土壤中有機質的測定
1. 定義
2. 測定原理
Ⅰ.測定CO2法（經典方法）
原理:將土樣中有機碳高溫氧化後,測定釋放出的CO2的量。
溼燒法原理：土壤樣品中的有機質(碳)與鉻酸、磷酸溶液在160℃下進行消煮，氧化有機碳所產生的二氧化碳，被連接在燒瓶上的截流裝置中的氫氧化鉀所吸收，形成的碳酸鹽用氯化鋇溶液沉澱之，過量的標準氫氧化鉀，以酚酞為指示劑，用標準酸回滴，即可從消耗的標準氫氧化鉀量求出土壤有機
碳含量。
高溫灼燒法原理：風乾土壤樣品在燃燒爐中加熱至900℃以上,樣品中有機碳被氧化為二氧化碳，產生的二氧化碳用過量的氫氧化鋇溶液吸收生成碳酸鋇沉澱，反應後剩餘的氫氧化鋇用草酸標準溶液滴定，由空白滴定和樣品滴定消耗的草酸標準溶液的體積差計算二氧化碳產生,根據二氧化碳產生量計算土壤中的有機碳含量。
2. 測定原理
Ⅱ.氧化劑法（容量法）
原理：在外加熱條件下用一定濃度的過量的K2Cr2O7-H2SO4溶液氧化土壤碳，過量的K2Cr2O7用標準FeSO4標準溶液來滴定，從所消耗的K2Cr2O7的量來計算有機碳的含量。
Ⅲ.氧化劑法（比色法）
原理：在一定溫度下用重鉻酸鉀氧化土壤中有機碳，部分Cr6+被還原成綠色的Cr3+,用比色法測定Cr3+的吸光質，其含量與樣品中有機碳的含量成正比，根據三價鉻(Cr3+) 的含量計算有機碳含量。
Ⅳ.直接灼燒法
原理:高溫(350-400℃)灼燒計算土壤重量損失。適合於砂性土壤。
2. 測定原理
HJ 658-2013（有機碳 燃燒氧化-滴定法）:
l 風千土壤樣品在燃燒爐中加熱至900℃以上,樣品中有機碳被氧化為二氧化碳，產生的二氧化碳用過量的氫氧化鋇溶液吸收生成碳酸鋇沉澱，反應後剩餘的氫氧化鋇用草酸標準溶液滴定，由空白滴定和樣品滴定消耗的草酸標準溶液的體積差計算二氧化碳產生，根據二氧化碳產生量計算土壤中的有機碳含量。
HJ 695-2014（有機碳 燃燒氧化-非色散紅外法）:
l 風乾土壤樣品在富含氧氣的載氣中加熱至680℃以上，樣品中有機碳被氧化為二氧化碳，產生的二氧化碳導入非分散紅外檢測器，在一定濃度範圍內，二氧化碳的紅外線吸收強度與其濃度成正比，根據二氧化碳產生量計算土壤中的有機碳含量。
HJ 761-2015（有機質 灼燒減量法）:
l 固體廢物中的有機質可視為烘乾試樣在(600±20)C灼燒的失重量。
NY/T 1121.6-2006:
l 在加熱條件下，用過量的重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化土壤有機碳，多餘的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標準溶液滴定，由消耗的重鉻酸鉀量按氧化校正係數計算出有機碳量（OC），再乘以常數1.724，即為土壤有機質含量（OM）。
LY/T 1237-1999:
l 重鉻酸鉀氧化-外加熱法是利用油浴加熱消煮的方法來加速有機質的氧化，使土壤有機質中的碳氧化成二氧化碳，而重鉻酸離子被還原成三價鉻離子，剩餘的重鉻酸鉀用二價鐵的標準溶液滴定，根據有機碳被氧化前後重鉻酸離子數量的變化，就可算出有機碳或有機質的含量。
HJ 615-2011:
l 在加熱條件下，土壤樣品中的有機碳被過量重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化，重鉻酸鉀中的六價鉻(Cr6+)被還原為三價鉻(Cr3+), 其含量與樣品中有機碳的含量成正比，於585nm波長處測定吸光度，根據三價鉻(Cr3+) 的含量計算有機碳含量。
