土壤有机质的测定

农化分析，土壤有机质的测定，土壤有机质中含氮一般约为5⁻6%：土壤全氮（g/kg）=土壤有机质（g/kg）×0.05（或0.06）。

土 壤 有 机 质 的 测 定

• 土壤有机质 的含量及意义
  • 土壤有机质中含氮一般约为5⁻6%：土壤全氮（g/kg）=土壤有机质（g/kg）×0.05（或0.06）
  • 1.对土壤稳定性结构的形成、对调节土壤水分、温度、空气、三相比等有重要作用; 2.土壤有机质含量高低是土壤肥力高低的一个重要指标。
• 土壤有机质 的组成及含量
  • 组成
    • (1)分解很少，仍保持原状的动植物残体； (2)动植物残体的半分解产物和微生物代谢产物； (3)有机质的分解和合成而形成的特殊有机物质——腐殖质。
  • 来源
    • 自然来源（基本来源）：动植物残体； 最早来源：微生物； 人为来源：有机肥、废水废渣、有机农药等。
  • 含量
    • ＞20%有机质土壤； ＜20%矿质土壤。耕作土壤中有机质含量一般不超过5%。
    • 有机质含量：东北黑土40～50g/kg;南方红、黄壤20～30g/kg
    • 不同肥力等级的土壤有机质含量约为：高肥力土壤：＞15g/kg；中肥力土壤：10～14k/kg；低肥力土壤：5.0～10g/kg；薄砂地：＜5.0g/kg
  • 组分
    • （1）胡敏素：黑色，不溶； （2）胡敏酸（HA）:分子量大，改善土壤结构； （3）富里酸（FA）:酸性强，促进养分有效化。
• 有机质 与有机碳
  • 一般认为有机质（OM）含有机碳（C）量为58%：土壤OM%=土壤有机C%×1.724
  • 土壤有机碳不同测定方法 的比较和选用
    • 经典方法
      • 类型：干烧法（高温电炉灼烧）、湿烧法（重铬酸钾氧化）
      • 内容：干烧法/湿烧法→CO₂→NaHCO₃或Ba（OH)₂吸收→重量法或容量法测定 （注意：亚硫酸去除土壤中无机碳的影响）
      • 优点： 1.土壤有机碳分解完全； 2.不受土壤中还原物质的影响； 3.结果准确，可做标准方法校核用。 缺点： 1.需要特殊仪器设备，费时，目前一般实验室不用此法； 2.结果受碳酸盐干扰。
    • 碳自动分析仪
      • TOC测定仪
      • 原理：根据干烧法原理制造而成。高温灼烧，气相色谱测定CO₂
    • 直接灼烧法
      • 原理：高温（350～400℃）灼烧计算土壤重量损失
      • 特点：操作简单，但结果中可能包括部分化合水
      • 适用于砂性土壤
  • 土壤有机质的测定方法
    • 重铬酸钾容量法 （外加热法）
      • 1.原理
        • 在外加热的条件下(油浴温度为180℃，沸腾5mm)，用一定浓 度的重铬酸钾—硫酸溶液氧化土壤有机质(碳)，剩余的重 铬酸钾用硫酸亚铁来滴定，从所消耗的重铬酸钾量，计算 有机碳的含量。本方法测得的结果，与干烧法对比，只能 氧化90%的有机碳，因此将测得的有机碳乘上校正系数1.1， 以计算有机碳量。
        • 在氧化和滴定过程中的化学反应： 2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄+3C→2K₂SO₄+2Cr₂(SO₄)₃+3CO₂+8H₂O K₂Cr₂O₇+6FeSO₄+7H₂SO₄→K₂SO₄+Cr₂(SO₄)₃+3Fe₂(SO₄)₃+7H₂O
        • 滴定过程常用氧化还原指示剂： 邻啡罗琳： 邻啡罗咻—Fe³⁺：淡蓝色 邻啡罗琳—Fe²⁺：红色 滴定过程颜色变化：橙—灰绿—淡绿—砖红 缺点：易被悬浮土粒吸附，使终点颜色变化不明显 2—羟基代二苯胺： 2—羟基代二苯胺—Fe³⁺：紫红色 2—羟基代二苯胺—Fe²⁺：无色 滴定过程颜色变化：棕红—紫—绿
      • 2.加热设备
        • 油浴锅、石蜡、磷酸浴、电热板、远红外消煮炉
      • 3.实验步骤
        • 称样→硬质试管→0.8000mol/L(1/6K₂Cr₂O₇)5mL→浓硫酸5mL →石蜡或磷酸浴→170-180°C 5min→溶液转入250mL三角瓶 →加指示剂→滴定
      • 4.结果计算
        • 实际计算的是有机碳的量，若要计算有机质含量应乘以1.724， （一般土壤有机质平均含碳量为58%）;外加热重铬酸钾容量法 测定土壤有机质仅能氧化土壤有机质的90%， 故计算结果应乘以1.1。
      • 5.注意事项
        • （1）土样为100目风干土； （2）称样量根据土壤有机质含量多少而定，一般滴定消耗Fe²⁺ 量不得小于空白的1/3，（溶液颜色为黄色或昔中稍带绿色，不 应为绿色）否则表明样品有机质过多，应重做； （3）消煮计时应以液面真正沸腾时开始，准确计时5min，每次消 煮时温度应一致（硬质试管放入前185-190℃，放入后170-180°℃)； （4）如果土壤Cl⁻含量较多，可加Ag₂SO₄防止其干扰。
      • 6.优缺点
        • 优点： 1.操作简单、快速，适于大量样品分析； 2.土壤无机碳酸盐无干扰； 3.不受外界温度变化影响。 缺点： 1.加热温度高，不易控制恒温，所以易产生误差； 2.土壤中还原性或氧化性物质干扰测定结果。
    • 重铬酸钾容量法 （稀释热法）
      • 1.原理
        • 与外加热法完全相同，只是反应过程中不使用油浴或磷酸浴加热， 而是利用重铬酸钾与硫酸迅速混合时所产生的热量来氧化有机质。 由于反应温度较低，有机质氧化程度较低，只有77%，结果计算时 校正系数为1.33。
      • 2.优缺点
        • 缺点： 1.有机质氧化程度较低； 2.易受外界气温影响，冬夏结果不一致，结果不稳定重现性较差； 3.使用浓硫酸量大，为外加热法的4倍，不经济； 4.目前测定土壤有机质一般不用该方法，而是用外加热法。 优点： 测定结果精密度较高，操作简便，省去了加热设备。