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地方标准
DB XX/ XXXXX—XXXX
土壤有机质提升与土壤固碳核算技术规范Technical Specifications for Soil Carbon Sequestration Accounting of the Farmland 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识
（征求意见稿）
XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施
目次
前言................................................................................ II
1 适用范围 (1)
2 规范性引用文件 (1)
3 术语和定义 (1)
4 土壤固碳技术管理措施 (2)
5 核算方法 (2)
6 数据收集及数据质量 (5)
参考文献 (6)
前言
本标准由北京市农业局提出并归口管理。
本标准由北京市农业局组织实施。
本标准按照GB/T 1.1《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准主要起草单位：北京低碳农业协会、北京嘉娅低碳农业研究中心、北京嘉博文生物科技有限公司、有机废弃物生物转化北京市工程研究中心（北京博文合众生物科技有限公司）。
本标准主要起草人：吴建繁、于家伊、张文、孙志岩、贾小红、杨军香
土壤有机质提升与土壤固碳核算技术规范
1 适用范围
本标准规定了针对土壤有机碳变化带来的土壤固碳变化量核算方法。
本标准适用于旱田、水田、菜田、果园的土壤固碳变化量评价。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，只有该引用版才适用。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括任何修改文件）适用于本标准。
NY/T 85-1988 土壤有机质测定法
NY/T 1121.4-2006 土壤检测第4部分：土壤容重的测定
NY/T 1121.1-2006 土壤检测第1部分：土壤样品的采集、处理和贮存
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 土壤固碳 Soil carbon Sequestration
通过采用管理措施，提高土壤的有机质含量，增加土壤碳库储量。
3.2 增施外源性碳Increased Exogenous Carbon
增施外源的有机物质或有机物料，能够在达到稳定后提高土壤碳储量，包括增施符合标准的有机肥、生物有机肥、有机源土壤调理剂、有机源生物腐植酸肥料及外源秸秆等。
3.3 二氧化碳当量Carbon Dioxide Equivalent（CO2e）
用作比较不同温室气体排放的量度单位，在辐射强度上与某种GHG质量相当的CO2的量。GHG二氧化碳当量等于给定气体的质量乘以它的全球变暖潜势。
3.4 土壤有机质Soil Organic Matter
土壤中形成的和外加入的所有动、植物残体不同阶段的各种分解产物和合成产物的总称。它包括高度腐解的腐殖物质、解剖结构尚可辨认的有机残体和各种微生物体。
3.5 土壤有机质含量Soil Organic Matter Content
每千克土壤中的土壤有机质含量。
3.6 土壤有机碳Soil Organic Carbon
土壤有机质中所含有的碳元素。
3.7 土壤有机碳储量Soil Organic Carbon Stock
项目所在区域一定深度的土壤有机碳总质量。注：本标准土层深度指0-30cm。
3.8 秸秆还田Straw Return
把作物秸秆（小麦、玉米和水稻秸秆等）直接归还土壤的一种方式。
3.9 种植绿肥Planting Green Manure
绿肥是指把还在生长着的豆科绿色植物体翻入土壤作肥料。种植绿肥是培肥土壤、提高产量的有效措施。
3.10 免耕No-tillage
不进行耕整土地，直接在茬地上播种的耕作法，又称零耕。
3.11 少耕Reduced Tillage
在常规耕作基础上尽量减少土壤耕作次数或在全田间隔耕作、减少耕作面积的一类耕作方法，它是介于常规耕作和免耕之间的中间类型的耕作方式。
3.12 连作Continuous Cropping
在同一块田地上连续种植相同作物的种植方式。
3.13 轮作Crop Rotation
在同一块田地上，有顺序地轮换种植不同作物的种植方式。
3.14 土壤容重Soil Bulk Density
田间状态下单位容积土体的干质量，通常以g/cm3表示。
4 土壤固碳技术管理措施
4.1 概述
土壤固碳主要从增加输入和减少输出两方面因素来考虑，主要通过肥料管理和耕作管理实现。
4.2 肥料管理技术
通过秸秆还田、种植绿肥增加土壤碳库输入，和直接向土壤中加入外源性碳增加土壤有机碳的固定，如施用有机肥、生物有机肥、有机源土壤调理剂、有机源生物腐植酸肥料等。
4.3 耕作管理技术
通过免耕、少耕等减少农田土壤碳的分解。
5 核算方法
5.1 概述
本标准包含两种土壤固碳核算方法，分别是土壤有机质含量计算方法和参数缺省值法。前者是依据检测的土壤有机质含量计算，优先使用。后者是依据已公开发表的不同土壤固碳技术的参数数据计算，适用于土壤有机质含量数据无法获得的情况。 5.2 土壤有机质含量计算法 5.2.1 方法原理
根据土壤有机质含量与土壤容重即可计算土壤耕层中有机碳的量。根据核算期内耕层土壤有机碳的变化量，计算核算期内土壤有机碳年度变化量。 5.2.2 参数值测定 5.2.2.1土壤样品制备
按NY/T 1121.1-2006 的规定执行 5.2.2.2土壤容重的测定
按NY/T 1121.4-2006的规定执行。 5.2.2.3土壤有机质含量的测定
按NY/T 85-1988的规定执行 5.2.3 计算方法
农田土壤中的年度碳库变化量农田C ?按式（1）计算，i SOC 按式（2）计算。取平行分析结果的算术平均值为计算结果。
()
12
44
C 0农田?
-=
?T
SOCT SOC T ....................................（1） 1.058.0?????=i i i OM A H SOC γ ( i=0,T ) (2)
式中：
农田C ?——农田土壤中的年度碳库变化量，吨CO 2e/年 i SOC ——第i 年土壤有机碳库，吨碳；
T SOC ——核算期最后一年的土壤有机碳库，吨碳 0SOC ——核算期初始年的土壤有机碳库，吨碳
γi ——第i 年被估算土地的土壤容重，g/cm 3
； A ——土地面积，公顷；
OM i ——第i 年土壤中有机质含量，g/kg ；
H ——耕层深度，cm ；（本标准中耕层深度为30cm ）； T ——一个单独核算期的年数，年。通常取值为5-20年；
0.58——有机质换算为有机碳的换算系数；
0.1——单位换算系数；
5.2.4 耕层20cm与30cm土壤有机质换算系数
20cm耕层土壤有机质换算为30cm耕层土壤有机质的系数，见表1。
表1 20cm耕层土壤有机质换算为30cm耕层土壤有机质的系数
5.3 参数缺省值法
5.3.1 方法原理
在核算期内，根据参考碳库缺省值、农田不同管理活动相关库变化因子系数及每个时点（时间等于0和时间等于0-T）相应的面积，计算SOC0和SOC T，通过用核算期前后土壤碳库变化量，并除以时间（T），即为核算期内年度土壤碳库变化量。
5.3.2 计算方法
本方法依据各管理措施的参数缺省值（见表2）计算出核算期前后土壤碳库变化量。农田土壤中有机碳库的年度变化量可用公式（1）和公式（3）进行估算。
()
∑?
F
F
SOC
SOC
=A
F
?
