根际阳离子交换量测定
4植物根系和根际的研究方法
第4章植物根系和根际的研究方法第一节植物根系的研究方法植物根系具有吸收和输送养分和水分、合成植物激素和其他有机物质、储存营养物质以及支撑植物使之固定于土壤中等多方面的作用。
它是植物与外界环境之间进行物质交换的主要器官，因此它与植物营养有着密切的关系。
但植物根系的研究比地上部分的研究要困难的多。
一、根系研究方法（一）钉板法：常用。
1、钉板的制作：小板：50cm×50cm，钉长5cm，钉距5cm。
大板：60cm×100cm，钉长5cm，钉距5cm。
2、取样3、清洗4、根系摄影与测定（二）容器法：容器种植主要研究根系生理或生态学特性。
条件容易控制。
1、容器大小与根系体积适应2、种植盒的制作：（三）玻璃壁或玻璃管法：用探头观察根系生长情况。
（四）多孔膜法：尼龙纤维多孔膜(孔径0.3m)二、根系测定方法（一）根系形态特征及其测定方法根系形态特征包括根系体积、几何形状、长度、分布深度、根密度、分枝状况、根重、根表面积、根毛数量和根尖数等。
根系形态与养分、水分的吸收能力有密切关系。
在植物营养研究中，常用的根形态参数主要有根重、根长、根表面积、根密度、根毛和根尖数等。
1、根重根重对于表征根的总量是一个很好的参数，植物吸收养分的数量和速率通常用单位根重作参量。
根重分为根干重和根鲜重两种。
根干重对于养分和水分吸收不是个理想的参数，因为老而粗的根所占的重量很大，而吸收养分和水分的能力很小。
但当了解植物地下部的生产力时，干重常作为估计的标准。
在估算根/冠比（R/S）时，也要用根干重。
测定根干重的方法，一般采用烘干重量法。
在105o C条件下烘干10-20h或在60-70o C下烘干20h，称重。
根鲜重是个理想参数，在植物营养研究方面很有应用价值。
养分吸收大多用根鲜重作参量。
根鲜重容易测定，但准确程度与根外粘附水分有关，故受操作影响较大。
2、根长根长被定义为单位土壤表面积上根系的总长度（L A ），计算公式为：L A ＝ 当根长测定后，如已知根的平均直径，则可以推算根系表面积和根体积，也可用于计算养分吸收速率。
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
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1. 引言1.1 概述土壤作为地球表面的重要组成部分，对于维持生态平衡和人类农业生产具有至关重要的作用。
土壤中存在着多种离子，其中阳离子（包括铵离子、镁离子、钾离子等）在土壤肥力和植物生长过程中起着关键作用。
了解土壤中阳离子的含量及其交换情况对于科学合理地管理土地资源和实现可持续农业发展具有重要意义。
本文将讨论一种常用的测定土壤阳离子交换量的方法——三氯化六氨合钴浸提-分光光度法，并探讨其实验原理、步骤以及该方法在阳离子交换量测定中的应用与优势。
1.2 文章结构本文将依次介绍土壤阳离子交换量的重要性、三氯化六氨合钴浸提法原理及步骤、分光光度法在该方法中的应用与优势，并进行结论总结。
通过这些内容的详细阐述，旨在向读者清晰传达该测定方法以及其在土壤研究领域的重要性。
1.3 目的本文的目的是通过分析和探讨三氯化六氨合钴浸提-分光光度法用于测定土壤阳离子交换量的原理和应用，进一步认识阳离子交换量对土壤肥力及农业生产的影响，并评估该方法在实际应用中的可行性和局限性。
同时，为进一步研究和改进土壤相关领域提供方向与建议。
2. 土壤阳离子交换量的重要性2.1 土壤中阳离子的作用土壤中的阳离子是指带正电荷的离子，包括钙离子（Ca2+）、镁离子（Mg2+）、钾离子（K+）等。
这些阳离子在土壤中起着至关重要的作用。
首先，它们参与了植物养分的吸收和利用过程。
阳离子作为植物体内的必需养分之一，能够调节并影响植物体内的生理代谢过程，如细胞分裂和叶绿素合成等。
其次，阳离子还对土壤团聚体结构和土壤孔隙度有重要影响。
通过与负电荷表面上带有阴离子吸附位点的交换，阳离子能够稳定土壤团聚体，并维持适宜的土壤结构，从而调节土壤水分保持能力和通气性。
此外，阳离子还与有机质结合形成颗粒及对酸性条件下提供缓冲作用等。
2.2 阳离子交换量对土壤肥力的影响阳离子交换量是指土壤中负电荷表面吸附能力大小的量化指标，通常以阳离子表面吸附的阴离子量来衡量。
土壤中阳离子交换量的测定方法
土壤中阳离子交换量的测定方法
土壤中的阳离子交换量可以反映土壤的肥力和植被生长的条件。
因此，准确地测定土壤中的阳离子交换量对于农业生产和环境保护具有重要意义。
下面介绍一种测定土壤中阳离子交换量的方法。
材料和仪器：
1. 土壤样品
2. 2 mol/L 的氯化铵溶液
3. 滤纸
4. 滴定管
5. pH计
步骤：
1. 取一定量的土壤样品，并将其风干和细碎。
2. 取少量土壤样品，加入适量的氯化铵溶液，使土壤和溶液的比例为1：5，并充分振荡。
3. 将土壤样品和氯化铵溶液混合物过滤，滤液收集在干净的容器中。
4. 用 pH计测定滤液的 pH 值，如果 pH 值在7-8之间，说明土壤样品中的阳离子交换量较好，可以进行下一步；如果 pH 值过高或过低，则需调整 pH 值。
5. 取少量滤液，加入适量的饱和氯化铵溶液，使溶液中氯化铵的浓度为0.1 mol/L，并充分振荡。
