有機(jī)質(zhì)四種檢測(cè)方法的比較及影響因素研究

康文靖，彭潤(rùn)英，蔣端生，康端喜

(1.婁底市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)檢測(cè)中心，湖南 婁底 417000；2.湖南人文科技學(xué)院生命科學(xué)系，湖南 婁底 417000)

有機(jī)質(zhì)含量是判定商品有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)[1-2]。部分生產(chǎn)廠家制定了“生物有機(jī)肥”的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)與農(nóng)業(yè)部生物有機(jī)肥測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)[3]不同，而是按有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[2]進(jìn)行檢測(cè)，因國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18877-2002計(jì)算有機(jī)質(zhì)時(shí)乘1.5的氧化校正系數(shù)，而農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY884-2004則沒有乘氧化校正系數(shù)。因此，檢測(cè)方法基本相同，但結(jié)果相差較大。無論是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)有機(jī)肥都作了限制性規(guī)定，要求是腐熟或發(fā)酵的有機(jī)肥[3-6]，但具體生產(chǎn)企業(yè)并不一定按要求生產(chǎn)。本研究以不同種類有機(jī)物為對(duì)象，分別用灼燒法[7]、國(guó)標(biāo)GB18877-2002、行標(biāo)（NY/T525-2002）及油浴法檢測(cè)，比較不同檢測(cè)方法所得有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的差異及檢測(cè)影響因素，為準(zhǔn)確檢測(cè)有機(jī)質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 有機(jī)肥料

考慮到生產(chǎn)有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥原料的復(fù)雜性，試驗(yàn)材料對(duì)有機(jī)肥進(jìn)行延伸，包括牲畜飼料、新鮮家畜糞便、不同腐熟度糞便、含碳介質(zhì)等四類共16種。配制肥料用氯化銨（湖北雙環(huán)化工有限公司），過磷酸鈣（湖南永利化工廠），其他試劑均為分析純。

1.2 有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥

分別按有機(jī)物∶氯銨∶過磷酸鈣∶氯化鉀＝2∶4∶3∶1和有機(jī)肥∶硫銨∶過磷酸鈣∶氯化鉀＝3∶3∶3∶1配制，另配2份不加有機(jī)肥作對(duì)照，實(shí)驗(yàn)室混勻，每樣品配制3份以作重復(fù)。

1.3 檢測(cè)方法

所有有機(jī)肥試驗(yàn)樣品風(fēng)干后粉碎過0.5 mm篩，按照灼燒法、油浴法、NY/T525-2002、GB18877-2002檢測(cè)，以分析純蔗糖和鄰苯二甲酸氫鉀作參比樣，按標(biāo)準(zhǔn)要求稱樣檢測(cè)，重復(fù)3～5次，不同檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要試驗(yàn)條件如表1。

表1 不同檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要試驗(yàn)條件

有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥按3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行檢測(cè)。其中，采用NY/T525-2002標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)時(shí)計(jì)算結(jié)果按NY481-2002進(jìn)行。有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY481-2002標(biāo)準(zhǔn)）與GB18877-2002標(biāo)準(zhǔn)，方法和步驟基本一致，前者只是重鉻酸鉀的濃度稍高，計(jì)算公式?jīng)]有乘1.5的氧化校正系數(shù)，配制0.5 mol/L重鉻酸鉀硫酸溶液時(shí)產(chǎn)生重鉻酸鉀結(jié)晶，沒有采用。為便于比較，采用GB18877-2002標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)有機(jī)肥時(shí)不乘1.5的氧化校正系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同檢測(cè)方法對(duì)有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的影響

