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
学习交流PPT
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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
土壤农化分析教学大纲内容
《土壤农化分析》教学大纲课程编号：适用专业：农业资源与环境教学时数：理论课：20学时实验课：40学时一、编写说明1、课程简介：土壤农化分析是农业资源与环境专业的一门专业基础课。
该课程包括土壤分析、植物分析和肥料分析三个方面。
土壤农化分析既是一门技术性较强的课程，又是一门应用学科。
本课程要求学生即要学好基础理论、基本知识和基本操作，还要学会使用现代分析仪器，以专业课知识为基础，将正确地分析结果应用到生产实际和科学研究中去。
本课程以土壤学、农业化学为主要理论，与分析化学、仪器分析等课程密切相关，使农业资源与环境专业的一门重要课程。
2、地位和任务：土壤农化分析既是一门技术性较强的课程，又是一门应用科学。
既要学好基础理论、基本知识和基本操作，还有学会使用现代分析仪器；同时又要学好专业课和农学类课程，才能正确地把分析结果应用到生产实际和科学研究中去。
这里特别需要强调的事，由于现代分析仪器和自动化装置的应用，大大加快了分析工作的进度，现代化分析仪器在分析工作中成了不可缺少的工具。
但是现代化仪器的使用，同样离不开分析化学的基本原理和操作。
复杂的精密仪器，对样品的预处理又是要求更高。
因此基本理论、基本知识和基本操作训练就显得更加重要。
2、总体要求：要求学生通过学习掌握包括土壤分析、植物分析和肥料分析三方面的农化分析方法，摒弃掌握县官元素的分析方法、原理，熟练的进行农化分析。
二、教学大纲内容第一章：土壤农化分析的基本知识（2学时）1、教学目的：掌握土壤农化分析的基本知识2、教学内容：第一节前言第二节土壤农化分析用纯水纯水的制备实验室用水的检验第三节试剂的标准、规格试剂的标准试剂的规格第四节常用器皿的性能、选用和洗涤3、本章重点：纯水的制备4、本章难点：实验室用水的检验第二章土壤样品的采集和制备（1学时）1、教学目的：掌握土壤样品采集和制备的方法2、教学内容：第一节土壤样品的采集概述采样误差和采样时间土样的采集采集土壤样品的工具第二节土壤样品的制备和保存新鲜样品和风干样品样品的风干、制备和保存第三节土壤水分的测定方法原理仪器设备测定步骤结果分析3、本章重点：混合土样采集要求4、本章难点：土壤水分测定原理与测定步骤第三章土壤有机质的测定（1学时）1、教学目的：通过学习掌握重铬酸钾法测定有机质的原理和方法。
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4、消煮液中铵的测定有哪些方法？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5-1）5、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。
土壤农化分析
土壤农化分析第1章土壤农化分析的基本知识1、实验室用纯水如何得到？应该符合哪些要求，如何检验？2、试剂有哪些规格？如何选用和保存？3、常用器皿特点如何？如何采用？如何冲洗？玻璃器皿冲洗应当遵从什么原则？4、常用滤纸的类别？各有何特点？如何采用？5、稀酸、稀碱如何酿制？如何标定？第2章土壤样品的采集与制备1、如何并使收集样品最具备代表性？2、土壤样品制备过程应该注意哪些事项?3、采集混合土壤样品的原则是什么？第3章土壤样品的收集与制取1、重铬酸钾外加热容量法测定土壤有机质的原理是什么？2、铬酸、磷酸湿烧法测定有机质与重铬酸钾另加热容量法在原理上有何相同？3、列出常用土壤有机质测定方法，并比较其方法的优缺点。