6. 用滴定管向滤液中加入0.1 mol/L 的氯化铵溶液，每次加入
一滴，并充分振荡。
7. 当滤液中的 pH 值下降到7时，停止滴定。
8. 记录滴定使用的氯化铵溶液的体积，计算土壤中的阳离子交换量。
注意事项：
1. 使用的土壤样品应代表性好，避免样品不均匀导致测试结果不准确。
2. 滤液的 pH 值应在7-8之间，否则需要调整 pH 值。
3. 在测定过程中，需充分振荡，以保证土壤样品和溶液充分混合。
4. 滴定使用的氯化铵溶液的体积应记录准确，以便后续计算土壤中的阳离子交换量。
植物营养学实验
实验一根系阳离子交换量的测定（淋洗法）根系是作物吸收养分的重要器官，作物根系阳离子代换量（Cation Exchange Content, CEC）的大小，大体上可反映根系吸收养分的强弱和多少，因此，测定根系阳离子代换量（CEC）对于了解作物吸收养分的能力与指导合理施肥具有一定的意义。
一、方法原理根系中的阳离子，在稀HCl中，能被H+代换出来，而根系所吸收的H+量与代换出来的阳离子量相等。
在洗去多余的HCl溶液后，用中性KCl溶液将H+代换出来，以KOH溶液滴定至pH 7.0，根据消耗KOH的浓度和用量，计算出阳离子代换量（以每1kg干根的厘摩尔数表示）。
二、操作步骤从田间选取具有代表性的植株若干（尽可能不要损坏根系），先用水冲洗根系，再放在筛子上置于水中轻轻振荡，至洗净为止，后再用蒸馏水冲洗数次，然后切去地上部分，置于30℃烘箱中烘干（一般烘8 h以上），将烘干根样取出磨细，过18~25号筛（0.7~1.0 mm），混合均匀，贮于广口瓶中备用。
称取烘干磨细的根样0.1000 g，放入180~250 mL烧杯中，先加几滴蒸馏水使根系湿润，避免以后操作时根浮在液面上，再加0.01 mol·L -1HCl 100 mL，搅拌5 min，待根样下沉后，将大部分盐酸连同根样倒入漏斗中过滤，然后用蒸馏水漂洗至无Cl-为止（用AgNO3检验）（一般用110~200 mL蒸馏水，少量多次即可洗至无Cl-）。
再用尖头玻棒将过滤纸中心穿孔，以100 mL KCl（事先调至pH 7.0）逐渐将过滤纸上的根样全部洗入原烧杯中，用pH计测定根-KCl 悬浮液pH值，然后加7~8 d酸碱混合指示剂，用0.01 mol·L -1 KOH滴定至兰绿色（保持30 s 不变），记下所消耗的0.01 mol·L -1 KOH 毫升数，并以此计算出根系的阳离子代换量（以每1kg干根的厘摩尔数表示）。
三、结果计算CEC（cmol·kg-1）=N KOH×V KOH×100 根样干重（g）四、注意事项1、过滤及漂洗时，溶液不超过漏斗的2/3处，并遵守“少量多次”的洗涤原则。
实验. 根系阳离子交换量的测定
实验一根系阳离子交换量的测定（淋洗法）根系是作物吸收养分的重要器官，作物根系阳离子代换量（Cation Exchange Content, CEC）的大小，大体上可反映根系吸收养分的强弱和多少，因此，测定根系阳离子代换量（CEC）对于了解作物吸收养分的能力与指导合理施肥具有一定的意义。
一、方法原理根系中的阳离子，在稀HCl中，能被H+代换出来，而根系所吸收的H+量与代换出来的阳离子量相等。
在洗去多余的HCl溶液后，用中性KCl溶液将H+代换出来，以KOH溶液滴定至pH 7.0，根据消耗KOH的浓度和用量，计算出阳离子代换量（以每1kg干根的厘摩尔数表示）。
二、操作步骤从田间选取具有代表性的植株若干（尽可能不要损坏根系），先用水冲洗根系，再放在筛子上置于水中轻轻振荡，至洗净为止，后再用蒸馏水冲洗数次，然后切去地上部分，置于30℃烘箱中烘干（一般烘8 h以上），将烘干根样取出磨细，过18~25号筛（0.7~1.0 mm），混合均匀，贮于广口瓶中备用。
称取烘干磨细的根样0.1000 g，放入180~250 mL烧杯中，先加几滴蒸馏水使根系湿润，避免以后操作时根浮在液面上，再加0.01 mol·L -1HCl 100 mL，搅拌5 min，待根样下沉后，将大部分盐酸连同根样倒入漏斗中过滤，然后用蒸馏水漂洗至无Cl-为止（用AgNO3检验）（一般用110~200 mL蒸馏水，少量多次即可洗至无Cl-）。
再用尖头玻棒将过滤纸中心穿孔，以100 mL KCl（事先调至pH 7.0）逐渐将过滤纸上的根样全部洗入原烧杯中，用pH计测定根-KCl 悬浮液pH值，然后加7~8 d酸碱混合指示剂，用0.01 mol·L -1 KOH滴定至兰绿色（保持30 s 不变），记下所消耗的0.01 mol·L -1 KOH 毫升数，并以此计算出根系的阳离子代换量（以每1kg干根的厘摩尔数表示）。
三、结果计算CEC（cmol·kg-1）=N KOH×V KOH×100 根样干重（g）四、注意事项1、过滤及漂洗时，溶液不超过漏斗的2/3处，并遵守“少量多次”的洗涤原则。
阳离子交换量及其测定方法
阳离子交换量及其测定方法（CEC：Cation Exchange capacity）在一定pH值(=7)时，每千克土壤中所含有的全部交换性阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、H+、Al3+等)的厘摩尔数(potential CEC)。
