土壤有機(jī)質(zhì)的測定 編制說明

1、編制目的和意義 2、任務(wù)來源 13、編制過程 23.1預(yù)研階段 23.2立項(xiàng)階段 23.3起草階段 4、相關(guān)方法的比較研究 5、標(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原則 6、標(biāo)準(zhǔn)制訂的主要階段 7、標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容 7.1重鉻酸鉀氧化外加熱法 77.2元素分析儀法 87.3焦磷酸鈉-氫氧化鈉浸提比色法 8、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)驗(yàn)證 8.1技術(shù)驗(yàn)證方案設(shè)計(jì) 8.2重鉻酸鉀外加熱法技術(shù)驗(yàn)證 118.3高溫燃燒法技術(shù)驗(yàn)證 148.4焦磷酸鈉-氫氧化鈉浸提-比色法技術(shù)驗(yàn)證 9、與現(xiàn)行法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性 10、以國際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的起草情況 11、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù) 12、涉及專利的有關(guān)說明 13、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的要求，以及組織措施、技術(shù)措施、過渡期和實(shí)施日期的建議等措施建議 14、對標(biāo)準(zhǔn)貫徹的建議 15、其他應(yīng)當(dāng)說明的事項(xiàng)。 土壤有機(jī)質(zhì)作為衡量土壤生態(tài)質(zhì)量與肥力狀況的關(guān)鍵化學(xué)指標(biāo)，在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、耕地質(zhì)量優(yōu)化、黑土地資源保護(hù)、土壤固碳及減排、生態(tài)環(huán)境保護(hù)有機(jī)質(zhì)不僅能夠提供必要的養(yǎng)分，還能有效改良土壤結(jié)構(gòu)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的養(yǎng)分來源之一。因此，對土壤有機(jī)質(zhì)含量的測定，能夠準(zhǔn)確評估土壤的肥力水平，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。在指導(dǎo)土地利用與環(huán)境保護(hù)可以深入分析各類土地的使用價(jià)值，為合理的土地利用規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)措施通過測定有機(jī)質(zhì)含量，可以預(yù)測土壤的持水性能，為農(nóng)業(yè)灌溉和園林綠化工作提供有力依據(jù)。土壤有機(jī)質(zhì)測定也是土壤碳循環(huán)研究的重要需求之一。作為土壤碳庫的關(guān)鍵組成部分，有機(jī)質(zhì)含量的測定能夠預(yù)測土壤碳循環(huán)的變化有機(jī)質(zhì)含量還可作為評價(jià)土壤健康狀況的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由于有機(jī)質(zhì)含量與土壤微生物群落結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，通過測定有機(jī)質(zhì)含量，可以全面評估土壤的健康狀況。良好的土壤健康不僅有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，還能有效降性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目，計(jì)劃編號20232485-T-326，主管部門為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部，技術(shù)歸口單位為全國土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，由中國科學(xué)院南京土壤研術(shù)委員會提交了關(guān)于該標(biāo)準(zhǔn)的建議書及標(biāo)準(zhǔn)草案。