塑料密封盒-滴定法测定土壤中碱解氮

施 畅 万秋月 秦 冲 刘爱琴 张 硕 安彩秀

(河北省地矿中心实验室，河北 保定 071051)

塑料密封盒-滴定法测定土壤中碱解氮

施 畅 万秋月 秦 冲 刘爱琴 张 硕 安彩秀

(河北省地矿中心实验室，河北 保定 071051)

土壤碱解氮是评定土壤氮素肥力供给能力的一项指标。使用塑料密封盒-石英容器作为碱解氮扩散吸收器皿，代替了传统的玻璃扩散皿。考察了7种不同地区的土壤标准样品连续100 d测定数据的稳定性，结果显示标准偏差在0.707～2.825 mg/kg，精密度在0.36%～0.67%。对河北等地30组样品对比测定后，发现采用塑料密封盒方法测定的结果与传统方法的测定结果一致。该容器实现了内外室分离，简化了操作步骤，测定结果准确可靠，精密度高，尤其适用于大批量样品的分析测定。

土壤；碱解氮；内外室分离；塑料密封盒

前言

土壤碱解氮也称土壤有效氮，它包括无机态氮和部分有机物质中易分解的比较简单的有机态氮，是氨态氮[1]、硝态氮、氨基酸、酰胺和易水解蛋白质氮的总和[2-4]。根据国家相关标准[5]，土壤中碱解氮通常采用碱解-扩散法进行测定，用碱液处理土壤，容易水解的铵态氮以及有机氮转化为氨，再以硼酸溶液将氨有效吸收，用酸标准溶液滴定，计算碱解氮的含量[6-7]。但由于传统的玻璃扩散皿极易造成污染，从而极大地影响了工作效率，也间接地增加了操作难度和测定成本。

本文对上述方法进行优化，使用密封盒替代传统的玻璃扩散皿进行操作，其特点是在操作过程中实现内外室分离既可避免污染问题，又可使操作更加简便，在保证测定准确性的同时节省了测定成本，尤其适用于大批量样品的测定。

1 实验部分

1.1主要试剂和仪器

锌-硫酸亚铁还原剂：取50.00 g磨细并通过0.25 mm筛孔的硫酸亚铁(FeSO4·7H2O，化学纯)及10.00 g锌粉(化学纯)充分混匀，储存于棕色瓶中避光保存。

甲基红-溴甲酚绿混合指示剂：分别称取0.10 g甲基红和0.50 g溴甲酚绿指示剂放入玛瑙研钵中，并加入100.00 mL酒精(95%)研磨至溶解，最后用稀盐酸或氢氧化钠调节pH值至4.5即可。

硼酸溶液(10 g/L)：称取10.00 g硼酸溶于水中，冷却后定容至1.00 L，摇匀。

硼酸-指示剂溶液：每升硼酸溶液(10 g/L)中加入5.00 mL甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，混匀。

氢氧化钠溶液(1.8 mol/L)：72.00 g氢氧化钠用水溶解，定容至1.00 L，混匀。

盐酸标准溶液(0.005 mol/L)：量取4.50 mL盐酸至容量瓶，定容至1.00 L，摇匀，用无水碳酸钠标定。

仪器：密封盒(聚丙烯)、石英内室、烘箱、恒温箱、滴定管等。其中，密封盒的尺寸为Φ6.8 cm×3.5 cm，石英内室的尺寸为Φ4 cm×2.5 cm，如图1所示。

图1 密封盒与石英内室Figure 1 Sealed box and quartz chamber.

1.2实验方法

称取通过2 mm筛孔的风干土样2.00 g均匀的平铺于密封盒，在密封盒内加入1.00 g锌-硫酸亚铁还原剂与土样混合均匀，于石英内室中加入3.00 mL硼酸指示剂溶液并放入密封盒中央，如图2所示。

将盒盖放于密封盒上，使密封盒露出一条缝隙，并在此处加入10.00 mL氢氧化钠溶液(1.80 mol/L)，立即盖严盒盖。

水平轻轻晃动密封盒，使碱液与土样充分混合，然后将密封盒放入恒温箱中，于40 ℃保温24 h。最后用盐酸标准溶液(0.05 mol/L)滴定石英内室中硼酸吸收的氨量，颜色由蓝绿变紫红，即到终点。在样品测定的同时进行空白实验。

图2 石英内室放在密封盒中央 Figure 2 The quartz chamber is placed in the center of the sealed box.

2 结果与讨论

2.1使用密封盒测定数据的准确度与稳定性

恒温箱温度设置为40 ℃，保温24 h，使用密封盒对7种(GBW07413a河南黄潮土、GBW07414a四川紫色土、 GBW07416a江西红壤、 GBW07458黑龙江黑土、 GBW07459新疆灰钙土、GBW07460陕西黄绵土、GBW07461安徽潮土)不同地区的标准土壤样品连续100 d测定，数据的稳定性统计结果见表1，7种土壤标准样品的测定含量正态分布见图3。结果表明，土壤标准样品标准值与平均值偏差在0～1.43 mg/kg，标准偏差在0.707～2.825 mg/kg，相对标准偏差(RSD)在0.36%～0.67%。可见，使用密封盒代替玻璃扩散皿进行扩散后测定土壤中碱解氮时具有良好的准确度与稳定性。

2.2使用扩散皿与密封盒测定样品对比

使用扩散皿及密封盒分别对河北、内蒙古及黑龙江等地各10个采样点的土壤样品进行测定，测定结果对比见表2。结果表明，密封盒测定土壤中碱解氮含量的结果与传统扩散皿测定的结果一致，密封盒测定的相对标准偏差(RSD)在0.12%～0.86%，极差在0.44～1.82 mg/kg；扩散皿测定的精密度在0.12%～0.91%，极差在0.46～2.52 mg/kg。实验表明密封盒测定土壤中碱解氮含量的精密度更高更稳定，验证了密封盒可用于土壤样品中碱解氮的测定。

表1 统计结果Table 1 Statistical results(n=100) /(mg·kg-1)

图3 7种土壤标准样品的测定含量正态分布图 Table 3 Normal distribution of seven soil standard samples.

