土壤总碳的测定方法

2.1土壤有机碳不同测定方法的比较和选用

关于土壤有机碳的测定，有关文献中介绍很多，根据目的要求和实验室条件可选用不同方法。

经典测定的方法有干烧法（高温电炉灼烧）或湿烧法（重铬酸钾氧化），放出的CO2，一般用苏打石灰吸收称重，或用标准氢氧化钡溶液吸收，再用标准酸滴定。用该方法测定土壤有机碳时，也包括土壤中各元素态碳及无机碳酸盐。因此，在测定石灰性土壤有机碳时，必须先除去CaCO3。除去CaCO3的方法，可以在测定前用亚硫酸处理去除之，或另外测定无机碳和总碳的含量，从全碳结果中减去无机碳。干烧法和湿烧法测定CO2的方法均能使土壤有机碳全部分解，不受还原物质的影响，可获得准确的结果，可以作为标准方法校核时用。由于测定时须要一些特殊的仪器设备，而且很费时间，所以一般实验室都不用此法。

目前，各国在土壤有机质研究领域中使用得比较普遍的是容量分析法。虽然各种容量法所用的氧化剂及其浓度或具体条件有差异，但其基本原理是相同的。使用Z普遍的是在过量的硫酸存在下，用氧化剂重铬酸钾（或铬酸）氧化有机碳，剩余的氧化剂用标准硫酸亚铁溶液回滴，从消耗的氧剂量来计算有机碳量。这种方法，土壤中的碳酸盐无干扰作用，而且方法操作简便、快速、适用于大量样品的分析。采用这一方法进行测定时，有的直接利用浓硫酸和重铬酸钾（2:1）溶液迅速混和时所产生的热（温度在120℃左右）来氧化有机碳，称为稀释热法（水合热法）。也有用外加热（170～180℃）来促进有机质的氧化。前者操作方便，但对有机质的氧化程度较低，只有77%，而且受室温变化的影响较大，而后者操作较麻烦，但有机碳的氧化较完全，可达90%～95%，不受室温变化的影响。

此外，还可用比色法测定土壤有机质所还原的重铬酸钾的量来计算，即利用土壤溶液中重铬酸钾被还原后产生的绿色铬离子（Cr3+）或剩余的重铬酸钾橙色的变化，作为土壤有机碳的速测法。

以上方法主要是通过测定氧化剂的消耗量来计算出土壤有机碳的含量，所以土壤中存在氯化物、亚铁及二氧化锰，它们在铬酸溶液中能发生氧化还原反应，导致有机碳结果的不够准确。土壤中Fe2+或Cl-的存在将导致正误差，而活性的MnO2存在将产生负误差。但大多数土壤中活性的MnO2的量是很少的，因为仅新鲜沉淀的MnO2，将参加氧化还原反应，即使锰含量较高的土壤，存在的MnO2中很少部分能与Cr2O72-发生氧化还原作用，所以，对绝大多数土壤中MnO2的干扰，不致产生较大的误差。

测定土壤有机质含量除上述方法外，还可用直接灼烧法，即在350～400℃下灼烧，从灼烧后失去的重量计算有机质含量。灼烧失重，包括有机质和化合水的重量，因此本法主要用于砂性土壤。

2.2 土壤有机质主要测定方法

2.2.1重铬酸钾容量法——外加热法

2.2.1.1方法原理 在外加热的条件下（油浴的温度为180，沸腾5分钟），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，因此将得的有机碳乘以校正系数，以计算有机碳量。

2.2.1.2主要仪器 沙浴或油浴消化装置、可调温电炉、秒表、自动控温调节器。

2.2.1.3试剂

重铬酸钾（K2Cr2O7，分析纯），浓硫酸（H2SO4，分析纯），硫酸亚铁（Fe SO4·7H2O，分析纯），邻啡罗啉指示剂，邻啡罗啉（分析纯）。

2.2.1.4操作步骤

称取通过0.25mm（60目）筛孔的风干土样0.1～1g（精确到0.0001g），放入一干燥的250ml中，用移液管准确加入0.8000mol·L-1(1/6K2Cr2O7)标准溶液5mL，用注射器加入浓H2SO45mL充分摇匀，管口盖上弯颈小漏斗，以冷凝蒸出的蒸汽。煮沸5min，取出试管（用油浴法，稍冷，擦净试管外部油液）。

