王鵬 李彥標(biāo) 武悅 王淑 趙春慧 王永行

摘 要：土壤陽離子交換量指土壤膠體所能吸附陽離子的總量，本文用乙酸銨離心交換法，測(cè)定214份土壤樣本的CEC值，結(jié)果表明，氯化鋇-硫酸強(qiáng)迫交換法測(cè)定結(jié)果重復(fù)性較強(qiáng)，不同方法測(cè)定CEC值差異大，氯化鋇-硫酸強(qiáng)迫交換法測(cè)定結(jié)果受土壤pH值影響較大，乙酸銨離心交換法測(cè)定結(jié)果與土壤多個(gè)理化指標(biāo)密切相關(guān)。

關(guān)鍵詞：土壤交換量測(cè)量;乙酸銨;氯化鋇

土壤膠體表面吸附的陽離子最大量為陽離子交換量，以每千克土壤厘摩爾數(shù)表示，是土壤緩沖性能的主要來源，是反映土壤負(fù)電荷總量的重要指標(biāo)，目前常用的測(cè)定方法有IM中性乙酸銨淋洗法、氯化鋇-硫酸強(qiáng)迫交換法、同位素表示跟蹤法等。影響CEC數(shù)值的因素有土壤礦物的種類、鹽溶液濃度的交換劑性質(zhì)，檢測(cè)方法及操作等。本文介紹用乙酸銨離心交換法測(cè)定土壤CEC值，分析不同測(cè)量方法對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。

一、測(cè)定方法與原理

土壤陽離子交換量測(cè)定受多種因素影響，如鹽溶液濃度與PH值等，必須嚴(yán)格掌握操作技術(shù)才能獲得可靠結(jié)果。檢測(cè)方法中最經(jīng)典的是中性乙酸銨法，中性乙酸法是我國(guó)土壤實(shí)驗(yàn)室采用的常規(guī)分析方法，對(duì)于酸性土壤，常規(guī)方法浸提液PH值偏低，與實(shí)際情況相差較大，所得結(jié)果較實(shí)際情況偏高。氯化鋇-硫酸強(qiáng)迫交換法原理是土壤中存在各種陽離子可被氯化鋇水溶液中的陽離子等價(jià)交換。土壤用BaBl2處理，與Ba2+飽和，用BaCl2溶液平衡土壤，用MgSO4交換Ba2+測(cè)定酸性土壤陽離子交換量。目前應(yīng)用較多的是NH4Cl-NH4OAc法，其測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，是目前國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用于石灰性土壤交換量測(cè)定的常規(guī)方法。

氯化鋇-硫酸強(qiáng)迫交換法原理是利用被氯化鋇水溶液中的陽離子等價(jià)交換，用電解質(zhì)硫酸溶液交換Ba2+，通過測(cè)定交換反應(yīng)前后硫酸含量變化，計(jì)算出消耗硫酸量。稱取2mm篩孔土樣2g至100ml離心管，加入30mlBaCl2溶液，用玻璃管攪拌以3000r/min的速度攪拌3min，加30mlBaCl2溶液重復(fù)操作，離心至下層土壤緊實(shí)為止。

在離心管內(nèi)加50ml蒸餾水，攪拌3min后，離心沉降，重復(fù)數(shù)次，至無氯離子。移取2.100ml硫酸溶液至離心管，震蕩15min，將離心管內(nèi)溶液過濾入250ml錐形瓶中，至無硫酸根離子。錐形瓶中加2滴酚酞指示劑，用0.1mol標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定。

二、試劑及設(shè)備

氯化鋇溶液：稱取60.0g氯化鋇溶于水，轉(zhuǎn)移至500ml容量瓶中，定容;酚酞指示劑：稱取0.1g酚酞溶于100ml 90%的乙醇溶液中，定容;標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液：稱取2.00g氫氧化鈉用去二氧化碳蒸餾水溶解于500ml容量瓶中，定容;硫酸溶液：稱取5.36ml硫酸至1000ml容量瓶中，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液標(biāo)定濃度。

稱取兩份0.150g鄰苯二甲酸氫鉀于250ml錐形瓶中，加100ml蒸餾水溶解，用配制好的氫氧化鈉溶液滴定至淡紅色，從滴定鄰苯二甲酸氫鉀氫氧化鈉溶液的體積中扣除空白值。

