有机质四种检测方法的比较及影响因素研究

2010-03-26康文靖彭润英蒋端生康端喜

湖南农业科学 2010年13期

康文靖，彭润英，蒋端生，康端喜

(1.娄底市农产品质量安全监督检验检测中心，湖南娄底 417000；2.湖南人文科技学院生命科学系，湖南娄底 417000)

有机质含量是判定商品有机肥、有机无机复混肥质量的一个重要指标[1-2]。部分生产厂家制定了“生物有机肥”的企业标准，该标准与农业部生物有机肥测定标准[3]不同，而是按有机无机复混肥国家标准[2]进行检测，因国家标准GB18877-2002计算有机质时乘1.5的氧化校正系数，而农业行业标准NY884-2004则没有乘氧化校正系数。因此，检测方法基本相同，但结果相差较大。无论是行业标准还是国家标准，对有机肥都作了限制性规定，要求是腐熟或发酵的有机肥[3-6]，但具体生产企业并不一定按要求生产。本研究以不同种类有机物为对象，分别用灼烧法[7]、国标GB18877-2002、行标（NY/T525-2002）及油浴法检测，比较不同检测方法所得有机质检测结果的差异及检测影响因素，为准确检测有机质提供依据。

1 材料与方法

1.1 有机肥料

考虑到生产有机肥、有机无机复合肥原料的复杂性，试验材料对有机肥进行延伸，包括牲畜饲料、新鲜家畜粪便、不同腐熟度粪便、含碳介质等四类共16种。配制肥料用氯化铵（湖北双环化工有限公司），过磷酸钙（湖南永利化工厂），其他试剂均为分析纯。

1.2 有机无机复混肥

分别按有机物∶氯铵∶过磷酸钙∶氯化钾＝2∶4∶3∶1和有机肥∶硫铵∶过磷酸钙∶氯化钾＝3∶3∶3∶1配制，另配2份不加有机肥作对照，实验室混匀，每样品配制3份以作重复。

1.3 检测方法

所有有机肥试验样品风干后粉碎过0.5 mm筛，按照灼烧法、油浴法、NY/T525-2002、GB18877-2002检测，以分析纯蔗糖和邻苯二甲酸氢钾作参比样，按标准要求称样检测，重复3～5次，不同检测标准主要试验条件如表1。

表1 不同检测标准主要试验条件

有机无机复混肥按3个标准分别进行检测。其中，采用NY/T525-2002标准检测时计算结果按NY481-2002进行。有机无机复混肥料行业标准（NY481-2002标准）与GB18877-2002标准，方法和步骤基本一致，前者只是重铬酸钾的浓度稍高，计算公式没有乘1.5的氧化校正系数，配制0.5 mol/L重铬酸钾硫酸溶液时产生重铬酸钾结晶，没有采用。为便于比较，采用GB18877-2002标准检测有机肥时不乘1.5的氧化校正系数。

