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土壤的有机元素分析-对碳-氮比的监测


对作物生长所处土壤健康状态的监测是确保作物健康生长的基本条件。其中对于作物生长最基本的两种元素就是碳和氮,特别是它们二者的比例。这种比例关系就称为碳-氮或CN比。含碳组分之所以重要,是由于它的以某种形式存在的能量组分,例如碳氢化合物,而氮对于作物生长也是必不可少的。不同国家的土壤平均碳氮比是有不同的,这取决于当地占主导地位的土壤种类,但一般的值在817。加到土壤中的肥料可以调节土壤的碳氮比,这种因素也需考虑。当有机物加入到土壤中,由细菌和真菌造成的组分分解可以导致碳氮比的改变。对于加到土壤里的任何肥料来说,重要的是有足够高的含氮水平,否则添加将起反作用。添加混合肥料,一般碳氮比为201,是我们希望的,然而,添加锯木屑,尽管碳氮比高达4001, 却会带来灾难性后果2。微生物分解有机物会非常快地用尽添加物中的氮,然后就开始消耗土壤中的氮。这减少了植物能用的氮的量从而抑制了作物的生长。除了这些之外,含碳组分和含氮组分能被进一步分解成有机和无机的小部分。碳经常专门用TOC(总有机碳)和TIC(总无机碳)来引用。TOC考虑的是所有来自诸如腐烂植物或细菌生长所产生的碳。TIC包括了所有剩余的碳,例如以碳酸盐和重碳酸盐形式存在的碳。这些百分比含量可以用两种技术来确定: 基耶达(Kjeldahl)法和杜马(Dumas)法。基耶达(Kjeldahl)法时间消耗长、且经常涉及复杂的湿法化学技术,而杜马(Dumas)法只是一个简单的燃烧过程。杜马(Dumas) 有机元素分析仪包括土壤物质在有氧气的条件下燃烧生成简单分子或诸如二氧化碳CO2、水和氮之类的气体,然后用色谱技术对这些气体进行分离。珀金埃尔默公司的EA-2400CHNS/OEA2410蛋白质分析仪是那些采用燃烧剂和TCD(热导检测器)仪器的经典范例,它们可以提供高的精度和准确的结果。对于EA2400来说,碳/氮百分数输出到数据软件,碳氮比就可以自动计算出来了。如果想要得到TOC(总有机碳),可以在燃烧前对样品进行酸化处理来消除无机碳类型的碳。知道总碳和有机碳(例如酸化的碳百分比含量),就可以进行总无机碳的计算。



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