為便于比較，有機(jī)物檢測(cè)結(jié)果以灼燒法為參照值，其他檢測(cè)方法的結(jié)果計(jì)算均以有機(jī)碳乘1.724得有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，氧化校正系數(shù)為灼燒法檢測(cè)結(jié)果與其他檢測(cè)結(jié)果的比值。蔗糖相當(dāng)于含有12個(gè)完全沒有氧化的碳原子，有機(jī)碳換算為有機(jī)質(zhì)的系數(shù)按2.375計(jì)算（即蔗糖分子量/12個(gè)碳原子量=342/144=2.375），鄰苯二甲酸氫鉀含有6個(gè)完全沒被氧化的碳原子、2個(gè)尚有1/4未氧化的碳原子和4個(gè)完全沒被氧化的氫原子，4個(gè)氫原子與一個(gè)碳相當(dāng)，有機(jī)碳換算系數(shù)按2.267計(jì)算（即鄰苯二甲酸氫鉀分子量/7.5個(gè)碳原子量=204/90=2.267）。試驗(yàn)結(jié)果見表2。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，玉米粉、麥麩、菜餅粉，灼燒法檢測(cè)結(jié)果有機(jī)物總量都較高，為83.68%～84.51%，玉米粉和麥麩，油浴法、NY/T525法檢測(cè)結(jié)果基本一致，氧化校正系數(shù)分別為1.26和1.24；菜餅粉，NY/T525法檢測(cè)結(jié)果高于油浴法，氧化校正系數(shù)分別為1.21和1.24；GB18877檢測(cè)結(jié)果偏低，氧化校正系數(shù)為1.33～1.36。牛糞、豬廄肥、雞糞三種沒有腐熟的有機(jī)肥，灼燒法檢測(cè)結(jié)果相差較大，說明有機(jī)物總量相差較大，油浴法和NY/T525法的氧化校正系數(shù)變幅為1.11～1.34，相同有機(jī)肥氧化校正系數(shù)只相差0.01～0.05；GB18877法氧化校正系數(shù)變幅為1.23～1.45，說明氧化效果明顯低于油浴化和NY/T525法；從不同有機(jī)肥來看，牛糞的氧化校正系數(shù)較小，雞糞的氧化校正系數(shù)較大，說明雞糞相對(duì)較難為重鉻酸鉀氧化。從不同腐熟狀態(tài)的豬糞、雞糞檢測(cè)結(jié)果來看，半腐狀態(tài)的有機(jī)物總量高于腐熟狀態(tài)；油浴法和NY/T525法檢測(cè)結(jié)果基本一致，氧化校正系數(shù)為1.25～1.32，氧化校正系數(shù)差小于0.03；GB18877法氧化校正系數(shù)為1.37～1.45。無煙煤和碳質(zhì)頁巖用堿性焦磷酸鹽提取不含腐殖質(zhì)，灼燒法檢測(cè)有機(jī)物總量分別為54.40%和20.82%；NY/T525法檢測(cè)結(jié)果最低，只有33.63%和14.84%；油浴法檢測(cè)結(jié)果較高，為67.52%和18.56%，說明反應(yīng)溫度和酸度影響重鉻酸鉀對(duì)單質(zhì)碳的氧化，無煙煤油浴法檢測(cè)結(jié)果高于灼燒法，主要是因?yàn)闊o煙煤主要是單質(zhì)碳，不應(yīng)再乘換算系數(shù)。蔗糖和苯二甲酸氫鉀，三種方法都能將其完全氧化。

表2 不同檢測(cè)方法的有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

2.2 有機(jī)無機(jī)肥檢測(cè)結(jié)果

將已知量有機(jī)肥和化肥拌勻后，其成份與有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥類似，以此驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際含量的符合情況。表3中含有機(jī)物是根據(jù)有機(jī)肥灼燒法檢測(cè)結(jié)果和所占的比例計(jì)算所得。有機(jī)質(zhì)實(shí)測(cè)結(jié)果依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)、計(jì)算所得。從表3可以看出，有機(jī)無機(jī)肥中所含有機(jī)物總量與有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果有較大差距，NY/T525-2002檢測(cè)結(jié)果偏低，低1.45～5.68個(gè)百分點(diǎn)；GB18877-2002檢測(cè)結(jié)果偏高，高2.29～5.59個(gè)百分點(diǎn)。檢測(cè)兩種不含有機(jī)肥的復(fù)混肥，NY/T525-2002檢測(cè)結(jié)果分別為0.54%和0.18%；GB18877-2002檢測(cè)結(jié)果分別為3.13%和1.29%。

表3 有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥的有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果比較（%）

