有机肥料全量消煮方法的探讨

蔡玮，傅恩诚

(浙江省耕地质量与肥料管理总站 农业农村部肥料质量检验测试中心(杭州)，浙江 杭州 310015)

无论是有机农业还是无机农业均离不开有机肥料，因为有机肥料不仅是不断维持与提高土壤肥力从而达到农业可持续发展的关键措施，也是农业生态系统中各种养分资源得以循环、再利用和净化环境的关键一环，有机肥还能持续、平衡地给作物提供养分从而显著改善作物的品质，施用有机肥是维持农业生态系统物质和能量平衡的重要措施[1-3]。充分合理利用有机肥料能增加作物产量、培肥地力、改善农产品品质、提高土壤养分的有效性。实践表明，有机肥与无机肥配合施用能提高产品质量，如小麦和玉米的蛋白质含量增加等等。因此，在我国推广应用有机肥料，对促进农业与资源、农业与环境以及人与自然和谐友好发展，从源头上促进农产品安全、清洁生产，保护生态环境都有重要意义[4-5]。国家对有机肥的生产十分重视，近几年在政策方面给予倾斜来支持其发展。同时，政府对有机肥料企业生产的商品有机肥和部分招投标项目的产品质量把控严格。在绿色种养循环农业试点、商品有机肥推广补贴、标准农田质量提升等项目中标的商品有机肥料的专项抽检，农业农村部，省农业农村厅对市场上有机肥料的抽检，有机肥料的登记证办理等等这些有机肥料待检测样品越来越多的情况下，如何在保证数据准确的前提下加快检测速度是一项重要课题。在试验中，我们对不同的消煮方法进行了比较分析，选出了更加可靠简便的消煮方法，并在后面的氮磷钾检测过程步骤中也进行了一些改进，大大提高了检测效率。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

仪器：电子天平(BSA822-CW)，定氮仪(KJELTEC8400)，紫外分光光度计(UV-2600)，火焰光度计(M410)。

试剂：硫酸(ρ=1.84 g·L-1)，30%过氧化氢，钒钼酸铵，氢氧化钠，2，4-二硝基酚等。

1.2 消煮方法

称取肥料样品0.8～1.0 g左右(精确至0.000 1 g)，用少量水冲洗黏附在管壁上的试样。加10 mL硫酸，直接加热煮30 min左右，关闭电炉冷却；缓慢加入5～6 mL过氧化氢，加热至冒白烟；稍冷却后继续加5～6 mL过氧化氢，直至冒白烟(注意：在加过氧化氢的过程中要缓慢，并不断摇晃消煮管，以免液体冲上瓶口)；稍冷却后，最后加3 mL过氧化氢，反复3次(根据原料的区别，有些加两次过氧化氢即可)，直至消煮液呈淡黄色或者上层液体澄清[6]。一般当天即可消煮结束，冷却后加入10 mL水，摇晃，使浓硫酸放热，冷却后即可将消煮液洗入250 mL的容量瓶中，定容，过滤待测。

2 结果与分析

2.1 不同消煮方法测定结果准确度的比较

消煮液经过定容过滤，分别用定氮仪，紫外分光光度计，火焰光度计对有机肥料样品的总氮、总磷、总钾含量进行测定[7]。

总氮含量的测定为：直接在250 mL容量瓶中吸取消煮液25 mL于消化管中(注：做总氮的消煮液不需要过滤)，放入全自动定氮仪测定。标准上仍采用的是半自动定氮仪，即于蒸馏瓶中先加入10 mL硼酸指示剂-混合指示剂，吸取50 ml消煮液于蒸馏瓶内，蒸馏后滴定，步骤相对复杂。如表1所示，NY/T 525—2021中的消煮方法与上述改进后方法的总氮含量测定结果基本一致。

表1 有机肥料中总氮含量测定改进法的准确度实验结果Table 1 Experimental results on the accuracy of improved method for determination of total nitrogen content in organic fertilizers 单位：%

由表1可知，选用含量高低不同的6个样品，用农业推荐标准消煮法和改进法对样品进行同步测定，改进法测得的结果与推荐法较为接近，绝对误差在0.01%～0.03%，说明本方法的准确度符合 NY/T 525—2021中规定的总氮测定结果的绝对差值在含量为0.5%～1.0%时小于0.04%，含量大于1.0时的绝对差值为小于0.06%的要求。

