复合肥料中缩二脲含量的测定-编制说明

一、工作简况

1任务来源

《复合肥料中缩二脲含量的测定》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20221102-T-606。

由国家化肥质量检验检测中心（上海）、上海化工研究院有限公司、贵州省产品

质量监督检验院、上海化工院检测有限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

缩二脲是在尿素生产过程中，经由高温（接近或超过尿素的熔点132oC）下脱

氨产生的不稳定中间体氰酸，进一步与尿素自身反应形成的一系列脲基缩合物的

一种。在尿素熔融法生产复合肥料工艺中，如果反应温度过高且反应时间长，常导

致最终产品中有较高的缩二脲含量。许多研究表明，施于土壤或作物叶面的高浓度

缩二脲将对作物体内氮素的代谢及蛋白的合成造成干扰，从而对作物生长造成抑

制，对作物种子发芽及幼根生长的危害尤为显著。目前尿素及尿素基肥料（包括

脲醛缓释肥料、尿素硝铵溶液、硫包衣尿素、尿基复合/复合肥料等）在全球范围

内日益成为最主要的氮素肥料，由施用上述尿素及尿素基肥料带来的缩二脲杂质

危害作物的问题越来越受到人们的关注。

GB/T22924-2008《复合肥料(复合肥料)中缩二脲含量的测定》中指定了两种

检测方法，一种是基于缩二脲等物质在溶液中与Cu(II)离子形成有色配合物，采

用分光光度法测定。分光光度法测定缩二脲普遍适用于尿素产品，由于复合肥料

成分复杂，测定前必须进行分离提纯，分析步骤较为繁琐，分析时间较长，且干

扰因素多。另一种方法是利用液相色谱法测定，具有操作简单、高效的优点，但

原标准中使用的C18色谱柱在200nm波长下检测含有硝酸根的肥料样品时，由

于硝酸根在该波段有强烈的紫外吸收，导致硝酸根与缩二脲的分离效果不佳，出

1

现硝酸根干扰缩二脲测定的现象，另一方面，C18柱对缩二脲、缩三脲、N,N-亚

甲基二脲等含有酰胺键的脲基缩合物的分离效果也不佳，导致标准的适用性受到

限制。

3主要工作过程

《复合肥料中缩二脲含量的测定》国家标准的修订计划下达后，国家化肥质

量检验检测中心（上海）筹建标准起草小组，起草小组由国家化肥质量检验检测

中心（上海）、上海化工研究院有限公司、贵州省产品质量监督检验院、上海化

工院检测有限公司等单位共同组成。

标准主要起草人包括：黄河清、章明洪、王新慧、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、章明洪、王新慧、

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，并对液相色谱法测定缩二脲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

