其中，尿素态氮是先转化成铵态氮，然后再发生硝化反应，这两种形态的氮素硝化速率是不同的，所以如在测试方法中不加区分，势必造成产品判断的混乱，导致测试结果失去客观性。故有必要研究开发，提供一种可准确测定稳定性肥料硝化抑制率的方法。

发明内容

本发明创作的目的在于提供一种检测稳定性肥料硝化抑制率的方法，其可准确测定稳定性肥料硝化抑制率。

本发明实施例是这样实现的，一种检测稳定性肥料硝化抑制率的方法，包括如下步骤：

准备试剂，所述试剂包括有硝态氮标准溶液、缓冲液、碳酸钠溶液、酚二磺酸溶液、乙二胺四乙酸二钠、氢氧化钠溶液以及风干土；

制作硝态氮标准曲线；

配制对照肥料，测定基质肥料中各种形态氮素的含量，用尿素、硫酸铵、硝酸钠、粘土配制对照肥料；

测定硝化抑制率，取平行测定结果的算术平均值为测定结果；

计算硝化抑制率。

进一步地，所述准备试剂的步骤包括：

硝态氮标准溶液的制备：称取经过105℃烘至质量恒定的硝酸钾0.7218g溶于缓冲液，用缓冲液至1000ml；

缓冲液的制备：称取22.25g磷酸氢二钠和17.00g磷酸二氢钾溶解于800ml水中，定容至2L；

碳酸钠溶液的制备：称取10g分析纯无水碳酸钠，溶解于400ml水中，定容至1L；

酚二磺酸溶液的制备：称取结晶酚C₆H₅OH15g于250ml三角瓶中，加入105ml浓硫酸，在沸水浴上加热直至生成浅棕色稠状液；

乙二胺四乙酸二钠的制备：称取分析纯乙二胺四乙酸二钠20g，溶于600ml水，定容至1L；

氢氧化钠溶液的制备：称取400g分析纯氢氧化钠，溶于800ml水中，加水稀释至1L。

进一步地，所述制作硝态氮标准曲线的步骤包括：

分别取0.5、1.0、1.5、2.5、3.0ml硝态氮标准溶液，置于250ml烧杯中，滴加碳酸钠溶液至碱性，混匀、低温蒸干，取下冷却至室温；

加酚二磺酸溶液2ml，充分搅拌溶解，放置10分钟后，用水冲洗烧杯，搅拌均匀，用流动水冷却至室温；

加入EDTA溶液2ml，搅拌均匀；

加氢氧化钠溶液使溶液显黄色，当黄色不再加深时，再加1ml氢氧化钠溶液，用流动水冷却，定容至50ml容量瓶中；

于分光光度计405-435nm波长范围内某一波长处，空白溶液作参比，1cm石英比色皿测量其吸光度，以浓度对吸光度作图，得标准曲线。

进一步地，所述配制对照肥料的步骤包括：

测定基质肥料各种形态氮含量及计算试验用量；

测出所述各种形态氮素含量后，按照相同比例，用尿素，硫酸铵，硝酸钠配制对照肥料，不足部分用粘土补充。

进一步地，所述测定基质肥料各种形态氮含量的步骤包括有：基质肥料总氮含量C的测定、基质肥料中尿素含量N₁的测定、基质肥料中硝态氮含量N₂的测定、基质肥料中铵态氮含量的计算。

进一步地，所述基质肥料中硝态氮含量N₂的测定包括如下步骤：

称取约含0.1g硝态氮的试料m₁克，置于250ml锥形瓶内，加入100ml缓冲液，振荡使试料溶解后，进行干过滤，弃去最初几毫升滤液，吸取5ml滤液用缓冲液稀释至50ml，再吸取2.0ml滤液于250ml烧杯中，滴加碳酸钠溶液至碱性，混匀、低温蒸干，取下冷却至室温；

