第三章 土壤有机质的测定
实验三土壤有机质含量的测定
实验三土壤有机质含量的测定一、目的和意义土壤有机质含量是衡量土壤肥力高低的重要指标之一，它能促使土壤形成结构，改善土壤物理、化学及生物学过程的条件，提高土壤的吸收性能和缓冲性能，同时它本身又含有植物所需要的各种养分，如碳、氮、磷、硫等。
因此，要了解土壤的肥力状况，必须进行土壤有机质含量的测定。
本实验所指的有机质是土壤有机质的总量，包括半分解的动植物残体、微生物生命活动的各种产物及腐殖质，另外还包括少量能通过0.25毫米筛孔的未分解的动植物残体。
如果要测定土壤腐殖质含量，则样品中的植物根系及其它有机残体应尽可能地去除。
二、方法原理在加热条件下，用一定量的氧化剂（重铬酸钾—硫酸溶液）氧化土壤中的有机碳，剩余的氧化剂用还原剂（硫酸亚铁铵或硫酸亚铁）滴定，这样，可从所消耗的氧化剂数量计算出有机碳的含量。
氧化及滴定时的化学反应如下：2K2Cr2O7+3C+8H2SO4→2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2OK 2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4→2K2SO4+Cr2(SO4)3+3Fe2（SO4）3+7H2O三、主要试剂1．0.4mol/L(1/6 K2Cr2O7)溶液称取化学纯重铬酸钾20.00克，溶于500毫升蒸馏水中（必要时可加热溶解），冷却后，缓缓加入化学纯硫酸500毫升于重铬酸钾溶液中，并不断搅动，冷却后定容至1000毫升，贮于棕色试剂瓶中备用。
2、0.2mol/L硫酸亚铁铵或硫酸亚铁溶液称取化学纯硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]80克或硫酸亚铁（FeSO4•7H2O）56克，溶于500毫升蒸馏水中，加6mol/L(1/2 H2SO )30毫升搅拌至溶解，然后再加蒸馏水稀释至1升，贮于棕色瓶中，此溶液的准确浓度用0.1000mol/L(1/6 K2Cr2O7)的标准溶液标定。
3．0.1000 mol/L(1/6 K2Cr2O7)准溶液准确称取分析纯重铬酸钾(在130℃下烘3小时)4.9033克,以少量蒸馏水溶解，然后慢慢加入浓硫酸70毫升，冷却后洗入1000毫升容量瓶，定容至刻度，摇匀备用（其中含硫酸的浓度约2. 5 mol/L(1/2 H2SO )）。
土壤理化性质测定的方法
1、土壤有机质的测定(重铬酸钾容量法)土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的源泉，又是土壤中异养型微生物的能源物质，同时也是形成土壤结构的重要因素。
测定土壤有机质含量的多少，在一定程度上可说明土壤的肥沃程度。
因为土壤有机质直接影响着土壤的理化性状。
测定原理在加热的条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸(K 2Cr 2O 7－H 2SO 4)溶液，来氧化土壤有机质中的碳，Cr 2O -27等被还原成Cr +3，剩余的重铬酸钾(K 2Cr 2O 7)用硫酸亚铁(FeSO 4)标准溶液滴定，根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质量。
其反应式为：重铬酸钾—硫酸溶液与有机质作用：2K 2Cr 2O 7+3C+8H 2SO 4=2K 2SO 4+2Cr 2(SO 4)3+3CO 2↑+8H 2O硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾的反应：K 2Cr 2O 7+6FeSO 4＋7H 2SO 4=K 2SO 4＋Cr 2(SO 4)3+3Fe 2(SO 4)3+7H 2O测定步骤：1.在分析天平上准确称取通过60目筛子(＜0.25mm)的土壤样品0.1—0.5g(精确到0.0001g)(0.3000)，用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的硬质试管中，用移液管缓缓准确加入0.136mol/L 重铬酸钾—硫酸(K 2Cr 2O 7-H 2SO 4)溶液10ml ，(在加入约3ml 时，摇动试管，以使土壤分散)，然后在试管口加一小漏斗。
2.预先将液体石蜡油或植物油浴锅加热至185—190℃，将试管放入铁丝笼中，然后将铁丝笼放入油浴锅中加热，放入后温度应控制在170—180℃，待试管中液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸5分钟，取出试管，稍冷，擦净试管外部油液。
3.冷却后，将试管内容物小心仔细地全部洗入250ml 的三角瓶中，使瓶内总体积在60—70ml,保持其中硫酸浓度为1—1.5mol/l,此时溶液的颜色应为橙黄色或淡黄色。
土壤有机质的测定
土壤有机质的测定1.土壤有机质含量及其在肥力上的意义土壤有机质是土壤固相物质的一个重要组成部分，土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源。
