一種檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法
2023-05-20 22:23:16 1
專利名稱：一種檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法
技術領域：
本發明涉及穩定性肥料技術領域，尤其涉及一種檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法。
背景技術：
現有技術對穩定性肥料硝化抑制率的測定方法可參考《穩定性肥料》標準(HG/T 4135-2010)，其中對穩定性肥料硝化抑制率的測定應用的原理為硝酸根NO3-在210nm波長處有吸收，而在275nm波長處沒有吸收；溶解的有機物在210nm和275nm處都有吸收，兩種波長處的吸光度值之差與硝態氮濃度呈正比。然而，該種測定方法存在有不足之處，目前多數穩定性肥料添加的硝化抑制劑都含有雙氰胺，而雙氰胺的紫外吸收光譜與硝酸根NO3-的紫外吸收光譜十分相似，所以使用雙波長法無法排除雙氰胺的幹擾，從而導致採用該方法測定硝化抑制率的測量結果出現較大誤差。並且，該方法中對於硝化抑制率的測試，是建立在基質肥料總氮含量的基礎上的，對照肥料使用尿素。而實際上，基質肥料氮養分通常由尿素態氮、銨態氮、硝態氮組成，會發生硝化反應的是其中的尿素態氮和銨態氮，而尿素態氮和銨態氮的反應過程卻不一樣，其中，尿素態氮是先轉化成銨態氮，然後再發生硝化反應， 這兩種形態的氮素硝化速率是不同的，所以如在測試方法中不加區分，勢必造成產品判斷的混亂，導致測試結果失去客觀性。故有必要研究開發，提供一種可準確測定穩定性肥料硝化抑制率的方法。
發明內容
本發明創作的目的在於提供一種檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，其可準確測定穩定性肥料硝化抑制率。本發明實施例是這樣實現的，一種檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，包括如下步驟準備試劑，所述試劑包括有硝態氮標準溶液、緩衝液、碳酸鈉溶液、酚二磺酸溶液、 乙二胺四乙酸二鈉、氫氧化鈉溶液以及風乾土 ；製作硝態氮標準曲線；配製對照肥料，測定基質肥料中各種形態氮素的含量，用尿素、硫酸銨、硝酸鈉、粘土配製對照肥料；測定硝化抑制率，取平行測定結果的算術平均值為測定結果；計算硝化抑制率。進一步地，所述準備試劑的步驟包括硝態氮標準溶液的製備稱取經過105°C烘至質量恆定的硝酸鉀0. 7218g溶於緩衝液，用緩衝液至IOOOml ；緩衝液的製備稱取22. 25g磷酸氫二鈉和17. OOg磷酸二氫鉀溶解於800ml水中， 定容至2L ；
碳酸鈉溶液的製備稱取IOg分析純無水碳酸鈉，溶解於400ml水中，定容至IL ；酚二磺酸溶液的製備稱取結晶酚C6H5OH 15g於250ml三角瓶中，加入105ml濃硫酸，在沸水浴上加熱直至生成淺棕色稠狀液；乙二胺四乙酸二鈉的製備稱取分析純乙二胺四乙酸二鈉20g，溶於600ml水，定容至IL ；氫氧化鈉溶液的製備稱取400g分析純氫氧化鈉，溶於800ml水中，加水稀釋至 1L。進一步地，所述製作硝態氮標準曲線的步驟包括分別取0. 5,1. 0,1. 5,2. 5,3. Oml硝態氮標準溶液，置於250ml燒杯中，滴加碳酸鈉
溶液至鹼性，混勻、低溫蒸乾，取下冷卻至室溫；加酚二磺酸溶液anl，充分攪拌溶解，放置10分鐘後，用水衝洗燒杯，攪拌均勻，用流動水冷卻至室溫；加入EDTA溶液2ml，攪拌均勻；加氫氧化鈉溶液使溶液顯黃色，當黃色不再加深時，再加Iml氫氧化鈉溶液，用流動水冷卻，定容至50ml容量瓶中；於分光光度計405-435nm波長範圍內某一波長處，空白溶液作參比，Icm石英比色皿測量其吸光度，以濃度對吸光度作圖，得標準曲線。進一步地，所述配製對照肥料的步驟包括測定基質肥料各種形態氮含量及計算試驗用量；測出所述各種形態氮素含量後，按照相同比例，用尿素，硫酸銨，硝酸鈉配製對照肥料，不足部分用粘土補充。