浅析有机肥料、无机肥料及其有机肥料中氮磷钾的测定

纪玉琼，李华宇

〔通标标准技术服务（青岛）有限公司，山东青岛 266101〕

0 引言

在植株生长的整个过程当中，化肥的作用不可小视，是保障所种作物稳产、高产的重要基础，且化肥能够对农作物的品质进行调节和改善。在现代的农业生产过程中，肥料大多是使用的复合肥料，肥料的用量往往都是依据土壤中缺乏元素的状况和将使用肥料的成分多少来最后确定的，所以测定肥料中各种元素的成分含量可以精确肥料的使用量，有助于准确地对植株进行生长上的帮助。

1 复合肥料中氮含量的测定

在植株生长的过程当中，对于各种营养元素，氮的需求量是最大的，氮的用量和氮元素使用的有效率对植株的整个生长过程来说是非常重要的，同时也影响了农业发展。在各种不同形式的肥料当中，其生产时所使用的材料不同，会导致氮在肥料中的形式也不同。这就会导致在测定肥料中总氮含量的时候造成困难。

1.1 氮含量测定的原理

在进行氮含量测定时，主要是采用蒸馏后滴定法来进行测量。这种方法的测定原理是首先将待测肥料中的氮通过反应，将它们都转化成为铵盐，然后将硝态氮进行还原，通过蒸馏的方式蒸馏出氨，或者在酸性环境中形成铵盐；而利用混合催化剂对其他形态的氮进行催化反应，再加入浓硫酸将其硝化，将有机态氮等形式的氮转化生产铵盐，然后通过强碱的环境，将铵盐转化成氨之后，将其蒸馏出去，再将得到的产物用过量的硫酸溶液吸收，通过指示剂的指导作用，用氢氧化钠标准滴定溶液返滴定。

1.2 氮含量测定的步骤和称样量

首先称取一定量的样品，然后对样品按照氮的形态进行前处理，然后放置进行冷却以后，加入强碱溶液进行蒸馏，用硫酸溶液吸收后滴定后进行最后的计算，得出结果。在进行样品称量的时候，其称量的总量需要保持在0.5～2.0 g之间，不能超出范围，需要保证氮的质量不能超过235 mg。同时若样品里面含有硝态氮，则取样时需要保证硝态氮的质量不能超过60 mg，保证还原反应彻底进行，同时保证溶液的酸性。

1.3 氮含量测定样品的前处理

对于还有铵态氮的肥料如硫酸铵等，可以不需要前处理直接加入氢氧化钠溶液后蒸馏滴定。当复合肥料中含有硝态氮的时候，就需要先对样品进行处理。而前处理就是要将硝态氮进行还原。在测定时，有两种方法可以对氮的含量进行测定。首先是定氮合金还原法，在此方法中，颗粒的大小是需要满足一定条件的，其颗粒不能大于850 μm，其原因是若超出范围，则会减慢还原的速度，导致反应不能完全进行。另外一种是铬粉还原法，因为在测定的过程中需要用到铬粉，所以反应中会产生许多氢气，这就导致了在处理样品的时候会有大量的泡沫产生，这个时候溶液的颜色也会发生显著的变化，会变成深绿色，同时因为反应会非常的剧烈，其产生的冲击力就会让蒸馏瓶剧烈跳动。

1.4 含有机态氮的复合肥料

当肥料中含有有机物的时候，需要特别注意反应的过程中，对于热量的控制需要密切观察，要防止消化反应中产生的泡沫溢出来，若泡沫超出瓶口，消化反应会不完全，最终使试验失败；消化反应需要一直持续到溶液中没有固体残渣，液体变成透明状态，然后停止反应，消化反应控制在冒烟后的1 h之内。

1.5 未知氮形态的复合肥料

有些复合肥料的成分形态并不明确，这时就需要事先加入一定量的还原剂，对样品进行还原，再加入混合催化剂，在浓硫酸的作用下产生消化反应。

2 磷含量的测定

磷是植株体内很多重要有机物的组成成分，同时又可以以多种方式参加到植株体内多种代谢的过程，而磷在土壤中的含量、有效率和被植株吸收的高低程度都严重制约了植株的生长。磷对于很多水果、蔬菜和粮食来说，能够提升它们的品质，但是若磷的使用量超过一定范围，就会导致植株晚熟，结实率也会下降。

