农化分析 第八章 土壤交换性能
土壤农化分析重点
标准溶液：已知准确浓度、可以用于确定待测物质含量的溶液。
其浓度通过基准物来确定。
基准物质：可以直接配制标准溶液或用于确定标准溶液准确浓度的物质采集混合样品的要求：①每点厚度、深浅、宽窄大体一致②一般按S形路线，随机确定5-9点③避免“边、特、堆”④采样量1kg左右，四分法取舍特殊土样采集：（1）剖面土样：主要剖面观察描述后，按层次自下而上分层采样。
（2）盐分动态样品：垂直变化大，自地表向下分层取样，注意时间和深度的不同，盐分的差异。
（3）养分动态土样：分层取样，每层次多点取；水平动态。
野外土样--风干、磨细、过筛、混匀、装瓶备测。
样品制备目的：①剔除土壤以外的侵入体、新生体；②适当磨细，充分混匀，使分析时所称取的少量样品具有较高的代表性，减少称样误差；③全亮分析项目，样品需磨细，使分解样品的反应完全彻底；④使样品可以长期保存，不致因微生物活动而霉变。
土壤有机质：是指以各种形态存在于土壤中的所有含碳的有机物质。
是土壤中各种营养元素的特别是氮、磷的重要来源。
它含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质。
由于它具有胶体特性，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有报废力和缓冲性。
它还能使土壤疏松和形成结构，从而可改善土壤的物理性状。
它也是土壤微生物必不可少的碳源和能源。
因此，除低洼地土壤外，一般来说，土壤有机质含量的多少，是土壤肥力高低的一个重要指标。
测定有机质方法的比较：干烧法和湿烧法、容量法—重铬酸钾容量法、直接灼烧法、比色法、碳氮自动分析仪（高温电炉+气相色谱）长期沤水的水稻土，采用铬酸、磷酸湿烧法分析有机质含量。
测定有机质的注意事项：1.样品处理时用静电法除去植物根叶等有机残体； 2.根据样品有机质含量确定称样量；3.对含有氯化物的样品（使结果偏高），可加少量硫酸银除去其影响（0.1g—AgCrO7）； 4.对于石灰性土样，须慢慢加入浓硫酸，以防由于碳酸钙的分解而引起剧烈发泡；5.最好用液体石蜡或磷酸浴代替植物油，以保证结果准确。
土壤农化分析第八章课件
溶液中沉淀
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Step2.总盐量的分析 （P185图9-5） ➢残渣烘干法（重量法，水浴锅蒸干，测增加的重量P187-
188） 步骤P188（H2O2氧化有机质） 注释P188（3点）
➢电导率法：简单、方便、快速 （国标P183-186）25℃ 在一定浓度范围内，溶液的含盐量与电导率呈正相关。 反映含盐量的高低，不能反映混合盐的组成。
（1）中和滴定法（国标）：酸中和碳酸盐，用标准碱回滴 过量酸。 其他离子消耗酸，产生正误差
（2）测定酸淋洗液中Ca2+、Mg2+
（3）气量法（国标） 加酸后释放CO2，测压力、体积、温 度
（4） 重量法 加酸后释放CO2，碱石灰吸收测增重 （5） 容量法 加酸后释放CO2，Ba(OH)2吸收,标准酸滴定剩
✓标准曲线
溶液的电导率不仅与盐分浓度有关，也受盐分的组成分影响。 要建立所测地区土壤的标准曲线。标准曲线和土样的盐分 测定要用同一型号的电导仪测定。
✓结果应用（P187表9-4） 学习交流PPT
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Step2.总盐量的分析（P185图9-5） ➢比重法（比重计测后查表）
