样品存放条件对土壤中碱解氮含量测定值的影响

李娜 尹春淼 屠人凤

摘 要：为研究样品存放过程中土壤样品碱解氮受条件影响的变化，选取了红壤土、黄褐土及砂姜黑土3种土壤的土壤样品，分别置于不同器皿中进行不同温度、不同时间下的存放后进行样品碱解氮含量值的测定。结果表明：在一定的存放温度和时间下，土壤样品中碱解氮的测定值与温度和时间呈正相关关系，因此测定碱解氮的样品低温存放且时间不宜过长;在相同的温度和时间条件下，用牛皮纸袋保存样品的碱解氮变化较磨口瓶装和自封塑料袋装的要大;考虑到成本和便利，测定碱解氮的土壤样品保存以塑料自封袋为宜。

关键词：土壤样品;碱解氮;存放条件;影响

中图分类号 S147.5文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）09-0102-03

Abstract： In order to study the affection of sample preservation process on the content of effective nitrogen in soil samples， soil samples of three different kind （red soil， yellow cinnamon soil and shajiang black Soil） have been select for effective nitrogen measurement after storage in different containers， under different temperatures and through different times. The results show： the content of effective nitrogen have positive correlation with preservation time under certain temperature， and have positive correlation with temperature when stored for a certain time as well. So the samples for effective nitrogen should be stored for a short time under low temperature. Under same temperature and preservation time， the change of effect nitrogen contents stored in kraft paper bag is larger than plastic ziplock bag. Considering the cost and convenience of soil sample preservation， plastic ziplock bag is a better option.

Key words： Soil Samples; Effective Nitrogen; Preservation; Effect

土壤中的有效氮是衡量土壤的供氮能力[1，2]及合理施肥的依據[3，4]。在表征土壤氮素有效性的指标[5]中，碱解氮以其与作物生长的相关性较好，能够准确反映近期内土壤的供氮水平而被广泛使用，而其碱解扩散法的测定手段更以其简单快捷，可以批量测定而被广大农业化学分析工作者所青睐。为了确保分析结果的准确性，研究人员对碱解氮测定过程中的条件如温度、时间等十分重视[6]，却鲜少关注样品的存放条件对测定结果带来的影响。土壤中无机态氮是在微生物的作用下由有机态氮转化完成，碱解扩散法是借助化学试剂碱将土壤中易矿化的简单有机含氮化合物水解变成无机氨态氮后再进行测定。显而易见，测定前的风干土壤样品中依然有微生物的活动，对有机含氮化合物的分解并没有停止。因此，样品存放的条件如盛放样品的器皿、存放时间、存放温度对土壤中碱解氮的测定值都会有影响，而这种影响也会因土壤种类的不同而不同。为此，笔者开展了样品存放条件对土壤中碱解氮含量测定值的影响研究，以期为土壤碱解氮的测定样品的存放提供合理的方式，提高碱解扩散法测定土壤有效态氮含量值的准确性。

1 材料与方法

1.1 试验样本 试验采用安徽省主要土壤，红壤土、黄褐土和砂姜黑土，分别采自安徽的青阳县、合肥近效和蒙城。采样区面积设定为1hm2，采样深度0～20cm。按照“S”形进行布点，每个采样区域设定9个采样点，每个样点采集1000g土壤，混合充分搅拌均匀后，按照四分法分别取2000g混合样带回实验室，剔除其中可见的植物根系、石块等侵入体，在背阴通风处自然风干，经压碎、磨细过1mm筛后，测定3个土壤样品的基本理化性质（表1）。pH值：2.5∶1的水土比，酸度计法测定;有机质：重铬酸钾氧化—外加热法测定;全氮：开氏法;有效磷：0.5mol/L碳酸钠提取，钼兰比色法测定;速效钾：1mol/L乙酸铵浸提，火焰光度法测定;碱解氮：碱解扩散法测定[8]。

1.2 试验方法 将过1mm筛的红壤土、黄褐土和砂姜黑土的风干样品，按每份50g的样量分别装入100mL的牛皮纸袋、磨口玻璃瓶和塑料袋中，记为N、M和S。然后按设定的温度将其分别放置在冷藏箱和恒温箱中以0、25、35℃的温度条件下存放30、60、90d后，分别测定不同条件下的碱解氮含量，比较研究盛放于不同器皿的3种土壤（红壤土、黄褐土、砂姜黑土）在不同温度和不同时间的条件下其碱解氮含量的变化，从而研究盛放器皿、温度和时间对碱解氮含量测定值的影响。

1.3 测定方法 分别称取每个处理的土壤样品2.0g，置于洁净干燥的扩散皿外室，轻轻旋转扩散皿，使土样均匀铺平。取2%的硼酸吸收液2mL置于扩散皿内室，然后在扩散皿外室边缘涂上少量阿拉伯胶，盖上玻璃片，轻轻旋转玻璃片，使皿边与毛玻璃面完全黏合。再慢慢转开毛玻璃一边，使扩散皿外室露出一条狭缝，加入1.8mol/L NaOH 10.0mL后迅速盖严，旋转扩散皿，让碱溶液盖住所有土壤。再用橡皮筋圈紧，使毛玻璃固定，最后将扩散皿小心平放在40℃的恒温箱中培养24h后取出，用0.01093mol/L（?H2SO4）标准酸滴定内室硼酸吸收液的NH4+，根据滴定体积计算碱氮含量。

