有機(jī)肥料中腐殖質(zhì)測(cè)試方法研究

郭力莉，云塔娜，閆明月，米帥帥

（元泰豐（包頭）生物科技有限公司，內(nèi)蒙古包頭 014199）

30 余年的化肥使用已使耕地土壤變得非常貧瘠，土壤微生物數(shù)量減少，有機(jī)質(zhì)下降，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)變差，失去保水保肥能力。為改變土壤現(xiàn)狀，國(guó)家出臺(tái)政策，號(hào)召化肥減量和有機(jī)肥替代化肥，土壤改良已成為農(nóng)業(yè)的迫切需要。在有機(jī)肥市場(chǎng)中，有機(jī)質(zhì)含量是判斷有機(jī)肥品質(zhì)的重要指標(biāo)，是反映土壤品質(zhì)的重要依據(jù)，但在實(shí)際土壤中使黏土疏松，使砂土黏結(jié)的主要物質(zhì)是有機(jī)質(zhì)的主要成分——腐殖質(zhì)，因此，腐殖質(zhì)含量測(cè)試成為確定有機(jī)質(zhì)含量的重要依據(jù)，但目前有機(jī)肥料中腐殖質(zhì)含量的測(cè)試還沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本研究采用羊糞有機(jī)肥（屬畜禽糞便發(fā)酵生產(chǎn)的有機(jī)肥類）和元泰豐有機(jī)肥（屬褐煤基有機(jī)肥類），對(duì)稱樣量、試劑用量及分取比例進(jìn)行試驗(yàn)，最終確定樣品稱樣量范圍、試劑加入量，實(shí)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定的目的。

1 材料與方法

1.1 方法

試驗(yàn)樣品在硫酸和過(guò)量的重鉻酸鉀溶液中，通過(guò)共熱使其中碳類物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣中過(guò)量的重鉻酸鉀，計(jì)算腐殖質(zhì)含量。

1.2 試驗(yàn)儀器

（1）天平：精度0.0001g；（2）電砂浴鍋；可控溫度范圍200～300℃；（3）磨口錐形瓶：250mL；（4）磨口空氣冷凝管：長(zhǎng)約20cm，下端有傾斜口。

1.3 試驗(yàn)試劑和材料

1.3.1 重鉻酸鉀-硫酸溶液（濃度0.4mol/L）。配制方法：稱取重鉻酸鉀（分析純）39.23g，置于3L 燒杯中，準(zhǔn)確加入1000mL 蒸餾水，將燒杯置于冷水盆內(nèi)；另取1L濃硫酸（濃度為18.4mol/L），延杯壁緩慢倒入配好的重鉻酸鉀水溶液中，迅速順時(shí)針攪動(dòng)至混合均勻、冷卻。

1.3.2 鄰菲啰啉指示劑。配制方法：取1 只150mL 的燒杯，加入100mL 蒸餾水和0.7g 硫酸亞鐵（分析純），攪拌至完全溶解，稱1.490g 鄰菲啰啉加入上述溶液中，攪拌至完全溶解，將此溶液保存于棕色瓶中備用。

1.3.3 硫酸銀。分析純，研磨成細(xì)粉。

1.3.4 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度0.2000mol/L）。配制方法：將重鉻酸鉀工作基準(zhǔn)試劑置于130℃烘1.5h，冷卻后進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，確定其恒重。稱取9.807g 加水溶解，然后轉(zhuǎn)移至1L 容量瓶?jī)?nèi)，定容。

1.3.5 硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度0.2mol/L）。配制方法：稱56g 硫酸亞鐵（分析純），溶置于燒杯中，兌水約800mL，攪拌至完全溶解，向燒杯中加入20mL 濃硫酸（濃度為18.4mol/L），邊加邊攪拌，兌水定容至1L，攪拌均勻后貯存于棕色瓶?jī)?nèi)，在瓶中放入1 根約8cm 長(zhǎng)的鋁絲，以使溶液穩(wěn)定，每次使用前需先確定溶液濃度。

1.3.6 硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定方法。吸取濃度為0.2000mol/L 的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液25mL，置于250mL錐形瓶中，加入3mL 濃硫酸（濃度為18.4mol/L），不斷搖動(dòng)錐形瓶，冷卻至常溫后，滴加4 滴鄰菲啰啉指示劑，用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量，計(jì)算其濃度。

