使用凱氏定氮儀進行復合肥總氮含量測定的方法

      凱氏定氮儀具有高精度顏色傳感器判斷終點，智能化程序控制，可自動完成加水稀釋、加酸、加堿、蒸餾、滴定、滴定杯自動排液清洗、消化管排空、結果計算和輸出打印結果，全程無需人為干預，數據準確可靠等優點。整個過程只需5 min，而傳統的全氮蒸餾法和半微量蒸餾法需要20 min甚至更長的時間。因此凱氏定氮儀在食品、化工、農牧業、醫藥衛生等領域的蛋白質含量測定方面有著巨大的優勢和應用前景。
      氮肥對馬鈴薯、小麥的生長發育和產量都會產生重大影響，在農業生態系統中，碳和氮通過土壤有機物的循環可以提高土壤肥沃程度和作物產量。同時減少環境負效應，所以快速測量化肥中總氮含量顯得至關重要。消化技術是制約全自動凱氏定氮儀發展的一個瓶頸技術。由于在復合肥料中含有硝態氮、銨態氮、有機態氮、尿素態氮、氰氨態氮等多種形態的氮，所以復合肥料中總氮的消化過程相對于單一形態氮較復雜，有必要總結出一套適合全自動凱式定氮儀并且易操作、準確、快速的消化方法。
      本研究結合現行化肥定氮國標方法和福斯特卡多公司(Foss)的消化手冊，改進了消化方法，一定程度上克服了全自動凱氏定氮儀的瓶頸，使得利用全自動凱式定氮儀測定復合肥料中的總氮含量更加快速、準確、易操作。
1材料與方法
1．1 消化原理
      將復合肥料中的硝酸鹽在催化劑定氮合金的作用下加入濃鹽酸還原成銨鹽，用濃硫酸進行消化，將有機態氮或尿素態氮和氰氨態氮轉化為硫酸銨。
1．2試劑
      試劑均為二次蒸餾水；定氮合金(Cu、Al和Zn的含量分別為50％、45％和5％)及其他標定和使用的試劑同GB／T 8572。
1．3儀器
Kieltec 8400全自動凱氏定氮儀；TecatorTM消化系統。
1．4實驗方法
    稱取復合肥料樣品0．100 0～0．200 0 g于250 mL的蒸餾器的蒸餾管中，加入35 mL蒸餾水搖動使試樣溶解，再加入1．0 g定氮合金，7 mL濃鹽酸，置于蒸餾瓶Tecato一消化裝置．加熱至150℃。取下蒸餾管于消化管架上冷卻到室溫，反應20 min。再加入10 mL濃硫酸．把蒸餾管置于消化裝置上于480℃消化，待蒸餾管中澄清透亮并且有小股硫酸白煙冒起后取下蒸餾管和消化管架于通風櫥內冷卻至室溫。再加10。20 mL蒸餾水于蒸餾管中于100℃繼續消化，待蒸餾管中溶液呈明亮透明藍色溶液時取下蒸餾管冷卻至室溫，上全自動凱氏定氮儀進行蒸餾。
2結果與分析
2．1 硝酸銨總氮含量分析對比
     在復合肥料的總氮含量的測定中硝酸銨常常被用作加標樣品和驗證試驗樣品，所以硝酸銨的消化和定氮程度常常決定著復合肥料總氮含量的測定數據。表1列舉了硝酸銨國標方法、FOSS公司消化手冊法(簡稱FOSS法)、本實驗所用的消化改進方法(簡稱改進法)等不同方法消化后的結果。

由表1可知，采用國標法消化時間長，試劑用量大。FOSS法雖然在消化時間和試劑用量上都比較小．但由于硝酸銨中含有硝態氮，FOSS法缺少還原硝態氮的步驟，所以氮含量僅為16．98％。相對于國標法和FOSS法而言，改進法不僅消化時間短，試劑用量小．而且在氮含量的測定上比較接近理論值。
2．2 5種市售復合肥料的氮含量測定對比
     選市場銷售的5種不同復合肥料，按照文獻的方法制樣，并且按照現行國標法和改進法消化，國標法消化的復合肥料按照半微量定氮法定氮。改進法消化的復合肥料上全自動凱氏定氮儀進行總氮含量測定，這5種復合肥料氮含量的不同消化方法如表2。

