ISO 66502023 肥料、土壤改良剂和有益物质高效液相色谱法同时测定N-（正丁基）硫代磷酸三酰胺和双氰胺标准立项发展报告

肥料、土壤改良剂和有益物质高效液相色谱法同时测定N-（正丁基）硫代磷酸三酰胺和双氰胺标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SimultaneousDeterminationofN-(n-Butyl)ThiophosphoricTriamideandDicyandiamidebyHigh-PerformanceLiquidChromatography摘要随着全球农业绿色可持续发展战略的深入实施，高效、环境友好的肥料管理与土壤改良技术日益受到国际社会的广泛关注。尿素酶抑制剂与硝化抑制剂作为提高氮肥利用效率、减少农业面源污染的关键技术手段，其活性组分N-（正丁基）硫代磷酸三酰胺（NBPT）和双氰胺（DCD）的精准检测成为肥料质量监管与国际贸易争端解决的核心技术瓶颈。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2023年10月正式发布ISO6650:2023标准，首次在国际层面建立了基于高效液相色谱法（HPLC）同时测定肥料、土壤改良剂及有益物质中NBPT与DCD含量的统一技术规范。本报告系统阐述了该标准的立项背景、技术内容、国际协调过程及应用前景，全面分析了标准中涉及的方法原理、仪器条件、样品前处理流程、精密度验证等关键技术参数，深入探讨了该标准对全球肥料产业技术升级、国际贸易便利化以及农业面源污染治理的支撑作用。报告的撰写旨在为该标准的宣贯实施、后续修订及我国相关标准的制修订提供参考依据。关键词：高效液相色谱法；N-（正丁基）硫代磷酸三酰胺；双氰胺；肥料检测；国际标准；尿素酶抑制剂；硝化抑制剂Keywords:High-PerformanceLiquidChromatography(HPLC);N-(n-Butyl)ThiophosphoricTriamide(NBPT);Dicyandiamide(DCD);FertilizerTesting;InternationalStandard;UreaseInhibitor;NitrificationInhibitor一、引言1.1研究背景全球农业正面临粮食安全与生态环境保护的“双重挑战”。据联合国粮食及农业组织（FAO）统计，全球氮肥施用量逐年攀升，但其当季利用率普遍仅为30%～50%，大量氮素通过氨挥发、硝化-反硝化作用和淋溶等途径损失，不仅造成严重的资源浪费，还引发水体富营养化、温室气体（N₂O）排放增加及土壤酸化等次生环境问题。在此背景下，脲酶抑制剂和硝化抑制剂作为“增效肥料”的核心添加剂，已成为全球肥料产业绿色转型的重要技术方向。N-（正丁基）硫代磷酸三酰胺是目前应用最为广泛的脲酶抑制剂品种，其通过抑制土壤脲酶活性，延缓尿素水解速率，从而有效降低氨挥发损失；双氰胺则作为典型的硝化抑制剂，通过抑制亚硝酸细菌的活性，延缓铵态氮向硝态氮的转化，减少氮素的淋洗和反硝化损失。二者联合使用可产生“协同增效”效应，已在欧美、澳大利亚、中国等主要农业大国的大田作物生产中广泛应用。然而，随着含NBPT和DCD的增值肥料产品在全球贸易中的比重日益增大，缺乏统一的国际检测标准已成为制约产品质量监管和市场准入的关键瓶颈。1.2标准立项的必要性本标准立项前，各国对肥料中NBPT和DCD的检测方法存在显著差异。欧盟采用高效液相色谱-紫外检测法，美国采用液相色谱-串联质谱法，中国则部分采用气相色谱法，不同方法在样品提取效率、检测灵敏度和定量准确性方面存在较大差异，导致同一产品的检测结果在不同国家和地区可能产生显著偏差。这种技术差异不仅增加了企业的合规成本，也为国际贸易中的技术性贸易壁垒提供了空间。因此，制定一项统一的国际检测标准，具有以下重要意义：-建立全球通用的检测技术基准，消除技术性贸易壁垒；-为肥料产品质量监管提供科学、可靠的技术支撑；-促进新型增效肥料技术的国际推广与应用；-服务于全球农业绿色发展目标的实现。二、标准主要内容2.1标准基本信息ISO6650:2023《肥料、土壤改良剂和有益物质高效液相色谱法同时测定N-（正丁基）硫代磷酸三酰胺和双氰胺》由国际标准化组织肥料和土壤调理剂技术委员会（ISO/TC134）归口管理，于2023年10月18日正式发布。