【正文】 ——100 m1m0 m1m2 水分（干基），%=—————100 m2m0 式中：m0——烘干空鋁盒質(zhì)量（g）； m1——烘干前鋁盒及土樣質(zhì)量（g）； m2——烘干后鋁盒及土樣質(zhì)量（g）。（2）平行測定的結(jié)果用算術(shù)平均值表示，保留小數(shù)后一位。（3）平行測定結(jié)果的相差，水分小于5%%，水分為5%～25%%，水分大于15%的大粒（粒徑約10mm）%（相當于相對相差不大于5%）。第三章 土壤有機質(zhì)的測定 述土壤有機質(zhì)是土壤中各種營養(yǎng)特別是氮、磷的重要來源。它還含有刺激植物生長的胡敏酸等物質(zhì)。由于它具有膠體特征，能吸附較多的陽離子，因而使土壤具有保肥力和緩沖性。它還能使土壤疏松和形成結(jié)構(gòu)，從而可改善土壤的物理性狀。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，一般來說，土壤有機質(zhì)含量的多少，是土壤肥力高低的一個重要指標。華北地區(qū)不同肥力等級的土壤有機質(zhì)含量約為：高肥力地kg1，～ gkg1，～ gkg1，薄砂地 gkg1。南方水稻土肥力高低與有機質(zhì)含量也有密切關(guān)系。據(jù)浙江省農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所水稻高產(chǎn)土壤研究組報道，～48gkg1，均較其鄰近的一般田高。～40有機質(zhì)含量范圍之內(nèi)。我國東北地區(qū)雨水充足，有利于植物生長，而氣溫較低，有利于土壤有機質(zhì)的積累。因此，東北的黑土有機質(zhì)含量高達40～50gkg1以上。由此向西北，雨水減少，植物生長量逐年減少，土壤有機質(zhì)含量亦逐漸減少，如栗鈣土為20～30gkg1，棕鈣土為20gkg1左右，灰鈣土只有10～20gkg1。向南雨水多、溫度高，雖然植物生長茂盛，但土壤中有機質(zhì)的分解作用增強，黃壤和紅壤有機質(zhì)含量一般為20～30gkg1。對耕作土壤來講，人為的耕作活動則起著更重要的影響。因此，在同一地區(qū)耕種土壤有機質(zhì)含量比未耕種土壤要低得多。影響土壤有機質(zhì)含量的另一重要因素是土壤質(zhì)地，砂土有機質(zhì)含量低于粘土。土壤有機質(zhì)的組成很復(fù)雜，包括三類物質(zhì)：①分解很少，仍保持原來形態(tài)學特征的動植物殘體。②動植物殘體的半分解產(chǎn)物及微生物代謝產(chǎn)物。③有機質(zhì)的分解和合成而形成的較穩(wěn)定的高分子化合物——腐植酸類物質(zhì)。分析測定土壤有機質(zhì)含量，實際包括了上述全部3兩類及第1類的一部分有機物質(zhì)，以此來說明土壤肥力特性是合適的。因為從土壤肥力角度來看，上述有機質(zhì)三個組成部分，在土壤理化性質(zhì)和肥力特性上，都起重要作用。但是，在土壤形成過程中，研究土壤腐殖質(zhì)中碳氮比的變化時則需嚴格剔除未分解的有機物質(zhì)。全國和地的大量資料分析結(jié)果表明[2]（表31），土壤有機質(zhì)含量與土壤總氮量之間呈正相關(guān)。例如浙江省對水稻255個樣品統(tǒng)計分析，其相關(guān)系數(shù)r=，達極顯著水平（圖31）。又如吉林省東部山區(qū)的通化對115個旱地土壤樣品進行的回歸分析，其回歸方程為：253。=+ r=**表31 耕地土壤全土壤有機質(zhì)含量*的比值?。