有机碳测定及方法
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1.活性有机碳(CL)
土壤活性有机质是土壤有机质的活性部分,是指土壤中有效性较高、易被土壤微生物分解利用、对植物养分供应有最直接作用的那部分有机质。土壤活性有机质在指示土壤质量和土壤肥力的变化时比总有机质更灵敏,能够更准确、更实际的反映土壤肥力和土壤物理性质的变化、综合评价各种管理措施对土壤质量的影响。土壤活性有机质还可以表征土壤物质循环特征,作为土壤潜在生产力和由土壤管理措施变化而引起土壤有机质变化的早期预测指标。
(1)活性有机碳(CL):高锰酸钾氧化法。秤取过0.25mm筛的风干土样1.59于l00ml离心管中,加入333mM(或167mM、33mM)高锰酸钾25ml(易氧化态碳),振荡1小时,离心5分钟(转速2000次/min),取上清液用去离子水按1:250稀释,然后将稀释液在565nm比色。根据高锰酸钾浓度的变化求出样品的活性有机碳。
(2)总有机碳:重铬酸钾氧化法。
(3)非活性有机碳(CNL):总有机碳与活性有机碳的差值为非活性有机碳(CNL)
(4)碳库活度(L):土壤碳的不稳定性,即碳库活度(L)等于土壤中的CL与CNL之比:L=样本中的活性有机碳CL/样本中的非活性有机碳CNL。
(5)碳库指数(CPI)=样品总有机碳含量(mg/g)/参考土壤总有机碳含量(mg/g) (6)活度指数(LI):碳损失及其对稳定性的影响,LI=样本的不稳定性(L)/对照的不稳定性(L)
(7)基于以上指标可以得到碳库管理指数(CMI):CMI=CPI*LI*100
2.水溶性碳水化合物
碳水化合物是土壤中最重要、最易降解的有机成分之一,其对气候变化、耕作、生物处理等外界影响的敏感程度高于有机质总量。而且作为土壤微生物细胞必需的组成物质和主要能源,碳水化合物与土壤微生物存在密切的关系。
按Grandy 等的方法测定,操作过程为:称取一定量的风干土(根据有机质含量而定) 加入去离子水(水土比为10:1) ,在85℃下培养24 h 后用孔径为0.45μm的玻璃纤维滤纸过滤,将虑液按1:4的比例进行稀释,然后吸取5 ml 稀释液放入比色管中,再加入10 ml 蒽酮溶液,最后在625 nm 处进行比色测定,其含量用葡萄糖表示。
Grandy AS , Erich MS , Porter GA. 2000. Suitability of the anthrone-sulfuric acid reagent for determining water soluble carbohydrates in soil water extracts [J]. Soil Biol . Biochem. ,32 :725~727.
3. 土壤总糖
土壤中的糖类物质是土壤碳水化合物的重要组成部分,主要包括单糖和多糖两部分,是土壤微生物活动的能量来源之一。土壤多糖是与土壤结构性联系在一起,可以作为土壤团聚体的胶结剂,有效地团聚土壤颗粒,促进土壤团聚体的形成和加强其稳定性,以形成良好的土壤结构。土壤多糖可能决定土壤中团聚体的稳定性,尤其对微团聚体( < 45 μm)的稳定性起着关键作用。用蒽酮比色法(许光辉)测定。
许光辉,郑洪元. 土壤微生物分析方法手册[M] . 北京:农业出版社,1986.
4.土壤可溶性有机碳(DOC)
称过2mm筛的风干土样10g,按水土比2:1添加蒸馏水,在25℃下恒温振荡30min后,用0.45μm滤膜抽滤,滤液直接在TOC-1020A有机碳分析仪测定。5.轻质有机质
利用密度分组技术可将土壤有机质分成腐殖化程度较高的重质有机质和处于半分解状态的轻质有机质。前者虽然所占比例较高, 但由于性质稳定而不能反映土壤有机成分的短期变化。后者主要由部分分解的植物残体组成, 碳和氮含量高, 周转时间短, 代表着土壤易变有机质的主要部分, 具有很强的生物学活性, 是土壤养分的重要来源, 对土地利用变化和管理措施改变非常敏感。这部分碳氮虽然在有机碳氮中所占的比例较小, 但因其容易矿化而与土壤供氮能力有密切关系。
轻质有机碳氮的提取与测定[7]:土样在室温25 下风干后, 去除根茬, 研磨并过2 mm 筛。称取25.00 g土样, 置于离心管( 100mL)中, 加入比重1.70 g /mL的NaI 溶液50mL,于200 r/m in转速下振荡1 h,然后在1000 * g下离心20m in,将浮在NaI表面的轻质有机质倾倒于装有0. 45mm 纤维滤膜的容器过滤器中进行抽滤, 依次用总量100mL的0. 01mo l/L CaC l2和100mL的蒸馏水冲洗纤维滤膜上的轻质有机质至少3次。再向离心管中加入50mL比重为1. 70g /mL的NaI溶液进行第2次浸提,步骤同上。将2次浸提的轻质有机质转移至烧杯, 在60℃下烘干、称质量。烘干的轻质有机质用玛瑙研钵研细, 过0.15 mm 筛后,用浓硫酸消煮-凯式定氮仪法测定轻质有机氮;用岛津SSM-5000A有机碳分析仪测定轻质有机碳。