土壤轻组有机碳
土壤有机碳分类及其研究进展1
土壤有机碳( SOC)是土壤学和环境科学研究的热点问题之一，土壤有机碳库的动态平衡直接影响着土壤肥力的保持与提高，进而影响土壤质量的优劣和作物产量的高低，因而土壤有机碳的变化最终会影响土壤乃至整个陆地生态系统的可持续性。
土壤有机碳包括活性有机碳和非活性有机碳。
土壤活性有机碳是指在一定的时空条件下，受环境条件影响强烈的、易氧化分解的、对植物和微生物活性影响比较高的那一部分土壤碳素。
根据测定方法和有机碳组分不同,土壤活性有机碳又表述为溶解性有机碳（DOC：dissolved organic carbon）、水溶性有机碳（water-soluble organic carbon）、微生物生物量碳（MBC：Microbial biomass carbon）、轻组有机碳和易氧化有机碳，可在不同程度上反映土壤有机碳的有效性和土壤质量。
国外研究进展国外对土壤有机碳的研究开始较早, 在20世纪60年代, 就有学者开始进行全球土壤有机碳总库存量研究。
但早期对土壤有机碳库存量的估算大都是根据少数土壤剖面资料进行的。
如1951年Rubey根据不同研究者发表的关于美国9个土壤剖面的有机碳含量, 推算出全球土壤有机碳库存量为710 Pg。
1976年Bohn利用土壤分布图及相关土组( soil association)的有机碳含量, 估计出全球土壤有机碳库存量为2946Pg。
这两个估计值成为当前对全球土壤有机碳库存量的上下限值。
20世纪80年代，由于研究全球碳循环与气候、植被及人类活动等因素之间相互关系的需要,统计方法开始被应用于土壤有机碳库存量的估算。
如Post等在Holdridge生命带模型基础上，估算了全球土壤碳密度的地理分布与植被及气候因子之间的相互关系，提出全球1m 厚度土壤有机碳库存量为1 395 Pg。
20世纪90年代以来, 随着遥感(RS)、地理信息系统(GIS) 和全球定位系统(GPS) 技术的发展, 为土壤有机碳研究提供了新的方法和手段。
海南人工林地、人工草地土壤易氧化有机碳和轻组碳含量初探
土壤活性有机碳分组及测定方法
土壤活性有机碳分组及测定方法每种指标的测定方法如下：一．易氧化有机质（LOM）：土壤与氧化剂作用后，易被氧化、不稳定的有机质称作LOM。
目前常用的氧化剂有两种：K2CrO7与KMnO4。
KMnO4氧化法:（此方法较为常用）称取过100目筛，约含15 mg碳的土壤样品（如：有机碳含量为15g/kg,则称取1g土壤样品）于50 mL塑料旋盖的离心管中；加入25mL，333mmol/L高锰酸钾溶液，振荡1h，然后在时速2000 rpm下离心5 min，将上清液用去离子水以1∶250稀释，在分光光度计565 nm下测定稀释样品的吸光率，由不加土壤的空白与土壤样品的吸光率之差，计算出高锰酸钾浓度的变化，并进而计算出氧化的碳量(氧化过程中1 mmolKMnO4-消耗0.75 mmol或9 mg碳)。
KMnO4氧化法：（此法是在测定全量有机质基础上降低某些反应条件，衍生出的测定方法）1、水合热法：称取磨细(过0.25 mm筛)风干土1.50 g,放入500 mL三角瓶中,准确加入0.5 mol/L K2CrO7水溶液10.0mL,轻轻转动,使土粒分散。
用量筒将20 mL浓H2SO4迅速直接注入土壤悬浊液,立即小心地转动三角瓶,使土壤与试剂充分混匀1 min。
把三角瓶放在石棉网上30 min,然后注入水约200 mL,加3~4滴邻菲锣啉指示剂,用0.25 mol/L FeSO4标准溶液滴定过量的K2CrO7。
2、0.1 mol/L K2CrO7—1∶3H2SO4130℃氧化法：在油浴温度为130~140℃时将0.5 g风干土与0.1 mol/L K2CrO7）—1∶3H2SO410.0 mL共煮5 min,冷却后加入30 mL水,用0.1 mol/L FeSO4标准溶液滴定过量的K2CrO7。
二．生物量有机质（MBOM）：生物量有机质是指能被土壤微生物分解利用的部分有机质。
即微生物量碳、微生物量氮。
氯仿熏蒸法测定：（此法较为简单，但氯仿为有毒物质，操作复杂）前处理步骤：将新鲜的土样品含水量调节至田间含水量的30％～50％，25℃下密封预培养7～10 d，以保持土壤均匀和所得结果的可比性。
有机碳测定方法选择
轻组先用75 mL 0.01 mol·L−1 CaCl2 洗涤, 再用至少75 mL 蒸馏水洗涤.
