CN108444997A - 一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土壤全氮的测定方法技术领域，涉及一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法。该测定方法包括土壤消煮预处理，土壤待测液制备和土壤全氮含量测定。该测定方法灵敏度高、测样速度快，数据稳定且准确，试剂污染少，特别适合实验室大批量样品的连续测定，智能、高效、省时省力，解决了现有技术中存在的效率低，数据不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明属于土壤全氮的测定方法技术领域，涉及一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法。
背景技术
土壤中的氮素绝大多数以有机形态存在，有机氮占到全氮的95％以上，有机氮素必须经过微生物的转化，变成无机态才能被植物吸收利用。由于季节的变化以及土壤的质地不同，一年中约有1％～3％的氮释放出来供植物吸收利用。土壤全氮通常用于衡量土壤氮素的基础肥力，在推荐施肥中具有重大意义。
目前，测定土壤全氮的方法是凯氏定氮法，消解后的土壤样品溶液不定容直接用凯氏定氮仪测定，该方法试剂用量大，尤其是需要大量40％的NaOH溶液，造成环境污染，且一天最多能测100个左右的样品，测样效率低。虽然也有使用连续流动分析仪测定土样全氮的报道，但是现有技术中使用连续流动分析仪测定的数值随着测样时间的增加，数值不稳定。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的是提供一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法，该测定方法灵敏度高、测样速度快，数据稳定，特别适合实验室大批量样品的连续测定，解决现有技术中存在的效率低，数据不稳定的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法，该方法具体是按照以下步骤进行的：
(1)土壤消煮预处理：称取风干过筛土壤样品于消煮管内，加入催化剂，混合均匀后再加入浓硫酸，然后置于360～375℃下消煮直到消煮管底部变为灰白色为止；
其中催化剂为硫酸钾和硫酸铜的混合物；
其中风干过筛土壤样品、催化剂、浓硫酸的质量比为0.5～1：1.85：9.2；
(2)土壤待测液制备：消煮完毕的消煮液，冷却后加入蒸馏水定容，摇匀过滤；
(3)土壤全氮含量测定：将制备完毕的土壤待测液，利用连续流动分析仪自动测定，在测定过程中土壤待测液依次与试剂A、B、C混合，然后再与试剂D反应生成蓝绿色溶液，在660nm波长下比色测定，进而获得土壤全氮的含量；
其中试剂A为柠檬酸钠缓冲液，柠檬酸钠缓冲液的制备方法为：将一定量的柠檬酸钠加入蒸馏水中充分搅拌均匀，然后加入30％聚氧乙烯月桂醇醚溶液，其中柠檬酸钠的浓度为0.04g/mL，30％聚氧乙烯月桂醇醚溶液的体积百分比浓度为0.001％；
其中试剂B为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的制备方法为：将一定量的氢氧化钠加入蒸馏水中充分搅拌均匀，然后加入30％聚氧乙烯月桂醇醚溶液，其中氢氧化钠的浓度为0.04g/mL，30％聚氧乙烯月桂醇醚溶液的体积百分比浓度为0.001％；
其中试剂C为二氯异氰尿酸钠溶液，二氯异氰尿酸钠溶液的制备方法为：将一定量的氢氧化钠和二氯异氰尿酸钠依次加入蒸馏水中充分溶解，其中氢氧化钠的浓度为0.02g/mL，二氯异氰尿酸钠的浓度为0.003g/mL；
其中试剂D为水杨酸钠溶液，水杨酸钠溶液的制备方法为：将一定量的水杨酸钠和亚硝基铁氰化钠依次加入蒸馏水中充分溶解，其中水杨酸钠的浓度为0.04g/mL，亚硝基铁氰化钠的浓度为0.001g/mL。
进一步地，催化剂中硫酸钾和硫酸铜的质量比为10:1。
进一步地，土壤消煮预处理步骤中，风干土样过0.15～0.25mm土壤筛。
进一步地，土壤全氮含量测定过程中，空气和土壤待测液的泵管流速均为0.32mL/min，柠檬酸钠溶液的泵管流速为0.8mL/min，水杨酸钠、二氯异氰尿酸钠溶液和水溶液的泵管流速均为0.23mL/min，进样针清洗液的流速为1.6mL/min。
本发明的有益效果是：灵敏度高、测样速度快，数据稳定且准确，试剂污染少，特别适合实验室大批量样品的连续测定，智能、高效、省时省力，解决现有技术中存在的效率低，数据不稳定的问题。
附图说明
图1为本发明一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法中土壤全氮含量测定的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。