它还含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质。
由于它具有胶体特性，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲性。
它一方面为植物的生长发育提供了所必需的各种营养元素；另一方面对土壤结构的形成，改善土壤物理性状，同时对调节土壤水分、空气和温度及其比例也有重要作用。
因此常把土壤有机质含量低看作是衡量土壤肥力水平的重要指标之一。
2、土壤有机质的组成很复杂包括三类物质：动植物残体分解代谢产物高分子物质3、容量法在加热条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸溶液氧化土壤有机碳，多余的重铬酸钾用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，以样品和空白消耗重铬酸钾的差值计算出有机碳量。
因本方法与干烧法对比只能氧化90％的有机碳，因此，将测得的有机碳乘以校正系数1.1，再乘以常数1.724（按土壤有机质平均含碳58％计算），即为土壤有机质含量。
本方法适用于有机质含量低于150g·kg-1的土壤有机质的测定。
4、实验过程称取通过0.25mm孔径筛的风干试样0.05 g～0.5g（精确到0.0001g，称样量根据有机质含量范围而定），放入硬质试管中。
然后从滴定管准确加入10.00mL0.4 mol·L-1重铬酸钾—硫酸溶液，摇匀并在每个试管口插入一玻璃漏斗。
将试管逐个插入铁丝笼中，再将铁丝笼沉入已在电炉上加热至185℃～190℃的油浴锅内，使管中的液面低于油面，要求放入后油浴温度下降至170℃～180℃，待试管中的溶液沸腾时开始计时。
此刻必须控制电炉温度，不使溶液剧烈沸腾，其间可轻轻提起铁丝笼在油浴锅中晃动几次，以使液温均匀，并维持在170℃～180℃，5mi n±0.5min后将铁丝笼从油浴锅中提出，冷却片刻，擦去试管外的油液。
把试管内的消煮液及土壤残渣无损地转入250mL三角瓶中，用水冲洗试管及小漏斗，洗液并入三角瓶中，使三角瓶内溶液的总体积控制在50～60mL。
土壤有机质的测定
土壤有机质的测定（重铬酸钾-硫酸氧化法）1 实验方法1.1 材料与试剂狗牙根草坪土1.2 器具烘箱、消解炉、弯颈漏斗、消解管、分析天平、滴定管、150mL锥形瓶1.3 实验步骤1.3.1 加样准确称取0.1000g风干土（过100目筛，筛孔直径0.149mm），放入消解管中，准确加入0.8000M重铬酸钾标准溶液5mL，浓硫酸5mL，小心摇匀。
做2个重复土样。
设空白对照1个，采用0.1000g粉状二氧化硅代替土样，其他与土样相同。
1.3.2 消解加弯颈小漏斗，放在消解炉上加热（180℃），待液体开始沸腾发生气泡时开始计时，使溶液沸腾5min，取出冷却。
1.3.3 滴定冷却后，将消解液倾入1个150mL锥形瓶中，用去离子水润洗消解管及漏斗（少量多次），将润洗液也移至锥形瓶中，使锥形瓶内的溶液总体积为60~70mL。
加邻菲罗啉指示剂2~3滴，用标准硫酸亚铁溶液滴定。
溶液由黄绿色变为蓝绿色，再变为砖红色，即达终点，记录FeSO4滴定毫升数（V）。
1.3.4 计算有机质(g/kg)=()km/-1.7241.1350.8⨯⨯⨯⨯⨯⨯VVV式中：V0——表示5mL0.8000M标准重铬酸钾空白滴定用去的硫酸亚铁的毫升数；V——表示滴定待测液中过剩的0.8000M标准重铬酸钾用去的硫酸亚铁毫升数；m——表示风干土样质量(g)；k——表示将风干土样换算成烘干土的系数；0.8——表示标准重铬酸钾的浓度；5——表示加入的重铬酸钾溶液体积；3.0——表示1/4碳原子的摩尔质量（g/mol）；1.1——表示本样方法只能氧化90%的有机碳，因此乘以校正系数1.1；1.724——表示土壤有机碳换算成有机质的经验常数。
2 结果与分析2.1 狗牙根草坪土土壤有机质含量丰缺状况据公式推算后得出，本次实验所取的狗牙根草坪土两个土样的有机质含量分别为34.92g/kg、36.05g/kg。
根据我国第二次土壤普查有机质含量分级表，可知狗牙根的土壤有机质含量较高，属国家标准的二级，为高肥力土。
土壤有机质的测量方法
土壤有机质的测量方法
土壤有机质是土壤中的一种重要组成部分，对于土壤生物活性、水分保持能力和养分供应具有重要的影响。
因此，准确测量土壤有机质含量对于土壤质量评价和农田管理至关重要。
下面将介绍几种常用的土壤有机质测量方法。
1. 燃烧法
燃烧法是最常用的土壤有机质测量方法之一。
该方法通过将土壤样品在高温（约550°C）条件
下加热，将有机物氧化为CO2和H2O，然后使用气体分析仪测量气体体积，从而计算出土壤
中有机物的含量。
2. 红外光谱法
红外光谱法是一种非破坏性的土壤有机质测量方法。
该方法通过将土壤样品置于红外光谱仪中，利用土壤中有机物特定的红外光谱吸收特征，通过对比样品的光谱图和标准光谱图，测量出土壤样品中的有机物含量。