常用单位：cmol(+)/kg ,国际单位：mmol/kgCEC的大小，基本上代表了土壤可能保持的养分数量，即保肥性的高低。
阳离子交换量的大小，可作为评价土壤保肥能力的指标。
阳离子交换量是土壤缓冲性能的主要来源，是改良土壤和合理施肥的重要依据。
不同土壤的阳离子交换量不同，主要影响因素：a,土壤胶体类型，不同类型的土壤胶体其阳离子交换量差异较大，例如，有机胶体>蒙脱石>水化云母>高岭石>含水氧化铁、铝。
b,土壤质地越细，其阳离子交换量越高。
c,对于实际的土壤而言，土壤黏土矿物的SiO2/R2O3比率越高，其交换量就越大。
d,土壤溶液pH值，因为土壤胶体微粒表面的羟基（OH）的解离受介质pH值的影响，当介质pH值降低时，土壤胶体微粒表面所负电荷也减少，其阳离子交换量也降低；反之就增大。
土壤阳离子交换量是影响土壤缓冲能力高低，也是评价土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依据。
测定方法：土壤阳离子交换量的测定受多种因素的影响，如交换剂的性质、盐溶液浓度和pH、淋洗方法等，必须严格掌握操作技术才能获得可靠的结果。
联合国粮农组织规定用于土壤分类的土壤分析中使用经典的中性乙酸铵法或乙酸钠法。
中性乙酸铵法也是我国土壤和农化实验室所采用的常规分析方法，适于酸性和中性土壤。
最近的土壤化学研究表明，对于热带和亚热带的酸性、微酸性土壤，常规方法由于浸提液pH值和离子强度太高，与实际情况相差较大，所得结果较实际情况偏高很多。
新方法是将土壤用BaCl2 饱和，然后用相当于土壤溶液中离子强度那样浓度的BaCl2溶液平衡土壤，继而用MgSO4交换Ba测定酸性土壤阳离子交换量。
植物根系阳离子交换量测定及表示方法的比较
植物根系阳离子交换量测定及表示方法的比较植物根系的阳离子交换量 (CEC) 是指植物根系通过细胞膜和细胞壁吸收阳离子的能力。
CEC 对于植物的生长和发育具有重要的影响，因为植物所需的许多元素，如钾、钠、钙和镁，都是阳离子。
因此，准确测量植物根系的 CEC 对于了解植物对土壤中资源的利用情况，以及植物生长发育和土壤改良等方面的研究非常重要。
目前，有多种方法可以测定植物根系的 CEC，以下是这些方法的比较:1. 直接测定法：该方法通过直接测量植物根系中的阳离子含量来计算出CEC。
其中最常用的方法是重量法，该方法通过测量植物根系中阳离子的重量来计算出 CEC。
该方法的优点是简单、快速，缺点是精确度较低。
2. 滴定法：该方法通过滴定植物根系中的阳离子，计算出 CEC。
该方法的优点是精确度高，缺点是需要较长的滴定时间和滴定液的制备。
3. 电导法：该方法通过测量植物根系中的电导率来计算出 CEC。
该方法的优点是快速、简单，缺点是精确度较低。
4. 离子交换色谱法：该方法通过使用离子交换色谱仪来分离植物根系中的阳离子，然后计算出 CEC。
该方法的优点是精确度高，缺点是需要较高的技术和设备。
在实际应用中，选择哪种方法取决于研究的具体情况和所需的准确性和速度。
一般来说，对于一些简单的研究，直接测定法或滴定法可以很好地满足要求。
而对于更复杂的研究，电导法或离子交换色谱法可能更适合。
此外，CEC 的表示方法也有多种，包括毫克当量 (mg/kg)、毫克当量/升(meq/L) 和交换性阳离子总量 (CEC total) 等。
这些方法的区别主要在于对CEC 的计量单位的不同。
毫克当量是一种国际单位制 (SI) 单位，而毫克当量/升是一种容积单位。
交换性阳离子总量则是一种综合考虑了植物根系吸收的阳离子种类和数量后得出的值。
在选择表示方法时，需要考虑研究的具体情况和所需的精确度和简明性。
阳离子交换量的测定 乙酸铵交换法
FHZDZTR0029 土壤 阳离子交换量的测定 乙酸铵交换法F-HZ-DZ-TR-0029土壤—阳离子交换量的测定—乙酸铵交换法1 范围本方法适用于酸性和中性土壤阳离子交换量的测定。
2 原理土壤的阳离子交换性能，是指土壤溶液中的阳离子与土壤固相阳离子之间所进行的交换作用，它是由土壤胶体表面性质所决定。
土壤胶体是土壤中粘土矿物和腐殖酸以及相互结合形成的复杂有机矿质复合体，其吸收的阳离子包括钾、钠、钙、镁、铵、氢、铝等。
土壤交换性能对植物营养和施肥有较大作用，它能调节土壤溶液的浓度，保持土壤溶液成分的多样性和平衡性，还可保持养分免于被雨水淋失。
土壤阳离子交换性能分析包括阳离子交换量、交换性阳离子和盐基饱和度等。
阳离子交换量是指土壤胶体所吸附的各种阳离子的总量，常作为评价土壤保肥能力的指标，是土壤缓冲性能的主要来源，是改良土壤和合理施肥的重要依据，它反映土壤的负电荷总量和表征土壤的化学性质。
用中性乙酸铵溶液反复处理土壤，使土壤成为铵饱和的土，再用95%乙醇洗去多余的乙酸铵后，用水将土样洗入凯氏瓶中，加固体氧化镁蒸馏，蒸馏出的氨用硼酸溶液吸收，然后用盐酸标准溶液滴定，根据铵的量计算土壤阳离子交换量。
3 试剂3.1 乙酸铵溶液：1mol/L ，称取77.09g 乙酸铵，用水溶解，加水稀释至近1000mL ，用氢氧化铵（1+1）或稀乙酸调节至pH7.0，然后加水稀释至1000mL 。
3.2 乙醇（950mL/L ）。
3.3 液体石蜡。