加酚二磺酸溶液2ml，充分搅拌溶解，放置10分钟后，用水冲洗烧杯，搅拌均匀，用流动水冷却至室温；

加入EDTA溶液2ml，搅拌均匀，加氢氧化钠溶液使溶液显黄色，当黄色不再加深时，再加1ml氢氧化钠溶液，用流动水冷却，定容至50ml容量瓶中；用分光光度计在405-435nm波长范围内某一波长处测量吸光度，在标准曲线上查找测量液硝态氮含量ρ，计算试料中硝态氮含量。

进一步地，所述测定硝化抑制率的步骤包括：

称取八份风干土，分别置于八个250ml锥形瓶内，各加入100ml缓冲液，分别加入四份试料和四份对照肥料，将此八个锥形瓶同时在往复振荡器上振荡10分钟，然后同时放入40℃的恒温水浴中培养，每5小时振荡一次，48小时后取出两份装有试料的锥形瓶和两份装有对照肥料的锥形瓶，分别测定溶液硝态氮浓度；

如果硝化抑制率没有达到6%，则将剩余四瓶溶液继续培养24小时，然后分别测定溶液硝态氮浓度，若硝化抑制率仍不能达到6%，则继续培养并测试，直至硝态氮含量超过总氮含量的80%为止；

将锥形瓶振荡后进行干过滤，弃去最初几毫升滤液，吸取5ml滤液，用缓冲液定容至50ml，取2毫升试液，测试硝态氮浓度；

取平行测定结果的算术平均值为测定结果，平行测定结果之间的相对偏差不大于5.0%。

进一步地，所述计算硝化抑制率的步骤包括：

按计算式

计算硝化抑制率dN，数值以%表示；其中，Ｃ表示对照肥料培养后试液中硝态氮含量的测定值，Ｄ表示试料培养后试液中硝态氮含量的测定值，ρ表示基质肥料测试时试液中硝态氮含量。

在本发明创作的实施例中，排除了双氰胺的干扰，对产品中各种形态的氮进行测试，以制备更接近试样成分的对照肥料，提高了硝化抑制率测试的准确性，在硝化抑制率的计算公式中，扣除了试样中原有硝酸根，使计算结果更加准确。

附图说明

图1是本发明检测稳定性肥料硝化抑制率的方法流程图示。

具体实施方式

为了使本创作的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明创作进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明创作检测稳定性肥料硝化抑制率的方法是基于硝酸根离子在无水情况下与酚二磺酸作用，生成三硝基酚，三硝基酚在碱性条件下产生分子重排，生成黄色络合物的反应原理。生成的黄色络合物在405-435nm波长范围内有吸收，吸光度与黄色络合物的浓度成正比，而双氰胺不能发生此反应，且在405-435nm波长范围内无明显吸收，对实验结果无影响。溶液中的有机物在实验条件下吸光度值极低，不会对实验结果造成影响。其反应如下：

C₆H₃OH(HSO₃)₂+3HNO3→C₆H₃OH(NO₃)₃+2H₂SO₄+H₂O

C₆H₃OH(NO₃)₃+OH-→C₆H₃(NO₃)₃O-(黄色络合物)+2H₂SO₄+H₂O

请参照图1所示，本发明创作检测稳定性肥料硝化抑制率的方法包括如下步骤：

准备试剂，所述试剂包括有硝态氮标准溶液、缓冲液、碳酸钠溶液、酚二磺酸溶液、乙二胺四乙酸二钠、氢氧化钠溶液以及风干土；

制作硝态氮标准曲线；

配制对照肥料，测定基质肥料中各种形态氮素的含量，用尿素、硫酸铵、硝酸钠、粘土配制对照肥料；

测定硝化抑制率，取平行测定结果的算术平均值为测定结果，平行测定结果之间的相对偏差不大于5.0%；

计算硝化抑制率，在硝化抑制率的计算中，扣除试样中原有硝酸根。

其中，

准备试剂：

所述试剂包括有硝态氮标准溶液、缓冲液、碳酸钠溶液、酚二磺酸溶液、乙二胺四乙酸二钠、氢氧化钠溶液以及风干土。

硝态氮标准溶液的制备：准确称取经过105℃烘至质量恒定的硝酸钾0.7218g溶于水，定容至1000ml。

缓冲液的制备：称取22.25g磷酸氢二钠和17.00g磷酸二氢钾溶解于800ml水中，定容至2L。

碳酸钠溶液的制备：称取10g分析纯无水碳酸钠，溶解于400ml水中，定容至1L。

酚二磺酸溶液的制备：称取结晶酚（C₆H₅OH）15g于250ml三角瓶中，加入105ml浓硫酸（ρ=1.84g/ml），于瓶口放一只短颈漏斗，在沸水浴上加热直至生成浅棕色稠状液，保存在棕色玻璃瓶中。

