1. 第八章 土壤交换性能的分析

2. 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： cmol/kg。
2：1型粘土矿物： cmol/kg。
1：1型粘土矿物：10-15 cmol/kg。
土壤CEC平均值约15-40 cmol/kg。

3. 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 盐溶液的浓度 pH 其它
Al3+﹥Ba2+﹥Mg2+﹥H+﹥NH4+﹥K+﹥Na+
盐溶液的浓度 pH 其它
测定方法
操作方法

4. CEC测定方法的发展 酸性土 石灰性土 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+；
乙酸钠或氯化钡交换，

5. 一、酸性土CEC和交换性阳离子的测定 （一）CEC的测定方法 1M 中性乙酸铵淋洗法 氯化钡-硫酸镁强迫交换法 1M 中性乙酸铵离心交换法
交换性阳离子 加和法
其它方法
铵或钡离子浓度降低法。

6. 问题： CEC测定的操作过程 用一种指示性离子（ NH4+ ）饱和土壤。 有机溶剂洗去多余的指示性离子。
用另一种盐把交换到土壤上的指示性离子交换下来。
测定指示性离子。
问题：
如何判断交换是否完全？
方法的误差有哪些？

7. 1. 1M 中性乙酸铵淋洗法 操作过程 方法要点 用中性乙酸铵淋洗土壤到用铬黑T检验无钙离子（淋洗液可测定交换性阳离子）。
95%乙醇洗去多余NH4+离子纳氏指示剂检验，淋洗液弃去）。
用10%酸化氯化钠把交换到土壤上NH4+离子交换下来。
半微量开氏法蒸馏测定NH4+离子。
方法要点
淋洗速度
淋洗完全程度的掌握
淋洗的仪器组装

8. 自动淋洗装置
容量瓶
两层滤纸
土+石英砂
少量脱脂棉
承接三角瓶

9. 2。氯化钡-硫酸镁强迫交换法 方法原理 方法要点 用氯化钡饱和土壤。 ［土］（Ca2+、Mg2+、K+、Na+)+ nBaCl 24→
［土］Ba32++ （Ca2+、Mg2+、K+、Na+)+ (n-3)BaCl2，
稀氯化钡洗溶液洗大部分交换剂，离心称重求出残留稀氯化钡溶液量。
用定量标准硫酸镁溶液交换土壤复合体中的钡。
［土］xBa2++yBaCl 2（残留量）+zMgSO 4→［土］xMg2++yMgCl2+(z-x-y)MgSO 4+(x+y)BaSO 4↓
调节交换后悬浊液的电导率使之与参比液的离子强度一致。
加入镁总量-残留于悬浊液中镁量=CEC。
方法要点
电导率的调节必须一致。
各步骤应充分达到平衡。

10. 3. 1M 中性乙酸铵离心交换法 方法原理 方法要点 用中性乙酸铵反复处理土壤，离心弃去（或收集）清液使之饱各以NH4+离子。
饱各以NH4+离子的土壤，洗至蒸馏瓶，加入固体氧化镁，蒸馏定氮，据NH4+含量计算CEC。
方法要点
每次离心后应充分搅匀土壤。
氧化镁应除去其所吸收的二氧化碳。

11. （二）交换性盐基及组成的测定 盐基组成的测定 盐基总量的测定 钙、镁含量 钾、钠含量 残渣法——中和滴定法； 钙、镁、钾、钠总和法。
EDTA络合滴定法
AAS法
钾、钠含量
火焰光度法或AAS法
盐基总量的测定
残渣法——中和滴定法；
钙、镁、钾、钠总和法。

12. （三）土壤活性酸、交换性酸的测定 土壤H（潜性酸） 溶液H（活性酸） 1. 活性酸 影响pH测定的因素 比色法 pH计法
液土比；
提取与平衡时间；
界面电位。
问题：为什么pH计测定土壤溶液时，其读数没有测定纯溶液时稳定？

13. 2.潜性酸（交换性酸） 潜性酸浸提剂 提取方法： 淋洗法 平衡法 潜在总酸度 盐可提取酸：1M中性KCl.
pH=8.2 Ba(OH)2-TEA;
Ca(OH)2-BaOAc
BaCl2-TEA
盐可提取酸：1M中性KCl.
交换性总酸：1M中性NH4OAc.
提取方法： 淋洗法 平衡法

