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土壤溶解性有機(jī)碳組分連續(xù)分級(jí)測(cè)定方法

更新時(shí)間:2023-12-21   點(diǎn)擊次數(shù):1242次

有機(jī)碳是土壤中的重要組分,有機(jī)碳組分是影響土壤有機(jī)碳活性及生態(tài)效應(yīng)的主要內(nèi)因。為更好的揭示有機(jī)碳組分對(duì)生態(tài)環(huán)境演變的響應(yīng)規(guī)律,系統(tǒng)的分級(jí)土壤有機(jī)碳是研究的重點(diǎn)。本研究為獲得土壤有機(jī)碳多級(jí)浸提方法,在前人研究的基礎(chǔ)上選擇四種浸提劑,確定浸提時(shí)間,并對(duì)樣品土壤進(jìn)行測(cè)定。

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土壤樣品

試驗(yàn)用樣品采分別采集自林地、草地和農(nóng)田地11個(gè)土壤,采集0~20cm表層土壤,土壤樣品自然風(fēng)干后,研磨,過100目篩備用。土壤類型為栗鈣土,砂壤土和壤土,土壤理化指標(biāo)如圖所示。

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土壤有機(jī)碳連續(xù)提取不同時(shí)間下有機(jī)碳提取量的變化

實(shí)驗(yàn)儀器

TOC測(cè)定儀、恒溫振蕩器、高速離心機(jī)、水浴鍋、pH計(jì)。

所需溶液

試 驗(yàn) 用 浸 提 劑 分 別為 蒸 餾 水、1mol·L -1的HCl、0.2mol·L-1的NaOH,輔助試劑分別為0.1mol·L-1的HCl、0.2mol·L-1的NaOH。

實(shí)驗(yàn)步驟

根據(jù)研究結(jié)果可見,土壤有機(jī)碳可以利用不同浸提液連續(xù)提取獲得具有不同生態(tài)功能及活性的溶解性有機(jī)碳組分。

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(1)水溶性有機(jī)碳:

干燥土壤樣品過100目篩,取1~2g土壤樣品置于離心管中,按固液質(zhì)量比1:2,加入去離子水,在25℃下恒溫振蕩12h(200rpm),然后離心(5000rpm,15min),上清液過0.45μm 無菌微孔濾膜過濾,利用TOC以測(cè)定浸提液中碳含量,為水溶性有機(jī)碳,主要為一些低分子量糖類、氨基酸等,來源于植物凋落物滲透液、土壤微小動(dòng)物和根系分泌物等,是土壤微生物分解的活性底物。

※ 參考文獻(xiàn):

  • Liang B C, Mackenzie A F, Schnitzer M, et al. Management induced change in labile soil organic matter under continuous corn in eastern Canadian soils[J]. J.Bio.Fer.Soil., 1998, 26: 88-94.

  • 王清奎, 汪思龍, 于小軍, 等. 常綠闊葉林與杉木林的土壤碳礦化潛力及其對(duì)土壤活性有機(jī)碳的影響[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2007, 26(12): 1918 -1923.

  • 胡慧蓉, 馬煥成, 羅承德, 等. 森林土壤有機(jī)碳分組及其測(cè)定方法[J]. 土壤通報(bào), 2010, 41(4): 1018-1024.

(2)熱水解有機(jī)碳:

殘?jiān)尤肴ルx子水,放入水浴鍋中100℃下,水浴2h,期間不斷振蕩(也可放置在水浴振蕩器中),離心,過濾,利用TOC儀測(cè)定浸提液中碳含量,主要是土壤和凋落物中活性有機(jī)碳,即土壤團(tuán)粒體表面吸附的有機(jī)碳,及受到干擾后易于降解的有機(jī)碳組分。

※ 參考文獻(xiàn):

  • Sparling G, Vojvodie- Vukovi M, Schipper L A. Hot- water soluble C as a simple measure of labile soil organic matter: The relationship with microbial biomass C [J]. J.Soil Biol & Biochem., 1998, 30: 1469-1472.

(3)酸水解有機(jī)碳:

殘?jiān)尤?mol·L-1的鹽酸,振蕩2h,離心,過濾,調(diào)節(jié)浸提液pH值至7,利用TOC儀測(cè)定浸提液中碳含量,主要是土壤中蛋白質(zhì)、核酸和多糖等大分子有機(jī)物[19,24],即腐殖質(zhì)中富里酸等成分。

※ 參考文獻(xiàn):

  • 張國(guó), 曹志平, 胡嬋娟. 土壤有機(jī)碳分組方法及其在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)研究中的應(yīng)用[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2011, 22(7): 1921-1930.

  • Rovira P, Vallejo V R. Examination of thermal and acid hydrolysis procedures in characterization of soil organic matter[J]. Communicationsin Soil Scienceand PlantAnalysis, 2000, 31: 81-100.

(4)堿水解有機(jī)碳:

殘?jiān)尤?.2mol·L-1的NaOH,振蕩6h,離心,過濾,調(diào)節(jié)浸提液pH值至7,利用TOC儀測(cè)定浸提液中碳含量,主要是土壤中穩(wěn)定態(tài)腐殖質(zhì),即胡敏酸等成分[14,25]。土壤總有機(jī)碳含量減去四步提取的有機(jī)碳含量可獲得土壤中難溶性有機(jī)碳含量,即土壤中的惰性有機(jī)碳,主要是木質(zhì)素等難溶的、活性較低的有機(jī)碳組分。在浸提的過程中可以同時(shí)測(cè)定浸提液中氮含量,進(jìn)而獲得土壤中不同溶解態(tài)氮含量。

※ 參考文獻(xiàn):

  • 竇森. 土壤有機(jī)質(zhì)[M]. 北京:科技出版社, 2010.

  • 崔婷婷, 竇森, 楊軼囡, 等. 秸稈深還對(duì)土壤腐殖質(zhì)組成和胡敏酸結(jié)構(gòu)特征的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2014, 51(4): 718-725.

浸提時(shí)間

浸提時(shí)間是影響土壤有機(jī)碳組分浸提量的關(guān)鍵參數(shù),水溶解性有機(jī)碳浸提時(shí)間分別設(shè)定為6、8、12、16、20h;熱水溶性有機(jī)碳水浴時(shí)間分別設(shè)定為0.5、1、2、4、6h;酸水解有機(jī)碳浸提時(shí)間分別設(shè)定為0.5、1、2、4、6h;堿水解有機(jī)碳浸提時(shí)間分別設(shè)定為2、4、6、8、12h。

數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與作圖采用Excel軟件,數(shù)據(jù)分析采用SPSS軟件進(jìn)行。


該提取方法與傳統(tǒng)分級(jí)方法相比較,充分利用不同提取劑對(duì)土壤有機(jī)碳分離能力,從而實(shí)現(xiàn)了依據(jù)復(fù)雜有機(jī)碳組分在不同提取液中的溶解性,將其分離測(cè)定,能夠更加準(zhǔn)確的反映土壤有機(jī)碳對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)機(jī)制。


※ 本文引用自:臧榕,趙海超,黃智鴻,等.土壤溶解性有機(jī)碳組分連續(xù)分級(jí)測(cè)定方法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2018, 15(29):5.DOI:CNKI:SUN:ZXDB.0.2018-29-038.


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