流動(dòng)注射分析法與紫外分光光度法測(cè)定土壤硝態(tài)氮含量的比較

王慧敏，唐玉霞（河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所，河北石家莊050051）

流動(dòng)注射分析法與紫外分光光度法測(cè)定土壤硝態(tài)氮含量的比較

王慧敏，唐玉霞*
（河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所，河北石家莊050051）

以河北省主要土壤類型褐土、潮土和潮褐土區(qū)域的10個(gè)代表性耕層土壤樣品為試驗(yàn)材料，分別利用流動(dòng)注射分析法和紫外分光光度法對(duì)同一土壤浸提液進(jìn)行硝態(tài)氮含量測(cè)定，并將測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較，分析了2種測(cè)定方法的精密度和準(zhǔn)確度。結(jié)果表明：流動(dòng)注射分析法的加標(biāo)回收率為95.00豫耀105.00%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為0.99豫耀7.02%、平均值為4.43%；紫外分光光度法的加標(biāo)回收率為96.00豫耀104.50%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為3.27豫耀8.90%、平均值為5.82%。2種測(cè)定方法準(zhǔn)確度均較高，但流動(dòng)注射分析法的精密度高于紫外分光光度法，土壤硝態(tài)氮含量測(cè)定結(jié)果基本一致。

土壤硝態(tài)氮；流動(dòng)注射分析法；紫外分光光度法；回收率

土壤硝態(tài)氮（NO3--N）既是土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，又是土壤環(huán)境評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)[1耀5]。土壤NO3--N含量直接關(guān)系到作物產(chǎn)量和品質(zhì)。土壤NO3--N含量過高不僅會(huì)引起作物硝酸鹽含量超標(biāo)，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，危害人體健康，同時(shí)土壤NO3--N的淋失和遷移，還會(huì)造成地下水和面源污染[6耀10]。因此，及時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)定土壤NO3--N含量尤為重要。

目前，在農(nóng)業(yè)環(huán)境研究中，實(shí)驗(yàn)室測(cè)定土壤NO3--N含量的方法主要有流動(dòng)注射分析法和紫外分光光度法[11耀15]2種。其中，流動(dòng)注射分析法是近年來廣泛采用的分析方法，具有分析速度快，準(zhǔn)確度和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，然而由于儀器設(shè)備條件的限制，一些實(shí)驗(yàn)室仍采用紫外分光光度法測(cè)定土壤NO3--N含量。因此，有必要對(duì)這2種分析方法的精密度和準(zhǔn)確度進(jìn)行比較，以便各實(shí)驗(yàn)室根據(jù)自身實(shí)驗(yàn)條件，采用適宜可靠的分析方法。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)土壤樣品為采自河北省褐土、潮土和潮褐土區(qū)域的耕層（0耀20 cm）土壤。試驗(yàn)儀器有TU-1810紫外可見分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn)）、SEAL Autoanalyzer 3（德國(guó)產(chǎn)）、振蕩機(jī)（國(guó)產(chǎn)）?；瘜W(xué)試劑有硝酸鉀、氯化鉀、硫酸、磷酸、氫氧化鈉、硫酸聯(lián)胺、五水硫酸銅、七水硫酸鋅、磺胺、焦磷酸鈉、N-（1-萘基）乙二胺二鹽酸、聚氧乙烯月桂醚，均為分析純。所有實(shí)驗(yàn)用水均為高純水。

表1　供試土壤樣品的養(yǎng)分含量和pH值Table1　Chemical properties of the experimental soil samples

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1土壤樣品的采集[16耀18]與待測(cè)液的制備分別在河北省褐土、潮土和潮褐土區(qū)域，選取耕層土壤NO3--N含量不同的10個(gè)地塊，均采用“S”型取樣法，采集0耀20 cm耕層土壤樣品。將同一采樣地塊幾個(gè)采樣點(diǎn)的土樣組成1個(gè)混合樣品，采用四分法留取1份1 kg土壤鮮樣，過篩（孔徑2 mm），用于NO3--N含量測(cè)定；并將土壤鮮樣中的一部分風(fēng)干，用于土壤常規(guī)分析[16，17]（表1）。

稱取過篩后的新鮮土樣10.00 g（精確到0.01 g）于200mL三角瓶中，加入1mol/L的氯化鉀溶液50mL，振蕩30 min，過濾，濾液備用。每個(gè)樣品重復(fù)5次。

1.2.2土壤NO3--N含量的測(cè)定分別利用紫外分光光度法和流動(dòng)注射分析法，測(cè)定濾液中的NO3--N濃度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算土樣中的NO3--N含量。計(jì)算公式為：

土壤NO3--N含量（mg/kg）越比色液濃度（mg/L）伊液土比伊稀釋倍數(shù)

1.2.2.1利用紫外分光光度法測(cè)定。吸取一定量的待測(cè)液于50 mL容量瓶中，加入10%的H2SO4溶液2 mL，用水定容（通過預(yù)測(cè)使稀釋液在210 nm處的吸收值為0.09耀0.90）。分別在波長(zhǎng)210 nm和275 nm處測(cè)定吸收值。以同樣稀釋酸化后的浸提液做參比溶液，調(diào)0。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。分別吸取10 mg/L的NO3--N標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 mL于50 mL容量瓶中，加入10%的H2SO4溶液2 mL，用水定容，即為濃度0、0.2、0.4、0.8、1.2、1.6 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。將標(biāo)準(zhǔn)系列溶液在波長(zhǎng)210 nm處比色，根據(jù)不同濃度溶液的吸收值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果計(jì)算：

