有機(jī)酸在土壤養(yǎng)分活化、釋放中的作用日益受到關(guān)注，已成為國內(nèi)外植物營養(yǎng)和土壤學(xué)研究的熱點(diǎn)（Fox et a1．，1990b；1992；胡紅青等，1997；陸文龍等，1998；McColl et a1．，1999；Sollins et a1．，1999）。土壤中的有機(jī)酸可來自有機(jī)質(zhì)分解、微生物代謝或植物根分泌作用等不同途徑（莫淑勛，1986；沈阿林等，1997）。對(duì)于森林土壤來說，森林凋落物的分解和淋溶過程無疑是有機(jī)酸的zui主要來源。目前，已有越來越多的研究者注意到森林凋落物分解、淋溶過程中釋放的有機(jī)酸并對(duì)此進(jìn)行研究（Pohlman et a1．，1988；Fox et a1．，1990a；王曉水等，1997；吳俊民等，2000），這就要求有準(zhǔn)確、快速、簡便的分析檢測(cè)方法。
    森林凋落物中有機(jī)酸的分析尚無統(tǒng)一方法，研究者采用的主要有液相色譜法和氣相色譜法2大類。用液相色譜法（紫外檢測(cè)器）測(cè)定有機(jī)酸時(shí)，檢測(cè)波長一般在羧基的zui大吸收峰205nm左右，易受夾雜成分的干擾，引起較大誤差，且需要較為復(fù)雜的前處理（Fox et a1．，1990a）；另外在測(cè)定小分子有機(jī)酸時(shí)需要較低的pH值，易引起色譜柱的流失，而脂肪酸又以結(jié)合態(tài)（甘油三酯）存在，且存在形式不*，無法直接測(cè)定，使其游離而不破壞脂肪酸的特性需要復(fù)雜的處理過程。應(yīng)用傳統(tǒng)的氣相色譜法測(cè)定有機(jī)酸時(shí)，前處理大多選用不同溶劑浸提，然后進(jìn)行濃縮、酯化，這就不可避免地產(chǎn)生易揮發(fā)性有機(jī)酸在濃縮和酯化過程中的損失以及高溫引起的不飽和脂肪酸的氧化，且由于處理方法的不同，通常僅能分析大分子有機(jī)酸，而對(duì)低分子有機(jī)酸的選擇性較差（王曉水等，1997；吳俊民等，2000）。對(duì)于同一種凋落物而言，要想測(cè)定出其所含有的低分子量有機(jī)酸及脂肪酸，往往需用2種不同方法進(jìn)行測(cè)定，從而導(dǎo)致2種不同方法之間可比性差，容易造成誤差。因此，進(jìn)行樹種凋落物中各種有機(jī)酸的綜合、一次性測(cè)定研究就顯得尤為重要。

    本文采用甲醇浸提的同時(shí)進(jìn)行甲酯化處理，用毛細(xì)管氣相色譜法進(jìn)行檢測(cè)，建立了一種準(zhǔn)確且同時(shí)測(cè)定森林凋落物中低分子量有機(jī)酸和脂肪酸的毛細(xì)管氣相色譜法。該方法操作簡便，不需要額外的樣品濃縮處理過程，能同時(shí)分析多種低分子量有機(jī)酸及脂肪酸。
 

    1 試驗(yàn)材料

    選擇東北林區(qū)主要造林樹種水曲柳（Fraxinus mandshurica）和落葉松（Larix olgensis）的新鮮凋落物為供試材料。于10月上旬在東北林業(yè)大學(xué)帽兒山實(shí)驗(yàn)林場收集當(dāng)年新鮮凋落物（L層）。樣品在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通風(fēng)陰干，粉碎，裝瓶待測(cè)。
  

  2 樣品處理（浸提與甲酯化）

    準(zhǔn)確稱取凋落物樣品0.5000g放人干凈的50mL反應(yīng)瓶中，加人體積之比為7：100的H2S04：CH3OH溶液10mL（劉百戰(zhàn)等，1999），密閉搖勻，置于60％水浴鍋中加熱24h浸提并直接進(jìn)行甲酯化，然后用布氏漏斗將甲酯化后的樣品抽濾，用甲醇沖洗反應(yīng)瓶3次，抽濾后合并濾液，轉(zhuǎn)移到盛有20mL高純水的分液漏斗中。用三氯甲烷萃取（5mL，分3次），分層后下層萃取液經(jīng)無水硫酸鈉玻璃小柱（玻璃小柱中加人約5mm厚無水硫酸鈉，下端用玻璃纖維固定；無水硫酸鈉及玻璃纖維在250％下烘干4h）干燥，用帶刻度試管接取，直接取1μL進(jìn)樣分析。
  

  3 儀器設(shè)備與色譜條件

    美國Agilent-6890N氣相色譜儀，氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）。色譜分析條件如下：色譜柱：30m×0.25mm×0.53 μm FFAP彈性石英毛細(xì)管柱；柱流速：2.5 mL/min；進(jìn)樣口溫度：230℃；載氣：氮?dú)猓∟2），純度≥99.999％；程序升溫：120℃（保持2 min） 10℃/min→ l60℃，20℃/min→200℃保持20min）；進(jìn)樣量：1μL；分流比：20：1；檢測(cè)器溫度：250℃；尾吹：50mL/min；H2：空氣為40mL/min：450 mL/min。
 