?
?
(3)
LU
I
MG
参考
式中：
SOC——参考碳库，吨碳/公顷。以0-30cm耕层计，北京地区的缺省值为68。
参考
F LU——特定土地利用中土地利用系统或亚系统的库变化因子，无量纲，见表2。
F MG——土地管理的库变化因子，无量纲，见表2。
F I——有机质投入的库变化因子，无量纲，见表2。
A——土地面积，公顷。
表2 北京农田不同管理活动的相关库变化因子缺省值（F LU、F MG和F I）
（农田管理活动20年以上）
6 数据收集及数据质量
表3 数据收集及质量要求
参考文献
[1] 2006 年IPCC国家温室气体清单指南
[2] 清洁农作和林作在低碳经济中的作用（杜克法则）
[3] 省级温室气体清单编制指南（试行）
[4] 森林经营碳汇项目方法学（版本号 V01）
[5] Long-term (≥20 years) applic ation of fertilizers and straw return enhances soil carbon storage: a meta-analysis，2017，Mitig Adapt Strateg Glob Change
[6] 中国农业百科全书
[7] 土壤学
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土壤有机质 土壤有机质含量代表土壤肥力水平。它可以促进土壤团聚体结构的形成，改善土壤物理，化学和生物过程的条件，并改善土壤的吸收和缓冲性能。如果土壤有机质过低，土壤免疫力就会降低，容易硬化和酸化，农作物容易生病。增加土壤有机质可以使根系更多、更健康。 土壤有机质具体指什么呢？土壤有机物（SOM）是指源自土壤中生命的物质。它主要来自植物，动物和微生物残留，其中高等植物是主要来源。从狭义上讲，土壤有机质通常是指通过微生物作用形成的一种特殊，复杂和稳定的高分子有机化合物。 土壤有机质不仅是一种具有生命功能的稳定长期物质。它几乎包含了农作物和微生物所需的所有营养。土壤有机质可以丰富土壤中的养分并改善土壤物理性质。在有机物分解过程中会产生二氧化碳，这会导致土壤pH值暂时下降，从而可以提高磷酸盐和某些微量元素的利用率。有机物分解过程的中间产物，微生物代谢和自溶物质可以在土壤中与多价金属离子形成稳定的络合物，从而增强不溶性物质在土壤中的溶解度， 在有机物分解过程中合成的腐殖质和其他有机胶体可以与土壤中的粘土矿物混合形成胶体，从而可以改善土壤结构和理化性质，增加水稳性团聚体和孔隙率，降低堆积密度，改善土壤水肥保持性能，增加土壤缓冲能力，加速盐碱土壤的脱盐，减少红壤中活性铝和游离铁的危害。有机质包含植物生长发育所需的各种营养元素，尤其是土
壤中的氮。土壤中有机态氮含量超过95％。除了施用氮肥外，土壤氮的主要来源还来自有机物的分解。土壤有机物分解产生的二氧化碳可以为绿色植物提供光合作用。此外，有机物还是土壤中磷，硫，钙，镁和微量元素的重要来源。因此，有机质含量较高的土壤中的养分含量较高，可以减少化肥的施用。 有机质中的腐殖酸可以增强植物的呼吸作用，提高细胞膜的通透性，并增强养分的吸收。同时，有机物中的维生素和一些激素可以促进植物的生长发育。 土壤有机质中的有机胶体，带大量负电荷，吸附能力强，能吸附大量的阳离子和水，其阳离子交换能力和吸水率是几十倍甚至几十倍比粘土颗粒大两倍，因此它可以提高土壤保留肥料和水的能力，还可以提高土壤对酸和碱的缓冲能力。土壤有机质提供土壤微生物所需的能量和养分，微生物的活动和繁殖不能与土壤有机质分开。
土壤有机质的测定(重铬酸钾容量法) 土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的源泉，又是土壤中异养型微生物的能源物质，同时也是形成土壤结构的重要因素。测定土壤有机质含量的多少，在一定程度上可说明土壤的肥沃程度。因为土壤有机质直接影响着土壤的理化性状。 测定原理 在加热的条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7－H2SO4)溶液，来氧化土壤有机质中的碳，Cr2O-27等被还原成Cr+3，剩余的重铬酸钾(K2Cr2O7)用硫酸亚铁(FeSO4)标准溶液滴定，根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质量。其反应式为： 重铬酸钾—硫酸溶液与有机质作用： 2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2↑+8H2O 硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾的反应： K2Cr2O7+6FeSO4＋7H2SO4=K2SO4＋Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O 测定步骤： 1.在分析天平上准确称取通过60目筛子(＜0.25mm)的土壤样品0.1—0.5g(精确到0.0001g)，用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的硬质试管中，用移液管缓缓准确加入0.136mol/L重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液10ml，(在加入约3ml时，摇动试管，以使土壤分散)，然后在试管口加一小漏斗。 2.预先将液体石蜡油或植物油浴锅加热至185—190℃，将试管放入铁丝笼中，然后将铁丝笼放入油浴锅中加热，放入后温度应控制在170—180℃，待试管中液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸5分钟，取出试管，稍冷，擦净试管外部油液。 3.冷却后，将试管内容物小心仔细地全部洗入250ml的三角瓶中，使瓶内总体积在60—70ml,保持其中硫酸浓度为1—1.5mol/l,此时溶液的颜色应为橙黄色或淡黄色。然后加邻啡罗啉指示剂3—4滴，用0.2mol/l的标准硫酸亚铁(FeSO4)溶液滴定，溶液由黄色经过绿色、淡绿色突变为棕红色即为终点。 4.在测定样品的同时必须做两个空白试验，取其平均值。可用石英砂代替样品，其他过程同上。 结果计算 在本反应中，有机质氧化率平均为90%，所以氧化校正常数为100／90，即为1.1。有机质中碳的含量为58%，故58g碳约等于100g有机质，1g碳约等于1.724g有机质。由前面的两个反应式可知：1mol的K2Cr2O7可氧化3／2mol的C，滴定1molK2Cr2O7，可消耗6mol FeSO4，则消耗1molFeSO4即氧化了3／2×1／6C=1／4C=3 计算公式为：
