土壤有机碳组分测定

土壤有机碳是由环境中的动、植物残体和根系分泌物等有机物质进入土壤后被微生物分解而形成的含碳有机物的总称。它是土壤碳的主体组成部分，主要源于死亡的生物残体以及牲畜粪肥、绿肥等有机物料，是衡量土壤肥力的重要指标，在土壤养分循环、提高土壤肥力、维持和巩固土壤结构等方面起重要作用。

土壤有机碳的分类方式较多，不同分组方法差异较大。根据不同分组方法原理和性质差异，大致将这些方法划分为三类：物理分组、化学分组和生物分组。

土壤有机碳组分测定方法

1、水溶性有机碳测定

在离心管中，加入过1mm筛5g风干土样和25 ml蒸馏水（w/w，1：5），在室温下将离心管置于振荡器上振荡30 min（30 rpm）。振荡结束后再离心10 min（3000 rpm），过滤上清液，置于4度冰箱冷藏，这部分为水溶性有机碳。

2、热水溶性有机碳测定

称取4 g 过1 mm 筛的风干土样放入50 mL 离心管中，并加入20 mL 去离子水，用手摇动10 s 以使土样与水混合均匀，再把离心管盖好盖子放入70℃热水浴中进行培养18 h，冷却放入 3 500 r/min 离心机离心20 min，然后把上清液过0.45 μm 微孔滤膜得到滤液，用20 ml去离子水再冲洗残余物3次再用0.45 μm 微孔滤膜，最后将提取物及冲洗液定容到100 ml，置于4°C冷藏，以备待测。

3、惰性有机碳测定

称取1g 风干土样，放入50ml 离心管中，加入25ml 6MHCL（w/w，1：25）盖上盖子培养12h，培养结束后在室温下将离心管置于振荡器上振荡30 min（300 rpm），然后在105°C下培养4 h。提取结束后离心10 min（300 rpm），然后把上清液过0.45 μm 微孔滤膜得到滤液，用20 ml去离子水再冲洗残余物3次再用0.45 μm 微孔滤膜，最后将提取物及冲洗液定容到100 ml，置于4°C冷藏，以备待测。

4、易氧化有机碳测定

采用高锰酸钾氧化法测定：土壤样品经研磨过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4000rpm下离心5分钟，将上清液用去离子水以1:250倍稀释，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（即稀释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、1.2mmol/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。

LOC（mg/kg）=(c1-c0)×25×250×9/M

易氧化碳ROC

取0.5克土壤于三角瓶中，加入10ml0.167MK2Cr2O7，加入20ml浓硫酸，反应后，通过滴定1.0MFeSO4，测定过量的重铬酸钾，根据FeSO4的滴定量来计算反应的重铬酸钾，从而得出参与反应的重铬酸钾求出样品中的ROC。

非活性有机碳NLOC＝TOC-LOC

5、颗粒有机碳测定

取20g干土，过2mm孔径土壤筛，然后把土样放在100ml（NaPO3）6（5g/L）的水溶液中，先手摇15分钟，再用振荡器（90r/min）震荡18h。把土壤悬液过53微米筛，反复用蒸馏水冲洗，把所有留在筛子上的物质，在60℃下过夜烘干称重，计算这些部分占整个土壤样品质量的比例。通过分析烘干样品中的有机碳含量，计算颗粒有机质中的有机碳含量。以颗粒有机质中的有机碳含量值除以土壤有机碳总含量得到颗粒有机碳的分配比例。

粗颗粒有机碳， >0.25mm的颗粒有机碳

细颗粒有机碳，0.25-0.053mm的颗粒有机碳

矿物结合态有机碳， <0.053mm的颗粒有机碳

铁氧结合态有机碳：

土壤中的活性铁氧化物采用 DCB 还原溶解提取，提取过程中释放的有机碳为铁氧化物结合态有机碳。

具体方法如下:

01、实验流程：称取过0.25 mm筛的土样0.5000g于50 mL带盖离心管中，先加入30 mL提取剂(0.27 mol/L柠檬酸三钠和0.11 mol/L碳酸氢钠混合溶液，pH=7.3)，80℃水浴预热15分钟，准确加入0.5 g连二亚硫酸钠粉末，保温15分钟(期间不断振荡)，然后4000g离心力下离心20 分钟。

将上清液倒于100 mL容量瓶中，向固体残渣中加入5 mL 超纯水，摇匀，离心，上清液倒入对应的容量瓶，清洗步骤重复五次，将最后的残渣冷冻干燥、研磨。

02、对照实验：在上述的提取实验中需进行对照实验以校正水浴加热过程中水溶性有机碳的释放。在对照实验中，向土壤样品中加入 30 mL 提取液(1.6 mol/L氯化钠和0.11 mol/L碳酸氢钠混合液，pH=7.3)，80℃ 水浴预热 15 分钟，加入0.44 g氯化钠固体，继续加热并振荡15分钟，4000g离心20分钟，残渣用5 mL超纯水清洗五次后，冷冻干燥后研磨。

03、计算：最后，将上述经DCB 处理和NaCl处理后的残渣按元素分析仪方法测定其中的有机碳、全氮比值。

铁氧化物结合态有机碳=NaCl处理残渣碳含量-DCB处理残渣碳含量

6、微生物量碳测定

取30克左右鲜土，测含水率

采用氯仿熏蒸浸提法

取鲜土10克于塑料瓶中，加50ml0.5MK2SO4溶液，振荡半小时，过滤，测C

取鲜土10克于培养皿中，与氯仿同时放入真空干燥器中，抽真空培养24小时，土壤转入塑料瓶中，加50ml0.5MK2SO4溶液，振荡半小时，过滤，测C

7、轻组、重组有机碳测定

称过2mm筛风干土10克于100ml离心管中，加50ml1.8g/cm3NaI，振荡1小时。取悬浮液离心，过0.45um滤膜留存。剩余悬浮液加入25-30mlNaI，重组残留物在离心管中再次悬浮，重复上述过程2-3次，直至没有可见的轻组物质。用75ml0.01MCaCL2冲洗以去除轻组中NaI，接着另加100-150ml去离子水冲洗轻组。然后将滤纸上的轻组洗到预先称重的器皿中，65℃烘干，得轻组干重。同时得重组干重，研磨过筛，测碳含量。

轻组物质含量＝轻组物质质量/土壤质量×100%

轻组有机碳LFOC含量（g/kg）＝轻组物质中土壤有机碳×轻组物质占土壤的百分比

轻组有机碳分配比例＝LFOC/SOC×100%

SOC为土壤总有机碳