➢化学法（分别测定阴阳离子） 阳离子：Na+、K+（火焰光度计, ICP, AAS，离子电极法） Ca2+、Mg2+ （EDTA滴定P189, ICP, AAS）
较少时，电导法。
☺水浸提—电导法，用于学习石交流P膏PT 含量低的土壤。
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第四节 土壤中石膏需要量的 测定
土壤的石膏需要量（P208）
在碱土改良时，把土壤胶体所吸附的Na+用石膏中的Ca2+交 换出来需要的石膏数量。
Na Na
土壤阳离子交换性能、可溶性盐测定
阴离子的测定
氯离子的测定----硝酸银滴定法
用AgNO3标准溶液滴定Cl-是以K2CrO4为指 示剂，AgCl和Ag2CrO4虽然都是沉淀，但在室温 下，AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度小，所以 当溶液中加入AgNO3时， Cl-首先与Ag+作用形 成白色AgCl沉淀，当溶液中Cl-全被Ag+沉淀后， 则 Ag+ 就 与 K2CrO4 指 示 剂 作 用 ， 形 成 棕 红 色 的 Ag2CrO4沉淀，此时即达终点。
阳离子的测定
钙和镁的测定-EDTA滴定法
EDTA能与许多金属离子Mn、Cu、Zn、Ni、 Co、Ba、Sr、Ca、Mg、Fe、Al等起配合反应， 形成微离解的无色稳定性配合物。但在土壤水溶 液中除Ca2+和Mg2+外，能与EDTA配合的其它金 属离子的数量极少，可不考虑。因而可用EDTA 在pH10时直接测定Ca2+和Mg2+的数量。
在操作程序中，用醇洗去多余的NaOAc时， 交换性钠倾向于水解进入溶液而损失，因此洗涤 过头将产生负误差；减少淋洗次数，则因残留交 换剂而提高交换量。只有当两个误差互相抵消， 才能得到良好的结果。试验证明，醇洗3次，一 般可使误差达到最低值。
交换性钠的测定
CaCO3-CO2交换中和滴定法
在 加 有 足 量 CaCO3 的 土 壤 与 水 的 分 散 体 系 中 ， 通 人 CO2气体产生大量的Ca(HCO3)2，并解离出Ca2+与土壤吸 附 态 Na+ 相 互 交 换 。 过 量 的 Ca(HCO3)2 与 交 换 产 物 Na(HCO3)2在加热的情况下发生变化，将干固物溶解过滤， 滤液中仅有Na2CO3残存。用标准酸滴定，计算交换性钠。
土壤 阳离子交换性能的分析
一、交换方法：
1、多次淋洗或离心交换法： • 根据化学平衡移动规律，用交换剂多次淋 洗（或离心）土壤，使交换完全。此法交 换程度完全，但费时。 2、一次平衡交换法（快速测定法）： • 土样加入交换剂，振荡后过滤，此法交换 不完全，但简便、快速，可满足一般分析 的要求。
二、交换剂的选择
1、影响CEC测定的因素： 交换剂性质 不同交换剂阳离子交换土壤阳离子的能力不同： Al3+＞Ba2+＞Mg2+＞H+＞NH4+＞K+＞Na+ 交换剂盐浓度： 越高，交换能力越强 交换剂pH值 (1) CEC由土壤胶体表面净负电荷总量决定，无机、有机 胶体官能团产生的正负电荷和数量常因溶液pH改变而改变。 (2)酸性土壤中，一部分负电荷可能为带正电荷的铁、铝 氧化物所掩蔽，一旦溶液pH升高，铁、铝氧化物沉淀而增 强土壤胶体负电荷。
因此，测量土壤CEC时交换剂常具有一定的pH缓冲性能。
2、交换剂的选择