2.3 氯對(duì)有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的影響

筆者在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，氯化銨對(duì)有機(jī)質(zhì)檢測(cè)有較大影響，試驗(yàn)結(jié)果見表4，通過試驗(yàn)與計(jì)算:氯化銨相當(dāng)于含有機(jī)質(zhì)9.45%（65.76/12×1.724），用NY/T525-2002方法于不同時(shí)間檢測(cè)氯化銨9次，檢測(cè)相當(dāng)于含有機(jī)質(zhì)8.58%～11.80%；用GB18877-2002方法于不同時(shí)間檢測(cè)氯化銨18次（計(jì)算時(shí)沒有乘1.5的氧化校正系數(shù)），檢測(cè)相當(dāng)于含有機(jī)質(zhì)8.68%～12.79%。兩種方法的平均結(jié)果都高于計(jì)算結(jié)果，并且延長(zhǎng)沸水浴保溫時(shí)間，檢測(cè)結(jié)果明顯提高。氯化鉀的重復(fù)性相對(duì)較好，兩種方法的檢測(cè)結(jié)果都低于計(jì)算值，延長(zhǎng)沸水浴時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響較小。

表4 氯化銨、氯化鉀檢測(cè)結(jié)果

3 討論

（1）灼燒法檢測(cè)是以燒失量來計(jì)算有機(jī)物總量，結(jié)果很直觀。容量法是通過重鉻酸鉀氧化樣品中的還原性有機(jī)物來計(jì)算有機(jī)質(zhì)的含量，涉及到有機(jī)物的性質(zhì)，受所含還原性物質(zhì)的多少和氧化難易程度所決定。在相同氧化難易情況下，重鉻酸鉀氧化法更能體現(xiàn)有機(jī)肥對(duì)土壤生物的貢獻(xiàn)。

（2）關(guān)于換算系數(shù)和氧化校正系數(shù)，作者認(rèn)為換算系數(shù)主要決定于有機(jī)肥還原態(tài)成份的高低，還原態(tài)有機(jī)物多的換算系數(shù)高，反之則低，不同有機(jī)肥應(yīng)有不同的換算系數(shù)，如鄰苯二甲酸氫鉀的換算系數(shù)應(yīng)為2.267，并且也得到了很好的驗(yàn)證，不應(yīng)為1.724[8]。以灼燒法檢測(cè)結(jié)果比對(duì)重鉻酸鉀容量法檢測(cè)結(jié)果所得的氧化校正系數(shù)實(shí)質(zhì)上是換算系數(shù)與氧化效果的一個(gè)綜合值。油浴法檢測(cè)結(jié)果和NY/T525-2002結(jié)果基本一致，可能是稀釋熱產(chǎn)生的溫度已達(dá)到甚至超過了油浴時(shí)的溫度，加上用沸水浴保溫30 min，保證了重鉻酸鉀的氧化效果。對(duì)于GB18877-2002的氧化校正系數(shù)，根據(jù)筆者試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有明顯不妥之處，檢測(cè)結(jié)果高于實(shí)際含量。

4 小結(jié)

（1）不同檢測(cè)方法氧化有機(jī)肥的效果不同，油浴化和NY/T525-2002法有機(jī)質(zhì)氧化溫度較高，氧化較徹底，與灼燒法比較，校正系數(shù)值為1.25～1.37；GB18877-2002法水浴溫度較低，氧化效果相對(duì)要差，與灼燒法比較，校正系數(shù)值1.23～1.45。

（2）不同有機(jī)肥的氧化校正系數(shù)不同，由有機(jī)肥所含還原物質(zhì)的多少和氧化難易程度共同決定。

（3）GB18877-2002法檢測(cè)有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥中有機(jī)質(zhì)，因氧化校正系數(shù)高，氯離子消耗掉的氧化劑量也乘了1.5的氧化校正系數(shù)，檢測(cè)計(jì)算結(jié)果比實(shí)際有機(jī)物含量要高。NY/T525-2002法檢測(cè)結(jié)果低于灼澆法檢測(cè)結(jié)果，可能是有機(jī)質(zhì)換算系數(shù)1.724偏低和有機(jī)物未完全氧化所造成。

（4）氯離子對(duì)有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，與根據(jù)含氯量的計(jì)算結(jié)果有少量出入，添加氯化銨的檢測(cè)結(jié)果重現(xiàn)性較差，而添加氯化鉀的檢測(cè)結(jié)果重現(xiàn)性較好。

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