3. 試樣的製備
新鮮土壤試樣
對新採回的水稻土或長期處於漬水條件下的土壤，必須在土壤晾乾壓碎後，平攤成薄層，每天翻動一次，在空氣中暴露一周左右後才能磨樣。
風乾土壤試樣
選取有代表性風乾土壤樣品，用鑷子挑除植物根葉等有機殘體，然後用木棍把土塊壓強，使之通過1mm篩。充分混勻後，從中取出試樣10-20g，磨細，並全部通過0.25mm（60目）篩，裝入磨口瓶中備用。
4. 試樣的測定（容量法）
試劑
0.4mol/L 重鉻酸鉀-硫酸溶液：
l 稱取重鉻酸鉀39.23g，溶於600-800mL蒸餾水中，待完全溶解後加水稀釋至1L，將溶液移入3L大燒杯中；另取1L比重為1.84 的濃硫酸，慢慢地倒入重鉻酸鉀水溶液內，不斷攪動，為避免溶急劇升溫，每加約 100mL硫酸後稍停片刻，並把大燒杯放在盛有冷水的盆內冷卻，待溶液的溫度試降到不燙手時再加另一份硫酸，直到全部加完為止。
重鉻酸鉀標準溶液：
稱取經130℃烘1.5h的優級純重鉻酸鉀9.807g，先用少量水溶解，然後移入1L容量瓶內，加水定容。此溶液濃度 c（1/6 K2Cr2O7）=0.2000 mol/L。
硫酸亞鐵標準溶液：
稱取硫酸亞鐵56g，溶於600-800mL水中，加濃硫酸20mL，攪拌均勻，加水定溶至1L（必要時過濾），貯於棕色瓶中保存。此溶液易受空氣氧化，使用時必須每天標定一次準確濃度。
硫酸亞鐵標準溶液的標定方法：
吸取重鉻酸鉀標準溶液20mL，放入150mL三角瓶中，加濃硫酸3mL和鄰菲羅啉指示劑3-5滴，用硫酸亞鐵溶液滴定，根據硫酸亞鐵溶液的消耗量，計算硫酸亞鐵標準容液濃度C2。
4. 試樣的測定（容量法）
測定
l 有機質含量的規定稱取製備好的風乾試樣0.05-0.5g，精確到0.0001g。置入150mL三角瓶中，加粉末狀的硫酸銀0.1g，然後用自動調零滴定管準確加入0.4mol/L 重鉻酸鉀-硫酸溶液10mL搖勻。
l 將盛有試樣的三角瓶裝一簡易空氣冷凝管，移置已預熱到200-230 的電砂浴上加熱。
l 當簡易空氣冷凝管下端落下第一滴冷凝液，開始記時，消煮5±0.5min。
l 消煮完畢後，將三角瓶從電砂浴上取下，冷卻片刻，用水衝洗冷凝管內壁及其底端外壁，使洗滌液流入原三角瓶，瓶內溶液的總體積應控制在60-80mL為宜，加3-5滴鄰菲羅啉指示劑，用硫酸亞鐵標準溶液滴定剩餘的重鉻酸鉀。溶液的變色過程是先由橙黃變為藍綠，再變為棕紅，即達終點。如果試樣滴定所用硫酸亞鐵標準溶液的毫升數不到空白標定所耗硫酸亞鐵標準溶液毫升數的1/3時，則應減少土壤稱樣量，重新測定。
l 每批試樣測定必須同時做2-3個空白標定。
l 取0.500g 粉末狀二氧化矽代替試樣，其他步驟與試樣測定相同，取其平均值。
5. 結果計算（容量法）
土壤有機質含量 X（按烘乾土計算），由式計算：
6. 注意事項（容量法）
(1) 土壤中Cl-可使有機質測定結果偏高
6Cl-+ Cr2O72- + 14H+ =2Cr3++3Cl2+ 7H2O
避免幹擾的方法:
土壤中Cl-含量較少時，可加少量的Ag2SO4，Ag2SO4的作用:
ⅰ生成AgCl沉澱，從而除去Cl-,
ⅱ促進有機質的分解土壤中Cl-含量較多時，需要測定土壤中Cl-含量，並對土壤有機碳含量進行校正。或者，可改用溼燒法測定。
(2) 土壤(水稻土、沼澤土等)中還原性物質(如Fe2+、Mn2+)等較多時，測定結果偏高
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ = 2Cr3++ 6Fe3++ 7H2O
