土壤有机质的测定
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第三章 土壤有机质的测定
Yangchg@njau.edu.cn
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。
3.1.1 OM的形态 包括三类形态：
1、分解很少，仍保持原来形态学特征的动植物残体；
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。
3、操作：称100目样0.1~1.0000g→硬质试管→
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）
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)
注：*有机质分级标准：一级＞40、二级 40-30、三级 30-20、四级 20-10、
4、计算：
土壤有机质(g/kg)= c×5(V0 - V) /V0×0.003×1.1×1.724×1000/m
5、问题： （1）做好本实验应注意些什么？
（2）干扰有哪些，如何克服？
（3）本法适用于哪些样品的分析？
(4) 本法还能用于其它样品有机物含量的测定吗？
有机质测定方法II——磷酸、铬酸湿烧法
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 有机质 全氮
一级 273.46 （8.95）**
394.56 (12.92)
二级 541.87 (17.74)
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 量。
操作要点 方法评述
End
因缺少对大范围土壤的有效性和实用性的评价而未被广泛使用。
3 .2.1 干烧法（测定CO2 ）的方法原理
在一定温度（1000~1500℃ ）的电炉里高温氧化 含碳物质，释放的CO2用适当的试剂吸收后用容量法、 重量法、气量法、电导法，或把CO2还原为CH4用气 相色谱法等方法测定。
优点：准确。 缺点：操作、仪器要求高，受无机碳的干扰。
装 棉 的和 电玻 炉璃
纤 维
H2SO4 HClO4
H2SO4 HClO4 CuO
（ 气 体
和纯 化 阱
）
球形 CO2 吸收阱
和（碱 石 灰
）
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
与干烧法相比，该法只能氧化90%有机碳。 滴定酸度：1mol/L H2SO4 ; 突跃电位：0.85~1.22V。
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)
五级 10-6、六级＜6gkg-1。全氮分级标准：一级＞2、二级 2-1.5、
三级 1.5-1.0、四级 1.0-0.75、五级 0.75-0.5、六级＜0.5gkg-1。
**括号内数字是该级面积占总面积的百分数。
资料来源：全国土壤普查办公室编，中国土壤，北京：中国农业出版社， 1998 年，P878。
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
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
3.1.3 OM与全氮的关系
土壤全氮量（g/kg)=土壤有机质（ g/kg ）×0.05(或0.06)
3.2 土壤有机质的测定方法
第一类方法：测定CO2的含量
干烧法：将样品中有机碳高温燃烧氧化后测定二氧化碳的量。 湿烧法：用氧化剂将有机碳氧化为二氧化碳后测定二氧化碳的量。
第二类方法（容量法）：氧化剂与有机质反应后，测定氧
问题：设想如何用容量法、重量法、气量法、电导法测 定CO2的量？
Fra Baidu bibliotek
干烧法流程图
O2
供 给
900~1000℃
调
电炉
除 尘 阱
节
计
（ 除 去 卤 素 和阱 硫 ）
H2SO4 HClO4
CO2
CO--CO2 MnO2
催
吸球 和（ 碱
化
收形
石
炉
阱
灰
）
O2 纯化装置 1． 硫酸 2． 回旋仪 3． MgClO4
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)
2、动植物残体的半分解产物及微生物代谢产物；
3、有机质分解和合成的较稳定的高分子化合物—— 腐殖酸类物质。
土壤有机质——（除专门研究外）指操作者借 助放大镜用摄子剔除动物残体和植物细根后的 土壤有机物质总量。
问题： 如何降低动植物残体对测定结果的影响，提高测定结果的精密度？
3.1.2 OM的含量与分布
Yangchg@njau.edu.cn
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。
3.1.1 OM的形态 包括三类形态：
1、分解很少，仍保持原来形态学特征的动植物残体；
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。
3、操作：称100目样0.1~1.0000g→硬质试管→
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）
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)
注：*有机质分级标准：一级＞40、二级 40-30、三级 30-20、四级 20-10、
4、计算：
土壤有机质(g/kg)= c×5(V0 - V) /V0×0.003×1.1×1.724×1000/m
5、问题： （1）做好本实验应注意些什么？
（2）干扰有哪些，如何克服？
（3）本法适用于哪些样品的分析？
(4) 本法还能用于其它样品有机物含量的测定吗？
有机质测定方法II——磷酸、铬酸湿烧法
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 有机质 全氮
一级 273.46 （8.95）**
394.56 (12.92)
二级 541.87 (17.74)
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 量。
操作要点 方法评述
End
因缺少对大范围土壤的有效性和实用性的评价而未被广泛使用。
3 .2.1 干烧法（测定CO2 ）的方法原理
在一定温度（1000~1500℃ ）的电炉里高温氧化 含碳物质，释放的CO2用适当的试剂吸收后用容量法、 重量法、气量法、电导法，或把CO2还原为CH4用气 相色谱法等方法测定。
优点：准确。 缺点：操作、仪器要求高，受无机碳的干扰。
装 棉 的和 电玻 炉璃
纤 维
H2SO4 HClO4
H2SO4 HClO4 CuO
（ 气 体
和纯 化 阱
）
球形 CO2 吸收阱
和（碱 石 灰
）
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
与干烧法相比，该法只能氧化90%有机碳。 滴定酸度：1mol/L H2SO4 ; 突跃电位：0.85~1.22V。
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)
五级 10-6、六级＜6gkg-1。全氮分级标准：一级＞2、二级 2-1.5、
三级 1.5-1.0、四级 1.0-0.75、五级 0.75-0.5、六级＜0.5gkg-1。
**括号内数字是该级面积占总面积的百分数。
资料来源：全国土壤普查办公室编，中国土壤，北京：中国农业出版社， 1998 年，P878。
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
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
3.1.3 OM与全氮的关系
土壤全氮量（g/kg)=土壤有机质（ g/kg ）×0.05(或0.06)
3.2 土壤有机质的测定方法
第一类方法：测定CO2的含量
干烧法：将样品中有机碳高温燃烧氧化后测定二氧化碳的量。 湿烧法：用氧化剂将有机碳氧化为二氧化碳后测定二氧化碳的量。
第二类方法（容量法）：氧化剂与有机质反应后，测定氧
问题：设想如何用容量法、重量法、气量法、电导法测 定CO2的量？
Fra Baidu bibliotek
干烧法流程图
O2
供 给
900~1000℃
调
电炉
除 尘 阱
节
计
（ 除 去 卤 素 和阱 硫 ）
H2SO4 HClO4
CO2
CO--CO2 MnO2
催
吸球 和（ 碱
化
收形
石
炉
阱
灰
）
O2 纯化装置 1． 硫酸 2． 回旋仪 3． MgClO4
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)
2、动植物残体的半分解产物及微生物代谢产物；
3、有机质分解和合成的较稳定的高分子化合物—— 腐殖酸类物质。
土壤有机质——（除专门研究外）指操作者借 助放大镜用摄子剔除动物残体和植物细根后的 土壤有机物质总量。
问题： 如何降低动植物残体对测定结果的影响，提高测定结果的精密度？
3.1.2 OM的含量与分布