条研究确立了一种高效液相色谱方法测定肥料中缩二脲含量的方法，该方法具有

较好的精密度与准确度，能够消除原方法中硝酸根对目标物质的干扰。

本文件规定了复合肥料中缩二脲含量测定的试验方法：高效液相色谱法、分

光光度法。以高效液相色谱法为仲裁法。

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

2

方法开发与研制阶段使用的样品种类做到了尽可能覆盖各种固体和液体尿素

基肥料，具体的肥料样品信息见表1。复合肥料样品均迅速研磨至全部通过0.50mm

孔径试验筛。

表1肥料试验样品信息

样品编号肥料类型声明养分级别备注（基础肥料）

1尿素>46.0尿素

2尿素>46.0尿素

3复合肥料15-15-15尿素、磷酸一铵、硫酸铵、氯化钾

4复合肥料25-10-16尿素、磷酸一铵、氯化钾、氯化铵

5复合肥料15-15-15尿素、磷酸一铵、硫酸钾

6复合肥料25-11-10尿素、过磷酸钙、磷酸一铵、硫酸钾

7复合肥料22-9-9尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾

2高效液相色谱分析条件

色谱柱：HYPZRSILAPS2液相柱,250×4.6mm,5μm；

流动相：乙腈/水（V/V）=85/15；

流速：1.0mL/min；

进样量：10μL；

柱温：35℃；

检测波长：195nm。

若试样中含有硝态氮，为快速洗脱硝酸根离子，使用梯度洗脱仪器条件进行分

离。

表2梯度洗脱程序

时间/min乙腈/水（V/V）

0.0085/15

6.5085/15

7.0070/30

20.0070/30

20.5085/15

30.0085/15

3方法验证

3

3.1标准曲线及线性

分别配置缩二脲质量浓度为2.0mg/L、10.0mg/L、20.0mg/L、60.0mg/L、100.0

mg/L的缩二脲系列标准溶液，使用分别进样分析并使用最小二乘法拟合，标准曲

线线性回归决定系数R²为0.9995。

图1缩二脲工作标准溶液标准曲线

3.2液相色谱-质谱联用-样品组分分析

为确认液相色谱对缩二脲、尿素及其他脲基缩合物的分离结果，采用液相色谱

-质谱联用仪分析作为参考物质的分析纯缩二脲及部分样品。图3中a)为作为参考

物质的分析纯缩二脲（>97%,CAS108-19-0,AlfaAesar）；b)为1号尿素样品；c)为

6号复合肥料样品；d)显示了根据各谱峰的一级质谱（MS）和二级质谱（MS/MS）

在正离子模式下拟合的化合物组成及其可能的裂分形式。综合以下几张谱图结果

可以看出：保留时间（R.T.）为3.03~3.04分钟的化合物在一级质谱中显示了母离

子m/z=147，其二级质谱中出现了子离子m/z分别为130、104、87和61，对应化

合物为缩三脲。保留时间（R.T.）为3.16~3.18分钟的化合物在一级质谱中显示了

母离子m/z=104，其二级质谱中出现了子离子m/z分别为87和61，对应化合物为

缩二脲。保留时间（R.T.）为3.64~3.65分钟的化合物在一级质谱中显示了母离子

m/z=61，其二级质谱中未显示明显的子离子，但是根据已知结果推论对应化合物为

尿素。保留时间（R.T.）为4.62~4.63分钟的化合物在一级质谱中显示了母离子

m/z=133，其二级质谱中出现了子离子m/z分别为73和61，对应化合物为N,N-亚

甲基二脲。另外，不难看出利用氨基柱，可以有效地分离尿素、缩二脲、缩三脲、

N,N-亚甲基二脲等组分。

4

图2分析纯缩二脲参考物质及部分试验样品的液相色谱图及质谱分析

3.3方法回收率

为了验证本方法的准确度，选用一种尿素和两种复合肥料分别进行了加标回收

率试验：将质量浓度为40mg/L、60mg/L、80mg/L的缩二脲标准溶液分别加入到试

验样品中，检测加标样品中缩二脲的最终含量。为了验证硝酸根离子可以被有效分

离，从而对该液相色谱方法在195nm波长下测定无干扰，在6号样品的加标回收

率试验中，额外加入了0.1g的硝酸铵，在7号样品的加标回收率试验中，额外加

入了0.1g的硝酸钾。计算加标回收率，结果如下表。从该表可以看出：样品中不

同浓度梯度的加标回收率在95.22%~107.24%之间，表明该液相色谱方法的准确度

好。

表3试验样品加标回收率测试结果

样品编号肥料类型添加浓度（mg/L）回收率（%）

2尿素6098.14

2尿素80101.71

4复合肥料60101.46

4复合肥料80100.22

6*复合肥料60107.24

