有機(jī)質(zhì)的測定-實驗

實驗二土壤有機(jī)質(zhì)的測定

劉小鋒692265要點1、了解土壤有機(jī)質(zhì)的概念、含量范圍及測定意義。2、熟悉土壤有機(jī)質(zhì)測定的各種方法的優(yōu)缺點。3、掌握重鉻酸鉀氧還滴定法測定土壤有機(jī)質(zhì)的原理。4、掌握外熱源法和稀釋熱法測定土壤有機(jī)質(zhì)的反應(yīng)條件及注意事項。第一節(jié)概述一、土壤有機(jī)質(zhì)在土壤肥力上的意義是土壤中各種營養(yǎng)元素的重要來源，特別是氮、磷。經(jīng)過大量分析表明，土壤有機(jī)質(zhì)與氮含量呈高度線性相關(guān),有機(jī)質(zhì)中含氮一般約為5-6％，即：土壤全氮(g.kg-1)＝土壤有機(jī)質(zhì)(g.kg-1)×0.05(或0.06)對土壤穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的形成、對調(diào)節(jié)土壤水分、溫度、空氣、三相比等有重要作用。土壤有機(jī)質(zhì)含量高低是土壤肥力高低的一個重要指標(biāo)。二、土壤有機(jī)質(zhì)的組成及含量1.組成分解很少，仍保持原狀的動植物殘體；動植物殘體的半分解產(chǎn)物和微生物代謝產(chǎn)物；腐殖質(zhì)——有機(jī)質(zhì)的分解和合成而形成的特殊有機(jī)物質(zhì)。

嚴(yán)格意義上土壤有機(jī)質(zhì)主要指后2類及第1類的一部分。2.我國土壤有機(jī)質(zhì)含量

我國土壤耕層的有機(jī)質(zhì)含量一般在50g.kg-1以下，其中東北較高，南方水田次之，華北、西北含量較低。東北黑土40–50g.kg-1西北6–20g.kg-1南方紅、黃壤20–30g.kg-1華北5–15g.kg-1不同肥力等級的土壤有機(jī)質(zhì)含量約為：

高肥力土壤：>15.0g.kg-1，中肥力土壤：10-14g.kg-1；低肥力土壤：5.0-10g.kg-1薄砂地：<5.0g.kg-1

注意土壤有機(jī)質(zhì)一般處于分解與積累的平衡中，因此相對來說是比較穩(wěn)定的，不必年年測定。長期以來，在土壤分析中一直采用通過測定有機(jī)C的方法來換算土壤OM含量。為什么？一般認(rèn)為OM含有機(jī)C量為58%。土壤OM%=土壤有機(jī)C%1.724有機(jī)質(zhì)與有機(jī)碳三、土壤有機(jī)質(zhì)不同測定方法的比較和選用（一）經(jīng)典方法

注意：去除土壤中無機(jī)碳的影響。

濕燒法（重鉻酸鉀氧化）干燒法（高溫電爐灼燒）CO2NaHCO3或Ba(OH)2吸收重量法或容量法測定優(yōu)點：1.土壤有機(jī)碳分解完全2.不受土壤中還原物質(zhì)的影響3.結(jié)果準(zhǔn)確，可做標(biāo)準(zhǔn)方法校核用缺點：1.需要特殊儀器設(shè)備，費時，目前一般實驗室不用此法。2.結(jié)果受碳酸鹽干擾（一）經(jīng)典方法

（二）碳自動分析儀原理：根據(jù)干燒法原理制造而成。高溫灼燒，氣相色譜測定CO2儀器價格高，未能普遍使用。TOC測定儀（三）直接灼燒法原理：高溫（350-400℃）灼燒計算土壤重量損失。特點：操作簡單，但結(jié)果中可能包括部分化合水。適合于砂性土壤。（四）當(dāng)前常用方法

——容量法原理：酸性條件下，過量重鉻酸鉀氧化土壤有機(jī)碳，標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵回滴剩余重鉻酸鉀，從消耗氧化劑量計算土壤有機(jī)碳量。優(yōu)點：1.操作簡單、快速，適于大量樣品分析2.土壤無機(jī)碳酸鹽無干擾缺點：土壤中還原性或氧化性物質(zhì)干擾測定結(jié)果。如：氯化物、亞鐵、二氧化錳等方法類型：

