土壤 阳离子交换性能的分析

常用交换剂：
1 mol/L NaOAc（pH 8.2）
三、测定方法介绍
1、酸性和中性土壤： pH7.0的NH4OAc法是最普遍使用的常规方法 （1）特点： • 溶液具有强缓冲性能，保证交换过程中pH恒 定。 • 可以连续测定CEC、交换性离子组成、交换 性盐基总量。
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。
Al3+
H+
Soil Clay
Ca2+ Mg2+
Soil Solution
NH4+ K+ Na+
Байду номын сангаас
Na+
（一）土壤阳离子交换量 1. 概念：Cation Exchange Capacity, CEC： 土壤吸附的阳离子的总量， 单位：cmol.kg-1 2. CEC的大小： 土壤交换性能是土壤胶体的属性，不同类型土壤胶体的 CEC大小不同： 有机胶体腐殖质CEC为200-400 cmol.kg-1 2：1型粘土矿物如蒙脱石CEC为60-100 cmol.kg-1 1：1型粘土矿物如高岭石CEC为10-15 cmol.kg-1 土壤胶体组成不同，其CEC大小不同，如： 东北黑钙土含腐殖质多，其CEC为30-50cmol.kg-1 华南红壤含腐殖质少，1：1型粘土矿物多，其CEC均小 于10cmol.kg-1
NaOAc-NaCl法：对石膏、石灰溶解少，适于干旱地区石灰性
土壤，尤其是含石膏多的土壤。
3、交换剂的选择
（3）盐碱土：
这类土壤都是盐基饱和土壤，多数含CaCO3和易溶盐，
所以选择交换剂时应避免和减少CaCO3的溶解，并先除去 易溶盐。
除易溶盐时不能用极性溶剂，以保证盐分以分子状态
存在，免去参与离子交换，一般用乙醇（60-70%）溶液洗 盐。
第八章 土壤阳离子交换性能的分析
第一节 概述
一、土壤阳离子交换性能分析的意义： • 土壤阳离子交换性能在农业上是一种很 重要的土壤特性，它是土壤胶体的一种 物理化学吸收性能，使土壤具有供应和 保蓄养分的能力和缓冲性能，污染物有 一定的净化能力。
第一节 概述
二、土壤交换性能分析项目： • 土壤阳离子交换量 • 交换性阳离子组成 • 交换性盐基总量 H+ 3+ Al • 盐基饱和度 Mg2+ Ca2+ • 交换性H+、Al3+ + NH 4 • 交换性Na+ K+
3、交换剂的选择
（2 ） 石灰性土壤：
常用交换剂： 1 mol/L NaOAc（pH 8.2）：该交换剂对MgCO3溶解较多，使 交换性Mg测值偏高，所以含MgCO3多的土壤应考虑使用。 BaCl2-三乙醇胺（TEA）（pH 8.2）： Ba2+在CaCO3颗粒表面形成BaCO3膜，从而抑制了CaCO3的继 续溶解，降低了Ca2+的浓度，使交换完全。
（二）交换性盐基组成 1.交换性盐基组成： 包括：H+、Al3+及Ca2+、Mg2+、K+、 Na+、NH4+等交换性阳离子。 石灰性土壤中以Ca2+、Mg2+为主； 酸性土壤中H+、Al3+较多； 盐碱土中Na+多。 2.交换性盐基总量： 指除交换性H+、Al3+以外的其它 交换性阳离子的总量。 3.盐基饱和度： 交换性盐基总量占CEC的百分 数。 是土壤改良利用和土壤分类 的重要依据。
3、交换剂的选择
（2） 石灰性土壤： 测定的难点：
土壤含CaCO3、MgCO3多，交换剂易溶解这些物质。所以应当
选择能抑制石灰质溶解的交换剂。 交换剂选择依据：石灰性土壤在大气CO2分压下的平衡pH值 接近8.2，此时许多交换剂对石灰质的溶解量很低，所以常 选用pH 8.2的缓冲溶液作石灰性土壤的交换剂。
H+
Al3+
H+
Soil Clay
Al3+ Ca2+ 2+ 2+ Mg Mg Ca2+ Soil Solution NH4+ NH4+ K+ + + + K Na Na
（三）交换性H+、Al3+： 酸性土壤中H+、Al3+较多，根据其含量可以计算盐 基不饱和度。 交换性H+、Al3+(cmol/kg) 盐基不饱和度% = ——————————— 100 阳离子交换量(cmol/kg) （四）交换性Na+： 在盐碱土上分析，由此计算土壤碱化度。 交换性Na+(cmol/kg) 碱化度% = —————————— 100 （ESP） 阳离子交换量(cmol/kg)
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）。
第二节 土壤阳离子交换性能的测定
• 土壤阳离子交换性能的测定，是用交换剂把土壤 胶粒上吸附的离子交换下来，然后进行测定。 • 此交换反应是等物质量进行的，其交换是否完全 则决定于所选择的交换剂及交换方法。
H+ Al3+ H+
Soil Clay
Al3+ Ca2+ 2+ 2+ Mg Mg Ca2+ Soil Solution NH4+ NH4+ K+ K+ Na+ Na+