冮 爽

[沈陽市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)服務(wù)中心（沈陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院），遼寧?沈陽?110034]

土壤陽離子交換量（簡稱CEC）是指土壤膠體所能吸附各類陽離子的總量，單位摩爾/公斤。陽離子主要為鈣、鎂、鉀、鈉、氫、銨等帶正電荷的養(yǎng)分離子。黏粒和有機(jī)質(zhì)顆粒帶有土壤負(fù)電荷，可以吸引、保持或釋放帶正電的養(yǎng)分顆粒（陽離子）。土壤物理性狀得到改善時(shí)，土壤中的陽離子交換量可得到有效提升。因此，評價(jià)土壤保肥能力及土壤改良效果，可通過考察土壤陽離子交換量大小進(jìn)行，土壤陽離子交換量的值越大，土壤的水化、膨脹和分散能力越強(qiáng)，土壤肥力水平越好。

同時(shí)，土壤陽離子交換量作為土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)重要參數(shù)，幾乎成為土壤質(zhì)量檢測的必檢項(xiàng)，且土壤抽樣時(shí)常常需要多點(diǎn)位抽樣比對，檢測過程中面臨檢測數(shù)量龐大且樣品集中、用時(shí)較短的局面。因此采用快速、準(zhǔn)確的檢測方法進(jìn)行測定，對土壤質(zhì)量評估，尤其是大面積土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)至關(guān)重要。此外，土壤陽離子交換量的檢測及應(yīng)用涉及范圍廣泛，目前農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中均提出了土壤陽離子交換量測定的不同測定方法，但隨著新形勢要求，以及近年來新試劑、新儀器的發(fā)展應(yīng)用，研究者在大量工作中不斷優(yōu)化改進(jìn)檢測方法，使得土壤陽離子交換量的測定更加快捷、準(zhǔn)確，也為土壤評估及下一步土壤改良措施的制定提供更好支撐。

1 三氯化六氨合鈷浸提—分光光度法

1.1 試驗(yàn)方法

稱取3克土壤樣品，將其放置于容量為150毫升的錐形瓶中，向內(nèi)加入濃度為1.667?1/100/升的三氯化六氨合鈷（[Co(NH3)6]Cl3）溶液25毫升，并用濃度為1摩爾/升的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7～8之間，充分搖勻，放置在水浴振蕩器內(nèi)，使用180轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速振蕩30分鐘。之后轉(zhuǎn)移至容量為50毫升的離心管中，離心20分鐘，取上清液。用水替代三氯化六氨合鈷溶液進(jìn)行同樣的操作進(jìn)行對照。獲得的兩種上清液，分別置于10毫米比色皿中，用分光光度計(jì)在波長475納米處，測定吸光度A，以及土壤樣品未與三氯化六氨合鈷交換時(shí)溶液的吸光度A0，由公式（1）進(jìn)行計(jì)算。

1.2 方法特點(diǎn)

該檢測方法可以應(yīng)用于比較寬泛的pH范圍（1～14），同時(shí)在474納米處有最大吸收峰，通過對HJ?889-2017標(biāo)準(zhǔn)方法的優(yōu)化，解決了測定酸性土壤時(shí)誤差大的問題，減少了取樣量和檢測試劑使用量，提高了方法靈敏度，降低了方法檢出限，適用于不同酸堿度土壤的批量分析測試。

2 乙酸銨法

2.1 試驗(yàn)方法

稱取過16目篩孔的土壤樣品1.00克，放置于容量為50毫升的離心管內(nèi)，加入濃度為1摩爾/升的乙酸銨40毫升，放置于渦旋振蕩儀上振蕩1分鐘，再在轉(zhuǎn)速4500轉(zhuǎn)/分鐘的離心機(jī)中離心3分鐘，棄去上清液，重復(fù)3次。在最后一次渦旋、離心得到的上清液5毫升中，加入pH=10的緩沖液1毫升，適量鈣鎂指示劑，溶液反應(yīng)后呈藍(lán)色（鈣離子已除盡），土樣開始進(jìn)行下一步處理；若溶液反應(yīng)后呈紫色，需重復(fù)上述洗滌過程，直至土壤中的鈣離子被除盡。

向離心管中加入40毫升濃度為?95%的乙醇，放置于渦旋振蕩儀上振蕩1分鐘，再在轉(zhuǎn)速4500轉(zhuǎn)/分鐘的離心機(jī)中離心3分鐘，棄去上清液，重復(fù)3次。在最后一次渦旋、離心得到的上清液，滴于白瓷盤中，立即加一滴納氏試劑，反應(yīng)不呈現(xiàn)黃色（銨離子已除盡），土樣開始進(jìn)行下一步處理；若出現(xiàn)黃色，需重復(fù)上述洗滌過程，直至土壤中的銨離子被除盡。

