03章 土壤有机质的测定

§ 3-2 分析方法列举 一、外加热重铬酸钾容量法
2. 仪器及设备
电热恒温油浴箱
超级恒温油浴箱 沙浴电炉
§ 3-2 分析方法列举 一、外加热重酸钾容量法全自动滴定系统 ( METTLER TOLEDO )
§ 3-2 分析方法列举 一、外加热重铬酸钾容量法
3. 试剂
• • • • 0.8000mol · L-1 (1/6 K2Cr2O7)标准溶液 标准溶液 0.2 mol · L-1 FeSO4溶液 邻啡罗啉指示剂 浓H2SO4
4. 操作步骤
§ 3-2 分析方法列举 一、外加热重铬酸钾容量法
称样( 称样 100目) 0.2000g于干燥的硬质试管或三角瓶 →加入粉末状Ag2SO40.1g 加入粉末状 →加入10.0ml 0.4mol·L-1 (1/6K2Cr2O7)-H2SO4溶液 加入 →试管口加一小漏斗（或简易空气冷凝管） 试管口加一小漏斗 试管口加一小漏斗（或简易空气冷凝管） →油浴（170~180℃）或沙浴（220~230℃） 油浴 ℃ ℃ →沸腾 5 分钟 计时开始 ： 油浴溶液表面开始沸腾时 ， 计时开始： 沸腾 分钟(计时开始 油浴溶液表面开始沸腾时， 沙浴冷凝管下端落下第一滴冷凝液时) 沙浴冷凝管下端落下第一滴冷凝液时 →冷却后， 用水洗小漏斗或冷凝器内壁及下端外壁 ， 冷却后， 冷却后 用水洗小漏斗或冷凝器内壁及下端外壁， 洗涤液收集在原试管或三角瓶中 → 将 试 管 内 容 物 转 移 到 250ml 三 角 瓶 （ 至 总 体 积 60~80 ml）
三. 土壤有机质含量
§ 3-1 概述 三、土壤有机质含量
土壤有机质含量变异性大（ 土壤有机质含量变异性大（<0.5%~>30%). 我国耕地土壤有机质含量不高， 我国耕地土壤有机质含量不高，为0.x% ~ x%， ， 一般为1 一般为 % ~ 2 % （10 ~ 20 g kg-1）。 表层有机质含量>20%的土壤称为有机质土壤， 的土壤称为有机质土壤， 表层有机质含量 的土壤称为有机质土壤 <20%的土壤称为矿质土壤。 的土壤称为矿质土壤。 的土壤称为矿质土壤 影响土壤有机质含量的因素错综复杂。 影响土壤有机质含量的因素错综复杂。土壤有 机质的消长， 机质的消长，主要取决于生物积累和分解作用的相 对强弱，主要受气候、植被、土壤质地、 对强弱，主要受气候、植被、土壤质地、耕作制度 等因素的影响， 等因素的影响，特别是水热条件对土壤有机质有显 著的影响。 著的影响。
分析测定土壤有机质含量，实际包括了上述全部 分析测定土壤有机质含量，实际包括了上述全部 两类及第1类的一部分有机物质， 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。 明土壤肥力特性是合适的。
二、在肥力上的意义
§ 3-1 概述 二、在肥力上的意义
是各种营养元素特别是氮、磷的重要来源； 是各种营养元素特别是氮、磷的重要来源； 其中所含的胡敏酸类物质，能刺激植物生长； 其中所含的胡敏酸类物质，能刺激植物生长； 具有较大的交换性能，使土壤具有一定的保肥能 具有较大的交换性能， 力和缓冲能力； 力和缓冲能力； 具有一定的胶结能力， 具有一定的胶结能力，从而促进了良好土壤结构 的形成，对改善土壤的物理性状有重要意义； 的形成，对改善土壤的物理性状有重要意义； 是土壤微生物活动的碳源和能源。 是土壤微生物活动的碳源和能源。 一般来说， 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。 低的一个重要指标。
§ 3-2 分析方法列举 一、外加热重铬酸钾容量法
（2）土壤（水稻土、沼泽土等）中还原性物质 ）土壤（水稻土、沼泽土等） （如Fe2+、Mn2+）等较多时，测定结果偏高。 等较多时，测定结果偏高。 偏高
6 Fe2+ + Cr2O7 + 14
2-
H+
∆
2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O
防止干扰的方法： 防止干扰的方法： 充分风干土壤 使还原物质氧化，或者， 土壤， 充分风干土壤，使还原物质氧化，或者，可改用 湿烧法测定土壤有机质 测定土壤有机质。 湿烧法测定土壤有机质。 对分析结果的影响较大。 （3）消煮温度和时间对分析结果的影响较大。 ）消煮温度和时间对分析结果的影响较大 预热温度在天气较冷时可稍高些； 预热温度在天气较冷时可稍高些；沸腾时间要准 确记录，沸腾标准要尽可能一致。 确记录，沸腾标准要尽可能一致。
§ 3-1 概述 四、分析方法概述
1. 测定 测定CO2法
（1）原理：将土样中有机碳高温氧化后， ）原理：将土样中有机碳高温氧化后， 测定释放出的CO 测定释放出的 2的量
干烧法 高温灼烧) (高温灼烧) 样品 湿烧法 氧化) (K2Cr2O7氧化) 测定体积（TOC仪） 测定体积（TOC仪
CO2