在此期間，該所同步開展了文獻(xiàn)查閱工作，廣泛收集了國際、國內(nèi)及行業(yè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與專著，峰碳中和國家標(biāo)準(zhǔn)專項(xiàng)計(jì)劃及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的正式通知，編號為20232485-T-326的《土壤有機(jī)質(zhì)的測定》推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目，由中國編制組向全國土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提交了正式的標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及其容量分析法是土壤有機(jī)質(zhì)研究領(lǐng)域中最為普遍使用的方法，其一般使用氧化劑重鉻酸鉀在過量的硫酸存在下氧化有機(jī)碳，余下的氧化劑用硫酸亞鐵溶液來回滴，從中消耗的氧化劑量來計(jì)算有機(jī)碳的含量。這種方法不受土壤中碳酸鹽的干擾作用，而且操作簡便、快速，適用于大量樣品的分析。在使和重鉻酸鉀（2:1）混合時(shí)所產(chǎn)生的熱（約120℃)來氧化有機(jī)碳，其操作方便但只有77%的氧化程度；另一種是外加熱法(170-180℃)，即外加熱來促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的氧化，可以達(dá)到90%-95%的氧化程度，但操作較麻煩。此外，還可以利用比色法測定土壤有機(jī)質(zhì)還原的重鉻酸鉀量來計(jì)算，即利用產(chǎn)生的鉻離子或剩余的重鉻酸鉀橙色的變化作為土壤有機(jī)碳的測量方法，被稱為土壤有然而，土壤中可能存在氯化物、亞鐵和二氧化錳等物質(zhì)，它們與鉻酸鹽溶液在測定土壤有機(jī)碳的過程中，存在多種經(jīng)典方法可供選擇，具體方法的與濕燒法（利用重鉻酸鉀進(jìn)行氧化）是兩種普遍采用的方法。這兩種方法均通過釋放出的CO2，利用蘇打石灰或標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鋇溶液進(jìn)行吸收，隨后再采用標(biāo)準(zhǔn)酸進(jìn)行滴定。這兩種方法不僅能夠測定土壤中的各元素態(tài)碳，同時(shí)也能夠測定無機(jī)碳酸鹽的含量。然而，在測定石灰性土壤中的有機(jī)碳時(shí)，需先去除CaCO3。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體需求，可以選擇采用亞硫酸處理法，或單獨(dú)測定無機(jī)碳與總碳的含量，再將兩者相減，從而得出有機(jī)碳的含量。干燒法與濕燒法均能夠使土壤中的有機(jī)碳完全分解，且不受還原物質(zhì)的干擾，所得結(jié)果準(zhǔn)確可靠，亦可作為標(biāo)準(zhǔn)方法的校驗(yàn)手段。然而，這些方法需要特定的儀器設(shè)備，并且耗時(shí)較長，因此并非所有實(shí)驗(yàn)室均會采用。近年來，已有將碳氮自動分析儀結(jié)合高溫電爐灼燒和氣相色譜技術(shù)應(yīng)用于土壤分析的情況，但除了上述方法外，還可以采用直接灼燒法來測定土壤中有機(jī)質(zhì)含量。具機(jī)質(zhì)的含量。需要注意的是，這種方法主要適用于砂性土壤，因?yàn)楹姓沉ν寥罉悠愤M(jìn)行干燒處理，進(jìn)而測定其中的有機(jī)碳和總碳。干燒法的優(yōu)勢在于樣品前處理工作量較小，且高溫條件能夠確保各種形態(tài)的碳完全燃燒。然而，該方法亦存在缺陷，即燃燒過程中的氧化溫度難以精確控制，可能導(dǎo)致測定土壤中的有機(jī)碳。其優(yōu)勢在于分析費(fèi)用較低。然而，該方法亦存在不足之處，包括操作步驟繁瑣、氧化條件要求嚴(yán)格，以及使用強(qiáng)腐蝕性酸和含重在運(yùn)用干燒法或濕燒法等確保完全氧化的技術(shù)手段時(shí)，鑒于土壤中全部對于前述鉻酸鹽法而言，則需借助校正系數(shù)以剔除未反應(yīng)有機(jī)碳所帶來的干土壤中的有機(jī)質(zhì)含量可以通過乘以一般有機(jī)碳比例（即換算因數(shù)）與有機(jī)碳百分?jǐn)?shù)相乘來計(jì)算。換算因數(shù)的值取決于土壤中的有機(jī)質(zhì)含碳率不同。由于各地土壤的有機(jī)質(zhì)組成不同，其含碳量也不同，因此如果都采用相同的是假定土壤有機(jī)質(zhì)含碳58%的情況下計(jì)算得出的。然而，許多研究表明，這2.5的方案。其他研究者發(fā)現(xiàn)，選用1.9~2.0的本標(biāo)準(zhǔn)為《土壤有機(jī)質(zhì)的測定》。規(guī)定了采用重鉻酸鉀氧化外加熱法和元素分析儀法測定土壤有機(jī)質(zhì)。在附錄中推薦了一種焦磷酸鈉-氫氧化鈉項(xiàng)目完成主要包括三個(gè)階段，包括標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)研與申報(bào)、標(biāo)準(zhǔn)的起草與征求意見和標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)批與實(shí)施。