贛南臍橙葉片中氮含量的測定研究

鐘林生++凌永輝++陳福生++陳振興

摘 要：該研究優(yōu)化了全自動定氮儀測定臍橙葉片中氮含量的消解實驗條件，并采用標準物質驗證了方法的可靠性，實驗結果與標準物質的分析結果相符，表明該方法可以應用于贛南臍橙葉片中全氮含量的測定。

關鍵詞：臍橙葉片；全自動定氮儀；氮含量；測定

中圖分類號 S66 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）24-0113-03

臍橙是多年生常綠木本植物，僅憑經驗難以準確掌握植株的營養(yǎng)狀況，必須同時進行樹體營養(yǎng)診斷分析，才能做到準確判斷樹體營養(yǎng)水平，實現(xiàn)定量、高效、平衡施肥。氮是植物需求量最大的礦物質營養(yǎng)元素，同時也是植物個體乃至自然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)（包括農業(yè)系統(tǒng)）生長最常見的限制因子。氮素是作物生長的重要營養(yǎng)元素之一，通過測定不同區(qū)域、不同部位和不同程度的臍橙葉片中氮的含量，可以監(jiān)測土壤營養(yǎng)的動態(tài)變化，從而達到高效施肥與高效利用肥料的目的，也可以為研發(fā)推廣植物易缺乏營養(yǎng)元素的高效增補措施和開發(fā)專用多元素平衡肥料提供實驗依據。

1 實驗部分

1.1 臍橙葉片氮含量的測定方法 本實驗采用國家標準方法開氏法，以硫酸銅和硫酸鉀作為催化劑，加入濃硫酸消解臍橙葉片樣品，用全自動定氮分析儀來測定氮的含量。通過國家標準柑橘葉樣品有效態(tài)成分分析標準物質（GBW10020）中的營養(yǎng)元素氮的測定來驗證方法的可靠性。

1.2 實驗原理 全氮的測定采用凱氏消煮法，用硫酸銅和硫酸鉀作為催化劑，加入濃硫酸消煮，在高溫下將臍橙葉片中的含氮化合物轉變?yōu)榱蛩徜@，然后用氫氧化鈉堿化，加熱蒸餾出氨，經硼酸吸收后，用鹽酸標準溶液滴定而計算全氮量。反應原理如下：

（NH4）2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O+2NH3↑；

NH3+H3BO3→NH4H2BO3；

NH4H2BO3+HCl→H3BO3+NH4Cl。

計算系統(tǒng)根據下列公式計算含氮量：

N（%）=14.01×C ×（V-VO）/1000W

式中：C=標準酸濃度（mol/L）；

W=樣品質量（g）；

VO=空白樣滴定標準酸消耗量（mL）；

V=樣品滴定標準酸消耗量（mL）。

1.3 實驗儀器及試劑

1.3.1 儀器 JENCO-6173 pH計（上海任氏電子有限公司）；電子分析天平（AL204）（上海Mettler Toledo儀器有限公司）；JC101型電熱鼓風干燥箱（南通嘉程儀器有限公司）；Hanon SH-220恒溫石墨消解儀（海能儀器有限公司）；Hanon K-9860凱氏定氮儀（海能儀器有限公司）。

1.3.2 試劑 柑橘葉樣品有效態(tài)成分分析標準物質（GBW10020）（中國計量科學研究院）；硫酸鉀與硫酸銅質量比為10∶1混合催化劑；濃硫酸（AR）；400g/L NaOH溶液；甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑；20g/L硼酸溶液；0.0400mol/L 1/2 NaB4O7標準溶液；1mol/L鹽酸溶液；0.04mol/L鹽酸標準溶液。

1.4 樣品處理

1.4.1 臍橙葉片樣品采摘 在果樹東南西北方向上的上中下各部位各摘取10～20葉片，混合裝入保鮮袋中。

1.4.2 臍橙葉片樣品制備 為了確保葉片營養(yǎng)不損失，采摘的葉片樣品宜在24h內制備好或放在4℃左右的冰箱里存放。臍橙葉片制備分為清洗和烘干2個部分：（1）清洗：將葉片依次放在0.1%的洗潔劑溶液、自來水、0.2%鹽酸溶液、自來水里清洗，最后用蒸餾水洗凈，整個過程不宜超過2min；（2）烘干：將洗凈的葉片平鋪在托盤里，放進烘箱，在105℃殺青30min，之后在65℃連續(xù)烘24h。烘好的樣品經粉碎機粉碎，裝入密封樣品袋里中備用。