3. 溶解有机碳测量法
溶解有机碳测量法是一种直接测定土壤中溶解态有机碳含量的方法。
该方法将土壤样品置于水中浸泡，通过过滤和酸化等处理，将有机碳转化为溶解态有机碳，再使用专业仪器测定溶解态有机碳的含量。
4. 棕色化测定法
棕色化测定法是一种间接测定土壤有机质含量的方法。
该方法利用土壤中有机质分解的过程中，产生的棕色化物质的形成与土壤样品中有机质含量相关。
通过测定土壤样品中棕色化物质的浓度，可以估计土壤有机质的含量。
需要注意的是，不同的土壤有机质测量方法适用于不同的土壤类型和研究目的。
因此，在选择测量方法时，需要考虑到实际情况和研究需求，并根据标准操作程序进行测试和分析。
此外，为了确保测量结果的准确性，还应注意样品处理和实验条件的控制。
土壤有机质测定
土壤有机质的测定(重铬酸钾—油浴法) 土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的源泉，又是土壤中异养型微生物的能源物质，同时也是形成土壤结构的重要因素。
测定土壤有机质含量的多少，在一定程度上可说明土壤的肥沃程度。
因为土壤有机质直接影响着土壤的理化性状。
测定原理在加热的条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7－H2SO4)溶液，来氧化土壤有机质中的碳，Cr2O-27等被还原成Cr+3，剩余的重铬酸钾(K2Cr2O7)用硫酸亚铁(FeSO4)标准溶液滴定，根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质量。
其反应式为：重铬酸钾—硫酸溶液与有机质作用：2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2↑+8H2O硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾的反应：K 2Cr2O7+6FeSO4＋7H2SO4=K2SO4＋Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O测定步骤：1.在分析天平上准确称取通过60目筛子(＜0.25mm)的土壤样品0.1—0.5g(精确到0.0001g)，用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的硬质试管中，用移液管缓缓准确加入0.136mol/L重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液10ml，(在加入约3ml时，摇动试管，以使土壤分散)，然后在试管口加一小漏斗。
2.预先将液体石蜡油或植物油浴锅加热至185—190℃，将试管放入铁丝笼中，然后将铁丝笼放入油浴锅中加热，放入后温度应控制在170—180℃，待试管中液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸5分钟，取出试管，稍冷，擦净试管外部油液。
3.冷却后，将试管内容物小心仔细地全部洗入250ml的三角瓶中，使瓶内总体积在60—70ml,保持其中硫酸浓度为1—1.5mol/l,此时溶液的颜色应为橙黄色或淡黄色。
然后加邻啡罗啉指示剂3—4滴，用0.2mol/l的标准硫酸亚铁(FeSO4)溶液滴定，溶液由黄色经过绿色、淡绿色突变为棕红色即为终点.4.在测定样品的同时必须做两个空白试验，取其平均值。
第三章：土壤有机质的测定
质的含量是一个必不可少的项目。 质的含量是一个必不可少的项目。
1
第三章
土 壤 植 物 营 养 分 析
土壤有机质的测定 3.1 概 述
3.1.2
土壤有机质含量
不同肥力的土壤有机质含量不同，一般 不同肥力的土壤有机质含量不同， 含量为10 50mg/kg。 10—50mg/kg 含量为10 50mg/kg。 水稻土>旱地土壤，山地土壤>平原土壤， 水稻土>旱地土壤，山地土壤>平原土壤， 植被茂密地区的土壤> 植被茂密地区的土壤>植被稀蔬地区的 土壤，质地粘的土壤>砂质土。 土壤，质地粘的土壤>砂质土。
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第三章
土 壤 植 物 营 养 分 析
土壤有机质的测定
3.2 土壤有机质的测定
3.2.1 重铬酸钾容量法（外加热） 重铬酸钾容量法（外加热）
三、结果计算：
土壤有机碳(g/kg)= (V0-V)C×3.0×1.1/M V)C×3.0× 土壤有机质(g/kg)= 有机碳(mg/kg) ×1.724
滴定空白所消耗的FeSO4ml V0 —滴定空白所消耗的FeSO4ml 滴定空白所消耗的 滴定样品所消耗的FeSO4ml V —滴定样品所消耗的FeSO4ml 滴定样品所消耗的 c—1/2F2SO4摩尔浓度 1/2F 3.0—1/4碳原子的摩尔质量 3.0 1/4碳原子的摩尔质量 1/4 换算为L 10-3—将ml换算为L 将ml换算为 1.1—有机碳氧化系数 1.1 有机碳氧化系数 烘干土重g M—烘干土重g 烘干土重 1.724—有机质换算系数 1.724 有机质换算系数
