复合肥料中钾含量的测定-编制说明

一、工作简况

1任务来源

《复合肥料中钾含量的测定》国家标准修订计划由国家标准化管理委员会于

2022年12月13日以国标委发[2022]39号文“关于下达2020年第三批推荐性国

家标准计划及相关外文版计划的通知”下达，计划编号为20221107-T-606。由上

海化工院检测有限公司、黑龙江省质量监督检测研究院、上海化工研究院有限公

司、江苏华昌化工股份有限公司、国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司等单位共同

负责制订，本文件由全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会磷复肥分技术委员

会（SAC/TC105/SC3）归口。

2标准研究背景

钾元素作为农作物必需的三大主要营养元素之一，对农作物的产量提升和品

质改善起着关键性作用，因此肥料中钾含量测定的准确性与时效性对肥料的生产、

销售、监管有着至关重要的意义。对于复合肥中钾含量的测定，目前我国国家标

准的仲裁法为GB/T8574-2010中的煮沸提取-重量法，该方法通过加水煮沸30

分钟后提取肥料中的钾，再通过四苯硼酸钾重量法进行测定，该方法仪器设备成

本较低，结果准确，但操作繁琐、实验周期长。

近年来新兴的一种钾含量快速测定方法为超声提取-等离子体发射光谱法

（ICP-OES法），该方法在提取方面，使用了超声提取，避免了传统法中加水煮沸

30分钟的操作步骤，不但省时省力、节约能源，同时也避免了由于溶液转移可能

带来的损耗和交叉污染。在检测方面，ICP-OES法具有操作简便快捷的优点，同

时试验过程中无需使用有机沉淀剂，无需使用烘箱长时间高温加热，更加节能环

保。

目前我国的肥料标准中，仅有NY/T2540-2014提出了ICP-OES法以供选择，

但标准中并未给出具体的仪器条件，仍需实验人员自主优化。ICP-OES的常用观

察模式包括水平和垂直观测两种，水平观测的检测灵敏度高，检出限低，但相对

的该模式所受到的基体干扰也较大。垂直观测是指采用垂直放置的ICP光谱仪炬

1

管，使“火焰”气流方向与采光光路方向垂直，与水平观测相比，垂直观测虽然

灵敏度有所不及，但其在复杂基体下干扰小，具有更宽的线性范围。因此，垂直

观测模式能够覆盖浓度更高的样品溶液，以减小测定时的稀释倍数，非常适合肥

料中钾含量的测定。

3主要工作过程

《复合肥料中钾含量的测定》国家标准的修订计划下达后，上海化工院检测

有限公司筹建标准起草小组，起草小组由上海化工院检测有限公司、黑龙江省质

量监督检测研究院、上海化工研究院有限公司、江苏华昌化工股份有限公司等单

位共同组成。

标准主要起草人包括：黄河清、高文君、牛彦超、段路路等人。其中，黄河

清作为主要负责人，统筹标准制定全过程及起草工作；黄河清、高文君、牛彦超、

段路路等参与技术讨论；黄河清承担协调工作。

本文件的主要制定过程如下：

2023年1月~4月，标准起草小组开展了市场调研、资料查阅、样品收集等

工作，并对电感耦合发射光谱法测定钾含量的方法进行了方法开发和方法验证工

作。在此基础上，于2023年4月完成了本文件的征求意见稿和编制说明的编写。

二、标准编制原则、主要内容及其确定依据

标准编制遵循“先进性，实用性，统一性，规范性”的原则，按照GB/T1.1-

2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》和GB/T20001.4-

2015《标准编写规则第4部分：试验方法标准》进行编制。

起草小组在充分收集、认真研究相关标准及资料的基础上，结合本实验室的

条研究确立了一种超声提取-ICP-OES法测定复合肥料中钾含量的方法，分别使

用新方法和国家标准GB/T8574-2010《复混肥料中钾含量的测定》中的传统方

法（加热煮沸-四苯硼酸钾重量法），对钾成分标准物质以及10种不同钾含量、

不同基础肥料的复合肥料样品进行测定。t检验结果表明超声提取与传统煮沸提

