有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)檢測影響因素探討

楊 斌，楊金偉

（廣西壯族自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，廣西 南寧 530007）

有機(jī)肥料中的有機(jī)質(zhì)是指其中含碳的有機(jī)化合物。有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)來源非常廣泛，一般來源于微生物、動(dòng)物殘?bào)w，植物殘?bào)w，微生物、動(dòng)物、植物的排泄物和分泌物，以及其他的廢水廢渣等[1]。有機(jī)質(zhì)主要由樹質(zhì)、蠟質(zhì)、碳水化合物、蛋白質(zhì)、木素等組成。通過分析有機(jī)質(zhì)發(fā)現(xiàn)其主要組成元素是碳、氫、氧、氮，分別占總質(zhì)量的52%～58%、3.3%～4.8%，9%～34%、3.7%～4.1%。同時(shí)，有機(jī)質(zhì)中含有植物生長發(fā)育所需的各種營養(yǎng)元素，如氮、磷、鉀、鐵、鈣、硫、鎂等。有機(jī)質(zhì)為植物生長提供各種養(yǎng)分，是植物生長過程中營養(yǎng)的主要來源之一。同時(shí)，有機(jī)肥料中的有機(jī)質(zhì)也在改善土壤的物理性質(zhì)，促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，以及增強(qiáng)土壤的保水性、保肥性和緩沖性等方面起著重要作用。由此可見，有機(jī)質(zhì)作為有機(jī)肥料的重要組成部分，其含量是判斷土壤肥力的重要依據(jù)，測定其含量也是肥料分析中的主要項(xiàng)目。本文主要分析有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)的檢測方法以及檢測過程中應(yīng)該注意的問題[2]。

1 檢測方法

檢測肥料中有機(jī)質(zhì)含量時(shí)，根據(jù)不同的測定標(biāo)準(zhǔn)，在測定過程中所采用的檢測原理、試劑配比、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)等存在較大的差異。檢測肥料中有機(jī)質(zhì)的方法很多，常見的有容量法、質(zhì)量法、比色法等。目前，檢測有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)為NY 525-2012，這是農(nóng)業(yè)部發(fā)布的測定標(biāo)準(zhǔn)，也是最廣泛使用的重鉻酸鉀容量法。該方法簡單便捷，重現(xiàn)性好，不受其他雜質(zhì)的影響，特別適用于批量檢測工作。重鉻酸鉀容量法的方法原理如下:用定量配制的重鉻酸鉀與濃硫酸混合溶液，在加熱的條件下完全氧化有機(jī)質(zhì)中的碳元素，剩余的重鉻酸鉀用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵溶液進(jìn)行滴定，同時(shí)以二氧化硅為添加物作空白試驗(yàn)，根據(jù)氧化前后氧化劑消耗量來計(jì)算有機(jī)碳含量，乘以系數(shù)1.724就得到有機(jī)質(zhì)含量[3]。滴定過程以鄰菲羅啉為指示劑，根據(jù)消耗的重鉻酸鉀數(shù)量計(jì)算有機(jī)碳的含量，同時(shí)根據(jù)有機(jī)質(zhì)中平均的含碳量再推算樣品中的有機(jī)質(zhì)含量。作為一種氧化還原指示劑，鄰菲羅啉易溶于亞鐵溶液中，1個(gè)亞鐵離子與3個(gè)鄰菲羅啉分子形成深紅色的鄰菲羅啉亞鐵鉻離子，當(dāng)遇上強(qiáng)氧化劑時(shí)就變成淡藍(lán)色的正鐵絡(luò)合物。整個(gè)滴定過程中指示劑的顏色變色如下:滴定初期以重鉻酸鉀的橙色為主，隨著滴定進(jìn)行指示劑在氧化條件下呈淡藍(lán)色，同時(shí)被重鉻酸鉀的橙紅色掩蓋，滴定過程中逐漸顯出綠色，當(dāng)接近滴定終點(diǎn)時(shí)溶液變成灰綠色，也就是綠色剛出現(xiàn)而不消失，當(dāng)亞鐵離子滴定過量后，溶液就被染成棕紅色，這就表示已經(jīng)達(dá)到滴定終點(diǎn)[4]。

該方法是利用返滴定法測定有機(jī)質(zhì)的含量，所以保證有機(jī)肥料中的有機(jī)碳完全被氧化是檢測結(jié)果準(zhǔn)確的必要條件。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，在加熱氧化過程中每隔5min就要搖動(dòng)三角瓶一次。特別是，加有樣品和重鉻酸鉀標(biāo)液的三角瓶，要勤搖動(dòng)，保證有機(jī)碳完全被氧化。另外，用于滴定標(biāo)液所用的硫酸亞鐵標(biāo)液必須現(xiàn)用現(xiàn)配，這是由于二價(jià)鐵離子不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)鐵離子。最后，有經(jīng)驗(yàn)者可以通過空白試樣和滴定試樣在滴定中所用的標(biāo)液用量進(jìn)行判斷有機(jī)碳的氧化程度。一般情況下，滴定試樣的標(biāo)液用量如果不到空白試驗(yàn)所用的1/3時(shí)，可以判斷有機(jī)碳氧化不完全，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)測定結(jié)果偏低。這時(shí)應(yīng)該減少樣品稱樣量，重新進(jìn)行測定[5]。