（1）酸性和中性土壤： 一般用pH 7.0的1 mol/L NH4OAc作交换剂。 优点： a、土壤中NH4+含量很少，不干扰测定； b、NH4+易除去，在淋洗多余的NH4+时，不易引起土壤分散； c、交换到土壤上的NH4+，测定方法多（蒸馏、比色等），简 便。 注意： 含蛭石多的土壤能固定NH4+，使测值偏低，所以不能用 NH4OAc法，可改用其它交换剂，如Na+、Ba2+的盐溶液。 NH4OAc交换剂不适合于石灰性土壤，因为它对石灰质溶 解性大（如对CaCO3、MgCO3）。
H+
Al3+
H+
Soil Clay
Al3+ Ca2+ 2+ 2+ Mg Mg Ca2+ Soil Solution NH4+ NH4+ K+ + + + K Na Na
土壤阳离子交换性能、可溶性盐测定
pH是土壤溶液中氢离子活度的负对数 ，用水 ( 或 0.01mol/L CaCl2溶液)处理土壤制成悬浊液，测定悬浊液 的pH值。
pH的测定可分为比色法、电位法两大类。电位法 有准确(0.001pH)、快速、方便等优点。比色法有简便、 不需要贵重仪器、受测量条件限制较少、便于野外调查 使用等优点，但准确度低。目前也有多种适合于田间或 野外工作的微型pH计，准确度可达0.01pH单位。
在操作程序中，用醇洗去多余的NaOAc时， 交换性钠倾向于水解进入溶液而损失，因此洗涤 过头将产生负误差；减少淋洗次数，则因残留交 换剂而提高交换量。只有当两个误差互相抵消， 才能得到良好的结果。试验证明，醇洗3次，一 般可使误差达到最低值。
交换性钠的测定
CaCO3-CO2交换中和滴定法
在 加 有 足 量 CaCO3 的 土 壤 与 水 的 分 散 体 系 中 ， 通 人 CO2气体产生大量的Ca(HCO3)2，并解离出Ca2+与土壤吸 附 态 Na+ 相 互 交 换 。 过 量 的 Ca(HCO3)2 与 交 换 产 物 Na(HCO3)2在加热的情况下发生变化，将干固物溶解过滤， 滤液中仅有Na2CO3残存。用标准酸滴定，计算交换性钠。
土壤交换性钾和钠的测定
1mol/L乙酸铵溶液交换-火焰光度法 (GB7866—87)
用 1mol/L 乙 酸 铵 溶 液交换的土壤浸出液直接 在火焰光度计上测定钾和 钠，从工作曲线上查出相 应的浓度(mg/L)。
钾和钠的标准溶液必 须用1mol/L乙酸铵溶液配 制。
土壤活性酸(pH)的测定 电位法
土壤农化分析各章复习要点
第一章土壤农化分析基本知识1、名词解释：空白试验回收率有效数字精密度准确度绝对误差对照试验相对偏差平行性重复性2、应掌握内容：1、误差来源问题土壤农化分析的误差来源于三个方面;即采样误差、称量误差和分析误差;误差主要来源于采样误差;其次是分析误差；其中分析误差包括系统误差和偶然误差；分析结果的准确度由系统误差决定;分析结果的精密度由偶然误差决定..系统误差和偶然误差产生的原因..2偶然误差和系统误差的检验和校正方法3有效数字的保留问题4我国试剂的规格：第二章土壤样品采集与制备1、名词解释：风干土烘干土土壤质量含水量2、土壤样品采集中应注意的问题每一点采取的土样厚度、深浅、宽狭应大体一致..各点都是随机决定的;在田间观察了解情况后;随机定点可以避免主观误差;提高样品的代表性;一般按S 形线路采样..采样地点应避免田边、路边、沟边和特殊地形的部位以及堆过肥料的地方..一个混合样品是由均匀一致的许多点组成的;各点的差异不能太大;不然就要根据土壤差异情况分别采集几个混合土样;使分析结果更能说明问题..