進一步地，所述測定基質肥料各種形態氮含量的步驟包括有基質肥料總氮含量 C的測定、基質肥料中尿素含量N1的測定、基質肥料中硝態氮含量隊的測定、基質肥料中銨態氮含量的計算。進一步地，所述基質肥料中硝態氮含量隊的測定包括如下步驟稱取約含0. Ig硝態氮的試料Hi1克，置於250ml錐形瓶內，加入IOOml緩衝液，振蕩使試料溶解後，進行幹過濾，棄去最初幾毫升濾液，吸取5ml濾液用緩衝液稀釋至50ml， 再吸取2. Oml濾液於250ml燒杯中，滴加碳酸鈉溶液至鹼性，混勻、低溫蒸乾，取下冷卻至室加酚二磺酸溶液anl，充分攪拌溶解，放置10分鐘後，用水衝洗燒杯，攪拌均勻，用流動水冷卻至室溫；加入EDTA溶液anl，攪拌均勻，加氫氧化鈉溶液使溶液顯黃色，當黃色不再加深時，再加Iml氫氧化鈉溶液，用流動水冷卻，定容至50ml容量瓶中；用分光光度計在 405-435nm波長範圍內某一波長處測量吸光度，在標準曲線上查找測量液硝態氮含量P， 計算試料中硝態氮含量。進一步地，所述測定硝化抑制率的步驟包括稱取八份風乾土，分別置於八個250ml錐形瓶內，各加入IOOml緩衝液，分別加入四份試料和四份對照肥料，將此八個錐形瓶同時在往復振蕩器上振蕩10分鐘，然後同時放入40°C的恆溫水浴中培養，每5小時振蕩一次，48小時後取出兩份裝有試料的錐形瓶和兩份裝有對照肥料的錐形瓶，分別測定溶液硝態氮濃度；如果硝化抑制率沒有達到6%，則將剩餘四瓶溶液繼續培養M小時，然後分別測定溶液硝態氮濃度，若硝化抑制率仍不能達到6%，則繼續培養並測試，直至硝態氮含量超過總氮含量的80%為止；將錐形瓶振蕩後進行幹過濾，棄去最初幾毫升濾液，吸取5ml濾液，用緩衝液定容至50ml，取2毫升試液，測試硝態氮濃度；取平行測定結果的算術平均值為測定結果，平行測定結果之間的相對偏差不大於 5. 0%。進一步地，所述計算硝化抑制率的步驟包括
C-D- ο按計算式―=^^xlOO計算硝化抑制率dN，數值以％表示；其中，C表示對
D- ρ
照肥料培養後試液中硝態氮含量的測定值，D表示試料培養後試液中硝態氮含量的測定值， P表示基質肥料測試時試液中硝態氮含量。在本發明創作的實施例中，排除了雙氰胺的幹擾，對產品中各種形態的氮進行測試，以製備更接近試樣成分的對照肥料，提高了硝化抑制率測試的準確性，在硝化抑制率的計算公式中，扣除了試樣中原有硝酸根，使計算結果更加準確。
圖1是本發明檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法流程圖示。
具體實施例方式為了使本創作的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明創作進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明創作檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法是基於硝酸根離子在無水情況下與酚二磺酸作用，生成三硝基酚，三硝基酚在鹼性條件下產生分子重排，生成黃色絡合物的反應原理。生成的黃色絡合物在405-435nm波長範圍內有吸收，吸光度與黃色絡合物的濃度成正比，而雙氰胺不能發生此反應，且在405-435nm波長範圍內無明顯吸收，對實驗結果無影響。溶液中的有機物在實驗條件下吸光度值極低，不會對實驗結果造成影響。其反應如下C6H3OH (HSO3) 2+3HN03 — C6H3OH (NO3) 3+2H2S04+H20C6H3OH (NO3) 3+0H_ — C6H3 (NO3) 30_ (黃色絡合物)+2H2S04+H20請參照圖1所示，本發明創作檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法包括如下步驟準備試劑，所述試劑包括有硝態氮標準溶液、緩衝液、碳酸鈉溶液、酚二磺酸溶液、 乙二胺四乙酸二鈉、氫氧化鈉溶液以及風乾土 ；製作硝態氮標準曲線；配製對照肥料，測定基質肥料中各種形態氮素的含量，用尿素、硫酸銨、硝酸鈉、粘土配製對照肥料；測定硝化抑制率，取平行測定結果的算術平均值為測定結果，平行測定結果之間的相對偏差不大於5.0% ；計算硝化抑制率，在硝化抑制率的計算中，扣除試樣中原有硝酸根。