三、結(jié)果及分析

統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，從214份土壤樣本中隨機(jī)抽取，重復(fù)5次測(cè)定CEC值。氯化鋇法測(cè)定平均CEC值比乙酸銨法測(cè)定值大35.13%，氯化鋇法測(cè)定結(jié)果比乙酸銨法測(cè)定結(jié)果重復(fù)性強(qiáng)。

將214份土壤樣本的PH值，全氮，全磷及兩種方法測(cè)定的CEC值進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明，乙酸銨法測(cè)定CEC值與水解氮等多個(gè)指標(biāo)，氯化鋇法測(cè)定CEC值在0.1001水平上顯著相關(guān)。兩種方法測(cè)定CEC值在0.1001水平上差異顯著。在應(yīng)用離子交換量數(shù)據(jù)時(shí)需注明測(cè)定方法，保持測(cè)定方法的一致性非常重要。

兩種方法測(cè)定的CEC值與土壤pH值作散點(diǎn)圖顯示，氯化鋇法測(cè)定CEC值均<31cmol/kg，的土壤樣本氯化鋇法測(cè)定的CEC值樣本間差異較大?？赡芟念~外的NaOH溶液導(dǎo)致。乙酸銨法測(cè)定CEC值散點(diǎn)圖比較均勻，大于516的樣本間的CEC值有差異變化大的趨勢(shì)。

兩種方法的CEC值分成兩組進(jìn)行檢驗(yàn)分析， PH值>5.16組兩種方法測(cè)定值在0.1001水平上差異顯著。

陽離子交換量測(cè)定影響因素有很多，由于采用不同的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成誤差，部分方法實(shí)驗(yàn)使用劑量較大，造成待測(cè)成分損失較大?，F(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)方法采用復(fù)雜落后，實(shí)驗(yàn)人員操作造成誤差。

經(jīng)改良后方法可用于土壤陽離子交換量的測(cè)定，改良方法在用乙酸銨交換法實(shí)驗(yàn)原理，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精密度，運(yùn)用抽濾裝置快速分離土壤與乙酸銨溶液。抽濾過程有濾紙截留全部土壤樣品，用現(xiàn)代的自動(dòng)凱氏定氮儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)定氮蒸餾裝置，利用自動(dòng)凱氏定氮儀添加試劑，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的操作要求相應(yīng)降低。代替?zhèn)鹘y(tǒng)定氮裝置測(cè)定測(cè)定酸性土壤陽離子交換量的實(shí)驗(yàn)過程，較少有研究。

改良后方法存在乙酸銨交換法的缺點(diǎn)，黏土礦物含有較強(qiáng)的吸附銨離子能力，乙酸銨溶液形成可溶性膠體后被乙醇洗脫，可能有部分銨離子無法蒸餾。部分鐵含量較高的酸性土壤，膠體易吸附乙酸銨中的銨離子，土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)陽離子交換量會(huì)產(chǎn)生影響，有機(jī)質(zhì)含量對(duì)陽離子交換量的測(cè)定是否存在相關(guān)性尚無報(bào)道。

改良后測(cè)定方法只能測(cè)定酸性土壤陽離子交換量。選用紅壤與黑土標(biāo)準(zhǔn)成分分析物質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)材料，未考慮環(huán)境樣品中可能存在干擾測(cè)定的含量物質(zhì)。

四、結(jié)語

氯化鋇-硫酸強(qiáng)迫交換法操作簡(jiǎn)單快捷，成本相對(duì)較低，兩種方法測(cè)定的CEC值差異較大，振蕩法可減少離心次數(shù)，減少分析中乙酸銨的用量，節(jié)省了分析所用時(shí)間，但震蕩中應(yīng)注意防止樣品外漏。100目的測(cè)定結(jié)果高于60目，測(cè)定結(jié)果無明顯差別，可使用測(cè)量金屬樣品的100目測(cè)定土壤中陽離子交換量。實(shí)際土壤樣品測(cè)定需要成倍增加洗滌次數(shù)，無鈣離子，有個(gè)別樣品需振蕩離心10多次，為節(jié)省時(shí)間，建議適當(dāng)減少樣品的稱樣量，其相對(duì)偏差在允許范圍內(nèi)。

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