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第三章
土 壤 植 物 营 养 分 析
土壤有机质的测定
3.2 土壤有机质的测定
第三章土壤有机质的测定
化剂的消耗量或其它物质的生成量。
其它方法：
反射吸收光谱法——Al-Abbas(1972)证明在0.72μm和 0.80 μm处 的相对反射率和OM含量成正相关；Page(1974)用色差反射计测量的反 射比和OM成曲线关系。
近红外散射光谱法——1744nm,1870nm,2052nm处近红外散射 光谱和OM含量成正相关。（Dald,1986)
有机质测定方法ii磷酸铬酸湿烧法方法原理加热条件下在磷酸铬酸中有机质被氧化生成的二氧化碳被定量标准碱吸收加入氯化钡使其生成碳酸钡沉淀多余的碱用标准酸滴定计算有机质的含操作要点方法评述end
第三章土壤有机质的测定
2021/5/13
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3.1 概述 3.2 土壤有机质测定方法
3.1 概述
1、土壤有机质（OM）的形态。 2、OM的含量与分布。 3、OM与土壤肥力的关系。 4、OM测定方法的比较与选用。
当的吸收剂吸收后用重量法、容量法等进行测定。
优点：结果与干烧法相近，长期被当作测定全碳的 标准方法，仪器可在常规实验室组装。
缺点：受无机碳干扰，操作技术要求高，费时。
1.湿烧法测定CO2的装置
湿 2. 烧法测定CO2流程图 Nhomakorabea有机质测定方法I—— 外加热重铬酸钾容量法
2K2CrO7 + 8H2SO4 + 3C → 2K2SO4 + 2Cr(SO4)3 + 3CO2 + 8H2O 2K2CrO7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → K2SO4 + 3Cr(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 7H2O
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土壤有机质的测定
本章要点
• 1、了解土壤有机质的概念、含量范围及 了解土壤有机质的概念、 测定意义。 测定意义。 • 2、熟悉土壤有机质测定的各种方法的优 缺点。 缺点。 • 3、掌握重铬酸钾氧还滴定法测定土壤有 机质的原理。 机质的原理。 • 4、掌握外热源法和稀释热法测定土壤有 机质的反应条件及注意事项。 机质的反应条件及注意事项。
2. 我国土壤有机质含量 我国土壤耕层的有机质含量一般在50 50g.kg 我国土壤耕层的有机质含量一般在50g.kg-1 以下，其中 以下， • 东北较高，南方水田次之，华北、西北含量较 东北较高，南方水田次之，华北、 低。 • 东北黑土 40 – 50 g.kg-1 • 西北 6 – 20 g.kg-1 • 南方红、 南方红、黄壤 20 – 30 g.kg-1 • 华北 5 – 15 g.kg-1
2Cr2O72-（过量）+ 3C + 16H+ = 过量） 3Cr3+ + 3CO2↑+ 8H2O + K2Cr2O7（余） Cr2O72-（余）+ Fe2+ → Cr3+ + 3Fe3+
重铬酸钾容量法——外加热法 一、重铬酸钾容量法——外加热法
1. 原理： 原理： 常用氧化还原指示剂 滴定过程常用氧化还原指示剂： 滴定过程常用氧化还原指示剂： 邻啡罗啉： 邻啡罗啉： 邻啡罗啉－ 邻啡罗啉－Fe3+：淡蓝色 邻啡罗啉－ 邻啡罗啉－Fe2+：红色 滴定过程颜色变化： 灰绿－淡绿－ 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。 缺点：易被悬浮土粒吸附，使终点颜色变化不明显。
• • • •
国家标准方法 电砂浴 ml三角瓶 上加简易空气冷凝管） 三角瓶（ 150 ml三角瓶（上加简易空气冷凝管） 200-230° 200-230°C。 注意：结果计算时无氧化校正系数1.1 1.1。 注意：结果计算时无氧化校正系数1.1。
土壤有机质的测定(精)
CO--CO2
MnO2
纯 化 阱 ） 球形 CO2 吸收阱 和 （ 碱 石 灰
H2SO4
CuO
HClO4
H2SO4
HClO4
）
3.2.2 湿烧法将C→CO2测定OM的原理
土壤与含有氧化剂（重铬酸钾、铬酸高锰酸 钾等）、硫酸和磷酸的混合物消化，在煮沸的温 度下（180~210 ℃）可将有机物完全氧化为CO2，用适
含量：%数量级。
分布： – 受生物气候带、质地和农耕措施的影响由北→南， 东→西逐步降低。
问题： 若个别样品有机质含量特别高，原因是什么？
中国土壤有机质含量图
全国水田土壤有机质和全氮含量分级 * 面积统计 （万公顷）