3.4 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂：称取0.099g 溴甲酚绿和0.066g 甲基红置于玛瑙研钵中，加少量乙醇（950mL/L ），研磨至指示剂完全溶解为止，最后加乙醇（950mL/L ）至100mL 。
3.5 硼酸指示剂溶液：称取20g 硼酸，溶于1000mL 水中。
每1000mL 硼酸溶液中加入20mL 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，并用稀酸或稀碱溶液调节至紫红色（葡萄酒色），此时溶液的pH 为4.5。
实验四 作物根的阳离子交换量的测定
实验四作物根的阳离子交换量的测定一、意义：在“土壤----根体系”的研究中，根系活力的强弱对营养物质的吸收起着决定的作用，测定根系活力的方法很多，其中根的阳离子交换量（Cation Exchange Capacity简称C.E.C）测定，是一种比较简单易行的方法，也能反映出根系新陈代谢的一般情况，特别是在“外层空间”的理论提出之后，人们越来越多地注意到细胞壁及其细胞间隙的作用。
因此，对研究作物根的吸收能力是有一定意义的。
二、原理：用活的鲜根进行交换测定时，由于根的代谢吸收和酶的存在使H+浓度不能稳定下来，在实际操作中很难得到重复的结果又鉴于根的交换性质与其细胞壁的成分有关，因此本法采用烘干磨碎样品，能得到具有重复性的结果。
称取一定量的磨碎样品，充分与HCl作用，使成为H－根，再用中性盐KCl交换出H+，测定H+的浓度，计算阳离子交换量。
三、方法：（一）样品的采集与处理1．选择有代表性的植株，将根系连同土壤一起掘出。
先用水冲去大部分土块，然后放在筛子上（孔径0.5mm），用流水结合轻微振动将根系洗净，并注意保证根系的完整。
2．洗净的根立即放在80℃的烘箱中（预先使烘箱温度升高至90℃）保持恒温，烘8~10小时至干。
3．趁热将样品放入粉碎机中磨碎，并全部通过0.5~1.0mm筛孔过筛,然后将样品充分混合,务必使样品均匀。
（二）测定1.H－根的制备：（1）准确称取0.1000克(双子叶植物)或0.2000克(单子叶植物)样品放入250ml的烧杯中。
（2）在样品中加几滴蒸馏水使其湿润，防止加入HCl后样品飘浮，影响测定结果。
待样品完全湿润后，加入0.1 mol/L HCl 20 ml，用玻璃棒或电磁搅拌器搅拌5分钟。
（3）待样品沉降后，将上部清液通过铺有慢速度定量滤纸的漏斗除去，将样品留在烧杯中，用蒸馏水多次洗涤样品，并移于漏斗上，继续用蒸馏水洗至无Cl-为止（用AgNO3检验，一般约需用蒸馏水300 ml），即为H-根（若下一步骤采用添加指示剂的滴定方法时，应同时做一空白试验）。
测定阳离子交换量的方法
测定阳离子交换量的方法
测定阳离子交换量的方法主要有以下几种：
1. 滴定法：将待测样品溶液与已知浓度的标准溶液进行反应，通过滴定法确定溶液中阳离子的浓度变化，从而计算出阳离子交换量。
2. 压滤法：将待测样品通过阳离子交换树脂柱，通过流速和浓度变化的测定，计算阳离子交换量。
3. 静态试验法：将一定浓度的标准溶液与待测样品进行反应，在一定时间内使反应达到平衡，通过测定平衡体系中阳离子的浓度变化，计算阳离子交换量。
4. 红外光谱法：通过红外光谱仪测量样品中阴离子或阳离子的吸收峰变化，计算阳离子交换量。
5. X射线衍射法：通过X射线衍射仪测量样品中晶体结构的变化，计算阳离子交换量。
以上方法的选择取决于具体实验要求、样品性质以及实验室条件等因素。
需要根据具体情况选择合适的测定方法。
土壤阳离子交换量测定
土壤阳离子交换量测定1. 介绍土壤阳离子交换量是土壤中阴离子与阳离子之间的交换能力的一种指标。
阳离子交换量的测定对于土壤肥力评价、土壤改良和农田管理具有重要意义。
本文将介绍土壤阳离子交换量的测定方法、测定原理以及相关应用。
2. 测定方法2.1 摩尔比法摩尔比法是一种常用的土壤阳离子交换量测定方法。
具体步骤如下：1.取一定质量的土壤样品，将其与一定量的摩尔比溶液混合。
2.在溶液中加入一定浓度的酸，使土壤样品中的阴离子与溶液中的阳离子发生交换反应。
3.将溶液过滤，收集过滤液。
4.通过测定过滤液中阳离子的浓度，计算土壤阳离子交换量。
2.2 碱解法碱解法是另一种常用的土壤阳离子交换量测定方法。
具体步骤如下：1.取一定质量的土壤样品，加入一定浓度的碱溶液。
2.在一定温度下，进行土壤样品与碱溶液的反应，使土壤中的阳离子与溶液中的阴离子发生交换反应。
3.将反应液过滤，收集过滤液。
4.通过测定过滤液中阴离子的浓度，计算土壤阳离子交换量。
3. 测定原理土壤阳离子交换量的测定原理基于土壤中的阴离子与阳离子之间的交换作用。
土壤中的阴离子通常以离子态存在，而阳离子则以交换态存在。
土壤中的阳离子交换能力取决于土壤中吸附、解吸和交换离子的性质。
在摩尔比法中，通过与溶液中的阳离子交换，将土壤中的阴离子转化为溶液中的阳离子。
而在碱解法中，通过与土壤中的阳离子交换，将溶液中的阴离子转化为土壤中的阳离子。
通过测定交换液中的阴离子或阳离子的浓度，可以计算出土壤阳离子交换量。
4. 应用土壤阳离子交换量的测定可以用于以下方面：4.1 土壤肥力评价土壤阳离子交换量是评价土壤肥力的重要指标之一。