結果表明，用改進消化法樣品測定肥料中總氮含量，檢驗結果有很好的重復性，平行測定誤差均遠小于現行復混肥料國家標準規定的允許差值．與現行國標法的檢驗結果具有很好的一致性。
2．3全自動凱氏定氮儀蒸餾滴定條件分析
     根據FOSS公司提供的滴定條件，40％NaOH溶液的加入量是蒸餾滴定的關鍵。加入40％Na0H后應變為黑色溶液。Na0H加入量太大易耗費試劑，加入量太小則無法完全中和硫酸，無法測得數據，因此加入量為30 mL比較合理。在滴定前必須先加入少量水于蒸餾管中進行適當消煮，使得樣品呈現明亮透明的藍色溶液．否則在蒸餾滴定時可能會出現蒸不出氮或蒸不完全的情況，原因是由于高溫的消化使得化肥樣品和定氮合金相互混合附著在蒸餾管的底部，使得硫酸銨無法全部溶解于水溶液 中，導致蒸餾不出或不完全的情況發生。
3 小結與討論
      全自動凱氏定氮儀簡化了蛋白質或總氮含量測定的步驟，縮短了分析時間，提高了工作效率。但由于消化方法的滯后制約了全自動凱氏定氮儀的使用效率。本研究通過參考國標消化法和FOSS消所表現出來的個性特征．它體現著公眾特別是消費者對品牌的認知與評價。因此，品牌形象只有通過銷售或宣傳活動將其傳達給消費者才具有意義。一方面，區域內企業應該做好公共關系工作，盡快形成品牌的良好形象；另一方面，可通過各種媒介有意識地向公眾介紹品牌形象。區域品牌形象推廣的方式有：區域客戶的口頭傳播，重大節日的慶祝活動，舉辦項目推介會、招商洽談會、商品交易會、博覽會、展會．建立行業互聯網網站，開辟專業論壇和講座等。
      農業區域品牌是一項重要的無形資產，是其所有者的一筆巨大財富。為使這項巨大無形資產和寶貴財富不受侵犯，有關部門必須對品牌實施有效的保護策略。區域品牌具有公共物品的特性，為區域內的企業提供了“搭便車”的激勵，也為區域內外企業以次充好的行為提供了可能，最后使區域品牌的整體形象受損。為了有效地防范各種侵害和侵權行為．區域內企業應該制定各種保護措施來維護區域品牌。
3．3 發揮龍頭企業在區域品牌建設中的主體作用
      區域品牌往往是某個區域的企業品牌集體行為的綜合體現，代表著一個地區產業品牌的主體和形象，對本區域的經濟發展起到舉足輕重的作用。創建和發展區域品牌實質上就是一種商業經營行為。需要區域內的大批企業和產業品牌集體參與。企業是區域品牌創建和發展的主體。同時也是區域品牌發展的最大受益者。企業自身的產品和品牌形象是區域品牌發展的基礎。因此，區域內各企業要樹立和強化品牌意識．不斷提升產品和服務質量。加大科技創新力度，發掘產品品牌內涵，提高產品綜合競爭力，促進產業升級；同時加強企業自主創新，打造企業自主品牌，以此推動區域品牌發展。
3．4 提高組織化程度。開展合作營銷
      提高農民組織化程度，鼓勵農民開展合作營銷，對于促使農民走出小農業格局，推進農業專業化發展，降低農民在獲取這些資料信息的成本等方面有重要作用。為此，一要在尊重農民意愿的基礎上加強分類指導，開展教育和培訓，增強農民的合作意識．加強農業科技的推廣和應用，提高農民的合作能力：二要制定相關政策，從注冊、登記、財政支持、稅收優惠和金融保險支持等方面給予農民合作組織優惠政策，在其成立初期要特別加大扶持力度：三要注重農業合作組織經營人才的培養和使用，合作組織要想真正發揮作用，在注重合作組織硬件設施建設的同時，更要注重培養和造就一大批農業經營人才．并為他們創造條件，以利于帶領廣大合作經濟組織和農民實現致富。

相關儀器：消化爐