土壤阳离子交换性能分析.ppt

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 盐基饱和度 交换性H+、Al3+ 交换性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 （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。 （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) 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。 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）。 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。 3、交换剂的选择 （2）?? 石灰性土壤：