▍^(qū)）有機質(zhì)（gkg1）全氮（gkg1）全氮/有機質(zhì)（%）河北山西河南安徽福建新疆廣東*為全?。▍^(qū)）統(tǒng)計的平均值。摘自《中國土壤》1998年，中國農(nóng)業(yè)出版社，P875土壤全氮總量與土壤有機質(zhì)含量的比值，隨著土壤所處的環(huán)境因素和利用狀況而變化。如表32所示，安徽省位于南北過渡帶，成土母質(zhì)復(fù)雜，土壤類型眾多，而各類土壤開墾利用情況不同，全氮含量與有機質(zhì)含量的比值（%）有一定差別。%%，但總體上看二者的回歸相關(guān)性仍顯著，253。=+ r=**（n=15），相關(guān)系數(shù)r2=，%可由土壤有機質(zhì)變異所引起。表32 土壤有機質(zhì)含量與土壤全氮（gkg1）土壤類型有機質(zhì)全氮全氮量/有機質(zhì)（%）樣品數(shù)土壤變幅平均值樣品數(shù)土壤變幅平均值紅壤黃壤黃棕壤棕壤（酸性）黃褐土砂姜黑土石灰性（巖）土紫色土山地草甸土潮土粗骨土石質(zhì)土水稻土46842321646186403694468931174156425150421231857～～～～～～～～～～～～46732321646186426594588821179156390142620731455～～～～～～～～～～～～摘自《中國土壤》1996年，中國農(nóng)業(yè)出版社，P876總的看來，土壤有機質(zhì)一般約含氮5%左右，故可以從有機質(zhì)測定結(jié)果來估計土壤全氮的近似值。土壤全氮量（gkg1）=土壤有機質(zhì)（gkg1）gkg1有機質(zhì)含量土壤有機質(zhì)gkg1有機質(zhì)含量土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì)含量含量253。=+ r=**土壤全氮量（gkg1）=土壤有機質(zhì)（gkg1）（）關(guān)于土壤有機碳的測定，有關(guān)文獻中介紹很多，根據(jù)目的要求和實驗室條件可選用不同方法。經(jīng)典測定的方法有干燒法（高溫電爐灼燒）或濕燒法（重鉻酸鉀氧化），放出的CO2，一般用蘇打石灰吸收稱重，或用標準氫氧化鋇溶液吸收，再用標準酸滴定。用上述方法測定土壤有機碳時，也包括土壤中各元素態(tài)碳及無機碳酸鹽。因此，在測定石灰性土壤有機碳時，必須先除去CaCO3。除去CaCO3的方法，可以在測定前用亞硫酸處理去除之，或另外測定無機碳和總碳的含量，從全碳結(jié)果中減去無機碳。干燒法和濕燒法測定CO2的方法均能使土壤有機碳全部分解，不受還原物質(zhì)的影響，可獲得準確的結(jié)果，可以作為標準方法校核時用。由于測定時須要一些特殊的儀器設(shè)備，而且很費時間，所以一般實驗室都不用此法。近年來高溫電爐灼燒和氣相色譜裝置相結(jié)合制成碳氮自動分析儀，已應(yīng)用于土壤分析中，但由于儀器的限制，所以未能被廣泛采用。目前，各國在土壤有機質(zhì)研究領(lǐng)域中使用得比較普遍的是容量分析法。雖然各種容量法所用的氧化劑及其濃度或具體條件有差異，但其基本原理是相同的。使用最普遍的是在過量的硫酸存在下，用氧化劑重鉻酸鉀（或鉻酸）氧化有機碳，剩余的氧化劑用標準硫酸亞鐵溶液回滴，從消耗的氧劑量來計算有機碳量。這種方法，土壤中的碳酸鹽無干擾作用，而且方法操作簡便、快速、適用于大量樣品的分析。采用這一方法進行測定時，有的直接利用濃硫酸和重鉻酸鉀（2:1）溶液迅速混和時所產(chǎn)生的熱（溫度在120℃左右）來氧化有機碳，稱為稀釋熱法（水合熱法）。也有用外加熱（170～180℃）來促進有機質(zhì)的氧化。