杜颖+马良+白杨+刘善江

摘要：有机肥料试样经硫酸和过氧化氢消煮后过滤，过滤液分别用火焰光度法和ICP-OES法测定。结果表明，火焰光度法与ICP-OES法均能得到较好的试验结果，火焰光度法的测定值高于ICP-OES法，二者相对相差小于30%，火焰光度法和ICP-OES法的回收率分别为101.0%和99.0%，RSD分别为1.0%和0.3%，说明两种方法测定全钠具有较好的准确度和精密度，而ICP-OES法对批量样品的检测更具优势。

关键词：有机肥料；全钠；火焰光度法；ICP-OES法

中图分类号：S14-33 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）06-1128-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.06.034

Abstract：Organic fertilizer samples were digested by sulfuric acid and hydrogen peroxide. Then filtrate were determinate by flame photometer and ICP-OES respectively. The results showed that flame photometer and ICP-OES could can get a better test results， Flame photometer measurement value is higher than ICP-OES method， the results of the relative difference between the two methods was not more than 30%. The recovery rate of the two methods which was flame photometer and ICP-OES were 101.0% and 99.0%， RSD values were 1.0% and 0.3% respectively. Comparing the measured results showed that both methods had good accuracy and precision. The ICP-OES method had more advantages for the detection of bulk samples.

Key words： organic fertilizer； sodium； flame photometer method； ICP-OES method

鈉元素位于元素周期表第三周期第一族，是由英国化学家戴维在1807年发现的，其是地壳中最丰富的元素之一，约占2.64%[1]。到20世纪下半叶，钠元素更被定义为除16种必需营养元素以外的某些作物所必需或对植物生长发育有明显良好作用的有益元素之一。而植物对营养元素的需求量是有限度的，尤其是有益元素[2]。尽管植物种类之间有差异，但一般来说，植物的正常生长发育所要求的含量很低，适宜的范围也很窄[3]。

农业种植过度依赖化肥施用增产，已造成耕地土壤理化性质恶化、土壤微生物区系受到破坏、农产品质量下降等诸多问题，有机肥料的应用又重新得到人们的重视。通过有机肥的施用起到培肥土壤、改善品质的目的，同时还可充分利用废弃物资源，有利于减少环境污染。由于有机肥具有来源广、种类多、数量大等特点，有机肥中钠含量差异很大。甜菜、菠菜、萝卜、卷心菜等作物，施用钠含量高的有机肥会对作物生长起到很好的效果，有利于增产增收。而像玉米、黑麦、大豆、莴苣等作物只适于生长在土壤溶液中钠浓度在9～30 mg/kg的范围内[3]。施用含钠过高的有机肥料也会增加土壤的含盐量，增加了土壤次生盐渍化的风险。

目前，有机肥料现行有效的行业标准NY 525-2012中未规定有机肥料中钠含量的检测方法，仅水溶肥料设立钠含量检测方法的标准[4]。一般推荐大田作物有机肥的施用量为20～60 t/hm2，陆地蔬菜施用量为50～100 t/hm2[5]。为了更好地选择和合理施用有机肥料，因此对于有机肥料中钠含量的检测是非常有必要的。本研究通过火焰光度计与电感耦合等离子体发射光谱仪两种方法的测定，以期建立有机肥料中全钠含量的检测方法，实现有机肥料样品的批量检测。

1 材料与方法

1.1 仪器及试剂

CP224S型分析天平（德国Sartouris AG）；715-ES型电感耦合等离子体发射光谱仪（美国Varian）；AP 1200型火焰光度计（上海傲谱分析仪器有限公司）；万用电炉（北京市永光明医疗仪器厂）。

钠单元素溶液标准物质GBW（E）080127、硫酸、30%过氧化氢均为分析纯试剂。试验用水为去离子水。所用溶液的配制方法均符合HG/T 2843-1997[6]的规定。

1.2 供试样品

有机肥料按原料来源主要分为粪尿肥、秸秆肥、绿肥与泥杂肥等4类[7]。供试样品取自北京市有机肥料企业，试验样品10个，包含了上述4类有机肥料原料。

将选取风干样品完全混匀后，用四分法将样品缩分至约100 g，迅速研磨至全部通过1 mm筛，混匀，收集于干燥瓶中供试。

1.3 工作条件

ICP仪器使用过程中，较高的辅助气流量能够减小子谱带的干扰，雾化器气体压力会较大影响谱线的信号强度，观察高度对灵敏度也有较大影响[8]。因此，ICP仪器参数为检测功率1 kW，等离子气流量15 L/min，辅助气流量1.5 L/min，雾化器压力 200 kPa，观察高度10 mm。

1.4 分析液制备

称取试样0.50～1.00 g，置于开氏烧瓶底部，加5 mL硫酸和1.5 mL 30%过氧化氢，瓶口放漏斗，浸泡过夜。在电炉上缓慢升温至硫酸冒烟，取下，稍冷加15滴30%过氧化氢，逐次消煮，直至溶液呈无色或淡黄色清液后，继续加热，除尽剩余的过氧化氢[9]。取下冷却，将消煮液移入100 mL容量瓶中，加水定容，用无磷滤纸干过滤到塑料瓶中，备用。同时进行空白试验，试剂量与操作同上。

