贛南臍橙葉片中氮含量的測定研究

鐘林生++凌永輝++陳福生++陳振興

摘 要：該研究優化了全自動定氮儀測定臍橙葉片中氮含量的消解實驗條件，并采用標準物質驗證了方法的可靠性，實驗結果與標準物質的分析結果相符，表明該方法可以應用于贛南臍橙葉片中全氮含量的測定。

關鍵詞：臍橙葉片；全自動定氮儀；氮含量；測定

中圖分類號 S66 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）24-0113-03

臍橙是多年生常綠木本植物，僅憑經驗難以準確掌握植株的營養狀況，必須同時進行樹體營養診斷分析，才能做到準確判斷樹體營養水平，實現定量、高效、平衡施肥。氮是植物需求量最大的礦物質營養元素，同時也是植物個體乃至自然生態系統和人工生態系統（包括農業系統）生長最常見的限制因子。氮素是作物生長的重要營養元素之一，通過測定不同區域、不同部位和不同程度的臍橙葉片中氮的含量，可以監測土壤營養的動態變化，從而達到高效施肥與高效利用肥料的目的，也可以為研發推廣植物易缺乏營養元素的高效增補措施和開發專用多元素平衡肥料提供實驗依據。

1 實驗部分

1.1 臍橙葉片氮含量的測定方法 本實驗采用國家標準方法開氏法，以硫酸銅和硫酸鉀作為催化劑，加入濃硫酸消解臍橙葉片樣品，用全自動定氮分析儀來測定氮的含量。通過國家標準柑橘葉樣品有效態成分分析標準物質（GBW10020）中的營養元素氮的測定來驗證方法的可靠性。

1.2 實驗原理 全氮的測定采用凱氏消煮法，用硫酸銅和硫酸鉀作為催化劑，加入濃硫酸消煮，在高溫下將臍橙葉片中的含氮化合物轉變為硫酸銨，然后用氫氧化鈉堿化，加熱蒸餾出氨，經硼酸吸收后，用鹽酸標準溶液滴定而計算全氮量。反應原理如下：

（NH4）2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O+2NH3↑；

NH3+H3BO3→NH4H2BO3；

NH4H2BO3+HCl→H3BO3+NH4Cl。

計算系統根據下列公式計算含氮量：

N（%）=14.01×C ×（V-VO）/1000W

式中：C=標準酸濃度（mol/L）；

W=樣品質量（g）；

VO=空白樣滴定標準酸消耗量（mL）；

V=樣品滴定標準酸消耗量（mL）。

1.3 實驗儀器及試劑

1.3.1 儀器 JENCO-6173 pH計（上海任氏電子有限公司）；電子分析天平（AL204）（上海Mettler Toledo儀器有限公司）；JC101型電熱鼓風干燥箱（南通嘉程儀器有限公司）；Hanon SH-220恒溫石墨消解儀（海能儀器有限公司）；Hanon K-9860凱氏定氮儀（海能儀器有限公司）。

1.3.2 試劑 柑橘葉樣品有效態成分分析標準物質（GBW10020）（中國計量科學研究院）；硫酸鉀與硫酸銅質量比為10∶1混合催化劑；濃硫酸（AR）；400g/L NaOH溶液；甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑；20g/L硼酸溶液；0.0400mol/L 1/2 NaB4O7標準溶液；1mol/L鹽酸溶液；0.04mol/L鹽酸標準溶液。

1.4 樣品處理

1.4.1 臍橙葉片樣品采摘 在果樹東南西北方向上的上中下各部位各摘取10～20葉片，混合裝入保鮮袋中。

1.4.2 臍橙葉片樣品制備 為了確保葉片營養不損失，采摘的葉片樣品宜在24h內制備好或放在4℃左右的冰箱里存放。臍橙葉片制備分為清洗和烘干2個部分：（1）清洗：將葉片依次放在0.1%的洗潔劑溶液、自來水、0.2%鹽酸溶液、自來水里清洗，最后用蒸餾水洗凈，整個過程不宜超過2min；（2）烘干：將洗凈的葉片平鋪在托盤里，放進烘箱，在105℃殺青30min，之后在65℃連續烘24h。烘好的樣品經粉碎機粉碎，裝入密封樣品袋里中備用。