前者操作方便，但對有機質(zhì)的氧化程度較低，只有77%，而且受室溫變化的影響較大，而后者操作較麻煩，但有機碳的氧化較完全，可達90%～95%，不受室溫變化的影響。此外，還可用比色法測定土壤有機質(zhì)所還原的重鉻酸鉀的量來計算，即利用土壤溶液中重鉻酸鉀被還原后產(chǎn)生的綠色鉻離子（Cr3+）或剩余的重鉻酸鉀橙色的變化，作為土壤有機碳的速測法。以上方法主要是通過測定氧化劑的消耗量來計算出土壤有機碳的含量，所以土壤中存在氯化物、亞鐵及二氧化錳，它們在鉻酸溶液中能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致有機碳的不正確結(jié)果。土壤中Fe2+或Cl的存在將導(dǎo)致正誤差，而活性的MnO2存在將產(chǎn)生負誤差。但大多數(shù)土壤中活性的MnO2的量是很少的，因為僅新鮮沉淀的MnO2，獎參加氧化還原反應(yīng)，即使錳含量較高的土壤，存在的MnO2中很少部分能與Cr2O72發(fā)生氧化還原作用，所以，對絕大多數(shù)土壤中MnO2的干擾，不致產(chǎn)生嚴重的誤差。測定土壤有機質(zhì)含量除上述方法外，還可用直接灼燒法，即在350～400℃下灼燒，從灼燒后失去的重量計算有機質(zhì)含量。灼燒失重，包括有機質(zhì)和化合水的重量，因此本法主要用于砂性土壤。經(jīng)典的干燒法或濕燒法，均為徹底氧化的方法。因為土壤中所有的有機碳均氧化為CO2，而不需要一個校正系數(shù)。而上述外加熱重鉻酸鹽法，不能完全氧化土壤中的有機化合物，需要用一個校正系數(shù)去校正未反應(yīng)的有機碳。Tyurin（1931）。表33 不同研究者用Walkley and Black方法測定了一些表土，有機碳未回收的校正系數(shù)參 考 文 獻研究土壤的數(shù)目有機碳回收率（%）平均校正系數(shù)范圍平均數(shù)Dremner and Jenkinson(1960a)Kalembasa amp。 Jenkinson(1973)Orphanos(1973)Richter etal(1973)Nelson amp。 Sommers(1975)15221212105792468069797987448884777583791. 19摘自Methods of Soil Analysis part 2, 1982, 從表33可以看出，Walkley and Black的稀釋熱法（水合熱法）有機碳回收率有很大變化（44%～92%），～。對各類土壤合適平均校正系數(shù)的變化范圍為1. 19～。因此，（有機碳平均回收率為77%）在一定范圍土壤上看來是最合適的，但應(yīng)用于各類土壤將會帶來誤差。 有機質(zhì)含量的計算土壤中有機質(zhì)含量可以用土壤中一般的有機碳比例（即換算因數(shù)）乘以有機碳百分數(shù)而求得。其換算因數(shù)隨土壤有機質(zhì)的含碳率而定。各地土壤有機質(zhì)組成不同，含碳量亦不一致，因此根據(jù)含碳量計算有機質(zhì)含量時，如果都用同一換算因數(shù)，勢必造成一些誤差。Van ，是假定土壤有機質(zhì)含碳58%計算的。然而許多研究指出，對許多土壤此因數(shù)太低，因此低估了有機質(zhì)的含量。Broadbent（1953）概括了許多早期工作，將分別選用于表土和底土。其它工作者發(fā)現(xiàn)（Ponomareva＆Platnikova,1967），～。盡管這樣，我國目前仍沿用“Van Benmmelen因數(shù)”。