土壤有机质 什么是土壤有机质？ 土壤有机质是泛指土壤中来源于生命的物质，是土壤中除土壤矿物质以外的物质，它是土壤中最活跃的部分，是土壤肥力的基础，可以说没有土壤有机质就没有土壤肥力。 土壤有机质是指土壤中有机化合物，包括含碳化合物、木素、蛋白质、树脂、蜡质等。土壤中有机质的来源十分广泛，比如动植物及微生物残体、排泄物和分泌物、废水废渣等。微生物是土壤有机质的最早来源。 土壤有机质的含量在不同土壤中差异很大，含量高的可达20%或30%以上（如泥炭土，肥沃的森林土壤等），含量低的不足1%或0.5%（如荒漠土和风沙土等）。 一、土壤有机质有什么用 土壤有机质含有植物生长发育所需要的各种营养元素，也是土壤中磷、硫、钙、镁以及微量元素的重要来源。 1、促进作物的生长发育。 有机质中的胡敏酸，可以增强植物呼吸，提高细胞膜的渗透性，增强对营养物质的吸收，同时有机质中的维生素和一些激素能促进植物的生长发育。 2、改良土壤结构。
有机质中的腐植质是土壤团聚体的主要胶结剂，一方面，它能降低黏性土壤的黏性，减少耕作阻力，提高耕作质量；另一方面它可以提高砂土的团聚性，改善其过分松散的状态。 3、提高土壤的保水保肥能力。 土壤有机质中的有机胶体，具有强大的吸附能力，它能提高土壤保肥蓄水的能力，同时也能提高土壤对酸碱的缓冲性。 4、促进土壤微生物的活动。 土壤有机质供应土壤微生物所需的能量和养分，有利于微生物的活动。土壤微生物生命活动所需的能量物质和营养物质均直接和间接来自土壤有机质，并且腐殖质能调节土壤的酸碱反应，促进土壤结构等物理性质的改善，使之有利于微生物的活动。这样就促进了各种微生物对物质的转化能力。土壤微生物生物量是随着土壤有机质质量分数的增加而增加，两者具有极显着的正相关。但因土壤有机质矿化率低，所以不像新鲜植物残体那样会对微生物产生迅猛的激发效应，而是持久稳定地向微生物提供能源。正因为如此，含有机质多的土壤肥力平稳而持久，不易产生作物猛发或脱肥等现象。 5、提高土壤温度。 有机质为暗色物质，一般是棕色到黑褐色，吸热能力强，可以提高地温。可改善土壤热状况。 6、提高土壤养分性。 有机质中腐植质具有络合作用，腐植质能和磷、铁、铝离子形成络合物或螯合物，避免难溶性磷酸盐的沉淀，提高有效养分的数量。
土壤有机碳分析测试技术 1、所需仪器：multi-C/N310主机和HT1300固体模块；载气：高纯氧气，纯度≥99.995%，最好使用99.999%； 2、瓷舟：用于盛放土壤样品，加盐酸反应去除无机碳，然后把待测样品送进炉膛测试用。注意事项：新的瓷舟和用过后长时间存放的瓷舟在使用之前先在马弗炉内1000 ℃烧1小时去除杂质； 3、HT1300测试条件炉温：1050±10 ℃，流速100±10 mL； 4、土壤样品预处理：风干土或者50 ℃烘干土，过100目筛； 5、土壤进样量要求：样品中碳的总含量≥1 mg，最好能达到3 mg； 6、样品进样处理：测量总碳（TC），称取一定量的干土直接进样，所需样品的量需根据毛估的土壤总碳含量决定，一般瓷舟盛放样品不宜超过500 mg，最好不超过800 mg，样品过多容易洒出，低估土壤碳含量；测量土壤有机碳（TOC），称取一定量的土壤样品，所需样品的量需根据毛估的土壤有机碳含量决定，一般瓷舟盛放样品最好不超过500 mg，样品过多在加盐酸反应会有气泡，容易洒出样品，低估土壤有机碳含量，然后加入过量的0.1 mol/L的HCl（盐酸浓度也可根据土壤无机碳含量调整）去除土壤无机碳，然后100 ℃烘3-12小时，之后继续在烘箱中以50 ℃保存，然后一边测量，一边从烘箱中拿出，即拿即测，一般四个一组为佳，因为加盐酸处理后的土壤很容易吸水，这样进样后水分生成的水汽加灰尘很容易堵塞气路的灰尘过滤器； 7、所需要的耗材：高纯铜丝，去除卤素（测量土壤有机碳是过量盐酸在高温下产生的），建议测量样品个数为100个，决不能超过130个，具体还要视样品而定，主要判断依据为铜丝变色；气体灰尘过滤器，建议测量样品个数300-500个，主要判断依据为流量波动（100+10 mL）；高氯酸镁，去除测量气路中的水分，如果在烘箱中即拿即测则用量较小，每更换一次可以测量500-1000个样品，视具体情况而定；以上三种耗材高纯铜丝、气体灰尘过滤器、高氯酸镁多备用一些，尤其高纯铜丝，最好备足2-3年的耗材。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/993557335.html, 茶园土壤有机质提升的方法与研究 作者：张学勇 来源：《农家科技下旬刊》2017年第08期 摘要：土壤有机质是土壤肥力的基础，提升茶园土壤有机质是提高茶叶品质和产量的重 要手段。本文在阐述提升茶园土壤有机质重要性的基础上，结合茶园发展实际，探索提升茶园土壤有机质的有效方法，以期为相关人士提供借鉴和参考。 关键词：茶园土壤；有机质；提升方法 随着经济的迅速发展，茶园种植在我国发展迅速，在增加了人民经济收入的同时也带来了许多问题，如土壤有机质含量过低，土壤肥力下降、土壤酸化严重等问题，对发展茶叶种植业形成阻碍。因此，提升茶园土壤的有机质含量，能够有效提高茶叶的品质和产量，延长茶树的寿命，对发展绿色生态农业，建设社会主义新农村具有十分重要的现实意义。 一、提升茶园土壤有机质的重要性 1.提升茶园土壤有机质有利于提高产业的品质和产量 茶园多建在山地和丘陵地区，土壤涵养水源，防止水土流失和保持土壤肥力的能力较差，特别是沙地土壤种茶，土壤的有机质含量低，无法满足种茶对土壤的需要，极大地影响了茶的产量和质量。因此提升茶园土壤有机质含量，对提高茶园土壤的肥力，具有重要作用，能够有效提高茶叶的品质和产量。 2.提升茶园土壤有机质有利于延长茶树的寿命 茶树生长主要依靠人工施肥和落叶养护两种途径，随着茶园的集约化经营，茶叶更多地被生产加工并包装远销，导致落叶对茶树的养护作用减少，降低了土壤有机质含量，如若不能及时为土壤补充有机质，就会导致土壤肥力下降，茶树不能够获得足够的营养就会逐渐枯萎，在一定程度上影响了茶树的寿命。因此，提升茶园土壤有机质对延长茶树寿命具有重要作用。 3.提升茶园土壤有机质有利于实现绿色生态农业 引导茶农充分利用山区的自然资源，增加土壤有机质的含量，有利于节约种茶成本，增加茶农的收入。同时，就地取材也能避免茶农利用焚烧秸秆等方式增加土壤肥力的弊端，降低秸秆焚烧引起的空气污染和森林火灾，有利于实现绿色生态农业。 二、茶园土壤有机质提升的方法 1.合理种植和套种