级别 一级 273.46 有机质 （8.95）** 394.56 全氮 (12.92) 二级 541.87 (17.74) 706.35 (23.12) 三级 1038.62 (34) 1025.03 (33.55) 四级 795.02 (26.02) 421.53 (13.8) 五级 71.71 (2.35) 146.63 (4.8) 六级 21.39 (0.7) 47.95 (1.57)
问题： 1、从反应原理看，还可以用哪些方法进行测定？
2、方法的优缺点和适用范围如何？
有机碳的氧化校正系数
有机质含量的计算：
Van Bemmelen Factor=1.724 (也有人用1.9~2.5)
仪器、试剂、操作和计算
1、仪器：控温电炉、油浴锅等。 2、试剂：0.8000mol/L (1/6K2Cr2O7)等。
K2Cr2O7标准液和浓H2SO4各5ml →180 ℃沸5min →冷 却后洗入250mL三角瓶至体积60~70mL →邻啡罗啉 指示剂3滴→FeSO4滴定由橙黄-亮绿-砖红色。（每批 消化同时做空白）
土壤有机质(有机碳)的测定
土壤有机质的测定[以风干基表示]油浴加热重铬酸钾氧化——容量法1 方法提要在加热条件下，用过量的重铬酸钾－硫酸溶液氧化土壤有机碳，多余的重铬酸钾用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，以样品和空白消耗重铬酸钾的差值计算出有机碳量。
因本方法与干烧法对比只能氧化90％的有机碳，因此，将测得的有机碳乘以校正系数1.1，再乘以常数1.724（按土壤有机质平均含碳58％计算），即为土壤有机质含量。
2 适用范围本方法适用于有机质含量低于150g·kg-1的土壤有机质的测定。
3 主要仪器设备3.1 油浴锅：用紫铜皮做成或用高度约20cm～26cm的不锈钢锅代替，内装固体石蜡（工业用）。
3.2 硬质试管：18~25mm×200mm；3.3 铁丝笼：大小和形状与油浴锅配套，内有若干小格，每格内可插入一支试管；3.4 滴定管：10.00、25.00mL；3.5 温度计：300o C3.6 电炉：1000W；4 试剂4.1重铬酸钾-硫酸溶液［C（1/6K2Cr2O7）= 0.4mol·L-1］：称取40.0g重铬酸钾溶于600mL～800mL水中，用滤纸过滤到1L量筒内，用水洗涤滤纸，并加水至1L。
将此溶液转移至3L 大烧杯中；另取1L密度为1.84的浓硫酸，慢慢地倒入重铬酸钾水溶液中，不断搅动。
为避免溶液急剧升温，每加约100mL浓硫酸后可稍停片刻，并把大烧杯放在盛有冷水的大塑料盆内冷却，当溶液温度降到不烫手时再加另一份浓硫酸，直到全部加完为止。
4.2 重铬酸钾标准溶液［c（1/6K2Cr2O7）= 0.2000mol·L-1］：准确称取130o C烘2～3小时的重铬酸钾（优级纯）9.807g，先用少量水溶解，然后无损地移入1000mL容量瓶中，加水定容。
4.3硫酸亚铁铵溶液［c（Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O）= 0.2mol·L-1］：称取硫酸亚铁铵78.4g，溶解于600mL ～800 mL 水中，加浓硫酸20mL ，搅拌均匀，加水定容至1000mL （必要时过滤），贮于棕色瓶中保存。
03章土壤有机质的测定
第三章土壤有机质的测定主要内容：◎概述◎土壤有机质的测定要求：✧了解土壤有机质含量在肥力上的意义✧掌握土壤有机质含量的计算方法✧了解干烧法、湿烧法测定土壤有机质的方法✧掌握重铬酸钾容量法（外加热法）测定土壤有机质的原理、操作步骤及注意事项✧了解比色法测定土壤有机质的方法✧了解灼烧法测定土壤有机质的方法§ 3-1 概述土壤有机质是土壤固相的组成分之一，尽管土壤有机质仅占土壤重量的很小一部分，但在土壤肥力、环境保护和农业可持续发展方面却具有十分重要的作用和意义。
侯光炯教授：土壤是一个活的“有机体”，其中矿物质—骨骼，有机质—肌肉，孔隙—血管，水分—血液。
土壤有机质含量变异性大（<0.5%-->30%)，通常将表层有机质含量>20%的土壤称为有机质土壤，将表层有机质含量<20%的土壤称为矿质土壤。
一、土壤有机质的组成1. 土壤有机质的元素组成主要元素组成为C（52-58%）、O（34-39%）、H（3.3-4.8% ）和N（3.7-4.1%），其次为P和S，C/N ≈10。
2. 土壤有机质的化合物组成主要化合物组成是木质素和蛋白质，其次是半纤维素、纤维素、乙醚和乙醇可溶性化合物（其中木质素和蛋白质高于植物组织，半纤维素和纤维素则明显降低）。
3. 土壤有机质的组成很复杂，包括三类物质：（1）分解很少，仍保持原来形态学特征的动植物残体；（2）动植物残体的半分解产物及微生物代谢产物；（3）有机质的分解和合成而形成的较稳定的高分子化合物——腐殖酸类化合物。
分析测定土壤有机质含量，实际包括了上述全部2、3两类及第1类的一部分有机物质，以此来说明土壤肥力特性是合适的。
二、土壤有机质的转化1. 矿质化作用矿质化作用（有机质分解过程）——土壤中的有机物质在微生物作用下分解为简单化合物，并释放出矿质养分和能量的过程。
矿质化系数（有机质分解速率）——土壤中每年因矿化作用而分解的有机质数量占土壤有机质总量的百分数。