    4 定性分析

    分別取一定濃度的草酸、丙二酸、丁二酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸、蘋果酸、檸檬酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和花生酸（均為色譜純，Sigma產(chǎn)品）標(biāo)樣，在上述*色譜條件下，按樣品處理方法進(jìn)行甲酯化，得到標(biāo)樣色譜圖，以確定各有機(jī)酸峰的位置及不同有機(jī)酸所對(duì)應(yīng)的保留時(shí)間。在相同色譜條件下，將樣品色譜圖與有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖進(jìn)行對(duì)照，根據(jù)保留時(shí)間確定樣品中各有機(jī)酸的色譜峰，進(jìn)行定性分析；同時(shí)還在樣品中加人有機(jī)酸標(biāo)樣，以進(jìn)一步確定。圖1和圖2分別為水曲柳和落葉松凋落物樣品的典型氣相色譜圖。
    可以看出，水曲柳和落葉松凋落物樣品含有多種有機(jī)酸，包括草酸、丙二酸、反丁烯二酸、丁二酸、順丁烯二酸、蘋果酸、棕櫚酸、檸檬酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸等，其中大部分峰都能得到較好的分離。另外還有部分含量較高的物質(zhì)未能確認(rèn)。
 

    定量分析

    應(yīng)用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析，用峰面積計(jì)算出樣品中各有機(jī)酸的含量。為測(cè)定該方法的精密度，同一凋落物樣品重復(fù)稱樣6次，分別進(jìn)行甲酯化處理和色譜分析，計(jì)算各有機(jī)酸含量的平均值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。另外，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行有機(jī)酸的回收率試驗(yàn)，并取一定濃度的有機(jī)酸標(biāo)樣進(jìn)行zui小檢出限測(cè)定（S/N=3）。水曲柳凋落物中13種有機(jī)酸的定量測(cè)定結(jié)果及方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差、回收率、zui小檢出限等參數(shù)。
可以看出，所檢測(cè)的13種有機(jī)酸中有12種相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.53％～5.30％，只有順丁烯二酸因?yàn)楹可伲鄬?duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差達(dá)到8.54％，但也滿足分析測(cè)定的要求；13種有機(jī)酸的加標(biāo)回收率在84.66％～97.45％之間；各有機(jī)酸的zui小檢出限為0.89～6.46 ng。
 

   6 結(jié)論與討論

    本研究將密封樣品的反應(yīng)瓶置于60％水浴鍋中，采用甲醇浸提有機(jī)酸并直接甲酯化24h，建立了一種準(zhǔn)確測(cè)定森林凋落物中有機(jī)酸的毛細(xì)管氣相色譜法。該方法不需要特殊設(shè)備及樣品濃縮處理，不但能有效避免傳統(tǒng)測(cè)定方法濃縮和酯化過程中易揮發(fā)有機(jī)酸的損失，以及高溫引起的不飽和脂肪酸的氧化，而且酯化*，樣品轉(zhuǎn)移簡便，易于操作；用毛細(xì)管氣相色譜法進(jìn)行檢測(cè)，選擇性好，能一次性準(zhǔn)確測(cè)定低分子量有機(jī)酸及脂肪酸。實(shí)驗(yàn)表明，該方法分離度好、精密度高、重現(xiàn)性好（保留時(shí)間變化在±1.5％以內(nèi)）、回收率及zui小檢出限均滿足要求，是一種對(duì)凋落物樣品中有機(jī)酸進(jìn)行定性、定量分析的可靠方法。
將本文分析結(jié)果與王曉水等（1997）、吳俊民等（2ooo）所做的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)亞油酸所占比例較大這一點(diǎn)是一致的，但其二人均未涉及低分子量有機(jī)酸，如草酸、丙二酸、反丁烯二酸、丁二酸、順丁烯二酸、蘋果酸等。Pohlman等（1988）發(fā)現(xiàn)北美翠柏（Calocedrus decurrens）、美國黃松（Pinus ponderos0）未分解凋落物亞層中草酸含量zui大，在這點(diǎn)上本研究也與此結(jié)果相符。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)Pohlman等（1988）、F0x等（1990a）所檢測(cè)的有機(jī)酸數(shù)量遠(yuǎn)低于本文結(jié)果，原因很可能在于他們測(cè)定有機(jī)酸時(shí)采用稀NaOH／HNO3，溶液或調(diào)節(jié)到一定pH值的去離子水進(jìn)行凋落物淋洗處理，接收淋洗液進(jìn)行分析，所測(cè)得的主要是游離低分子有機(jī)酸（脂肪酸以水相溶劑是無法提取的）；而本文則是在60℃密閉條件下，采用甲醇浸提有機(jī)酸并直接進(jìn)行甲酯化，游離有機(jī)酸可直接浸提酯化，結(jié)合態(tài)有機(jī)酸亦可在酸的作用下完成酯交換，使游離及結(jié)合態(tài)有機(jī)酸得以同時(shí)測(cè)定。此外，凋落物中有機(jī)酸的專門定性分析采用了氣相色譜一質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用法，將另文論述。
 

參 考 文 獻(xiàn)

[1]胡紅青，賀紀(jì)正，李學(xué)垣等．有機(jī)酸對(duì)酸性土壤吸附磷的影響．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，16（1）：37—42
[2]劉百戰(zhàn)，徐亮，詹建波等．云南烤煙中非揮發(fā)性有機(jī)酸及某些脂肪酸的分析．中國煙草科學(xué)，1999，（2）：28—31
[3]陸文龍，王敬國，曹一平等．低分子量有機(jī)酸對(duì)土壤磷釋放動(dòng)力學(xué)的影響．土壤學(xué)報(bào)，1998，35（4）：493—499
[4]莫淑勛．土壤中有機(jī)酸的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化及對(duì)土壤肥力的某些影響．土壤學(xué)進(jìn)展，1986，14（4）：1—10
[5]沈阿林，李學(xué)垣，吳受容．土壤中低分子量有機(jī)酸在物質(zhì)循環(huán)中的作用．植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，1997，3（4）：363—370