有機質是土壤重要的組成部分,是影響土壤可持續利用最重要的物質基礎,是判定土壤質量動態變化的重要標準,準確測定有機質對於農業可持續發展有著非常重要的意義。
為了便於大家對土壤有機質的了解,小編從土壤有機質的概述、主要作用、分析方法等方面做了以下總結。
土壤有機質是指以各種形態存在於土壤中的各種含碳有機化合物。廣義地講它包含各種動植物殘體、微生物體及其會分解和合成的有機化合物。其中,腐殖質是土壤有機質的主體。
(1)植物養分的主要來源:有機質含有植物生長發育所需要的各種營養元素,特別是土壤中的氮。此外,有機質也是土壤中鉀、鈉、磷、硫、鈣、鎂以及微量元素的重要來源。
(2)促進作物的生長發育:有機質在分解和合成過程中,產生的多種有機酸和腐殖酸對土壤礦物有一定的溶解作用,可以促進礦物風化,有利於作物對養分的有效化吸收。
(3)改良土壤物理性狀:有機質中的腐殖質是土壤團聚體的主要膠結劑,能促進良好結構的形成。有機質還可增加吸熱能力,提高土壤肥力,創造適宜的土壤鬆緊度。
(4)提高土壤的保水保肥能力:土壤有機質屬於有機膠體,具有強大的吸附能力,能吸附大量的養分和水分。
(5)促進土壤微生物的活動:土壤有機質供應土壤微生物所需的能量和養分,有利於微生物的活動。
(1)可降低或延緩重金屬汙染:如胡敏酸可作為還原劑將有毒的Cr6+還原為Cr3+ ,然後形成穩定的複合體,從而限制動植物對其的吸收。
(2)對農藥等有機汙染物的固定作用:土壤有機質對農藥等有機汙染物有強烈的親和力,對有機汙染物在土壤中的生物活性、殘留、生物降解、遷移和蒸發等過程有重要的影響。
(3)對全球碳平衡的影響:土壤有機質是全球碳平衡過程中非常重要的碳庫。土壤中的生物碳儘管看上去只是塵土而已,但是專家們認為生物碳可能可以扮演起氣候拯救者的重要角色,根據國際生物碳倡議項目的數據,當被重新釋放回土壤環境後,這些由加熱農業廢料製成的多孔生物碳物質可以固定二氧化碳長達數十萬年之久。
有機質在不同土壤中差異很大,含量高的可達20%或30%以上(如泥炭土,某些肥沃的森林土壤等),含量低的不足1%或0.5%(如荒漠土和風沙土等)。土壤學中,一般把耕作層中含有機質20%以上的土壤稱為有機質土壤,含有機質在20%以下的土壤稱為礦質土壤。
土壤有機質在中國的分布情況如下:
南方:1~3%,多數<2%;
華中、華南水田:1.5~3.5%;
東北:多數>5%;
華北、西北:多數<1%.
1、重鉻酸鉀容量法:
測定土壤有機質的經典方法。運用氧化還原原理,在過量的硫酸存在下,用氧化性強的重鉻酸鉀氧化土壤中的有機碳,再用還原劑(硫酸亞鐵)滴定剩餘的重鉻酸鉀,計算土壤有機質。有機質的含碳量平均為58%,所以土壤有機質的含量大致是有機碳含量的1.724倍。特點:這種分析方法,土壤中碳酸鹽不會產生幹擾,測定結果準確,適用於大量樣品的分析。不足之處在於,操作繁瑣,在消煮樣品時,準確計算沸騰時間(5±0.5 min),實驗條件及最後滴定判斷對操作人員的技能提出極高的要求。
2、目視比色法:
用不同濃度的葡萄糖標準溶液作出一系列濃度的標準對照品,並用重鉻酸鉀氧化土壤有機質,氧化後的溶液顏色與有機質含量成直線相關關係,通過與標準對照品比色對照直接得出結果。特點:方便快捷、不汙染實驗室環境,但結果誤差較大。
3、灼燒法(重量法):
通過測定土壤灼燒前後重量的變化情況,計算出土壤有機質的含量。特點:方法簡單,但灼燒時間較長,灼燒溫度高,分析周期長。
4、幹燒法:
測定土壤有機質中的碳經氧化後放出的二氧化碳的量,在無二氧化碳的氧氣流中將土壤樣品進行燃燒,完全燃燒後釋放出的二氧化碳置於檢測點,測得實際含量。特點:土壤有機質全部分解,實驗可獲得準確結果。但是幹燒法操作費時,對儀器設備要求較高,整體分析運行成本高,且當土壤中含有各類無機碳時,需先採取處理手段去除幹擾,使得分析操作更為繁瑣。
當前重鉻酸鉀容量法由於適用性強,成本低、測量結果精準等特點為大部分實驗室所採用,但是該方法操作繁瑣,汙染空氣和危害操作人員身體健康等不足之處也非常顯著。近年來,光譜分析、核磁共振技術、同位素示蹤也陸續引入到有機質的研究當中,但其成本高、實用性差,幹擾物質的屏蔽效率也達不到實驗室分析要求等因素,得不到大規模推廣。
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