14. 交换性总酸的测定——1M中性NH4OAc法 方法原理
用1M中性KCl淋洗土壤，活性H+，交换性H+和Al3+被K+交换进入溶液，用酚酞作指示剂，以标准碱滴定得交换性酸总量（包括活性酸）①。
用F-与Al3+络合形成[AlF6]3-后，再用标准碱滴定得交换性H+量②。
交换性Al3+ =①-②

15. 3. 石灰需要量测定与计算 石灰需要量 测定方法 计算方法(CaCl2浸提-Ca(OH)2滴定法) 田间试验法 土壤石灰培养法 中和滴定法
石灰需要量,CaO(kg/hm2)=cV×0.028× ×0.5

16. CaCl2浸提-Ca(OH)2滴定法 方法原理 操作过程 石灰用量
用0.2 mol·L-1 CaCl 2溶液交换土壤胶体上的H+和铝离子而进入溶液用0.015 mol·L-1 Ca(OH) 2标准溶液滴定，用pH酸度计指示终点。根据Ca(OH) 2的用量计算石灰施用量。
操作过程
称1mm土10.00g100mL烧杯中加0.2 mol·L-1 CaCl2溶液40mL 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× × 1/2

17. 二、 石灰性土壤CEC的测定 石灰性土壤有哪些特征？ 石灰性土为什么一般只测CEC？ 石灰性土测CEC难在什么地方？
表 石灰性土浸提剂的种类以及其对石灰质的溶解(mol/L)
浸提剂
1mol/L
方解石
CaCO3
白云石
CaCO3·MgCO3
菱镁矿
MgCO3
中性氯化钠
0.0534 -
0.414
中性氯化铵
0.5775
中性乙酸铵
0.8550
0.432
0.0604
pH8.2乙酸钠
0.0531
0.0354
0.063
pH8.2氯化钡-TEA
0.060

18. 石灰性土壤CEC测定方法 —— pH8.2 乙酸钠-火焰光度法
方法原理
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。
方法要点
淋洗速度
淋洗完全程度的掌握

19. 石灰性土壤CEC测定方法 ——同位素示踪法
方法原理
用CaCl2饱和土壤，使土壤饱和以Ca2+。
用1.85×104Bq45Ca溶液平衡土壤。
土壤Ca
溶液Ca
土壤45Ca
溶液45Ca = =
土壤45Ca
溶液45Ca ×
土壤Ca（交换量）
溶液Ca
加入45Ca -
溶液45Ca = ×
溶液Ca

20. 三、 盐碱土CEC及交换性钠的测定 盐碱土有哪些特征？ 盐碱土为什么一般只测CEC和交换性钠？ 盐碱土测CEC和交换性钠难在什么地方？
表 盐碱土浸提剂的种类以及其对石灰、石膏的溶解(g/L)
浸提剂
1mol/L
方解石
CaCO3 石膏
CaSO4 水
0.209
0.105
pH8.2乙酸钠
2.108
0.075
pH8.2，0.4M乙酸钠-0.1M氯化钠（60%乙醇溶液）
0.394
0.200

21. 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
CaCO3-CO2交换——火焰光度法。
NH4(OAc)2 - NH4(OH)——火焰光度法。
要点：先除去可溶性盐。

22. ［土壤］Na2 + Ca(HCO3)2→［土壤］Ca + 2NaHCO3
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。

24. 交换性钠的测定 NH4OAc-NH4OH火焰光度法
方法原理:土壤经乙醇和乙二醇-乙醇溶液先洗去水溶盐后，用pH 9的NH4OAC-NH4OH溶液提取土壤吸收复合体上的交换性Na+用火焰光度计测定。
操作：称样2.00～5.00g50mL烧杯用200mL·L-1乙二醇—乙醇洗至无Na+ 再用pH 9.0 NH4OAc－NH4OH淋洗滤液盛于100mL容量瓶中。洗至近刻度后定容用AES测定Na。
如何检验无Na+ ？