6*复合肥料80104.86

7复合肥料4098.34

7**复合肥料4095.22

5

注：*在6号样品的加标回收率试验中额外加入了0.1g的硝酸铵。

**在7号样品的加标回收率试验中额外加入了0.1g的硝酸钾。

3.4方法精密度

为了验证该液相色谱方法的精密度，选取了2种尿素和5种复合肥料样品，对

每个试验样品进行了5次重复试验，并计算平行试验结果的相对标准偏差（RSD），

结果见表4。为了验证硝酸根离子可以被有效分离，从而对该液相色谱方法在

195nm波长下测定无干扰，另在7号样品中额外加入了0.1g的硝酸钾。

表4方法精密度测试结果

缩二脲平均相对标准偏差

样品编号肥料类型5次平行测定缩二脲含量（%）

含量（%）（RSD,%）

1尿素1.019;1.063;1.065;1.062;1.0601.0541.85

2尿素0.621;0.611;0.610;0.617;0.6120.6140.76

3复合肥料0.085;0.086;0.087;0.087;0.0850.0861.10

4复合肥料0.949;0.955;0.967;0.955;0.9500.9550.75

5复合肥料0.540;0.533;0.530;0.536;0.5350.5350.69

6复合肥料0.334;0.334;0.333;0.332;0.3200.3311.81

7*复合肥料0.382;0.396;0.403;0.404;0.3830.3942.72

注：*在7号样品的精密度试验中额外加入了0.1g的硝酸钾。

从表4可以看出：7个样品五次平行测试的相对标准偏差（RSD）在0.69%~2.72%

之间，表明该液相色谱方法的精密度较好。

从图3中可以看出保留时间为4.4分钟左右的化合物为缩二脲，添加的硝酸根

在195nm的紫外强吸收造成大的鼓包，但是由于硝酸根在10分钟之后才出峰，并

不会影响缩二脲的定量测定。若使用等度洗脱（乙腈/水（V/V）=85/15），虽不影

响对缩二脲浓度的测定，但在30min内，无法完全将硝酸根洗脱出色谱柱（图4），

而梯度洗脱程序能够在样品运行时间内很好地将硝酸根洗脱（图3）。

图3添加硝酸根后的7号样品的梯度洗脱液相色谱图

6

图4添加硝酸根后的7号样品的等度洗脱液相色谱图

综上所述，该方法能够很好地分离缩二脲、硝酸根以及其他含有酰胺键的

脲基缩合物，够准确地检测成分复杂的肥料样品，将大大扩展原标准的适用

性。本文件中的检测方法方便快捷、准确度高、精密度高、适用性广，将为肥

料产品的监管提供更为优质、专业的技术支持，协助监管机构从源头上控制有

毒有害物质通过肥料进入土壤，保障生态环境安全和粮食安全，防止污染原料的

非预期使用，提升生产企业环境保护和资源节约意识，严守农业投入品质量安全

底线，践行国家生态文明建设。

四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况

国际标准ISO18643《肥料和土壤调理剂-尿素基肥料中缩二脲含量的测定-

高效液相色谱法》国际标准采用了液相色谱法，但该标准中未提供含硝态氮样品

的仪器分析条件。欧盟标准EN15479:2009《肥料-分光光度法测定尿素中缩二脲》

中使用了分光光度法测定肥料中缩二脲含量。美国分析化学家协会（AOAC）官

方方法中用于肥料中缩二脲含量测定的方法包括分光光度法（AOAC960.04）以

及原子吸收分光光度法（AOAC976.01）。综合比较，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

国外标准，并说明未采用国际标准的原因

ISO18643《肥料和土壤调理剂-尿素基肥料中缩二脲含量的测定-高效液相色

谱法》国际标准采用了液相色谱法，GB/T42307-2023等同采用该标准（发布日

期：2023-03-17，实施日期：2023-10-01），但该标准中未提供含硝态氮样品的

仪器分析条件，且未包含对不具备色谱仪的企业广泛应用的分光光度法。

六、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

7

与有关的现行法律、法规和强制性国家标准无冲突，是GB38400《肥料中

有毒有害物质的限量要求》配套的检测方法标准。

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

《复合肥料中缩二脲含量的测定》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20221102-T-606。