取的提取结果无显著性差异；电感耦合等离子体发射光谱法与传统重量法的测定

结果无显著性差异，并对该方法进行回收率和重复性实验均符合要求。

本文件规定了复合肥料中钾含量的提取和测定方法。用加热煮沸或超声提取

2

复合肥料中的钾后，采用四苯硼酸钾重量法、等离子体发射光谱法或自动分析仪

测定法测定钾的含量。以加热煮沸提取后重量法测定为仲裁法。

三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、

社会效益和生态效益

1试验样品

研究共选用了硫酸钾中钾成分标准物质（钾含量44.80%，中国计量科学研究

院）以及10种不同钾含量、不同基础肥料的复合肥料样品，样品信息详见表1。

样品均迅速研磨至全部通过0.50mm孔径试验筛。钾成分标准物质使用前于120℃

烘2小时，干燥冷却后备用。

表1样品信息

氮磷钾质量比

样品编号基础肥料

（N-P2O5-K2O）

1磷铵、硫酸钾、硫酸铵、硝酸磷15-15-15

2磷酸一铵、氯化钾、氯化铵15-13-12

3尿素粉、磷酸二铵粉、硫酸钾17-17-17

4硝酸钾、硫酸铵、工业磷酸一铵、硫酸钾12-8-22

5尿素、硫酸钾、磷酸一铵、硫酸铵、碳酸氢铵、活化腐植酸16-9-18

6尿素、磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、硫酸铵23-12-5

7尿素、磷酸一铵、磷酸二氢钾、氯化钾25-13-7

8尿素、磷酸一铵、硫酸钾15-6-22

9硝酸铵、磷酸一铵、氯化钾18-5-8

10尿素、氯化铵、肥料级磷酸氢钙、磷酸一铵、氯化钾22-7-6

2提取方法的选择

超声波清洗仪工作频率53kHz，功率350W，超声温度50℃，分别使用超声

提取法超声8min、20min，以及加热煮沸法提取10个复合肥料的钾，使用四苯

硼酸钾重量法对所得的提取溶液进行测定，每个样品进行2次平行测定。测定结

果详见表2。

表2不同提取方法的测定结果

超声8min超声20min加热煮沸

样品超声8min-超声20min-

K2O含平均绝对差K2O含平均绝对差K2O含平均相对偏

编号加热煮沸加热煮沸

量，%值，%值量，%值，%值量，%值，%差

3

14.9714.7014.62

114.870.2014.850.3014.610.020.260.24

14.7715.0014.60

15.6415.6815.88

215.650.0215.630.1015.800.17-0.15-0.17

15.6615.5815.71

16.0215.9616.06

316.030.0115.980.0416.080.04-0.05-0.10

16.0316.0016.10

21.6621.4921.61

421.640.0421.540.0921.670.12-0.03-0.14

21.6221.5821.73

16.7116.7217.01

516.700.0316.730.0216.960.11-0.26-0.23

16.6816.7416.90

4.644.604.60

64.670.064.620.034.610.020.060.00

4.704.634.62

7.987.968.10

78.010.067.960.008.080.04-0.07-0.12

8.047.968.06

26.8026.6826.91

826.780.0326.690.0227.040.26-0.26-0.35

26.7726.7027.17

8.038.018.05

98.060.058.000.038.060.020.00-0.07

8.087.988.07

6.516.426.37

106.550.086.390.066.400.060.15-0.01

6.596.366.43

将上述10个样品作为研究对象，应用t检验法分别研究8min超声提取与加

热煮沸、20min超声与加热煮沸对复合肥料中钾含量的测定结果是否存在显著性

差异。

t检验法检验步骤：①选择检验的显著性水平；②计算相当于n个差值的平

（)