一个混合样品重在1kg左右..3、土壤样品的保存时样品瓶上的标签应包含的内容4、耕层混合样品采集的原则5、样品采集与制备的方法6、掌握烘干法测定土壤含水量的方法与条件7、风干样品处理时;测定项目与土壤过筛粒径之间的关系..第三章土壤有机质测定1、土壤有机质的概念2、土壤有机质测定的常用方法有哪些干烧法、湿烧法、容量法、比色法、直接灼烧法3、干烧法和湿烧法的优缺点4、重铬酸钾容量法可分为几种重铬酸钾外加热法与的稀释热法比较优缺点..5、两种容量法原理;测定条件反应温度、时间、指示剂的选择及颜色变化、校正系数、注意事项等第四章土壤氮素分析1、名词：土壤有效氮土壤无机氮、土壤碱解氮开氏法2、开氏法原理及优点3、开氏法测定土壤全氮消煮时的条件1加速剂的主要成分及各成分所起作用;成分选择;用量等..2温度、时间;溶液清亮后为什么要后煮30分钟等5、蒸馏法测定消煮液中铵的原理、吸收液的选择硼酸、硫酸、指示剂6、土壤有效氮测定方法有哪些生物方法好奇培养、厌气培养、化学方法酸水解、碱水解7、碱解蒸馏法测定土壤有效氮的方法、原理、及注意事项8、土壤中无机氮的测定方法有哪些1铵态氮的测定方法2硝态氮的测定方法8、蒸馏法测定无机氮时;包括硝态氮时可用那些还原剂9、开氏法测定的全氮中是否包含硝态氮如要包括该如何处理第五章土壤磷素分析1、土壤中有效磷含量、土壤中磷的有效性2、土壤全磷的测定分为两步：样品的分解；待测液中P的定量3、样品分解的方法1样品分解可分为碱熔法和酸溶法 ;碱熔法有哪些;优缺点；酸溶法有哪些;优缺点;常用的酸溶法是什么2硫酸-高氯酸法测定土壤全磷的原理4、待测液中磷的测定1磷的测定方法有哪些;各方法的使用范围如何土壤待测液中磷的测定选用哪种方法2钼锑抗比色法测定P的原理、工作范围;优点表5-15、如何选择合适的土壤有效磷提取剂讨论影响有效磷浸提的因素6、0.5 mol L-1 NaHCO3溶液法又称Olsen 法测定石灰性土壤有效磷的原理及测定条件..0.5 mol L-1 NaHCO3的作用第六章土壤中钾的测定1、名词解释土壤速效钾土壤有效钾、土壤缓效钾2、土壤中钾素有哪几种形态;其相关关系如何3、土壤全钾测定待测液制备用碱熔法与酸溶法哪一种方法好为什么4、为什么说1molNH4OAc是土壤速效钾提取的最好提取剂5、钾的测定方法有哪些;各方法的使用范围如何土壤待测液中钾的测定选用哪种方法;优点..6、土壤速效钾、有效钾、缓效钾待测液制备时提取剂、水土比提取条件等有什么区别第七章土壤阳离子交换性能分析1、概念：交换性阳离子阳离子交换量盐基饱和度2、土壤阳离子交换时怎样选择交换剂土壤阳离子交换的方法3、石灰性土壤阳离子交换量测定时适合的交换剂有哪些 ph8.2; 1 mol/L NaOAc法测定石灰性土壤阳离子交换量的原理是什么第八章土壤水溶性盐测定1、土壤水溶性盐的测定主要分为哪两步2、水溶性盐的提取过程中水土比对提取有什么影响常见的水土比有几种;分别适合何种情况在制作水溶性盐提取液时应注意什么电导法测定土壤水溶性盐总量的原理4、EDTA测钙、镁总量及单独测钙的原理及指示剂有哪些 EDTA测单独测钙时为什么要加NaOH5、EDTA法间接测定SO42-时为什么一定要给土壤溶液中加入Mg盐6、硝酸银滴定法测定盐溶液中Cl-时;用K2CrO4指示剂依据的原理是什么7、双指标剂滴定法测定CO32-、HCO3- 原理..