土壤阳离子交换量的高低可以反映土壤中可供植物吸收的养分含量。
通过测定土壤阳离子交换量，可以评估土壤的肥力状况，为农田的施肥和土壤改良提供科学依据。
4.2 土壤改良土壤阳离子交换量的测定可以指导土壤改良工作。
通过测定土壤阳离子交换量，可以了解土壤中各种阳离子的含量和交换能力，从而选择合适的改良措施，提高土壤的肥力和适用性。
阳离子交换树脂交换容量的测定国标
阳离子交换树脂交换容量的测定国标
1.将样品取一定量加入阳离子交换树脂柱中，使样品与树脂充分接触。
2.加入适量的离子交换水，使树脂充分吸湿。
3.以恒定速率滴加氯化钠溶液至树脂中，使氯离子与树脂中的阳离子发生交换反应。
4.继续滴加氯化钠溶液，直至树脂中交换出的氯离子达到饱和状态。
5.用氢氧化钠溶液洗涤树脂，并用硫酸溶液中和。
6.将样品转移至滴定管中，加入硝酸调节pH值，并加入硝酸银溶液。
7.加入硫酸溶液至滴定管中，使其沉淀。
8.用异丙醇-醋酸混合液洗涤树脂，并用硅胶干燥。
9.称取干燥后的树脂重量，并计算其交换容量。
五、结果表示
交换容量应以毫当量/克树脂表示，并应按照规定的公式进行计算。
六、质量控制
在实验中应注意操作规范，确保实验结果准确可靠。
七、备注
本国标自发布之日起实施。
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根际阳离子交换量测定
实验报告课程名称：植物营养学 成绩： 实验名称： 根际阳离子交换量测定 同组学生姓名： 朱涵齐一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填） 八、讨论、心得一、实验目的和要求1、测定植物样品根际阳离子交换量，了解其对植物的意义；2、掌握植物样品根际阳离子交换量测定方法；3、比较单子叶与双子叶植物根际交换量，加深对植物的认知；4、分析影响植物阳离子交换量的主要因素；二、实验原理植物的细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶和蛋白质组成的网状结构。
如图：果胶( Pectin) 由α-(1,4)-D-半乳糖醛酸聚合而成，部分羧基被甲基酯化，部分羧基游离，游离羧基成为阳离子结合位点。
如图：专业： 农业资源与环境姓名： 韩臣才学号： 3090100057 日期： 2012/04/24 地点： 环资实验楼 装订 线对根系表面性质的研究表明，根组织的表面是以负电荷占优势，其电荷来源主要是细胞壁组分中的果胶和埋藏于其中的蛋白质等羧基的解离，以及原生质膜所产生的恒定负电荷，即非扩散性阴离子。
在根细胞组织的表面形成双电层，其扩散层中的阳离子可以与土壤表面和土壤溶液中可交换的阳离子进行交换。
这种根系的阳离子交换性能可以用根系的阳离子交换量为指标进行测定，根系阳离子交换量是指植物根组织具有可交换阳离子的数量。
可以用多种方法测定植物根际阳离子交换量，本次实验所用为火焰光度计法。
其原理是根系表面吸附的可交换阳离子，在中性KCl中被K+代换出来，形成钾质根。
洗去多余KCl溶液后，用HCl溶液中的H+将K+代换出来，以火焰光度计法检测溶液中K+的含量。
根据溶液中K+的含量，计算出阳离子交换量。
本实验采用干根粉末，因为如此可防止测定中因根的代谢活动导致的离子被吸收或外溢所造成的误差。
同时由于这种交换现象直接与根表面的胶体性质有关，因此认为干根与鲜根，同样显示阳子交换吸附性能的强弱。
实验. 根系阳离子交换量的测定
实验一根系阳离子交换量的测定（淋洗法）根系是作物吸收养分的重要器官，作物根系阳离子代换量（Cation Exchange Content, CEC）的大小，大体上可反映根系吸收养分的强弱和多少，因此，测定根系阳离子代换量（CEC）对于了解作物吸收养分的能力与指导合理施肥具有一定的意义。
一、方法原理根系中的阳离子，在稀HCl中，能被H+代换出来，而根系所吸收的H+量与代换出来的阳离子量相等。
在洗去多余的HCl溶液后，用中性KCl溶液将H+代换出来，以KOH溶液滴定至pH 7.0，根据消耗KOH的浓度和用量，计算出阳离子代换量（以每1kg干根的厘摩尔数表示）。
二、操作步骤从田间选取具有代表性的植株若干（尽可能不要损坏根系），先用水冲洗根系，再放在筛子上置于水中轻轻振荡，至洗净为止，后再用蒸馏水冲洗数次，然后切去地上部分，置于30℃烘箱中烘干（一般烘8 h以上），将烘干根样取出磨细，过18~25号筛（0.7~1.0 mm），混合均匀，贮于广口瓶中备用。
称取烘干磨细的根样0.1000 g，放入180~250 mL烧杯中，先加几滴蒸馏水使根系湿润，避免以后操作时根浮在液面上，再加0.01 mol·L -1HCl 100 mL，搅拌5 min，待根样下沉后，将大部分盐酸连同根样倒入漏斗中过滤，然后用蒸馏水漂洗至无Cl-为止（用AgNO3检验）（一般用110~200 mL蒸馏水，少量多次即可洗至无Cl-）。
再用尖头玻棒将过滤纸中心穿孔，以100 mL KCl（事先调至pH 7.0）逐渐将过滤纸上的根样全部洗入原烧杯中，用pH计测定根-KCl 悬浮液pH值，然后加7~8 d酸碱混合指示剂，用0.01 mol·L -1 KOH滴定至兰绿色（保持30 s 不变），记下所消耗的0.01 mol·L -1 KOH 毫升数，并以此计算出根系的阳离子代换量（以每1kg干根的厘摩尔数表示）。