土壤有机质平衡与地球温室效应 摘要：土壤有机质在培肥土壤，调节土壤的理化性质，营养作物及改良耕性等各方面都有重要作用。长期农业生产实践证明，维持土壤有机质平衡及稳定增长是土地生产力持续利用的基础，努力增加及多途径归还土壤有机质是维持与改善土壤肥力的关键，要提高和发挥土集肥力，合理调控土壤有机质的积累与分解这一对立统一过程，建立适宜的转化平衡是非常必要的。土壤碳库为地球表层生态系统中最大的碳储库。土壤中的有机碳库与无机碳库都是陆地生态系统重要的碳库，对于温室效应与全球气候变化同样有着重要的控制作用。全球土壤有机碳库(SOC pool)达到1.5×103～2×103Pg，是大气碳库的3倍，约是陆地生物量的2.5倍 [1]。可见，土壤有机质的损失对地球自然环境具有重大影响。从全球来看，土壤有机碳的不断下降，对全球气候变化的影响非常大。 关键词：土壤有机质作用平衡温室效应 一、土壤有机质作用与平衡管理 （一）、土壤有机质作用 1、提供植物需要的养分 土壤有机质是作物所需的氮、磷、硫、微量元素等各种养分的主要来源。大量资料表明，我国主要土壤表土中大约80%以上的氮、20%—76%的磷以有机态存在，随着土壤有机质的逐步矿化，这些养分可以直接通过微生物的的降解与转化，以一定速率不断释放出来，供作物及微生物生长发育之需。同时，土壤有机质分解与合成过程中，产生的多种有机酸和腐殖酸对土壤矿质部分有一定溶解能力，可以促进矿物风化，有利于某些养料的有效化。 2、改善土壤肥力特征 土壤有机质能改善土壤物理性质土壤有机质几乎对所有的土壤物理性质都有良好的影响，腐殖质是很好的胶结剂，能使土粒形成良好的团粒结构，从而使土壤通透疏松，减少粘着性，改善耕性。腐殖质色暗，可加深土壤颜色，增强土壤吸热能力，同时其导热性小，有利于保温，使土温变化缓和。另外，土壤有机质具有离子代换作用、络合作用和缓冲作用土壤有机质的羧基、酚羟基、烯醇或羟基使有机胶体带负电荷，具有较强的代换
提升土壤有机质方法 土壤有机质指土壤中以各种形式存在的含碳有机化合物，是土壤的重要组成部分，是衡量土壤肥力高低的重要指标，对土壤的理化性状及肥力具有较大的影响。近年来，大量施用化肥，少施或不施用有机肥，严重影响了养分对农作物的有效供给，粮食产量难以提高。因此，提升土壤有机质势在必行。具体可采用以下方法： 1、增施有机肥 有机肥是很好的土壤改良剂，它既能熟化土壤，保持土壤的良好结构，又能增强土壤的保肥供肥和缓冲能力，不断供给作物生长需要的养分，为作物生长创造良好的土壤条件。 2、推广秸秆还田 推广以小麦、水稻、玉米等秸秆还田及喷施腐化剂技术，既能有效地利用有机肥资源，又能改善土壤结构，增强土壤保肥供肥性能，节约化肥投入，降低生产成本，增加农民收入。 3、实施间套种和轮作 近年来，农作物复种指数越来越高，致使许多土壤有机质含量降低，肥力下降。实行轮作、间作制度，调整种植结构，做到用地与养地相结合，不仅可以保持和提高土壤有机质含量，而且还能改善农产品品质，对促进农业可持续发展具有重要意义。 4、因地制宜种植绿肥 种植绿肥可为土壤提供丰富的有机质和氮素，促进用地与养地结合，减少连作障碍及下茬化肥用量，提高土壤有机质含量。 5、测土配方施肥 测土配方施肥是以土壤养分测试和肥料田间试验为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素的施用量、施肥时期和施肥。 北京光禾生物科技有限公司是在北京农学院和北农科技产业集团的共同支持下创立的一家现代化生物类高新技术企业。公司以微生物技术作为产业核心，业务板块覆盖农业生产、环境治理、生物制药三大领域。目前已经在生物肥料、生物农药、生物保鲜剂、污水处理、土壤修复、生物医药等诸多方向开发出了拥有独立自主知识产权的10余款产品，技术水平国内领先。公司现拥有独立的应用微生物研发中心、大型微生物菌
地统计分析土壤有机碳含量分布 土壤特性的空间变异研究一直是个被关注的热点，但对土壤物理性质、土壤盐分变化问题的研究较多1,2，对土壤养分空间变异性的研究则相对较少。90年代，随着发达国家精确农业技术的发展和GIS的广泛应 用3,4，土壤特性的空间变异研究得到了众多学者的关注。邛海盆地是凉山彝族自治州所在地，农业人口约占总人口的66.4%，土地肥沃，自流灌溉便利，是国家和四川省农业综合开发重点区。因此，如何合理 利用土地和如何进行生态环境保护是该区经济发展面临的重大课题。 本研究通过分析该区土壤有机碳含量的影响因子，旨在为优化土地资 源管理措施和保护生态环境提供参考。 1材料与方法 1.1研究区基本概况 邛海盆地地处川西高原，属亚热带高原季风气候，年平均气温17.2℃，日照充足，雨量充沛；该区以红壤、黄红壤为主，局部地区的红壤达 海拔2100m以上。 1.2数据来源与预处理 数据源于西昌2006年测土配方施肥国家补贴项目土样化验分析汇总表，共提取392个采样点。基于Arc-GIS9.3生成样点分布图如图1所示。 1.3常规统计分析 利用ArcGIS9.3中地统计模块,统计出土壤有机碳含量的基本特征性 数据。 1.4地统计学基本理论 传统统计学理论是纯随机变量，但很多土壤性质在空间上并不完全独立，而在一定范围内存有着空间相关性。地统计学方法以半方差函数
和Kriging插值为基本工具，能对既具有随机性又具有结构性的各种 变量在空间上的分布进行研究5。半方差函数能较好地描述区域化变量的空间分布结构性和随机性，其中一些重要参数，可反映区域化变量 在一定尺度上的空间变异和相关水准，是研究土壤特性空间变异性的 关键，同时也是进行精确Krigking插值的基础6,式中，r(h)为半方差函数；h为样点空间间隔间距，即步长；N(h)为间隔距离为h时的所有观察样点的成对数；Z(xi)和Z(xi+h)分别是区域化变量Z(x)在空间位 置xi和xi+h的实测值。若h为横坐标，r(h)为纵坐标绘制函数曲线图，称为半方差函数曲线图，它可直接展示Z(x)的空间变异特点。克 里格插值，是地统计学的主要内容，它是通过对已知样本点赋权重来 求得未知点的值。式中，Z(x0)为未知采样点的值；Z(xi)为未知样点 周围的已知样本点的值；i为第i个已知样本点对位置样点的权重；n 为已知样本点的个数。 1.5空间分布特征分析 缓冲区分析是通过生成相关空间实体的缓冲区，以判断空间实体影响 范围的过程8。本研究以土壤质地、城镇、邛海和河流为影响源，建立不同距离的缓冲区，以分析有机碳含量的变化情况。 