第九章土壤不溶性碳酸盐测定气量法测定土壤碳酸钙的原理及注意事项第十章植物样品采集及水分测定概念恒沸混合物1、采集植物组织样品应该考虑哪些问题新鲜样品为什么要立即进行干燥如何干燥2、植物组织样品采来之后进行洗涤时应注意什么3、测定新鲜植物含水量的方法有几种;每种方法各适用于哪类样品;并说明其测定原理..4、常压恒温干燥法适用范围有哪些5、共沸蒸馏法测定植物水分的适用范围有哪些6、共沸蒸馏法测定植物水分的原理十一章植物灰分和常量元素分析概念粗灰分植物粗灰分测定干灰化法分为、两步..1、灰分的测定方法有哪些灰分测定时应注意那些问题2、常量元素测定中待测液的制备方法有哪些各方法适合测定那些元素3、植物全氮、全磷、全钾的联合测定－－H2SO4-H2O2法的方法原理..4、分别测定植物中氮、磷、钾和联合测定氮、磷、钾时;样品待测液的制备方法有何不同5、植物样品待测液中N、P、K 的测定可选用哪些方法6、钒钼黄比色法和钼锑抗比色法的异同点从原理、比色波长、反应条件、适用范围、优缺点等方面进行比较..7、土壤和植物N、P、K测定比较8、测定微量元素有哪几点特殊要求9、比色法测定土壤中交换性锰的方法原理第十二—十五章农产品品质分析概念：粗蛋白、滴定度1、开氏法测定蛋白质的原理2、常用蛋白质澄清剂有哪些各有什么优缺点3、染料结合法测定蛋白质的原理是什么4、农产品品质分析的常见项目有哪些5、农产品中主要的碳水化合物有哪些6、农产品中主要糖分包括单糖和双糖;都溶于水和酒精;统称水溶性糖.7、农产品中水溶性糖的测定容量法测定分两步: 一是待测液的制备; 二是待测液中被测成分元素的定量..8、农产品中水溶性糖提取方法有哪些;各适合什么条件9、植物中水溶性糖的测定方法有哪些物理方法：旋光法简便快速;要求待测物成分纯度比较高..化学方法：重量法：经典方法方法繁琐;费时;适合于糖分含量高的样品..容量法：铜还原法直接滴定法高锰酸钾容量法夏费-索姆吉法铁还原法铁氰化钾还原比色法：适合于含糖量低的样品测定10、铜还原直接滴定法、高锰酸钾容量法测定还原糖的原理及操作要点11、糖料作物中蔗糖的测定方法是什么12、论述酸水解法和酶水解法测定植物中淀粉有何异同;优缺点..13、旋光法测定淀粉的原理14、脂肪存在形态可分为两类：游离态；结合态15、常用来测定脂肪的溶剂：无水乙醚及石油醚16、何为粗脂肪17、脂肪提取测定的方法主要有哪两种;测定原理是什么18、2;6-二氯靛酚法测定还原态VC的原理;2;6-二氯靛酚在测定中的作用及颜色变化第十六章肥料分析概念：枸溶率1、常见氮肥测定的方法及适宜测定肥料品种蒸馏法：适合所有样品甲醛法：强酸结合的铵盐中和法：碳酸氢铵、氨水、液氨2、甲醛法能否直接测定尿素中的含氮量如果要用甲醛法;该如何测定3、甲醛法测定铵盐中含氮量的方法原理、测定条件、指示剂选择及注意事项..4、矿质磷肥中按其在不同溶剂的溶解情况可分几种5、磷肥中有效磷的测定可分为几步6、不同磷肥品种有效磷的提取剂的选择有何不同选择提取剂的依据是什么7、磷肥待测液中磷的测定方法有哪些8、简述过磷酸钙中有效磷的提取过程9、水溶性化学钾肥中钾的测定的原理10、四苯硼钠重量法测定水溶性化学钾肥中钾的过程中;沉淀洗涤时为什么不直接用水洗涤沉淀在多少度烘干。
第8章 土壤阳离子交换量分析.ppt.Convertor
第八章土壤阳离子交换性能的分析P152第一节概述土壤中阳离子交换作用，早在19世纪50年代已为土壤科学家所认识。
当土壤用一种盐溶液（例如醋酸铵）淋洗时，土壤具有吸附溶液中阳离子（例如铵离子）的能力，同时释放出等量的其它阳离子如Ca 2+、Mg2+、K+、Na+等交换性阳离子。
在交换中还可能有少量的金属微量元素和铝。