均值=和标准偏差；③查找自由度为𝛼𝛼n-1的；④计算u=；

𝑎𝑎𝑏𝑏𝑑𝑑

∑𝑥𝑥−𝑥𝑥𝛼𝛼𝛼𝛼𝑆𝑆

⑤如果𝑥𝑥𝑑𝑑||＞u10，则认为2种方法的测定值存在显著性差异，否则认为没有显著性𝑆𝑆𝑑𝑑𝑡𝑡1−2𝑡𝑡1−2√𝑛𝑛

差异。𝑥𝑥𝑑𝑑

选择检验的显著性水平α为0.05，当自由度为9时，t0.975=2.262，通过计算，

8min超声提取与加热煮沸t检验的||=0.036，u=0.119；20min超声提取与加热

煮沸t检验的||=0.094，u=0.112，说明𝑥𝑥𝑑𝑑8min超声以及20min超声提取与传统

加热煮沸提取的测定结果均没有显著性差异，𝑥𝑥𝑑𝑑超声提取法的提取效果与传统加热

煮沸法一致。同时，20分钟超声提取的钾含量测定结果并未明显高于8分钟超

4

声提取，因此认为增加超声时间并不会进一步提高提取效率。

由测试结果可知，超声提取2次平行测定的平行性良好，且平行测定的绝对

差值均小于GB/T8574中的允许差要求。

综上，最终选取超声时间较短的8min作为本方法的提取时间。

3仪器条件的选择

3.1输出功率与波长的选择

使用1.3.1.2中提取方法分别处理1号、2号样品以及钾成分标准物质，使用

ICP-OES法及重量法对样品溶液进行了测定。测定过程中分别选用了3种输出功

率以及2种发射波长，各条件的标准曲线线性回归决定系数R²详见表3，测定结

果、重量法与ICP法测定结果差值以及标准物质回收率详见表4。

表3不同仪器条件决定系数

输出功率，W发射波长，nm线性回归决定系数

766.490R²=0.99974

950

769.896R²=0.99908

766.490R²=0.99999

1150

769.896R²=0.99983

766.490R²=0.99988

1350

769.896R²=0.99943

表4不同仪器条件测定结果

1号2号钾成分标准物质

输出功发射波长，

重量法-ICP重量法-ICP

率，Wnm钾含量，%钾含量，%钾含量，%回收率，%

法，%法，%

766.49013.591.3814.271.3751.9396.18

950

769.89613.961.0114.660.9851.4495.28

766.49014.970.0015.85-0.2153.6399.33

1150

769.89613.881.0914.810.8352.4197.07

766.49013.521.4514.261.3852.0796.44

1350

769.89613.831.1414.501.1450.9194.30

由结构可知：输出功率为1150W，发射波长为766.490nm时线性回归的决定

系数最接近于1。同时，在该仪器条件下，钾成分标准物质的回收率最好，为

99.33%，测定结果与传统重量法的测定结果也最接近。因此，选取输出功率

5

1150W，发射波长766.490nm作为本方法的仪器条件。

3.2内标法测定的研究

在方法开发过程中，尝试使用钇标准溶液（5mg/L）作为内标，通过蠕动泵以

及内标混合器在线加内标将溶液导入电感耦合等离子体发射光谱仪中进行测定。

使用超声提取分别了处理了表1中的10种复合肥料样品，使用内标法对样品溶

液进行了测定，发现相较于标准溶液及其他样品，2号样品多次进样测得的内标

溶液强度明显偏低，且并不稳定，导致2号样品的测定结果较重量法偏高较多，

且多次进样测定结果相对偏差较大。这一现象可能是由于2号样品溶液中存在某

种未知基质，导致内标溶液的响应不稳定，因此认为内标法无法适用于所有复合

肥料样品，ICP-OES测定复合肥料中钾含量时不应使用内标法。

4方法验证

为了进一步验证方法的准确性、精密度以及适用性，对10种不同基础肥料、

不同钾含量的复合肥料进行了进一步的测定。

4.1ICP-OES方法与重量法结果比较

使用超声提取分别了处理了表1中的10种复合肥料样品，并分别使用重量

法与ICP-OES法对样品溶液进行测定，测定结果详见表5。

表510种复合肥料样品测定结果

