栗忱

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局測(cè)試中心，新疆烏魯木齊 830026）

1 前言

土壤堿解氮又稱水解性氮或有效氮，土壤堿解氮含量與當(dāng)季作物生長(zhǎng)關(guān)系密切，直接反映出近期內(nèi)土壤氮素供應(yīng)情況，是土壤供氮能力的重要指標(biāo)，因此，準(zhǔn)確測(cè)量土壤中堿解氮的含量，對(duì)合理施用氮肥，充分發(fā)揮氮肥的增產(chǎn)效益具有重要意義。目前土壤堿解氮測(cè)定一般是使用堿解擴(kuò)散法[1]。該方法操作簡(jiǎn)單，可以滿足幾十甚至上百件樣品同時(shí)開(kāi)展檢測(cè)，但操作上需要非常謹(jǐn)慎小心，常常因擴(kuò)散皿和毛玻片密封不嚴(yán)；或在外室邊緣涂堿性膠液時(shí)或添加氫氧化鈉過(guò)程中，出現(xiàn)污染內(nèi)室等問(wèn)題，使檢測(cè)結(jié)果再現(xiàn)性大打折扣，筆者即對(duì)堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤中堿解氮的各測(cè)定條件進(jìn)行了試驗(yàn)分析。

2 試劑和材料

2.1 儀器和設(shè)備

電子天平（賽多利斯BS125 型感量0.0001g）；電子天平（JE202 型感量0.01g）；酸式滴定管；恒溫箱，移液槍（1—10mL）。

2.2 試劑和材料

（1）1.8 mol/L 氫氧化鈉溶液:稱取氫氧化鈉72.0g，用水溶解，冷卻后定容至1L。

（2）鋅-硫酸亞鐵還原劑:稱取磨細(xì)并通過(guò)0.25mm 篩孔的硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O）50.0g 及10.0g鋅粉（Zn）混勻，貯于棕色瓶中。

（3）甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑:稱取0.5 g 溴甲酚綠（C21H14Br4O5S）及0.1 g 甲基紅（C15H15N3O2）于瑪瑙研缽中研細(xì)，用少量95%乙醇（C2H5OH）研磨至全部溶解，用95%乙醇定容到100mL，該指示劑貯存期不超過(guò)2個(gè)月。

（4）硼酸-指示劑溶液:稱取10.0g 硼酸（H3BO3），溶于1L 水中。使用前，每升硼酸溶液中加5.0mL 甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，并用0.1 mol/L 的氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調(diào)節(jié)至紅紫色（pH 值約為4.5）。此溶液放置時(shí)間不宜超過(guò)1周。

（5）0.01 mol/L 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液:吸取鹽酸（ρ=1.19g/mL）84.0mL，用水定容到1L，充分混勻。量取該鹽酸溶液100.0mL，用水定容至1L，混勻。用標(biāo)準(zhǔn)硼砂溶液標(biāo)定。

（6）0.1 mol/L 硼砂溶液:稱取9.534 g 基準(zhǔn)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:將0.1 mol/L 硼砂溶液準(zhǔn)確稀釋5倍。

（8）塑料擴(kuò)散皿（使用前在稀酸中浸泡1 小時(shí)，用蒸餾水沖洗干凈自然風(fēng)干或40℃恒溫箱內(nèi)烘至完全干燥）。

除特別標(biāo)注外，分析時(shí)均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析純?cè)噭?，?shí)驗(yàn)用水為電阻率≥18.0 MΩ·cm（25℃）的去離子水。

3 標(biāo)定

準(zhǔn)確移取10 mL0.02 mol/L硼砂溶液于100 mL錐形瓶中，加1滴甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由藍(lán)色變?yōu)樽霞t色為終點(diǎn)。平行測(cè)定3次，同時(shí)做空白試驗(yàn)。計(jì)算鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。

