实验报告
学号： 3120100152 日期： 2014.4.1 地点： 农生环B255
课程名称： 土壤学实验 指导老师： 谢晓梅 成绩：__________________
实验名称： 土壤有机质的测定 同组学生姓名： 边舒萍 一、实验目的和要求 二、实验内容和原理 三、实验材料与试剂 四、实验器材与仪器
五、操作方法和实验步骤 六、实验数据记录和处理 七、实验结果与分析 八、讨论、心得
一、 实验目的和要求
装 1. 了解土壤有机质测定对于农业生产的意义； 2. 掌握土壤有机质含量的测定方法。
订 线二、 实验内容和原理
有机质是土壤中重要组成成分，其含量水平是衡量土壤肥力的重要指标之一。本实验采用重铬酸钾容量法——稀释热法，利用浓硫酸和重铬酸钾混合时产生的热氧化有机质中的碳，通过测定消耗的氧化剂的量来计算得出土壤有机质含量，从而分析该土壤肥力水平，并对此提出改良措施。
重铬酸钾容量法——稀释热法过程的化学反应式：
氧化过程：K2Cr2O7+C+H2SO4→K2SO4+Cr2(SO4)3+CO2+H2O
滴定过程：K2Cr2O7+FeSO4+H2SO4→K2SO4+Cr2(SO4)3+Fe2(SO4)3+H2O 土壤有机碳与有机质换算公式：
土壤有机质（g/Kg）=土壤有机碳（g/Kg）×1.724
三、 实验器材与仪器
土样（取于余杭塘路施工旁，风干研磨细后过100目筛）；
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250mL三角瓶×2,10mL量筒，100mL量筒，5mL移液管，5.00mL移液枪，棕色酸式滴定管；
1mol/L 1/6 K2Cr2O7标准溶液，浓硫酸，领啡啰啉指示剂，0.5021mol/L FeSO4标准溶液。
四、 操作方法和实验步骤
1. 在500mL三角瓶中加入m=0.5070g土样； 2. 用移液管加入1mol/L 1/6 K2Cr2O7标准溶液10mL；
3. 混匀后用移液枪移取浓硫酸20mL，旋转摇动1min，之后放置30mL，加水100mL； 4. 滴入3滴指示剂后用0.5021mol/L FeSO4标准溶液滴定至溶液由绿色变暗绿色，
最终以瞬间变为砖红色为终点；
5. 用相同方法作空白对照（不加土样）测定。
五、 实验数据记录和处理
表1 FeSO4标准溶液消耗体积与土壤有机质（碳）含量
滴定前读数V1/mL
第一组 空白组
滴定后读数V2/mL
FeSO4消耗体积 V（V0）/mL
土壤有机碳么 m1（g/Kg）
土壤有机质 m2（g/Kg）
样品
0.00 3.32
18.70 23.35
18.70
5.255
20.03
9.060
注：m1={[c(V0-V)×10-3×3.0×1.33]/m}×1000;m2=m1×1.724 其中，1.33为氧化校正系数；m为所称量土样重。
六、 实验结果与分析
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本实验中我组取得土样，其土壤有机质为9.060g/Kg,土样有机质含量为9.060%。依据相关分类标准[1]，该土壤属于矿质土壤，超过耕作层土壤有机质含量5%的一般情况。结合采样地点环境状况，这与采样点地处河流10-15m处，土壤表层有较多草本植物生长，如沿阶草等情况相符合。该采样土壤能维持草本植物或者低等植物的生长，但很难为农作物和园艺植物的生长提供足够的碳素营养来源，因此也可以理解，为何采样地点旁边区域有青菜种植而采样地点无。
因此，若要使类似采样地点的土壤有机质增加到20%以上，建议采取的措施： ①秸秆还田[2]。秸秆还田能直接为土壤增加有机物，同时也减少了田间焚烧时所产生的环境污染；
②增加生物总产量。在增产的条件下，提高地上植物和地下根系的数量，促进土壤生物的繁殖，致使动植物残体的积累量增加。
③合理增加有机肥用量。实行有机物和无机肥料混合使用，不断增加有机物残留在土壤中的数量；
④减少土壤有机质补益药的消耗。采用少耕、覆盖等，减少和控制土壤氧气的供应，削弱好氧微生物分解活动，覆盖则能降低土壤有机质随水土流失而减少的可能性。
七、 讨论与心得
问题1. 比较所列计算公式与书中计算公式，并说明计算公式中各参数的意义？
1. 计算公式为：
土壤有机碳（g/Kg）={[c(V0-V)×10-3×3.0×1.33]/m}×1000 土壤有机质（g/Kg）=土壤有机碳（g/Kg）×1.724 其中，1.33为氧化校正系数；
C为0.5mol/L FeSO4标准溶液的浓度；
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V0为空白所用的0.5mol/L FeSO4标准溶液的浓度（mL）； V为样品所用的0.5mol/L FeSO4标准溶液的浓度（mL）； m为所称量土样重（g）。
2. 书中公式为：
土壤有机碳（g/Kg）={[5c(V0-V)×10-3×3.0×1.1]/mkV0}×1000 土壤有机质（g/Kg）=土壤有机碳（g/Kg）×1.724 其中，
C×5/ V0为0.5mol/L FeSO4标准溶液的浓度；
V0为空白所用的0.5mol/L FeSO4标准溶液的浓度（mL）； V为样品所用的0.5mol/L FeSO4标准溶液的浓度（mL）； m为所称量土样重（g）。