乙二胺四乙酸二钠（EDTA溶液）的制备：称取分析纯乙二胺四乙酸二钠20g，溶于600ml水，定容至1L。

氢氧化钠溶液的制备：称取400g分析纯氢氧化钠，溶于800ml水中，加水稀释至1L，冷却后装入聚乙烯试剂瓶中。

风干土的制备：按照土壤检测标准规定的方法进行土壤样品的采集和处理。

制作硝态氮标准曲线：

分别取0.5、1.0、1.5、2.5、3.0ml硝态氮标准溶液，置于250ml烧杯中，滴加碳酸钠溶液至碱性，混匀、低温蒸干，取下冷却至室温；加酚二磺酸溶液2ml，充分搅拌使干涸物溶解，放置10分钟后，用水冲洗烧杯，搅拌均匀，用流动水冷却至室温；加入EDTA溶液2ml，搅拌均匀；加氢氧化钠溶液使溶液显黄色，当黄色不再加深时，再加1ml氢氧化钠溶液，用流动水冷却，定容至50ml容量瓶中。该系列硝态氮标准液中硝态氮含量分别为0.05mg，0.1mg，0.15mg，0.25mg，0.3mg。

于分光光度计405-435nm波长范围内某一波长处，空白溶液作参比，1cm石英比色皿测量其吸光度，以浓度对吸光度作图，得标准曲线Abs=K₀+K₁*C，其中，Abs为吸光度，K₀、K₁为常数，C为硝态氮标准液浓度；本实施例中是以分光光度计420nm波长处为例。

配制对照肥料：

首先，测定基质肥料各种形态氮含量及计算试验用量，其中：

基质肥料总氮含量C的测定按相应的基质肥料产品标准（GB/T8572-2010）中的规定进行测定；

基质肥料中尿素含量N₁的测定按目前稳定性肥料标准（HG/T4135-2010）中规定的方法测定，测定后，将其换算成尿素态氮含量C₁；

基质肥料中硝态氮含量的测定：称取约含0.1g硝态氮的试料m₁克，置于250ml锥形瓶内，加入100ml缓冲液，剧烈振荡使试料溶解后，进行干过滤，弃去最初几毫升滤液，吸取5ml滤液用缓冲液稀释至50ml，再吸取2.0ml滤液于250ml烧杯中，滴加碳酸钠溶液至碱性，混匀、低温蒸干，取下冷却至室温；加酚二磺酸溶液2ml，充分搅拌使干涸物溶解，放置10分钟后，用水冲洗烧杯，搅拌均匀，用流动水冷却至室温；加入EDTA溶液2ml，搅拌均匀，加氢氧化钠溶液使溶液显黄色，当黄色不再加深时，再加1ml氢氧化钠溶液，用流动水冷却，定容至50ml容量瓶中；用分光光度计在420nm波长处测量吸光度，在标准曲线上查找测量液硝态氮含量ρ。按下式计算试料中硝态氮含量(百分比)：

C₂=ρ*25*20/1000/m₁*100%

铵态氮含量的计算：C₃=C-C₁-C₂

测出上述各种形态氮素含量后，按照相同比例（C1、C2、C3），用尿素，硫酸铵，硝酸钠配制对照肥料，不足部分用粘土补充。例如：测得某一稳定性肥料总氮含量为16%，其中具体到尿素态氮含量、铵态氮含量、硝态氮含量分别为8%，4%，4%，则换算到每克对照肥料中应含尿素0.08/0.46=0.174g，硫酸铵0.04/0.21=0.19g，硝酸钠0.04/0.16=0.25g，此三种总量为0.614g，其余0.386g用粘土补足。其中0.46为尿素的含氮量，0.21为硫酸铵的含氮量，0.16为硝酸钠的含氮量。则配制该对照肥料应按0.174：0.190：0250：0.386的比例分别称取尿素、硫酸铵、硝酸钠、粘土，并混合均匀，得到对照肥料。

