土壤中陽離子交換量分析方法優(yōu)化思路解析

楊沁珩 褚娟

摘要：土壤中陽離子交換量是指土壤膠體對(duì)各種陽離子的吸附總量，其與土壤肥沃程度存在較大的聯(lián)系。通過土壤陽離子交換量分析方法，則能夠準(zhǔn)確的得到土壤膠體表面吸附的陽離子最大量。而對(duì)其分析方法進(jìn)行優(yōu)化，能夠在最大限度上提高測定準(zhǔn)確率，為增加土壤有機(jī)質(zhì)提供指導(dǎo)和基礎(chǔ)，從而提高土壤肥力。因此本文主要研究當(dāng)前常用的土壤陽離子交換量分析方法，并提出相關(guān)優(yōu)化思路，最后論述其與土壤肥沃度之間存在的關(guān)系，旨在提高檢測效率，增加土壤肥沃程度。

關(guān)鍵詞：土壤;陽離子交換量;分析方法;優(yōu)化思路

土壤陽離子交換量指的是土壤膠體對(duì)陽離子的吸附能力，通常是由其表面凈負(fù)荷量所決定的，可以用吸附陽離子總量進(jìn)行表示。這是由于在土壤中，其膠體具有帶電荷，而且表面積相對(duì)較大、吸附性相對(duì)較強(qiáng)，可以吸收大量的陽離子。同時(shí)陽離子交換量的大小是評(píng)價(jià)土壤保肥能力的關(guān)鍵指標(biāo)，也是土壤緩沖性能的重要來源。因此優(yōu)化土壤陽離子交換量分析方法，有利于為土壤改良和科學(xué)施肥提供依據(jù)。

1? 常用土壤中陽離子交換量分析方法存在的弊端

當(dāng)前比較常用的土壤陽離子交換量分析方法包括有乙酸鈣法、乙酸銨法和氯化銨-乙酸銨法等，在我國的土壤和農(nóng)化實(shí)驗(yàn)中，對(duì)酸性和中性土壤也會(huì)采用中性乙酸銨法。其原理是因?yàn)橥寥乐械耐苁蛘呤呛谠颇傅日惩恋V物，對(duì)銨離子的吸附能力相對(duì)較強(qiáng)，而且很難被蒸餾出來，同時(shí)乙酸銨還會(huì)與一部分的腐殖質(zhì)形成溶膠，在淋洗狀態(tài)之下，對(duì)土壤陽離子交換量的測定結(jié)果普遍偏低。但如果對(duì)一些鐵含量以及鋁含量較高的土壤進(jìn)行測定時(shí)，又會(huì)由于土壤膠體的吸附量過多，而不易被乙醇清晰，致使測定的結(jié)果較高[1]。

乙酸鈣法一般用于石灰性土壤的陽離子交換量分析，當(dāng)前階段我國已經(jīng)針對(duì)石灰性土壤樣品制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法，并規(guī)定了離心。蒸餾和滴定等分析方法步驟。即是在樣品分析處理之前，需要利用乙酸銨以及乙醇等對(duì)樣品進(jìn)行多次的人工攪拌，直到離心完成。不過這種分析方法的操作過程較為復(fù)雜、耗費(fèi)時(shí)間較長、處理效果較差。此外，在蒸餾和滴定操作過程中，會(huì)受到多種因素的影響和干擾，在對(duì)大批量土壤樣品進(jìn)行測定時(shí)，難度相對(duì)較大。