2结果与分析 2.1常规统计分析 基于ArcGIS9.3的地统计模块，对采样数据进行常规描述性统计(见 表1)。从偏度上看，呈右偏态分布。变异系数反映空间变异性水准， 通常认为变异系数CV≤10％为弱变异性，10％ 土壤有机质的作用及调节 一、土壤有机质的作用 土壤有机质在土壤肥力和植物营养中具有多方面的重要作用。主要包括以下几个方面： （一）提供作物需要的各种养分 土壤有机质不仅是一种稳定而长效的氮源物质，而且它几乎含有作物和微生物所需要的各种营养元素。大量资料表明，我国主要土壤表土中大约80%以上的氮、20%~76%的磷以有机态存在，在大多数非石灰性土壤中，有机态硫占全硫的75%~95%。随着有机质的矿质化，这些养分都成为矿质盐类（如铵盐、硫酸盐、磷酸盐等），以一定的速率不断地释放出来，供作物和微生物利用。 ，另外，据估计土壤有机质的分解以及微生物和根系呼吸作用所产生的CO 2 每年可达1.35*1011t,大致相当于陆地植物的需要量,可见土壤有机质的矿化分的重要来源,也是植物碳素营养的重要来源. 解是大气中CO 2 此外，土壤有机质在分解过程中，还可产生多种有机酸（包括腐殖酸本身），这对土壤矿质部分的一定溶解能力，促进风化，有利于某些养分的有效化，还能络合一些多价金属离子，使之在土壤溶液中不致沉淀而增加了有效性。 （二）增强土壤的保水保肥能力和缓冲性 腐殖质疏松多孔，又是亲水胶体，能吸持大量水分，故能大大提高土壤的保水能力。此外腐殖质改善了土壤渗透性，可减少水分的蒸发等，为作物提供更多的有效水。 腐殖质因带有正负两种电荷，故可吸咐阴、阳离子；又因其所带电性以负电 +、Ca2+、荷为主，所以它具有较强的吸咐阳离子的能力，其中作为养料的K+、NH 4 Mg2+等阳离子一旦被吸咐后，就可避免随水流失，而且能随时被根系附近的其他阳离子交换出来，供作物吸收，仍不失其有效性。 腐殖质保存阳离子养分的能力，要比矿质胶体大许多倍至几十倍。一般腐殖质的吸收量为150~400cmol（+）/kg。因此，保肥力很弱的砂土中增施有机肥料后，不仅增加了土壤中养分分数，改良砂土的物理性质，还可提高其保肥能力。 土壤有机质测定 5.2.1重铬酸钾容量法——外加热法 5.2.1.1方法原理在外加热的条件下（油浴的温度为180，沸腾5 分钟）， 用一定浓度的重铬酸钾——硫酸溶液氧化土壤有机质（碳），剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁来滴定，从所消耗的重铬酸钾量，计算有机碳的含量。本方法测得的结果，与干烧法对比，只能氧化90%的有机碳，因此将得的有机碳乘以校正系数，以计算有机碳量。在氧化滴定过程中化学反应如下： 2K2Cr2O7＋8H2SO4+3C→2K2SO4+2Cr2（SO4）3+3CO2+8H2O K2Cr2O7+6FeSO4→K2SO4+Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+7H20 在1mol·L-1H2SO4 溶液中用Fe2+滴定Cr2O72-时，其滴定曲线的突跃范围为1.22～0.85V。 从表5—4中，可以看出每种氧化还原指示剂都有自己的标准电位（E0），邻啡罗啉（E0=1.11V），2-羧基代二苯胺（E0=1.08V），以上两种氧化还原指示剂的标准电位（E0），正落在滴定曲线突跃范围之内，因此，不需加磷酸而终点容易掌握，可得到准确的结果。 例如：以邻啡罗啉亚铁溶液（邻二氮啡亚铁）为指示剂，三个邻啡罗啉（C2H8N2）分子与一个亚铁离子络合，形成红色的邻啡罗啉亚铁络合物，遇强氧化剂，则变为淡蓝色的正铁络合物，其反应如下： [（C12H8N2）3Fe]3++e [（C12H8N2）3Fe]2+ 淡蓝色红色 滴定开始时以重铬酸钾的橙色为主，滴定过程中渐现Cr3+的绿色，快到终点变为灰绿色，如标准亚铁溶液过量半滴，即变成红色，表示终点已到。 但用邻啡罗啉的一个问题是指示剂往往被某些悬浮土粒吸附，到终点时颜色变化不清楚，所以常常在滴定前将悬浊液在玻璃滤器上过滤。 从表5-4 中也可以看出，二苯胺、二苯胺磺酸钠指示剂变色的氧化还原标准电位（E0）分别为0.76V、0.85V。指示剂变色在重铬酸钾与亚铁滴定曲线突跃范围之外。因此使终点后移，为此，在实际测定过程中加入NaF或H3PO4络合Fe3+， 收稿日期:2000205215;修订日期:2000207210 基金项目:中国科学院“九五”重大A 类项目(KZ 95T 203202204)及国家重点科技攻关专题项目(962911201201) [Foundation Ite m :T he Key P ro ject of Ch inese A cadem y of Science ,N o .KZ 95T 203202204;and the Key P ro ject of State Science T echnique ,N o .962911201201] 作者简介:王绍强(19722),男,博士,湖北襄樊市人。1997年在北京师范大学资源与环境科学系获得硕士学位, 2000年在中国科学院地理科学与资源研究所获得博士学位。主要从事全球变化、地理信息系统和遥感的 应用研究,在Int .J .of R emo te Sensing 等刊物发表论文8篇。E 2m ail :w sqlxf @2631net 文章编号:037525444(2000)0520533212 中国土壤有机碳库及空间分布特征分析 王绍强1,周成虎1,李克让1,朱松丽2,黄方红1 (11中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京 100101; 21北京师范大学环境科学研究所,北京 100875) 摘要:土壤有机碳库是陆地碳库的主要组成部分,在陆地碳循环研究中有着重要的作用。根据 中国第二次土壤普查实测2473个典型土壤剖面的理化性质,以及土壤各类型分布面积,估算 中国土壤有机碳库的储量约为924118×108t ,平均碳密度为10153kg m 2,表明中国土壤是一 个巨大的碳库。其空间分布总体规律上表现为:东部地区大致是随纬度的增加而递增,北部地 区呈现随经度减小而递减的趋势,西部地区则呈现随纬度减小而增加的趋势。 关 键 词:碳循环;全球变化;土壤有机碳库 中图分类号:S 15912 文献标识码:A 1 前言 全球变化研究引起了许多科学家对陆地生态系统中碳平衡以及碳存储和分布的关注,由于土壤中所存储的碳大约是植被的115～3倍[1,2],而且是全球生物地球化学循环中极其重要的生态因子,因而土壤有机碳的分布及其转化日益成为全球有机碳循环研究的热点[3,4]。 