土壤有机质的测定方法
土壤有机质的测定方法
土壤有机质的测定方法有多种，以下是一些常用的方法：
1. 煮沸法：将土壤样品与水混合，然后煮沸一段时间，煮沸过程中有机质会溶解在水中。
之后将水过滤，测定过滤液中溶解的有机质含量。
2. 热解法：将土壤样品在高温条件下进行热解，有机质会分解成水、二氧化碳等气体。
收集生成的气体，计算其中的有机质含量。
3. 酸化法：将土壤样品与酸混合，酸可以溶解有机质。
之后将溶液过滤并测定其中的有机质含量。
4. 光谱分析法：利用红外光谱、紫外光谱、核磁共振等技术，通过测量土壤样品吸收、发射或散射的特定波长的光线，来推测土壤中有机质的含量。
这些方法各有优缺点，具体使用哪种方法取决于实验要求和土壤特性。
实验三 有机质的测定
实验五、土壤有机质的测定1目的意义土壤有机质的分解和积累是鉴别土壤肥力的重要标志。
有机质的含量、组成和性质，随着气候生物条件呈有规律的变化。
土壤有机质的含量也反应了一定的成土过程。
所以在土壤分析中它是必测项目。
它对探讨研究土壤的形成、分布、分类及肥力等等都有重要的理论和实践意义。
2 测定原理丘林法测定土壤有机质是普遍采用的方法。
其原理是用氧化剂氧化有机质中的碳也就是课本中所说的用重铬酸钾―硫酸溶液，在加热的条件下氧化有机质中的碳，多余的重铬酸钾用邻菲罗淋为指示剂，用标准的硫酸亚铁或硫酸亚铁铵来进行滴定，以耗去重铬酸钾的量来计算出土壤有机质中的碳的含量。
土壤有机质中碳的含量一般为58%，所以最后用有机碳的分析结果*1.724(100/58=1.724)，这个1.724是表示1克的碳相当于有机质1.724克。
其反应式为：2K2Cr2O7+8H2SO4+3C――2Cr2(SO4)3+2K2SO4+3CO2+8H2O滴定反应：K 2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4――Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+K2SO4+7H2O3 实验试剂和仪器（1）试剂：0.068N重鉻酸钾标准溶液(20g分析纯重鉻酸钾K2Cr2O7加400ml水，加热溶解，冷却后用水定容到1L)0.2 N硫酸亚铁溶液（56.0g化学纯硫酸亚铁溶于水，加15 ml硫酸，加水定容到1L）邻啡罗啉指示剂（1.485克邻啡罗啉及0.695克硫酸亚铁溶于100ml水，贮于棕色瓶中）硫酸H2SO4（ρ=1.84g/cm3，化学纯）石腊或植物油4-5斤（2）仪器硬质试管（18⨯180mm），油浴锅（铝锅），铁丝笼，温度计（0-200-360℃），分析天平，注射器（5 ml），滴定管（25ml），吸管（5ml），三角瓶（250ml），试管架，小漏斗，草纸4测定方法和步骤（1）用分析天平称取过60号筛的风干土样0.3000g左右两份,分别于两根试管标中。
土壤有机质的测定(油浴加热重铬酸钾容量法)
土壤有机质的测定(油浴加热重铬酸钾容量法)土壤有机质是土壤的重要组成部分，土壤的许多属性都直接或间接地与有机质的存在相关。
在现代农业生产中，增施有机肥料仍是作物高产高效必不可少的重要措施。
土壤有机质主要来源于各种植物茎、秆、根茬和落叶，土壤中的动物和微生物以及施入的各种有机肥料。
土壤有机质的组成是很复杂的，包括以下三类物质：第一，分解很少，仍保持原来形态的动植物残体。
第二，动植物残体的半分解产物及微生物的代谢产物。
第三，有机质的分解和合成而形成的特殊有机物质—腐殖质。
有机质中含有N、P、C、H、O、S等植物所必需的营养元素，所以是土壤养分的重要来源。
另外还含有少量的灰分元素如Mg、K、Fe、Si及B、Mn、Cn等一些微量元素，因此，一般来说土壤有机质含量的多少，是土壤肥力高低的一个重要组成指标。
1方法原理在加热的条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸溶液氧化土壤有机碳，多余的重铬酸钾用硫酸亚铁溶液滴定，由消耗的重铬酸钾量按氧化校正系数计算出有机碳的量，再乘以1.724，即为土壤有机质的含量。
化学反应如下：2K2Cr2O7+8H2SO4+3C→2K2SO4+2Cr Y2（SO4）3+3CO2↑+8H2O，多余的K2Cr2O7的还原：K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4→K2SO4+Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3 +7H2O 2主要仪器设备电炉：1000W；硬质试管：25mm×200mm；油浴锅：用紫铜皮做成或用高度约为15～20cm的铝锅代替，内装甘油（工业用）或固体石腊（工业用）；铁丝笼：大小、形状与油浴锅相配套，内装有若干个小格，每格内可插入1支小试管；自动调零滴定管；温度计：300℃；三角瓶：250mL三角瓶；小玻璃漏斗。
