有機(jī)肥料中總磷和總鉀含量測定樣品前處理方法研究

方 萍，趙積坤，李 娜，李愛華，王 瓊

（平?jīng)鍪挟a(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，甘肅 平?jīng)?744000）

目前，國家正在大力提倡和推廣使用綠色有機(jī)肥料，旨在改良和調(diào)理土壤理化性狀，改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，防止土壤板結(jié)和蓄水保墑。這不僅有利于提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，也有利于提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。在這個過程中，探索更加快捷、準(zhǔn)確、科學(xué)的有機(jī)肥料中有效成分的檢驗檢測方法顯得尤為重要。也是質(zhì)量檢驗檢測工作者的核心任務(wù)之一。然而，目前農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒發(fā)的NY/T 525—2021《有機(jī)肥料》中有機(jī)肥料磷和鉀含量測定方法中規(guī)定的樣品前處理方法存在諸多問題。經(jīng)過多年的研究分析，優(yōu)化并驗證了一種新型的“有機(jī)肥料磷和鉀含量測定樣品前處理方法”。該方法滿足NY/T 525—2021《有機(jī)肥料》中規(guī)定的磷和鉀含量測定方法對精密度的要求。方法包括以下步驟：對樣品進(jìn)行破碎和研磨，以釋放其中的磷和鉀營養(yǎng)成分。采用灰化加酸法對樣品進(jìn)行溶解，以便提取其中的磷和鉀。通過過濾，將磷和鉀與其他不溶性雜質(zhì)分離。通過分光光度計和火焰光度計，測定樣品中磷和鉀的含量。此方法操作簡便、快速、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好，不僅可以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研的需求，也有助于提高有機(jī)肥料的質(zhì)量控制水平，不僅有助于評估有機(jī)肥料的品質(zhì)和營養(yǎng)成分，也有助于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的施肥決策，實(shí)現(xiàn)科學(xué)施肥、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的目標(biāo)。

對國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 525—2021《有機(jī)肥料》測定方法中規(guī)定的磷和鉀含量測定的樣品前處理方法與自行研究的有機(jī)肥料中磷和鉀含量測定的前處理方法進(jìn)行了系列的測定、比對與驗證分析和研究。針對國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 525—2021《有機(jī)肥料》測定方法中磷和鉀含量測定樣品前處理方法存在消化分解時間長（超過24 h）、過程慢、裝置占用大量檢驗室空間等問題；并且，消化分解不完全、不便于操作、不易批量處理被檢樣品，直接影響了有機(jī)肥料的檢驗時效；不利于有機(jī)肥檢驗工作的高效開展。經(jīng)過多年以來有機(jī)肥的長期分析和研究，以及平行試驗、比對試驗驗證、回收率的測定等，對農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《有機(jī)肥料》測定方法NY/T 525—2021中所采用的樣品前處理方法進(jìn)行了改動、調(diào)整與研究，改變后的樣品前處理方法均能滿足《有機(jī)肥料》測定方法NY/T 525—2021中磷和鉀含量測定樣品前處理方法對精密度的要求，而且操作更加簡便、高效快速，使得檢驗效率有很大提高，而且實(shí)用性更強(qiáng)。同時，也可以進(jìn)行大量推廣和應(yīng)用。

1 總磷測定方法（D.2）和總鉀含量測定（D.3）樣品前處理方法

稱取過直徑1 mm孔徑試驗篩的風(fēng)干試樣0.5～1.0 g（精確至0.0001 g），置于250 mL 錐形瓶底部或體積適量的消煮管底部，用少量水沖洗黏附在瓶/管壁上的試樣，加入5 mL 硫酸和1.5 mL 過氧化氫，小心搖勻，瓶口放一彎頸小漏斗，放置過夜。緩慢加熱至硫酸冒白煙，取下，稍冷加15滴過氧化氫，輕輕搖動錐形瓶或消煮管，加熱10 min，取下，稍冷再加入5～10滴過氧化氫并分次消煮，直至溶液呈無色或淡黃色清液后，繼續(xù)加熱10 min，除盡剩余的過氧化氫。取下冷卻，小心加水至20～30 mL，輕輕搖動錐形瓶或消煮管，用少量水沖洗彎頸小漏斗，洗液收入錐形瓶或消煮管中。將消煮液移入100 mL 容量瓶中，冷卻至室溫，加水定容至刻度。靜置澄清或用無磷濾紙過濾到具塞三角瓶中，備用。

2 有機(jī)肥磷和鉀含量測定樣品前處理方法

總磷和總鉀含量測定樣品前處理方法，加快了被檢樣品的消化時間，從之前的24 h，甚至超過24 h，直接縮短到現(xiàn)在的4 h 左右，而且可以批量地進(jìn)行樣品的前處理，大幅提高了檢驗檢測的效率。

2.1 灰化

直接稱取粒度小于1 mm 干燥有機(jī)肥料試樣（也可以稱取未風(fēng)干樣品，然后用水分進(jìn)行換算）0.5～1.0 g（精確至0.0001 g）于長方形灰皿中。并輕輕搖動使之平鋪于灰皿，然后置于馬弗爐中，半啟爐門從室溫緩緩加熱到500℃并保持30 min，然后關(guān)閉爐門再升溫到815℃，在該溫度下灼燒1～2 h 直至完全灰化至無黑色含碳物質(zhì)為止。