防止幹擾的方法:
充分風乾土壤，使還原物質氧化。或者，可改用溼燒法測定土壤有機質。
(3) 消煮溫度和時間對分析結果的影響較大
預熱溫度在天氣較冷時可稍高些；沸騰時間要準確記錄，沸騰標準要儘可能一致。
(4) 油浴後的溶液顏色，一般應為黃色或黃中稍帶綠色
如果以綠色為主，說明重鉻酸鉀用量不足，應增加其用量或減少稱樣量。
(5) 測定結果中不包括高度縮合的有機碳和碳酸鹽形式的無機碳。
7. 試樣的製備(分光光度法）
風乾土壤試樣
l 將土壤樣品置於潔淨白色搪瓷託盤中,平攤成2~3 cm厚的薄層。先剔除植物、昆蟲、石塊等殘體, 用木棰壓碎土塊，自然風乾，風乾時每天翻動幾次。
l 充分混勻風乾土壤，採用四分法，取其兩份，一份留存，一份通過2 mm土壤篩用於乾物質含量測定。
l 在過2 mm篩的樣品中取出10~20g進一步細磨，並通過60目(0.25 mm)土壤篩，裝入棕色具塞玻璃瓶中，待測。
試劑
l 硫酸: ρ(H2SO4)=1.84 g/mL
l 硫酸汞
l 重鉻酸鉀溶液: c(K2Cr2O7)=0.27 mol/L。
l 稱取80.00 g重鉻酸鉀溶於適量水中，溶解後移至1 000 ml容量瓶，用水定容，搖勻。該溶液貯存於試劑瓶中，4C下保存。
l 葡萄糖標準使用液: ρ(C6H12O6)=10.00 g/L。
l 稱取10.00 g葡萄糖溶於適量水中，溶解後移至1 000 ml容量瓶，用水定容，搖勻。該溶液貯存於試劑瓶中，有效期為一個月
校準曲線的繪製
l 分別量取0.00、 0.50、 1.00、 2.00、 4.00和6.00 ml 葡萄糖標準使用液於100 ml具塞消解玻璃管中，其對應有機碳質量分別為0.00、2.00、 4.00、 8.00、 16.0 和24.0 mg。
l 分別加入0.1 g硫酸汞和5.00 ml重鉻酸鉀溶液，搖勻。再緩慢加入7.5 ml（硫酸),輕輕搖勻。
l 開啟恆溫加熱器，設置溫度為135°C。當溫度升至接近100°C時，將上述具塞消解玻璃管開塞放入恆溫加熱器的加熱孔中,以儀器溫度顯示135°C時開始計時，加熱30 min。然後關掉恆溫加熱器開關，取出具塞消解玻璃管水浴冷卻至室溫。向每個具塞消解玻璃管中緩慢加入約50ml水,繼續冷卻至室溫。再用水定容至100 ml刻線，加塞搖勻。
l 于波長585nm處，用10mm比色皿，以水為參比，分別測量吸光度。
l 以零濃度校正吸光度為縱坐標，以對應的有機碳質量(mg)為橫坐標，繪製校準曲線。
測定
l 準確稱取適量試樣(7.2)， 小心加入到100 ml具塞消解玻璃管中，避免沾壁。
l 分別加入0.1 g硫酸汞和5.00 ml重鉻酸鉀溶液，搖勻。再緩慢加入7.5 ml（硫酸),輕輕搖勻。
l 按照標準曲線條件進行消解、冷卻、定容。
l 將定容後試液靜置1h，取約80 ml上清液至離心管中以2000 r/min離心分離10min,再靜置至澄清; 或在具塞消解玻璃管內直接靜置至澄清。
l 最後取上清液按標準曲線條件測量吸光度。
9. 結果計算（分光法）
10. 注意事項（分光光度法）
1. 樣品溶液及標準溶液放置24小時後，測定的消光度幾乎不變。說明消解消解後溶液的穩定性好。
2. 分光光度法測定土壤有機質，必須取得澄清待測液，而待測液中的硫酸濃度較高，其中的殘渣顆粒沉降速度較慢，必須靜置足夠長的時間，否則需要離心才能獲得澄清待則液。
3. 為保證恆溫加熱器加熱溫度的均勻性，樣品進行消解時，在沒有樣品的加熱孔內放入裝有15ml硫酸 的具塞消解玻璃管，避免恆溫加熱器空槽加熱。