有机肥料中钾测试方法的探讨

冯海涛，唐 莲，赵 迪

(成都土壤肥料测试中心，四川 成都 610041)

有机肥料中钾测试方法的探讨

冯海涛，唐 莲，赵 迪

(成都土壤肥料测试中心，四川 成都 610041)

选择钾含量不同的3个有机肥料样品，采用硫酸-过氧化氢消煮法对样品进行处理，使用重量法、火焰光度法、等离子发射光谱法对样品进行测试，并运用方差分析法对检测结果进行分析，同时进行加标回收试验，计算各方法的加标回收率及相对标准偏差，并计算检出限。结果表明：运用方差分析法得出高、中、低不同含量的试样的F值在(1.17～3.14)之间，小于F0.05(2，15)=3.68，说明在使用硫酸-过氧化氢处理试样下，火焰光度法、等离子发射光谱法法、重量法对有机肥料中钾的检测结果没有显著影响。通过计算回收率及相对标准偏差和检出限发现，等离子发射光谱法的检出限更低，线性范围更宽，对样品称样量的限量范围也更宽，从而弥补了火焰光度法不足，也验证了等离子发射光谱法更科学。

有机肥料中钾；重量法；火焰光度法；等离子发射光谱法；方差分析

有机肥料是以畜禽粪便、动植物残体和以动植物产品为原料加工的下脚料为原料，并经发酵后制成的肥料[1]。目前，有机肥料中钾的测定使用火焰光度法，这也是标准要求的方法。但是有机肥料生产企业只是为了控制产品质量，为了节省购买仪器成本，很多企业仍然采用重量法。近年来，随着检测仪器的不断更新，检测手段的不断丰富，等离子体发射光谱法以其具有科学准确，线性范围宽、灵敏度高、高效环保等特点而被广泛用于元素定量分析[2]。总上所述，出于对以上各因素的考虑，所以选择重量法、火焰光度法、等离子发射光谱法这3种方法进行比较，对有机肥料中钾的测定进行探讨。

本方法选择钾含量不同的3个有机肥料样品，采用硫酸-过氧化氢消煮法对样品进行处理，使用重量法、火焰光度法、等离子发射光谱法对样品进行测试，并运用方差分析法对检测结果进行分析，同时进行加标回收试验，计算各方法的加标回收率及相对标准偏差，并计算检出限。

1 材料与方法

1.1 试验样品

选取钾含量不同的3个有机肥料风干样品，研磨完全通过1mm筛。

1.2 仪器设备

美国热电iCP6300型等离子体发射光谱仪(ICP)、sherwood FD410型火焰光度计

1.3 样品处理

称取0.50g样品于250mL消煮管中,加入5mL浓硫酸和1.5ml过氧化氢,摇匀，盖上短颈漏斗，放置过夜。于可调电炉上加热至硫酸白烟,将样品取下，稍冷后用滴管吸取过氧化氢1～2mL滴入消煮管底部，继续加热10min，取下，稍冷后用滴管吸取过氧化氢5～10滴并分次消煮，直至溶液呈无色或淡黄色清液为止,继续加热至冒硫酸白烟15～20min,冷却,加水至50mL左右,再冷却,将溶液移入100mL容量瓶,定容混匀。静置澄清或用无磷滤纸干过滤到试管中备用。同时做空白试验[1]。

1.4 样品测定

1.4.1 重量法 吸取待测液25mL于250mL烧杯中,加入EDTA溶液(400g/L)20mL,加入酚酞指示剂(4g/L乙醇溶液)3滴,用氢氧化钠溶液(400g/L)调整至溶液呈红色,再过量1mL,加水至100mL,低温加热至沸,保持15min,取下冷却。若溶液中出现沉淀，可将溶液过滤,并用水洗烧杯及沉淀5～6次。待溶液完全过滤后，在不断搅拌下加入四苯硼酸钠溶液(加入量为每1mg氧化钾加四苯硼酸钠溶液0.5mL,并过量约7mL),搅拌1min,静置15～30min。用预先在(120±5℃)下干燥至恒重的玻璃坩埚式滤器(4号玻璃坩埚)抽滤，先用四苯硼酸钠洗液冲洗烧杯3～5次,最后用水洗2次。将坩埚及沉淀置于恒温120±5℃的烘箱中,干燥1.5h,取出置于干燥器中冷却,称量。同时做空白试验[3]。

1.4.2 火焰光度法 吸取待测液5mL于50mL比色管中定容，摇匀。另吸取钾标准溶液(100μg/mL)0mL、1.00mL、2.50mL、5.00mL、7.50mL、10.00mL分别置于6个50mL容量瓶中，用水定容，此溶液浓度为0μg/mL、2.00μg/mL、5.00μg/mL、10.00μg/mL、15.00μg/mL、20.00μg/mL的标准溶液系列。在火焰光度计上，以空白溶液调节仪器零点，以标准溶液系列中最高浓度的溶液调节满席至100分度处，反复调节3～5次，再依次由低浓度向高浓度测量其他标准溶液，记录仪器示值。根据钾浓度和仪器值绘制校准曲线或求出直线回归方程。同时做空白试验[1]。