3试剂3.10.40mol/L重铬酸钾－硫酸溶液称取40g（化学纯）重铬酸钾，溶于600～800mL蒸溜水使其溶解，加水至1 000mL，将此溶液转移到3 000ml大烧杯中；另取浓硫酸(密度为1.84，化学纯) 1 000mL慢慢倒入重铬酸钾水熔液中不断搅动，为避免溶液急剧升温，每加100mL浓硫酸后可稍停片刻，并把大烧杯放在盛有冷水的大塑料盆内冷却，当溶液的温度下降到不烫手时再加浓硫酸，直到全部加完为止。
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土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源。
它还含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质。
由于它具有胶体特性，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲性。
它还能使土壤疏松和形成结构，从而可改善土壤的物理性状。
它也是土壤微生物必不可少的碳源和能源。
因此，除低洼地土壤外，一般来说，土壤有机质含量的多少，是土壤肥力高低的一个重要指标。
本章介绍了有机质的形态、含量与分布，土壤有机质测定各种方法的方法原理、适用范围、试剂的配制、操作步骤、结果计算、方法要点等内容。
3.1.1 土壤有机质含量及其在肥力上的意义土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源。
它还含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质。
由于它具有胶体特性，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲性。
它还能使土壤疏松和形成结构，从而可改善土壤的物理性状。
它也是土壤微生物必不可少的碳源和能源。
因此，除低洼地土壤外，一般来说，土壤有机质含量的多少，是土壤肥力高低的一个重要指标。
华北地区不同肥力等级的土壤有机质含量约为：高肥力地＞15.0g·kg-1，中等肥力地10～14g·kg-1，低肥力地5.0-10.0g·kg-1，薄砂地＜5.0g·kg-1。
南方水稻土肥力高低与有机质含量也有密切关系。
据浙江省农业科学院土壤肥料研究所水稻高产土壤研究组报道：浙江省高产水稻土的有机质含量大部分多在23.6～48g·kg-1，均较其邻近的一般田高。
上海郊区高产水稻土的有机质含量也在25.0～40g·kg-1范围之内。
我国东北地区雨水充足，有利于植物生长，而气温较低有利土壤有机质的积累，因此东北的黑土有机质含量高达40～50g·kg-1以上。
由此向西北，雨水减少，植物生长量逐渐减少，土壤有机质含量亦逐渐减少，如栗钙土为20～30g·kg-1，棕钙土为20g·kg-1左右，灰钙土只有10～20g·kg-1。
向南雨水多、温度高，虽然植物生长茂盛，但土壤中有机质的分解作用增强，黄壤和红壤有机质含量一般为20～30g·kg-1。
对耕种土壤来讲，人为的耕作活动则起着更重要的影响，因此在同一地区耕种土壤有机质含量比未耕种土壤要低得多。
影响土壤有机质含量的另一重要因素是土壤质地，砂土有机质含量低于粘土。
土壤有机质的组成很复杂，包括三类物质：1.分解很少，仍保持原来形态学特徵的动植物残体。
2.动植物残体的半分解产物及微生物代谢产物。
3.有机质的分解和合成而形成的较稳定的高分子化合物——腐殖酸类物质。
分析测定土壤有机质含量，实际包括了上述全部2、3两类及第1类的一部分有机物质，以此来说明土壤肥力特性是合适的。
因为从土壤肥力角度来看，上述有机质三个组成部分，在土壤理化性质和肥力特性上，都起重要作用。
但是在土壤形成过程中，研究土壤腐殖质中碳氮比的变化时则需严格剔除未分解的有机物质。
表3-1 耕地土壤有全氮与土壤有机质含量*的比值有机质(g·kg -1)全 氮 (g·kg -1) 全氮/有机质(%)* 为全省(区)统计的平均值。
摘自《中国土壤》1998，中国农业出版社，P875 全国各地的大量资料分析结果表明［2］(表3－1)，土壤有机质含量与土壤总氮量之间呈正相关。
例如浙江省对水稻土255个样品统计分析，其相关系数r=0.943，达极显著水平(图3－1)。
例如吉林省东部山区的通化对115个旱地土壤样品进行的回归分析，其回归方程为: y=0.0062+0.573x r=0.939**土壤全氮总量与土壤有机质含量的比值，随着土壤所处的环境因素和利用状况而变化。
如表3－2所示，安徽省位于南北过渡带，成土母质复杂，土壤类型众多，而各类土壤开垦利用情况不同，全氮含量与有机质含量的比值(%)有一定差别。
从高地的山地草甸土的4.05%至低洼地的砂姜黑土的7.05%，但总体上看二者的回归相关性仍显著，y=0.0364+0.0371x, r=0.9916**(n=15)，决定系数r2=0.9833，说明土壤全氮的变异有98.33%可由土壤有机质变异所引起。
表3-2 土壤有机质含量与土壤全氮(g·kg-1) (安徽)摘自《中国土壤》1996年，中国农业出版社，P876。