土壤轻质有机碳（LFOC）的测定：称取风干土样12.5 g于50 mL离心管中，每个土样称2份（原本应该称取风干土样25 g 于100 mL 离心管中），然后加入比重为1.7g·cm-3的NaI 溶液25 mL，于200 r/min 条件下振荡1h。
然后以3000×g 转速下离心10 min，将浮在NaI 表层的轻质部分倾倒于装有0.45 um 纤维滤膜的过滤器中进行抽滤。
随后向该离心管中再加入25 mL质量浓度为1.70 g·mL-1 的NaI 溶液进行第二次浸提，按同样步骤再次分离、离心和收集重组物质( 重复2 3 次)。
沉积于离心管底的重组加入0.01mol·L−1 CaCl2, 充分搅拌后，离心10 min, 倒掉上清夜后重复5~ 6 次至无I- 反应( AgNO3 溶液检验, 黄色絮状沉淀) , 再以蒸馏水
离心1 次, 将盛装重组的离心管于60 下烘干、称重.在60℃下烘干(24h)称重。
得到轻组物
质占整个样品质量的比例。
烘干的轻质有机质用玛瑙研钵研细过0.15 mm 筛后保存，用重铬酸钾-浓硫酸外加热法测定。
轻组被提取后，加25mL蒸馏水于离心管中，振荡10 min。
在3000×g 条件下离心15 min, 弃去上清液. 重复洗涤3次. 冷冻至干燥后称重，减去离心管的重量后即为重组的重量.。
不同水分条件沼泽湿地土壤轻组有机碳与微生物活性动态
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生物 化学循 环 ． 同土 壤碳 组分 中， 轻组态 主要植 被特 征 为： ， 年积 水， 在 １－ ０ｍ 在不 土壤 Ｍ１ 常 水位 ０ ２ｃ
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收稿 日期 ：２ １—３ ３ ０ １０—０
基金项 目：国家 “ ７ ”项 Ｉ（０ ９ Ｂ ２１３； ９３ ￣ ２０Ｃ ４ １０） Ｉ 国家 自然科学基 金资助 责任 作 者，研究 员，ｏ ｇｃ ｅ ａ． ． ｓｎ ｃ＠ｎ ｉ ｅａ ｃ ｇ ｃｎ
植 物残 体 的物 理 化 学分 解 与 微 生物 消耗 利 用过 项 Ｉ（０３ ５７； ￣４ ９０２）９国科 学 院重要 方 向性项 ￣（Ｚ Ｘ２Ｙ Ｊ３ １ １ ｒ Ｋ Ｃ 一 Ｗ－Ｃ ０）
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土壤碳组分测定方法
土壤碳组分测定方法1、轻组有机碳（LFOC）：采用密度为1.7 g cm-3碘化钠分离提取后，用重铬酸钾- 浓硫酸外加热法测定，轻组有机碳(LFOC)：将过2 mm筛的风干土样20.0 g，放在装有200 ml密度为1.8 g/cm3的NaI溶液的玻璃离心管中，搅拌震荡数秒后，用NaI溶液将附着在管壁和玻璃棒上的颗粒洗入悬浮液中，静置30min后放置离心机中进行离心(825 r/30min)。
利用玻璃滤纸对悬浮液进行真空过滤，并用去离子水洗去剩余的NaI溶液。
将浮在滤纸上物质放65℃的烘箱中烘干12 h，烘干后称量，然后进行有机碳含量分析。
土壤轻组有机碳用NaI（称759g NaI溶解于650 ml蒸馏水中，定容至1 L，用比重计调节比重为1.7 g/cm3，相当于90 ml溶液中含有84g NaI）提取，称25 g过2 mm筛的土壤，加入100 ml NaI溶液，轻轻用手振荡，静置15 min。
3500转离心15 min后，抽吸含轻组的重液到标记的真空瓶中，用一定量的NaI清洗真空管，将真空瓶中的悬浮液倒入真空系统，用0.01M Cacl2溶液清洗滤膜（Whatman GF/A）上的轻组到预先称重的容器中。
这称之为“自由轻组（free light fraction; fLF）”，重复3次。
重新将沉淀悬浮，在超声波中450 J/ml下超声15min，离心、过滤。
这称之为“闭蓄态轻组（occluded light fraction; oLF）”，重复3次。
重组（heavy fraction; HF）组分用0.01M Cacl2溶液冲洗10次，用5 g/L的六偏磷酸钠分散16 h，获得2000–250 um、250–50 um和<50 um三个组分（Roscoe et al., 2000; 2001; 2003）。