在國外常用有機碳而不用有機質(zhì)含量表示。 土壤有機質(zhì)測定——外加熱法 在外加熱的條件下（油浴的溫度為180，沸騰5分鐘），用一定濃度的重鉻酸鉀——硫酸溶液氧化土壤有機質(zhì)（碳），剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵來滴定，從所消耗的重鉻酸鉀量，計算有機碳的含量。本方法測得的結(jié)果，與干燒法對比，只能氧化90%的有機碳，因此將得的有機碳乘以校正系數(shù)，以計算有機碳量。在氧化滴定過程中化學反應(yīng)如下：2K2Cr2O7＋8H2SO4+3C→2K2SO4+2Cr2（SO4）3+3CO2+8H2OK2Cr2O7+6FeSO4→K2SO4+Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+7H20在1molL－1H2SO4溶液中用Fe2+滴定Cr2O72－時，～。表34 滴定過和中使用的氧化還原指劑有以下四種指示劑E0本身變色氧化—還原Fe2+滴定Cr2O72－時的變色氧化—還原特點二苯胺深藍→無色深藍→綠須加H3PO4；近終點須強烈搖動，較難掌握二苯胺磺酸鈉紅色→無色紅紫→藍紫→綠須加H3PO4；終點稍難掌握2羧基代二苯胺紫紅→無色棕→紅紫→綠不必加H3PO4；終點易于掌握鄰啡羅啉淡藍→紅色橙→灰綠→淡綠→磚紅不必加H3PO4；終點易于掌握從表3—4 中，可以看出每種氧化還原指示劑都有自己的標準電位（E0），鄰啡羅啉 （E0=），2羧基代二苯胺（E0=），以上兩種氧化還原指示劑的標準電位（E0），正落在滴定曲線突躍范圍之內(nèi)，因此，不需加磷酸而終點容易掌握，可得到準確的結(jié)果。例如：以鄰啡羅啉亞鐵溶液（鄰二氮啡亞鐵）為指示劑，三個鄰啡羅啉（C2H8N2）分子與一個亞鐵離子絡(luò)合，形成紅色的鄰啡羅啉亞鐵絡(luò)合物，遇強氧化劑，則變?yōu)榈{色的正鐵絡(luò)合物，其反應(yīng)如下：[（C2H8N2）3Fe]3++e [（C2H8N2）3Fe]2+ 淡藍色 紅色滴定開始時以重鉻酸鉀的橙色為主，滴定過程中漸現(xiàn)Cr3+的綠色，快到終點變?yōu)榛揖G色，如標準亞鐵溶液過量半滴，即變成紅色，表示終點已到。但用鄰啡羅啉的一個問題是指示劑往往被某些懸浮土粒吸附，到終占時顏色變化不清楚，所以常常在滴定前將懸濁液在玻璃濾器上過濾。從表34中也可以看出，二苯胺、二苯胺磺酸鈉指示劑變色的氧化還原標準電位（E0）、。指示劑變色在重鉻酸鉀與亞鐵滴定曲線突躍范圍之外。因此使終點后移，為此，在實際測定過程中加入NaF或H3PO4絡(luò)合Fe3+，其反應(yīng)如下：Fe3++2PO43 Fe（PO4）23 Fe3++6F [FeF6] 3加入磷酸等不僅可消除Fe 3+的顏色，而且能使Fe3+/ Fe2+體系的電位大大降低，從而使滴定曲線的突躍電位加寬，使二苯胺等指示劑的變色電位進入突躍范圍之內(nèi)。根據(jù)以上各種氧化還原指示劑的性質(zhì)及滴定終點掌握的難易，推薦應(yīng)用2羧基二苯胺。價格便宜，性能穩(wěn)定，值得推薦采用。 油浴消化裝置（包括油浴鍋和鐵絲籠）、可調(diào)溫電爐、秒表、自動控溫調(diào)節(jié)器。（1）L1(1/6K2Cr2O7)標準溶液。稱取經(jīng)130℃烘干的重鉻酸鉀（K2Cr2O7，GB64277，分析純），定容于1000ml容量瓶中。（2）H2SO4。濃硫酸（H2SO4，GB62577，分析純）。（3）L1Fe SO4溶液。稱取硫酸亞鐵（Fe SO47H2O