陜西地區土壤陽離子交換量（CEC）測定方法研究

摘 要：陽離子交換量（CEC）是反映土壤膠體保肥供肥的重要指標。該文采用氯化鋇-硫酸快速法對陜西地區不同區域的土質進行測定，結果表明，在液土比例20∶1～40∶1的條件下即可完全交換，操作方法簡單快捷，相較于傳統測定方法免去有機試劑的使用，可降低污染及對測試人員的傷害。該方法精密度良好，重現性高，可作為測定陜西地區土質CEC的較佳方法，用于土壤肥力分析。

關鍵詞：土壤；陽離子交換量；氯化鋇-硫酸快速法；測定

中圖分類號 X833 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）22-65-02

Abstract：Cationic exchange capacity（CEC） is an important factor of soil fertility reaction. Adopting the rapid method of barium chloride-sulfuric acid for the determination of CEC，the experiment proved that the precision is good，high reproducibility and low pollution compared with traditional method. It can be used as a better method of Shaanxi soil CEC analysis.

Key words：Soil；CEC；Sulfuric acid fast method；Determination

土壤膠體表面帶有負電荷，能夠從介質即土壤溶液中吸附陽離子。土壤膠體所能吸附的各種陽離子的總量稱為土壤的陽離子交換量（CEC），CEC可以反映土壤膠體的表面性質和土壤的保肥供肥性能，其數值大小是土質分析的一個重要指標。

CEC常用的測定方法有總和法、乙酸銨交換法、乙酸銨-氯化銨交換法、氯化鋇-硫酸快速測定法等。總和法因其操作步驟麻煩，計算復雜，現基本被淘汰。乙酸銨交換法測定CEC的優點為：乙酸銨與鹽基不飽和土壤作用時，釋放出來的是弱酸，不致破壞土壤吸收復合體，因此此方法目前在國內外均普遍應用；其缺點是：如果土壤中的某些粘土礦物（黑云母等）吸附銨離子的能力特別強，很難被蒸餾出來，此外乙酸銨能與部分腐殖質形成溶膠而被淋洗，使測定結果偏低，但對某些富含鐵、鋁的土壤，又因土壤膠體吸附過量的銨離子，不易被乙醇洗去，使測定結果略偏高。氯化銨-乙酸銨交換法是目前石灰性土壤CEC測定的較好的方法，結果準確、穩定、重現性好，它不會劈壞粘土礦物，并有較快的分析速度，但它也有同乙酸銨交換法相似的缺點[1-4]。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑 （1）儀器：800型離心沉淀器；BS 210S型賽多利斯分析天平；25mL半微量滴定管；150mL錐形瓶；10mL、20mL移液管。（2）試劑：0.5mol/L BaCl2溶液；0.025mol/L H2SO4溶液；0.1mol/L NaOH標準溶液；1%酚酞。

1.2 樣品采集及制備 樣品采集1kg左右，裝入由棉布縫制而成的樣品袋中，如潮濕樣品可內襯塑料袋。取有代表性的風干土壤樣品，將其通過2mm孔徑的篩，待測。

1.3 實驗方法 準確稱取過篩土樣1.00g放入離心管中（稱重），加入0.5mol/L BaCl220～25mL，用BaCl2溶液調節各管重量一致。攪拌土壤1min，再離心3min，倒出上部清液再加BaCl220mL交換一次。加20～30mL蒸餾水于離心管中，攪動離心一次，傾凈清液，稱重。準確加入20mL 0.025mol/L H2SO4，充分攪拌土壤，放置數分鐘后離心。準確吸取10mL清液放入小三角瓶中，加酚酞1～2滴，用半微量滴定管，以標準NaOH滴定。同時用標準NaOH滴定1份10mL H2SO4溶液。2份滴定結果之差，即可計算交換量。

2 結果與討論

2.1 實驗條件優化 在實驗摸索中分別嘗試用蒸餾水洗滌離心管土樣1次、2次、3次，其余條件不變，測定CEC，結果見表1。由表1可見，用蒸餾水清洗次數的不同對實驗結果影響很小。經分析認為，清洗1次即可除去土壤中大部分的殘留氯化鋇，而殘余的少量氯化鋇與硫酸反應后生成相同濃度的氫離子，樣品酸度沒有改變，即少量氯化鋇的存在并不影響結果。因此，為了節省時間及簡化測定步驟，確定蒸餾水洗滌離心管土樣1次即可。

2.2 精密度檢驗 因為沒有陽離子交換量的標準樣品，故此方法無法進行準確度的驗證，本次研究只能采用精密度對其進行重現性的試驗。準確稱取1.00g過篩土樣1按照實驗方法進行操作，平行測定8份，精密度測定結果見表2。由表2可見，測定8次的平均值為36.11cmol/kg，標準偏差為1.25，變異系數為3.5%，該實驗重現性良好，具有較好的精密度。

2.3 實際土樣比對試驗 CEC是土壤重要的化學性質，直接反應了土壤的保肥供肥性能，一般認為，CEC值越高，土壤肥力越大。鑒于陜西明顯的地域特征，陜西土質可分為陜北黃綿土、關中褐土、陜南黃棕壤土三大類。筆者分別采集了上述3個地方的特征土樣（陜北選取延安地區林地，關中選取潼關地區園林土樣，陜南選取漢中地區稻田地土樣）進行陽離子交換量的分析，實驗結果見表3。由表3可見，3組土樣測定值的精密度均良好，其中陜南土樣的CEC>關中土樣的CEC>陜北土樣的CEC，即陜南地區土壤肥力>關中地區土壤肥力>陜北地區土壤肥力，與陜西省農作物種植情況基本符合。但鑒于土壤地形地貌的復雜多樣性，此次試驗所選取的3個土樣僅能代表相關地區的大部分特征土樣，具體到每個地方還應進行土樣的實際情況分析。

3 結論

本次研究選用氯化鋇-硫酸快速法[5]，將土壤用氯化鋇緩沖液處理，使之為鋇離子飽和，洗去剩余的氯化鋇溶液后，加標準硫酸溶液于鋇飽和的土壤中，測定土壤在處理前后標準硫酸溶液濃度的變化，即可算出CEC。CEC的傳統測定方法需要蒸餾，既費時又費試劑，而本文方法則無上述缺點，即可節省大量乙醇，又可避免因乙醇洗滌NH4+所造成的誤差，不失為測定CEC的較佳方法。

氯化鋇-硫酸法測定土壤陽離子交換量為快速法，采用少量樣品與離心技術，在液土比例20∶1～40∶1的條件下，交換2次即可完全，操作方法簡單快捷，能減少有機試劑的使用，降低污染及對測試人員的傷害，且精密度良好，重現性高。因此，針對陜西地區特征土樣的測定結果符合總體趨勢，該方法可作為測定土質CEC的較佳方法，用于土壤肥力分析。

參考文獻

[1]劉子龍，張廣軍，趙正陽，等.陜西蘋果主產區豐產果園土壤養分狀況的調查[J].西北林學院學報，2006，21（2）：50-53.

[2]徐明崗，安戰士.陜西土壤的礦物組成與陽離子交換量關系的研究[J].西北農業大學學報，1989（6）：87-92.

[3]褚龍，賀斌.土壤陽離子交換量的測定方法[J].黑龍江環境通報，2009（3）：81-83.

[4]NY/T 1121.5-2006.土壤檢測石灰性土壤陽離子交換量的測定[S].

[5]南京農學院.《土壤農化分析》1版[M].北京：農業出版社，1980.

（責編：張宏民）