土壤是陆地生态系统中最大且周转时间最慢的碳库。它由有机碳库和无机碳库两大部分组成,且土壤无机碳库占的比例较小[5]。国际上很早就开展了土壤碳研究,其中Po st 根据全球2696个土壤剖面估计全球土壤有机碳为13953×108t [6],而与大气交换的土壤有机碳大约占陆地表层生态系统碳储量的2 3[6]。目前对于全球陆地碳循环认识的不确定性,大部分是关于土壤有机碳库的分布和动力学[7],全球变暖将会加速土壤向大气的碳排放,加剧大气CO 2浓度的上升,这将进一步加强全球变暖的趋势[8]。 土地利用 土地覆盖变化既可改变土壤有机物的输入,又可通过对小气候和土壤条件的改变来影响土壤有机碳的分解速率,从而改变土壤有机碳储量。土地利用的变化,特别是森林砍伐所引起的变化,减少土壤上层的有机碳达20%～50%[9]。不合理的土地利用,会导致土壤储存的碳和植被生物量减少,使更多的碳素释放到大气中,从而导致大气CO 2浓第55卷第5期 2000年9月地 理 学 报A CTA GEO GRA PH I CA S I N I CA V o l .55,N o .5Sep.,2000 1、是土壤养分的主要来源 有机质中含有作物生长所需的各种养分，可以直接或简接地为作物生长提供氮、磷、钾、钙、镁、硫和各种微量元素。特别是土壤中的氮，有95%以上氮素是以有机状态存在于土壤中的。因为土壤矿物质一般不含氮素，除施入的氮肥外，土壤氮素的主要来源就是有机质分解后提供的。土壤有机质分解所产生的二氧化碳，可以供给绿色植物进行光合作用的需要。此外，有机质也是土壤中磷、硫、钙、镁以及微量元素的重要来源。 2、促进作物的生长发育 有机质中的胡敏酸，可以增强植物呼吸，提高细胞膜的渗透性，增强对营养物质的吸收，同时有机质中的维生素和一些激素能促进植物的生长发育。 3、促进改善土壤性质，结构 有机质中的腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂，土壤有机胶体是形成水稳性团粒结构不可缺少的胶结物质，所以有助于黏性土形成良好的结构，从而改变了土壤孔隙状况和水、气比例，创造适宜的土壤松紧度。土壤有机质的黏性远远小于黏粒的黏性，只是黏粒的几分之一。一方面，它能降低黏性土壤的黏性，减少耕作阻力，提高耕作质量；另一方面它可以提高砂土的团聚性，改善其过分松散的状态。 4、提高土壤的保肥能力和缓冲性能 土壤有机质中的有机胶体，带有大量负电荷，具有强大的吸附能力，能吸附大量的阳离子和水分，其阳离子交换量和吸水率比黏粒要大几倍、甚至几十倍，所以它能提高土壤保肥蓄水的能力，同时也能提高土壤对酸碱的缓冲性。 5、促进土壤微生物的活动 土壤有机质供应土壤微生物所需的能量和养分，有利于微生物活动。 6、提高土壤温度 有机质颜色较暗，一般是棕色到黑褐色，吸热能力强，可以提高地温。可改善土壤热状况。 7、提高土壤养分性 土壤活性有机碳的测定 （高锰酸钾氧化法） 土壤样品经粘磨过0.5mm筛，根据土壤全有机碳含量，计算含有15mg碳的土壤样品量作为待测样品的称样重，然后将样品转移至50ml带盖的塑料离心管中，以不加土样作为空白。 向离心管中加入25ml浓度为333mmol/L的高锰酸钾溶液，在25℃左右，将离心管振荡（常规震荡即可）1小时，然后在转速2000rpm 下离心5分钟，将上清液用去离子水以1：250倍稀释，吸取1ml上清液转移至250ml容量瓶中，加去离子水至250ml即可。稀释样品用分光光度计在565纳米处测定吸光值。 配制不同浓度梯度的高锰酸钾的标准溶液，同样于分光光度计上测定吸光值，建立高锰酸钾的浓度和吸光值的线性直线方程，将稀释好的待测样品的吸光值代入方程得到氧化有机碳后剩余高锰酸钾的浓度，同样得到空白的高锰酸钾浓度，前后二者之差即为氧化活性有机碳后高锰酸钾溶液的浓度变化值，根据假设，氧化过程中高锰酸钾浓度变化1mmol/L消耗0.75mM或9mg碳。其中能被333mmol/L高锰酸钾氧化的碳是活性有机碳，不能被氧化的碳上非活性有机碳。 高锰酸钾标准曲线配制：首先配制0（去离子水）、15、30、60、100、150、300mmol/L的高锰酸钾标准梯度溶液，从每个浓度的标准溶液中吸取1ml标准溶液转移至250ml容量瓶中定容（既稀释250倍），这样能够就得到浓度梯度为0、0.06、0.12、0.24、0.4、0.6、1.0、1.2mmol/L的标准高锰酸钾梯度溶液，然后同样用分光光度计在565纳米处测定吸光值，绘制高锰酸钾的浓度与吸光值间的标准曲线。注意标准曲线配制过程中尽量避光，以防高锰酸钾氧化消耗，可以将容量瓶套上信封袋以避光，还有容量瓶等一定要清洗干净，以防高锰酸钾氧化杂质而消耗，影响测定结果。 活性有机碳(mg/g) ＝高锰酸钾浓度变化值×25×250×9 称样重×1000 关于提升土壤有机质含量的建议 我国农业经过从实行家庭联产承包责任制以来的近40 年快速发展，取得了令世人瞩目的巨大成就,农产品产量快速增长，品种日益丰富，质量有较大提高,极大地满足了人民群众的物质、文化生活需要。农业的快速发展得益于农用化肥、农药的施用和农业新品种新技术的推广以及机制体制的创新，然而,正是因为当时需要农产品的高产量、多产量来解决温饱问题，就使得农业过度依赖化肥、农药，就逐步造成土壤重金属农残超标、土壤有机质含量下降的严重后果。近年来，国家对土壤重金属超标、土壤农药残留超标、土壤农膜残留超标等土壤污染问题非常重视，国务院已于2016年5 月31日印发《土壤污染防治行动计划》（简称《土十条》），大力推进土壤污染防治工作，但是，国家对土壤有机质含量下降严重(我国大部分地区土壤有机质含量不足2%，在1%左右，低的才百分之零点几。日本果园土壤有机质含量在6-7%以上。)的问题重视不够，虽然，在国家层面上已推行土壤测土配方施肥、沃土工程等措施，但实施的效果并不尽如人意，国家层面上还没有出台一个提升土壤有机质含量的法律法 规，农民、农业企业等农业从业者也普遍对提升土壤有机质含量不重视。为此建议： 一、出台法规强化意识。从宏观层面上讲，要高度重视土壤有机质含量下降严重的问题，这关系到国家农产品质量安全，会危及国民生活质量。首先，国家或地方要积极研究出台提升土壤有机质含量的法规，从法的层面来强化全社会以及农业从业者提升土壤有机质含量的意识和行为。其次，各级农业部门要高度重视并着力做好提升土壤有机质含量 的试点示范和新技术新模式的研究推广工作，国家及地方新闻媒体要积极营造提升土壤有机质含量的浓厚氛围，引导广大农业从业者重视并着力提升土壤有机质含量。