土样团聚体的分离及其有机碳含量测定

1、 土样团聚体的分离及其有机碳含量测定1试验目的：通过测定长期不同施肥土壤团聚体中有机碳含量；不同团聚体中颗粒有机碳（POC）和矿物结合态有机碳（MSOC）含量；团聚体中游离有机物（fPOM即250pm团粒中的有机碳），团聚体间POM（inter-POM,存在于53-250pm微团聚体间，）和物理保护性有机物（iPOM，存在于微团聚体内部intra-POM,53-250pm）的有机碳含量，说明长期不同施肥对土壤团聚体分组中有机碳分布的影响。2试验材料与方法:试验试剂：（1）去离子水（2）比重为1.80g/cm3的Nal比重液：用密度计测定所配比重液比重，直到达到要求既可，即边测边配就可以。（大概

2、配1升需多少Nal还需在实验中确定，以便后面配液方便）。（3）0.5%六偏磷酸钠溶液：称5g六偏磷酸钠加入1L蒸馏水中。试验器材:团聚体的湿筛分离：（1）土样预处理：5mm筛、铝盒、电子天平（精确到0.001）、塑料或玻璃培养皿（直径14cm）、电子天平（精确到0.01）、胶头吸管、蒸馏水瓶、冰箱。（2）湿筛分离团聚体：团粒筛分仪，套筛（2000pm、250pm、53pm）、烧杯300ml（装分级后的团聚体烘干用，要知道重量，105C下烘6小时称重）、烘箱、干燥器（用于冷却烘干样）、3号自封塑料袋（装烘干后的各级团粒）、电子天平（精确到0.001）。（3）团聚体中总POC、fPOC、inter

3、-POC和intra-POC的提取超声波清洗机、研钵、烘箱、干燥器、电子天平（精确到0.01）、100ml离心管、真空抽气泵和干燥器、离心机、胶头吸管、300ml（装重组烘干用，要知道重量，105C下烘6小时称重）、铝盒（装轻组烘干用，要知道铝盒重量，60C下烘12小时称重）、离心管50ml（用于重组的六偏磷酸钠分散iPOM和砂粒用）试验步骤：（1）土样预处理：过筛：原装风干土样过5mm筛，至于自封袋中备用。团聚体湿筛分离：准备直径为14cm的带盖的塑料（或是玻璃的）培养皿，称取100g风干土样置于准备好的培养皿上，铺平，然后从培养皿边用胶头滴管缘缓慢加入约比田间持水量高出5%的水分，在此时田

4、间持水量上加5%水量的团聚体稳定性达到最大（CambardellaandElliott,1993）（一般田间持水量为25%，所以一般加水量为26.25g/100g土），使得土壤慢慢吸水（毛管水），然后加盖在冰箱4C下过夜（Galeetal2000）。（凭现在的经验，即使没有滴湿土壤，放置一夜后也会全部润湿，所以滴加水时不要使土壤过湿，造成在湿筛时不易将土样转移到筛上，产生系统误差。如果没有预处理，直接将土样浸入水中湿筛会破坏土壤结构，影响团聚体的数量（CambardellaandElliott1993），这是因为团聚体内有气压，浸水使气压迅速排出而破坏团聚体。（2）湿筛分离团聚体：土壤用一套三

5、个粒径的筛（2000,250和53pm）进行湿筛（套筛），湿筛时不可使土样露出水面，在筛桶中加水时水面不可高过最上面筛子的边缘（筛子位于振幅最低处）。将预处理好的土样（毛管水湿润）置于2000pm筛上（有黏附在皿底的土粒用水冲到筛上），浸于加好去离子水的团粒仪筛桶内5分钟，启动团粒仪，使套筛一起垂直上下3cm幅度内筛分20分钟，即可将团粒分离。漂浮于水面的有机物（2000pm）用漏勺移出，因为这种大有机物不能算作土壤有机质。这样依次在不同粒径筛上得到水稳定的2000pm、2000-250pm、53-250pm的团粒，然后将各部分团粒轻轻回洗入至300ml烧杯中（要知道烧杯的重量，以便烘干后计算

6、团粒重量）。留在筛桶里为粘粉粒，将此悬液全部转移至塑料桶内，经过一夜沉淀后，弃去上部清夜，底部沉淀转移到450ml离心管中，悬液加入至350ml，加0.2MCaCl23.5ml左右使粘粉粒絮凝，再在3400转/分（Camderlla1993）下离心10分钟，弃去上清液，沉淀转移至铝盒。以上各部分团粒和粘粉粒先在水浴锅上蒸干，然后在烘箱中60C下烘12小时，烘干后称重，室温保存于自封袋中，用于团聚中的有机碳和全氮的分析。（3）团聚中有机碳含量测定：称取2g不同粒径团粒烘干后的土样，磨细过0.2mm筛，有机碳和氮含量直接用TOC/N分析仪测定。（4）团聚体中颗粒有机碳（POC）和矿物结合态有机碳（