该标准为首次制定，适用对象涵盖固体及液体形态的肥料、土壤改良剂和有益物质，建立了在同一色谱条件下对NBPT和DCD进行同步定性和定量分析的方法体系。2.2方法原理与技术路线该标准采用反相高效液相色谱法，配备紫外检测器或二极管阵列检测器。核心原理为：试样经溶剂提取、净化后，注入高效液相色谱仪，在C18反相色谱柱上实现目标组分的分离，通过紫外检测器在特定波长下进行定量检测。（一）色谱条件标准规定了优化的色谱分离条件：采用C18反相色谱柱（粒径5μm，柱长150～250mm，内径4.6mm），柱温控制在25～35℃范围；流动相采用甲醇-磷酸盐缓冲液或乙腈-磷酸盐缓冲液的二元梯度洗脱系统，流速设定为1.0mL/min。针对NBPT和DCD在极性上的显著差异，采用梯度洗脱程序，确保两种目标化合物在合理的保留时间内得到良好分离。（二）检测波长选择NBPT在210nm附近具有较强紫外吸收，DCD的最大吸收波长约为220nm。标准通过光谱扫描确定最佳检测波长组合，可采用双波长同时检测模式（如210nm检测NBPT、220nm检测DCD），也可选用中间波长（如215nm）进行单波长同时检测。（三）样品前处理标准根据不同肥料基质类型（固体肥料、液体肥料、土壤改良剂等），规定了相应的样品制备和提取方案。一般流程为：固体样品经研磨、过筛后精确称量，加入适量提取溶剂（如水、甲醇或甲醇-水混合溶液），经振荡提取、离心或过滤后，取上清液经0.45μm滤膜过滤后进样分析。对于基质复杂的样品类型，标准提供了固相萃取（SPE）净化的可选操作流程。（四）定量方法标准采用外标法定量，以峰面积对质量浓度建立线性回归方程。标准明确了方法检出限（LOD）和定量限（LOQ）的确定方法及参考范围，并规定了加标回收率和精密度（重复性和再现性）的验证要求。2.3技术指标与性能参数ISO6650:2023在制定过程中，组织了国际协同验证试验，来自全球十余个国家的25个实验室参加了方法的协同验证工作，全面评估了方法的重复性、再现性和适用性。在方法线性范围方面，标准规定的NBPT和DCD的线性范围覆盖了常规添加水平；在精密度方面，重复性相对标准偏差（RSDr）和再现性相对标准偏差（RSDR）均控制在合理范围内。在准确度方面，各参与实验室的加标回收率均在95%～105%之间，表明方法具有优异的准确度。上述技术指标的确定，为该方法的广泛适用性和结果互认提供了坚实的实验基础。三、标准制修订过程3.1立项阶段ISO6650:2023的制定工作由ISO/TC134（肥料和土壤调理剂技术委员会）启动。随着含NBPT和DCD的增值肥料国际贸易量不断增长，2018年前后，部分成员国开始向ISO/TC134秘书处提交制定统一检测方法标准的提案。经过全体成员国表决，该提案获得立项批准，编号确定为ISO6650，并由中国、德国和澳大利亚的专家联合牵头成立工作组（WG），负责标准草案的起草工作。3.2起草与征求意见阶段在标准起草过程中，工作组广泛调研了各国现行的检测方法标准和相关研究文献，系统比较了高效液相色谱法、气相色谱法、液相色谱-质谱联用法等技术路线的优缺点。经过工作组成员的多轮讨论，初步确定了采用高效液相色谱-紫外检测法的技术方案，并形成了工作组草案（WD）。随后，草案进入委员会阶段（CD）和国际标准草案阶段（DIS），分别提交ISO/TC134各成员体进行投票和征求意见。各成员国在样品前处理流程简化、仪器适用性扩展、方法适用范围等方面提出了大量建设性意见，工作组根据反馈意见对标准文本进行了多轮修改和完善。3.3国际协同验证阶段为验证所制定方法的可靠性和适用性，工作组组织了大规模的国际协同验证试验。共有来自中国、德国、美国、澳大利亚、法国、荷兰、印度、巴西等国的25个实验室参与。协同验证试验采用的样品涵盖了不同肥料类型（复合肥、掺混肥、水溶肥）和不同NBPT/DCD含量水平。验证结果表明，各实验室的检测结果具有良好的一致性，方法的重复性和再现性达到了预期目标。3.4发布与出版阶段经过标准草案（FDIS）的最终投票，ISO6650:2023于2023年10月18日正式发布。标准为英文版本，采用国际标准化组织统一的技术文本规范。四、主要参与单位介绍4.1上海化工研究院有限公司上海化工研究院有限公司（以下简称“上海化工院”）创建于1956年，是中国化工领域具有重要影响力的综合性研究开发机构，也是全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会（SAC/TC105）的秘书处承担单位。