第三，国家及地方财政要积极支持提升土壤有机质含量的项目和推广 行动，预算专项经费强力推行。 二、积极增施有机肥料。首先，现代农业要增施有机肥，减少化肥使用量。各地要优先做到化肥使用量零增长并逐年减少，大力增施有机肥，大力推行发展堆肥，广开有机肥源。其次，要大力发展有机肥。各地要制定优惠政策，积极发展有机肥生产企业，扎实抓好畜牧业排泄物无害化处理变废为“肥”。第三，现代农业要以追求农产品超高品质为目标，合理负载，限制高产，减少土壤产出。 三、推广作物桔杆返田。近年来，多数地方要花大力气、财力去处理作物桔杆焚烧和因作物桔杆乱放置引发的污染 ①土壤有机碳测定 风干土过0.25 mm土壤筛，用重铬酸钾－外加热法测定有机碳含量。 ②土壤重组和轻组分离 取100 g(干土重)土，分成3等分，分别放入密度为1.70g cm-3的重液中(ZnI 2和KI 混合溶液，用KOH 溶液调至中性)，用手摇动震荡5min，再用超声波400Jml-1震荡3 min，离心机离心，虹吸法取上清液，过滤，重复操作3 次。所得样品用 100 mL 0.01 mol L-1CaCl 2 溶液洗涤，再用200 mL 蒸馏水反复冲洗，得到轻组。 剩余部分为重组，用100ml 0.01mol L-1 CaCl 2 溶液洗涤，再用200 mL 蒸馏水反复冲洗。样品回收率均在95%以上。将得到的组分分出一份，过0.25 mm 土壤筛，用重铬酸钾-外加热法测定有机碳含量。 ③土壤水溶性有机碳测定 20g(干土重)新鲜土放入盛有60 mL 蒸馏水的三角瓶中，常温下震荡浸提30 min，用高速离心机离心，上清液过0.45μm 滤膜，用岛津TOC-V CPH仪测定浸提液有机碳浓度，得到水溶性有机碳。为了避免浓度的差异对特定波长吸收值的影响，先把所有样品的水溶性有机碳的浓度稀释到10 mg/L，再用岛津UV-2550 测 定250 (A 250)、280 (A 280 )、和365 nm (A 365 )处吸收值，并计算A 250 /A 365 比值。 ④热水浸提碳的测定 10 g(干土重)新鲜土放入盛有100 mL 蒸馏水的三角瓶中，先震荡10 min，80℃浸提16 h，再震荡10 min，离心后，上清液用0.45 μm 滤膜过滤，用TOC-V CPH 仪测定浸提液碳浓度，得到热水浸提碳。 ⑤土壤微生物量碳测定 土壤微生物量碳(MBC)采用氯仿熏蒸-K 2SO 4 浸提法，熏蒸和未熏蒸的样品分 别用0.5 M K 2SO 4 浸提30 min，用岛津TOC-V CPH仪测定浸提液碳浓度。然后，用 以下公式计算获得微生物量碳： MBC =Ec/0.38 (1-1) 式中MBC 为微生物量碳，Ec 为熏蒸和未熏蒸样品浸提液测定的有机碳差值。用以下公式计算微生物商： MQ=MBC/TOC (1-2) 式中MBC 为微生物量碳，MQ 为微生物商，TOC 为土壤总有机碳 一、论述不同生态、耕作管理条件下土壤有机碳的含量、组成和性质特征 一、论述不同生态、耕作管理条件下土壤有机碳的含量、组成和性质特征。 土壤有机碳(SOC)包括植物、动物及微生物遗体、排泄物、分泌物及其部分分解产物和土壤腐殖质。土壤有机碳量是进入土壤的植物残体量以及在土壤微生物作用下分解损失的平衡结果。土壤有机碳量(1500Pg)约为陆地生物量碳(620Pg)的2.4倍，其动态平衡不仅直接影响土壤肥力和作物产量，而且其固存与排放对温室气体含量、全球气候变化也有重要影响。然而，不同生态系统的土壤有机态组成和转化有所差别。（一）森林生态系统 森林生态系统作为陆地生物圈的主体，不仅本身维持着大量的碳库(约占全球植被碳库的86%以上)，同时也维持着巨大的土壤碳库(约占全球土壤碳库的73%)。森林植被下，进入土壤的有机物质主要为地表的凋落物。因此，其表土层很薄，一般仅2~7 cm，此层中有机碳含量可达到368mg/kg，其下虽有一深厚的腐殖质层(约40~70cm)，但其含量已较上层急剧减少。森林土壤中的有机碳主要来自于森林凋落物的分解补充与累积，是进入土壤中的植物残体量以及在土壤微生物作用下分解损失量的平衡结果。 （二）草地生态系统 在草地生态系统中，草地植物通过光合作用吸收大气中的CO2，合成有机物质，植物枯死后凋落于土壤表面，形成凋落物层进入土壤库，其中一部分凋落物经腐殖化作用，形成土壤有机碳固定在土壤中,这部分有机碳经土壤动物和微生物的矿化作用，部分分解产物被植物再次利用，构成了生态系统内部碳的生物循环。此外，植物光合作用固定的有机碳还有一部分通过植物自身的呼吸作用(自养呼吸)、草原动物呼吸、凋落物层的异养呼吸以及土壤的呼吸代谢作用将碳以CO2的形式重新释放到大气中，构成了草地植被-土壤-大气间的生物地球化学循环。在草地生态系统中，植物、凋落物、土壤腐殖质构成了系统的三大碳库。 （三）湿地生态系统 全球变化背景下陆地生态系统碳循环研究是其中重要的核心内容之一。湿地作为一个水陆相互作用形成的独特生态系统，具有季节或常年积水、生长或栖息喜湿动植物和土壤发育潜育化3个基本特征。湿地虽然只占地球陆地表面的很小部分，但在陆地碳库中却占有显著的份额。据估算，湿地占了全球陆地碳库的12%~20%。 一旦有机物质沉积在湿地土壤表层或矿物土壤中，便成为湿地生态系统异养食物链的一部分，在土壤性质、水文和土地利用活动的影响下，通过生物地球化学过程影 土壤有机质含量的测定 一、目的要求 土壤有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标，对了解土壤肥力状况，进行培肥、改土有一定的指导意义。 通过实验了解土壤有机质测定原理，初步掌握测定有机质含量的方法既注意事项。能比较准确地测出土壤有机质含量。 二、方法原理 在加热条件下，用稍过量得标准重铬酸钾—硫酸溶液，氧化土壤有机碳，剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁（或硫酸亚铁铵）滴定，由所消耗标准硫酸亚铁的量计算出有机碳量，从而推算出有机质的含量，其反应式如下： 2K 2Cr 2 O 7 +3C+8H 2 SO 4 →K 2 SO 4 +2Cr 2 (SO 4 ) 3 +3CO 2 +8H 2 O K 2Cr 2 O 7 +6FeSO 4 +7H 2 SO 4 →K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 +3Fe 2 (SO 4 ) 3 +8H 2 O 用Fe2+滴定剩余的K 2Cr 2 O 7 2-时，以邻啡罗啉（C 2 H 8 N 2 ）为氧化还原指示剂，在 滴定过程中指示剂的变色过程如下：开始时溶液以重铬酸钾的橙色为主，此时指示剂在氧化条件下，呈淡蓝色，被重铬酸钾的橙色掩盖，滴定时溶液逐渐呈绿色（Cr3+），至接近终点时变为灰绿色。