三、结果计算CEC（cmol·kg-1）=N KOH×V KOH×100 根样干重（g）四、注意事项1、过滤及漂洗时，溶液不超过漏斗的2/3处，并遵守“少量多次”的洗涤原则。
阳离子交换量的测定 交换法
FHZDZTR0029 土壤 阳离子交换量的测定 乙酸铵交换法F-HZ-DZ-TR-0029土壤—阳离子交换量的测定—乙酸铵交换法1 范围本方法适用于酸性和中性土壤阳离子交换量的测定。
2 原理土壤的阳离子交换性能，是指土壤溶液中的阳离子与土壤固相阳离子之间所进行的交换作用，它是由土壤胶体表面性质所决定。
土壤胶体是土壤中粘土矿物和腐殖酸以及相互结合形成的复杂有机矿质复合体，其吸收的阳离子包括钾、钠、钙、镁、铵、氢、铝等。
土壤交换性能对植物营养和施肥有较大作用，它能调节土壤溶液的浓度，保持土壤溶液成分的多样性和平衡性，还可保持养分免于被雨水淋失。
土壤阳离子交换性能分析包括阳离子交换量、交换性阳离子和盐基饱和度等。
阳离子交换量是指土壤胶体所吸附的各种阳离子的总量，常作为评价土壤保肥能力的指标，是土壤缓冲性能的主要来源，是改良土壤和合理施肥的重要依据，它反映土壤的负电荷总量和表征土壤的化学性质。
用中性乙酸铵溶液反复处理土壤，使土壤成为铵饱和的土，再用95%乙醇洗去多余的乙酸铵后，用水将土样洗入凯氏瓶中，加固体氧化镁蒸馏，蒸馏出的氨用硼酸溶液吸收，然后用盐酸标准溶液滴定，根据铵的量计算土壤阳离子交换量。
3 试剂3.1 乙酸铵溶液：1mol/L ，称取77.09g 乙酸铵，用水溶解，加水稀释至近1000mL ，用氢氧化铵（1+1）或稀乙酸调节至pH7.0，然后加水稀释至1000mL 。
3.2 乙醇（950mL/L ）。
3.3 液体石蜡。
3.4 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂：称取0.099g 溴甲酚绿和0.066g 甲基红置于玛瑙研钵中，加少量乙醇（950mL/L ），研磨至指示剂完全溶解为止，最后加乙醇（950mL/L ）至100mL 。
3.5 硼酸指示剂溶液：称取20g 硼酸，溶于1000mL 水中。
每1000mL 硼酸溶液中加入20mL 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，并用稀酸或稀碱溶液调节至紫红色（葡萄酒色），此时溶液的pH 为4.5。
土壤中阳离子交换量的测定方法
土壤中阳离子交换量的测定方法土壤的阳离子交换性能是由土壤胶体表面性质所决定，由有机质的交换基与无机质的交换基所构成，前者主要是腐殖质酸，后者主要是粘土矿物。
它们在土壤中互相结合着，形成了复杂的有机无机胶质复合体，所能吸收的阳离子总量包括交换性盐基(K+、Na+、Ca++、Mg++)和水解性酸，两者的总和即为阳离子交换量。
其交换过程是土壤固相阳离子与溶液中阳离子起等量交换作用。
阳离子交换量的大小，可以作为评价土壤保水保肥能力的指标，是改良土壤和合理施肥的重要依据之一。
测量土壤阳离子交换量的方法有若干种，这里只介绍一种不仅适用于中性、酸性土壤，并且适用于石灰性土壤阳离子交换量测定的E DTA—铵盐快速法。
方法原理采用0.005mol/LEDTA与1mol/L的醋酸铵混合液作为交换剂，在适宜的pH条件下(酸性土壤pH7.0，石灰性土壤pH8.5)，这种交换络合剂可以与二价钙离子、镁离子和三价铁离子、铝离子进行交换，并在瞬间即形成为电离度极小而稳定性较大的络合物，不会破坏土壤胶体，加快了二价以上金属离子的交换速度。
同时由于醋酸缓冲剂的存在，对于交换性氢和一价金属离子也能交换完全，形成铵质土，再用95%酒精洗去过剩的铵盐，用蒸馏法测定交换量。
对于酸性土壤的交换液，同时可以用作为交换性盐基组成的待测液用。
主要仪器：架盘天平(500g)、定氮装置、开氏瓶(150ml)、电动离心机(转速3000—4000转/分)；离心管(100ml)；带橡头玻璃棒、电子天平(1/100)。
试剂：(1) 0.005mol/LEDTA与1mol/L醋酸铵混合液：称取化学纯醋酸铵77.09克及EDTA1.461克，加水溶解后一起冼入1000ml容量瓶中，再加蒸溜水至900ml左右，以1：1氢氧化铵和稀醋酸调至pH至7.0或pH8.5，然后再定容到刻度，即用同样方法分别配成两种不同酸度的混合液，备用。
阳离子交换容量的测定
阳离子交换容量的测定1、主要仪器和试剂a) 离心机(400 r/min～10000r/min)，震荡器，容量瓶（100mL、50 mL），三角瓶（250 mL），移液管，量筒，滴定管，滴管等。
b) 无水乙醇（99%），氯化铵（分析纯），氢氧化铵（分析纯），氢氧化钠（分析纯），甲醛2、试剂配制0.1mol/L NH4Cl + 70%(或50%)无水乙醇称取5.35g NH4Cl溶于270 mL蒸馏水中，再加入730mL无水乙醇，用氢氧化铵调pH值至7，摇匀。
0.1mol/LNaOH溶液称取4.0g氢氧化钠溶于1000mL蒸馏水中，并标定浓度。