編寫組通過對國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)資料進(jìn)行調(diào)研，整理分析方法，確定技術(shù)路線。編制標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿和編制說明，對征求的意見進(jìn)行匯總，編制標(biāo)準(zhǔn)的送審稿和編制說明。送審稿經(jīng)審查合格重鉻酸鉀氧化外加熱法是目前測定土壤有機(jī)質(zhì)的經(jīng)典方法，原理是在加熱條件下，用過量的重鉻酸鉀－硫酸溶液氧化土壤有機(jī)碳，多余的重鉻酸鉀如煮沸后的溶液呈綠色，表示重鉻酸鉀用量不足，應(yīng)再稱取較少的土樣重做。如溶液呈橙黃色或黃綠色，則冷卻后將試管內(nèi)混合物洗入250mL錐形每批分析時(shí)，必須做2～3個(gè)空白標(biāo)定；空白標(biāo)定不加土樣，但加入0.1~0.5g石英砂，其他步驟與測定土樣時(shí)完全相同，記錄儀器分析法快速發(fā)展，元素分析儀廣泛應(yīng)用于元素類的檢驗(yàn)檢測，具有易操作、測定速度快、準(zhǔn)確度好、精密度高等優(yōu)點(diǎn)。本標(biāo)準(zhǔn)用元素分析儀法測定酸性土壤中有機(jī)質(zhì)含量，原理是土壤樣品在高溫和富氧環(huán)境下灼燒釋放出的二氧化碳（CO2經(jīng)過吸附柱分離后通過熱導(dǎo)池檢測器，或直接通過非根據(jù)儀器進(jìn)樣條件稱取通過0.149mm的土壤試樣不低于10mg（精確到），對于無需包裹直接進(jìn)樣的儀器，干燥后直接上機(jī)測定；對于需要包裹后測定。每次測定前，應(yīng)對樣品舟進(jìn)行空白測定，樣品舟的空白值應(yīng)低于方法檢出限。校準(zhǔn)曲線：稱取不少于10個(gè)不同質(zhì)量的校準(zhǔn)試劑制作校準(zhǔn)曲線，曲線應(yīng)覆蓋待測樣品的碳含量范圍。以校準(zhǔn)試劑灼燒產(chǎn)生的二氧化碳濃度為橫坐標(biāo)，以儀器響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，繪制碳校準(zhǔn)曲線，多點(diǎn)擬合曲線的相關(guān)系結(jié)果呈現(xiàn)出高度的相關(guān)性。近年來，研究人員通過采用標(biāo)準(zhǔn)腐殖酸對ASI法有機(jī)質(zhì)測定結(jié)果進(jìn)行校正，提出了直接利用堿溶有機(jī)質(zhì)的新概念，其中堿溶有機(jī)質(zhì)的主要組成部分，其含量占有機(jī)質(zhì)總量的90%。土壤腐殖質(zhì)能夠溶于稀堿液中，并呈現(xiàn)出紅棕至深褐色的特征，且溶液顏色的深淺程度與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)關(guān)系，在特定范圍內(nèi)滿足朗伯比爾定律。因此，可通過稀堿液日本腐殖質(zhì)組成測定是相對于總碳元素法，使用0.5mol/LNaOH+通過對ASI和日本腐殖質(zhì)總碳元素法以及我國標(biāo)準(zhǔn)方法的綜合比較分析，進(jìn)行相關(guān)借鑒，建立一種適合我國國情的測定土壤有機(jī)質(zhì)的分光光度法焦磷酸鈉-氫氧化鈉浸提比色法原理是使用焦磷酸鈉-氫氧化鈉混合溶液作為浸提液，將土壤樣品中易溶于水和難溶于水的有機(jī)物質(zhì)完全浸提出來，浸提溶液顏色深淺與有機(jī)質(zhì)含量成正比，且在一定范圍內(nèi)符合朗伯比爾定律，建立一種適使用焦磷酸鈉-氫氧化鈉混合溶液作為浸提液，將土壤樣品中易溶于水和），用移液器吸取0.50mL濾液于10mL帶蓋比色管中，準(zhǔn)確加入5.50mLnm處，用純水調(diào)節(jié)儀器的零點(diǎn)后進(jìn)行吸光度測定。同樣方法測定空白所（實(shí)驗(yàn)室6）、四川省耕地質(zhì)量與肥料工作總站（實(shí)驗(yàn)室7）、江蘇省地質(zhì)工程勘察院（實(shí)驗(yàn)室8）、吉林省土壤肥料總站（實(shí)驗(yàn)室9）、廣西壯族自治區(qū)土壤肥料工作站（實(shí)驗(yàn)室10）以及華中農(nóng)業(yè)大學(xué)（實(shí)驗(yàn)室11）等共計(jì)11家重鉻酸鉀氧化外加熱法適用于所有類型的土壤樣品有機(jī)質(zhì)的測定。參與高溫燃燒法適用于酸性土壤有機(jī)質(zhì)的測定。參與的技術(shù)驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)室包各實(shí)驗(yàn)室按照起草組討論稿的測定方法測定土壤有機(jī)質(zhì)。重鉻酸鉀氧化外加熱法測定選取的所有樣品（1號、2號、3號、4號、5號、6號、7號每號、4號、6號每個(gè)樣品提交6個(gè)數(shù)據(jù)。