当Fe2+溶液过量半滴时，溶液则变成棕红色，表示颜色已到终点。 三、仪器试剂 1. 仪器用具 硬质试管（18mm×180mm）、油浴锅、铁丝笼、电炉、温度计（0~200℃）、分析天平（感量0.0001g）、滴定管（25ml）、移液管（5ml）、漏斗（3~4cm），三角瓶（250ml）、量筒（10ml，100ml）、草纸或卫生纸。 2. 试剂配制 1.0.1333mol/L重铬酸钾标准溶液称取经过130℃烘烧3~4h的分析纯重铬酸钾39.216g,溶解于400ml蒸馏水中，必要时可加热溶解，冷却后架蒸馏水定容到1000ml，摇匀备用。 2.0.2mol/L硫酸亚铁（FeSO 4.7H 2 O）或硫酸亚铁铵溶液称取化学纯硫酸亚铁 55.60g或硫酸亚铁铵78.43g，溶于蒸馏水中，加6mol/L H 2SO 4 1.5ml，再加蒸馏 水定容到1000ml备用。 3.硫酸亚铁溶液的标定准确吸取3份0.1333mol/L K 2Cr 2 O 7 标准溶液各5.0ml于 250ml三角瓶中，各加5ml6mol/L H 2SO 4 和15ml蒸馏水，再加入邻啡罗啉指示剂 3~5滴，摇匀，然后用0.2mol/LFeSO 4 溶液滴定至棕红色为止，其浓度计算为： c= V 0.5 1333 .0 6? ? 式中：c——表示硫酸亚铁溶液摩尔浓度（mol/L）； V——滴定用去硫酸亚铁的体积（mol）； 6——6mol FeSO 4与1mol K 2 Cr 2 O 7 完全反应的摩尔系数比值。 4.邻啡罗啉指示剂称取化学纯硫酸亚铁0.659g和分析纯邻啡罗啉1.485g溶于100ml蒸馏水中，贮于众色滴瓶中备用。 5.石蜡（固体）或磷酸或植物油2.5kg。 6.6mol/L硫酸溶液在两体积水中加入一体积浓硫酸。 7.浓H 2SO 4 化学纯，密度1.84。 1 / 2 土壤有机质测定 在外加热的条件下（油浴的温度为180，沸腾5分钟），用一定浓度的重铬酸钾——硫酸溶液氧化土壤有机质（碳），剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁来滴定，从所消耗的重铬酸钾量，计算有机碳的含量。本方法测得的结果，与干烧法对比，只能氧化90%的有机碳，因此将得的有机碳乘以校正系数，以计算有机碳量。在氧化滴定过程中化学反应如下： 2K2Cr2O7＋8H2SO4+3C→2K2SO4+2Cr2（SO4）3+3CO2+8H2O K2Cr2O7+6FeSO4→K2SO4+Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+7H20 在1mol·L-1H2SO4溶液中用Fe2+滴定Cr2O72-时，其滴定曲线的突跃范围为～。 从表5—4中，可以看出每种氧化还原指示剂都有自己的标准电位（E0），邻啡罗啉（E0=），2-羧基代二苯胺（E0=），以上两种氧化还原指示剂的标准电位（E0），正落在滴定曲线突跃范围之内，因此，不需加磷酸而终点容易掌握，可得到准确的结果。 例如：以邻啡罗啉亚铁溶液（邻二氮啡亚铁）为指示剂，三个邻啡罗啉（C2H8N2）分子与一个亚铁离子络合，形成红色的邻啡罗啉亚铁络合物，遇强氧化剂，则变为淡蓝色的正铁络合物，其反应如下： [（C12H8N2）3Fe]3++e[（C12H8N2）3Fe]2+ 淡蓝色红色 滴定开始时以重铬酸钾的橙色为主，滴定过程中渐现Cr3+的绿色，快到终点变为灰绿色，如标准亚铁溶液过量半滴，即变成红色，表示终点已到。 但用邻啡罗啉的一个问题是指示剂往往被某些悬浮土粒吸附，到终点时颜色变化不清楚，所以常常在滴定前将悬浊液在玻璃滤器上过滤。 从表5-4中也可以看出，二苯胺、二苯胺磺酸钠指示剂变色的氧化还原标准电位（E0）分别为、。指示剂变色在重铬酸钾与亚铁滴定曲线突跃范围之外。因此使终点后移，为此，在实际测定过程中加入NaF或H3PO4络合Fe3+，其反应如下： Fe3++2PO-3 4Fe（PO4）-3 2 Fe3++6F-[FeF6]3- 加入磷酸等不仅可消除Fe3+的颜色，而且能使Fe3+/Fe2+体系的电位大大降 土壤有机质、N、P、K测定 1、有机质测定 测定步骤： 常规容量法（标准方法）： (1)用长形称量纸在分析天平上用差减法精确称取0.25mm风干土样0.1~0.5克（有机质含量5-40g/kg），放入一干燥的硬质试管当中（20×220mm），用移液管准确加入0.8mol（1/6）·L-1K2Cr2O7溶液5ml，用定量加液器加浓H2SO45ml （酸水比1：1），在试管口加一小漏斗，以冷凝回流水蒸气。 （2）将试管成批的插入铁丝笼中（10-20个），每批一空白试管（不加土，只加K2Cr2O7和浓H2SO4和干净小瓷片，以防爆沸）。放入已预热控温在180度的远红外消煮器中。待内容物微沸，记时5分钟，取出。 （3）稍冷，用洗瓶冲洗小漏斗内外，洗涤液无损流入试管。将试管中的消化液完全转入150ml三角瓶中，再用洗瓶多次洗涤试管内壁，并将洗涤液无损转入三角瓶中，溶液体积达到60-70ml（以控制硫酸浓度在1-1.5 mol·L-1）。加邻菲罗啉指示剂3-5滴，（用标准低铁盐溶液）用标准FeSO4溶液滴定至溶液由黄―绿―棕红即为终点。记下低铁用量。 注：采用其它加热器（电热板、电炉、酒精灯等）加热样品时，可直接将土样和K2Cr2O7－H2SO4放入100~150ml三角瓶中，在瓶口插一小漏斗，然后将同一土样平行测定的多个三角瓶一同置于加热器上，待瓶内溶液出现均匀豆大气泡立即记时，降低加热器温度，保持微沸五分钟，立即取下三角瓶（注意：空白的测定条件应与样品相同）。稍冷，用洗瓶冲洗小漏斗内外，洗液一并入三角瓶中。加指示剂后即可用低铁滴定。此法简单易行，快速准确，适于少数样品的分析。 （4）计算。 土壤有机碳g/kg=M(V0－V)×0.003×1.1×1000/W 土壤有机质g/kg=土壤有机碳g/kg×1.724 式中：M――标准低铁盐溶液的摩尔浓度 V0――空白滴定所用的低铁溶液体积(ml) V――样品滴定所用的低铁溶液体积(ml) W――烘干土重=样重×水分系数土壤有机质的作用及调节
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