公式1和公式2之间的区别主要在于：硫酸亚铁浓度表示方法不同:1.中c即为硫酸亚铁浓度，已经考虑了氧化还原反应中物质的量的对应（通过调整重铬酸钾溶液浓度）而2.中C×5/ V0才是硫酸亚铁的浓度，C是指空白的重铬酸钾浓度，V0指的是滴定空白消耗硫酸亚铁的毫升数。因此如果运用公式1，需要运用优级纯试剂配置的0.1000mol/L 1/6 K2Cr2O7做基准试剂标定硫酸亚铁，其浓度较为精准[3]；而用公式；2，无需标定硫酸亚铁浓度，但准确度较差。
因此实验室采用第一种公式计算方法。
问题2. 试述测定土壤有机质的各种方法，并进行比较？
1. 干烧法：运用土壤有机质中的碳经氧化后放出的二氧化碳量。在无二氧化碳的氧
气流或惰性载气流中将土壤样品进行燃烧，完全燃烧后释放出的二氧化碳置于监
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测，此时检测手段测量实验中形成的二氧化碳实际含量。
具体而言，是在高温下将有机碳加热分解，使其变成二氧化碳后，用碱石灰吸收，由碳酸钙重量换算OM含量。
该方法结果准确，作为标准方法校核；费时且一起设备要求高，一般不用仪器方法：快速灵敏但是一般仪器昂贵。[4]
2. 重铬酸钾容量法：在过量的硫酸存在下,借氧化剂重铬酸钾氧化有机碳，剩余的氧
化剂用标准硫酸亚铁溶液回滴，通过剩余量算出被土壤有机质消耗的重铬酸钾，计算土壤有机质。化学反应式参见实验原理。
该方法测定结果准确，土壤中碳酸盐无干扰作用，适用于大量样品分析。但操作比较复杂，多滴定终点的观察判断要求精准，常常会产生视觉误差。 3. 灼烧法：测定土壤有机质中的C经灼烧后造成的土壤失重。将温度在105℃下出
去吸湿水的土壤样品先称重，再将其置于350-1000℃灼烧2h，然后称重。两次称重之重量差即是测定土壤样品中土壤有机质的重量。
该方法操作简单，但有机碳不完全燃烧会产生误差。
4. 比色法：在土壤样品中直接加入重铬酸钾溶液和浓硫酸，利用浓硫酸和重铬酸钾
溶液迅速混合时所产生的热（温度在120℃左右）来氧化土壤中的有机碳。样品氧化液用TFW-1型数字直读式多功能土壤分析仪，选用波长为620nm滤色片，用5cm比色皿直接比色测定，以测出的表头读书来计算有机质的含量。[5]
该方法操作简便，实验步骤容易掌握，测定灵敏度高、准确度高，干扰少，且节约油料、能源。是最佳的测定方案，但其使用的仪器设备价格较贵。
问题3. 试述土壤有机质对于土壤肥力及土壤生态的意义？
1. 有机质对于土壤肥力：
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1） 提供植物所需养分：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。同时土壤有机质分解合成过程中，产生的多种有机酸和腐殖酸能溶解部分土壤矿质部分，促进矿物风化，有利于养料的有效化。 2） 改善土壤肥力特征：在物理性质上，土壤有机质在多糖和腐殖物质在土壤团聚体的形成和稳定方面起着重要作用。改善土壤的可塑性、粘结性、透水性、通气性。在化学性质上，腐殖物质对阴阳离子的吸附有重要贡献，显著提高了部分土壤的保肥能力。在生物性质上，土壤有机质是微生物生命活动所需养分和能量的主要来源，它还可以通过刺激微生物和动物活动来增加土壤酶的活性，从而直接影响土壤养分转化的生物化学过程[5]。
2. 有机质对于生态环境:
1） 有机质能与重金属离子发生络合、吸附和还原作用，对其有较强的络合和富集能力。
2） 有机质对农药等有机污染物有极强的亲和力，对有机污染物在土壤中的生物活性、残留、生物降解、迁移和蒸发等过程有重要的影响。
3） 有机质是全球碳平衡过程中非常重要的碳库[6]，土壤有机质的损失对地球自然环境有重大影响[7]。
参 考 文 献
[1] 武天云, 李凤民, 钱佩源, 等. 土壤有机质概念和分组技术研究进展[J]. 应用生态学报, 2004, 15(4): 717-722.
[2] 刘天学, 纪秀娥. 焚烧秸杆对土壤有机质和微生物的影响研究[J]. 土壤, 2003, 35(4): 347-348.
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[3] 马爱生 ,张英利. 土壤有机质测定的计算公式说明[J]. 高校实验室工作研究. 2001(01). [4] 李静. 土壤有机质测定方法比对分析[J]. 绿色科技, 2012 (5): 203-204.
[5] 谢细香. 重铬酸钾稀释热比色法测定土壤有机质的研究[J]. 安徽农业科学, 2005, 33(6): 998-999. [6] 黄昌勇，徐建明. 2010. 土壤学[M]. 北京：中国农业出版社.
[7] Eswaran H, Van Den Berg E, Reich P. Organic carbon in soils of the world[J]. Soil science society of America journal, 1993, 57(1): 192-194.
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