Fe3+ (Fe2+)一般不作为交换性阳离子，因为它们的盐类容易水解生成难溶性的氢氧化物或氧化物。
土壤吸附阳离子的能力用吸附的阳离子总量表示，称为阳离子交换量[cation exchange capacity，简作（Q）]，其数值以厘摩尔每千克（cmol·kg-1）表示。
土壤交换性能的分析包括土壤阳离子交换量的测定、交换性阳离子组成分析和盐基饱和度、石灰、石膏需要量的计算。
土壤交换性能是土壤胶体的属性。
土壤胶体有无机胶体和有机胶体。
土壤有机胶体腐殖质阳离子交换量200～400cmol·kg -1。
无机胶体包括各种类型的粘土矿物，其中2:1型的粘土矿物如蒙脱石的交换量为60～100cmol·kg-1，1:1型的粘土矿物如高岭石的交换量为10～15cmol·kg-1。
因此，不同土壤由于粘土矿物和腐殖质的性质和数量不同，阳离子交换量差异很大。
例如东北的黑钙土的交换量为30～50cmol·kg-1，而华南的土壤阳离子交换量均小于10cmol·kg-1：这是因为黑钙土的腐殖质含量高，粘土矿物以2:1型为主；而红壤的腐殖质含量低，粘土矿物又以1:1型为主。
阳离子交换量的测定受多种因素影响。
例如交换剂的性质、盐溶液的浓度和pH等，必须严格掌握操作技术才能获得可靠的结果。
作为指示阳离子常用的有NH4+、Na+、Ba 2+，亦有选用H+作为指示阳离子。
各种离子的置换能力为：Al 3+ > Ba2+> Ca 2+> Mg 2+> NH4+> K+> Na+。
土壤 阳离子交换性能的分析79页PPT
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
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K+ Na+
M+ M +
Ca2+
Al3+ H+ Mg2+
mM+
M+ M+ M+ M+
nM+
H+ Al3+ K+
Na+ Ca2+ Mg2+
1. 土壤M的增量
（1）土壤对M的固定是负误差 2. 溶液M的减少量 （2）土壤所含M的溶出是正误差 （3）残留交换剂引起正误差 （4）交换剂量不够引起负误差 3. 溶液交换性阳 （1）土壤对M的固定是正误差 （2）土壤所含M的溶出是负误差 离子的总和 （3）交换剂量不够引起负误差 （1）交换剂量不够引起负误差 （2）测定项目较多，测定误差叠加
（2）选择合适的交换方法 多次淋洗或交换离心法batch法 据化学平衡移动的规律，用交换剂多次交换， 每次交换后均采用离心分离。交换完全，费工费时
一次平衡法（flow法） 样品用交换剂1次平衡交换，让交换剂以一定的 速率流过样品，交换剂中阳离子与样品的交换性阳 离子进行交换。简便快速，交换不完全。
•
石灰需要量,CaO(kg/hm2)=cV×0.028×2 250 000×0.5
CaCl2浸提-Ca(OH)2滴定法
•
–
方法原理
用0.2 mol· L-1 CaCl 2溶液交换土壤胶体上的H+和铝离子而进入溶液 用0.015 mol· L-1 Ca(OH) 2标准溶液滴定，用pH酸度计指示终点。根 据Ca(OH) 2的用量计算石灰施用量。
指示离子饱和3次，醇洗3次，交换3次 指示离子饱和3 无水乙醇洗多余的指示离子 交换剂
饱和过程的上清 液可用来测交换 性阳离子 交换剂交换后可 测试指示离子
（ 1） 乙酸铵
（ 2）
无水乙醇
无钙，铬黑 T检验 （ 3）
无氨，奈氏试剂 检验 10% NaCl
测定氨
一、酸性土壤阳离子交换能力的测定
•
1. 2.