续表2

2.3使用密封盒测定在操作中的优势

扩散皿在操作过程中受人为因素影响较大。比如，在操作过程中稍有不慎则会使外室碱液滴至内室造成污染。又或者，在固定毛玻璃与扩散皿的过程中，如果碱性胶液没有涂抹到位，就会造成氨气泄漏，使得测定结果偏低。这不仅极大地影响了测定效率，也间接地增加了操作难度和测定成本。

使用密封盒替代扩散皿则可以成功地避免上述问题。首先，容器的密闭性大大增加，样品受污染的可能性变小，测定结果的准确度增加。其次，在操作方面，省去了涂抹碱性胶液的步骤，人为因素对实验结果的影响更小。再次，还可以实现内外室单独清洗，在节省大量人力的同时避免了系统误差。

2.4密封盒及石英内室的清洗方式

密封盒可直接用自来水冲洗干净后放入烘箱烘干备用。石英内室需先用自来水冲洗干净，然后放入盐酸中浸泡30 min，该步骤是为了中和内室表面残留的碱液，防止污染。随后，再分别用自来水和蒸馏水将内室表面残留的盐酸冲洗干净，最后放入烘箱烘干备用。

3 结论

通过对7种土壤标准样品以及3个不同地区土壤样品的测定分析，说明了密封盒在实际操作中具有良好的稳定性、精密度及准确度，且对不同土壤类型均可适用。实验表明塑料密封盒比扩散皿更有优势，该器皿的密封性能增强，样品受污染的可能性降低，在保证测定结果准确的同时，实现了内外室分离，简化了操作步骤，节约了测定成本，尤其适用于大批量样品的测定分析。

[1] 王趁荣,秦冲,施畅,等.土壤中铵态氮的测定条件研究[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2016,6(4):30-32.

[2] 莎娜,张三粉,骆洪,等.两种土壤碱解氮测定方法比较[J].内蒙古农业科技(InnerMongoliaAgricultruralScienceAndTechnology),2014(6):25-26.

[3] 王晓岚,卡丽毕努尔,杨文念.土壤碱解氮测定方法比较[J].北京师范大学学报:自然科学版(JournalofBeijingNormalUniversity-NaturalScience),2010,46(1):76-78.

[4] 王磊,李艳红,袁婕.全自动凯氏定氮仪测定干旱区土壤中全氮含量[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2014,4(3):31-34.

[5] 国家林业局.LY/T1229—1999森林土壤氮的测定 [S].北京:中国标准出版社,1999.

[6] 李星,郭小彪,张墨.土壤中水解性氮的测定条件选择[J].北京农业(BeijingAgriculture),2015(24):73-74.

[7] 高家骅.土壤碱解氮测定条件的探讨[J].江苏农业科学(JournalofJiangsuAgriculturalSciences),1981(5):37-41.

DeterminationofAlkali-hydrolyzableNitrogeninSoilbyTitrationwithaSealedPlasticBox

SHI Chang, WAN Qiuyue，QIN Chong，LIU Aiqin，ZHANG Shuo，AN Caixiu

(HebeiCentralLaboratoryofGeologyandMineralResources，Baoding，Hebei071051，China)

In this paper, an alkaline hydrolysis-diffusion method was used to determine alkaline-hydrolysis nitrogen in soil.A sealed plastic box with a quartz container was used for alkaline-hydrolysis nitrogen diffusion absorption, instead of traditional glass diffusion boat. The stability of soil standard samples in seven different areas for 100 consecutive days was examined. The standard deviation of the results was between 0.707 mg/kg and 2.825 mg/kg. The precision tests showed that the relative standard deviation was between 0.36% and 0.67%. It was found that results of this hydrolysis-diffusion method were consistent with the traditional method for 30 samples. The proposed scheme has realized inside and outside separation of the chamber, simplification of analysis; and accurate and reliable results. The method is especially suitable for routine analysis.

soil; alkali-hydrolyzable nitrogen; internal and external separation; plastic sealed box

10.3969/j.issn.2095-1035.2017.03.009

O655.2

A

2095-1035(2017)03-0033-05

2017-02-28

2017-05-26

河北省地矿中心实验室创新项目资助

施畅，女，助理工程师，主要从事分析测试研究。E-mail：shichang1218@163.com

本文引用格式：施畅,万秋月,秦冲,等. 塑料密封盒-滴定法测定土壤中碱解氮[J].中国无机分析化学,2017,7(3):33-37. SHI Chang,WAN Qiuyue,QIN Chong,et al. Determination of Alkali-hydrolyzable Nitrogen in Soil by Titration with a Sealed Plastic Box [J].Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry, 2017,7(3):33-37.