测定硝化抑制率：

其中，试料称样量与所述基质肥料中硝态氮含量的测定时的称样量相同，取相同质量的试料，如果需要改变，则后续计算需按比例换算。

称取八份风干土，分别置于八个250ml锥形瓶内，各加入100ml缓冲液，分别加入四份试料和四份对照肥料，将此八个锥形瓶同时在往复振荡器（160r/min）上振荡10分钟，然后同时放入40℃的恒温水浴中培养，每5小时剧烈振荡一次，48小时后取出两份装有试料的锥形瓶和两份装有对照肥料的锥形瓶，分别测定溶液硝态氮浓度。如果硝化抑制率没有达到6%，可将剩余四瓶溶液继续培养24小时，然后分别测定溶液硝态氮浓度，若硝化抑制率仍不能达到6%，则继续培养并测试，直至硝态氮含量超过总氮含量的80%为止。

将锥形瓶剧烈振荡后立即进行干过滤，弃去最初几毫升滤液，用移液管吸取5ml滤液，用缓冲液定容至50ml，取2毫升试液，测试硝态氮浓度。取平行测定结果的算术平均值为测定结果，平行测定结果之间的相对偏差不大于5.0%。

计算硝化抑制率：

按下式计算硝化抑制率dN，数值以%表示：

$\mathrm{dN}=\frac{C-D-\mathrm{\ρ}}{D-\mathrm{\ρ}}\×100$

其中，Ｃ表示对照肥料培养后硝态氮含量的测定值，单位为mg，Ｄ表示试料培养后硝态氮含量的测定值，单位为mg，ρ表示肥料中原有硝态氮含量。在所述硝化抑制率的计算公式中，扣除了试样中原有硝酸根，从而使计算结果更加准确。

本发明创作排除了双氰胺的干扰，对产品中各种形态的氮进行测试，以制备更接近试样成分的对照肥料，提高了硝化抑制率测试的准确性，在硝化抑制率的计算公式中，扣除了试样中原有硝酸根，使计算结果更加准确。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种检测稳定性肥料硝化抑制率的方法，包括如下步骤：

准备试剂，所述试剂包括有硝态氮标准溶液、缓冲液、碳酸钠溶液、酚二磺酸溶液、EDTA溶液、氢氧化钠溶液以及风干土；

制作硝态氮标准曲线；

配制对照肥料，测定基质肥料中各种形态氮含量，用尿素、硫酸铵、硝酸钠、粘土配制对照肥料；

测定硝化抑制率，取平行测定结果的算术平均值为测定结果；

计算硝化抑制率;其中,

所述制作硝态氮标准曲线的步骤包括：

分别取0.5、1.0、1.5、2.5、3.0ml硝态氮标准溶液，或根据试样硝态氮含量，在0-10ml之间酌情选取硝态氮标准溶液，置于250ml烧杯中，滴加碳酸钠溶液至碱性，混匀、低温蒸干，取下冷却至室温；

加酚二磺酸溶液2ml，充分搅拌溶解，放置10分钟后，用水冲洗烧杯，搅拌均匀，用流动水冷却至室温；

加入EDTA溶液2ml，搅拌均匀；

加氢氧化钠溶液使溶液显黄色，当黄色不再加深时，再加1ml氢氧化钠溶液，用流动水冷却，定容至50ml容量瓶中；

于分光光度计405-435nm波长范围内某一波长处，空白溶液作参比，1cm石英比色皿测量其吸光度，以浓度对吸光度作图，得标准曲线;

所述配制对照肥料的步骤包括：

测定基质肥料各种形态氮含量及计算各种形态氮的试验用量；

测出所述各种形态氮素含量后，按照相同比例，用尿素，硫酸铵，硝酸钠配制对照肥料，不足部分用粘土补充;

