流动注射分析法与紫外分光光度法测定土壤硝态氮含量的比较

王慧敏，唐玉霞（河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北石家庄050051）

流动注射分析法与紫外分光光度法测定土壤硝态氮含量的比较

王慧敏，唐玉霞*
（河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北石家庄050051）

以河北省主要土壤类型褐土、潮土和潮褐土区域的10个代表性耕层土壤样品为试验材料，分别利用流动注射分析法和紫外分光光度法对同一土壤浸提液进行硝态氮含量测定，并将测定结果进行比较，分析了2种测定方法的精密度和准确度。结果表明：流动注射分析法的加标回收率为95.00豫耀105.00%，相对标准差为0.99豫耀7.02%、平均值为4.43%；紫外分光光度法的加标回收率为96.00豫耀104.50%，相对标准差为3.27豫耀8.90%、平均值为5.82%。2种测定方法准确度均较高，但流动注射分析法的精密度高于紫外分光光度法，土壤硝态氮含量测定结果基本一致。

土壤硝态氮；流动注射分析法；紫外分光光度法；回收率

土壤硝态氮（NO3--N）既是土壤养分评价的重要指标，又是土壤环境评价的重要指标[1耀5]。土壤NO3--N含量直接关系到作物产量和品质。土壤NO3--N含量过高不仅会引起作物硝酸盐含量超标，影响农产品质量安全，危害人体健康，同时土壤NO3--N的淋失和迁移，还会造成地下水和面源污染[6耀10]。因此，及时、准确地测定土壤NO3--N含量尤为重要。

目前，在农业环境研究中，实验室测定土壤NO3--N含量的方法主要有流动注射分析法和紫外分光光度法[11耀15]2种。其中，流动注射分析法是近年来广泛采用的分析方法，具有分析速度快，准确度和灵敏度高等优点，然而由于仪器设备条件的限制，一些实验室仍采用紫外分光光度法测定土壤NO3--N含量。因此，有必要对这2种分析方法的精密度和准确度进行比较，以便各实验室根据自身实验条件，采用适宜可靠的分析方法。

1　材料与方法

1.1试验材料

试验土壤样品为采自河北省褐土、潮土和潮褐土区域的耕层（0耀20 cm）土壤。试验仪器有TU-1810紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司生产）、SEAL Autoanalyzer 3（德国产）、振荡机（国产）。化学试剂有硝酸钾、氯化钾、硫酸、磷酸、氢氧化钠、硫酸联胺、五水硫酸铜、七水硫酸锌、磺胺、焦磷酸钠、N-（1-萘基）乙二胺二盐酸、聚氧乙烯月桂醚，均为分析纯。所有实验用水均为高纯水。

表1　供试土壤样品的养分含量和pH值Table1　Chemical properties of the experimental soil samples

1.2试验方法

1.2.1土壤样品的采集[16耀18]与待测液的制备分别在河北省褐土、潮土和潮褐土区域，选取耕层土壤NO3--N含量不同的10个地块，均采用“S”型取样法，采集0耀20 cm耕层土壤样品。将同一采样地块几个采样点的土样组成1个混合样品，采用四分法留取1份1 kg土壤鲜样，过筛（孔径2 mm），用于NO3--N含量测定；并将土壤鲜样中的一部分风干，用于土壤常规分析[16，17]（表1）。

称取过筛后的新鲜土样10.00 g（精确到0.01 g）于200mL三角瓶中，加入1mol/L的氯化钾溶液50mL，振荡30 min，过滤，滤液备用。每个样品重复5次。

1.2.2土壤NO3--N含量的测定分别利用紫外分光光度法和流动注射分析法，测定滤液中的NO3--N浓度。根据标准曲线，计算土样中的NO3--N含量。计算公式为：

土壤NO3--N含量（mg/kg）越比色液浓度（mg/L）伊液土比伊稀释倍数

1.2.2.1利用紫外分光光度法测定。吸取一定量的待测液于50 mL容量瓶中，加入10%的H2SO4溶液2 mL，用水定容（通过预测使稀释液在210 nm处的吸收值为0.09耀0.90）。分别在波长210 nm和275 nm处测定吸收值。以同样稀释酸化后的浸提液做参比溶液，调0。