1.4.3 等离子发射光谱法 吸取待测液5mL于25mL比色管中定容，摇匀。另吸取钾标准溶液(1000μg/mL)0mL、0.5mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL、10.00mL分别置于6个100mL容量瓶中，用水定容，此溶液浓度为0μg/mL、5.00μg/mL、10.00μg/mL、20.00μg/mL、40.00μg/mL、80.00μg/mL、100.00mL的标准溶液系列。测定前，根据待测元素和仪器性能对测量进行条件优化，用等离子发射光谱仪在波长766.491nm处测定各标准溶液的发射强度。根据钾浓度和仪器值绘制校准曲线或求出直线回归方程。同时做空白试验[4]。

2 结果与分析

2.1 3种方法的精密度分析

本次检验选取了高、中、低3个不同含量的有机肥料样品，分两批次进行，每批次各做3个平行测试，分别用火焰光度法、等离子发射光谱法、重量法对3个样品进行分析测试，检测结果见下表：

由表1可见，3种检测方法的测定值非常接近，相对标准偏差匀低于5%，说明3种检测方法的精密度较高，重现性较好。

2.2 回收率、准确度分析

在样品中加入10mL浓度为1000μg/mL的钾标准溶液，并在空白消煮管中加入相同数量的钾标准溶液，按照前述样品处理及检测方法进行消煮和含量测定，计算加标回收率。(见表2)

加标回收率=(加标试样测定值—试样测定值)÷加标量×100

从表2可见，火焰光度法的回收率在97%～101%之间，相对标准偏差小于2.0%；等离子发射法光谱法的回收率在97%～101%之间，相对标准偏差小于2.0%；重量法的回收率在92%～107%之间，相对标准偏差小于3.0%。这说明使用火焰光度法和等离子发射法光谱法测有机肥料中的钾具有稳定性好、准确度高的特点，比使用重量法更好。

2.3 检出限

选择最佳实验条件和最优化仪器条件，连续测定空白11次，计算火焰光度法和等离子发射光谱法牟最低检出限(3σ)：火焰光度法为0.280μg/mL，等离子发射光谱法为0.064μg/mL，火焰光度法在0～20μg/mL范围内呈良好线性关系，相关系数为r=0.9998，等离子发射光谱法在0～100μg/mL范围内呈良好线性关系，相关系数为r=0.9998。重量法未做检出限。

2.4 3种方法检测结果的差异性分析

本方法采用方差分析法对3种方法的检测结果进行差异性检验。方差分析是一种假设检验，它是对全部样本观察值的差异进行分析，将某种因素下各组样本观察值之间可能存在的系统性与随机误差加以比较，据以推断各总体之间是否存在显著差异。若不存在显著差异，也就说明该因素的影响是不显著的[5]。本次检验选取了高、中、低3个不同含量的有机肥料样品，各做6个平行测试，分别用火焰光度法、等离子发射光谱法、重量法对3个样品进行分析测试，对测试结果采用方差分析中的单因素方差分析法进行分析，分析在前处理相同的条件下，用3个不同的测试方法的所得结果是否存在显著性差异。(见表3至表5)对表3、表4、表5分析可知，高、中、低不同含量的样品的最大F值为：Fmax=3.14，小于F0.05(2，15)的临界值：3.68，因此，可认为在消煮条件相同的情况下，不同的检测方法(火焰光度法、等离子发射光谱法、重量法)对有机肥料中钾的检测结果没有显著影响。

3 结论

从检测数据分析可以看出，火焰光度法、等离子发射光谱法、重量法测定有机肥料中钾的结果相近，且通过方差分析发现，高、中、低不同含量的试样的F值在(1.17～3.14)之间，小于F0.05(2，15)临界值：3.68，因此，可说明在使用硫酸-过氧化氢处理试样下，火焰光度法、等离子发射光谱法、重量法对有机肥料中钾的检测结果没有显著影响。

从回收率测试结果看，3种方法中火焰光度法和等离子发射光谱法的结果非常相近，比重量法更优，且相对标准偏差更低；从检出限和线性范围看，等离子发射光谱法的检出限更低，线性范围更宽，对样品称样量的限量范围也更宽，从而弥补了火焰光度法不足，也验证了等离子发射光谱法更科学。

虽然用重量法测试有机肥料中钾有些不足之处，但3个含量不同样品的3组方差分析数据说明，3种方法的测试结果没有显著影响。因此，若只是为控制产品质量而服务的日常检测，可不必按照标准要求使用火焰光度法，用重量法检测就能满足检验需要，可省掉购买检测仪器的成本。

[1]崔勇,杨帆,李荣,等.NY525-2012有机肥料[S].中国农业出版社,2012.

[2]白杨,刘善江.ICP—OES法测定水溶肥料中的磷和钾[J].贵州农业科学，2015，43(1)：90-91.

[3]刘长风,林志锋.有机肥料氮、磷、钾的化学分析方法[J].磷肥与复肥，2006,21(6):60-62.

[4]范洪黎,刘密,岩松,等.NY/T2540-4014肥料钾含量的测定[S].中国农业出版社,2014.

[5]孙允午.统计学—数据的搜集、整理和分析(第二版)[M].上海:上海财经大学出版社,2010.

2017-04-13

冯海涛(1982-)，男，毕业于四川农业大学，从事肥料、土壤农化分析工作，硕士，农艺师。