Essentials of Soil Experiments

CEC

Method

CAS	Name	Price	Web
10534-89-1	Hexaamminecobalt Chloride	319RMB/25g	Link(Aladdin)

阳离子交换量：采用三氯化六氨合钴浸提-分光光度法测定。称取2g经2mm过筛风干土壤置于50mL离心管中，加入25mL 1/60 mol/L三氯化六氨合钴溶液，200rpm振荡60min，之后4000rpm离心10min，取上清液并于475nm处测定吸光度。

Reference

ISO 23470:2018

Soil quality — Determination of effective cation exchange capacity (CEC) and exchangeable cations using a hexamminecobalt(III)chloride solution
HJ 889-2017

土壤阳离子交换量的测定三氯化六氨合钴浸提-分光光度法

https://doi.org/10.1016/j.still.2024.106429

Abstract

土壤阳离子交换容量（CEC）是指土壤吸附和交换阳离子的能力；CEC与土壤胶体的比表面积及表面电荷密切相关。通过用已知浓度的阳离子完全置换土壤中吸附的全部阳离子，再测定这些已知阳离子的吸附量来获得土壤的CEC。
阳离子交换量及可交换性盐基阳离子的测定方法步骤如下：（1）称取2.5g风干土壤放入100mL圆底离心管中；（2）每支试管中放入8*20mm A型磁力搅拌子；（3）向每支试管中加入50mL 0.0166mol/L [Co(NH₃)₆]Cl₃提取液；（4）将装有样品的离心管放入100mL高型烧杯中，固定试管；（5）将固定试管置于磁力搅拌器上；（6）搅拌过程中保持混合物中存在涡旋；（7）将溶液在4000r/min下离心20min，使用中速滤纸过滤；（8）测定滤液中Ca、Mg、Na和K含量；测定CEC含量

POM & MAOM

Method

Name	Price	Web
6cmΦ 0.053mm aperture sieve	30RMB	Link(Taobao)
15cmΦ 0.053mm sieve	30RMB	Link(Taobao)

取10g风干土壤放入100mL聚乙烯瓶中，加入50mL 5g/L六偏磷酸钠作为分散剂；在180r/min振荡18h。去除漂浮物质并通过0.053mm筛网进行过滤，使用15cm*12cm锡纸盒承接土壤溶液，筛上>0.053mm组分为 POM，筛下<0.053mm组分为 MAOM；使用烘箱于60°C烘干。

Tip

使用60°C烘干，目的是在条件受限的情况下尽可能保持含氮物质保留；最佳实践为使用冻干方法处理。

Reference

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2026.117704

Abstract

土壤 POM、MAOM 分离方法：取10g土壤样品，将其分散于40mL含5g/L SHMP溶液中，在水平振荡器上以180rpm的转速振荡17h；将土壤过0.05mm筛网进行筛分，总计使用500+200mL去离子水冲洗土壤；将 MAOM 和POM于105°C干燥48h
土壤有机碳和金属（氢）氧化物会阻碍六偏磷酸钠对土壤的分散作用
酸性土壤中，团聚体的稳定性通常主要受黏土矿物以及金属（氢）氧化物反应活性的驱动，这些物质可与有机质共沉淀，形成牢固的有机—矿物复合体

https://doi.org/10.1111/gcb.17092

Abstract

MAOM 主要由相对简单的生物分子组成，这些生物分子通过两种主要途径与土壤矿物相互作用而形成 MAOM：（1）植物输入被微生物同化并转化为微生物细胞组分，随着微生物细胞的死亡与周转，其残留物与土壤矿物发生相互作用，形成“微生物来源”的 MAOM；（2）植物输入不经过微生物细胞直接与土壤矿物发生相互作用（即“植物来源的 MAOM”），既可以是以完整形式进行（例如，根系分泌物中的简单糖类和氨基酸的直接吸附），也可以是在胞外酶将较复杂的植物化合物（如木质素）部分降解为更简单的化合物之后再与土壤矿物发生相互作用。
植物残体主要通过颗粒态有机质（POM）库进入 MAOM，而 POM 主要由部分分解的植物化合物组成；POM 的碳氮比可用于估计植物残体对 MAOM 的输入。
MAOM 的 C/N 值会高于微生物生物量，而低于 POM；因为 MAOM 通常包含植物残体和微生物残体的混合物。

