石墨消化爐加熱法測定土壤有機質含量研究

許桂芝等

摘要 應用石墨消化爐加熱法測定土壤有機質含量，結果表明：該方法精密度高、溫度均勻、工作效率高，適合大批量土壤樣品的測定，值得大力推廣。

關鍵詞 石墨消化爐加熱法；有機質含量；土壤

中圖分類號 S151.9+5 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）14-0216-02

Study on Determination of Soil Organic Matter with Graphite Furnace Heating Digestion

XU Gui-zhi OU Jun HUANG Yu-fen WEI Lan * LIU Zhong-zhen

（Institute of Agricultural Resources and Environment，Guangdong Provincial Academy of Agricultural Sciences，The Ministry of Agriculture Key Laboratory of Plant Nutrition Fertilizer South，Recycling and Conservation of FarmLand in Guangdong Province Key Laboratory of Nutrient Resources，Guangzhou Guangdong 510640）

Abstract Using graphite furnace heating digestion to determine soil organic matter，the results showed that this method had high precision，uniform temperature，high efficiency，which was suitable for the determination of soil samples in large quantities，and was worthy of great promotion.

Key words graphite furnace heating digestion；organic matter；soil

土壤有機物質包括各種動植物殘體及其生命活動的各種有機產物。其中相對穩定的是經過復雜的生物化學轉化過程，主要是微生物的生命活動形成的土壤腐殖質[1]。測定土壤中有機質含量的方法有很多，其中多采用農業標準NY/T 85-1988中的砂浴加熱法。除此之外，還有微波加熱法、砂浴加熱法、燒失量法、水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法、TOC分析儀法、甘油浴法、磷酸浴法等。但是各種方法都各有缺點，如微波加熱法步驟繁瑣，不簡便快捷，不能進行大批量樣品的測定[2]；砂浴加熱法表面溫度不均勻，溫度難以控制；燒失量法精密度較低，往往與真值有較大的偏差；水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法測得結果比真值偏低；TOC分析儀法方法不成熟，土壤基質較為復雜，較多用于植株或有機肥料有機質含量的測定[3]；甘油浴法溫度難以控制；磷酸浴法氣味難聞且容量瓶外壁難以清洗[4-5]。本文主要研究石墨消化爐加熱消解法在土壤有機質含量測定上的應用效果，以提供更加科學與易于操作的方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤：取自國家系列標準物質土樣，土樣1：GWB07413a，土樣2：GWB07417，土樣3：GWB07412，土樣4：GWB07413，土樣5：GWB07415，土樣6：GWB07416。

供試儀器設備：ZEROM-ProD40型智能石墨消化爐、北京光明醫療廠DK-3電砂浴。

供試試劑：0.200 0 mol/L重鉻酸鉀標準溶液、0.2xxx mol/L硫酸亞鐵滴定溶液、0.4 mol/L重鉻酸鉀-硫酸溶液、鄰菲羅啉指示劑[6-7]。

1.2 試驗方法

準確稱取國家標準系列物質土樣0.300 0 g，倒入150 mL三角瓶中，加入10 mL 0.4 mol/L重鉻酸鉀-硫酸溶液，小心搖勻，蓋上彎頭漏斗于石墨爐上加熱，至瓶內開始有大量氣泡翻滾開始計時，沸騰4 min[8-9]。

2 結果與分析

2.1 消解時間的選擇

以砂浴加熱法消解時間為對照，加熱溫度為220 ℃，改變石墨消化爐加熱的時間，分別選擇加熱沸騰時間為2、3、4、5 min，測得有機質含量，選擇最佳的消解時間。

如圖1所示，消解時間小于4 min時，消解不完全，測定結果較低，在4～5 min之間測定值沒有多大的變化。如圖2所示，消解時間小于4 min時，氧化率小于100%，氧化不完全，而大于4 min時氧化率超過了100%，測定結果偏高。消解時間過長，結果不穩定，因此，最佳的消解時間是4 min。

2.2 消解溫度的選擇

以砂浴加熱法消解溫度為對照，加熱時間為4 min，改變石墨消化爐加熱的溫度，分別選擇加熱沸騰溫度為210、220、230 ℃，測得有機質含量，選擇最佳的消解溫度。

如圖3所示，消解溫度小于210 ℃時，消解不完全，測定結果較低，在220～230 ℃之間測定值沒有多大的變化。如圖4可知，消解溫度小于210 ℃時，氧化率小于100%，氧化不完全，而大于220 ℃時氧化率超過了100%，測定結果偏高。消解溫度過高，結果不穩定，因此，最佳的消解溫度是220 ℃。

2.3 方法的精密度考查

按照石墨消化爐加熱法測定土壤中有機質含量的最佳條件為消解時間4 min，消解溫度220 ℃。取土壤樣品6份，按照取得的測定條件，與砂浴加熱法同時測定，得到方法的精密度，結果如表1所示。另取4個不同性質的土壤樣品進行測定，2種方法同時測定，按照各自的測定條件進行加熱，結果測定值與標準值相比較，結果如表2所示?？梢钥闯觯訜岱ǚ椒ǖ木芏葹?.49%～3.55%，而砂浴法的精密度為3.44%～3.69%，2種方法的精密度相差不大，符合精密度小于5%的標準要求。且2種方法的測定值都在不確定度范圍內，沒有偏離標準值。endprint

2.4 方法的可行性分析

一是精密度高。石墨消化爐加熱法方法精密度符合標準要求。二是溫度均勻。石墨消化爐溫度穩定，均勻且易于控制，爐內石墨板具有傳熱快、溫度均勻的特點，用溫度計探測爐面板各個方位的溫度，幾乎能達到一致，無死角。而砂浴加熱法面板溫度難于控制且極不均勻，用溫度計探測表面溫度，中心溫度能達到設定值，而周邊溫度遠沒有達到設定值，相差溫度可達20 ℃左右。三是工作效率高。石墨消化爐由于溫度均勻，一次性可放入32個單樣，樣品放入爐內開始計時，共計耗時7 min可完成一批樣品加熱，而砂浴法一次性只可放入9個單樣，由樣品放入砂浴上開始計時，共計耗時13 min，耗時較長。可見用石墨消化爐實驗，過程簡便快捷，穩定性好，能有效提高工作效率，適合大批量土壤樣品的測定[10-12]。

3 結論與討論

石墨消化爐加熱法與各種加熱法相比，具有快速、簡便和穩定等優點。應用石墨消化爐加熱測定的結果與砂浴法加熱測定結果相一致。因此，利用石墨消化爐測定土壤中的有機質是最佳選擇，值得大力推廣。

4 參考文獻

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