碳氮自动分析仪结合了高温电炉灼烧和气相色谱装置。 结合了高温电炉灼烧和气相色谱装置。
2. 氧化剂法
§ 3-1 概述 四、分析方法概述
（1）基本原理： ）基本原理： 用氧化剂在一定温度下氧化土壤有机碳 测定消耗氧化剂的量。 后，测定消耗氧化剂的量。 氧化剂 K2Cr2O7
3 C + 2 Cr2O7 + 16 H —→ 3 CO2 + 4 Cr + 8 H2O 2+ + 3+ 3+ 26 Fe + Cr2O7 + 14 H —→ 2 Cr + 6 Fe + 7 H2O
一、高温外热重铬酸钾氧化 —容量法 容量法 1. 方法原理
在外加热条件下用一定浓度的过量的 在外加热条件下用一定浓度的过量的 氧化土壤碳， K2Cr2O7-H2SO4溶液氧化土壤碳，过量的K2Cr2O7 溶液氧化土壤碳 标准溶液来滴定 来滴定， 用标准FeSO4标准溶液来滴定，从所消耗的 K2Cr2O7的量来计算有机碳的含量。 的量来计算有机碳的含量。
§ 3-2 分析方法列举 一、外加热重铬酸钾容量法
可使有机质测定结果偏高 偏高。 （1）土壤中Cl-可使有机质测定结果偏高。 ）
2 Cr3+ + 3 Cl2 + 7 H2O
避免干扰的方法： 避免干扰的方法： 土壤中Cl-含量较少时，可加少量的Ag2SO4 含量较少时， Ag2SO4的作用：生成AgCl沉淀，从而除去Cl的作用： 沉淀， 促进有机质的分解 Ag2SO4用量不能太多，否则生成Ag2Cr2O7沉淀 用量不能太多， 土壤（尤其盐土） 含量较多时， 土壤（尤其盐土）中Cl-含量较多时，需要测定土 含量，并对土壤有机碳含量进行校正。 壤中Cl-含量，并对土壤有机碳含量进行校正。或 者，可改用湿烧法测定。 可改用湿烧法测定。 湿烧法测定
§ 3-2
分析方法列举
高温外热重铬酸钾氧化—容量法 高温外热重铬酸钾氧化 容量法 低温外热重铬酸钾氧化—比色法 低温外热重铬酸钾氧化 比色法 水合热重铬酸钾氧化—比色法 水合热重铬酸钾氧化 比色法 完全湿烧法（铬酸、磷酸）—测定 完全湿烧法（铬酸、磷酸） 测定 CO2法
§ 3-2 分析方法列举 一、外加热重铬酸钾容量法
6 Fe + Cr2O7 + 14 H —→ 2 Cr + 6 Fe + 7 H2O 6 Cl- + Cr2O72- + 14 H+ —→ 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 7 H2O
2+
2-
+
3+
3+
§ 3-1 概述 四、分析方法概述
1927年schollenberger首先提出该方法。 年 首先提出该方法。 首先提出该方法 1935年Turin建议使用。（又称丘林法） 建议使用。（又称丘林法 年 建议使用。（又称丘林法）
2K2Cr2O7 + 8H2SO4 + 3C
∆
2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 3CO2 + 8H2O Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4
测定结果必须乘以氧化率校正系数 测定结果必须乘以氧化率校正系数1.08 （按平均 氧化率校正系数 回收率92.6%计算） 。 计算） 回收率 计算
§ 3-1
概述
土壤有机质（OM） 土壤有机质（OM）的组成 土壤有机质在肥力上的意义 土壤有机质含量 分析方法概述
一、土壤有机质的组成
§ 3-1 概述 一、土壤有机质的组成
分解很少， 分解很少，仍保持原形态学特征的动植 物残体； 物残体； 动植物残体的半分解产物及微生物代谢 产物； 产物； 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。 腐殖酸类化合物。 高分子化合物 腐殖酸类化合物
氧化条件： 氧化条件：
温度 外加热 高温（油浴、电沙浴） 高温（油浴、电沙浴） 低温（电热恒温箱） 低温（电热恒温箱） 稀释热（水合热） 稀释热（水合热） 时间 与温度有关
测定方法： 测定方法：
容量法 用标准FeSO4溶液回滴过量的K2Cr2O7 绿色） 比色法 直接分光光度测定Cr3+（绿色） 直接分光光度测定
碱石灰吸收后称重 标准Ba(OH) 标准Ba(OH)2溶液吸收 后，用标准酸滴定
§ 3-1 概述 四、分析方法概述
（2）方法评价： 方法评价：
土壤有机碳分解完全。 土壤有机碳分解完全。 不受还原物质的影响。 不受还原物质的影响。 测定结果中也包括了土壤中以碳酸盐形式存在 无机碳和以高度缩合的 几乎为元素的有机 和以高度缩合的、 的无机碳和以高度缩合的、几乎为元素的有机 石墨、 碳（碳、石墨、煤）。 测定时需要用一些特殊的仪器设备， 测定时需要用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， 时间，所以一般实验室都不用，而是采用容量 分析法。 分析法。