检测土壤中的活性有机质(Active Organic Matter, AOM)是评估土壤健康、肥力和碳循环能力的重要手段。与总有机质(Total Organic Matter, TOM)不同,活性有机质是指土壤中容易被微生物分解、参与短期生物地球化学循环的那部分有机物质,通常占总有机质的5%–20%,但对养分释放、微生物活性和作物生长影响极大。
常用检测方法
1. 化学氧化法(高锰酸钾氧化法)
原理:用不同浓度的 KMnO₄(如0.02 M 或 0.2 M)选择性氧化活性有机碳。
步骤简述:
称取过2 mm筛的风干土样(约2.5 g);
加入20 mL 0.02 M KMnO₄溶液,振荡1小时;
离心后取上清液稀释;
用分光光度计在565 nm测吸光度;
计算被氧化的碳量(即活性有机碳)。
优点:操作简便、成本低、适合大批量样品。
局限:仅反映“化学活性”部分,不完全等同于生物可利用性。
公式示例:
活性有机碳(mg/kg)= [(C₀ − C₁) × V × DF × 9000] / 样品质量(g)
其中 C₀、C₁ 为KMnO₄初始与剩余浓度(mol/L),V为体积(L),DF为稀释倍数,9000为碳换算系数。
2. 微生物生物量碳(MBC)测定 —— 氯仿熏蒸提取法(Fumigation-Extraction)
原理:氯仿杀死微生物,释放其体内碳,通过差值计算MBC。
步骤:
一份土样熏蒸(24–48 h),另一份不熏蒸;
用0.5 M K₂SO₄提取可溶性碳;
用TOC分析仪或重铬酸钾氧化法测提取液中有机碳;
MBC = (Ec_fumigated − Ec_non-fumigated) / kEC(kEC ≈ 0.45)。
优点:直接反映微生物活跃部分。
缺点:操作复杂,需严格无菌条件。
3. CO₂矿化法(短期培养法)
原理:将新鲜土壤在恒温恒湿下培养(如25°C,7–28天),定期测定释放的CO₂量。
测量方式:
碱液吸收滴定法(NaOH吸收后用HCl滴定);
红外CO₂传感器;
自动呼吸监测系统(如MicroResp™)。
结果:累计CO₂-C代表可矿化碳,是活性有机质的重要指标。
优点:生态意义明确,反映实际生物活性。
缺点:耗时长,需控温控湿。
4. 物理分离法:轻组/颗粒态有机质分离
原理:利用密度差异(如用NaI或Na polytungstate溶液,密度1.6–1.8 g/cm³)浮选出未完全分解的植物残体(POM)。
步骤:
土壤与重液混合;
离心后轻组浮于上层;
收集、清洗、烘干、测碳含量。
适用:研究有机质物理保护机制。
来源:网络
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