2、易氧化有机碳（LOC）：采用333 mmol/L 高锰酸钾氧化法BLAIR G J, LEFROY R D B, LISLE L. Soil carbon fractions based on their degree of oxidation, and the development of a carbon management index for agricultural systems [J]. Australian Journal of Agricultural Research, 1995, 46(7): 1459 - 1466. Logninow W, Wisniewski W, Gonet S S, Ciescinska B. Fractionation of organic carbon based on susceptibility to oxidation. Polish Journal of Soil Science, 1987, 20: 47-52.具体方法：土壤活性有机碳的测定采用KMnO4 氧化法，具体方法为：称取1～2 g 过0.25 （60目）mm 筛的土壤样品于50 ml 离心管中，加入333 mmol/L KMnO4 25 ml，振荡1 h，离心5 min （转速2 000 r/min），取上清液用去离子水按1﹕250 稀释，然后将稀释液在565 nm 比色。
碳组分分类
土壤有机碳作为土壤中较为活跃的土壤组分，对土壤生产力和全球碳循环影响重大。
全球土壤有机碳库达1.5×103-2.0×103Pg，约是陆地生物量的2.5倍，是大气碳库的3倍[1]；土壤每年排出的CO2约为耗能燃烧释放量的10倍[2]，与大气交换的土壤有机碳大约占陆地表层生态系统碳储量的2/3[3]。
因此，即使土壤有机碳库发生微小的变化，也会对全球的碳平衡产生重大的影响[1]。
增加土壤有机碳，不仅可以使退化土壤得到恢复、增加土壤肥力，提高作物生产力[4]，还可以作为有效的、具有中长期利益的CO2减排廉价途径，为研制和开发工业可替代能源赢得宝贵的时间[5]。
Lal在Science发表文章，论述了土壤碳固定对全球气候变化与食物安全的影响，认为可以通过退化土地恢复、免耕、改进放牧管理、生产能源植物等途径增加土壤固定碳的能力，退化农田每增加1吨有机碳，即可相应增加20-40kg/ha的小麦（Triticum aestivum L.）产量、10-20kg/ha的玉米（(Zea mays L.）产量和0.5-1kg/ha的豇豆（Vigna unguiculata L.）产量；不仅如此，每年有机碳的增加还能抵消由化石燃料释放的0.4-1.2Pg碳，从而减缓全球气候变化的负面影响，增加食物安全[4]。
因此，研究不同的耕作制度对提高土壤碳收集能力的影响对于缓解气候变化趋势与全球食物安全都具有十分积极的意义。
1.土壤有机碳及其组分耕作制度在短期内不大可能改变对土壤有机碳带来可观察到的变化，尤其是重组碳。
相反，有机碳的活性部分对耕作制度的改变相对敏感[12]，可明显反映外界环境因子变化和人为活动对土壤有机碳的影响。
因此，各国学者就将研究重点集中在对外界因素非常敏感、周转速度较快的土壤有机碳活性组分上。
土壤活性有机碳一般是指在一定的时空条件下，受环境条件影响强烈、易氧化分解、对植物和微生物活性比较高的那一部分土壤碳素。
土壤碳组分测定方法
土壤碳组分测定方法1、轻组有机碳（LFOC）：采用密度为1.7 g cm-3碘化钠分离提取后，用重铬酸钾- 浓硫酸外加热法测定，轻组有机碳(LFOC)：将过2 mm筛的风干土样20.0 g，放在装有200 ml密度为1.8 g/cm3的NaI溶液的玻璃离心管中，搅拌震荡数秒后，用NaI溶液将附着在管壁和玻璃棒上的颗粒洗入悬浮液中，静置30min后放置离心机中进行离心(825 r/30min)。
利用玻璃滤纸对悬浮液进行真空过滤，并用去离子水洗去剩余的NaI溶液。
将浮在滤纸上物质放65℃的烘箱中烘干12 h，烘干后称量，然后进行有机碳含量分析。
土壤轻组有机碳用NaI（称759g NaI溶解于650 ml蒸馏水中，定容至1 L，用比重计调节比重为1.7 g/cm3，相当于90 ml溶液中含有84g NaI）提取，称25 g过2 mm筛的土壤，加入100 ml NaI溶液，轻轻用手振荡，静置15 min。