所述测定硝化抑制率的步骤包括：

称取八份风干土，分别置于八个250ml锥形瓶内，各加入100ml缓冲液，分别加入四份试料和四份对照肥料，将此八个锥形瓶同时在往复振荡器上振荡10分钟，然后同时放入40℃的恒温水浴中培养，每5小时振荡一次，48小时后取出两份装有试料的锥形瓶和两份装有对照肥料的锥形瓶，分别测定溶液硝态氮浓度；

如果硝化抑制率没有达到6%，则将剩余四瓶溶液继续培养24小时，然后分别测定溶液硝态氮浓度，若硝化抑制率仍不能达到6%，则继续培养并测试，直至硝态氮含量超过总氮含量的80%为止；

将锥形瓶振荡后进行干过滤，弃去最初几毫升滤液，吸取5ml滤液，用缓冲液定容至50ml，取2毫升试液，测试硝态氮浓度；

取平行测定结果的算术平均值为测定结果，平行测定结果之间的相对偏差不大于5.0%;

所述计算硝化抑制率的步骤包括：

按计算式

计算硝化抑制率dN，数值以%表示；其中，Ｃ表示对照肥料培养后试液中硝态氮含量的测定值，Ｄ表示试料培养后试液中硝态氮含量的测定值，ρ表示基质肥料试液硝态氮含量测定值。

2.如权利要求1所述的检测稳定性肥料硝化抑制率的方法，其特征在于：所述准备试剂的步骤包括：

硝态氮标准溶液的制备：称取经过105℃烘至质量恒定的硝酸钾0.7218g溶于缓冲液，用缓冲液定容至1000ml；

缓冲液的制备：称取22.25g磷酸氢二钠和17.00g磷酸二氢钾溶解于800ml水中，定容至2L；

碳酸钠溶液的制备：称取10g分析纯无水碳酸钠，溶解于400ml水中，定容至1L；

酚二磺酸溶液的制备：称取结晶酚C₆H₅OH15g于250ml三角瓶中，加入105ml浓硫酸，在沸水浴上加热直至生成浅棕色稠状液；

EDTA溶液的制备：称取分析纯乙二胺四乙酸二钠20g，溶于600ml水，定容至1L；

氢氧化钠溶液的制备：称取400g分析纯氢氧化钠，溶于800ml水中，加水稀释至1L。

3.如权利要求2所述的检测稳定性肥料硝化抑制率的方法，其特征在于：所述测定基质肥料各种形态氮含量的步骤包括有：基质肥料总氮含量的测定、基质肥料中尿素含量N₁的测定、基质肥料中硝态氮含量N₂的测定、基质肥料中铵态氮含量的计算。

4.如权利要求3所述的检测稳定性肥料硝化抑制率的方法，其特征在于：所述基质肥料中硝态氮含量N₂的测定包括如下步骤：

称取约含0.1g硝态氮的试料m₁克，置于250ml锥形瓶内，加入100ml缓冲液，振荡使试料溶解后，进行干过滤，弃去最初几毫升滤液，吸取5ml滤液用缓冲液稀释至50ml，再吸取2.0ml滤液于250ml烧杯中，滴加碳酸钠溶液至碱性，混匀、低温蒸干，取下冷却至室温；

加酚二磺酸溶液2ml，充分搅拌溶解，放置10分钟后，用水冲洗烧杯，搅拌均匀，用流动水冷却至室温；

加入EDTA溶液2ml，搅拌均匀，加氢氧化钠溶液使溶液显黄色，当黄色不再加深时，再加1ml氢氧化钠溶液，用流动水冷却，定容至50ml容量瓶中；用分光光度计在405-435nm波长范围内某一波长处测量吸光度，在标准曲线上查找测量液硝态氮含量，计算试料中硝态氮含量。

5.如权利要求4所述的检测稳定性肥料硝化抑制率的方法，其特征在于：铵态氮含量的计算方法为：铵态氮含量=总氮含量-尿素态氮含量-硝态氮含量。

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