土壤有機質的測定方法研究

一、土壤有機質的定義

土壤有機質是土壤中各類營養元素，特別是N、P的重要來源。也是土壤微生物必不可少的碳源和能源，它影響著土壤的理化性質。因此，土壤有機質質量分數的高低，是衡量土壤肥力水平的重要標志之一。

土壤有機質分為三大類：第一類是分解很少，仍保持原形態特征的動植物殘體；第二類是植物殘體的半分解產物及微生物代謝產物；第三類是有機質的分解與合成從而形成較穩定的高分子化合物-腐殖酸類物質。在分析測定土壤有機質質量分數時，實際包括了上述的第二類、第三類和第一類的一部分，以此來說明土壤肥力特性是合適的。因此，在作土壤有機質樣品前處理的時候，應將未分解的植物根系挑揀出來，以免影響數據分析。

測定土壤有機質主要有 《土壤有機質的測定》（NY/T 85-1988）、《土壤有機質的測定》（NY/T 1121.6-2006）、《森林土壤有機質的測定及碳氮比的計算》（LY/T 1297-1999 ）3種標準。在《土壤有機質的測定》（NY/T 85-1988）中，用電沙浴作為加熱載體，溫度不好把控，且批量操作效率較低；在《森林土壤有機質的測定及碳氮比的計算》（LY/T 1297-1999）中測定方法等同于《土壤有機質的測定》（NY/T 1121.6-2006），因此本文介紹的是《土壤有機質的測定標準》（NY/T 1121.6-2006）。

二、測定原理及適用范圍

在加熱條件下，用過量的重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化土壤有機碳，多余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標準溶液滴定，以空白和樣品消耗量的差值計算有機碳的質量分數。本方法與干燒法對比，只能氧化90%的有機碳，因此，將測得的有機碳乘以校正系數1.1，再乘以常數1.724（按土壤有機質平均含碳58%計算）即為土壤有機質的質量分數。

本方法適用于土壤有機質質量分數在15%（即150 g/kg）以下的土壤有機質測定。

三、主要儀器設備及試劑

（一）主要儀器設備

1.油浴鍋，帶加熱循環裝置可電子調控溫度并保持恒溫加熱設備。

2.玻璃儀器：25 mL比色管、250 mL錐形瓶、50 mL滴定管。

3.混勻器。

4.鐵絲籠或鋁制試管架。

（二）試劑

1.重鉻酸鉀-硫酸溶液0.4 mol/L。

2.硫酸亞鐵標準溶液0.1 mol/L，臨用現標。

3.重鉻酸鉀標準溶液0.1 mol/L，用優級純或以上規格試劑配制。

4.鄰菲啰啉指示劑，亦稱試亞鐵靈指示劑。

四、主要操作步驟

（一）稱樣

準 確 稱 量 樣 品 0.05～0.5 g 精確至（0.1 mg），置于潔凈干燥的25 mL比色管中。在稱樣時，可根據樣品的顏色進行稱量，一般稱樣為0.5 g，如果樣品顏色較深，可酌情減少稱樣量。

（二）加液

準確加入10.00 mL的0.4 mol/L重鉻酸鉀-硫酸溶液，之后用混勻器將樣品于試液充分混勻。

（三）消煮

將混勻后的試料加置小號曲頸漏斗后，將試料連帶鐵絲籠或鋁制試管架一并放入已經恒溫至177 ℃的油浴鍋中，仔細觀察試料反應情況，如果試料從底部冒泡，開始準確計時5 min，時間結束后，取出試料，冷卻，準備轉移。

（四）轉移

將已經冷卻的試管，擦拭去掉比色管外面的硅油，用純水先將小號曲頸漏斗沖洗，沖洗水收集與比色管內，逐個轉移到250 mL錐形瓶中，用純水反復少量沖洗比色管，沖洗液收集與250 mL錐形瓶，并注意控制錐形瓶中的試液總體積控制在 50～60 mL。

（五）滴定

向盛有試樣的錐形瓶中滴加3～5滴鄰菲羅啉指示劑，將0.1 mol/L的硫酸亞鐵裝入經過校準的50.00 mL的比色管中進行滴定操作。試樣由橙黃經藍綠到棕紅色為滴定終點，記錄消耗體積。每批分析時，需同時作空白試驗和與樣品含量濃度相當的標準質控樣品。

五、計算公式

計算公式為：

在公式中：

O.M— 土壤有機質的質量分數，單位為g/kg；

VO—空白試驗所消耗硫酸亞鐵標準溶液體積，單位為mL；

V—試樣測定所消耗硫酸亞鐵標準溶液體積，單位為mL；

c—硫酸亞鐵標準溶液的濃度，單位為mol/L；

0.003—1/4碳原子的毫摩爾質量，單位為g；

1.724—由有機碳換算成有機質的系數；

1.10—氧化校正系數；

m—稱取拱干試樣的質量，單位為g；

1000—換算成每千克的質量分數。

平行測定結果用算數平均值表示，保留3位有效數字。

六、注意事項

（一）為了減少加入10.0 mL的0.4 mol/L硫酸重鉻酸鉀溶液過程的操作誤差，可準確加入5.0 mL的0.8 mol/L重鉻酸鉀溶液及5 mL的硫酸來替代10.0 mL的0.4 mol/L硫酸重鉻酸鉀溶液。同時，在測定石灰性土壤時，應緩慢加入硫酸重鉻酸鉀溶液，以防止由于碳酸鈣的分解而引起的激烈氣泡。

（二）當有大批量樣品時，可將鐵絲籠用鋁制試管架取代，兩側應有鐵絲固定，方便消解過程中取出查看。

（三）油浴鍋的加熱載體一般選擇硅油，避免采用植物油，以防止油滴迸濺，增加試驗誤差。亦可采用可控溫鋁塊來代替油浴，環保衛生。

（四）將鐵絲籠或試管架放置在177 ℃油浴鍋中之后注意觀察液面反應情況，如果是表面有氣泡，一般為硫酸與碳酸鈣發生反應而形成的二氧化碳，應區分與沸騰。當沸騰自底部開始時，準確秒表計時5 min，期間注意搖動鐵絲籠或試管架，時間一到，即刻取出鐵絲籠或試管架。

（五）如果試樣中加硫酸銀掩蔽氯離子，則氧化校正系數為1.08。

（六）稱量樣品時為風干樣，但需計算出風干樣的含水率，以折算風干樣質量。