將離心管內(nèi)處理好的土樣，用80毫升去離子水洗入定氮儀的消化管中，消化管中加入約1克氧化鎂，接收瓶中加入濃度為20克/升硼酸溶液10毫升，將消化管裝入定氮儀中進(jìn)行蒸餾（定氮儀參數(shù)選擇：蒸餾時(shí)間4.5分鐘，蒸汽量70%）。取下接收瓶，在其中加入3滴甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，用濃度為0.1摩爾/升的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。每份土樣至少做2次平行，同時(shí)做空白試驗(yàn)。結(jié)果按烘干土重，通過公式（2）進(jìn)行計(jì)算。

2.2 方法特點(diǎn)

該檢測方法適用于石灰性以外的土壤。通過定氮儀配合漩渦振蕩儀進(jìn)行流程優(yōu)化，可以加快樣品中鈣離子和銨離子的去除速度，減少洗滌次數(shù)，節(jié)約試劑成本，加快蒸餾時(shí)間，單批次樣品檢測效率提高45%，適用于需要大批量速測的樣品。

3 EDTA銨鹽快速測定法

3.1 試驗(yàn)方法

稱取過10目篩孔的土壤樣品2.00克，放置于容量100毫升的離心管中，加入60毫升EDTA-乙酸銨混合液（0.005摩爾/升EDTA與1摩爾/升乙酸銨，酸性和中性土壤用pH=7.0，石灰性土壤用pH=8.5），攪拌1～2分鐘，放入離心機(jī)中3000轉(zhuǎn)/分鐘離心3～5分鐘，棄去上清液，重復(fù)1～3次。加入的60毫升95%乙醇溶液，攪拌1～2分鐘，放入離心機(jī)中3000轉(zhuǎn)/分鐘離心3～5分鐘，棄去上清液，重復(fù)3次，通過納氏試劑確定銨離子已除盡。用60毫升去離子水將樣品全部洗入消化管，加入1克氧化鎂，放在定氮儀上進(jìn)行蒸餾。

接收瓶中加入25毫升濃度為2%的硼酸吸收液和兩滴甲基紅-溴甲酚綠指示劑，蒸餾5分鐘，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液微紅色為終點(diǎn)，同時(shí)做空白試驗(yàn)。結(jié)果通過公式（3）進(jìn)行計(jì)算。

3.2 方法特點(diǎn)

本方法可以對pH范圍在4.0～8.5之間的土壤進(jìn)行檢測，通過對混合液酸堿度的處理，使用一種方法完成批量的土壤檢測，大大提高了檢測效率，且結(jié)果誤差都在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范允許的范圍內(nèi)。特別是弱酸性、中性和弱堿性土壤，結(jié)果誤差較小。

4 結(jié)語

本文總結(jié)了目前設(shè)施果蔬綠色栽培中3種最有效的土壤陽離子優(yōu)化檢測方法，其中，三氯化六氨合鈷浸提—分光光度法經(jīng)過對土壤稱樣量、pH、浸提時(shí)間、浸提溫度和離心時(shí)間的優(yōu)化后，檢測速度更快，精密度更高；乙酸銨法通過定氮儀和漩渦振蕩儀的配合，使得洗滌次數(shù)明顯減少，蒸餾時(shí)間顯著縮短，對照行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)，檢測效率提高45%；EDTA銨鹽快速測定法，利用EDTA和乙酸銨的混合液對土樣進(jìn)行處理后，使檢測土壤的pH范圍，由酸性—中性，擴(kuò)展為酸性—堿性，大大增加了方法適用條件范圍，尤其是檢測常見的弱酸性、中性和弱堿性土壤，結(jié)果誤差很小。

土壤陽離子交換量作為土壤質(zhì)量監(jiān)測與改良的重要參數(shù)，常常要求在短時(shí)間內(nèi)開展大批量檢測，3種優(yōu)化后的檢測方法，結(jié)合了時(shí)下較為先進(jìn)的儀器設(shè)備，在大量實(shí)際工作中摸索優(yōu)化而來，大大節(jié)省了時(shí)間和試劑，提高了檢測精密度，參考上述3種檢測方法，可以滿足不同情況的土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)、地區(qū)土壤抽樣調(diào)查等。