方法要点
电导率的调节必须一致。 各步骤应充分达到平衡。
操作过程
土样2.00g置于已知质量的离心管（m0），称重加入0.1M BaCl220ml震荡2h ，4000 rpm离心，弃去清液，加入0.002M BaCl2 20ml，剧烈震荡、均 匀后震荡1h，离心去清液。 重复2次，最后一次离心前测定pH（pHBaCl2），离心去除清液后加入 0.01MMgSO4 10ml强迫交换，充分搅拌后静置1h，测定悬液电导率（ ECsusp）和离子强度参比液（0.003M MgSO4）的电导率（ECref）。 如果（ECsusp）< （ECref）,缓慢滴加0.01MMgSO4 至（ECsusp）=（ECref）， 记录加入0.01M MgSO4的总体积（V2） 如果（ECsusp）>（ECref），测定悬液pH （ pHsusp ），如（ pHsusp ）> pHBaCl2,用0.1M 硫酸将其调至pHBaCl2，然后测定比较EC，直至EC相等 后准确称量离心管加内容物重量m1。 Q=（C1V1+C2V2-C3V3）*100/m 1. V3体积计算问题 C1=0.01M，V1=10ml 2. EC必须一致 C2=0.01M，V2-滴加0.01M MgSO4的量 3. 费时费力 C3=0.003M，V3=m1-(m0+2.00)
第八章 土壤交换性能的分析
什么是土壤的阳离子交换能力？
土壤具有吸附溶液中阳离子，同时释 放出等量的其他阳离子的能力。就是土 壤溶液中阳离子与土壤胶体表面阳离子 的相互取代作用。Fe(III)和Fe(II)不作为 交换性阳离子，因其极易水解为（氢） 氧化物
阳离子交换能力主要包括两个过程
(1) 土壤溶液的阳离子进入胶体双电层，被吸附 (2 ) 胶体扩散层中阳离子为平衡电荷进入土壤溶液，被解吸。
• 交换性离子（盐基组成及含量） K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、Al3+ • 盐基饱和度，
交换性盐基总量/阳离子交换量 （阳离子交换量-交换性酸）/阳离子交换量
• 碱化度
交换性Na/阳离子交换量，>40%碱土
如何选择阳离子交换能力的表征指标？
（1）阳离子交换量必测项目 （2）根据土壤类型、分析目的及实际需要分析交换性 阳离子。
酸性土壤，交换性 K+、Na+含量极少，一般不测，可测交 换性Ca2+、Mg2+和H+、Al3+，或二者之一。 中性土壤，交换性H+、Al3+极少或无，可测交换性性 K+、 Na+和Ca2+、Mg2+，或二者之一。 石灰性土壤，盐基饱和，Ca2+、Mg2+含量接近或等于CEC ，一般只测CEC和交换性Ca2+、Mg2+。 盐碱土，主要是交换性性 K+、Na+（K+极少），一般测定 CEC和交换性Na+，计算碱化度。
阳离子交换的意义
土壤具备缓冲能力的主要原因，pH波动不易 土壤保肥能力的重要指标，〉20cmol/kg 高保肥能力 10-20 中 〈10 低 土壤自净能力
影响阳离子交换能力的因素 胶体组成
有机胶体 200-400cmol/kg 2:1矿物 60-100 cmol/kg 1:1矿物 10-15cmol/kg
阳离子交换能力来源
土壤胶体表面净负电荷的存在
土壤矿物同晶置换的永久电荷 水合氧化物表面对质子的缔合与解离 有机物表面官能团解离与质子化产生 的可变电荷
阳离子交换反应的特点
