肥料和土壤酸碱度测定方法探讨

肥料和土壤酸碱度测定方法探讨

肖元 张学智

吉木萨尔县农产品质量安全检验检测中心 新疆 831700

摘要：酸碱度是肥料产品中要求的技术指标,现有标准采用pH计法测定。为进一步提高检测效率,对其测定方法进行改进。结果表明,现制现用电阻率18.2MΩ·cm超纯水代替去CO2超纯水测定肥料产品或土壤样品的酸碱度能满足现行标准要求,既节约能量,又简化操作。有机肥料浸提待测液充分搅拌约1min即可满足肥料酸碱度测定的要求。当进行土壤样品酸碱度测定时,在搅拌充分混匀的前提下,4000r·min-1离心3min,测定澄清液pH值结果与静置30min后测定上清液pH值的结果相比无显著差异,但能缩短电极平衡所用的读取时间,提高测定效率。

关键词：肥料检测，土壤检测，酸碱度测定，仪器分析

肥料领域涉及酸碱度测定的产品主要有有机肥料、有机-无机复混肥料、水溶肥料等3大类产品,其中,水溶肥料主要分为大量元素、中量元素、微量元素、含氨基酸和含腐植酸水溶肥料等5小类。酸碱度是肥料产品中要求的技术指标之一。有机肥料和有机-无机复混肥料产品标准(NY525—2012、GB18877—2009)中规定有酸碱度的测定方法,5类水溶肥料酸碱度的测定均采用NY/T1973—2010中的方法。总的来看,肥料的酸碱度测定均采用pH计法,该方法操作简便。近年来,越来越多的实验室普遍开始使用超纯水仪或超纯水系统,以更便捷地提供高纯度的实验室用水。为此,本文尝试用现制现用超纯水代替去CO2蒸馏水测定肥料中的酸碱度。

1材料与方法

1.1供试样品。有机肥料样品8个,水溶肥料样品6个,土壤样品30个。

1.2主要仪器设备。酸度计(梅特勒FE20型,带电极型号LE438),离心机(日立CR21GⅢ型),50mL离心管。

1.3去CO2超纯水制备。在5L三角瓶中加入不超过2/3瓶高度的超纯水,置于电炉上加热煮沸,煮沸30min后取下,稍冷,用软木塞封住瓶口,冷却待用。

1.4测定方法

（1）肥料酸碱度测定。取有机肥料样品(样品1～8),按照1∶10的样液提取比率,用玻璃棒搅拌混匀约1min,静置30min;另取水溶肥料样品(样品9～14),按照1∶250的样液提取比率,搅拌混匀约1min,静置15min。分别以超纯水(Ⅰ)和去CO2超纯水(Ⅱ)为浸提液,测定各试液的酸碱度。

（2）土壤酸碱度测定。采用去CO2超纯水作为浸提液,以过2mm筛制备的4个土壤样品(1～4号)为材料,采用土液比1∶2.5的比例,搅拌1min,分别静置30min、1h和2h,测定上清液的pH值。

采用去CO2超纯水作为浸提液,按土液比1∶2.5的比例和1min的搅拌时间,采用不同浸提方法处理过2mm筛制备的10个土壤样品(5～14号),分别测定其酸碱度。A法:土液混合后装入烧杯中,用玻璃棒充分搅拌,待其混匀后,用pH计测定静置30min后的上清液;B法:土液混合后装入50mL离心管中,用玻璃棒充分搅拌,待其混匀后,4000r·min-1离心3min,用pH计测定离心后的上清液。搅拌时间统一为1min,主要是为了搅拌充分。搅拌方法均采取2步走:先用玻璃棒搅拌至目测混匀,静置约1min,再用玻璃棒搅拌8～10次。

分别使用超纯水(Ⅰ)和去CO2超纯水(Ⅱ)作为浸提液,按土液比1∶2.5、搅拌时间1min,将过2mm筛制备的16个土壤样品(15～30号)与浸提液于50mL离心管中混匀,4000r·min-1离心3min,用pH计测定离心后的上清液。