样品钾含量，%重量法-ICP

编号ICP法重量法法，%

114.9714.970.00

215.8515.64-0.21

315.8816.020.14

421.1721.660.49

516.7916.71-0.08

64.534.640.11

78.117.98-0.13

826.5626.800.24

98.148.03-0.11

106.446.510.07

由表5可知，使用两种方法测定10种复合肥料样品，两种方法测定值的绝

对差值在0.49%~0.00%之间。将上述10个样品作为研究对象，应用t检验法研

6

究ICP法与重量法对复合肥料中钾含量的测定结果是否存在显著性差异。选择

检验的显著性水平α为0.05，当自由度为9时，t0.975=2.262，通过计算，||

=0.052，u=0.148，说明两种方法的测定结果没有显著性差异。说明该方法准确性𝑥𝑥𝑑𝑑

高，且适用于不同基础肥料、不同钾含量的各类复合肥料。

4.2方法回收率

使用超声提取-ICP-OES法对钾成分标准物质（钾含量44.80%）进行测定，

回收率为99.33%。

4.3方法精密度

使用超声提取-ICP-OES法对2号样品进行测定6次平行测定，测定结果分

别为15.85%、15.63%、15.98%、15.63%、15.88%、15.80%，六次测定的相对标

准偏差为0.89%。

综上所述，超声提取与传统煮沸提取的提取结果无显著性差异；ICP法与传

统重量法的测定结果也无显著性差异。超声提取-ICP-OES法的钾成分标准物质

回收率为99.33%，6次平行测定的相对标准偏差为0.89%，该方法方便快捷、准

确度高、精密度高、适用性广，能够大大缩短检测时间，非常适用于大量样品的

批量分析。另一方面，新方法与传统方法相比能够避免有机试剂的使用，减少因

高温煮沸、烘干所造成的能源消耗，更加节能环保。

四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况

本文件中选用的肥料中钾含量测定方法分别为最为传统、准确的四苯基硼酸

钾重量法，以及更为方便、快捷的等离子体发射光谱法（ICP-OES法）。

肥料中钾含量的测定的国际标准为ISO17319：2015《肥料和土壤调节剂-

水溶性钾含量的测定-四苯基硼酸钾重量法》，欧盟标准为EN15477：2009《肥

料-水溶性钾含量的测定》，二者均为四苯基硼酸钾重量法。美国分析化学家协

会（AOAC）官方方法中用于肥料中钾含量测定的方法包括火焰光度法（AOAC

955.06、AOAC971.01）、四苯硼钠容量法（AOAC969.04）、ICP-OES法（AOAC

2015.18-2015）。综上，本标准达到国际先进水平。

五、以国际标准为基础的起草情况，以及是否合规引用或者采用国际

7

国外标准，并说明未采用国际标准的原因

国际标准中未见ICP法测定肥料中钾含量的方法，本文件中的重量法操作

步骤与ISO17319：2015中基本一致。

六、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

与有关的现行法律、法规和强制性国家标准无冲突。

七、重大分歧意见的处理经过和依据

无。

八、涉及专利的有关说明

无。

九、实施国家标准的要求，以及组织措施、技术措施、过渡期和实施

日期的建议等措施建议

本文件为推荐性的检测方法标准，建议发布后6个月实施。标委会和负责起

草单位将以组织质检人员培训班、行业论坛/会议等场合线上线下相结合的宣贯

方式组织宣贯。

十、其他应予说明的事项

无。

标准起草小组

2023年4月

8

一、工作简况

1任务来源

《复合肥料中钾含量的测定》国家标准修订计划由国家标准化管理委员会于

2022年12月13日以国标委发[2022]39号文“关于下达2020年第三批推荐性国

家标准计划及相关外文版计划的通知”下达，计划编号为20221107-T-606。由上

海化工院检测有限公司、黑龙江省质量监督检测研究院、上海化工研究院有限公

