土壤陽離子交換量和交換性鹽基的測定
一. 原理
土壤陽離子交換量:
用1mol/L乙酸銨溶液(pH7.0)反復(fù)處理土壤,使土壤成為銨離子飽和土。過量的乙酸銨用95%乙醇洗去,然后加氧化鎂,用定氮蒸餾法進(jìn)行蒸餾。蒸餾出的氨用硼酸溶液吸收,以標(biāo)準(zhǔn)酸滴定,根據(jù)銨離子的量計算土壤陽離子交換量。
土壤交換性鹽基(鈣、鎂、鉀、鈉):
用土壤陽離子交換量測定時所得到的乙酸銨土壤浸提液,在選定工作條件的原子吸收分光光度計上直接測定;但所用鈣、鎂、鉀、鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)用乙酸銨溶液配制,以消除基體效應(yīng)。用土壤浸出液測定鈣、鎂時,還應(yīng)加入釋放劑鍶、以消除鋁、磷和硅對鈣、鎂測定的干擾。
二. 試劑
所有試劑除注明者外,均為分析純;水均指去離子水。
2.1 1mol/L乙酸銨溶液(pH7.0);稱取77.09g乙酸銨,用水溶解并稀釋至近1L。必要時用1:1氨水或稀乙酸調(diào)節(jié)至pH7.0,然后定容至1L。
2.2 95%乙醇溶液(工業(yè)用,必須無銨離子)。
2.3 液體石蠟(化學(xué)純)。
2.4 氧化鎂:將氧化鎂放入鎳蒸發(fā)皿內(nèi),在500~600℃馬福爐中灼燒30min,冷卻后貯藏在密閉的玻璃器皿中。
2.5 20g/L硼酸溶液:20g硼酸溶于1L無二氧化碳餾水。
2.6 甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑;將0.0660g 甲基紅和0.0990g溴甲酚綠置于瑪瑙研缽中,加少量95%乙酸,研磨至指示劑*溶解為止,最后加95%乙醇至100mL。
2.7 0.025mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液:吸取2mL濃鹽酸(p20=1.19g/mL)用水適量稀釋,然后加水定容至1L,再用基準(zhǔn)無水碳酸鈉標(biāo)定。
2.8 pH10緩沖溶液:67.5g氯化銨溶于無二氧化碳水中,加入新開瓶中濃氨水(p20=1.19g/mL)570mL,用水稀釋至1L,貯存于塑料瓶中,并注意防止吸收空氣中的二氧化碳。
2.9 K-B指示劑:0.5g酸性鉻藍(lán)K和1.0g萘酚綠B(C30H15N3Na3Fe)與100g(經(jīng)105℃烘干)99.8%氯化鈉一同研細(xì)磨勻,越細(xì)越好,貯于棕色瓶中。
2.10納氏試劑:134g氫氧化鉀,溶于460ml水中;20g碘化鉀溶于50ml水中,加入約32g的化個,使溶解至飽和狀態(tài);然后將兩溶液混合即成。
三. 儀器設(shè)備
3.1 土壤篩:孔徑1mm。
3.2 離心管:100mL。
3.3 天平:感量0.1,0.0001g。
3.4 電動離心機(jī),轉(zhuǎn)速3000~4000r/min。
四. 測定步驟
4.1 稱取通過1mm篩孔(3.1)的風(fēng)干土樣2.00g,質(zhì)地較輕的土壤稱5.00g,放入100mL,離心管(3.2)中,沿壁加入少量1mol/L乙酸銨溶液(2.1),用橡皮頭玻璃棒攪拌土樣,使其成為均勻的泥漿狀態(tài);再加乙酸銨溶液至總體積約60ml,并充分?jǐn)嚢杈鶆?,然后用乙酸銨溶液洗凈橡皮玻璃棒,溶液收入離心管內(nèi)。
4.2將離心管(3.2)成對放在粗天平(3.3)的兩個托盤上,用乙酸銨溶液(2.1)使之質(zhì)量平衡。
平衡好的離心管對稱放入電動離心機(jī)(3.4)中,離心3~5min,轉(zhuǎn)速3000~4000r/min.。
每次離心后的清液收集在250mL,容量瓶中,如此用乙酸銨溶液處理2~3次,直到浸出液中無鈣離子反應(yīng)為止(檢查鈣離子:取浸出液5ml,放在試管中,加pH10緩沖溶液(2.8)1mL,再加少許K-B指示劑(2.9),如呈藍(lán)色,表示無鈣離子;如呈紫紅色,表示有鈣離子)。
最后用乙酸銨溶液定容,保留離心清液B用于測定交換性鹽基。
4.3 往載上的離心管中加入少量95%的乙醇(2.2),用橡皮頭玻璃棒攪拌土樣,使其成為泥漿狀態(tài),再加乙醇約60ml,用橡皮頭玻璃棒充分?jǐn)嚢杈鶆颍员阆慈ネ亮1砻娑嘤嗟囊宜徜@,切不可有小土團(tuán)存在。
然后將離心管成對放在粗天平的兩個托盤上,用乙醇使之質(zhì)量平衡,定對稱放入離心機(jī)中,離心3-5min,轉(zhuǎn)速3000~40000r/min,棄去乙醇溶液。如此反復(fù)用乙醇洗2~3次,直至最后一次乙醇清液中無銨離子為止(檢查銨離子:取乙醇清液一滴,放在白瓷比色板中,立即加一滴納氏試劑(2.10),如無黃色,表示無銨離子)。
4.4 洗去多余的銨離子后,先用水沖洗離心管外壁,再往離心管中加入少量水,并攪拌成糊狀,再用水將泥漿洗入凱氏瓶中,并用橡皮頭玻璃棒洗離心管內(nèi)壁,使全部土樣轉(zhuǎn)入凱氏瓶中,洗入水的體積應(yīng)控制在50~80mL。
蒸餾前往凱氏瓶內(nèi)加入數(shù)滴液體石蠟(2.3)和1g左右氧化鎂(2.4)。
立即把凱氏瓶裝在蒸餾裝置上。
4.5 將盛有20mL的20g/L硼酸溶液(2.5)和3滴混合指示劑(2.6)的接收瓶,放入蒸餾裝置中進(jìn)行蒸餾;待蒸餾體積達(dá)到80mL后,取下接收瓶,用0.025mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液(2.7)滴定,并記錄用量。
每份土樣作不少于兩次的平行測定。同時做空白試驗(yàn)。
五 分析結(jié)果的表述
5.1 計算方法和公式
土壤陽離子交換量以cmol/kg(+)表示,按烘干土重計算,由式(1)給出:
土壤陽離子交換量=……………………(1)
式中:
c:鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;
V:鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積,mL;
V0-空白試驗(yàn)鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積,ml;
m:風(fēng)干土樣的質(zhì)量,g;
H:風(fēng)干土樣的含水分率。
用平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值表示,保留小數(shù)點(diǎn)后兩位。
5.2 重復(fù)性
兩次測定結(jié)果的允許差,當(dāng)測定值在30cmol/kg以上時,其相對差不得大于3%;在10~30cmol/kg時,不得大于5%;小于10cmol/kg時,不得大于10%。