上述前处理方法借鉴有机肥料行业标准NY 525-2012中规定的全氮、全磷、全钾的消煮方法。

1.5 工作曲线绘制

ICP仪器检测的响应强度较高，而火焰光度计的仪器响应值偏低，根据仪器自身特点和测量范围，分别绘制不同浓度的两套工作曲线待上机测定。

火焰光度计适用标准曲线：吸取10 μg/mL钠标准溶液0、1.00、2.50、5.00、7.50、10.00 mL分别置于6个50 mL容量瓶中，加入与吸取试样溶液等体积的空白溶液，用水定容，该工作曲线浓度分别为0、2.0、5.0、10.0、15.0、20.0 μg/mL。

电感耦合等离子体发射光谱仪适用工作曲线：吸取1 000 μg/mL钠标准溶液0、0.50、1.00、4.00、7.50、10.00 mL分别置于6个100 mL容量瓶中，加入5 mL硫酸溶液，用水定容，该标准曲线浓度分别为0、5.0、10.0、40.0、75.0、100.0 μg/mL。

由于玻璃器皿中本身含有钠，酸性溶液会溶出玻璃中的钠，久置会影响测定结果，因此应将配制好的工作溶液尽快转移至塑料瓶中存放待测。

1.6 样品测定

火焰光度法：吸取一定体积的试样溶液于100 mL容量瓶中，用水定容，与工作曲线系列溶液同条件在火焰光度计上测定。每测定5个样品后用钾标准溶液校正仪器。

ICP-OES法：试样溶液直接在与工作曲线系列溶液相同的条件下，测定其辐射强度值。

2 结果与分析

2.1 准确度

由于目前尚没有有机肥料的标准物质，采用了与有机肥料原料性质接近的材料——农作物[10]，即菠菜（GBW10015）标准物质样品。标准物质样品按上述分析液制备方式进行制备。测定结果见表1。从表1中可以看出，火焰光度法与ICP-OES法的测定结果的平均值与菠菜标准物质中的标准值相符，两种方法的平行结果测定的相对相差小于10%，两种方法测定结果的相对相差均小于标准NY/T 1972-2010 30%的规定，该结果可信。

对采用相同前处理的10个肥料样品分别用火焰光度法及ICP-OES法进行测定，每个样品作5个平行样品，测定结果列于表2。从表2可以看出，火焰光度法测定的钠含量均高于ICP-OES法测定结果，两种方法测定结果的相对相差小于30%，分析原因可能有以下两点：①火焰光度计由于线性范围窄，因此测定时一般需要稀释，在上机液的稀释过程中会产生操作误差，对最终结果造成影响；②硫酸本身具有密度大、黏度高的特点，ICP仪器测定硫酸基体的溶液时会因进样阻力增大而降低雾化效率，而火焰光度计使用的是稀释后的上机液溶液，密度降低，雾化器的雾化效果要好于未稀释液体进样的雾化效果造成火焰光度计测定值高于ICP-OES测定值。因此，在配置ICP-OES法中的工作曲线时，吸取标准溶液后，用空白溶液定容以保持与样品溶液酸度基本上做到基本一致，避免系统误差。

2.2 精密度

选取2号样品的任意1个消解液，用两种方法分别进行10次重复测定，测定结果见表3。两种检测方法的相对标准偏差（RSD）分别为1.0%和0.3%，说明两种方法的精密度很好。

2.3 回收率的测定

取不同有机肥样品，对火焰光度法与ICP-OES法分别进行样品加标测回收率试验，结果见图1。火焰光度法测定的平均回收率为101.0%，ICP-OES法测定的平均回收率为99.0%，回收率在97.0%～102.0%之间。结果表明，两种不同方法测定有机肥料中全钠含量的结果准确，且满足日常分析的质量控制要求。

3 结论

本研究比较了有机肥料中全钠含量两种测定方法，火焰光度法与ICP-OES法均能得到较好的试验结果。综合比较两种仪器的测钠性能，ICP-OES法测定量程大，线性范围宽，适合批量样品的测定，但等离子体发射光谱仪的仪器成本较高；火焰光度计易操作，运行成本低，但量程小，线性窄，样品测试前要经过稀释，适合低含量样品的测定。虽然等离子体发射光谱仪不及火焰光度计的普及度高，但该仪器有多元素同时检出的能力，因此利用上述消解液还可同时测定有机肥料中全磷、全钾[11]，若样品需要进行多组分测定，ICP-OES法更显出其独特优势，建议有条件的实验室还是采取ICP-OES法批量测定有机肥料中的全钠含量。

参考文獻：

[1] 吕中选，于 宙，王广仪.元素生物学[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2011.

[2] 陈伦寿.农业增产的秘密武器——有益元素[J].中国农资，2008（9）：48-49.

[3] 陆景陵.植物营养学（上册）[M].北京：中国农业大学出版社，2013.

[4] NY/T 1972-2010，水溶肥料 钠、硒、硅含量的测定[S].

[5] 李玉华.有机肥料生产与应用[M].天津：天津科技翻译出版公司，2010.

[6] HG/T 2843-1997，化肥产品 化学分析常用标准滴定溶液、标准溶液、试剂溶液和指示剂溶液[S].

[7] 赵义涛，姜佰文，梁运江.土壤肥料学[M].北京：化学工业出版社，2009.

[8] 白 杨，刘善江，马 良，等.ICP-OES法测定水溶肥料中的磷和钾[J].贵州农业科学，2015，43（1）：90-94.

[9] NY 525-2012，有机肥料[S].

[10] 杜 颖，刘善江，陈益山.有机肥料中氯离子检测方法的研究[J].中国土壤与肥料，2015（1）：111-114.

[11] 马晓红，宋吉利，曹 鹏，等.ICP-OES法测定有机肥料中钾和磷[J].磷肥与复肥，2010，25（5）：81-81，86.