3、样品处理称取蒙脱石样品10g左右，用研钵磨并过150目筛，放入称量瓶中，在烘箱中于95℃～100℃烘干4小时，取出放入干燥器内备用。
4、分析步骤称取上述干样品3.00g放入100mL离心管内，加入25mL50%乙醇溶液清洗可溶盐类，在磁力搅拌器上搅拌5分钟，取下进行离心分离，后弃去清液，并重复2次～3次。
然后加入已配好的0.1mol/L NH4Cl + 70%无水乙醇提取液25 mL，搅拌30分钟，盖紧橡皮塞，静止过夜，使其充分交换。
次日离心分离，将清液移入100mL容量瓶中（切勿损失）。
此代换过程连续重复三次（不再过夜），每次加25mL提取液，清液合并入上述100mL容量瓶内（离心管中铵质土弃去），摇匀。
然后测交换总量。
5、交换容量测定用甲醛法。
取100mL容量瓶中的交换液25mL于250mL的三角瓶中，加热煮沸，加入35%的中性甲醛（先用氢氧化钠溶液调节pH值至7）8mL，滴入5滴（0.1%）酚酞指示剂摇匀，立即用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定，溶液由无色变浅粉红色，（稳定30s不退色）即为终点，记下读数V1。
吸取提取液（0.1mol/L NH4Cl + 70%无水乙醇）25mL于250mL三角瓶中，按上述操作进行滴定，记下读数V2。
6、计算公式为：CEC =式中，CEC——交换容量，mol/g；c(NaOH) ——氢氧化钠溶液浓度，mol/L；m——样品质量，g；V滴=25mL；V总=100mL。
35 阳离子交换量试验
35 阳离子交换量试验35.0.1 阳离子交换量是测量土对溶液中阳离子交换吸附性能强弱的指标。
试验结果以所交换阳离子浓度毫摩每千克土表示，即mmol/kg。
35.0.2 本试验采用EDTA铵盐法，适用于酸性土、中性土，也适用于石灰性土。
35.0.3 本试验应采用下列仪器设备：1 离心机：转速3000～4000r/min，离心管100 ml。
2 天平：称量200 g，分度值0.0001 g；称量200 g，分度值0.01 g；称量500 g，分度值0.5 g。
3 蒸馏装臵：按图35.0.2所示安装，其中开氏瓶体积为150 ml。
4 其他设备：带橡皮头玻棒、烧杯、锥形瓶、滴定管、滴定管夹及台、1-蒸汽发生器；2-冷凝箱；3-开氏瓶；4-吸收瓶；5、6-电炉；7-Y形管；8-橡皮管；9-螺丝夹；10-弹簧夹；11-缓冲管。
35.0.4 试剂配制应符合下列规定：1 EDTA铵盐混合液，称取醋酸铵(NH4C2H3O2 )77.09 g和乙二胺四乙酸(C10H16N2O8 )1.641 g，用水溶解后一起洗入1L容量瓶中，加水至900 ml左右，用(1+1)氨水(NHOH)或稀醋酸溶液调至pH 7.0或pH 8.5，然后定容至刻度。
4256257即用同样方法配成两种不同酸度的混合液备用。
其中pH7.0用于中性和酸性土的提取；pH 8.5仅用于石灰性土的提取。
调节pH 值可在酸度计上进行，即准确吸取混合液50 ml ，调节所用NH 4OH 或醋酸的用量，以此算出1L 混合液需要量。
2 95%乙醇（应无铵离子反应）3 氧化镁：在高温炉中于500～600℃灼烧0.5h 。
4 定氮混合指示剂：分别称取甲基红0.1 g 和溴甲酚绿0.5 g ，放入玛瑙研钵中，用100 ml 95%乙醇研磨溶解，然后用稀盐酸或稀氢氧化钠调节到pH 4.5（指示剂显淡紫色）。
5 钠氏试剂：取氢氧化钾(KOH) 135g 溶于460ml 水中为A 液，取碘化钾(KI) 20g 溶于50ml 水中，加碘化汞使溶液至饱和状态（约32 g ）为B 液。
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实验报告
课程名称：
植物营养学 成绩： 实验名称： 根际阳离子交换量测定 同组学生姓名： 朱涵齐
一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）
三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填）
五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理
七、实验结果与分析（必填） 八、讨论、心得
一、实验目的和要求
1、测定植物样品根际阳离子交换量，了解其对植物的意义；
2、掌握植物样品根际阳离子交换量测定方法；
3、比较单子叶与双子叶植物根际交换量，加深对植物的认知；
4、分析影响植物阳离子交换量的主要因素；
二、实验原理
植物的细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶和蛋白质组成的网状结构。
如图：
果胶( Pectin) 由α-(1,4)-D-半乳糖醛酸聚合而成，部分羧基被甲基酯化，部分羧基游离，游离羧基成为阳离子结合位点。
如图：
专业： 农业资源与环境
姓名： 韩臣才
学号： 3090100057 日期： 2012/04/24 地点： 环资实验楼 装
订 线
对根系表面性质的研究表明，根组织的表面是以负电荷占优势，其电荷来源主要是细胞壁组分中的果胶和埋藏于其中的蛋白质等羧基的解离，以及原生质膜所产生的恒定负电荷，即非扩散性阴离子。