其中，準備試劑所述試劑包括有硝態氮標準溶液、緩衝液、碳酸鈉溶液、酚二磺酸溶液、乙二胺四乙酸二鈉、氫氧化鈉溶液以及風乾土。硝態氮標準溶液的製備準確稱取經過105°C烘至質量恆定的硝酸鉀0. 7218g溶於水，定容至1000ml。緩衝液的製備稱取22. 25g磷酸氫二鈉和17. OOg磷酸二氫鉀溶解於800ml水中，
定容至2L。碳酸鈉溶液的製備稱取IOg分析純無水碳酸鈉，溶解於400ml水中，定容至1L。酚二磺酸溶液的製備稱取結晶酚(C6H5OH) 15g於250ml三角瓶中，加入105ml濃硫酸(P = 1.84g/ml)，於瓶口放一隻短頸漏鬥，在沸水浴上加熱直至生成淺棕色稠狀液， 保存在棕色玻璃瓶中。乙二胺四乙酸二鈉(EDTA溶液)的製備稱取分析純乙二胺四乙酸二鈉20g，溶於 600ml水，定容至IL0氫氧化鈉溶液的製備稱取400g分析純氫氧化鈉，溶於800ml水中，加水稀釋至 1L，冷卻後裝入聚乙烯試劑瓶中。風乾土的製備按照土壤檢測標準規定的方法進行土壤樣品的採集和處理。製作硝態氮標準曲線分別取0. 5,1. 0,1. 5,2. 5,3. Oml硝態氮標準溶液，置於250ml燒杯中，滴加碳酸鈉溶液至鹼性，混勻、低溫蒸乾，取下冷卻至室溫；加酚二磺酸溶液ani，充分攪拌使乾涸物溶解，放置10分鐘後，用水衝洗燒杯，攪拌均勻，用流動水冷卻至室溫；加入EDTA溶液anl， 攪拌均勻；加氫氧化鈉溶液使溶液顯黃色，當黃色不再加深時，再加Irnl氫氧化鈉溶液，用流動水冷卻，定容至50ml容量瓶中。該系列硝態氮標準液中硝態氮含量分別為0. 05mg, 0. Img, 0. 15mg, 0. 25mg, 0. 3mg。於分光光度計405-435nm波長範圍內某一波長處，空白溶液作參比，Icm石英比色皿測量其吸光度，以濃度對吸光度作圖，得標準曲線Abs = I^+K^C，其中，Abs為吸光度，K。、 K1為常數，C為硝態氮標準液濃度；本實施例中是以分光光度計420nm波長處為例。配製對照肥料首先，測定基質肥料各種形態氮含量及計算試驗用量，其中基質肥料總氮含量C的測定按相應的基質肥料產品標準(GB/T8572-2010)中的規定進行測定；基質肥料中尿素含量N1的測定按目前穩定性肥料標準(HG/T4135-2010)中規定的方法測定，測定後，將其換算成尿素態氮含量C1 ；基質肥料中硝態氮含量的測定稱取約含0. Ig硝態氮的試料Hi1克，置於250ml錐形瓶內，加入IOOml緩衝液，劇烈振蕩使試料溶解後，進行幹過濾，棄去最初幾毫升濾液，吸取5ml濾液用緩衝液稀釋至50ml，再吸取2. Oml濾液於250ml燒杯中，滴加碳酸鈉溶液至鹼性，混勻、低溫蒸乾，取下冷卻至室溫；加酚二磺酸溶液anl，充分攪拌使乾涸物溶解，放置10分鐘後，用水衝洗燒杯，攪拌均勻，用流動水冷卻至室溫；加入EDTA溶液anl，攪拌均勻，加氫氧化鈉溶液使溶液顯黃色，當黃色不再加深時，再加Iml氫氧化鈉溶液，用流動水冷卻，定容至50ml容量瓶中；用分光光度計在420nm波長處測量吸光度，在標準曲線上查找測量液硝態氮含量P。按下式計算試料中硝態氮含量(百分比)C2= P ^25^20/1000/111^100%銨態氮含量的計算C3 = C-C1-C2測出上述各種形態氮素含量後，按照相同比例(Cl、C2、C3)，用尿素，硫酸銨， 硝酸鈉配製對照肥料，不足部分用粘土補充。例如測得某一穩定性肥料總氮含量為 16%，其中具體到尿素態氮含量、銨態氮含量、硝態氮含量分別為8^,4^,4%,則換算到每克對照肥料中應含尿素0. 08/0. 46 = 0. 174g，硫酸銨0. 04/0.21 = 0. 19g，硝酸鈉 0.04/0. 16 = 0. 25g，此三種總量為0. 614g，其餘0. 386g用粘土補足。