本发明专利申请采用的是德国SEAL公司的AA3型连续流动分析仪。
一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法，该方法具体是按照以下步骤进行的：
(1)土壤消煮预处理：称取0.5000g过0.15mm土壤筛的风干土样于消煮管内，加入催化剂1.85g，混合均匀后再加入浓硫酸5mL，然后置于375℃下消煮4h直到消煮管底部变为灰白色为止；
其中催化剂为硫酸钾和硫酸铜的混合物，催化剂中硫酸钾和硫酸铜的质量比为10:1；
(2)土壤待测液制备：消煮完毕的消煮液，冷却后加入蒸馏水定容至100mL，摇匀过滤；
(3)土壤全氮含量测定：将制备完毕的土壤待测液，利用连续流动分析仪自动测定，在测定过程中土壤待测液依次与试剂A、B、C混合，然后再与试剂D反应生成蓝绿色溶液，在660nm波长下比色测定，进而获得土壤全氮的含量，其中空气和土壤待测液的泵管流速均为0.32mL/min，柠檬酸钠溶液的泵管流速为0.8mL/min，水杨酸钠、二氯异氰尿酸钠溶液和水溶液的泵管流速均为0.23mL/min，进样针清洗液的流速为1.6mL/min；
其中试剂A为柠檬酸钠缓冲液，柠檬酸钠缓冲液的制备方法为：称取40g的柠檬酸钠加入700mL的蒸馏水中充分搅拌，然后加入1mL30％聚氧乙烯月桂醇醚溶液，最后用蒸馏水定容至1000mL；
其中试剂B为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的制备方法为：称取40g的氢氧化钠加入500mL的蒸馏水中充分搅拌，然后加入1mL30％聚氧乙烯月桂醇醚溶液，最后用蒸馏水定容至1000mL；
其中试剂C为二氯异氰尿酸钠溶液，二氯异氰尿酸钠溶液的制备方法为：称取20g的氢氧化钠加入500mL的蒸馏水中溶解，然后再加入3g二氯异氰尿酸钠，最后用蒸馏水定容至1000mL；
其中试剂D为水杨酸钠溶液，水杨酸钠溶液的制备方法为：称取40g的水杨酸钠加入500mL蒸馏水中充分溶解，再称取1g亚硝基铁氰化钠加入300mL蒸馏水中充分溶解，然后将两种溶液混合在一起，最后用蒸馏水定容至1000mL(棕色瓶子装，避光保存)。
本发明提供测定土壤全氮的方法原理是：在强碱性条件下(pH≥12)，土壤待测液与水杨酸钠和亚硝基铁氰化钠反应，生成蓝绿色溶液，在660nm波长下比色测定，通过检测器检测最终获得具体含量，其原理遵循朗伯-比耳定律(即溶液颜色的深浅与浓度之间的数量关系)。该方法适合连续流动分析仪的MT7模块(即有透析膜块装置的条件下应用，相当于仪器对样品进行稀释)。
如图1所示，采用连续流动分析仪测定时，(1)向连续流动分析仪顺序通入空气、柠檬酸钠缓冲液和土壤待测液，随着泵管的带动，土壤待测液与试剂逐步混合；(2)向连续流动分析仪通入氢氧化钠溶液；(3)向连续流动分析仪顺序通入二氯异氰尿酸钠溶液、水杨酸钠溶液和蒸馏水，调节最终的混合溶液PH大于12，最终生成蓝绿色溶液；(4)将蓝绿色溶液通过检测器检测最终获得具体含量。测定原理是朗伯-比耳定律，即：溶液颜色的深浅与浓度之间的数量关系。
本发明测定结果的稳定性分析：
在消解样品时每60个样品加入3个标准物质(已知含量的土壤样品，是国家标准物质机构已经测定的土壤标本)，与未知样品(本专利申请中用到的土壤样品)同时消解和测定。仪器设置进样速度为每小时60个样品，连续9个小时、540个样品的测定过程中，每隔1小时测定3个标准物质样品。从表1可以看出，采用此方法的测定结果稳定性好，到第9个小时的时候，标准物质样品测定结果的变异系数(标准偏差/平均数)仍很小，仅2.13％，小于仪器测定要求的5.0％。
表1：连续测定9小时，测定的标准样品的平均值、标准差及变异系数
| 测样时间(小时) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 平均值(mg/kg) | 0.95 | 0.95 | 0.95 | 0.95 | 0.95 | 0.95 | 0.95 | 0.95 | 0.94 |
| 标准差(mg/kg) | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 |
| 变异系数(％) | 1.05 | 1.05 | 1.05 | 2.11 | 2.11 | 2.11 | 2.11 | 2.11 | 2.13 |
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法，其特征在于，该方法具体是按照以下步骤进行的：