3500转离心15 min后，抽吸含轻组的重液到标记的真空瓶中，用一定量的NaI清洗真空管，将真空瓶中的悬浮液倒入真空系统，用0.01M Cacl2溶液清洗滤膜（Whatman GF/A）上的轻组到预先称重的容器中。
这称之为“自由轻组（free light fraction; fLF）”，重复3次。
重新将沉淀悬浮，在超声波中450 J/ml下超声15min，离心、过滤。
这称之为“闭蓄态轻组（occluded light fraction; oLF）”，重复3次。
重组（heavy fraction; HF）组分用0.01M Cacl2溶液冲洗10次，用5 g/L的六偏磷酸钠分散16 h，获得2000–250 um、250–50 um和<50 um三个组分（Roscoe et al., 2000; 2001; 2003）。
2、易氧化有机碳（LOC）：采用333 mmol/L 高锰酸钾氧化法BLAIR G J, LEFROY R D B, LISLE L. Soil carbon fractions based on their degree of oxidation, and the development of a carbon management index for agricultural systems [J]. Australian Journal of Agricultural Research, 1995, 46(7): 1459 - 1466. Logninow W, Wisniewski W, Gonet S S, Ciescinska B. Fractionation of organic carbon based on susceptibility to oxidation. Polish Journal of Soil Science, 1987, 20: 47-52.具体方法：土壤活性有机碳的测定采用KMnO4 氧化法，具体方法为：称取1～2 g 过0.25 （60目）mm 筛的土壤样品于50 ml 离心管中，加入333 mmol/L KMnO4 25 ml，振荡1 h，离心5 min （转速2 000 r/min），取上清液用去离子水按1﹕250 稀释，然后将稀释液在565 nm 比色。
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土壤轻组有机碳
土壤轻组有机碳是指土壤中的有机质在不同颗粒大小上的分布情况。
它是土壤有机质的重要组成部分，对土壤肥力和生态系统功能具有重要影响。
本文将从土壤轻组有机碳的概念、形成机制、影响因素和意义等方面进行阐述。
一、概念
土壤轻组有机碳是指在土壤中，颗粒大小小于0.05mm的有机质的含量。
它主要存在于土壤颗粒表面和微孔隙中，与土壤颗粒结合较弱，容易与水分和微生物交互作用。
二、形成机制
土壤轻组有机碳的形成主要有两个途径。
第一是植物残体和根系分解产生的有机物质，经过微生物的分解作用，形成轻组有机碳。
第二是土壤微生物的代谢产物，例如微生物的分泌物和代谢产生的有机酸等。
这些有机物质经过颗粒表面的吸附和微孔隙的填充，形成土壤轻组有机碳。
三、影响因素
土壤轻组有机碳的含量受到多种因素的影响。
首先是土壤类型，不同类型的土壤含有的有机质量和质量比例不同，进而影响土壤轻组有机碳的含量。
其次是土壤pH值，酸性土壤中土壤轻组有机碳的含量较高。
再次是土壤通气性和湿度，通气性好、湿度适宜的土壤有利于土壤轻组有机碳的形成和积累。
此外，植被类型、土壤质地和
管理措施等也对土壤轻组有机碳的含量产生一定影响。
四、意义
土壤轻组有机碳在土壤肥力和生态系统功能中具有重要意义。
首先，土壤轻组有机碳是土壤肥力的重要指标之一。
它能够提供养分和能量，促进土壤微生物的活动，增强土壤的肥力。
其次，土壤轻组有机碳能够改善土壤结构，增加土壤的团聚体含量和稳定性，提高土壤的抗侵蚀能力和水分保持能力。
此外，土壤轻组有机碳还能够影响土壤的碳循环和温室气体排放，对全球气候变化具有一定的调节作用。
土壤轻组有机碳是土壤中的重要组成部分，对土壤肥力和生态系统功能具有重要影响。
它的形成受到多种因素的影响，包括土壤类型、pH值、通气性、湿度、植被类型、土壤质地和管理措施等。
土壤轻组有机碳对土壤肥力、水分保持能力、抗侵蚀能力和气候调节等方面具有重要意义。
因此，研究土壤轻组有机碳的含量和分布规律，对于提高土壤质量和实现可持续农业发展具有重要意义。