标准曲线的制作。分别吸取10 mg/L的NO3--N标准溶液0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 mL于50 mL容量瓶中，加入10%的H2SO4溶液2 mL，用水定容，即为浓度0、0.2、0.4、0.8、1.2、1.6 mg/L的标准系列溶液。将标准系列溶液在波长210 nm处比色，根据不同浓度溶液的吸收值，绘制标准曲线。结果计算：

1.2.2.2利用流动注射分析法测定。吸取待测液8 mL于流动注射分析仪的样品管中。在标准曲线管中装入标准溶液，标准曲线NO3--N的浓度为0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mg/L。仪器测定标准溶液后自动绘制标准曲线，根据标准曲线得到对应待测液中的NO3--N浓度（mg/L），再根据公式计算土样中的NO3--N含量。当待测液中的NO3--N浓度高于标准溶液最高值时，可将样品适当稀释后再进行测定。

1.2.2.3加标回收试验。将KNO3标准氮加入到土壤浸提液中，加入NO3--N的浓度为2.0 mg/L。其他测定步骤与不加标土壤样品的测定步骤相同。

2　结果与分析

2.12种分析方法测定的土壤NO3--N含量比较

利用流动注射分析法测定的土壤NO3--N含量相对标准差为0.99豫耀7.02%，平均值为4.43%；利用紫外分光光度法测定的土壤NO3--N含量相对标准差为3.27豫耀8.90%，平均值为5.82%（表2）。将2种测定方法的相对标准差进行t检验，结果显示，t（2.43）跃t0.05（2.26），表明流动注射法测定土壤NO3--N含量的精密度明显高于紫外分光光度法。将流动注射分析法测得的土壤NO3--N含量（X）与紫外分光光度法测得的土壤NO3--N含量（Y）进行直线回归分析，回归方程为Y越1.016X原0.038，r（0.998）跃r0.01（0.765），表明2种方法测得的土壤NO3--N含量呈极显著正相关。进一步将2种方法的土壤NO3--N含量测定结果进行t检验，结果显示，t（1.06）约t0.05（2.26），表明2种方法的测定结果无明显差异。

表2　利用流动注射分析法和紫外分光光度法测定的土壤硝态氮含量比较Table2　Comparison of soil nitrate nitrogen contents between flow injection analysis method and ultraviolet spectrophotometer method

2.22种分析方法测定的土壤NO3--N回收率比较

利用流动注射分析法、紫外分光光度法测定的土壤NO3--N回收率分别为95.0豫耀105.0%和96.0豫耀105.0%（表3），均达到了加标回收试验的要求，10个土样的加标回收率平均值分别为100.45%和100.65%。表明2种测定方法的土壤NO3--N测定结果均可靠。

表3　利用流动注射分析法和紫外分光光度法测定的土壤硝态氮回收率比较Table3　Comparison of soil nitrate nitrogen recovery rate between flow injection analysis method and ultraviolet spectrophotometer method

3　结论与讨论

NO3--N是旱地土壤的主要氮素形态，目前实验室测定土壤NO3--N含量的方法主要有流动注射分析法和紫外分光光度法2种。本研究方法与黄玉芳等[6]的研究方法有所不同，作者分别利用流动注射分析法和紫外分光光度法对同一土壤浸提液进行土壤NO3--N含量测定，并将2种方法的测定结果进行比较，其研究结论更具合理性。本研究结果表明，利用流动注射分析法和紫外分光光度法测定土壤NO3--N含量的准确度均较高，但流动注射分析法的精密度高于紫外分光光度法，2种分析方法测定的土壤NO3--N含量基本一致。流动注射分析法较紫外分光光度法自动化程度高，操作更为简便，分析效率更高。而紫外分光光度法测定成本较低、仪器价格低廉，对于测定精度要求不高的生产应用而言，其推广价值更高。

［1］侯彦林，李红英，周永娟，赵慧明.中国农田氮面源污染研究：域污染评价指标体系的初步制定［J］.农业环境科学学报，2008，27（4）：1277-1282.

［2］巨晓棠，张福锁.中国北方土壤硝态氮的累积及其对环境的影响［J］.生态环境，2003，12（1）：24-28.

［3］吕殿青，同延安，孙本华，OveEmteryd.氮肥施用对环境污染的影响的研究［J］.植物营养与肥料学报，1998，4（1）：8-15.

