土壤阳离子交换量方法改进

＊刘显 张宁 姚然 刘俊妙

（河北省地质实验测试中心 河北 071000）

土壤阳离子交换量是指土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量。土壤阳离子交换量可作为评价土壤保水保肥能力、缓冲能力的重要指标，是改良土壤和合理施肥的重要依据之一[1]。

目前测定土壤中阳离子交换量的分析方法有乙酸铵交换法[2]、氯化铵-乙酸铵交换法[3]、乙酸钙交换法[4]、氯化钡-硫酸镁强迫交换法[5]、三氯化六氨合钴浸提-分光光度法[6]等。中性乙酸铵法也是我国土壤和农化实验室所采用的常规分析方法，石灰性土壤目前应用的较多、而且认为较好的是氯化铵-乙酸铵法，其测定结果准确、稳定、重现性好。但是样品交换和清洗过程要多次搅拌处理，耗时长，交换不完全或乙酸铵残留，导致滴定结果不准确[7-9]。

土壤根据pH值不同可分为强酸性、酸性、中性、碱性、强碱性，pH＜7.5按酸性处理，pH＞7.5按碱性处理。此次研究用电动搅拌装置和凯氏定氮仪滴定对国家土壤标准物质和江苏、安徽、福建、贵州、沈阳、山东，陕西地区农用地土壤可提取态一级标准物质阳离子交换量值进行比对分析。

1.原理

酸性及中性土壤NY/T295-1995和LY/T1243-1999的处理方法相同，用1mol/L乙酸铵溶液（pH7.0）反复处理土壤，使土壤成为铵离子饱和土。过量的乙酸铵用95%乙醇洗去，然后加氧化镁，用定氮蒸馏的方法进行蒸馏。蒸馏出的氨用硼酸溶液吸收，以标准酸液滴定，根据氨离子的量计算土壤阳离子交换量。

碱性土壤NY/T1121.5-2006是先用盐酸置换土壤中的交换性盐，形成氢饱和土壤，用乙醇洗掉多余盐酸，再用1mol/L乙酸钙交换其中的氢离子，形成的乙酸用氢氧化钠标准溶液滴定。LY/T1243-1999是先用1mol/L氯化铵溶液加热处理样品，分解出去碳酸钙，后用1mol/L乙酸铵交换法测定土壤阳离子交换量。

2.主要仪器和试剂

(1)主要仪器

电动离心机（北京时代北利离心机有限公司）、凯氏定氮仪（山东海能仪器股份有限公司）、电热板（天津拓至明实验开发有限公司）、电动搅拌装置（自动升降可调转速可同时搅拌8个样品）、分析天平。

(2)主要试剂

①LY/T1243-1999

1mol/L乙酸铵溶液（pH=7）：称取77.09g乙酸铵用水溶解至1L、95%乙醇、轻质氧化镁、20g/L硼酸溶液、甲基红-溴甲酚混合指示剂、0.05mol/L盐酸标准溶液。

②NY/T295-1995、NY/T1121.5-2006

0.5mol/L乙酸钙溶液（pH=8.2）、0.25mol/L和0.05mol/L盐酸溶液、40%乙醇溶液、pH10.0缓冲溶液、2mol/L氢氧化钠溶液和0.02mol/L氢氧化钠标准溶液、酚酞指示剂、硝酸银指示剂。

3.实验步骤

(1)中酸性土壤

①称取5.00g风干样，加入50mL1mol/L乙酸铵溶液，用搅拌装置搅拌成泥浆状态。

②离心5min，转速4000r/min，清液弃去重复5次。

③加入乙醇50mL，搅拌成为泥浆状态，并充分搅拌均匀。

④离心5min，转速4000r/min，乙醇溶液弃去重复4次，检查铵离子。

⑤加少量水搅拌成泥浆状，洗入定氮仪消化管中，加1g氧化镁，蒸馏5min，同时做空白实验。

式中：CEC-阳离子交换量cmol(+)/kg；C-盐酸标准溶液的浓度，mol/L；V-盐酸标准溶液的用量，mL；V0-空白试验盐酸标准溶液的用量，mL。

(2)碱性土壤

①氯化铵-乙酸铵交换法

A.称取风干样品5.00g于150℃烧杯中，加入1mol/L氯化铵溶液，盖上表面皿，低温160℃煮沸，直到无氨味为止。

B.样品用1mol/L氯化铵溶液转移至离心管，平衡离心5min，弃去清液。

C.加入1mol/L乙酸铵溶液50ml，用搅拌装置搅拌至泥浆状，离心，重复2次。

D.加入95%乙醇溶液50ml，用搅拌装置搅拌至泥浆状，离心，重复4次。

E.加少量水并搅拌成泥浆状，洗入定氮仪消化管中，加入1g氧化镁，蒸馏5min。

H.结果计算与中酸性土壤的计算一样。

②乙酸钙交换法

操作过程与NY/T1121.5-2006相同，搅拌改为自动装置搅拌。

4.实验结果

按酸性和碱性对国家标准物质6次平行测定，计算精密度和准确度，结果见表1。

表1 精密度和准确度

由上述5组样品的结果可以看出，改进后方法的精密度和准确度都能满足实验要求，适合土壤阳离子交换量的测定。

5.定值样品实测分析

对农用地土壤可提取态一级标准物质阳离子交换量改进前后测定结果进行比较见表2。

表2 样品分析结果比对

由6次测定的结果可以看出，改进后的方法测定结果与改进前测定无差异。

方法改进前后，中酸性土壤完成35个样品测试用时统计见表3；碱性土壤用乙酸钙交换法完成30个样品测试用时见表4；碱性土壤用绿化铵-乙酸铵交换法完成30个样品测试用时统计见表5。

表3 酸性土壤用时统计

表4 碱性土壤乙酸钙交换法用时统计

表5 碱性土壤氯化铵-乙酸铵交换法用时统计

6.结语

电动搅拌装置的使用对农业标准和林业标准规定的阳离子交换量的测定方法有极大的优化，工作效率大幅度提高，劳动强度大幅度降低，工作周期大幅度缩短4倍，凯氏定氮仪的使用也极大的缩短了滴定用时，提高了方法精密度，减少了传统滴定法系统误差。