司、江苏华昌化工股份有限公司、国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司等单位共同

负责制订，本文件由全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会磷复肥分技术委员

会（SAC/TC105/SC3）归口。

2标准研究背景

钾元素作为农作物必需的三大主要营养元素之一，对农作物的产量提升和品

质改善起着关键性作用，因此肥料中钾含量测定的准确性与时效性对肥料的生产、

销售、监管有着至关重要的意义。对于复合肥中钾含量的测定，目前我国国家标

准的仲裁法为GB/T8574-2010中的煮沸提取-重量法，该方法通过加水煮沸30

分钟后提取肥料中的钾，再通过四苯硼酸钾重量法进行测定，该方法仪器设备成

本较低，结果准确，但操作繁琐、实验周期长。

近年来新兴的一种钾含量快速测定方法为超声提取-等离子体发射光谱法

（ICP-OES法），该方法在提取方面，使用了超声提取，避免了传统法中加水煮沸

30分钟的操作步骤，不但省时省力、节约能源，同时也避免了由于溶液转移可能

带来的损耗和交叉污染。在检测方面，ICP-OES法具有操作简便快捷的优点，同

时试验过程中无需使用有机沉淀剂，无需使用烘箱长时间高温加热，更加节能环

保。

目前我国的肥料标准中，仅有NY/T2540-2014提出了ICP-OES法以供选择，

但标准中并未给出具体的仪器条件，仍需实验人员自主优化。ICP-OES的常用观

察模式包括水平和垂直观测两种，水平观测的检测灵敏度高，检出限低，但相对

的该模式所受到的基体干扰也较大。垂直观测是指采用垂直放置的ICP光谱仪炬

1

管，使“火焰”气流方向与采光光路方向垂直，与水平观测相比，垂直观测虽然

灵敏度有所不及，但其在复杂基体下干扰小，具有更宽的线性范围。因此，垂直

观测模式能够覆盖浓度更高的样品溶液，以减小测定时的稀释倍数，非常适合肥

料中钾含量的测定。

3主要工作过程

《复合肥料中钾含量的测定》国家标准的修订计划下达后，上海化工院检测

有限公司筹建标准起草小组，起草小组由上海化工院检测有限公司、黑龙江省质

量监督检测研究院、上海化工研究院有限公司、江苏华昌化工股份有限公司等单

位共同组成。

标准主要起草人包括：黄河清、高文君、牛彦超、段路路等人。其中，黄河

清作为主要负责人，统筹标准制定全过程及起草工作；黄河清、高文君、牛彦超、

段路路等参与技术讨论；黄河清承担协调工作。

本文件的主要制定过程如下：

2023年1月~4月，标准起草小组开展了市场调研、资料查阅、样品收集等

工作，并对电感耦合发射光谱法测定钾含量的方法进行了方法开发和方法验证工

作。在此基础上，于2023年4月完成了本文件的征求意见稿和编制说明的编写。

二、标准编制原则、主要内容及其确定依据

标准编制遵循“先进性，实用性，统一性，规范性”的原则，按照GB/T1.1-

2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》和GB/T20001.4-

2015《标准编写规则第4部分：试验方法标准》进行编制。

起草小组在充分收集、认真研究相关标准及资料的基础上，结合本实验室的

条研究确立了一种超声提取-ICP-OES法测定复合肥料中钾含量的方法，分别使

用新方法和国家标准GB/T8574-2010《复混肥料中钾含量的测定》中的传统方

法（加热煮沸-四苯硼酸钾重量法），对钾成分标准物质以及10种不同钾含量、

不同基础肥料的复合肥料样品进行测定。t检验结果表明超声提取与传统煮沸提

取的提取结果无显著性差异；电感耦合等离子体发射光谱法与传统重量法的测定

结果无显著性差异，并对该方法进行回收率和重复性实验均符合要求。

本文件规定了复合肥料中钾含量的提取和测定方法。用加热煮沸或超声提取

2

复合肥料中的钾后，采用四苯硼酸钾重量法、等离子体发射光谱法或自动分析仪

测定法测定钾的含量。以加热煮沸提取后重量法测定为仲裁法。