外加熱法稀釋熱法（五）比色法根據(jù)K2Cr2O7滴定法原理，K2Cr2O7中Cr6+為橙色，還原態(tài)Cr3+為綠色，利用過量的K2Cr2O7被還原后產(chǎn)生的綠色Cr3+或剩余的K2Cr2O7橙色的變化情況來計算有機(jī)C的含量。第二節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的測定方法1.原理：在外加熱條件下，用已知濃度的重鉻酸鉀—硫酸溶液氧化土壤有機(jī)質(zhì)，用標(biāo)準(zhǔn)的硫酸亞鐵滴定剩余的重鉻酸鉀，從所消耗的K2Cr2O7的量來計算有機(jī)碳的含量。并以二氧化硅為添加物作試劑空白標(biāo)定，根據(jù)氧化前后氧化劑質(zhì)量差值，計算出有機(jī)碳量，再乘以系數(shù)1.724，即為土壤有機(jī)質(zhì)含量。外加熱重鉻酸鉀容量法指示劑：鄰啡羅啉：

鄰啡羅啉－Fe3+：淡藍(lán)色鄰啡羅啉－Fe2+：紅色滴定過程顏色變化：橙－灰綠－淡綠－磚紅

以鄰啡羅啉為指示劑，三個鄰啡羅啉（C2H8N2）分子與一個亞鐵離子絡(luò)合，形成紅色的鄰啡羅啉亞鐵絡(luò)合物，遇強氧化劑，則變?yōu)榈{(lán)色的正鐵絡(luò)合物。滴定開始時以重鉻酸鉀的橙色為主，滴定過程中漸現(xiàn)Cr3+的綠色，快到終點變?yōu)榛揖G色，如標(biāo)準(zhǔn)亞鐵溶液過量半滴，即變成紅色，表示終點已到。缺點：易被懸浮土粒吸附，使終點顏色變化不明顯。外加熱重鉻酸鉀容量法2.操作步驟1、稱樣(100目)0.2000g于干燥的硬質(zhì)試管，加入10.0ml0.4mol?L-1(1/6K2Cr2O7)-H2SO4溶液，試管口加一小漏斗2、消煮（280℃），沸騰5分鐘(計時開始：溶液表面開始沸騰時)3、冷卻后，用水洗小漏斗并將試管內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到250ml三角瓶（至總體積60～

80ml）4、加鄰啡羅啉指示劑4～5滴5、用0.2mol?L-1FeSO4溶液滴定(橙黃→藍(lán)綠→磚紅)每批樣品同時做1個空白（以SiO2代替土樣）外加熱重鉻酸鉀容量法

V0──空白滴定時消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V──測定試樣時消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；Ｃ2──硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；0.003──1/4碳原子的摩爾質(zhì)量數(shù)，g/mol；1.724──由有機(jī)碳換算為有機(jī)質(zhì)的系數(shù)；m──烘干試樣質(zhì)量，g。平行測定的結(jié)果用算術(shù)平均值表示，保留三位有效數(shù)字。3、結(jié)果計算外加熱重鉻酸鉀容量法4.說明及注意事項（1）土壤中Cl-可使有機(jī)質(zhì)測定結(jié)果偏高。避免干擾的方法：土壤中Cl-含量較少時，可加少量的Ag2SO4Ag2SO4的作用：生成AgCl沉淀，從而除去Cl-促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解Ag2SO4用量不能太多，否則生成Ag2Cr2O7沉淀土壤（尤其鹽土）中Cl-含量較多時，需要測定土壤中Cl-含量，并對土壤有機(jī)碳含量進(jìn)行校正?；蛘?，可改用濕燒法測定。6Cl-+Cr2O72-+14H+2Cr3++3Cl2+7H2O?外加熱重鉻酸鉀容量法6Fe2++Cr2O72-+14H+

2Cr3++6Fe3++7H2O?（2）土壤（水稻土、沼澤土等）中還原性物質(zhì)（如Fe2+、Mn2+）等較多時，測定結(jié)果偏高。防止干擾的方法：充分風(fēng)干土壤，使還原物質(zhì)氧化，或者，可改用濕燒法測定土壤有機(jī)質(zhì)。（3）消煮溫度和時間對分析結(jié)果的影響較大。預(yù)熱溫度在天氣較冷時可稍高些；沸騰時