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量監(jiān)測保護(hù)中心和北京山水云圖科技有限公司牽頭焦磷酸鈉-氫氧化鈉混合溶液浸提-比色法土/pH4.42//采用表1所列出的四種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了方法的正確度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果值的不確定度區(qū)間之內(nèi)，由此證明，采用重鉻酸鉀氧化外加熱法對土壤有機(jī)1234567度圍圍圍圍1234567各實(shí)驗(yàn)室分別對4種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中有機(jī)質(zhì)進(jìn)行了平行測試，準(zhǔn)確度均在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定范圍內(nèi)，各實(shí)驗(yàn)室分別對4種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及3種實(shí)際土壤進(jìn)行了驗(yàn)證，統(tǒng)計(jì)的室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD范圍內(nèi)為：0.DDDDDD/////////////////////高溫燃燒法適用于酸性土壤有機(jī)質(zhì)的測定。參與的技術(shù)驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)室包varioPYRO司器VarioMACRO中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所依據(jù)表1所列的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及一個(gè)實(shí)際樣品，實(shí)施了方法的正確度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)與室內(nèi)精密度測試，并將詳細(xì)結(jié)果記錄在表6中。經(jīng)對測試結(jié)果進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：兩種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測試結(jié)果均處于其標(biāo)準(zhǔn)值不確定度區(qū)間范圍內(nèi)，這充分驗(yàn)證了采用高溫燃燒法測定土壤有機(jī)質(zhì)的結(jié)果具有精確性和可靠性。此外，針對兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及一個(gè)實(shí)際樣品開展的室內(nèi)精密度測試，所得相對偏差分別為0.75%、/性實(shí)際土壤樣品，對本方法進(jìn)行了驗(yàn)證。各實(shí)驗(yàn)室針對每個(gè)樣品均進(jìn)行了六物質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行了平行測試，測試結(jié)果的準(zhǔn)確度均處于標(biāo)準(zhǔn)值的不確定范圍之內(nèi)。此外，各實(shí)驗(yàn)室還分別對兩種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及一種實(shí)際土壤進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的極差符合相關(guān)規(guī)定，室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）的范圍為/伯比爾定律的變體，驗(yàn)證數(shù)據(jù)表明，該方法在吸光度0～0.8（有機(jī)質(zhì)含量8進(jìn)行試驗(yàn)論證和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，確定了本方法的最優(yōu)條件：用分光光3.45%～8.64%之間，相對誤差在-5.7%為確保標(biāo)準(zhǔn)的廣泛適用性，購買了7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)土樣，征集了全國各地有代春黑土）、SAS-6（河南潮土）、SAS-土壤進(jìn)行檢測，用分光光度法和重鉻酸鉀容量），在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，存在農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T1121.6-2006）和林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)些與當(dāng)前技術(shù)發(fā)展