2.2 消解

將灰化好的樣品全部轉(zhuǎn)移到自制的消解瓶中，可以用少量的水來清洗灰皿，將洗液匯入消解瓶中，加入5 mL 硫酸，置于石墨消解儀上，先緩慢加熱到200℃，待其中的水分緩慢揮發(fā)至完全消失，大約需要30 min。然后再加熱到350℃，并在此溫度下保持1～2 h。此時消解液呈白灰色混懸液，空白呈清亮液體。

2.3 過濾、定容

將消解液稀釋（加水約30 mL）后，用無磷濾紙過濾，并多次洗滌，完全轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶中，并加水定容，定容后的試樣溶液備用。

3 使用儀器設(shè)備、器皿及試劑的改變

棄用《有機(jī)肥料》測定方法NY/T 525—2021中磷和鉀含量測定樣品前處理方法中使用的錐形瓶、過氧化氫等。采用的儀器、器皿及試劑如下。

（1）馬弗爐。

（2）石墨消解儀：各加熱孔溫度可控制在±2℃范圍內(nèi)。

（3）自制的消解瓶：采用自行研制的與石墨消解儀孔徑一致、可防濺的消解瓶。自制的消解瓶采用高硼硅玻璃，結(jié)構(gòu)為圓底，可以使消解液和樣品始終處于消解瓶最底部，樣品始終浸泡在消解液中，確保消化分解完全。消解瓶體積為120 mL，高度145 mm，下部直徑40 mm，消解瓶上部口徑收縮變小，口部直徑為25 mm。這種設(shè)計可在消化分解的過程中，防止消解液噴濺造成損失，從而影響測定結(jié)果。同時，還可以使消化分解過程中部分上溢的消解液再回流到消解瓶的底部，確保消解液消化分解完全。并且，可以同時消化分解多組被檢樣品。

4 測定方法

仍然采用《有機(jī)肥料》測定方法NY/T 525—2021中磷和鉀含量測定方法。用分光光度計法（仲裁法）測定磷含量，用火焰光度計法（仲裁法）測定鉀含量，以保證測定數(shù)據(jù)和結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)要求一致。

5 測定數(shù)據(jù)

測定數(shù)據(jù)見表1～表4。

表1 有機(jī)肥磷含量測定數(shù)據(jù)

表1中有機(jī)肥中磷含量的測定結(jié)果中得出，該方法在有機(jī)肥中磷的測定過程中穩(wěn)定性、重現(xiàn)性好，最大絕對偏差符合重復(fù)性測定的要求，滿足《有機(jī)肥料》標(biāo)準(zhǔn)中磷含量測定對方法精密度的要求。

表2 通過對有機(jī)肥磷含量測定標(biāo)準(zhǔn)品添加回收的測定中得出：通過該方法的回收率保持在98%～105%之間。該方法的誤差和操作過程的損失均滿足《有機(jī)肥料》標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)肥中磷含量測定穩(wěn)定性要求。

表2 有機(jī)肥磷含量測定標(biāo)準(zhǔn)品添加回收率檢測數(shù)據(jù)

表3中有機(jī)肥中鉀含量的測定結(jié)果中得出：該方法在有機(jī)肥中鉀的測定過程中穩(wěn)定性、重現(xiàn)性好,相對偏差符合重復(fù)性測定的要求,滿足《有機(jī)肥料》標(biāo)準(zhǔn)中鉀含量測定對方法精密度的要求。

表3 有機(jī)肥鉀含量測定數(shù)據(jù)

表4通過對有機(jī)肥鉀含量測定標(biāo)準(zhǔn)品添加回收的測定中得出：通過該方法的回收率保持在98%～104%之間。該方法的誤差和操作過程的損失均滿足《有機(jī)肥料》標(biāo)準(zhǔn)中鉀含量測定穩(wěn)定性要求。

表4 有機(jī)肥鉀含量測定標(biāo)準(zhǔn)品添加回收率檢測數(shù)據(jù)

6 結(jié)束語

采用自行研究的總磷和總鉀含量測定樣品前處理方法對有機(jī)肥料中總磷含量和總鉀含量進(jìn)行測定，不管是測試結(jié)果的再現(xiàn)性、準(zhǔn)確性還是回收率，均可以滿足《有機(jī)肥料》測定方法NY/T 525—2021標(biāo)準(zhǔn)對精密度的要求，有效地解決了《有機(jī)肥料》測定方法NY/T 525—2021（D.2）標(biāo)準(zhǔn)中總磷含量測定和《有機(jī)肥料》測定方法NY/T 525—2021（D.3）總鉀含量測定樣品前處理過程中由各種原因所造成的困擾難題。而且在確保實(shí)驗精密度與準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升了檢驗檢測工作的效率。為有機(jī)肥料中總磷和總鉀含量測定提供了可靠的解決方案，并為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。