土壤有机物质分析(一)

一、土壤分析意义

土壤有机物质包括各种动植物残体以及微生物及其生命活动的有机各种有机产物。其中相对稳定的物质是经过复杂的生物化学转化过程，主要是分析微生物的生命活动形成的土壤腐殖质。它在土壤中的土壤累积、移动和分解的有机过程是土壤形成作用中最主要的特征。前苏联学者威廉士曾说：“土壤形成过程的物质本质是有机物质的合成与分解”。土壤有机物质不仅能为作物提供所需的分析各种营养元素，同时对土壤结构的土壤形成、改善土壤物理性状有决定性作用，有机因此在土壤测试中土壤有机物质的物质分析是重要的基础分析项目之一。

由于土壤有机物质是分析一个包括各种有机成分的总体，除专门研究其分组外，土壤通常是有机指操作者借助放大镜用摄子挑除动物残体和植物细根后的土壤的有机质总量，其中大部分是物质腐殖质和一部分动植物残体。

二、方法选择的依据

土壤有机质的分析是用测定其有机碳的结果再乘以1.724换算系数实现的，这是由经验得来的平均数字。侧定土壤有机碳的方法有两类，一类是将土样中有机碳高温氧化后侧定释放出的CO₂的量，此类方法所得的结果中也包括了土壤中以碳酸盐形式存在的无机碳和以高度缩合的、几乎为元素态的有机碳(碳、石墨、煤)。另一类是用氧化剂在一定温度下氧化后测定消耗氧化剂的且再换算为有机碳的量。这类方法不包括高度缩合的有机碳和碳酸盐形式的无机碳，但土壤中活性锰、亚铁以及氯离子则测定有干扰，可对土样作预处理和加入Ag₂SO₄来防止，这类方法的优点是快速、简便不需要特殊的设备和操作技术，至今仍是通用的常规方法。又因该法结果不包括石墨、碳等高度缩合态碳，应把该法测定的有机质称为“易氧化有机质。

重铬酸钾-硫酸消化法是Schollcnberger于1927年首先提出的。今天国内通用的丘林法是根据1935年Turin的建议采用的，其原理和步软基本上是和Schollenberger相同，即将土样与过量的K₂Cr₂O₇氧化剂反应后用容量法测定剩余氧化剂数量，再求出有机碳的含量。

近十几年来国内外在应用氧化剂法的过程中对技术上作了许多改进，如筑化温度和时间选定方面，用降低温度延长时间在烘箱中大批且样品的外热法，多功能远红外消煮器的采用，以克服高温时间短条件难以控制的缺点。氧化后的测定技术改为直接分光光度测定Cr³⁺，有利于快速批量分析和自动流动分析仪的应用，而且避开了容量法中测定剩余Cr³⁺操作中的误差。如美国中北部各州土壤实验室和西欧法、德、瑞等以及东欧一些国家的侧土施肥服务机构，多采用低温外热氧化-快速比色法。而作为标准方法仍采用高温外热氧化一亚铁滴定法。近十年来国内已开始应用比色法，在光度法侧定条件的研究方面时有报道。在样品氧化条件的对比研究方面也有几个单位作了工作，例如，甘肃农大作了硫酸水合热氧化条件试验，确定氧化校正系数为1.32。又如，中国林科院杨光莹对国内不同土样作了大量氧化条件试验，证明在100°C～110°C烘箱中1.5小时重铭酸钾--硫酸氧化与煮沸5分钟效果相同。我国在制定国家标准方法时，全国协作组参照国外标准，对高温煮沸5分钟消煮条件又作了严格规范操作。综上所述，本文将就高温氧化容量法和水合热氧化比色法作详细介绍，在应用时可根据实验室条件采用。高温氧化-比色法测定，或水合热氧化容量法测定都不会有实质差异。

三、高温外热重铬酸钾氧化-容量法

1、方法原理

土样中有机碳在一定温度下被氧化剂重铬酸钾氧化产生CO₂，如下式：

用硫酸亚铁标准溶液滴定剩余的Cr⁶⁺的空白氧化剂滴定量之差计算有机碳量。

2、仪器及设备

调温电砂浴。

3、试剂

（1）重铬酸钾标准溶液重铬酸钾(K₂Cr₂O₇，分析纯)加400mL水，加热溶解，冷却后用水定容至1L。

（2）硫酸亚铁溶液[c(FeSO₄)=0.2mol·L^-1：56.0g硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O，化学纯)，溶于水，加15mLH₂SO₄，用水定容至1L。

（3）邻啡罗琳指示剂：1.485g邻啡罗啉(C₁₂H₈aN₂·H₂O)及0.695g硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)溶于100mL水，贮于棕色瓶中。

(4)硫酸(H₂S0₄，p=1.84g·cm^-3，化学纯)。

4、操作步骤

称取过0.149mm土壤0.2g左右准确到0.1mg，放人150m1三角瓶中，加粉末状硫酸银0.1g，然后准确加人5.00mL重铬酸钾溶液(够剂1)，5mL硫酸(试剂4)摇匀，瓶口上装简易空气冷凝管，放在预热到220°C-230°C的电沙浴上加热，使三角瓶中溶液微沸，当看到冷凝器下端落下第一滴冷凝液开始记录时，消煮5分钟，取下三角瓶冷却片刻，用水洗冷凝器内壁及下端外壁，洗涤液收集于原三角瓶中，瓶中液体总体积应控制在60mL-80mL为宜，加3～5滴邻菲罗啉指示剂(试剂3)，用硫酸亚铁(试剂2)滴定剩余的锰铬酸钾，溶液颜色由橙黄→绿→棕红为止，即为终点。如果试样滴定所用硫酸亚铁的毫升数达不到空白标定所用硫酸亚铁液毫升的三分之时，则应减少土样称量而重测，每批样品分析时必须同时做2-3个空白，取0.5g粉状二氧化硅代替土样，其他步骤与土壤测定相同。取测定结果平均值。

5、结果计算

式中：OM——土壤中有机质的质量分数，%；

c——重铬酸钾标准溶液的浓度，mol·L^-1；

V₁——加人重铬酸钾标准溶液体积，mL；

V₀——空白标定用去硫酸亚铁溶液体积，mL；

V——滴定土样用去硫酸亚铁溶液体积，Ml；

M——四分之一C的摩尔质量M(四分之一C)=3g·mol^-1；

10^-3——将mL换算成L的系数；

1.08——氧化校正系数(按平均回收率92.6%计算)；

1.724——将有机碳换算成有机质的系数(按土壤有机质的平均含碳量为58%计)；

m——风干土样质量，g。

6、允许差

两次平行侧定结果绝对差：当土壤有机质含量小于1%时，不超过0.05%。含盆为1%～4%时，不超过0.10%，含量为4%～7%时不超过0.300%，含量在10%以上时，不超过0.50%。

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