土壤溶解性有机碳测定方法与应用

摘要：溶解性有机碳具有较强的活性，其能在土壤中化学物质的溶解、迁移以及吸附等多个方面的特性产生一定程度的影响。现阶段所开展的土壤研究过程中，在溶解性有机碳方面相继出现若干术语，对其开展研究所采用的方法也多种多样。基于此，本文主要对目前土壤溶解性有机碳测定方法以及其在实际当中的应用进行分析和探讨，以期为后续研究提供思路及理论指导。

关键词：溶解性有机碳；测定方法；实际应用

引言：土壤有机碳库是地球陆地生态系统中最重要的碳库之一。土壤在生态系统中扮演着“源”“汇”角色，可精准量化出陆地生态系统的水土保持、水源涵养、固碳释氧、生物多样性保育与可持续发展等功能。溶解性有机碳（Dissolved organic carbon，DOC）是指能通过孔径为 0.45 μm 滤膜、结构各异的有机分子统一体，主要成分为蛋白质、氨基酸、大分子腐殖质以及碳水化合物。土壤溶解性有机碳主要由于植物以及微生物产生的影响较大而使其产生了相应的溶解性，其特点主要表现在能够在土壤中快速迁移，但稳定性差，非常容易氧化以及分解。土壤DOC能够有效调节土壤中阳离子缺失以及微生物的活动，同时在土壤化学、土壤物理学以及土壤微生物学中意义重大。土壤DOC的淋溶为减少土壤有机碳含量的重要手段，其为具有关键性的环境指标，能够在碳循环以及环境研究的过程中发挥非常重要的作用。

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活性有机碳与易氧化性碳的测定

实际上，活性有机碳不单单为化合物，其为土壤有机碳中所含有的具备较强相似特性，也就是具有较强有效性的有机碳。多个研究者所说的活性有机碳是不一样的，但是其都能够或多或少表明有机碳所具备的有效性，反应土壤的质量。当前阶段比较常用的测定活性有机碳的方法为物理法以及化学法。目前比较通用

的说法是，活性有机碳就是土壤当中比较容易发生氧化分解的有机碳，所以在部分研究中也会把活性有机碳看作为易氧化有机碳。

通过化学方法所开展的有机碳测定工作，主要是测定易氧化有机碳，以该指标代表土壤有机碳的含量，所以实际测定的就是易氧化有机碳。测定的流程是对样品进行加热之后，应用适量的氧化剂对土壤中含有的活性有机质进行氧化，剩余的氧化剂会应用硫酸亚铁进行滴定，通过计算被消耗的氧化剂来推算出土壤当中所含有的有机碳量。所选择的氧化剂主要有两种，重铬酸钾与高锰酸钾。

将重铬酸钾作为氧化剂主要是建立在土壤有机质湿氧化测定的前提下，能够一定程度降低硫酸的浓度以及加热条件。

将高锰酸钾作为氧化剂会将其分成三种浓度，即对易氧化有机质划分为三个级别。根据研究结果能够了解到，可以被333 mmol/L高锰酸钾氧化的有机质在作物种植的过程中会发生较为明显变化，所以可以将其看作高活性有机质，这种方法在有机碳的测定中应用较为广泛。

物理方法同样也能够开展活性有机碳的测定工作，同时也能够实现土壤活性有机碳的分离。分离通常会应用筛选法、浮选法以及沉降法。其中，浮选法能够对土壤当中所含有的有机碳进行划分，溶液中沉淀部分为重组有机质（Heavy fraction organic carbon，HFOC），悬浮部分被称为轻组有机质（Light fraction organic carbon，LFOC），LFOC 与土壤所具备的呼吸速率、微生物氮含量以及土壤矿化碳之间存在着非常密切的联系，具有较强的生物活性。相对密度分组法应用于土壤活性有机碳的测定最常采用碘化钠（NaI）、聚钨酸钠（Na6H2W12O40） 等水溶性分离溶液，虽然可以相应的体现出土壤活性有机碳，但是仍存在着一定的局限性。

