与不同大小颗粒结合有机碳的分离和测定1 仪器及设备超声波清洗机(125W, 59千赫兹);300ml烧杯;500ml离心管;蒸馏水瓶, 量筒(1000ml、500ml、100ml);表(有秒数显示的);.42Um的尼龙滤纸;53^m 筛,铝盒, 2mm 筛; 0.2mm 筛,离心机2 试剂 0.2 M CaCl23 实验步骤(1)土壤采集后在室内风干并研磨过 2 mm 筛后装袋备用在研磨过程中弃去大 于2 mm 的有机物和砂砾土壤吸湿水含量测定,称取土样3份,每份10g(m1),至于已知重量的铝盒 (m2)中,在60°C下至少烘12小时至恒重(m3),计算吸湿含水量,烘干样品 用于土壤总有机碳含量(用元素分析仪测定)吸湿含水量% (h) =(m1 + m2)-m3100m -m32(2)悬浮液制备:称取10g (m4)过2mm筛的风干土样于250m l烧杯中, 加水100ml,用超声波发生器清洗机在135W条件下处理30min,每隔10min钟 用玻璃棒轻轻搅动一次,以防土壤沉淀影响分散效果将超声波处理过的悬浮液 倾倒在53^m筛上,尽量用450ml左右蒸馏水洗涤干净(包括烧杯和筛上的), 直至洗出液变得清亮,洗出液转移至1000ml量筒中。
留在筛子上面的为粒径大 于53Um的砂粒和部分轻组有机C (Sand+OM),将其移入铝盒,在水浴锅上蒸干, 然后转移至60C下烘干12小时,称重(m5)将上述土样洗液转移到1000ml 的量筒中,然后加蒸馏水至1000ml用以吸管法测定机械组成3)不同粒级颗粒组成分析(吸管法):以25C为沉降温度计算5Um和2Um 土 粒沉降到10cm处所需要的时间,分别为业06'15〃和6h52'4用搅拌棒搅 拌悬液1min,搅拌时上下速度要均匀,一般上下各30次搅拌向下时一定要触 及量筒底部,使全部土粒都能悬浮搅拌器向上时有空金属片不能露出液面,一 般在在液面下3cm-5cm即可沉降时间以搅拌结束为起始时间到时间时用25ml 移液管吸取悬浮液,然后移入铝盒中,用蒸馏水清洗管壁,使附着在管壁上的土 粒全部洗入铝盒然后将铝盒中的悬液置于电热板上蒸干,再移至60C下烘12h 至恒重,称量计算各粒级百分含量(详见实验书上计算方法)4)离心法分离不同大小级别颗粒:将上述吸管法完成后剩余的悬浮液进行离 心,离心管(450ml)中的溶液应为300ml在700 rpm离心4 min,倾倒出悬浮液 加蒸馏水100 ml,振荡,在500 rpm离心3 min,将悬浮液倾倒出并与以前的悬 浮液合并备用。
后一过程要进行8-9次(对红壤,黑土5-6次)以完全分离粘粒(V2Mm )和粉砂粒(2-53 Um)5)给500m l离心管中加蒸馏水100ml并振荡,使沉降在离心管底部的粉砂粒 重新悬浮在溶液中在200 rpm离心3 min,倾倒出悬浮液5-53Um的粗粉砂粒 (Coarse Silt, C S)留在离心管底部而2-5Um的细粉砂粒(Fine Silt, FS)在悬浮液中 重复 8(红壤 8 次,黑土 5-6 次)次就可以将它们分开离心杯底部粗粉砂粒转 移至铝盒中悬浮液用0.2M CaCl2溶液处理后絮凝,再离心以获得细粉砂粒 具体:将悬液分批转移至500ml离心杯,每次为350ml,加入0.2M CaCl22-3.5ml (视絮凝状况),然后在转速3500rpm下离心8分钟,收集离心杯底部沉淀即为 细粉砂粒以上收集在铝盒中的分离样品在水浴锅上蒸干(95°C),然后转移至 60°C下烘干12小时,称重(细粉砂粒my ;粗粉砂粒叫)6) 将第(4)步中收集的悬浮液转移到 500ml 离心管中,悬液加入至 350ml, 在4500rpm离心12 min,倾倒出上清液(收集到2-5升烧杯中)。
加蒸馏水350 ml, 用力振荡(需用玻璃棒搅动)再离心重复8次(红壤8次,黑土5次)就可以将 粗粘粒(CoarseC lay, C C)和细粘粒(FineClay, FC )分开离心杯底部沉淀即为粗粘 粒(叫),转移至铝盒悬浮液用0.2M CaCl2溶液处理后絮凝,再离心以获得细 粘粒 具体: 将悬液分批转移至 500ml 离心杯, 每次为 350ml, 加入 0.2MCaCl22-3.5ml (视絮凝状况),然后在转速3500rpm下离心8分钟,直到将 悬液全部离心完,(最后不够350ml时用蒸馏水补足即可)然后离心管内沉淀用水 淋洗(先用玻璃棒刮起沉淀,再用毛笔和水淋洗,这样可以少用水,减少蒸干时 间)转移至到铝盒中,在水浴锅上蒸干,然后转移至60C下烘干12小时,称重 (叫)收集离心杯底部沉淀即为细粘粒加0.2M CaCl2 3.5m l左右使粘粒絮凝,再在4500rpm离心6 min,倾倒出上清 液,(7)结果计算:颗粒百分含量%=颗粒干重/土样总重X100m砂粒百分含量% (>53Um ) = 5——100m x (1 - h)4粗粉砂粒百分含量% (53-5Um) = m6 100m x (1 - h)4m细粉砂粒百分含量% (5-2Um) = 7一100m x (1 - h)4m粗粘粒百分含量% (<2Um) = 9——100m x (1 - h)m细粘粒百分含量% (V2Um) = 8 100m x (1 - h)4式中:m4为样品重量;m5为砂粒含量;m6为粗粉砂粒含量;m7为细粉砂粒含 4 5 6 7量;m8为细粘粒含量;m9为粗粘粒含量h为土样吸湿含水量。
并与吸管法计算 算结果比较,最好就是二者无差异,且结果一致注由于吸管法已吸出部分颗粒 含量,虽然少,但是在离心法计算颗粒含量时还要加上吸管法吸出的颗粒量,准 确反映颗粒含量8)以上烘干各级颗粒在TOC上测定有机碳和全氮:不同粒级颗粒烘干后的土样, 磨细过0.2mm筛,其中的有机C含量直接用TC分析仪测定(该测定方法还要 知道TOC分析以后确定)因为TOC测定的是土壤全碳,所以要先除去碳酸盐 (这还需要进一步确定如何除去),然后上机再测定就是有机碳,用未处理测定 的总碳量减去处理后测得的有机碳就是无机碳含量。