三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、

社会效益和生态效益

1试验样品

研究共选用了硫酸钾中钾成分标准物质（钾含量44.80%，中国计量科学研究

院）以及10种不同钾含量、不同基础肥料的复合肥料样品，样品信息详见表1。

样品均迅速研磨至全部通过0.50mm孔径试验筛。钾成分标准物质使用前于120℃

烘2小时，干燥冷却后备用。

表1样品信息

氮磷钾质量比

样品编号基础肥料

（N-P2O5-K2O）

1磷铵、硫酸钾、硫酸铵、硝酸磷15-15-15

2磷酸一铵、氯化钾、氯化铵15-13-12

3尿素粉、磷酸二铵粉、硫酸钾17-17-17

4硝酸钾、硫酸铵、工业磷酸一铵、硫酸钾12-8-22

5尿素、硫酸钾、磷酸一铵、硫酸铵、碳酸氢铵、活化腐植酸16-9-18

6尿素、磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、硫酸铵23-12-5

7尿素、磷酸一铵、磷酸二氢钾、氯化钾25-13-7

8尿素、磷酸一铵、硫酸钾15-6-22

9硝酸铵、磷酸一铵、氯化钾18-5-8

10尿素、氯化铵、肥料级磷酸氢钙、磷酸一铵、氯化钾22-7-6

2提取方法的选择

超声波清洗仪工作频率53kHz，功率350W，超声温度50℃，分别使用超声

提取法超声8min、20min，以及加热煮沸法提取10个复合肥料的钾，使用四苯

硼酸钾重量法对所得的提取溶液进行测定，每个样品进行2次平行测定。测定结

果详见表2。

表2不同提取方法的测定结果

超声8min超声20min加热煮沸

样品超声8min-超声20min-

K2O含平均绝对差K2O含平均绝对差K2O含平均相对偏

编号加热煮沸加热煮沸

量，%值，%值量，%值，%值量，%值，%差

3

14.9714.7014.62

114.870.2014.850.3014.610.020.260.24

14.7715.0014.60

15.6415.6815.88

215.650.0215.630.1015.800.17-0.15-0.17

15.6615.5815.71

16.0215.9616.06

316.030.0115.980.0416.080.04-0.05-0.10

16.0316.0016.10

21.6621.4921.61

421.640.0421.540.0921.670.12-0.03-0.14

21.6221.5821.73

16.7116.7217.01

516.700.0316.730.0216.960.11-0.26-0.23

16.6816.7416.90

4.644.604.60

64.670.064.620.034.610.020.060.00

4.704.634.62

7.987.968.10

78.010.067.960.008.080.04-0.07-0.12

8.047.968.06

26.8026.6826.91

826.780.0326.690.0227.040.26-0.26-0.35

26.7726.7027.17

8.038.018.05

98.060.058.000.038.060.020.00-0.07

8.087.988.07

6.516.426.37

106.550.086.390.066.400.060.15-0.01

6.596.366.43

将上述10个样品作为研究对象，应用t检验法分别研究8min超声提取与加

热煮沸、20min超声与加热煮沸对复合肥料中钾含量的测定结果是否存在显著性

差异。

t检验法检验步骤：①选择检验的显著性水平；②计算相当于n个差值的平

（)

均值=和标准偏差；③查找自由度为𝛼𝛼n-1的；④计算u=；

𝑎𝑎𝑏𝑏𝑑𝑑

∑𝑥𝑥−𝑥𝑥𝛼𝛼𝛼𝛼𝑆𝑆

⑤如果𝑥𝑥𝑑𝑑||＞u10，则认为2种方法的测定值存在显著性差异，否则认为没有显著性𝑆𝑆𝑑𝑑𝑡𝑡1−2𝑡𝑡1−2√𝑛𝑛

差异。𝑥𝑥𝑑𝑑

选择检验的显著性水平