［4］张乃明，李刚，苏友波，毛昆明，邓玉龙.滇池流域大棚土壤硝酸盐累积特征及其对环境的影响［J］.农业工程学报，2006，22（6）：215-217.

［5］新楠，卢树昌，王小波，王瑞.天津市设施菜田氮投入状况评价与面源污染风险分析［J］.河南农业科学，2013，42（6）：68-72.

［6］陈宝明.施氮对植物生长、硝态氮累积及土壤硝态氮残留的影响［J］.生态环境，2006，15（3）：630-632.

［7］程智慧，刘旭新，董志刚，冯武焕.西安蔬菜主产区土壤硝态氮累积现状与蔬菜产品、浅层地下水氮素污染调查研究［J］.西北农业学报，2008，17（1）：188-192，198.

［8］张维理，田哲旭，张宁，李晓齐.我国北方农用氮肥造成地下水硝酸盐污染的调查［J］.植物营养与肥料学报，1995，1（2）：82-89.

［9］刘光栋，吴文良.高产农田土壤硝态氮淋失与地下水污染动态研究［J］.中国生态农业学报，2003，11（1）：91-93.

［10］王红，张瑞芳，周大迈.氮肥引起的面源污染问题研究进展［J］.北方园艺，2011，（5）：201-203.

［11］叶祥盛，赵竹青.流动注射法与国标法测定土壤硝态氮含量的比较［J］.湖北农业科学，2011，50（4）：698-699，707.

［12］黄玉芳，叶优良，杨素勤.双波长分光光度法测定土壤硝态氮的可行性研究［J］.中国农学通报，2009，25（2）：43-45.

［13］陈明昌，张强，杨晋玲.土壤硝态氮含量测定方法的选择和与验证［J］.山西农业科学，1995，23（1）：31-36.

［14］宋歌，孙波，教剑英.测定土壤硝态氮的紫外分光光度法与其他方法的比较［J］.土壤学报，2007，44（2）：288-293.

［15］涂常青，温欣荣，陈桐滨.土壤硝态氮两种测定方法的比较［J］.安徽农业科学，2006，34（9）：1925，1928.

［16］刘凤枝，马锦秋.土壤监测分析实用手册［M］.北京：化学工业出版社，2012.

［17］鲁如坤.土壤农业化学分析方法［M］.北京：中国农业科技出版社，2000：1-6.

［18］刘凤枝，李玉浸.土壤监测分析技术［M］.北京：化学工业出版社，2015.

［19］中国土壤学会农业化学专业委员会.土壤农业化学常规分析方法［M］.北京：科学出版社，1984：416-427.

Comparison of FIA and UV Methods in Determining Soil Nitrate Nitrogen

WANG Hui-min，TANG Yu-xia*
（Institute of Agro-resources and Environment，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shiji原azhuang 050051，China）

Ten soil samples collected from primary soil types regions in Hebei Province were used to study the precision and accuracy of determining soil nitrate nitrogen by flow injection analysis method and ultraviolet spectrophotometer method，and compared the data between two analysis methods.The results showed that the recovery rate of nitrogen and relative standard variance of the flow injection analysis method were 95.00%-105.00%，and 0.99豫-7.02%with a mean of 4.43%，respectively,and 96.00%-104.50%，3.27豫-8.90%with a mean of 5.82%for ultraviolet spectrophotometer method.There were the similar higher accuracy of determining soil nitrate nitrogen by two methods，but the precision of flow in jection analysis method were higher than that of ultraviolet spectrophotometer method.There were the identical results of determining soil nitrate nitrogen between two methods.

Soil nitrate nitrogen；Flow injection analysis method（FIA）；Ultraviolet spectrophotometer method（UV）；Recovery rate

S151.9+5

A

1008-1631（2016）02-0105-04

2015-08-28

国家科技支撑计划项目（2012BAD15B02）；国家科技支撑计划项目（2012BAD14B07-05）

王慧敏（1964-），女，河北康保人，农艺师，主要从事农业环境与植物营养分析工作。

唐玉霞（1963-），女，河北行唐人，研究员，主要从事农业环境与植物营养研究。Tel：0311-87652147；E-mail：tangyuxia@126.com。