2.1 磷含量的测定原理

在介质中，若是酸性环境下，正磷酸根离子会与喹钼柠酮发生反应，生成黄色的磷钼酸喹啉沉淀，在整个反应的过程中，采用水提取时其性质为水溶性磷，在使用乙二胺四乙酸（EDTA）和中性柠檬酸铵进行提取的时候则是有效磷。

2.2 磷含量的测定步骤和样品称量

测定的步骤为：样品称量，试液制备，沉淀，烘干，计算。

在对试样进行磨碎之后，需要过筛（0.5 mm），然后将过筛后的样品进行充分的混匀，然后称取试样约1 g，保证试样中含有100～200 mg的五氧化二磷，需要精确至0.0002 g。

2.3 试液的制备

在制备试液的时候，最常用的有水、碱性、中性的柠檬酸铵、柠檬酸还有EDTA。在标准GB/T 8573-2017中有相关的规定，在进行有效磷提取试验的时候，容量瓶需要在温度恒定的水域中震荡1 h，水温需要保持在（60±2）℃。这种测试方法中，萃取的时间是非常长的，所以可以根据反应的原理来对反应流程进行改善。

首先称取试样（精确到0.0002 g），将称取的样品放置于250 ml的锥形瓶当中，然后加入150 ml的EDTA溶液，加热直至煮沸，维持5 min，再静置冷却，然后将其转移到容量瓶里面，用水稀释定量，然后将其混匀，进行干过滤之后，将最初的50 ml滤液去除。

2.4 沉淀

在沉淀反应的过程中，沉淀剂里面发生反应的主要物是喹啉和钼酸钠。在反应当中，沉淀剂中加入丙酮的作用在于消除NH4+的干扰。NH4+与喹啉性质相近，能产生黄色的磷钼酸铵沉淀而影响测定结果，丙酮可以排除铵离子的干扰，与此同时可以对沉淀产物的物理性质进行一定程度上的改善，使颗粒增大、疏松、不易黏附杯壁而方便过滤，而且可以排除溶于丙酮的其他杂质。

2.5 烘干

在国家标准GB/T 8573-2017中，黄色磷钼酸喹啉沉淀进行干燥的温度为180℃，干燥的时间需要持续45 min。而在有些行业标准甚至国外标准中，可以对烘干温度进行调整，将其升高到220℃，甚至是250℃，但是不要超过370℃。

3 钾含量的测定

在自然界中生长的植株，体内钾的含量相对于其他一些元素来说是很高的，且分布的范围也比较广泛，同时它的移动性也很强。在植株的体内，钾主要是以离子的状态或者是可溶性的钾盐方式存在的，而且在活跃的组织器官当中含量最多。钾的作用非常多，可以促进光合作用，将作物的品质进行提升，增强作物抗逆性能，让作物能更好地抵抗严寒的天气。在现在的复合肥料当中，钾元素的存在形式也不是单一的。

3.1 钾含量测定的原理

整个测试的环境是弱碱性环境，在反应时，反应中会产生氰氨基化合物，为了排除它对反应的影响，就需要事先加入活性炭和溴水排除这方面的影响。

3.2 钾含量的测定步骤和样品称量

钾含量测定的步骤包括样品称量，试液的制备，沉淀，烘干和计算。

在进行样品称量的时候，其称取的量一般为300～350 mg，在反应中需要让四苯硼酸钾沉淀的量最终维持在0.25 g左右，只有在这种环境中所测得的结果才是最准确的。若称取的量过少，则因样品量少而不能代表肥料中钾的真实含量；若称取的样品量过大，则溶液里面浓度就会非常高，导致反应里面引入误差的机会就会大大增加，影响试验的结果。

3.3 钾含量测定中试剂的制备

在测定过程中，为了让钾离子充分地进行溶解，就需要对溶液进行加热并煮沸。在煮沸的过程中，需要特别注意的点是要防止液体溅出，即影响试验结果，也容易造成危险。在试剂制备的过程当中，可以对其进行改进。在称取样品后，直接将其放置在容量瓶里面，然后在量取适量的水，也加入其中，再进行加热，维持时间为15 min，然后在冷却后进行定容，其他的操作步骤不变。

4 结语

我国的耕地资源有限，这就需要逐步提高农作物的产量来保证我国粮食方面的安全。所以改进施肥的技术，提高肥料的利用率就可以最大限度地降低肥料的使用对于环境的负面影响。由此可以得知，对肥料中氮磷钾元素的测定对我国农业的发展也起到了一定的作用，促使我国在肥料高效利用、环境保护等方面进行可持续性的发展。