2 结果与分析

由表2可知，3种土壤样品中碱解氮含量与初始值（表1）相比，其值因温度、时间和盛放器皿不同，发生了不同的变化，以存放后的测定值与存放前的初始值之差作图可以明显看出其差异（图1）。

2.1 存放温度对土壤样品碱解氮含量测定值的影响 由表2和图1可以看出，3种土壤样品中的碱解氮测定值皆表现为随着温度的升高而增加的趋势，只是因其他条件不同，其增加的幅度不同，最少的增幅在2.2%，而最大增幅达19.9%;其中，温度为35℃的处理，无论其他条件有什么不同，其增加量均为最多，这说明35℃相对于0℃和25℃而言更适宜氨化酶微生物的存活，且活性较强，从而加快了样品中的有机态含氮化合物矿化为无机氨态氮的速度，无机态氮积累增多，就使得测定的碱解氮含量增加，从而与初始值产生偏离，误差增大。因此，为避免这种情况的发生，测定碱解氮含量的土壤样品应低温存放。

2.2 存放时间对土壤碱解氮含量测定值的影响 由表2和图1可以看出，3种土壤样品在存放30、60、90d后的碱解氮测定值均较初始值有所增加，但在30d内增加值相对要低，为9%左右，而90d增加幅度为17.9%，说明氨态氮的积累速度要快于硝态氮，从而使得样品中无机态的氨态氮含量高于无机态的硝态氮含量，碱解氮含量值就相应增加。另外，土壤样品的碱解氮含量增加幅度也与存放温度有关。低温下，碱解氮含量的增加幅度与存放时间没有相关性，但随着温度增加，其相关性加大，在35℃條件下存放90d其相关性系数最高可达0.99，说明相关性极显著。因此，为减少土壤样品碱解氮测定值的误差，应尽可能在采样后立即进行测定，尤其要避免样品在高温下长期存放。

2.3 不同存放器皿对土壤碱解氮含量测定值的影响 由表2可知，同一种土壤样品，因存放器皿不同，测定的碱解氮含量值也不同，这是由于不同器皿受环境的影响不同所致。因此3种器皿存放的土壤样品碱解氮测定值会因温度和时间的不同而不同。低温下，牛皮袋盛放的土壤样品碱解氮含量随时间增加而增加得少，但高温下，则呈现出随时间延长而增加得较多的现象，这种规律在塑料自封袋上也有所体现，只是变化幅度低于牛皮纸袋。究其原因，可能与器皿的密封性和材质的厚薄有关。牛皮纸袋没有密封，外界水分、空气及温度可以与样品直接接触，进而影响到矿化微生物的数量与活性。温度低时，矿化微生物的活性变弱，有机含氮化合物就难以矿化成无机态的氨氮物质，因此碱解氮含量增加得少，甚至没有增加;但温度高时，矿化微生物活性增大，有机物的矿化速度加快，无机态的氮增多，使得碱解氮含量增加。同理，虽然塑料自封袋和玻璃磨口瓶都是密封状态，但因塑料自封袋相对较薄，受到环境的影响较玻璃磨口瓶要大，因此其测定值的变化相对于玻璃磨口瓶要大。尽管如此，因塑料制品方便，保存样品时大多还是选用塑料自封袋，因此在此情况下应注意控制温度和时间。

2.4 不同存放条件对不同类型土壤的碱解氮含量的影响 由表2和图1可以看出，3种土壤样品的碱解氮含量虽然都会因温度、时间和器皿不同而不同，但红壤土增加的幅度要大于其他2种，这与土壤的性质有关。土壤有机质含量高，氮的含量就高，矿化物质来源丰富，使得矿化更易发生，从而使碱解氮增加的幅度较有机质低的土壤要大。另一方面，土壤的酸碱性也会影响矿化微生物的活性。比如，由于碱性条件下更利于硝化酶的生存，因此显酸性的红壤土不易产生硝化作用，这使得氨态氮得以积累，从而使碱解氮的测定值增加。另外，土壤含水量及质地对矿化酶都会产生一定的影响，对此还要进行进一步的研究，尤其是土壤微生物在土壤中矿化的作用机理。土壤微生物是土壤中氮素矿化的一个重要因素，无论什么条件、什么土壤，与土壤中微生物活性直接有关的就是温度和通气状况[9，10]。这些因素影响着土壤中有机含氮化合物的矿化速率，进而影响土壤碱解氮的含量。因此，只要土壤中有微生物的存在且保持活性，就一定会影响到土壤样品的碱解氮含量。

3 结论

通过对红壤土、黄褐土和砂姜黑土3种土壤样品在不同条件存放后的碱解氮含量的测定，结果表明：（1）土壤样品存放过程中，温度对土壤碱解氮含量存在影响，而且在一定的温度范围内呈现一定的正相关性;（2）在牛皮纸袋中存放的土壤样品碱解氮增加量要明显高于玻璃磨口瓶和塑料自封袋，但随着存放时间的延长，土壤中碱解氮含量都会有相应的增加;（3）对于要进行碱解氮含量测定的土壤样品存放，应根据条件选择低温和密封条件好的器皿，且宜在30d内完成测定。

参考文献

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[10]王艳杰，付桦.雾灵山地区土壤有机质全氮及碱解氮的关系[J].农业环境科学学报，2005，24（增刊）：85-90.

（责编：徐世红）