(1)土壤消煮预处理：称取风干过筛土壤样品于消煮管内，加入催化剂，混合均匀后再加入浓硫酸，然后置于360～375℃的红外消煮炉上消煮直到消煮管底部变为灰白色为止；
其中催化剂为硫酸钾和硫酸铜的混合物；
其中风干过筛土壤样品、催化剂、浓硫酸的质量比为0.5～1：1.85：9.2；
(2)土壤待测液制备：消煮完毕的消煮液，冷却后加入蒸馏水定容，摇匀过滤；
(3)土壤全氮含量测定：将制备完毕的土壤待测液，利用连续流动分析仪自动测定，在测定过程中土壤待测液依次与试剂A、B、C混合，然后再与试剂D反应生成蓝绿色溶液，在660nm波长下比色测定，进而获得土壤全氮的含量；
其中试剂A为柠檬酸钠缓冲液，柠檬酸钠缓冲液的制备方法为：将一定量的柠檬酸钠加入蒸馏水中充分搅拌均匀，然后加入30％聚氧乙烯月桂醇醚溶液，其中柠檬酸钠的浓度为0.04g/mL，30％聚氧乙烯月桂醇醚溶液的体积百分比浓度为0.001％；
其中试剂B为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的制备方法为：将一定量的氢氧化钠加入蒸馏水中充分搅拌均匀，然后加入30％聚氧乙烯月桂醇醚溶液，其中氢氧化钠的浓度为0.04g/mL，30％聚氧乙烯月桂醇醚溶液的体积百分比浓度为0.001％；
其中试剂C为二氯异氰尿酸钠溶液，二氯异氰尿酸钠溶液的制备方法为：将一定量的氢氧化钠和二氯异氰尿酸钠依次加入蒸馏水中充分溶解，其中氢氧化钠的浓度为0.02g/mL，二氯异氰尿酸钠的浓度为0.003g/mL；
其中试剂D为水杨酸钠溶液，水杨酸钠溶液的制备方法为：将一定量的水杨酸钠和亚硝基铁氰化钠依次加入蒸馏水中充分溶解，其中水杨酸钠的浓度为0.04g/mL，亚硝基铁氰化钠的浓度为0.001g/mL。
2.如权利要求1所述的一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法，其特征在于，所述催化剂中硫酸钾和硫酸铜的质量比为10:1。
3.如权利要求1所述的一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法，其特征在于，所述土壤消煮预处理步骤中，风干土样过0.15～0.25mm土壤筛。
4.如权利要求1所述的一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法，其特征在于，所述土壤全氮含量测定过程中，空气和土壤待测液的泵管流速均为0.32mL/min，柠檬酸钠缓冲液的泵管流速为0.8mL/min，水杨酸钠、二氯异氰尿酸钠溶液和蒸馏水的泵管流速均为0.23mL/min，进样针清洗液的流速为1.6mL/min。
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| CN201810228967.3A CN108444997A (zh) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法 |
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| CN201810228967.3A Pending CN108444997A (zh) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 一种应用连续流动分析仪测定土壤全氮的方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113984754A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-01-28 | 云南省农业科学院农业环境资源研究所 | 一种有机肥料中氮磷连续检测装置及方法 |
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2018
- 2018-03-20 CN CN201810228967.3A patent/CN108444997A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113984754A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-01-28 | 云南省农业科学院农业环境资源研究所 | 一种有机肥料中氮磷连续检测装置及方法 |
| CN113984754B (zh) * | 2021-12-02 | 2024-04-16 | 云南省农业科学院农业环境资源研究所 | 一种有机肥料中氮磷连续检测装置及方法 |
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