4 分析過(guò)程

稱取通過(guò)10 目篩（2mm）的風(fēng)干土壤樣品1.00g～2.00 g，均勻鋪在塑料擴(kuò)散皿外室中，水平地輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)散皿，使樣品鋪平，在土壤外室內(nèi)加1g 鋅-硫酸亞鐵還原劑平鋪土壤樣品上。在擴(kuò)散皿的內(nèi)室中加入3.0 mL 2%硼酸-指示劑溶液，蓋緊密封蓋，用移液管從密封蓋的小缺口處向外室加入10mLl.8 mol/L 氫氧化鈉溶液，立即蓋嚴(yán)小缺口。小心地水平轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)散皿，使溶液與土壤充分混勻，放入40℃恒溫箱中，恒溫24 小時(shí)（在此期間應(yīng)間歇地水平輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)3次）。打開(kāi)密封蓋，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定內(nèi)室硼酸中吸收的氨量，顏色由藍(lán)變?yōu)樽霞t，即達(dá)終點(diǎn)。在樣品測(cè)定同時(shí)，進(jìn)行試劑空白和標(biāo)準(zhǔn)土樣壤的測(cè)定。

5 結(jié)果計(jì)算

式中：V——滴定樣品所用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升（mL）；

V0——滴定空白所用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升（mL）；

c——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，單位為摩爾每升（mol/L）；

m——風(fēng)干土樣質(zhì)量，單位為克（g）；

k1——由風(fēng)干土樣換算成烘干的水分換算系數(shù)；

14——氮原子的摩爾質(zhì)量，單位為毫克每毫摩爾（mg/mmol）。

6 討論

（1）擴(kuò)散皿選擇:堿解擴(kuò)散法通常使用玻璃材質(zhì)擴(kuò)散皿[2]，試驗(yàn)時(shí)需取下擴(kuò)散皿密封蓋進(jìn)行滴定，而玻璃擴(kuò)散皿的毛玻片通常與皿邊粘結(jié)較緊，不易揭開(kāi)，強(qiáng)行用力，容易導(dǎo)致擴(kuò)散皿內(nèi)外室樣液傾覆，同時(shí)毛玻片易碎也存在危險(xiǎn)隱患。實(shí)驗(yàn)選用塑料材質(zhì)的擴(kuò)散皿，密封性良好，輕松揭蓋，并省去涂堿性膠液和纏繞橡皮筋環(huán)節(jié)，操作簡(jiǎn)便。

（2）還原劑使用:鋅-硫酸亞鐵為還原劑[3]，因硫酸亞鐵研細(xì)后易在空氣中被氧化，土壤樣品檢測(cè)結(jié)果重現(xiàn)性欠佳，選擇現(xiàn)用現(xiàn)研細(xì)。在加入還原劑與土壤樣品充分混合時(shí)，須水平地輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)散皿，避免動(dòng)作太大污染內(nèi)室，保證檢測(cè)結(jié)果良好的重現(xiàn)性。

（3）擴(kuò)散時(shí)間:時(shí)間選擇24 h，此時(shí)堿解氮含量測(cè)定值達(dá)到最高，不足24 h 結(jié)果偏低，超出24 h 無(wú)明顯變化。

（4）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和實(shí)際樣品分析結(jié)果:將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07460，NSA-1，NSA-3和實(shí)際樣品1、樣品2按上述方法，5個(gè)為一組，試驗(yàn)三次，三次測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1

經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證和樣品重現(xiàn)性試驗(yàn)，結(jié)果的再現(xiàn)性較好，測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度均符合質(zhì)控要求。

7 結(jié)論

本方法主要對(duì)堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤中堿解氮的條件進(jìn)行了試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)塑料擴(kuò)散皿、還原劑及擴(kuò)散時(shí)間等測(cè)定條件的優(yōu)化選擇，降低了人員操作因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響，試驗(yàn)結(jié)果重性好，操作更快捷方便，省時(shí)省力，適合大批量樣品檢測(cè)。