2? 土壤陽離子交換量分析方法優(yōu)化思路

針對(duì)我國以往常用土壤陽離子交換量分析方法存在的弊端和不足，應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)合理的優(yōu)化思路，對(duì)問題進(jìn)行有效改進(jìn)。比如離心操作步驟可以使用全自動(dòng)淋洗儀采用淋洗法代替，有效的簡化了測定程序，縮短了操作時(shí)間。另外也可以利用現(xiàn)代化先進(jìn)設(shè)備儀器輔助土壤陽離子交換量的測定分析，如使用凱氏定氮儀對(duì)傳統(tǒng)方法的蒸餾步驟進(jìn)行優(yōu)化改善，即是將定氮儀與旋渦震蕩儀進(jìn)行結(jié)合，提出一種測定土壤陽離子交換量的快速蒸餾法，確保傳統(tǒng)分析方法中的離心處理環(huán)節(jié)和蒸餾步驟得到改進(jìn)。近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一種全自動(dòng)淋洗法結(jié)合自動(dòng)智能一體化蒸餾聯(lián)合技術(shù)的出現(xiàn)，在很大程度上對(duì)離心和蒸餾環(huán)節(jié)進(jìn)行了有效優(yōu)化。而對(duì)滴定環(huán)節(jié)的優(yōu)化則是將離心改為淋洗法，并運(yùn)用全自動(dòng)凱氏定氮儀開展蒸餾滴定，能夠保障樣品的檢測時(shí)間減少到6-7min，不僅能夠減少乙酸銨的用量，還能夠提高測定工作效率[2]。

3? 土壤中陽離子交換量與土壤肥沃度之間的關(guān)系

通過對(duì)土壤陽離子交換量分析方法進(jìn)行優(yōu)化，可以保障分析測定結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性，基本能夠代表測定土壤中的養(yǎng)分保持?jǐn)?shù)量。如果土壤陽離子交換量較大，則說明該樣品土壤中保存的養(yǎng)分能力較大，如交換量較小，則說明其養(yǎng)分保存能力較弱，所以土壤陽離子交換量與土壤保肥能力具有一定的線性關(guān)系，即便在同一地塊中，由于CEC值的不同，也會(huì)呈現(xiàn)出不同的土壤肥沃程度。

而實(shí)際上在單塊土地中，土壤陽離子交換量也會(huì)有一定的變化差異性，以同一片城市土地的5個(gè)采樣地點(diǎn)為例，其分布不具有均勻性，為隨機(jī)采樣。該5份土壤樣本在人為因素的影響下，基于不同的改土和施肥措施，其出現(xiàn)空間變異的幾率較大，所有就會(huì)導(dǎo)致土壤陽離子交換量可能存在較大的差異性。對(duì)5份土壤樣本進(jìn)行測定分析，不同質(zhì)地的土壤、粘粒以及砂粒和粉粒等，所貢獻(xiàn)出的CEC值具有明顯的不同。如粘粒CEC值一般在37.3～49.6cmol/kg之間、粉粒CEC值在6.3～9.7cmol/kg范圍內(nèi)，而砂粒的CEC值在2.2～2.8cmol/kg。

通常情況下，土壤肥沃程度是由有機(jī)質(zhì)含量而決定的，經(jīng)過土壤陽離子交換量分析，土壤CEC值與有機(jī)質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.86，。所以在一定程度上，增加土壤陽離子交換量則能夠增加有機(jī)質(zhì)含量，就可以有效提高土壤保水保肥能力和緩沖能力。在此基礎(chǔ)上，相關(guān)人員可以根據(jù)分析測定的CEC值，按照土壤保肥需求，適當(dāng)施加有機(jī)質(zhì)肥料等，從而加強(qiáng)土壤的肥沃程度，有效改善土壤土質(zhì)。

4? 結(jié)語

綜上所述，土壤陽離子交換量分析方法的優(yōu)化思路是采用全自動(dòng)淋洗-蒸餾滴定一體化裝置，對(duì)傳統(tǒng)的離心、蒸餾和滴定等環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，從而保障對(duì)土壤樣本CEC值測定的有效性和合理性，最大限度的提高精密度。并通過分析測定驗(yàn)證土壤陽離子交換量與其保水保肥能力具有線性相關(guān)關(guān)系，通過對(duì)土壤樣本的測定分析，可以為提高土壤肥沃程度提供依據(jù)，有效改善土壤土質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 秦琳，仲伶俐，羅玲，等.快速檢測土壤陽離子交換量的方法優(yōu)化[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（6）：1040-1043.

[2] 肖艷霞，趙穎，王彥君，等.土壤中陽離子交換量分析方法的優(yōu)化研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2019，35（15）：74-78.