总磷含量的测定为：将滤液吸取5 mL至50 mL的容量瓶中，显色，定容。另外，吸取磷标液0、1.00、2.50、5.00、7.50、10.00、15.00 mL分别置于7个50 mL容量瓶中，加水至30 mL左右，加2滴2，4-二硝基酚指示剂，用氢氧化钠溶液(标准中的硫酸溶液可省去)调制刚呈微黄色(由于现在2.4-二硝基酚难以采购，也可以不用此指示剂，直接滴加400 g·mL-1的氢氧化钠溶液3 mL左右即可)，加10.00 mL钒钼酸铵试剂，摇匀，用水定容。上紫外分光光度计，在波长为450 nm处用1 cm比色皿比色，以0 μg的标准溶液调零，读取吸光度，进行总磷的测定。

如表2所示，采用NY/T 525—2021中的消煮方法与上述改进后方法的总磷含量测定结果基本一致。

表2 有机肥料中总磷含量测定改进法的准确度实验结果Table 2 Experimental results on the accuracy of improved method for determination of total phosphorus content in organic fertilizers 单位：%

由表2可知，用农业推荐标准消煮法和改进法对样品进行同步测定，改进法测得的结果与推荐法较为接近，绝对误差在0.01%～0.07%，说明本方法的准确度符合 NY/T 525—2021中规定的总磷测定结果的绝对差值在含量范围不大于2.00%的时候为小于0.10%，含量范围内大于2.00%时，绝对差值为小于0.20%的要求。

总钾含量的测定为：将滤液吸取5 mL至50 mL的容量瓶中，用蒸馏水定容，另外，分别吸取钾标准溶液0、2.50、5.00、10.00、15.00、20 mL于6个100 mL容量瓶中，加水定容，混匀。在选定工作条件的火焰光度计上，分别以标准溶液的0点和浓度最高点调节仪器的零点和满度(一般为80)。

上火焰光度计测定总钾的含量。

由表3可知，用农业推荐标准消煮法和改进法对样品进行同步测定，改进法测得的结果与推荐法较为接近，相对相差在0%～2%，说明本方法的准确度符合 NY/T 525—2021中规定的总钾含量测定结果的相对相差不大于5%的要求。

表3 有机肥料中总钾含量测定改进法的准确度实验结果Table 3 Experimental results on the accuracy of improved method for determination of total potassium content in organic fertilizers 单位：%

2.2 不同消煮方法测定结果精密度的比较

由表4可知，改进法测得的结果之间基本一致，极差在0.02%～0.05%，符合平行测定结果绝对差值不大于0.06%的要求。相对标准偏差(RSD)在0.01%～0.03%(<2%)[8]，说明本方法的精密度较好。

表4 有机肥料中总氮含量测定改进法的精密度试验结果Table 4 Results of precision test of improved method for determination of total nitrogen content in organic fertilizers 单位：%

由表5可知，改进法测得的结果之间基本一致，极差在0.02%～0.08%，符合NY/T 525—2021中规定的总磷含量测定结果的绝对差值在含量范围不大于2.00%的时候为小于0.10%，含量范围内大于2.00%时，绝对差值为小于0.20%的要求。RSD在0.01%～0.04%(<2%)，说明本方法的精密度较好。

表5 有机肥料中总磷含量测定改进法的精密度试验结果Table 5 Results of precision test of improved method for determination of total phosphorus content in organic fertilizers 单位：%

由表6可知，改进法测得的结果之间基本一致，相对极差在2%～3%，符合平行测定结果相对差值不大于5%的要求。RSD在0.02%～0.04%(<2%)，说明本方法的精密度较好。

2.3 讨论

此两种不同消煮方法主要区别在于，农业推荐标准中加硫酸放置过夜，其目的是避免在加热过程中肥料冲上消煮管，导致测定误差。而改进后的方法为加完硫酸后先不加入过氧化氢而直接加热消煮，冷却，也能达到预期效果。同时，在消煮过程中稍微加大了过氧化氢的量，也进而提高消煮达到澄清的速度，改进后的消煮方法在时间上比原消煮方法缩短了将近2/3，大大缩短了消煮时间。在具体测定过程中也有作稍微改动，具体见文中叙述。

3 结论

实验结果表明，两种消煮方法均能满足有机肥料中总氮，总磷，总钾含量的测定要求，检测结果准确可靠，但改进后的消煮方法更快捷方便。目前，越来越多的地市级以上检测机构均配置有全自动定氮仪[9-10]，将有机肥料消煮后直接采用自动定氮仪测定，也大大加快了土壤环境质量检测的效率。