有机肥料中腐殖质测试方法研究

郭力莉，云塔娜，闫明月，米帅帅

（元泰丰（包头）生物科技有限公司，内蒙古包头 014199）

30 余年的化肥使用已使耕地土壤变得非常贫瘠，土壤微生物数量减少，有机质下降，土壤团粒结构变差，失去保水保肥能力。为改变土壤现状，国家出台政策，号召化肥减量和有机肥替代化肥，土壤改良已成为农业的迫切需要。在有机肥市场中，有机质含量是判断有机肥品质的重要指标，是反映土壤品质的重要依据，但在实际土壤中使黏土疏松，使砂土黏结的主要物质是有机质的主要成分——腐殖质，因此，腐殖质含量测试成为确定有机质含量的重要依据，但目前有机肥料中腐殖质含量的测试还没有相关标准。本研究采用羊粪有机肥（属畜禽粪便发酵生产的有机肥类）和元泰丰有机肥（属褐煤基有机肥类），对称样量、试剂用量及分取比例进行试验，最终确定样品称样量范围、试剂加入量，实现测试结果稳定的目的。

1 材料与方法

1.1 方法

试验样品在硫酸和过量的重铬酸钾溶液中，通过共热使其中碳类物质发生氧化反应，用硫酸亚铁标准溶液滴定试样中过量的重铬酸钾，计算腐殖质含量。

1.2 试验仪器

（1）天平：精度0.0001g；（2）电砂浴锅；可控温度范围200～300℃；（3）磨口锥形瓶：250mL；（4）磨口空气冷凝管：长约20cm，下端有倾斜口。

1.3 试验试剂和材料

1.3.1 重铬酸钾-硫酸溶液（浓度0.4mol/L）。配制方法：称取重铬酸钾（分析纯）39.23g，置于3L 烧杯中，准确加入1000mL 蒸馏水，将烧杯置于冷水盆内；另取1L浓硫酸（浓度为18.4mol/L），延杯壁缓慢倒入配好的重铬酸钾水溶液中，迅速顺时针搅动至混合均匀、冷却。

1.3.2 邻菲啰啉指示剂。配制方法：取1 只150mL 的烧杯，加入100mL 蒸馏水和0.7g 硫酸亚铁（分析纯），搅拌至完全溶解，称1.490g 邻菲啰啉加入上述溶液中，搅拌至完全溶解，将此溶液保存于棕色瓶中备用。

1.3.3 硫酸银。分析纯，研磨成细粉。

1.3.4 重铬酸钾标准溶液（浓度0.2000mol/L）。配制方法：将重铬酸钾工作基准试剂置于130℃烘1.5h，冷却后进行验证试验，确定其恒重。称取9.807g 加水溶解，然后转移至1L 容量瓶内，定容。

1.3.5 硫酸亚铁标准溶液（浓度0.2mol/L）。配制方法：称56g 硫酸亚铁（分析纯），溶置于烧杯中，兑水约800mL，搅拌至完全溶解，向烧杯中加入20mL 浓硫酸（浓度为18.4mol/L），边加边搅拌，兑水定容至1L，搅拌均匀后贮存于棕色瓶内，在瓶中放入1 根约8cm 长的铝丝，以使溶液稳定，每次使用前需先确定溶液浓度。

1.3.6 硫酸亚铁标准溶液的标定方法。吸取浓度为0.2000mol/L 的重铬酸钾标准溶液25mL，置于250mL锥形瓶中，加入3mL 浓硫酸（浓度为18.4mol/L），不断摇动锥形瓶，冷却至常温后，滴加4 滴邻菲啰啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定，根据硫酸亚铁标准溶液的消耗量，计算其浓度。

计算公式为：c2=c1V1/V2

式中：c2——硫酸亚铁标准溶液的浓度（mol/L）；c1——重铬酸钾标准溶液的浓度（mol/L）；V1——吸取的重铬酸钾标准溶液的体积（mL）;V2——试样消耗硫酸亚铁标准溶液的体积（mL）。

1.4 样品制备

将试验置于托盘中，平铺后于通风良好处，经自然风干，充分混匀，用研磨机磨至全部通过0.2mm 筛，装入磨口瓶中备用。

1.5 测试步骤

（1）称取0.05g～0.2g 上述制备样品，精确至0.0001g，于250mL 磨口锥形瓶中，加入0.1g 硫酸银，加入50mL 重铬酸钾—硫酸溶液（浓度为0.4mol/L），摇匀。（2）将简易空气冷凝管置于盛有试样的锥形瓶上，连接紧密，移置已预热至230℃的电砂浴锅上加热。当冷凝液落下第一滴时开始计时，5±0.5min 为宜，多个样品同时消煮时，应按冷凝液滴落时间分别计时。（3）将锥形瓶从电砂浴锅上取下后需等待其冷却，然后用水从空气冷凝管上端冲洗冷凝管内壁，将冷凝管取下后冲洗磨口处处壁，洗液流入原锥形瓶内。将溶液转移至250mL 容量瓶，兑水稀释，冷却后定容，混合均匀。（4）移取50mL（5.3）制备液，加入4 滴邻菲啰啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定，溶液变为棕红色即达到滴定终点。滴定试样所用硫酸亚铁标准溶液的体积数小于空白消耗硫酸亚铁标准溶液体积数的1/3 时，应增大分取倍数，重新测定。（5）每次测定时须同时做不少于2 个空白，以水为空白，其他步骤与试样测定相同。计算时取空白消耗硫酸亚铁标液体积的平均值。

1.6 腐殖质总量计算

腐殖质总量X 以质量分数计，数值以g/kg 表示，按下式计算：

式中：V0——空白消耗标准溶液体积（mL）；V——试验消耗标准溶液的体积（mL）；c——标准溶液的浓度（mol/L）；D——分取倍数，250/50；m——试样的质量（g）；0.003——1/4 碳原子的毫摩尔质量（g/moL）。

2 结果与分析

2.1 样品质量与硫酸-重铬酸钾溶液加入量的确定。

由表1 可知，称取0.10g、0.20g 样品时，加入硫酸—重铬酸钾不能实现样品完全氧化。选择0.05g 称样量，加放50mL 硫酸－重铬酸钾溶液氧化较适合。

表1 重量与硫酸-重铬酸钾溶液加入量

2.2 0.05g 样品用50mL 硫酸－重铬酸钾氧化，分取倍数确定。

由表2 可知，3 种分取比例满足测试要求。从试验终点稳定性判断，分取5 倍时，滴定终点稳定，且消耗标准溶液体积相对较大，可减少试验误差，样品消耗标准溶液的体积数满足测试要求，表明此比例为最佳试验比例。

表2 硫酸-重铬酸钾用量与分取倍数测试数据

2.3 硫酸亚铁标准溶液标定原始数据（见表3）

表3 硫酸亚铁标准溶液标定原始记录

2.4 测试结果及精密度验证（见表4）

表4 测试结果及精密度验证

3 结论

经过实验摸索，该条件下具有较好的精密度，能够满足测试要求；同时具有测试速度快，操作简便的特点，适用于产品质量控制。