4、长期迳水的水稻土使用哪种方法分析其有机质含量？为什么？5、重铬酸钾外加热容量法测定有机质含量的误差来源有哪些？如何消除？第4章土壤n和s分析1、土壤氮素形态有哪些？相互关系如何？测定时应注意什么问题？2、土壤有效n有哪些形态，为什么测定土壤有效n特别困难？3、酚二磺酸比色法测定硝态氮时应注意什么问题？4、化学方法抽取土壤硝态氮、氨态氮常用的金属粉末剂存有哪些？5、简述半微量凯氏法测定土壤全氮的原理、步骤及注意事项？常用的催化剂有哪些？6、详述碱求解蔓延法测定土壤有效率n的原理及步骤？第5章土壤p分析1、如何挑选最合适的土壤有效率磷金属粉末剂？为什么0.5mnahco3就是石灰性土壤有效率磷较好的金属粉末剂？2、钼锑抗比色法测定p的原理及显色条件如何？干扰因素有哪些？如何消除？3、影响有效p浸提的因素有哪些？4、钼蓝比色法测量p时用的还原剂存有抗坏血酸和sncl2，采用二者对比色过程的影响如何？5、详述酸性土壤有效率p测量的0.03mnh4f-0.025molhcl抽取-钼蓝法测定的磷素形态，测量原理、步骤及注意事项。
6、土壤无机p形态有哪些？如何采用化学方法分级测定？第6章土壤k分析1、土壤钾素的存在形态及相互关系。
土壤农化分析
《土壤农化分析》是2000年1月中国农业出版社出版的图书，作者是鲍士旦。
该书适用于资源与环境学院有关土壤、农业化学、植物营养等专业本科生和研究生。
目录第一章土壤农化分析的基本知识第二章土壤样品的采集与制备第三章土壤有机质的测定第四章土壤氮和硫的分析第五章土壤中礏的测定第六章土壤中钾的测定第七章土壤中微量元素的测定第八章土壤阳离子交换隆能的分析第九章土壤水溶性盐的分析第十章土壤中碳酸钙的测定第十一章土壤中硅、铁、铝等元素的分析第十二章植物样品的采集、制备与水分测定第十三章植物灰分和各种营养元素的测定第十四章农产品中蛋白质和氮基酸的分析第十五章农产品中碳水化合物的分析第十六章籽粒中油脂肪酸的测定第十七章有机酸和维生素的分析第十八章无机污染（有害）物质的分析第十九章无机肥料分析第二十章有机肥料的分析第二十一章分析质量的控制和数据处理附表前言为了适应教学、科研和生产的需要，我们编写了这本包括土壤、肥料、植物及农产品分析的《土壤农化分析实验》，作为广大农业科技工作者和高等院校、中等专业学校有关专业师生的实验教材或工具书。
考虑到分析条件等原因，书中有时在同一分析项目中并了几个方法，可根据分析项目和要求等选择应用。
本书包括四方面的内容。
土壤分析主要为土壤水分、土壤物理性质、土壤化学性质及土壤酸碱度的分析。
肥料分析主要为有机肥料、单质化学肥料及复合肥有效成分的分析。
植物分析主要为植物营养诊断、植物体常量元素及微量元素分析。
农产品分析主要为农产品中碳水化合物、糖分、淀粉、粗纤维、粗脂肪、Vc及氨基酸等的分析。
由于编者水平所限，书中疏漏，错误之处在所难免，敬请提出宝贵意见，以便进一-步修改。
土壤农化分析各章复习要点
土壤农化分析各章复习要点土壤农化是研究土壤中的化学性质、生物活性和物理性质的科学，它对于农业生产的可持续发展具有重要意义。
下面是土壤农化分析各章复习要点：第一章：土壤农化的基本概念和研究方法1.土壤农化的定义、研究对象和研究方法；2.土壤农化的学科内容，主要包括土壤中的肥料、水分、有机质、微生物、微量元素等；3.土壤农化的研究方法，包括野外调查、室内实验、分析测试等；4.学习土壤农化需要具备的知识和技能。