7、MSOC）的测定：称取5g对应粒径团粒，置于300ml烧杯中，然后加入0.5%六偏磷酸钠溶液50ml，至于超声波清洗机中超声30min（Manna2006）。将超声后的悬液冲洗过53pm的筛（滤液倒入1000ml量筒中），冲到滤液变清亮。在筛上保留的就是Sand+POM，用水转移至铝盒中。过筛的悬液就包含矿物结合有机碳（MSOC），同样将此悬转移到450ml离心管中，悬液加入至350ml，加0.2MCaCl23.5ml左右使粘粉粒絮凝，再在3400转/分（Camderlla1993）下离心10分钟，弃去上清液，沉淀转移至铝盒。将以上Sand+砂和粘粉粒先在水浴锅上蒸干，然后在烘箱中60C下烘1

8、2小时，烘干后称重，室温保存于自封袋中，用T0C/N测定POC、MSOC和全氮含量。（5）团聚体中砂粒含量的测定：称取5g团粒，置于300ml烧杯中，然后加入0.5%六偏磷酸钠溶液50ml，至于超声波清洗机中超声30min。将超声后的悬液冲洗过53pm的筛（滤液弃去），冲到滤液变清亮。在筛上保留的就是Sand+POM,用水转移至铝盒中。将铝盒置于电炉上，蒸干其中水分，然后转移至100ml离心管中加入密度为1.7g/cm3比重液碘化钠20ml，用手缓慢反复摇动使土样混合均匀，在室温2400rpm条件下离心30分钟。将离心管中悬浮液（含POM）小心转移到20pm尼龙滤筛上，进行抽滤，滤液（Nal）

9、收集后可重复利用。沉淀于离心管底部的即位砂，小心转移到20pm尼龙滤筛上，先用75ml0.01MCaCl2洗涤，再用75ml去离子水冲洗以去除碘化钠,可以用IAg检验Cl-1存在，然后转至铝盒内，先蒸干，再在60C条件下烘干称重就得到不同团粒中砂粒的含量。由于砂粒不与有机质结合，且不同团粒中砂粒含量不一样，所以在计算团粒POC和N含量时应修正砂的含量，不同团粒中POC和N含量计算如下：团粒（无砂C/N）=团粒匕N1砂含量流程图1：(6)团聚体中fPOM、inter-POM和intra-POM的提取大团聚体中微团聚体的分离（six2000,2002）：可以得到fPOM,finefPOM（微团聚体

10、间inter-POM）、iPOM（微团聚体内的有机碳intra-POM）和矿物结合态有机碳（MSOC粘粉粒结合有机碳）。称取5g团聚体样（就是团聚体湿筛分离的2000-250pm或2000的团聚体）,置于250pm的筛上浸没于去离子水中，并加入50个玻璃小球（直径4mm）轻微震荡下湿筛，筛上要有流水不断冲洗筛子以保证微团聚体被迅速冲入到53pm的筛上，而不至于被玻璃球进一步破坏。等到所有大团聚体都被破坏，留在250pm的筛上的就是fPOM和砂子，将其转移至铝盒53pm筛上的微团聚体(53-250pm)继续湿筛(参考Six1998)，以得到水稳定的微团聚体(53-250pm)，此时53pm的筛上

11、就是微团聚体和团聚体间的POM(inter-POM),然后将其转移至50ml离心管中，加入密度为1.8g/cm3的比重液碘化钠35m1，用手缓慢反复摇动使土样混合均匀且不破坏团聚体结构，中间轻轻敲击离心管10次，以使土样能够完全浸入悬浮液，若10次不能将土样完全浸入溶液，就再摇几次，但不要增加摇动速度和力度，以免破坏团聚。离心管管壁和盖上的粘附的土样用10ml碘化钠洗入管中，然后将样品置于真空(138KPa)条件下10分钟以排出团聚体内气体，再静置平衡20分钟，再在2400转/分条件下离心60分钟。离心管中漂浮物(inter-POM)吸取到20pm尼龙滤筛上，用去离子水冲洗以去除碘化钠(Cambarde11,1996)，然后转至铝盒内。离心管内剩余重组部分用50ml去离子水冲洗两次，然后分散于0.5%焦