Note

微生物残体在 MAOM 中所占的比例 (f) 可估算为：

\[ f=\frac{{\left[\mathrm{N}/\left(\mathrm{C}+\mathrm{N}\right)\right]}_{\mathrm{MAOM}}-{\left[\mathrm{N}/\left(\mathrm{C}+\mathrm{N}\right)\right]}_{\mathrm{POM}}}{{\left[\mathrm{N}/\left(\mathrm{C}+\mathrm{N}\right)\right]}_{\mathrm{Microbe}}-{\left[\mathrm{N}/\left(\mathrm{C}+\mathrm{N}\right)\right]}_{\mathrm{POM}}}. \]

f表示 MAOM 中来源于微生物残体的比例，因此1−f即为 MAOM 中来源于植物残体的部分;[N/(C + N)]_Microbe代表微生物生物量中氮的摩尔分数

https://doi.org/10.1111/gcb.70448

Abstract

https://orcid.org/0000-0002-0443-0628
MAOM 的分解潜力及其调控 MAOM 降解的内在特性
MAOM 的分解速率与含氮化合物（包括氨基酸）的丰度呈正相关；富含氮的微生物残体更倾向于通过有机-有机相互作用吸附到被有机质覆盖的矿物表面，结合方式的稳定性低于直接矿物吸附（即单层吸附），因此可能促进了有机质的多层累积，从而导致有机碳负载量更高，同时增强了富含氮的 MAOM 的分解潜力
有机-有机相互作用保留的有机碳具有较高的可分解性，这可能为 MAOM 上的碳留存设定了一个上限；解释碳饱和现象不仅依赖于矿物表面的可利用性
MAOC 的循环过程在根系分泌物、氧化还原状态波动或养分限制等因素的影响下存在动态特征
MAOM 的形成是由有机物质与矿物通过吸附、共沉淀、包裹于细小微团聚体中或有机—无机相互作用等机制相结合而驱动的：在酸性至中性条件下主要带正电的金属氧化物（如针铁矿）具有高密度的活性羟基（•OH）基团，通过配体交换与有机碳结合；有机质的分子组成，羧基、酚羟基、芳香族基团以及氮（N）功能基团的丰度，进一步决定其结合强度。
MAOM 氨基酸测定需冻干处理，采用高效液相色谱（HPLC）测定
MAOM 的分子组成采用热解-气相色谱/质谱联用技术（py-GC/MS）测定，脂肪族化合物、多糖、芳香族化合物、酚类、含氮化合物和烷基化合物

https://doi.org/10.1111/1365-2435.14569

Abstract

https://functionalecologists.com/2024/08/01/xiaojuan-feng-microbial-carbon-use-efficiency-did-not-consistently-differ-between-particulate-and-mineral-associated-organic-matter/
实验图片可参考
MAOM 提取方法：将2mm 风干土壤以土壤与水质量体积比1:5混合，在180r/min振荡30min。去除漂浮物质并通过0.053mm筛网进行过滤，筛上>0.053mm组分为 POM，筛下<0.053mm组分为 MAOM。冻干后称重，并计算其质量占比。

Organic Phosphorus (OP)

Method

Reference

https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.109911

Abstract

有机磷（OP）占土壤总磷库的90%，由正磷酸酯、膦酸盐和有机磷酸酐组成；有机磷的分解为植物提供可吸收利用的无机磷（IP）
通过测定土壤有机磷库的碳同位素组成可探究有机磷动态变化
待测土壤在40°C下烘干，过筛至2mm；0.5M H₂SO₄提取剂以质量体积比1:40比例，在室温下以180rpm水平振荡16h，以2800G/15min离心处理，使用2.7μm孔径纤维素滤纸过滤，提取的滤液为可溶性磷（无机磷，IP），使用钼蓝比色法测定；有机磷（OP）含量为总磷（TP）与无机磷（IP）的差值。
添加金属氧化物并未进一步提高对有机磷的去除率（无用）

MBC & MBN & MBP

Method

Reference

https://doi.org/10.1007/BF02280183

Abstract

https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2019.107521
土壤微生物生物量磷浸提液采用0.5M NaHCO₃溶液

https://doi.org/10.1016/0038-0717(90)90046-3

Abstract

土壤微生物生物量碳原始文献
熏蒸-提取法：在聚乙烯瓶中，加入鲜土和0.5M K₂SO₄，其中土壤和溶液的质量体积比为1:4；振荡30min，过滤；微生物量碳计算采用熏蒸前后的差值除以k_EC=0.45计算。