紅塔區農產品產地土壤中陽離子交換量與有機質含量和pH 值的測定及相關性分析

普繼瓊，廖萍，吳建芳

（玉溪市紅塔區農產品質量安全檢測站，云南紅塔區653100）

紅塔區地處滇中腹地，平均海拔1630m，為中亞熱帶半濕潤冷冬高原季風氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候宜人，年平均氣溫15～17℃，年平均降水量800～1200mm。全區設11個鄉（街道），國土面積1004km2，耕地面積1.52萬hm2，糧油蔬菜1.02萬hm2，農田主要土壤類型有紫色土、水稻土、黃棕壤和紅壤土，土壤立地條件較好，適合稻、麥、油菜、蔬菜、水果等多種農作物種植。

土壤吸附陽離子的能力用吸附的陽離子總量表示，稱為陽離子交換量（CEC），其數值以厘摩爾每千克（cmol·kg-1）表示，是土壤基本特性和主要肥力的影響因素之一，直接反映土壤保蓄、供應和緩沖陽離子養分的能力。土壤有機質含量是衡量土壤肥力高低的重要指標之一，它能促使土壤形成結構，改善土壤物理、化學及生物學過程的條件，提高土壤的吸收性能和緩沖性能，同時它本身又含有植物所需要的各種養分，如碳、氮、磷、硫等。土壤酸堿度對土壤養分存在的形態和有效性、土壤的理化性質等有很大的影響。因此，在實際農業生產中了解和掌握三者的含量和關系至關重要。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

主要儀器：萬分之一電子天平、電動離心機（3000～5000r·min-1）、離心管、定氮儀、消化管、電爐、油浴鍋、硬質試管（25mm×200mm）、鐵絲網（大小與形狀與油浴鍋配套）、50.0mL 滴定管、溫度計（300℃）、酸度計、磁力攪拌器等。

主要試劑：0.005mol·L-1EDTA 與1mol·L-1乙酸銨混合液、95%乙醇、20g·L-1硼酸溶液、氧化鎂、0.05mol·L-1鹽酸標準溶液、甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑、pH 值10的緩沖溶液、鈣鎂混合指示劑、0.8000mol·L-1重鉻酸鉀溶液、0.2mol·L-1硫酸亞鐵溶液、鄰菲羅啉指示劑、去CO2的蒸餾水等。

1.2 試驗方法

1.2.1 土樣的采集與制備

分別在紅塔區春和街道、李棋街道和洛河鄉等主要農產品產區，選擇具有代表性的點位20個，采集0～20cm 土層土壤樣品，所有土樣均在室內自然風干，揀去植物殘根，碾磨后分別過1mm、0.25mm篩以備用。

1.2.2 土樣的測試方法

土壤陽離子交換量的測定：按NY/T 295-1995規定進行，EDTA-乙酸銨鹽交換法。有機質含量的測定：按NY/T 1121.6-2006規定進行，油浴，重鉻酸鉀氧化容量法。pH 值的測定：按NY/T 1377-2007規定進行，去除CO2的蒸餾水，水土比為2.5∶1，電位法測定[1-3]。

2 結果與分析

2.1 紅塔區農產品產地土壤中的陽離子交換量、有機質含量和pH 值

從表1可見，20個土壤樣品的陽離子交換量在2.10～28.1cmol·kg-1，平均值為15.4cmol·kg-1，表明當地土壤的保肥能力為中等；有機質含量在4.95～46.3g·kg-1，平均值為29.1g·kg-1，總體屬于中等肥力土壤（中等肥力有機質含量20.0～40.0g·kg-1），但也有1個點位的有機質含量低于5.0g·kg-1，屬于薄砂地，在實際生產中可以通過增施有機肥來改變土壤的有機質含量，從而提高土壤的緩沖能力及保肥保水能力；pH 值在5.10～7.80，平均值為6.40，多顯酸性（pH 值4.5～6.5）和偏酸性。

表1 紅塔區農產品產地土壤中的陽離子交換量、有機質含量和pH 值

2.2 紅塔區農產品產地土壤陽離子交換量與有機質含量相關性分析

土壤陽離子交換量由土壤膠體類型、土壤質地、土壤黏土礦物SiO2/R2O3比、土壤溶液pH 值等因素決定。土壤有機質是土壤中各種營養特別是氮、磷的重要來源。它還含有刺激植物生長的胡敏酸等物質。由于它具有膠體特征，能吸附較多的陽離子，因而使土壤具有保肥力和緩沖性。由表1可知，土壤陽離子交換量與有機質含量存在回歸相關性，其回歸方程為Y=5.82+1.52X，r=0.952（n=20），相關系數r2=0.907，表明紅塔區農產品產區20個點位土壤樣品中陽離子交換量與有機質含量呈正相關性。因此，提高有機質含量的同時可以提高陽離子交換量，從而提高土壤緩沖能力和保肥能力，有機質含量是改良土壤和合理施肥的重要依據。

2.3 紅塔區農產品產地土壤陽離子交換量與pH 值的相關性分析

土壤pH 值對土壤肥力和性質有重要影響，同時pH 值的高低與土壤陽離子交換量的測定方法有直接關系。從表1可知，紅塔區農產品產地土壤的pH 值主要在5.10～7.80，平均值為6.40，多顯酸性（pH 值4.5～6.5）和偏酸性。土壤陽離子交換量與pH 值同樣存在相關性，其相關方程為Y=7.57-0.763X，r=-0.731（n=20），相關系數r2=0.534，表明土壤陽離子交換量與pH 值呈負相關。這是由于土壤陽離子交換量越高，土壤中有機質和腐殖酸越高，會導致pH 值降低。

3 討論與結論

（1）通過對紅塔區20個點位土壤樣品進行測定。結果表明，紅塔區農產品產地土壤的陽離子交換量在2.10～28.1cmol·kg-1，平均值為15.4cmol·kg-1，屬于中等保肥能力土壤，適合農作物生長；土壤有機質含量在4.95～46.3g·kg-1，平均值為29.1g·kg-1，總體屬于中等肥力土壤；pH 值在5.10～7.80，平均值為6.40，多顯酸性（pH 值5.0～6.5）和偏酸性。

（2）大量資料表明，土壤有機質是影響土壤陽離子交換量的一個重要因素，所測農產品產地土壤陽離子交換量與土壤有機質含量呈正相關，相關系數為0.907，土壤陽離子交換量與土壤pH 值呈負相關，相關系數為0.534。檢測結果表明，在實際生產中可以通過提高土壤的有機質含量或改變土壤pH 值來提高土壤的陽離子交換量，從而提高土壤的緩沖能力及保肥保水能力。