第二章：土壤肥料1.土壤肥料的种类和分类；2.土壤肥料的作用和使用方法；3.常见的有机肥料和无机肥料的特点和应用；4.土壤肥料的施用原则和注意事项。
第三章：土壤水分2.土壤水分的储存和运移特性；3.影响土壤水分的因素，包括降水、温度、风速等；4.土壤水分的测定方法和管理技术。
第四章：土壤有机质1.土壤有机质的组成和作用；2.土壤有机质的形成和分解过程；3.添加有机质对土壤肥力的影响；4.土壤有机质的测定方法和管理原则。
第五章：土壤微生物1.土壤微生物的类型和功能；2.土壤微生物对土壤肥力的影响；3.土壤微生物的生态位和生长条件；4.土壤微生物的测定方法和管理技术。
第六章：土壤养分1.土壤养分的类型和循环过程；2.土壤养分的供应和缺乏的症状；3.土壤养分的施肥原则和管理方法；4.土壤养分的测定方法和监测技术。
第七章：土壤微量元素1.土壤微量元素的种类和特点；2.土壤微量元素的吸收和利用方式；3.土壤微量元素的供应和缺乏的症状；4.土壤微量元素的施用原则和管理技术。
第八章：土壤评价与肥料利用1.土壤评价的目的和方法；2.土壤肥料利用效率的评价与提高措施；3.土壤肥力因子的积累与消耗；4.土壤改良和肥料利用的综合管理策略。
以上是土壤农化分析各章的复习要点，通过对这些内容的复习，可以加深对土壤农化的理解，提高农业生产的效益和可持续性发展。
土壤交换性能的分析
概述
影响CEC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+﹥Mg2+﹥H+﹥NH4+﹥K+﹥Na+
盐溶液的浓度 pH 其它
测定方法 操作方法
CEC测定方法的发展
酸性土
用稀氯化铵饱和土壤，测定NH4+的减少； 用1M氯化铵淋洗，测定被交换吸附的NH4+； 乙酸铵交换淋洗，测定被交换吸附的NH4+；
pH8.2乙酸钠 pH8.2氯化钡-TEA
0.0531 0.060
0.0354 -
0.063 -
石灰性土壤CEC测定方法
—— pH8.2 乙酸钠-火焰光度法
方法原理
1. 2. 3. 4. 用pH8.2 乙酸钠处理土壤，使土壤饱和以Na+。 95%乙醇或异丙醇洗去多余Na+。 用1M NH4(OAc)2把交换下来。 火焰光度法测Na+ ，计算CEC。
盐碱土CEC及交换性钠的测定方法
CEC测定——乙酸钠法 50%乙醇洗去可溶性盐→1mol/L,pH8.2 乙酸钠处理土壤， 使土壤饱和以Na+ →95%乙醇或异丙醇洗去多余Na+ → 用1M NH4(OAc)2把交换下来→火焰光度法测Na+ ，计算
CEC。 交换性钠的测定 1. CaCO3-CO2交换——火焰光度法。 2. NH4(OAc)2 - NH4(OH)——火焰光度法。 要点：先除去可溶性盐。
交换性钠的测定（CaCO3-CO2交换法）
• 方法原理
• 在加有足量CaCO 3 的土壤与水的分散体系中，通入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： • ［土壤］Na2 + Ca(HCO3)2→［土壤］Ca + 2NaHCO3 • 过量的Ca(HCO3)2与交换产物NaHCO 3在加热的情况下发 生以下变化： • Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O 2NaHCO3 → Na 2CO3+ CO2↑+H2O • 将干固物溶解过滤，滤液中仅有Na2CO3残存。 • 用标准酸滴定或AES、计算交换性钠。
8第八讲土壤的吸附性能与离子交换