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微生物量碳的测定

土壤微生物量碳在土壤有机质中是具有的活跃性最强，同时其也非常容易变化的一部分有机碳。通过对土壤微生物量碳变化的研究能够更加深入的了解土壤耕作制度以及土壤肥力的变化，同时也能够间接地反映出土壤的污染状况。对于

耕地表层的土壤而言，其所含的微生物量碳要占其整体有机量碳的3%左右。所以，对土壤微生物量碳展开更为深入的研究有利于更好地了解土壤的养分转化情况以及养分的供应情况。

目前对土壤微生物量碳测定的方法有很多，同时此类技术也经过了一段时期的发展。在培养期间，活性有机碳数量能够对活性微生物的比例造成影响，随着培养时间的增长，微生物量以及有效碳量会出现一定程度减少。当前阶段对氯仿熏蒸培养法与氯仿熏蒸浸提法的应用较为广泛。

现阶段，有相关研究者在水提土壤溶解性碳和熏蒸浸提法提取微生物量碳这两种方法进行对比，并对其耦合性展开更为深入的分析。应用冷水进行湿土的浸提，在提取物当中基本上没有从微生物上所获取的碳，而熏蒸浸提法所获取的提取物当中有一定的可溶性碳，土壤中已死亡的微生物也是这部分可溶性有机碳的主要来源。为了能够有效提高所提取微生物量碳的量，在实际应用水进行干土样提取的过程中，需要最大程度实现活性细胞的溶解，应用70摄氏度左右的水便能够有效实现植物微生物细胞的击杀，并且也能够实现微生物量碳在水当中的有效溶解。在这样的情况下展开两种方法的对比之后，能够得出以下结论：热水提取物碳并不能进行微生物量碳的取代。但是如果实际当中的目标表层土壤的有机碳含量不超过10%，那么这个时候的水提取物碳和微生物量碳之间是非常相近的。

三、可矿化碳的测定

通常会将可矿化碳叫做生物可降解碳，具体来说就是通过对微生物的利用来进行有机物质的有效分解，以此来进行二氧化碳释放量的计算，同时更进一步进行可矿化碳量的计算。相关的研究者认为，应用二氧化碳的释放量来替代土壤的呼吸，便能够实现对土壤微生物活性的有效测定。二氧化碳就被当做对土壤微生物活性评估的重要指标以及对土壤肥力评估的标尺。

实际上含有多个方式能够开展可矿化碳的测定，除了有合理有效的野外测定方法之外，同时也包括应用仪器进行分析，例如气相色谱法以及滴定法等。无论是哪种测定方法都有其相应的优缺点，但是目前对于可矿化碳的测定并没有标准方法。目前，应用较为广泛的测定方法是实验室培养法，实际测定的流程就是选

择一定量的土壤，将其加入到密封性较好并且能够进行抽气的容器当中，在一定湿度下，将其放置在含有氢氧化钠可吸收二氧化碳的小烧杯当中，并进行培养，再利用盐酸对氢氧化钠滴定，通过使用盐酸的量便能够获取土壤当中的可矿化碳。值得注意的是，土壤可矿化碳测定工作的有序开展必须具备良好的密封条件，如果条件不充分很可能造成后续的偏差，情况严重还有可能直接导致试验失败。实际上的实验室培养法为密闭培养法的升级，其添加了呼吸评装置的设计，使整个过程进行的试验操作获得了一定的简化。

结束语：土壤DOC在实际进行土壤质量以及肥力所发生变化指示的过程中所表现的灵敏性要比有机质更强，可以更加充分获取土壤理化性质方面的相关信息。所以说，DOC在生态学以及环境学方面所表现出的意义重大，能够降低开展检测工作的难度，同时其也能够更加充分地反映出转化速率。在实际中应用不同的方法进行测定，最终所获取的结果存在一定差异，基于此，本文主要对目前土壤溶解性有机碳测定方法以及其在实际当中的应用进行分析和探讨，以期为后续研究提供思路及理论指导。

基金项目：

陕西省自然科学基础研究计划（2021JZ-57） 参考文献：

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