总的看来，土壤有机质一般约含氮5%左右，故可以从有机质测定结果来估计土壤全氮的近似值。
土壤全氮量(g·kg-1)=土壤有机质(g·kg-1)×0.05(或0.06)3.1.2 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。
用上述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。
近年来高温电炉灼烧和气相色谱装置相结合制成碳氮自动分析仪，已应用于土壤分析中，但由于仪器的限制，所以未能被广泛采用。
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稍有差异，但其基本原理是相同的，使用最普遍的方法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，从消耗的氧化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，导致有机碳的不正确结果。
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氧化锰的量是很少的，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，因此本法主要适用于砂性土壤。
3.1.3有机碳的校正系数经典的干烧法或湿烧法，均为彻底氧化的方法，因为土壤中所有的有机碳均氧化为CO2，而不需要一个校正系数。
而上述外加热重铬酸盐法，不能完全氧化土壤中的有机化合物，需要用一个校正系数去校正未反应的有机碳，Schollenberger法的校正系数为 1.15。
Tyurin(1931)法的校正系数不加Ag2SO4时为1.1，加Ag2SO4时为1.04。
表3－3不同研究者用Walkley and Black方法测定了一些表土，有机碳未回收的校正系数摘自Methods of Soil Analysis part 2, 1982, p.567从表3－3可以看出，Walkley and Black的稀释热法(水合热法)有机碳回收率有很大变化(44～92%)，所以适合于各种土壤校正系数变化范围为 1.09～2.27。
对各类土壤合适平均校正系数的变化范围为1.19～1.33。
因此，应用1.3校正系数(有机碳平均回收率为77%)在一定范围土壤上看来是最合适的，但应用于各类土壤将会带来误差。
3.1.4有机质含量的计算土壤中有机质含量可以用土壤中一般的有机碳比例(即换算因数)乘以有机碳百分数而求得。
其换算因数随土壤有机质的含C率而定。
各地土壤的有机质组成不同，含碳量亦不一致，因此根据含C量计算有机质含量时，如果都用同一换算因数，势必造成一些误差。
Van Bemmelen因数为1.724，是假定土壤有机质含碳58%计算的。
然而许多研究指出，对许多土壤此因数太低，因此低估了有机质的含量。
Broadbent(1953)概括了许多早期工作，确定换算因数为 1.9和 2.5，将分别适用于表土和底土。
其它工作者发现(Ponomareva & Platnikova, 1967)，1.9-2.0的换算因数对于表层矿物土壤是令人满意的。
尽管这样，我国目前仍沿用“Van Bemmelen因数”1.724。
在国外常用有机碳而不用有机质含量表示。
3.2.1重铬酸钾容量法——外加热法3.2.1.1 方法原理在外加热的条件下(油浴温度为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，因此将测得的有机碳剩上校正系数1.1，以计算有机碳量。
在氧化和滴定过程中的化学反应如下：2K2Cr2O7 + 8H2SO4+3C →2K2SO4+2Cr2(SO4)3 + 3CO2 + 8H2OK2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4→ K2SO4+Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3+7H2O在1mol·L-1H2SO4溶液中用Fe 2+滴定Cr2O72-时，其滴定曲线的突跃范围为1.22－0.85V。
3－4 滴定过程中使用的氧化还原指示剂有下列四种从表3－4中，可以看出每种氧化还原指示剂都有自己的标准电位(E 0)，邻啡罗啉(E 0=1.11V)，2-羧基代二苯胺(E 0=1.08V)，以上两种氧化还原指示剂的标准电位(E 0)，正落在滴定曲线突跃范围之内，因此，不需加磷酸而终点容易掌握，可得到准确的结果。
例如：以邻啡罗啉亚铁溶液(邻二氮啡亚铁)为指示剂，三个邻啡罗啉(C 12H 8H 2)分子与一个亚铁离子络合，形成红色的邻啡罗啉亚铁络合物，遇强氧化剂，则变为淡蓝色的正铁络合物，其反应如下：[(C 12H 8H 2)3Fe]3++ e → [(C 12H 8H 2)3Fe]2+← 淡蓝色 红色滴定开始时以重铬酸钾的橙色为主，滴定过程中渐现Cr 3+的绿色，快到终点变为灰绿色，如标准亚铁溶液过量半滴，即变成砖红色，表示终点已到。