自动定氮仪碱解蒸馏法测定土壤中水解性氮含量

1、 自动定氮仪碱解蒸馏法测定土壤中水解性氮含量孙又宁 , 保万魁 , 余梅玲(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 , 北京 100081摘 要 :介绍了自动定氮仪碱解蒸馏法测定土壤中水解性氮含量的方法 , 探讨了试验中主要影响因素 。与现行 林业行业标准碱解扩散法相比 , 该方法具有操作简便 、快捷 、干扰小 、精度高 、准确性好的优点 , 特别适合大 批量样品的分析 。 值得在土壤分析工作中参考应用 。 关键词 :土壤 ; 水解性氮 ; 自动定氮仪中图分类号 :S15119+5; S146+12 文献标识码 :A 文章编号 :1673-6257(2007 -0064-03收稿日期 :200

2、6-12-19作者简介 :孙又宁 (1957- , 女 , 北京市人 , 副研究员 , 从事 土壤、 肥料化学分析工作。 土壤水解性氮 , 通常也称土壤有效氮 , 是铵态 氮 、 硝态氮 、 氨基酸 、 总和 。 , 全氮量相比 , 况 , , , 测定土 重大意义 。目前 , 土壤水解性氮的测定方法主要有生物培 养法 、 酸水解法 、碱解扩散法和碱解蒸馏法等 2。 林业行业标准中规定采用碱解扩散法测定 3。 此法 不但操作繁琐 , 检测时间长 , 而且因一些不可避免 的设计缺陷使得结果重现性差 , 甚至错误 。 例如碱 解使用浓度较大的氢氧化钠与吸收液硼酸同在一个容器 (扩散皿 的内外室中

3、, 极易发生相互污染 , 造成结果偏高 ; 玻璃板不能与扩散皿完全密封导致 氨气逸出 , 造成结果偏低 。 而用碱解蒸馏法则能很 好地避免这些问题 , 并能提高检验的准确性和速 度 。1 材料与方法 111 原理土壤样品置于半微量自动定氮仪中 , 用氢氧化 钠和锌 -硫酸亚铁进行还原和水解 , 使硝态氮和其 它易水解氮转化成铵态氮 , 经蒸馏后被定量吸收在 2%的硼酸溶液中 , 控制一定时间或蒸馏体积 。用标准酸进行滴定并计算水解性氮含量 。1c (NaOH =415m ol/L :180, 稀释至 1L 。11212 锌 -硫酸亚铁还原剂 :5010g 磨细并通过 0125mm 筛孔的硫酸亚

4、铁及 1010g 锌粉混匀 , 贮于棕色瓶中 。11213 硫酸标准滴定溶液 c (1/2H 2S O 4=0101m ol/L :用在有效期内的 015m ol/L 硫酸标准溶液稀释配制而成 。11214 甲基红 -溴甲酚绿混合指示剂 :015g 溴甲酚绿及 011g 甲基红于玛瑙研钵中研细 , 溶解于 100m L 无水乙醇中 。11215 硼酸溶液 (H 3BO 3 =20g/L :将 20g 硼酸溶于水中 , 稀释至 1L 。11216 硼酸 -指示剂混合溶液 :每 100m L 硼酸溶液 (见 11215 中 加 入 2m L 混 合 指 示 剂 (见11214 , 并用稀氢氧化钠溶

5、液调至紫红色 (pH =415 。 此溶液应当现用现配 , 常温保存期限不超过一周 。11217 仪器 :自动定氮蒸馏仪 。 11218 250m L 蒸馏管 。 11219 带刻度 250m L 三角瓶 。 113 分析步骤11311 称取细度为 0125mm 的风干土样 2g (精确至 01001g 置于蒸馏管中 , 加入 1g 锌 -硫酸亚铁 还原剂 (当土壤硝态氮含量少可忽略不计时 , 可不 加还原剂 。 同时做空白对照 。11312 接通蒸馏仪器电源 , 打开冷凝水 。开启蒸馏仪开关 , 空蒸清洗管道 3min 。11313 将内盛样品的蒸馏管连接在蒸馏仪上 , 旋46 中国土壤与肥

6、料 2007(5紧接口 。再将盛有 3m L 硼酸 -指示剂混合溶液 (见 11216 的 250m L 三角瓶放在仪器接收瓶座上 。 准确加入 10m L 氢氧化钠溶液 (见 11211 , 开始蒸 馏 , 当接收瓶中蒸馏体积达 100m L 时 , 停止蒸馏 , 取下接收瓶 。11314 用硫酸标准滴定溶液 (见 11213 滴定接受 瓶中氨 , 溶液颜色由浅蓝突变为浅粉色为滴定终 点 。2 结果与分析211 不同氢氧化钠溶液浓度对测定结果的影响 选取红壤 、 黄壤 、 棕壤 、 褐土 、 黑土 5个土壤 样品 , 用现行林业行业标准 LY /T 1229-1999扩散 皿法和碱解蒸馏法进

