红塔区农产品产地土壤中阳离子交换量与有机质含量和pH 值的测定及相关性分析

普继琼，廖萍，吴建芳

（玉溪市红塔区农产品质量安全检测站，云南红塔区653100）

红塔区地处滇中腹地，平均海拔1630m，为中亚热带半湿润冷冬高原季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，气候宜人，年平均气温15～17℃，年平均降水量800～1200mm。全区设11个乡（街道），国土面积1004km2，耕地面积1.52万hm2，粮油蔬菜1.02万hm2，农田主要土壤类型有紫色土、水稻土、黄棕壤和红壤土，土壤立地条件较好，适合稻、麦、油菜、蔬菜、水果等多种农作物种植。

土壤吸附阳离子的能力用吸附的阳离子总量表示，称为阳离子交换量（CEC），其数值以厘摩尔每千克（cmol·kg-1）表示，是土壤基本特性和主要肥力的影响因素之一，直接反映土壤保蓄、供应和缓冲阳离子养分的能力。土壤有机质含量是衡量土壤肥力高低的重要指标之一，它能促使土壤形成结构，改善土壤物理、化学及生物学过程的条件，提高土壤的吸收性能和缓冲性能，同时它本身又含有植物所需要的各种养分，如碳、氮、磷、硫等。土壤酸碱度对土壤养分存在的形态和有效性、土壤的理化性质等有很大的影响。因此，在实际农业生产中了解和掌握三者的含量和关系至关重要。

1 材料与方法

1.1 试验材料

主要仪器：万分之一电子天平、电动离心机（3000～5000r·min-1）、离心管、定氮仪、消化管、电炉、油浴锅、硬质试管（25mm×200mm）、铁丝网（大小与形状与油浴锅配套）、50.0mL 滴定管、温度计（300℃）、酸度计、磁力搅拌器等。

主要试剂：0.005mol·L-1EDTA 与1mol·L-1乙酸铵混合液、95%乙醇、20g·L-1硼酸溶液、氧化镁、0.05mol·L-1盐酸标准溶液、甲基红-溴甲酚绿混合指示剂、pH 值10的缓冲溶液、钙镁混合指示剂、0.8000mol·L-1重铬酸钾溶液、0.2mol·L-1硫酸亚铁溶液、邻菲罗啉指示剂、去CO2的蒸馏水等。

1.2 试验方法

1.2.1 土样的采集与制备

分别在红塔区春和街道、李棋街道和洛河乡等主要农产品产区，选择具有代表性的点位20个，采集0～20cm 土层土壤样品，所有土样均在室内自然风干，拣去植物残根，碾磨后分别过1mm、0.25mm筛以备用。

1.2.2 土样的测试方法

土壤阳离子交换量的测定：按NY/T 295-1995规定进行，EDTA-乙酸铵盐交换法。有机质含量的测定：按NY/T 1121.6-2006规定进行，油浴，重铬酸钾氧化容量法。pH 值的测定：按NY/T 1377-2007规定进行，去除CO2的蒸馏水，水土比为2.5∶1，电位法测定[1-3]。

2 结果与分析

2.1 红塔区农产品产地土壤中的阳离子交换量、有机质含量和pH 值

从表1可见，20个土壤样品的阳离子交换量在2.10～28.1cmol·kg-1，平均值为15.4cmol·kg-1，表明当地土壤的保肥能力为中等；有机质含量在4.95～46.3g·kg-1，平均值为29.1g·kg-1，总体属于中等肥力土壤（中等肥力有机质含量20.0～40.0g·kg-1），但也有1个点位的有机质含量低于5.0g·kg-1，属于薄砂地，在实际生产中可以通过增施有机肥来改变土壤的有机质含量，从而提高土壤的缓冲能力及保肥保水能力；pH 值在5.10～7.80，平均值为6.40，多显酸性（pH 值4.5～6.5）和偏酸性。

表1 红塔区农产品产地土壤中的阳离子交换量、有机质含量和pH 值

2.2 红塔区农产品产地土壤阳离子交换量与有机质含量相关性分析

土壤阳离子交换量由土壤胶体类型、土壤质地、土壤黏土矿物SiO2/R2O3比、土壤溶液pH 值等因素决定。土壤有机质是土壤中各种营养特别是氮、磷的重要来源。它还含有刺激植物生长的胡敏酸等物质。由于它具有胶体特征，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲性。由表1可知，土壤阳离子交换量与有机质含量存在回归相关性，其回归方程为Y=5.82+1.52X，r=0.952（n=20），相关系数r2=0.907，表明红塔区农产品产区20个点位土壤样品中阳离子交换量与有机质含量呈正相关性。因此，提高有机质含量的同时可以提高阳离子交换量，从而提高土壤缓冲能力和保肥能力，有机质含量是改良土壤和合理施肥的重要依据。

2.3 红塔区农产品产地土壤阳离子交换量与pH 值的相关性分析

土壤pH 值对土壤肥力和性质有重要影响，同时pH 值的高低与土壤阳离子交换量的测定方法有直接关系。从表1可知，红塔区农产品产地土壤的pH 值主要在5.10～7.80，平均值为6.40，多显酸性（pH 值4.5～6.5）和偏酸性。土壤阳离子交换量与pH 值同样存在相关性，其相关方程为Y=7.57-0.763X，r=-0.731（n=20），相关系数r2=0.534，表明土壤阳离子交换量与pH 值呈负相关。这是由于土壤阳离子交换量越高，土壤中有机质和腐殖酸越高，会导致pH 值降低。

3 讨论与结论

（1）通过对红塔区20个点位土壤样品进行测定。结果表明，红塔区农产品产地土壤的阳离子交换量在2.10～28.1cmol·kg-1，平均值为15.4cmol·kg-1，属于中等保肥能力土壤，适合农作物生长；土壤有机质含量在4.95～46.3g·kg-1，平均值为29.1g·kg-1，总体属于中等肥力土壤；pH 值在5.10～7.80，平均值为6.40，多显酸性（pH 值5.0～6.5）和偏酸性。

（2）大量资料表明，土壤有机质是影响土壤阳离子交换量的一个重要因素，所测农产品产地土壤阳离子交换量与土壤有机质含量呈正相关，相关系数为0.907，土壤阳离子交换量与土壤pH 值呈负相关，相关系数为0.534。检测结果表明，在实际生产中可以通过提高土壤的有机质含量或改变土壤pH 值来提高土壤的阳离子交换量，从而提高土壤的缓冲能力及保肥保水能力。