由国家化肥质量检验检测中心（上海）、上海化工研究院有限公司、贵州省产品

质量监督检验院、上海化工院检测有限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

缩二脲是在尿素生产过程中，经由高温（接近或超过尿素的熔点132oC）下脱

氨产生的不稳定中间体氰酸，进一步与尿素自身反应形成的一系列脲基缩合物的

一种。在尿素熔融法生产复合肥料工艺中，如果反应温度过高且反应时间长，常导

致最终产品中有较高的缩二脲含量。许多研究表明，施于土壤或作物叶面的高浓度

缩二脲将对作物体内氮素的代谢及蛋白的合成造成干扰，从而对作物生长造成抑

制，对作物种子发芽及幼根生长的危害尤为显著。目前尿素及尿素基肥料（包括

脲醛缓释肥料、尿素硝铵溶液、硫包衣尿素、尿基复合/复合肥料等）在全球范围

内日益成为最主要的氮素肥料，由施用上述尿素及尿素基肥料带来的缩二脲杂质

危害作物的问题越来越受到人们的关注。

GB/T22924-2008《复合肥料(复合肥料)中缩二脲含量的测定》中指定了两种

检测方法，一种是基于缩二脲等物质在溶液中与Cu(II)离子形成有色配合物，采

用分光光度法测定。分光光度法测定缩二脲普遍适用于尿素产品，由于复合肥料

成分复杂，测定前必须进行分离提纯，分析步骤较为繁琐，分析时间较长，且干

扰因素多。另一种方法是利用液相色谱法测定，具有操作简单、高效的优点，但

原标准中使用的C18色谱柱在200nm波长下检测含有硝酸根的肥料样品时，由

于硝酸根在该波段有强烈的紫外吸收，导致硝酸根与缩二脲的分离效果不佳，出

1

现硝酸根干扰缩二脲测定的现象，另一方面，C18柱对缩二脲、缩三脲、N,N-亚

甲基二脲等含有酰胺键的脲基缩合物的分离效果也不佳，导致标准的适用性受到

限制。

3主要工作过程

《复合肥料中缩二脲含量的测定》国家标准的修订计划下达后，国家化肥质

量检验检测中心（上海）筹建标准起草小组，起草小组由国家化肥质量检验检测

中心（上海）、上海化工研究院有限公司、贵州省产品质量监督检验院、上海化

工院检测有限公司等单位共同组成。

标准主要起草人包括：黄河清、章明洪、王新慧、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、章明洪、王新慧、

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，并对液相色谱法测定缩二脲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

条研究确立了一种高效液相色谱方法测定肥料中缩二脲含量的方法，该方法具有

较好的精密度与准确度，能够消除原方法中硝酸根对目标物质的干扰。

本文件规定了复合肥料中缩二脲含量测定的试验方法：高效液相色谱法、分

光光度法。以高效液相色谱法为仲裁法。

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

2

方法开发与研制阶段使用的样品种类做到了尽可能覆盖各种固体和液体尿素

基肥料，具体的肥料样品信息见表1。复合肥料样品均迅速研磨至全部通过0.50mm

孔径试验筛。

表1肥料试验样品信息

样品编号肥料类型声明养分级别备注（基础肥料）

1尿素>46.0尿素

2尿素>46.0尿素

3复合肥料15-15-15尿素、磷酸一铵、硫酸铵、氯化钾

4复合肥料25-10-16尿素、磷酸一铵、氯化钾、氯化铵

5复合肥料15-15-15尿素、磷酸一铵、硫酸钾

6复合肥料25-11-10尿素、过磷酸钙、磷酸一铵、硫酸钾

7复合肥料22-9-9尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾

2高效液相色谱分析条件

色谱柱：HYPZRSILAPS2液相柱,250×4.6mm,5μm；

流动相：乙腈/水（V/V）=85/15；

流速：1.0mL/min；

进样量：10μL；

柱温：35℃；

检测波长：195nm。

若试样中含有硝态氮，为快速洗脱硝酸根离子，使用梯度洗脱仪器条件进行分

离。

表2梯度洗脱程序

时间/min乙腈/水（V/V）

0.0085/15

6.5085/15

7.0070/30

20.0070/30