8第八讲土壤的吸附性能与离子交换一、土壤吸附性能的表现1、吸附气体：带有臭味的粪水、氨水施入土壤臭味消失2、吸附液体：土壤吸收可以湿润它的液体，如水等3、吸附分子和离子：有机酸如氨基酸、尿酸等；盐分通过土壤咸味消失或减轻；4、吸附活的微生物，如细菌、真菌以至病毒等。
二、土壤吸附性能的重要性1、保持和供应植物养分保肥、供肥离子态的养分，在土壤胶体的离子代换作用下，保持在土壤中，这就是土壤的保肥性。
被土壤胶体吸收的离子与土壤溶液间的离子能进行可逆性交换，植物可随时从土壤中得到养分，这就是土壤的供肥性。
2、对土壤结构性的影响通过胶体的凝聚和分散作用影响土壤结构。
3、对土壤酸碱性的影响土壤胶体的缓冲作用很重要，使土壤具备较佳的缓冲性4、土壤吸收性能和施肥的关系在施用无机肥料时，局部的养分浓度过高，会导致烧根现象，较高的离子代换量可使此种危害减轻或消除。
在一定范围内，此作用能协调植物对土壤营养的吸收，使土壤能较稳、均、足、适地供应植物生长所需的养分，使植物既不疯长，又不脱肥。
3.交换受温度影响较小，而与交换点位置直接相关2.等价离子代换能力的大小，随原子序数增加而增大。
3.离子运动速度愈大，交换力愈强。
4.阳离子代换力受质量作用定律支配即离子浓度愈大，交换力愈强2.意义土壤交换量的大小，基本上代表了土壤的保持养分数量，也就是平常所说的保肥力高低；交换量大，也就是保存养分的能力大，反之则弱。
一般认为阳离子交换量>20cmol(+)/kg保肥力强＝20～10中<10弱表7－3不同质地土壤的阳离子交换量四、土壤盐基饱和度阳离子可分为两大类：即盐基离子（Ca2＋、Mg2＋、K＋、Na＋、NH4＋等）和H＋与Al3＋。
阳离子的代换量是这两类离子被吸收的总量。
这两类离子的性质不同，其比例关系对土壤性质有很大影响。
2、盐基饱和度的意义盐基饱和度>80％的土壤肥沃的土壤在50％～80％之间中等肥力<50％肥力较低盐基饱和度的大小常与雨量、母质、植被等自然条件有密切关系。
农化分析 第八章 土壤交换性能
pH，pH升高，土壤负电荷数量增加，CEC增加 其它
测定方法 操作方法
CEC测定的操作过程
1. 用一种指示性离子（ NH4+ ）饱和土壤。 2. 有机溶剂洗去多余的指示性离子。 3. 用另一种盐把交换到土壤上的指示性离子交 换下来。 4. 测定指示性离子。
问题：
1. 如何判断交换是否完全？ 2. 方法的误差有哪些？
•
–
操作过程
称1 mm土10.00g于100mL烧杯中，加0.2 mol· L-1 CaCl2溶液40 mL， 磁力搅拌1分钟放入pH电极，缓速搅拌下用0.015 mol· L-1Ca(OH)2滴 定至pH 7.0即为终点，记录Ca(OH)2用量。
•
–
石灰用量
CaO［kg· (hm2)-1］＝cV/m ×0.028×2250000× 1/2
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
•
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)
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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土壤交换性能的分析
土壤交换性能的分析
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概述
阳离子交换量（CEC
-Cation Exchang Capacity ） 以吸附阳离子总量表示的土壤吸附阳离子的能力。单 位：cmol/kg.