1.4.3 消解 用減量法稱取烘干后制備樣品0.2g（精確到0.000 1g），用紙槽送入到消解管底部，然后加1.0g混合加速劑，搖勻，再加入5mL濃硫酸，混勻。將消解管放在石墨消解槽中，開電源，打開冷凝水源，調溫，一般150℃預熱約1h，后調溫至400℃消解1.5h（為不至讓溫度升值過快，過高，可以先調溫到380℃左右，后再升至400℃保持1.5h），待消解管冷卻后取出，以供氮的測定。

1.5 全氮測定 將各試劑分別裝入凱氏定氮儀中相應的試劑桶中。測定過程為：打開儀器電源，開冷凝水，儀器初始化；測定前放一空定氮管在儀器置管架上，且應盛有少量的水。然后手動調試，依次進行加堿，加硼酸，蒸餾，滴定，排液。測樣時，將消解好的空白樣放于管架上先測空白樣消耗的滴定酸（HCl）的體積，再進行相關數據的輸入和設置。參數輸入完后，按【確定】鍵，儀器進入自動測試操作。測試結束后，記錄好結果。

2 結果與分析

2.1 實驗條件的優(yōu)化探索

2.1.1 硫酸使用量實驗 硫酸的使用量決定了樣品的消解程度。按實驗方法加入不同的硫酸使用量，按國家標準柑橘葉片（GBW10020）中的N標準植進行測試，結果見表1。由實驗結果可知，硫酸的使用量在5mL以上時，N的檢測結果與國家標準柑橘葉片標準值結果相符，說明5mL硫酸使用量樣品能完全消解，所以實驗所用硫酸的量為5mL。

2.1.2 消解時間實驗 樣品中N的結合形態(tài)不同，消解所需時間不同。按實驗方法，采用國家標準柑橘葉片（GBW10020）進行消解時間實驗，結果見表2。實驗結果表明，當其他條件不變，消解時間為1.5h、2.0h時，所測得標準葉片含氮量結果與標準值相符，說明樣品消解完全。因此消解時間取1.5h。

2.1.3 測氮加堿時間實驗 在自動定氮蒸餾過程中，儀器通過加堿時間來控制加減的量，加減的量足夠才能使消解液中的銨鹽完全轉化成NH3的形式。按實驗方法，采用國家標準柑橘葉片（GBW10020）實驗測氮加堿時間，結果見表3。由表3可知，加堿時間為5.0s時，可滿足實驗要求。所以加堿時間選擇5.0s。

2.2 國家標準柑橘葉片（GBW10020）中氮元素的分析結果 按照實驗方法，稱取0.2000g左右的標準樣品，加5mL硫酸，400℃下消煮1.5h，測氮時加堿時間5.0s測定其含氮量。實驗結果見表4。從表4可知，實驗結果與標準值相符。說明所優(yōu)化的實驗條件能夠滿足實驗要求，實驗方法準確、可靠。

2.3 贛南臍橙果園臍橙葉片樣品中全氮量的測定 應用實驗方法，對分別采自贛南臍橙果園不同果園葉樣測定其中的全氮的含量，測定結果見表5。樣品分別采于不同的果樹部位、不同的臍橙果園，按美國甜橙葉片營養(yǎng)診斷標準[1]中的適宜指標來比較，結果表明氮的含量都明顯偏高。

3 討論

本實驗對全自動定氮方法進行了條件優(yōu)化，采用標準物質驗證了方法的可靠性，實驗結果與標準柑橘葉片（GBW10020）的分析結果相符，該方法操作簡便快速，穩(wěn)定性和可靠性均較好。但是由于SH220型石墨消解儀消煮時，硫酸蒸汽會充滿整個消化管，溫度高時管內液體易暴沸，造成測得的含氮量降低。因此，實驗過程中前消煮溫度先低溫預消解，使測得值更準確。應用方法測定贛南臍橙果園臍橙葉片中的全氮含量，結果發(fā)現(xiàn)所測樣品按美國甜橙葉片營養(yǎng)診斷標準中的適宜指標來比較，氮的含量都明顯偏高。

參考文獻

[1]Tucker Y，Alva K，Jackson L，eta1.Nutfition of Florida citrus trees[M].Gainesville：University of F1orida，Institute of Food and Agricultural Sciences，Cooperative Extension Service，1995：169. （責編：張宏民）