1.2.2.2利用流動(dòng)注射分析法測(cè)定。吸取待測(cè)液8 mL于流動(dòng)注射分析儀的樣品管中。在標(biāo)準(zhǔn)曲線管中裝入標(biāo)準(zhǔn)溶液，標(biāo)準(zhǔn)曲線NO3--N的濃度為0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mg/L。儀器測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液后自動(dòng)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到對(duì)應(yīng)待測(cè)液中的NO3--N濃度（mg/L），再根據(jù)公式計(jì)算土樣中的NO3--N含量。當(dāng)待測(cè)液中的NO3--N濃度高于標(biāo)準(zhǔn)溶液最高值時(shí)，可將樣品適當(dāng)稀釋后再進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2.3加標(biāo)回收試驗(yàn)。將KNO3標(biāo)準(zhǔn)氮加入到土壤浸提液中，加入NO3--N的濃度為2.0 mg/L。其他測(cè)定步驟與不加標(biāo)土壤樣品的測(cè)定步驟相同。

2　結(jié)果與分析

2.12種分析方法測(cè)定的土壤NO3--N含量比較

利用流動(dòng)注射分析法測(cè)定的土壤NO3--N含量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為0.99豫耀7.02%，平均值為4.43%；利用紫外分光光度法測(cè)定的土壤NO3--N含量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為3.27豫耀8.90%，平均值為5.82%（表2）。將2種測(cè)定方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，t（2.43）躍t0.05（2.26），表明流動(dòng)注射法測(cè)定土壤NO3--N含量的精密度明顯高于紫外分光光度法。將流動(dòng)注射分析法測(cè)得的土壤NO3--N含量（X）與紫外分光光度法測(cè)得的土壤NO3--N含量（Y）進(jìn)行直線回歸分析，回歸方程為Y越1.016X原0.038，r（0.998）躍r0.01（0.765），表明2種方法測(cè)得的土壤NO3--N含量呈極顯著正相關(guān)。進(jìn)一步將2種方法的土壤NO3--N含量測(cè)定結(jié)果進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，t（1.06）約t0.05（2.26），表明2種方法的測(cè)定結(jié)果無明顯差異。

表2　利用流動(dòng)注射分析法和紫外分光光度法測(cè)定的土壤硝態(tài)氮含量比較Table2　Comparison of soil nitrate nitrogen contents between flow injection analysis method and ultraviolet spectrophotometer method

2.22種分析方法測(cè)定的土壤NO3--N回收率比較

利用流動(dòng)注射分析法、紫外分光光度法測(cè)定的土壤NO3--N回收率分別為95.0豫耀105.0%和96.0豫耀105.0%（表3），均達(dá)到了加標(biāo)回收試驗(yàn)的要求，10個(gè)土樣的加標(biāo)回收率平均值分別為100.45%和100.65%。表明2種測(cè)定方法的土壤NO3--N測(cè)定結(jié)果均可靠。

表3　利用流動(dòng)注射分析法和紫外分光光度法測(cè)定的土壤硝態(tài)氮回收率比較Table3　Comparison of soil nitrate nitrogen recovery rate between flow injection analysis method and ultraviolet spectrophotometer method

3　結(jié)論與討論

NO3--N是旱地土壤的主要氮素形態(tài)，目前實(shí)驗(yàn)室測(cè)定土壤NO3--N含量的方法主要有流動(dòng)注射分析法和紫外分光光度法2種。本研究方法與黃玉芳等[6]的研究方法有所不同，作者分別利用流動(dòng)注射分析法和紫外分光光度法對(duì)同一土壤浸提液進(jìn)行土壤NO3--N含量測(cè)定，并將2種方法的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較，其研究結(jié)論更具合理性。本研究結(jié)果表明，利用流動(dòng)注射分析法和紫外分光光度法測(cè)定土壤NO3--N含量的準(zhǔn)確度均較高，但流動(dòng)注射分析法的精密度高于紫外分光光度法，2種分析方法測(cè)定的土壤NO3--N含量基本一致。流動(dòng)注射分析法較紫外分光光度法自動(dòng)化程度高，操作更為簡(jiǎn)便，分析效率更高。而紫外分光光度法測(cè)定成本較低、儀器價(jià)格低廉，對(duì)于測(cè)定精度要求不高的生產(chǎn)應(yīng)用而言，其推廣價(jià)值更高。

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Comparison of FIA and UV Methods in Determining Soil Nitrate Nitrogen

WANG Hui-min，TANG Yu-xia*
（Institute of Agro-resources and Environment，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shiji原azhuang 050051，China）

Ten soil samples collected from primary soil types regions in Hebei Province were used to study the precision and accuracy of determining soil nitrate nitrogen by flow injection analysis method and ultraviolet spectrophotometer method，and compared the data between two analysis methods.The results showed that the recovery rate of nitrogen and relative standard variance of the flow injection analysis method were 95.00%-105.00%，and 0.99豫-7.02%with a mean of 4.43%，respectively,and 96.00%-104.50%，3.27豫-8.90%with a mean of 5.82%for ultraviolet spectrophotometer method.There were the similar higher accuracy of determining soil nitrate nitrogen by two methods，but the precision of flow in jection analysis method were higher than that of ultraviolet spectrophotometer method.There were the identical results of determining soil nitrate nitrogen between two methods.

Soil nitrate nitrogen；Flow injection analysis method（FIA）；Ultraviolet spectrophotometer method（UV）；Recovery rate

S151.9+5

A

1008-1631（2016）02-0105-04

2015-08-28

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD15B02）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD14B07-05）

王慧敏（1964-），女，河北康保人，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)環(huán)境與植物營(yíng)養(yǎng)分析工作。

唐玉霞（1963-），女，河北行唐人，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)環(huán)境與植物營(yíng)養(yǎng)研究。Tel：0311-87652147；E-mail：tangyuxia@126.com。