肖占梅,王連軍,唱潤宏
(中國-阿拉伯化肥有限公司,河北 秦皇島 066003)
腐植酸是一種具有膠體化學(xué)性質(zhì)的高分子聚合物,它可通過絮凝作用促進(jìn)土壤中較大粒徑的團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體形成,從而改善土壤狀況[1]。復(fù)合肥料中添加腐植酸,能調(diào)節(jié)和穩(wěn)定土壤pH 值,降低重金屬(有效態(tài))毒害,提高肥料利用率[2],功效顯著,已得到廣泛應(yīng)用。復(fù)合肥料中總腐植酸含量是決定肥料功效的重要指標(biāo),按照HG/T 5046—2017《腐植酸復(fù)合肥料》規(guī)定的容量法[3]進(jìn)行檢測時(shí),腐植酸回收率僅51.6%~85.5%。筆者從復(fù)合肥料基體組成分析容量法回收率偏低的主要原因,并從改良溶劑和避免氧化干擾兩方面出發(fā),參考土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究(ASI)法中土壤有機(jī)質(zhì)的測定方法[4],建立乙二胺四乙酸(EDTA)-氫氧化鈉溶液溶解,分光光度法測定復(fù)合肥料中總腐植酸含量的方法。
選取規(guī)格為15-15-15 的含腐植酸復(fù)合肥料樣品,分別稱取1.0 g左右的試樣4份,加入一定量含硝態(tài)氮的硝酸鉀基準(zhǔn)試劑,按照HG/T 5046—2017規(guī)定的容量法測定總腐植酸含量,結(jié)果見表1。
表1 復(fù)合肥料中添加硝態(tài)氮后總腐植酸測定結(jié)果
由表1可知,隨著體系中硝態(tài)氮的增加,總腐植酸測定值呈降低趨勢,說明硝態(tài)氮作為氧化劑一定程度上參與了腐植酸的氧化反應(yīng),造成氧化劑重鉻酸鉀消耗量減少,從而測定結(jié)果偏低。因復(fù)合肥體系較復(fù)雜,硝態(tài)氮對總腐植酸含量測定的影響沒有很好的線性相關(guān)性,所以如仍采用容量法測定,無法準(zhǔn)確消除硝酸根離子的干擾。
稱取4份規(guī)格為15-15-15的腐植酸復(fù)合肥料試樣各1.0 g,分別添加一定量的基準(zhǔn)氧化鎂,按HG/T 5046—2017 規(guī)定的容量法測定總腐植酸含量(見表2)。
表2 復(fù)合肥料中添加氧化鎂后總腐植酸測定結(jié)果
由表2可知,隨著氧化鎂添加量增加,總腐植酸測定值較原樣品呈顯著降低趨勢,說明復(fù)合肥中的氧化鎂對該方法產(chǎn)生較大干擾,原因可能是鎂的增加影響了焦磷酸鈉-氫氧化鈉溶劑對腐植酸的溶解。
綜上,復(fù)合肥料中硝酸根及鈣、鎂等金屬離子的干擾導(dǎo)致容量法測定結(jié)果偏低。結(jié)合影響機(jī)制及腐植酸復(fù)合肥料的特點(diǎn),筆者參考ASI 法土壤中有機(jī)質(zhì)的測定方法[4],用EDTA-氫氧化鈉溶液溶解試樣,用已知準(zhǔn)確含量的腐植酸配制標(biāo)準(zhǔn)溶液,根據(jù)腐植酸溶液的濃度與吸光度在420 nm 線性相關(guān),采用分光光度法測定復(fù)合肥料中的總腐植酸含量。
儀器:紫外可見分光光度計(jì),UV-765;超聲波清洗器,禾創(chuàng)KH-50A。
EDTA-氫氧化鈉溶液,稱取氫氧化鈉8.0 g和EDTA 3.7 g,加水溶解并稀釋至1 L,混勻;Superfloc-127 溶液,稱取Superfloc-127 0.05 g 加水溶解并稀釋至1 L,混勻;腐植酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,按照GB/T 11957—2001中容量法測定腐植酸樣品的總腐植酸含量,然后按其含量計(jì)算配制0.1 mg/mL 的腐植酸標(biāo)準(zhǔn)溶液1 L 所需腐植酸樣品的質(zhì)量,準(zhǔn)確稱量后置于1 L容量瓶中,加EDTA-氫氧化鈉溶液600 mL,25 ℃超聲溶解20 min,加水定容,混勻。
2.2.1 試樣溶液的制備
稱取試料約1.0 g(精確至0.000 1 g)于250 mL容量瓶中,加入EDTA-氫氧化鈉溶液150 mL,搖勻,塞緊瓶塞,置于超聲波清洗器于25 ℃超聲溶解20 min后取出,用水稀釋至刻度,混勻。
2.2.2 腐植酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制
分別吸取腐植酸標(biāo)準(zhǔn)溶液0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL 于50 mL 容量瓶中,依次補(bǔ)加氫氧化鈉-EDTA溶液至總體積25 mL,用Superfloc-127 溶液稀釋至刻度,輕搖混勻,靜置30 min,此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中含有的腐植酸質(zhì)量分別為0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg。吸取上層清液,使用紫外可見分光光度計(jì)在波長420 nm 下測定吸光度。以各標(biāo)準(zhǔn)系列溶液相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中腐植酸的質(zhì)量為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線或得出回歸方程(見圖1)。
圖1 腐植酸在波長420 nm的標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.2.3 測定
吸取適量試樣溶液于50 mL 容量瓶中,加入EDTA-氫氧化鈉溶液至25 mL,用Superfloc-127 溶液稀釋至刻度,輕搖混勻,靜置30 min。吸取上層清液,在與測定標(biāo)準(zhǔn)溶液相同的條件下,測定待測液吸光度,在標(biāo)準(zhǔn)工作曲線上查出相應(yīng)的腐植酸質(zhì)量。
2.2.4 結(jié)果計(jì)算
肥料中總腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)按式(1)計(jì)算:
式中m2—— 測定試樣溶液時(shí),從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線上查出的腐植酸的質(zhì)量,mg;
250——試樣溶液的總體積,mL;
10-3——毫克換算為克的系數(shù);
m1——稱取試料的質(zhì)量,g;
V——吸取試樣溶液的體積,mL。
選取3種含腐植酸復(fù)合肥料樣品,用分光光度法分別測定總腐植酸含量,每個(gè)樣品重復(fù)測定6次,方法相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于2.07%(見表3),結(jié)果重現(xiàn)性較好,滿足精密度要求。
表3 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果
取3 種硝態(tài)氮和鎂含量不同的不含腐植酸的復(fù)合肥料樣品,分別加入一定量的已知準(zhǔn)確含量的腐植酸樣品,用EDTA-氫氧化鈉溶液溶解后采用分光光度法測定其中的腐植酸含量,其加標(biāo)回收率在97.5%~102.6%(見表4),說明該方法可消除復(fù)合肥料的基體干擾,結(jié)果準(zhǔn)確度滿足定量分析要求。
表4 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
本方法操作簡便快速,避免使用濃硫酸、重鉻酸鉀等危險(xiǎn)化學(xué)品,安全環(huán)保,測定結(jié)果的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確度均滿足定量分析要求,適用于含腐植酸復(fù)合肥料中總腐植酸含量的分析。本方法的缺點(diǎn)是目前國內(nèi)還沒有腐植酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),需要采用GB/T 11957—2001 中規(guī)定方法對腐植酸進(jìn)行準(zhǔn)確定量后作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。