• 交换性离子 • 盐基饱和度 • 土壤中一些主要物质的CEC量
有机质：200-400 cmol/kg。 2：1型粘土矿物：60-100 cmol/kg。 1：1型粘土矿物：10-15 cmol/kg。 土壤CEC平均值约15-40 cmol/kg。
交换性钠的测定（CaCO3-CO2交换法）
• 方法原理
• 在加有足量CaCO 3 的土壤与水的分散体系中，通入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： • ［土壤］Na2 + Ca(HCO3)2→［土壤］Ca + 2NaHCO3 • 过量的Ca(HCO3)2与交换产物NaHCO 3在加热的情况下发 生以下变化： • Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O 2NaHCO3 → Na 2CO3+ CO2↑+H2O • 将干固物溶解过滤，滤液中仅有Na2CO3残存。 • 用标准酸滴定或AES、计算交换性钠。
3. 石灰需要量测定与计算
• •
石灰需要量 测定方法
1. 2. 3. 4. 田间试验法 土壤石灰培养法 中和滴定法 CaCl2浸提-Ca(OH)2滴定法。 计算方法(CaCl2浸提-Ca(OH)2滴定法)
•
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
石灰性土
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+。
第八章 土壤胶体及其对离子的吸附交换作用
第八章土壤胶体及其对离子的吸附交换作用【教学目标】●土壤胶体1、掌握土壤胶体的含义、类型和基本构造。
2、重点了解土壤胶体的性质及其在土壤物理、化学和生物学过程中的重要作用。
3、了解土壤的保肥供肥性与土壤胶体组成的关系，为什么说土壤腐殖质含量高的其保肥性强？●土壤离子交换作用1、解土壤产生吸收（吸附）性的根本原因、吸收类型及其产生的机理。
2、重点掌握阳离子交换作用产生的机理以及对土壤性状产生的影响。
土壤胶体是土壤中最细小、最活跃的部分，土壤胶体的组成和性质对土壤的理化性质，如土壤的吸附性、酸碱性、缓冲性以及土壤结构都有很大的影响。
土壤肥力的高低与土壤胶体的组成、数量和性质密切相关，土壤胶体是土壤肥力性状赖以表现的物质基础中最精华的部分；同时，土壤胶体的形成过程也是土壤形成过程的反映，由于土壤形成条件的不同，土壤的胶体类型、含量和性质均有较大的差异。
所以，要了解土壤的形成过程和土壤肥力的实质，必须弄清土壤胶体的性质。
本章将着重讨论对土壤肥力影响较大的土壤胶体的组成、结构、性质及其相关的离子交换性的一般规律。
8.1 土壤胶体8.1.1 土壤胶体的概念8．1. 1. 1 土壤胶体是一种分散系统任何胶体系统都是一种分散系统，而分散系统通常由两种物质所组成，一种物质的分子呈连续分布状态，称为分散介质；另一种物质的分子是不连续的，称为分散相，分散相均匀地分散在分散介质中，构成胶体分散系统。
在自然界中这种分散系统是很多的，如烟是微细的碳粒分散在空气里，云雾是小水滴分散在大气里，豆浆是大豆蛋白分子分散在水里等。
土壤本身就是一个复杂的多元分散系统。
在一般情况下，是把土壤固相颗粒作为分散相，而把土壤溶液和土壤空气看做分散介质。
8．1. 1. 2 土壤胶体的大小范围一般胶体是指作为分散相的那些细小颗粒，其大小的上限是0.1 μm, 下限为 1nm(<1 nm属于溶液范围)。
但是胶体大小的界限也不是绝对的，而主要应根据表现出的胶体性质而定，如光学、电学性质等。
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• 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பைடு நூலகம்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。
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。
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
非缓冲液体系，交换过程pH变化影响测定结果。
盐—NH4OAc (1M，1M 80%乙醇）
（NH4）2C2O4（0.05M，0.025M） NaCl （0.5M，1M） BaCl2（0.25M,0.5M，0.05M） NaOAc（1M，pH8.2） BaCl2（0.1M + TEA，pH8.2） MgCl2（0.5M） Ba（OAC）2（0.1M，0.5M，pH8.2） CaCl2（0.1M，0.5M） CaOAc（0.5M）
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
（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
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
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
（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+
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
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
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。
换能力的离子。
pH，pH升高，土壤负电荷数量增加，CEC增加 其它
测定方法 操作方法
CEC测定的操作过程
1. 用一种指示性离子（ NH4+ ）饱和土壤。 2. 有机溶剂洗去多余的指示性离子。 3. 用另一种盐把交换到土壤上的指示性离子交 换下来。 4. 测定指示性离子。
问题：
1. 如何判断交换是否完全？ 2. 方法的误差有哪些？
土壤质地，比表面积
0.25-0.025mm 0.025-0.001 0.3 15 0.001-0.00025 37.2 〈0.00025 69.9
土壤pH 碱性条件下，胶体表面负电荷增加，CEC增加
阳离子交换能力的表征指标
阳离子交换量（CEC
-Cation Exchang Capacity ） 以吸附阳离子总量表示的土壤吸附阳离子的能力。单 位：cmol/kg。
（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。