2结果与分析

2.1肥料酸碱度测定结果对比。经成对样本t检验分析,2种方法测定的肥料样品酸碱度结果无显著性差异,且2种方法测定结果的绝对差值均小于0.10,满足规定允差要求。

水溶肥料产品易溶于水,加水搅拌容易澄清,用玻璃棒极易搅拌混匀。搅拌方法:用玻璃棒搅拌5～8次,静置约1min,再搅拌3～5次,这样就能充分混匀。有机肥料难溶于水,用25mL高型烧杯称取2g试样,再加入20mL超纯水,可使操作更简便。由于很多有机肥料产品的质地轻,与标准中5g的称样量相比,称样2g可使操作更简便快速些,且加入超纯水后也更容易混匀。有机肥料的具体搅拌方法也适合分2步操作:先用玻璃棒充分搅拌混匀(目测搅拌混匀程度),静置1～2min后,再搅拌3～5次,这样就能充分混匀。

2.2土壤酸碱度测定结果对比

（1）静置时间的影响。4个土壤样品的酸碱度在不同静置时间的测定结果有差异:1和2号样品(酸性),其上清液的pH值在静置1h后趋于稳定;3和4号样品(碱性),其上清液的pH值在2h内较稳定。

（2）浸提方法的影响。测定结果经成对样本t检验分析,2种浸提方法对土壤酸碱度测定结果无显著影响。采用离心方法的测定耗时比静置30min大大缩短,可以在很大程度上提高测试效率。

在传统的批量测定土壤样品时,很难精确控制每个样品的静置时间都为30min,而静置时间不同会对酸碱度测定结果有影响。另外,土壤质地也会影响一定时间内浸提液的沉降程度。土壤样品在与浸提液充分搅拌混匀后离心,可以得到稳定的上清液,从而得到相对稳定浸提条件下的土壤酸碱度测试结果。但要指出的是,由于离心管底部是半球形,因此,要实现搅拌混匀比高型烧杯条件下略困难,当测定样品的数量少于5时,静置30min的方法可能会更方便。

土壤重金属监测评价需要有较准确的土壤酸碱度测定结果。在测定土壤重金属项目时,通常只提供0.250mm或0.149mm细度的土壤试样。当测定这种土壤试样的酸碱度时,采用高型烧杯混匀、静置30min测定上清液pH值的方法是不可靠的。这是因为,在该条件下,pH电极达到饱和平衡的耗时很长,从而导致测试效率过低。离心的方法可以有效解决这类土壤酸碱度测定结果不可靠的问题。另外,离心方法也适用于大批量细度2mm土壤样品的酸碱度测定。

值得指出的是,如果实验室购置的酸度计有测定土壤样品的专用电极,则适合采用搅拌充分静置后直接测定上清样的方法。

（3）浸提液的影响。测定结果经成对样本t检验分析,2种浸提液对土壤样品的酸碱度测定结果无显著影响。按照相关标准,酸性土壤的测定规定允差不大于0.1个pH单位,碱性土壤的测定规定允差不大于0.2个pH单位。本研究的测定结果能满足标准要求。

3小结与讨论

本试验表明,现制现用电阻率18.2MΩ·cm超纯水代替去CO2超纯水测定肥料产品或土壤样品的酸碱度是可行的,测定结果能满足现行标准要求,既节约能量,又简化操作步骤。与隔夜保存的去CO2超纯水相比,现制现用超纯水更可靠,且保存时间长的去CO2超纯水,存在吸收其他酸性气体的风险,有可能使得结果不可靠。

实验室在进行肥料产品的酸碱度测定时通常采用手工搅拌的方式。有机肥料酸碱度测定的搅动时间规定为15 min,但其可操作性不强,实际检测中往往很难真正搅拌这么长时间。本研究发现,只要搅拌充分混匀,即可满足测定要求。在25mL高型烧杯中称取2g有机肥料,加入20mL超纯水,用玻璃棒打圈搅拌8～10次,静置约1min,再搅拌3～5次,就能完全充分混匀,静置30min后,用pH计测定上清液的pH值,即为有机肥料的酸碱度结果。有机-无机复混肥料酸碱度测定时,静置时间可以比规定的5min长一些,以确保上清液澄清。测定大批量土壤样品和细度在0.250mm及以下的土壤样品时,充分搅拌的方法可以分2步走:先用玻璃棒搅拌至目测混匀,静置约1min;再用玻璃棒搅拌8～10次。之后,4000r·min-1离心3min,用pH计测定澄清液部分的pH值,即为土壤的酸碱度结果。

　参考文献：

　　[1]刘福德，姜岳忠，刘颜泉，等.连作I-107杨树无性系苗圃地的土壤酶活性特征[J].中国水土保持科学，2005，3（2）：119-124.