可逆、速度快 等价离子交换 符合质量定律
k
产物1产物2 底物1底物2
可以通过调整某一物质浓度达到改变其他物质浓度
少 量 脱 脂 棉
两 层 滤 纸
容量瓶
4. 含蛭石等2:1矿物土壤可以固定NH4，
测定土壤NH4，CEC偏低，测定溶液 NH4减少CEC偏高 5. NH4对CaCO3和MgCO3溶解大，不适 合石灰性土壤。
承接三角瓶
2. 氯化钡-硫酸镁强迫交换法
方法原理
用氯化钡饱和土壤。 ［土］（Ca2+、Mg2+、K+、Na+)+ nBaCl 2→ ［土］3Ba2++ （Ca2+、Mg2+、K+、Na+)+ (n-3)BaCl2， 稀氯化钡洗溶液洗大部分交换剂，离心称重求出残留稀氯化钡 溶液量。 用定量标准硫酸镁溶液交换土壤复合体中的钡。 ［土］xBa2++yBaCl 2（残留量）+zMgSO 4→［土］ xMg2++yMgCl2+(z-x-y)MgSO 4+(x+y)BaSO 4↓ 调节交换后悬浊液的电导率使之与参比液的离子强度一致。 加入镁总量-残留于悬浊液中镁量=CEC。
（3）选择合适的测定对象 A 测定交换剂中交换性阳离子减少量
土壤含有的交换性阳离子的溶解是本法的误差来源，比如乙酸钠交换 -测盐碱土
B 测定交换后土壤阳离子的增量
如果土壤发生了除交换反应外的其他反应，比如蛭石固定NH4+，结果 不准确。
C测定交换后上清液中交换性阳离子增量
比较准确，但需要测定项目较多，而且因土壤不同而不同，经过改进 ，用乙酸钠饱和、乙酸铵交换可以避免这一问题。 H+ K+ Na+ M+ M+
Al3+ K+ Na+ Ca2+ Mg2+
Ca2+
Al3+ H+ Mg2+
M+
M+
M+ M+
M+
影响CEC测定数值的因素
粘土矿物的种类与数量、有机质含量。 固定电荷与可变电荷 交换剂的性质
Al3+﹥Ba2+﹥Ca2+>Mg2+﹥H+﹥NH4+﹥K+﹥Na+
盐溶液的浓度，如浓度高，低交换能力的离子可交换高交
半微量开氏法蒸馏测定NH4+离子。
方法要点
1. 2. 可离心，离心后加入交换剂一定要搅匀 可淋洗，淋洗速度匀速、慢速
1M中性乙酸铵测CEC的优缺点
1. 酸性土壤NH4+含量低、不干扰测定 2. NH4+容易除去，而且除去时不易引起 土壤分散，土粒损失 3. NH4的测定方法较多，且比较简便 土+石英砂
消除悬液效应 不易受稀释效应影响 与土壤溶液中实际电解质浓度近似，所测pH接
近田间状态
土壤溶液澄清，易于测定
2.潜性酸（交换性酸,土壤胶体吸附的H ）
+
潜性酸浸提剂
1) 潜在总酸度
• • • pH=8.2 Ba(OH)2-TEA; Ca(OH)2-BaOAc BaCl2-TEA
2) 盐可提取酸：1M中性KCl. 3) 交换性总酸：1M中性NH4OAc.
（一）CEC的测定方法 • 1M 中性乙酸铵交换法 • 氯化钡-硫酸镁强迫交换法
1. 1M 中性乙酸铵交换法
操作过程
1. 用中性乙酸铵淋洗土壤到用铬黑T检验无钙离子（淋洗液可测定交
换性阳离子）。 2. 95%乙醇洗去多余NH4+离子（纳氏指示剂检验，淋洗液弃去）。
3.
4.
用10%酸化氯化钠把交换到土壤上NH4+离子交换下来。
如何测定阳离子交换能力？
（1）选择合适的交换剂 酸- 0.01M、0.1M HCl，0.5M HOAc
对氧化物的溶解作用，破坏土壤胶体，使用较少
碱—饱和Ca(OH)2，0.025M Ba(OH)2