7、行测定 , 碱解蒸馏法分别选用 112m ol/L 、 10m ol/L水解溶液 ,表 1样品( ( w (N (mg/kg =112m ol/L c (NaOH =1010m ol/L 结果表明 , 由于水解性氮是无机氮与易水解蛋 白质的总和 , 因此氢氧化钠的浓度对其测定结果影 响很大。 氢氧化钠的浓度过低时 , 易水解蛋白质水 解不完全 , 检测结果偏低 ; 氢氧化钠的浓度过高时 , 某些难水解蛋白质发生部分水解 , 导致结果偏高。 212 氢氧化钠溶液浓度的确定扩散皿法在水解的 24h 过程中 , 氢氧化钠的 浓度 (112m ol/L 是恒定的 ; 而碱解蒸馏时 , 由 于蒸馏过程靠

8、热蒸汽驱赶氨 , 蒸馏管中不断有热蒸 馏水进入 , 对起水解作用的氢氧化钠溶液的浓度产 生了稀释作用 。 , 我 , 使用空 4, , 10次测量值表 2 蒸馏出水量试验表 3 氢氧化钠溶液浓度选择试验样品碱解蒸馏法测定值 w (N (mg/kg 310m ol/L 315m ol/L 410m ol/L 415m ol/L 510m ol/L 515m ol/L 610m ol/Lm ol/L 时 , 检验值与行标法测定结果有很好的一致性 。213 蒸馏时间对测定结果的影响选择不同蒸馏时间 :310min 、 315min 、 410min 、 415min 分别对上述样品进行检验 , 数据

9、汇总于表 4。表 4 蒸馏时间对检验结果的影响样品碱解蒸馏法测定值 w (N (mg/kg 310m in 315m in 410m in 415m in 结果显示 , 当蒸馏时间为 315min 时 , 检验结 果与行标扩散皿法测定结果有很好的一致性 。 但检 验时间需要用秒表控制 , 不利于操作 。 观察到此时 锥形瓶中接收溶液的体积恰为约 100m L , 以刻度 接收瓶体积控制蒸馏量有利于操作 。 试验证明 , 蒸 出体积控制在 (100±10 m L 时 (极易观察 , 平 行测定结果能满足现行行标规定的平行测定结果允 许误差的要求 。214 两种方法检验精度比对试验分别使

10、用扩散皿法和碱解蒸馏法对上述 5个土 壤样品进行重复性试验 (n =6 , 统计相对标准偏 差 , 结果列于表 5。结果显示使用碱解蒸馏法检验土壤水解性氮 , 结果重现性好 , 精度高 。相对标准偏差在 019% 5 6中国土壤与肥料 2007(5 113%间 , 远小于扩散皿法 。表 5 检验精度比对试验样品 碱解蒸馏法 w (N (mg/kg 检验值 1检验值 2检验值 3检验值 4检验值 5检验值 6平均值 RS D (% 红壤192102011018310188102001010316215 碱解蒸馏法准确性试验用确定的试验方法对 4个国家标准土样和 6(北京 标准土样进行 6。 检验

11、值 12检验值 4911792139313911292109215921293 结果显示 , 碱解蒸馏法测定土壤水解性氮准确 可靠 , 10组数据检验结果均与标物标准值吻合 。 3 结论在本方法规定的试验条件下 , 用碱解蒸馏法测 定土壤水解性氮含量 , 能够得到与现行行标方法完 全一致的检验结果 。 此方法操作简便 , 快捷 , 干扰 小 , 精度高 , 准确性好 , 尤其适用于大批量样品的检测 , 值得在土壤分析工作中参考应用 。 参考文献 :1 鲍士旦 . 土壤农化分析 (第三版 M.北京 :中国农业出版社 , 2000.2 鲁如坤 . 土壤农业化学分析方法 M.北京 :中国农业科技出版

12、社 , 2000.3 国家林业行业标准 LY /T 1229-1999森林土壤水解性氮的测定 M.北京 :中国标准出版社 , 1999.Determination of hydrolysable nitrogen content containing soils with autom atic determination of nitrogen analyzer S UN Y ou 2ning , BAO Wan 2kui , Y U Mei 2ling (Institute of Agricultural Res ources and Regional Planning , Chinese

13、Academy of A 2gricultural Sciences , Beijing 100081Abstract :This paper introduced the determination method of hydrolysable nitrogen content containing s oils with automatic distilla 2tion system after decom posed distillation by alkali , and discussed the primary factors that could affect the experiment. C om pared with corrent agriculture industry criterion , this method had advantages of sim ple operation , low inter ference , high accuracy , preci 2sion and repe