1.4.3 消解 用減量法稱取烘干后制備樣品0.2g（精確到0.000 1g），用紙槽送入到消解管底部，然后加1.0g混合加速劑，搖勻，再加入5mL濃硫酸，混勻。將消解管放在石墨消解槽中，開電源，打開冷凝水源，調溫，一般150℃預熱約1h，后調溫至400℃消解1.5h（為不至讓溫度升值過快，過高，可以先調溫到380℃左右，后再升至400℃保持1.5h），待消解管冷卻后取出，以供氮的測定。

1.5 全氮測定 將各試劑分別裝入凱氏定氮儀中相應的試劑桶中。測定過程為：打開儀器電源，開冷凝水，儀器初始化；測定前放一空定氮管在儀器置管架上，且應盛有少量的水。然后手動調試，依次進行加堿，加硼酸，蒸餾，滴定，排液。測樣時，將消解好的空白樣放于管架上先測空白樣消耗的滴定酸（HCl）的體積，再進行相關數據的輸入和設置。參數輸入完后，按【確定】鍵，儀器進入自動測試操作。測試結束后，記錄好結果。

2 結果與分析

2.1 實驗條件的優化探索

2.1.1 硫酸使用量實驗 硫酸的使用量決定了樣品的消解程度。按實驗方法加入不同的硫酸使用量，按國家標準柑橘葉片（GBW10020）中的N標準植進行測試，結果見表1。由實驗結果可知，硫酸的使用量在5mL以上時，N的檢測結果與國家標準柑橘葉片標準值結果相符，說明5mL硫酸使用量樣品能完全消解，所以實驗所用硫酸的量為5mL。

2.1.2 消解時間實驗 樣品中N的結合形態不同，消解所需時間不同。按實驗方法，采用國家標準柑橘葉片（GBW10020）進行消解時間實驗，結果見表2。實驗結果表明，當其他條件不變，消解時間為1.5h、2.0h時，所測得標準葉片含氮量結果與標準值相符，說明樣品消解完全。因此消解時間取1.5h。

2.1.3 測氮加堿時間實驗 在自動定氮蒸餾過程中，儀器通過加堿時間來控制加減的量，加減的量足夠才能使消解液中的銨鹽完全轉化成NH3的形式。按實驗方法，采用國家標準柑橘葉片（GBW10020）實驗測氮加堿時間，結果見表3。由表3可知，加堿時間為5.0s時，可滿足實驗要求。所以加堿時間選擇5.0s。

2.2 國家標準柑橘葉片（GBW10020）中氮元素的分析結果 按照實驗方法，稱取0.2000g左右的標準樣品，加5mL硫酸，400℃下消煮1.5h，測氮時加堿時間5.0s測定其含氮量。實驗結果見表4。從表4可知，實驗結果與標準值相符。說明所優化的實驗條件能夠滿足實驗要求，實驗方法準確、可靠。

2.3 贛南臍橙果園臍橙葉片樣品中全氮量的測定 應用實驗方法，對分別采自贛南臍橙果園不同果園葉樣測定其中的全氮的含量，測定結果見表5。樣品分別采于不同的果樹部位、不同的臍橙果園，按美國甜橙葉片營養診斷標準[1]中的適宜指標來比較，結果表明氮的含量都明顯偏高。

3 討論

本實驗對全自動定氮方法進行了條件優化，采用標準物質驗證了方法的可靠性，實驗結果與標準柑橘葉片（GBW10020）的分析結果相符，該方法操作簡便快速，穩定性和可靠性均較好。但是由于SH220型石墨消解儀消煮時，硫酸蒸汽會充滿整個消化管，溫度高時管內液體易暴沸，造成測得的含氮量降低。因此，實驗過程中前消煮溫度先低溫預消解，使測得值更準確。應用方法測定贛南臍橙果園臍橙葉片中的全氮含量，結果發現所測樣品按美國甜橙葉片營養診斷標準中的適宜指標來比較，氮的含量都明顯偏高。

參考文獻

[1]Tucker Y，Alva K，Jackson L，eta1.Nutfition of Florida citrus trees[M].Gainesville：University of F1orida，Institute of Food and Agricultural Sciences，Cooperative Extension Service，1995：169. （責編：張宏民）