冷却后，将试管内容物倾入250mL三角瓶中，用水洗净试管内部及小漏斗，使三角瓶内溶液总体积为60～70mL，保持混合液中（1/2 H2SO4）浓度为2～3 mol·L-1，加邻啡罗啉指示剂指示剂2～3滴，用标准的0.2 mol·L-1硫酸亚铁滴定，滴定过程中不断摇动内容物，溶液的变色过程中由橙黄→蓝绿→砖红色即为终点。记下Fe SO4滴定毫升数（V）。

每一批样品测定的同时，进行2～3个空白试验，即取0.500g粉状二氧化硅代替土样，其他步骤与试样测定相同。记下FeSO4滴定毫升数（V0），取其平均值。

2.2.1.5结果计算

土壤有机碳（g·kg-1）=

式中：c——0.8000 mol·L-1 (1/6K2Cr2O7)标准溶液的浓度；

5——重铬酸钾标准溶液加入的体积（mL）；

V0——空白滴定用去FeSO4体积（mL）；

V——样品滴定用去FeSO4体积（mL）；

3.0——1/4碳原子的摩尔质量（g·mol-1）；

10-3——将mL换算为L；

1.1——氧化校正系数；

m——风干土样质量(g)；

2.2.2重铬酸钾容量法——稀释热法

2.2.2.1方法原理 基本原理、主要步骤与重铬酸钾容量法（外加热法）相同。稀释热法（水合热法）是利用浓硫酸和重铬酸钾迅速混合时所产生的热来氧化有机质，以代替外加热法中的油浴加热，操作更加方便。由于产生的热，温度较低，对有机质氧化程度较低，只有77%。

2.2.2.2试剂 试剂同2.2.1.3

2.2.2.3操作步骤 准确称取0.5000g土壤样品于500mL的三角瓶中，然后准确加入1mol·L-1(1/6K2Cr2O7) 溶液10mL于土壤样品中，转动瓶子使之混合均匀，然后加浓H2SO420mL，将三角瓶缓缓转动1min，促使混合以保证试剂与土壤充分作用，并在石棉板上放置约30min，加水稀释至250mL，加3～4滴邻啡罗啉指示剂，用0.5 mol·L-1FeSO4标准溶液滴定至近终点时溶液颜色由绿变成暗绿色，逐渐加入FeSO4直至生成砖红色为止。

用同样的方法做空白测定（即不加土样）。

如果K2Cr2O7被还原的量超过75%，则须用更少的土壤重做。

2.2.2.4结果计算

土壤有机碳（g·kg-1）=

土壤有机质（g·kg-1）=土壤有机碳（g·kg-1）×1.724

式中：1.33——为氧化校正系数；

c——为0.5 mol·L-1FeSO4标准溶液的浓度；

其他各代号和数字的意义同2.2.1.5。

2.2.3 ASI土壤有机质的测定

2.2.3.1方法原理 土壤有机质有90％以上是腐殖质组成的，土壤的腐殖质中的胡敏酸和富啡酸均溶于碱，且呈棕褐色，当用碱提取土壤中的腐殖质时，在一定的浓度范围内，腐殖质的量与其颜色呈正比，即提取液的颜色越深，土壤有机质的含量越高。在一定的波长条件下，进行比色，可测定土壤有机质的含量。

2.2.3.2试剂 Na0H、EDTA二钠、甲醇、Superflocl27。

2.2.3.3操作步骤取1 mL土样，放入样品杯中，用浸提剂加液器加入25 mL浸提剂，在搅拌器上10min，然后再加入25 mL Superflocl27溶液，摇匀后放置20min。再用专用稀释加液器取2 mL上清液，加10 mL水，用lcm光径的比色杯，在420nm波长处读其吸光度。

2.2.3.4结果计算在ASI方法中，可用以下公式计算土壤有机质含量：

OM(％)=7．296A

式中：0M是土壤有机质含量，单位为％；A为吸光度。