碱解扩散法测定土壤中碱解氮含量的测定条件分析

栗忱

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局测试中心，新疆乌鲁木齐 830026）

1 前言

土壤碱解氮又称水解性氮或有效氮，土壤碱解氮含量与当季作物生长关系密切，直接反映出近期内土壤氮素供应情况，是土壤供氮能力的重要指标，因此，准确测量土壤中碱解氮的含量，对合理施用氮肥，充分发挥氮肥的增产效益具有重要意义。目前土壤碱解氮测定一般是使用碱解扩散法[1]。该方法操作简单，可以满足几十甚至上百件样品同时开展检测，但操作上需要非常谨慎小心，常常因扩散皿和毛玻片密封不严；或在外室边缘涂碱性胶液时或添加氢氧化钠过程中，出现污染内室等问题，使检测结果再现性大打折扣，笔者即对碱解扩散法测定土壤中碱解氮的各测定条件进行了试验分析。

2 试剂和材料

2.1 仪器和设备

电子天平（赛多利斯BS125 型感量0.0001g）；电子天平（JE202 型感量0.01g）；酸式滴定管；恒温箱，移液枪（1—10mL）。

2.2 试剂和材料

（1）1.8 mol/L 氢氧化钠溶液:称取氢氧化钠72.0g，用水溶解，冷却后定容至1L。

（2）锌-硫酸亚铁还原剂:称取磨细并通过0.25mm 筛孔的硫酸亚铁（FeSO4•7H2O）50.0g 及10.0g锌粉（Zn）混匀，贮于棕色瓶中。

（3）甲基红-溴甲酚绿混合指示剂:称取0.5 g 溴甲酚绿（C21H14Br4O5S）及0.1 g 甲基红（C15H15N3O2）于玛瑙研钵中研细，用少量95%乙醇（C2H5OH）研磨至全部溶解，用95%乙醇定容到100mL，该指示剂贮存期不超过2个月。

（4）硼酸-指示剂溶液:称取10.0g 硼酸（H3BO3），溶于1L 水中。使用前，每升硼酸溶液中加5.0mL 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，并用0.1 mol/L 的氢氧化钠溶液或盐酸溶液调节至红紫色（pH 值约为4.5）。此溶液放置时间不宜超过1周。

（5）0.01 mol/L 盐酸标准溶液:吸取盐酸（ρ=1.19g/mL）84.0mL，用水定容到1L，充分混匀。量取该盐酸溶液100.0mL，用水定容至1L，混匀。用标准硼砂溶液标定。

（6）0.1 mol/L 硼砂溶液:称取9.534 g 基准硼砂（Na2B4O7•10H2O）溶于水，移入500 mL 容量瓶中，用水定容至刻度。

（7）0.02 mol/L 硼砂溶液:将0.1 mol/L 硼砂溶液准确稀释5倍。

（8）塑料扩散皿（使用前在稀酸中浸泡1 小时，用蒸馏水冲洗干净自然风干或40℃恒温箱内烘至完全干燥）。

除特别标注外，分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂，实验用水为电阻率≥18.0 MΩ·cm（25℃）的去离子水。

3 标定

准确移取10 mL0.02 mol/L硼砂溶液于100 mL锥形瓶中，加1滴甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，用盐酸标准溶液滴定至溶液由蓝色变为紫红色为终点。平行测定3次，同时做空白试验。计算盐酸标准溶液的浓度。

4 分析过程

称取通过10 目筛（2mm）的风干土壤样品1.00g～2.00 g，均匀铺在塑料扩散皿外室中，水平地轻轻转动扩散皿，使样品铺平，在土壤外室内加1g 锌-硫酸亚铁还原剂平铺土壤样品上。在扩散皿的内室中加入3.0 mL 2%硼酸-指示剂溶液，盖紧密封盖，用移液管从密封盖的小缺口处向外室加入10mLl.8 mol/L 氢氧化钠溶液，立即盖严小缺口。小心地水平转动扩散皿，使溶液与土壤充分混匀，放入40℃恒温箱中，恒温24 小时（在此期间应间歇地水平轻轻转动3次）。打开密封盖，用盐酸标准溶液滴定内室硼酸中吸收的氨量，颜色由蓝变为紫红，即达终点。在样品测定同时，进行试剂空白和标准土样壤的测定。

5 结果计算

式中：V——滴定样品所用盐酸标准溶液的体积，单位为毫升（mL）；

V0——滴定空白所用盐酸标准溶液的体积，单位为毫升（mL）；

c——盐酸标准溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；

m——风干土样质量，单位为克（g）；

k1——由风干土样换算成烘干的水分换算系数；

14——氮原子的摩尔质量，单位为毫克每毫摩尔（mg/mmol）。

6 讨论

（1）扩散皿选择:碱解扩散法通常使用玻璃材质扩散皿[2]，试验时需取下扩散皿密封盖进行滴定，而玻璃扩散皿的毛玻片通常与皿边粘结较紧，不易揭开，强行用力，容易导致扩散皿内外室样液倾覆，同时毛玻片易碎也存在危险隐患。实验选用塑料材质的扩散皿，密封性良好，轻松揭盖，并省去涂碱性胶液和缠绕橡皮筋环节，操作简便。

（2）还原剂使用:锌-硫酸亚铁为还原剂[3]，因硫酸亚铁研细后易在空气中被氧化，土壤样品检测结果重现性欠佳，选择现用现研细。在加入还原剂与土壤样品充分混合时，须水平地轻轻转动扩散皿，避免动作太大污染内室，保证检测结果良好的重现性。

（3）扩散时间:时间选择24 h，此时碱解氮含量测定值达到最高，不足24 h 结果偏低，超出24 h 无明显变化。

（4）标准物质和实际样品分析结果:将标准物质GBW07460，NSA-1，NSA-3和实际样品1、样品2按上述方法，5个为一组，试验三次，三次测定结果见表1。

表1

经标准物质验证和样品重现性试验，结果的再现性较好，测定结果的精密度和准确度均符合质控要求。

7 结论

本方法主要对碱解扩散法测定土壤中碱解氮的条件进行了试验，通过对塑料扩散皿、还原剂及扩散时间等测定条件的优化选择，降低了人员操作因素对检测结果影响，试验结果重性好，操作更快捷方便，省时省力，适合大批量样品检测。