其中0. 46為尿素的含氮量，0. 21為硫酸銨的含氮量，0. 16為硝酸鈉的含氮量。則配製該對照肥料應按 0.174 0.190 0250 0. 386的比例分別稱取尿素、硫酸銨、硝酸鈉、粘土，並混合均勻， 得到對照肥料。測定硝化抑制率其中，試料稱樣量與所述基質肥料中硝態氮含量的測定時的稱樣量相同，取相同質量的試料，如果需要改變，則後續計算需按比例換算。稱取八份風乾土，分別置於八個250ml錐形瓶內，各加入IOOml緩衝液，分別加入四份試料和四份對照肥料，將此八個錐形瓶同時在往復振蕩器(160r/min)上振蕩10分鐘， 然後同時放入40°C的恆溫水浴中培養，每5小時劇烈振蕩一次，48小時後取出兩份裝有試料的錐形瓶和兩份裝有對照肥料的錐形瓶，分別測定溶液硝態氮濃度。如果硝化抑制率沒有達到6%，可將剩餘四瓶溶液繼續培養M小時，然後分別測定溶液硝態氮濃度，若硝化抑制率仍不能達到6%，則繼續培養並測試，直至硝態氮含量超過總氮含量的80%為止。將錐形瓶劇烈振蕩後立即進行幹過濾，棄去最初幾毫升濾液，用移液管吸取5ml 濾液，用緩衝液定容至50ml，取2毫升試液，測試硝態氮濃度。取平行測定結果的算術平均值為測定結果，平行測定結果之間的相對偏差不大於5. 0%。計算硝化抑制率按下式計算硝化抑制率dN，數值以％表示
權利要求
1.一種檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，包括如下步驟準備試劑，所述試劑包括有硝態氮標準溶液、緩衝液、碳酸鈉溶液、酚二磺酸溶液、乙二胺四乙酸二鈉、氫氧化鈉溶液以及風乾土 ； 製作硝態氮標準曲線；配製對照肥料，測定基質肥料中各種形態氮含量，用尿素、硫酸銨、硝酸鈉、粘土配製對照肥料；測定硝化抑制率，取平行測定結果的算術平均值為測定結果； 計算硝化抑制率。
2.如權利要求1所述的檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，其特徵在於所述準備試劑的步驟包括硝態氮標準溶液的製備稱取經過105°C烘至質量恆定的硝酸鉀0. 7218g溶於緩衝液， 用緩衝液定容至IOOOml ；緩衝液的製備稱取22. 25g磷酸氫二鈉和17. OOg磷酸二氫鉀溶解於800ml水中，定容至2L ；碳酸鈉溶液的製備稱取IOg分析純無水碳酸鈉，溶解於400ml水中，定容至IL ； 酚二磺酸溶液的製備稱取結晶酚C6H5OH 15g於250ml三角瓶中，加入105ml濃硫酸， 在沸水浴上加熱直至生成淺棕色稠狀液；乙二胺四乙酸二鈉的製備稱取分析純乙二胺四乙酸二鈉20g，溶於600ml水，定容至IL ；氫氧化鈉溶液的製備稱取400g分析純氫氧化鈉，溶於800ml水中，加水稀釋至1L。
3.如權利要求2所述的檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，其特徵在於所述製作硝態氮標準曲線的步驟包括分別取0. 5,1. 0,1. 5,2. 5,3. Oml硝態氮標準溶液，或根據試樣硝態氮含量，在O-IOml 之間酌情選取硝態氮標準溶液，置於250ml燒杯中，滴加碳酸鈉溶液至鹼性，混勻、低溫蒸乾，取下冷卻至室溫；加酚二磺酸溶液ani，充分攪拌溶解，放置10分鐘後，用水衝洗燒杯，攪拌均勻，用流動水冷卻至室溫；加入EDTA溶液anl，攪拌均勻；加氫氧化鈉溶液使溶液顯黃色，當黃色不再加深時，再加Iml氫氧化鈉溶液，用流動水冷卻，定容至50ml容量瓶中；於分光光度計405-435nm波長範圍內某一波長處，空白溶液作參比，Icm石英比色皿測量其吸光度，以濃度對吸光度作圖，得標準曲線。
4.如權利要求3所述的檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，其特徵在於所述配製對照肥料的步驟包括測定基質肥料各種形態氮含量及計算試驗用量；測出所述各種形態氮素含量後，按照相同比例，用尿素，硫酸銨，硝酸鈉配製對照肥料， 不足部分用粘土補充。