計(jì)算公式為：c2=c1V1/V2

式中：c2——硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L）；c1——重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L）；V1——吸取的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）;V2——試樣消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）。

1.4 樣品制備

將試驗(yàn)置于托盤(pán)中，平鋪后于通風(fēng)良好處，經(jīng)自然風(fēng)干，充分混勻，用研磨機(jī)磨至全部通過(guò)0.2mm 篩，裝入磨口瓶中備用。

1.5 測(cè)試步驟

（1）稱取0.05g～0.2g 上述制備樣品，精確至0.0001g，于250mL 磨口錐形瓶中，加入0.1g 硫酸銀，加入50mL 重鉻酸鉀—硫酸溶液（濃度為0.4mol/L），搖勻。（2）將簡(jiǎn)易空氣冷凝管置于盛有試樣的錐形瓶上，連接緊密，移置已預(yù)熱至230℃的電砂浴鍋上加熱。當(dāng)冷凝液落下第一滴時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，5±0.5min 為宜，多個(gè)樣品同時(shí)消煮時(shí)，應(yīng)按冷凝液滴落時(shí)間分別計(jì)時(shí)。（3）將錐形瓶從電砂浴鍋上取下后需等待其冷卻，然后用水從空氣冷凝管上端沖洗冷凝管內(nèi)壁，將冷凝管取下后沖洗磨口處處壁，洗液流入原錐形瓶?jī)?nèi)。將溶液轉(zhuǎn)移至250mL 容量瓶，兌水稀釋，冷卻后定容，混合均勻。（4）移取50mL（5.3）制備液，加入4 滴鄰菲啰啉指示劑，用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液變?yōu)樽丶t色即達(dá)到滴定終點(diǎn)。滴定試樣所用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積數(shù)小于空白消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液體積數(shù)的1/3 時(shí)，應(yīng)增大分取倍數(shù)，重新測(cè)定。（5）每次測(cè)定時(shí)須同時(shí)做不少于2 個(gè)空白，以水為空白，其他步驟與試樣測(cè)定相同。計(jì)算時(shí)取空白消耗硫酸亞鐵標(biāo)液體積的平均值。

1.6 腐殖質(zhì)總量計(jì)算

腐殖質(zhì)總量X 以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，數(shù)值以g/kg 表示，按下式計(jì)算：

式中：V0——空白消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）；V——試驗(yàn)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）；c——標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L）；D——分取倍數(shù)，250/50；m——試樣的質(zhì)量（g）；0.003——1/4 碳原子的毫摩爾質(zhì)量（g/moL）。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品質(zhì)量與硫酸-重鉻酸鉀溶液加入量的確定。

由表1 可知，稱取0.10g、0.20g 樣品時(shí)，加入硫酸—重鉻酸鉀不能實(shí)現(xiàn)樣品完全氧化。選擇0.05g 稱樣量，加放50mL 硫酸－重鉻酸鉀溶液氧化較適合。

表1 重量與硫酸-重鉻酸鉀溶液加入量

2.2 0.05g 樣品用50mL 硫酸－重鉻酸鉀氧化，分取倍數(shù)確定。

由表2 可知，3 種分取比例滿足測(cè)試要求。從試驗(yàn)終點(diǎn)穩(wěn)定性判斷，分取5 倍時(shí)，滴定終點(diǎn)穩(wěn)定，且消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積相對(duì)較大，可減少試驗(yàn)誤差，樣品消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積數(shù)滿足測(cè)試要求，表明此比例為最佳試驗(yàn)比例。

表2 硫酸-重鉻酸鉀用量與分取倍數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)

2.3 硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定原始數(shù)據(jù)（見(jiàn)表3）

表3 硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定原始記錄

2.4 測(cè)試結(jié)果及精密度驗(yàn)證（見(jiàn)表4）

表4 測(cè)試結(jié)果及精密度驗(yàn)證

3 結(jié)論

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)摸索，該條件下具有較好的精密度，能夠滿足測(cè)試要求；同時(shí)具有測(cè)試速度快，操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，適用于產(chǎn)品質(zhì)量控制。