作为我国肥料标准化工作的核心技术支撑单位，上海化工院长期致力于肥料产品检测技术研究、国家标准和行业标准的制修订以及国际标准化工作。在ISO6650:2023的制定过程中，上海化工院作为中国代表团的核心技术力量深度参与了标准研制。该院检测技术团队充分发挥在肥料分析化学领域的深厚技术积累，牵头完成了标准中样品前处理方案的优化验证、色谱分离条件的系统研究以及协同验证试验的方案设计等工作。同时，上海化工院依托其丰富的标准化工作经验和国际交流合作渠道，积极协调国内相关单位参与标准的国际协同验证试验，组织国内专家对标准草案进行技术评议，并将我国的合理化建议成功纳入国际标准文本之中。上海化工院的深度参与不仅有力推动了该国际标准的顺利制定，也为提升我国在肥料检测领域的国际话语权做出了积极贡献。五、标准实施的预期影响5.1推动肥料产业质量提升与技术创新ISO6650:2023的发布实施，将从市场需求侧对肥料产业形成直接的技术导向作用。统一的检测标准为含NBPT和DCD的增效肥料产品提供了明确的质量评价基准，有助于规范市场秩序，淘汰检测技术落后、产品质量不稳定的小型生产企业，推动产业向技术密集型方向转型升级。同时，标准的确立也为新型脲酶抑制剂和硝化抑制剂的研发提供了技术参考框架，激励企业在活性物质筛选、复配工艺优化、控释技术开发等方面加大创新投入。5.2促进国际贸易便利化在国际贸易层面，ISO6650:2023生效后，各成员国在进出口肥料检验中可依据统一的标准方法进行检测，检测结果可在各认可实验室之间互认，有效降低重复检测的成本和时间，显著提升贸易效率。这一效应对于NBPT和DCD原药及含这些活性物质的肥料产品的国际贸易尤为重要，有助于消除因检测方法不同而产生的技术壁垒，促进全球增值肥料市场的健康发展。5.3支撑农业绿色发展与生态环境治理据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）评估报告，农业源氧化亚氮排放约占全球人为温室气体排放总量的10%～12%。通过标准的实施，引导高效利用脲酶抑制剂和硝化抑制剂等农艺措施的规范应用，对于实现全球农业减排目标具有重要推动作用。ISO6650:2023标准为这些技术措施的有效落地提供了质量保障基础，进而服务于全球绿色农业发展和碳中和目标的实现。六、结论与展望ISO6650:2023的正式发布是国际肥料检测标准化领域的一项重要成果，填补了全球范围内同时测定NBPT和DCD国际标准方法的空白。该标准的实施将显著提升全球肥料产品中脲酶抑制剂和硝化抑制剂检测的技术一致性和结果可比性，对推动肥料产业的技术升级、促进国际贸易便利化、支撑农业绿色发展以及保护生态环境具有深远意义。展望未来，随着高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）等更高灵敏度检测技术的日趋成熟，以及肥料中更多新型增效物质（如吡唑类硝化抑制剂、生物刺激素等）的开发应用，ISO/TC134有望在此基础上进一步拓展和丰富标准体系。同时也期待我国的相关技术机构能够继续深入参与国际标准的制修订工作，将我国在肥料检测领域的技术积累和实践经验积极融入国际标准体系之中，持续提升我国在肥料领域国际标准化舞台上的影响力与话语权。参考文献[1]ISO6650:2023,Fertilizers,soilconditionersandbeneficialsubstances—SimultaneousdeterminationofN-(n-Butyl)thiophosphorictriamideanddicyandiamidebyhigh-performanceliquidchromatography[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]国际标准化组织（ISO）.ISO6650:2023标准信息页[EB/OL]./standard/82023.html.[3]联合国粮食及农业组织（FAO）.世界肥料展望2023[R].罗马:FAO,2023.[4]中国氮肥工业协会.中国增值肥料产业发展报告（2022年度）[R].北京,2022.[5]TrenkelME.Slow-