在根细胞组织的表面形成双电层，其扩散层中的阳离子可以与土壤表面和土壤溶液中可交换的阳离子进行交换。
这种根系的阳离子交换性能可以用根系的阳离子交换量为指标进行测定，根系阳离子交换量是指植物根组织具有可交换阳离子的数量。
可以用多种方法测定植物根际阳离子交换量，本次实验所用为火焰光度计法。
其原理是根系表面吸附的可交换阳离子，在中性KCl中被K+代换出来，形成钾质根。
洗去多余KCl溶液后，用HCl溶液中的H+将K+代换出来，以火焰光度计法检测溶液中K+的含量。
根据溶液中K+的含量，计算出阳离子交换量。
本实验采用干根粉末，因为如此可防止测定中因根的代谢活动导致的离子被吸收或外溢所造成的误差。
同时由于这种交换现象直接与根表面的胶体性质有关，因此认为干根与鲜根，同样显示阳子交换吸附性能的强弱。
三、实验仪器与试剂
测定对象：大豆（双子叶）根系（干粉）；
仪器设备：火焰分光光度计磁力搅拌器万分之一天平微量滴定管 500 mL烧杯 250 mL烧杯
50 mL烧杯洗瓶定性滤纸
抽滤装置 pH计布氏漏斗试剂：0.01 mol/L HCl 0.008995 mol/L KOH (需要标定)
1.0 mol/L KCl 0.01 mol/L 邻苯二甲酸氢钾
3% AgNO3 0.5% 酚酞
KCl标液（10,20,30,40,50ppm）
四、实验步骤
称样：称取0.1077 g(双子叶植物干根粉末)置于500 mL烧杯中，加数滴蒸馏水润湿样品，防止其在后面的操作中漂浮于液面上。
钾质根制作：加入200 mL pH7.0的1 mol/L KCl ，搅拌5 min，使根沉淀，抽滤。
淋洗：制成的钾质根用蒸馏水连续淋洗，边淋洗边抽滤，直至滤液中无Cl-存在(用AgNO3检验)。
H+代换K+：将沉淀物与滤纸一起放于250 mL 烧杯中，加入200 mL （准确量取） 0.1 mol/L HCl ，搅拌5 min 。
火焰光度计法测定K+：普通漏斗过滤至小烧杯，火焰光度计测定K+的含量。
五、实验数据记录和处理
火焰分光光度计的标曲：
浓度
/ppm
吸光值 10
3272 20
6292 30
9548 40
12502 50 15526
图表标题
5000
10000
15000
20000
0102030
405060浓度吸光值
一次标曲实验最终测得的K 浓度为9.2ppm ，即9.2毫摩尔/升。
则根的阳离子交换量为：
则交换量为：9.2*200/10/0.1077/39.1毫摩尔/克=43.69毫摩尔/克
六、讨论、心得
1、作物根系阳离子交换量的大小与哪些因素有关？
答：由于果胶中的游离羧基成为阳离子结合位点，因此根细胞壁中果胶的含1000M
10.391010200C kg /cm ol CEC 1
-3-⨯⨯⨯⨯⨯=）（根系
量重点影响根阳离子交换量，同时果胶的甲基酯化程度决定果胶中游离羧基的含量，甲基酯化程度较低的果胶常含有较多的游离羧基，具有较大的阳离子交换量。
阳离子交换与根表面的胶体有关，因此不同根表面不同的胶体也影响根际阳离子交换量。
2、根系阳离子交换量的测定有何意义？
答：阳离子交换量是植物重要的生理特性之一，它极大地影响植物根系对矿质营养元素的吸收。
具体说来，根际阳离子交换量的测量有以下实际意义：表征植物根系对阳离子的潜在吸收能力；衡量植物对难溶性磷酸盐的吸收利用能力（这与其对钙的吸收能力密切相关）；反映植物对重金属的抵抗能力（这在受重金属污染地区尤为重要，以重金属铝为例，通常低CEC植物种类由于根细胞壁对铝的吸附能力较弱，可避免铝进入细胞内，故具有较强的抗铝能力）；表明植物根系的吸附特性对根－土界面养分离子的动态和有效性的影响。
3、为什么要采用干根测定作物根系阳离子交换量？
答：由于是学生实验，利用干根易于操作、节约时间；由于新鲜根的代谢依然旺盛，因而干根可防止测定中因根的代谢活动导致的离子被吸收或外溢所造成的误差；由于这种交换现象直接与根表面的胶体性质有关，因此认为干根与鲜根，同样显示阳子交换吸附性能的强弱。
4、比较单子叶植物和双子叶植物根系CEC的差异，并分析原因。
答：通常双子叶植物的CEC比单子叶植物要大得多。
这是因为双子叶植物根细胞初生壁主要的基质多糖是果胶质，而在单子叶植物根初生壁中，果胶质占很小的部分。
5、比较酸碱指示剂与pH计在判断滴定终点时的差异，并判断酸碱指示剂在实验中的可行性。
答：实验结果如下
PH=7 酚酞终点
单子叶18.57 23.68
双子叶36.82 48.53
可见酚酞终点比Ph法大，因为前法是在碱性时定终点，而后者是在酸性时定终点。
固实际实验中采用后法更准确。
6、比较酸碱滴定法与火焰光度计法测定植物根系CEC时的结果差异，并讨论其相关性。
答：实验结果如下：
用PH=7法：
双子叶单子叶
酸碱滴定36.82 18.57
原子吸收40.15 19.41
用酚酞滴定法：
双子叶单子叶
酸碱滴定48.53 23.68
原子吸收40.15 19.41
可见用PH=7滴定终点时，原子吸光光度法相比于酸碱滴定，前者大于后者；用酚酞滴定终点时，原子分光光度法相比于酸碱滴定，前者小于后者。
这种情况的成因不太可能是偶然的误差，而是方法本身所造成。
即用PH=7滴定终点使终点出现提前，而用酚酞滴定终点则过头了。