5.如權利要求4所述的檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，其特徵在於所述測定基質肥料各種形態氮含量的步驟包括有基質肥料總氮含量C的測定、基質肥料中尿素含量N1的測定、基質肥料中硝態氮含量隊的測定、基質肥料中銨態氮含量的計算。
6.如權利要求5所述的檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，其特徵在於所述基質肥料中硝態氮含量隊的測定包括如下步驟稱取約含0. Ig硝態氮的試料HI1克，置於250ml錐形瓶內，加入IOOml緩衝液，振蕩使試料溶解後，進行幹過濾，棄去最初幾毫升濾液，吸取5ml濾液用緩衝液稀釋至50ml，再吸取2. Oml濾液於250ml燒杯中，滴加碳酸鈉溶液至鹼性，混勻、低溫蒸乾，取下冷卻至室溫；加酚二磺酸溶液ani，充分攪拌溶解，放置10分鐘後，用水衝洗燒杯，攪拌均勻，用流動水冷卻至室溫；加入EDTA溶液anl，攪拌均勻，加氫氧化鈉溶液使溶液顯黃色，當黃色不再加深時，再加Iml氫氧化鈉溶液，用流動水冷卻，定容至50ml容量瓶中；用分光光度計在405-435nm波長範圍內某一波長處測量吸光度，在標準曲線上查找測量液硝態氮含量P，計算試料中硝態氮含量。
7.如權利要求6所述的檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，其特徵在於銨態氮含量的計算方法為銨態氮含量=總氮含量-尿素態氮含量-硝態氮含量。
8.如權利要求7所述的檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，其特徵在於所述測定硝化抑制率的步驟包括稱取八份風乾土，分別置於八個250ml錐形瓶內，各加入IOOml緩衝液，分別加入四份試料和四份對照肥料，將此八個錐形瓶同時在往復振蕩器上振蕩10分鐘，然後同時放入 40°C的恆溫水浴中培養，每5小時振蕩一次，48小時後取出兩份裝有試料的錐形瓶和兩份裝有對照肥料的錐形瓶，分別測定溶液硝態氮濃度；如果硝化抑制率沒有達到6%，則將剩餘四瓶溶液繼續培養M小時，然後分別測定溶液硝態氮濃度，若硝化抑制率仍不能達到6%，則繼續培養並測試，直至硝態氮含量超過總氮含量的80%為止；將錐形瓶振蕩後進行幹過濾，棄去最初幾毫升濾液，吸取5ml濾液，用緩衝液定容至 50ml，取2毫升試液，測試硝態氮濃度；取平行測定結果的算術平均值為測定結果，平行測定結果之間的相對偏差不大於 5. 0%。
9.如權利要求8所述的檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，其特徵在於所述計算硝化抑制率的步驟包括C-D- ο按計算式· = ^&X100計算硝化抑制率dN，數值以％表示；其中，C表示對照肥 D- ρ料培養後試液中硝態氮含量的測定值，D表示試料培養後試液中硝態氮含量的測定值，P 表示基質肥料試液硝態氮含量測定值。
全文摘要
本發明創作公開一種檢測穩定性肥料硝化抑制率的方法，包括如下步驟準備試劑，所述試劑包括有硝態氮標準溶液、緩衝液、碳酸鈉溶液、酚二磺酸溶液、乙二胺四乙酸二鈉、氫氧化鈉溶液以及風乾土；製作硝態氮標準曲線；配製對照肥料，測定基質肥料中各種形態氮含量，用尿素、硫酸銨、硝酸鈉、粘土配製對照肥料；測定硝化抑制率，取平行測定結果的算術平均值為測定結果；計算硝化抑制率。本發明用酚二磺酸分光光度法代替硝酸根分光光度法，排除了常用的硝化抑制劑雙氰胺的幹擾，對基質肥料中各種形態的氮進行測試，以製備更接近試樣成分的對照肥料，提高了硝化抑制率測試的準確性，而在硝化抑制率的計算公式中，扣除了試樣中原有硝酸根，使計算結果更加準確。
文檔編號G01N21/31GK102435560SQ20111026174
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月6日 優先權日2011年9月6日
發明者譚正寶, 陳麗娟 申請人:深圳市喜耕田生物科技股份有限公司