2 檢測的注意事項(xiàng)

2.1 準(zhǔn)確添加重鉻酸鉀溶液

重鉻酸鉀溶液是有機(jī)質(zhì)含量測定時(shí)使用的主要溶液，由于其濃度較大，導(dǎo)致黏滯性明顯。在測定平行樣品時(shí)，即使加入的溶液量相差一滴，也會(huì)極大的影響平行樣品結(jié)果。所以，準(zhǔn)確吸取重鉻酸鉀溶液的量就是非常重要的事情。操作時(shí)，利用胖肚移液管加入，滴加速度要緩慢，必須保證溶液完全流出后，再移出移液管[6]。

2.2 樣本的前處理工作

將樣品風(fēng)干是檢測有機(jī)肥料樣品前的首要工作。這主要是因?yàn)橛袡C(jī)肥料中含有一定量的還原性物質(zhì)，例如亞鐵離子等。采用重鉻酸鉀法測定時(shí)，還原性物質(zhì)會(huì)消耗一部分重鉻酸鉀，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量的檢測結(jié)果比實(shí)際高。樣品風(fēng)干過程要在陰涼、通風(fēng)的環(huán)境中進(jìn)行，不能直接放在陽光下照射。風(fēng)干后，還要將樣品粉碎，粉碎過程一般使用粉碎機(jī)打碎，但是粉碎機(jī)的旋轉(zhuǎn)時(shí)間不可過長，避免樣品受到機(jī)器高溫的影響改變性狀，從而損失養(yǎng)分。粉碎過程必須完全，避免樣品顆粒過大影響檢測結(jié)果[7]。稱取樣品必須十分精確，一般要用萬分之一的電子天平稱量。筆者實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)干、攪拌研磨過篩樣品的有機(jī)質(zhì)結(jié)果均高于新鮮樣品的測試結(jié)果，而且風(fēng)干、攪拌研磨過篩樣品的有機(jī)質(zhì)，其平行測定結(jié)果的絕對(duì)差值在0.2%以內(nèi)，而新鮮樣品平行測定結(jié)果的絕對(duì)差值達(dá)到1%，已經(jīng)超出標(biāo)準(zhǔn)要求范圍[8-9]。

2.3 水浴環(huán)節(jié)應(yīng)注意問題

水浴是檢測中的重要一環(huán)，該步驟需在高溫條件下開展。標(biāo)準(zhǔn)要求水浴試樣必須保持在沸騰的狀態(tài)中，同時(shí)嚴(yán)格控制水浴時(shí)間，要求在水浴條件下進(jìn)行30min，既不能為了省時(shí)間而縮短，也不能刻意延長水浴時(shí)間，以保證能夠完全地氧化有機(jī)碳。另外在水浴時(shí)還要定時(shí)搖動(dòng)容量瓶，保證溶液充分混合。水浴完成后仔細(xì)觀察樣品顏色，如果溶液的顏色主要為綠色時(shí)，表明重鉻酸鉀的用量較小，未達(dá)到規(guī)定量，需進(jìn)一步加大。

2.4 滴定時(shí)應(yīng)注意問題

嚴(yán)格按照規(guī)定流程進(jìn)行滴定。使用滴定管前應(yīng)先排出膠頭處的氣泡，避免其對(duì)滴定數(shù)值的影響。硫酸亞鐵溶液添加到滴定管中后，應(yīng)在20s后進(jìn)行讀數(shù)，以保證讀數(shù)的準(zhǔn)確性。在滴定過程中，應(yīng)堅(jiān)持“滿滴快搖”的原則，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確滴定。讀數(shù)時(shí)眼睛應(yīng)平視彎月面下緣最低點(diǎn)處，不得俯視或仰視讀數(shù)[10]。

2.5 氯離子的影響

當(dāng)肥料中存在氯離子時(shí)，滴定時(shí)也可被重鉻酸鉀氧化，所以氯離子的存在可導(dǎo)致最終檢測結(jié)果偏高。如果存在這種情況，可考慮向試樣中加入約0.1 g的硫酸銀，以消除氯離子的干擾。

3 結(jié)語

檢測有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)含量時(shí)，NY 525-2012是目前最常使用的標(biāo)準(zhǔn)，該方法采用重鉻酸鉀返滴定法進(jìn)行檢測，檢測方法方便快捷。在實(shí)際操作過程中，應(yīng)做好樣品前處理、精確加入重鉻酸鉀溶液量、注意水浴時(shí)間和溫度等工作，以保證獲得準(zhǔn)確可靠的檢測結(jié)果。