基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法

本发明属于土壤化学分析与环境监测，涉及基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，具体涉及利用连续流动分析仪配合改进试剂体系测定河口湿地等盐碱土壤中铵态氮含量的方法。

背景技术：

1、河口湿地是全球重要的生态系统类型，在碳汇、生物多样性维持及污染物拦截等方面发挥着不可替代的作用。氮素是湿地生态系统中重要的营养元素，土壤铵态氮含量是评估湿地土壤肥力、氮素循环效率及植被生长状况的关键指标。准确测定河口湿地土壤中的铵态氮含量，对于理解湿地氮循环过程、评估湿地健康状况及制定生态修复策略具有重要意义。

2、目前，土壤铵态氮的测定主要采用氯化钾溶液浸提—靛酚蓝比色法。随着分析技术的进步，连续流动分析仪（continuous flow analyzer，cfa）凭借其自动化程度高、分析速度快、精密度好等优势，在土壤和植物氮素测定中得到了广泛应用。其测定氨氮的原理基于水杨酸钠法：在碱性条件下，铵离子与水杨酸钠和二氯异氰尿酸钠在硝普钠催化下反应生成蓝绿色靛酚络合物，最后进行比色测定。

3、然而，在实际应用中，采用连续流动分析仪的标准水杨酸钠法测定河口湿地盐碱土壤提取液中的铵态氮时，常出现样品响应信号异常的现象，导致无法获得有效的土壤氨氮数据，严重制约了相关研究的开展。经分析，该问题主要出现在高ph或高盐度的土壤类型中。当土壤ph值偏高或含有较高浓度的盐分离子时，高ph和高盐度的样品基体可能干扰水杨酸钠法显色反应的正常进行，导致样品信号异常。滨海河口湿地土壤由于长期受潮汐作用影响，通常具有ph偏碱性且盐度较高的特点，采用常规试剂体系测定时极易出现上述信号异常问题。此外，这一基体干扰问题并非滨海盐碱土所独有，在内陆盐碱土、部分石灰性土壤以及受人为活动影响的高盐度土壤中同样可能存在。

4、现有技术中虽有关于连续流动分析中盐度干扰的记载，但多采用增加载流盐度等通用手段进行补偿，该方式不仅操作烦琐，且难以从根本上消除复杂土壤基体对显色反应的特异性干扰。目前，尚未见针对盐碱土壤等高ph、高盐度样品浸提液的试剂优化方案。

5、因此，亟需一种能够有效消除高ph、高盐度土壤样品浸提液对水杨酸钠法显色反应干扰、使连续流动分析仪能够准确测定该类土壤铵态氮含量的方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

4、步骤s1：采集河口湿地盐碱土壤样品，过筛后采用kcl溶液浸提，振荡、过滤后获得土壤待测液；

5、步骤s2：配制改进型缓冲溶液，所述改进型缓冲溶液包含磷酸氢二钠、酒石酸钾钠和氢氧化钠；配制二氯异氰尿酸钠（dci）显色溶液；配制水杨酸钠-硝普钠显色溶液；配制硫酸铵标准储备液，并进行逐级稀释，获得一系列浓度梯度的标准溶液；

6、步骤s3：将所述标准溶液和土壤待测液置于连续流动分析仪的进样器中，将仪器进样管路由低浓度进样管更换为高浓度进样管；

7、步骤s4：以所述改进型缓冲溶液、二氯异氰尿酸钠显色溶液及水杨酸钠-硝普钠显色溶液为显色试剂，接入连续流动分析仪对应试剂管路中依次对所述标准溶液和土壤待测液进行上机测定；

8、步骤s5：连续流动分析仪根据所述标准溶液的响应信号值和对应氨氮浓度拟合标准曲线，并根据标准曲线计算输出所述土壤待测液中氨氮的浓度；

9、步骤s6：根据所述土壤待测液中氨氮的浓度，结合浸提前土壤样品质量及使用的kcl溶液体积，计算土壤氨氮含量。

10、所述步骤s1中：过筛后的土壤粒径小于等于2mm，过筛后的土壤与kcl溶液的固液比为每g土壤使用5ml~20ml的kcl溶液；kcl溶液的浓度为0.5mol/l~2mol/l；振荡时间为1小时~2小时。

