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陽離子交換量

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1概念介紹

土壤陽離子交換量(CEC)
Cation Exchange Capacity
在一定pH值(=7)時,每千克土壤中所含有的全部交換性陽離子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、H+、Al3+等)的厘摩爾數(potential CEC)。
常用單位:cmol(+)/kg土
國際單位:mmol/kg土
CEC的大小,基本上代表了土壤可能保持的養分數量,即保肥性的高低。 陽離子交換量的大小,可作為評價土壤保肥能力的指標。陽離子交換量是土壤緩衝性能的主要來源,是改良土壤和合理施肥的重要依據。

2實例測定

土壤陽離子交換量的測定受多種因素的影響,如交換劑的性質、鹽溶液濃度和pH、淋洗方法等,必須嚴格掌握操作技術才能獲得可靠的結果。 聯合國糧農組織規定用於土壤分類的土壤分析中使用經典的中性乙酸銨法或乙酸鈉法。中性乙酸銨法也是中國土壤和農化實驗室所採用的常規分析方法,適於酸性和中性土壤。最近的土壤化學研究表明,對於熱帶和亞熱帶的酸性、微酸性土壤,常規方法由於浸提液pH值和離子強度太高,與實際情況相差較大,所得結果較實際情況偏高很多。新方法是將土壤用BaCl2 飽和,然後用相當於土壤溶液中離子強度那樣濃度的BaCl2溶液平衡土壤,繼而用MgSO4交換Ba測定酸性土壤陽離子交換量。 石灰性土壤陽離子交換量的測定方法有NH4Cl–NH4OAc法、Ca(OAc)2法和NaOAc法。目前應用的較多、而且認為較好的是NH4Cl–NH4OAc法,其測定結果準確、穩定、重現性好。NaOAc法是目前國內廣泛應用於石灰性土壤和鹽鹼土壤交換量測定的常規方法。 隨著土壤分析化學的發展,現在已有了測定土壤有效陽離子交換量的方法。如美國農業部規定用求和法測定陽離子交換量;對於可變電荷為主的熱帶和亞熱帶地區高度風化的土壤,國際熱帶農業研究所建議測定用求和法土壤有效陽離子交換量(ECEC);最近國際上又提出測定土壤有效陽離子交換量(ECEC或Q+,E)和潛在陽離子交換量(PCEC或Q+,P)的國際標準方法,如ISO 11260:1994(E)和ISO 13536:1995(P),這兩種國際標準方法適合於各種土壤類型。

3試驗步驟

取4隻100 mL離心管,分別稱出其重量(準確至0.0001 g,下同)。在其中2隻加入1.0 g污灌區表層風乾土壤樣品,其餘2隻加入1.0 g深層風乾土壤樣品,並作標記。向各管中加入20 mL氯化鋇溶液,用玻棒攪拌4 min后,以3000r/min轉速離心至下層土樣緊實為止。棄去上清液,再加20 mL氯化鋇溶液,重複上述操作。
在各離心管內加20 mL蒸餾水,用玻棒攪拌1 min后,離心沉降,棄去上清液。稱出離心管連同土樣的重量。移取25.00 mL 0.1 mol/L硫酸溶液至各離心管中,攪拌10 min后,放置20 min,離心沉降,將上清液分別倒入4隻試管中。再從各試管中分別移取10.00 mL上清液至4隻100 mL錐形瓶中。同時,分別移取10.00 mL 0.1 mol/L硫酸溶液至另外2隻錐形瓶中。在這6隻錐形瓶中分別加入10 mL蒸餾水、1滴酚酞指示劑,用標準氫氧化鈉滴定,溶液轉為紅色並數分鐘不褪色為終點。
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