硝酸研磨快速提取复肥有效磷的研究

□文/田耕 田静

复肥类产品养分含量高，副成分少，对土壤损害小，物理性状好，不易结块，便于生产、运输、储存和机械化施用，成为我国当前肥料生产和施用的基本发展方向。复肥类产品中高含量的氮、磷、钾是作物健康生长的重要营养元素，其中磷是作物核酸、核蛋白、磷脂等的组成元素，在生长前期施磷肥对作物的花芽分化起到至关重要的作用。在生长过程中，磷素参与作物的光合作用、呼吸作用、细胞分化等；磷能促进早期作物根系的形成和生长，提高作物适应外界环境条件的能力；另外，磷还影响蛋白质的合成与分解，促进脂肪的合成，施用磷肥可提高粮食、水果、蔬菜的品质［1-2］，总之，缺磷会严重影响作物的生长。因此，加强复肥类产品中有效磷含量的快速检测，直接关系到食品的安全。

目前复肥类产品中有效磷含量的测定方法有磷钼酸喹啉重量法、等离子体发射光谱法和自动分析仪法［3］，这三种方法中磷钼酸喹啉重量法操作简单，实验结果准确稳定，不需要昂贵的仪器设备，应用最为广泛，已经作为通用方法被新的国际标准推广使用［4］。本次实验中，改变了重量法的样品前处理条件，采用硝酸研磨的方式提取有效磷，缩短了实验时间，且实验结果的准确性和重复性均能达到标准要求，为复肥类产品有效磷的测定提供了新的方法，为将来肥料产品快速检测提供可能性。

一、实验仪器与材料

（一）实验原理

在酸性条件下对肥料样品充分研磨，释放出其中的正磷酸根，在酸性介质中，含磷溶液与喹钼柠酮试剂生成黄色磷钼酸喹啉沉淀，用磷钼酸喹啉重量法测定有效磷的含量。

（二）仪器和试剂

电子分析天平：感量为0.0001克；

瓷蒸发皿（75毫升）；

4号玻璃坩埚式过滤器（30毫升）；

电热恒温鼓风干燥箱（温度可稳定在180±2℃）；

硝酸溶液1：1+1（V/V）；

硝酸溶液2：1+10（V/V）；

喹钼柠酮试剂：与GB/T8573-2017测定有效磷所用试剂相同。

（三）实验过程

称取含有100～200毫克五氧化二磷的试样于75毫升瓷蒸发器中，加入上述硝酸溶液1，充分研磨后加入25毫升水，搅动使溶液均匀，静置待固体不溶物与上清液分层，将上清液倾注过滤于250毫升量瓶中。再向不溶物中加入5毫升硝酸溶液2，充分研磨后加入25毫升水，待分层后将上清液倾注入容量瓶，重复三次后，将剩余不溶物转移到滤纸上，并用水洗涤不溶物，待量瓶中溶液达200毫升左右为止。最后用水稀释至刻度，摇匀，所得溶液供测定有效磷用。同时，按相同的操作步骤、试剂、用量进行空白试验。

样品及空白的检测方法同国标重量法。

二、实验结果

（一）初次加入硝酸量对试验结果的影响

初次加入硝酸溶液的量直接影响测定结果，本次实验分别向瓷蒸发皿中加入1毫升、2毫升、5毫升硝酸溶液1研磨样品，测得有效磷结果如下：

由表1可以看出，当试样有效磷含量超过10%时，硝酸溶液1加入量为2毫升所测得的有效磷含量比加入1毫升时要高，但是与加入5毫升时的测定结果大致相同，而且样品中磷含量越高，对比越显著。说明加入2毫升硝酸溶液研磨即可把样品中的有效磷提取完全。

表1 加入不同体积硝酸所测有效磷含量（%）

（二）改进方法的重复性和准确度实验

数据稳定可重复是评价方法可靠性的重要因素，本次实验对改进方法的重复性进行了验证。2021年6月1日实施的复合肥料产品标准中，重量法增加了一种样品前处理方法（仲裁法），即用碱性的EDTA加热提取［5］，本次实验也设计了改进方法与传统的EDTA振荡提取以及碱性EDTA加热提取（仲裁法）测定结果的对比，数据如下：

从表2可见，改进方法处理试样得到的有效磷数据稳定，重复性好，测定结果与国标方法一致，均在国标要求的误差范围内，准确度满足要求。

表2 改进方法的重复性和准确度实验结果（%）

（三）实验成本和时间

产品的快速检测可帮助检验人员及时发现产品存在的质量问题，便于企业快速选择应对措施，可帮助监管部门监督管理，避免不合格产品流入市场。本次改进实验与国标方法相比，前处理过程无需使用辅助的仪器设备，节约了实验成本，减少了加热再冷却的步骤，整体缩短了实验时间，提高了检测效率。

三、小结

目前对于复肥产品中有效磷的快速检测研究越来越多，如用盐酸提取有效磷再用分光光度计测定［6］，用EDTA煮沸提取再用微波加热烘干沉淀［7］，用EDTA加热振荡提取再用X射线荧光光谱法测定［8］等，本次改进方法测定有效磷将同这些研究一起为复肥类产品标准体系的建设提供了新的思路，为将来该产品的快速检测提供了理论支持。