11、所述步骤s2中，所述改进型缓冲溶液中各物质的浓度分别为：磷酸氢二钠30g/l~40g/l、酒石酸钾钠40g/l~60g/l、氢氧化钠5g/l~15g/l。

12、所述步骤s2中，所述二氯异氰尿酸钠显色溶液的浓度为2g/l~4g/l。

13、所述步骤s2中，所述水杨酸钠-硝普钠显色溶液中水杨酸钠的浓度为35g/l~45g/l，硝普钠的浓度为0.5g/l~2.0g/l。

14、所述步骤s3中，所述低浓度进样管为小流量进样蠕动泵管，所述高浓度进样管为大流量进样蠕动泵管。

15、所述步骤s4中，上机测定时土壤待测液先与改进型缓冲溶液混合，调节反应体系ph至12.6~12.9，再依次与水杨酸钠-硝普钠显色溶液、二氯异氰尿酸钠显色溶液混合后在硝普钠催化下生成蓝绿色靛酚络合物，最后进行比色测定。

16、所述步骤s4中，连续流动分析仪的测定参数为：检测波长为660nm；比色池光程为10mm或30mm；反应温度为37℃~50℃。

17、所述步骤s5中，连续流动分析仪根据所述标准溶液中氨氮浓度与其对应响应信号值之间的线性关系，经一元线性回归拟合标准曲线，并基于所述标准曲线将土壤待测液的响应信号值转换为氨氮浓度值予以输出。

18、所述步骤s6中，土壤氨氮含量的计算表达式为：

19、

20、其中，为土壤中氨氮的质量分数，；c为连续流动分析仪计算的土壤待测液中氨氮的浓度，；v为kcl溶液体积，ml；m为浸提前土壤样品质量，g。

21、本发明的有益效果如下：

22、（1）有效消除了高ph、高盐度土壤基体干扰，解决了样品响应信号异常的技术难题：本发明针对盐碱土壤高ph、高盐度的特点，通过将常规的柠檬酸钠缓冲体系替换为磷酸氢二钠-酒石酸钾钠-氢氧化钠改进型缓冲体系，并去除二氯异氰尿酸钠（dci）溶液中的氢氧化钠，配合将进样管更换为高浓度进样管，显著改善了显色反应的反应环境，使样品响应信号恢复正常，由负值或异常低值转变为稳定的正值，实现了对盐碱土壤铵氮的准确测定。

23、（2）操作简便，无需额外前处理步骤：本发明仅需对连续流动分析仪的试剂配方和进样管进行针对性调整，无需对土壤样品进行额外的中和、稀释或基体匹配等烦琐前处理，不增加操作复杂度，适用于大批量土壤样品的常规分析。

24、（3）普适性强，适用范围广：本发明不仅适用于滨海河口湿地盐碱土壤，还可推广至内陆盐碱土、石灰性土壤及其他高ph、高盐度土壤的铵氮测定，为盐碱区土壤氮素循环研究提供了可靠的分析手段。

1.基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤s1中：过筛后的土壤粒径小于等于2mm，过筛后的土壤与kcl溶液的固液比为每g土壤使用5ml~20ml的kcl溶液；kcl溶液的浓度为0.5mol/l~2mol/l；振荡时间为1小时~2小时。

3.根据权利要求1所述的基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述改进型缓冲溶液中各物质的浓度分别为：磷酸氢二钠30g/l~40g/l、酒石酸钾钠40g/l~60g/l、氢氧化钠5g/l~15g/l。

4.根据权利要求1所述的基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述二氯异氰尿酸钠显色溶液的浓度为2g/l~4g/l。

5.根据权利要求1所述的基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述水杨酸钠-硝普钠显色溶液中水杨酸钠的浓度为35g/l~45g/l，硝普钠的浓度为0.5g/l~2.0g/l。

6.根据权利要求1所述的基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述低浓度进样管为小流量进样蠕动泵管，所述高浓度进样管为大流量进样蠕动泵管。

7.根据权利要求1所述的基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤s4中，上机测定时土壤待测液或标准溶液先与改进型缓冲溶液混合，调节反应体系ph至12.6~12.9，再依次与水杨酸钠-硝普钠显色溶液、二氯异氰尿酸钠显色溶液混合后在硝普钠催化下生成蓝绿色靛酚络合物，最后进行比色测定。

8.根据权利要求1所述的基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤s4中，连续流动分析仪的测定参数为：检测波长为660nm；比色池光程为10mm或30mm；反应温度为37℃~50℃。

9.根据权利要求1所述的基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤s5中，连续流动分析仪根据所述标准溶液中氨氮浓度与其对应响应信号值之间的线性关系，经一元线性回归拟合标准曲线，并基于所述标准曲线将土壤待测液的响应信号值转换为氨氮浓度值予以输出。

10.根据权利要求1所述的基于连续流动分析仪测定河口湿地盐碱土壤氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤s6中，土壤氨氮含量的计算表达式为：