2 结果与分析

2.1 不同检测方法对有机质检测结果的影响

为便于比较，有机物检测结果以灼烧法为参照值，其他检测方法的结果计算均以有机碳乘1.724得有机质检测结果，氧化校正系数为灼烧法检测结果与其他检测结果的比值。蔗糖相当于含有12个完全没有氧化的碳原子，有机碳换算为有机质的系数按2.375计算（即蔗糖分子量/12个碳原子量=342/144=2.375），邻苯二甲酸氢钾含有6个完全没被氧化的碳原子、2个尚有1/4未氧化的碳原子和4个完全没被氧化的氢原子，4个氢原子与一个碳相当，有机碳换算系数按2.267计算（即邻苯二甲酸氢钾分子量/7.5个碳原子量=204/90=2.267）。试验结果见表2。从试验结果可以看出，玉米粉、麦麸、菜饼粉，灼烧法检测结果有机物总量都较高，为83.68%～84.51%，玉米粉和麦麸，油浴法、NY/T525法检测结果基本一致，氧化校正系数分别为1.26和1.24；菜饼粉，NY/T525法检测结果高于油浴法，氧化校正系数分别为1.21和1.24；GB18877检测结果偏低，氧化校正系数为1.33～1.36。牛粪、猪厩肥、鸡粪三种没有腐熟的有机肥，灼烧法检测结果相差较大，说明有机物总量相差较大，油浴法和NY/T525法的氧化校正系数变幅为1.11～1.34，相同有机肥氧化校正系数只相差0.01～0.05；GB18877法氧化校正系数变幅为1.23～1.45，说明氧化效果明显低于油浴化和NY/T525法；从不同有机肥来看，牛粪的氧化校正系数较小，鸡粪的氧化校正系数较大，说明鸡粪相对较难为重铬酸钾氧化。从不同腐熟状态的猪粪、鸡粪检测结果来看，半腐状态的有机物总量高于腐熟状态；油浴法和NY/T525法检测结果基本一致，氧化校正系数为1.25～1.32，氧化校正系数差小于0.03；GB18877法氧化校正系数为1.37～1.45。无烟煤和碳质页岩用碱性焦磷酸盐提取不含腐殖质，灼烧法检测有机物总量分别为54.40%和20.82%；NY/T525法检测结果最低，只有33.63%和14.84%；油浴法检测结果较高，为67.52%和18.56%，说明反应温度和酸度影响重铬酸钾对单质碳的氧化，无烟煤油浴法检测结果高于灼烧法，主要是因为无烟煤主要是单质碳，不应再乘换算系数。蔗糖和苯二甲酸氢钾，三种方法都能将其完全氧化。

表2 不同检测方法的有机质检测结果

2.2 有机无机肥检测结果

将已知量有机肥和化肥拌匀后，其成份与有机无机复混肥类似，以此验证检测结果与实际含量的符合情况。表3中含有机物是根据有机肥灼烧法检测结果和所占的比例计算所得。有机质实测结果依据标准检测、计算所得。从表3可以看出，有机无机肥中所含有机物总量与有机质检测结果有较大差距，NY/T525-2002检测结果偏低，低1.45～5.68个百分点；GB18877-2002检测结果偏高，高2.29～5.59个百分点。检测两种不含有机肥的复混肥，NY/T525-2002检测结果分别为0.54%和0.18%；GB18877-2002检测结果分别为3.13%和1.29%。

表3 有机无机复合肥的有机质检测结果比较（%）

2.3 氯对有机质检测结果的影响

笔者在试验中发现，氯化铵对有机质检测有较大影响，试验结果见表4，通过试验与计算:氯化铵相当于含有机质9.45%（65.76/12×1.724），用NY/T525-2002方法于不同时间检测氯化铵9次，检测相当于含有机质8.58%～11.80%；用GB18877-2002方法于不同时间检测氯化铵18次（计算时没有乘1.5的氧化校正系数），检测相当于含有机质8.68%～12.79%。两种方法的平均结果都高于计算结果，并且延长沸水浴保温时间，检测结果明显提高。氯化钾的重复性相对较好，两种方法的检测结果都低于计算值，延长沸水浴时间对检测结果影响较小。

表4 氯化铵、氯化钾检测结果

3 讨论

（1）灼烧法检测是以烧失量来计算有机物总量，结果很直观。容量法是通过重铬酸钾氧化样品中的还原性有机物来计算有机质的含量，涉及到有机物的性质，受所含还原性物质的多少和氧化难易程度所决定。在相同氧化难易情况下，重铬酸钾氧化法更能体现有机肥对土壤生物的贡献。

（2）关于换算系数和氧化校正系数，作者认为换算系数主要决定于有机肥还原态成份的高低，还原态有机物多的换算系数高，反之则低，不同有机肥应有不同的换算系数，如邻苯二甲酸氢钾的换算系数应为2.267，并且也得到了很好的验证，不应为1.724[8]。以灼烧法检测结果比对重铬酸钾容量法检测结果所得的氧化校正系数实质上是换算系数与氧化效果的一个综合值。油浴法检测结果和NY/T525-2002结果基本一致，可能是稀释热产生的温度已达到甚至超过了油浴时的温度，加上用沸水浴保温30 min，保证了重铬酸钾的氧化效果。对于GB18877-2002的氧化校正系数，根据笔者试验发现有明显不妥之处，检测结果高于实际含量。