第九章土壤水溶性盐的测定.docx

1、第九章 土壤水溶性盐的测定第九章 土壤水溶性盐的测定9.概述土壤水溶性盐是盐碱土的一个重要属性，是限制作物生长的障碍因素。我国盐碱土的分布广,面积大,类型多。在干旱、半干旱地区盐渍化土壤，以水溶性的氯化物和硫酸盐为主。滨海地区由于受海水浸渍,生成滨海盐土,所含盐分以氯化物为主。在我国南方(福建、广东、广西等省、区）沿海还分布着一种反酸盐土。盐土中含有大量水溶性盐类，影响作物生长，同一浓度的不同盐分危害作物的程度也不一样。盐分中以碳酸钠的危害最大，增加土壤碱度和恶化土壤物理性质,使作物受害。其次是氯化物,氯化物又以MgCl2的毒害作用较大，另外,氯离子和钠离子的作用也不一样。土壤（及地下水)中水

2、溶性盐的分析,是研究盐渍土盐分动态的重要方法之一，对了解盐分、对种子发芽和作物生长的影响以及拟订改良措施都是十分必要的。土壤中水溶性盐分析一般包括p、全盐量、阴离子（Cl、SO4、C、HCO-、NO3-等)和阳离子(a+、K+、Ca2+、Mg+）的测定，并常以离子组成作为盐碱土分类和利用改良的依据。表9-1 盐碱土几项分析指标饱和泥浆浸出液电导率(dSm-1）pH交换性钠占交换量百分数水溶性钠占阳离子总量百分数盐土盐碱土碱土4448.8.51515005盐碱土是一种统称,包括盐土、碱土、和盐碱土。美国农业部盐碱土研究室以饱和土浆电导率和土壤的p与交换性钠不依据,对盐碱土进行分类（表9-1)。我

3、国滨海盐土则以盐分总含量为指标进行分类(表-2）。在分析土壤盐分的同时，需要对地下水进行鉴定（表-3)。当地下水矿化度达到2gL-1时,土壤比较容易盐渍化。所以，地下水矿化度大小可以作为土壤盐渍化程度和改良难易的依据。表-2 我国滨海盐土的分级标准盐分总含量(gkg1）盐土类型盐分总含量（kg1)盐土类型.02.0.06.0轻度盐化土强度盐化土2.0400中度盐化土盐 土表-3 地下水矿化度的分级标准类别矿化度（gL-1)水质淡水弱矿化水半咸水咸水3优质水可用于灌溉*一般不宜用于灌溉不宜用于灌溉*用于灌溉的水，其导电率为.0.75 d-1。测定土壤全盐量可以用不同类型的电感探测器在田间直接进行

4、,如4联电极探针、素陶多孔土壤盐分测定器以及其它电磁装置，但测定土壤盐分的化学组成，则还需要用土壤水浸出液进行。.2土壤水溶性盐的浸提(:1和:1水土比及饱和土浆浸出液的制备)1土壤水溶性盐的测定主要分为两步：水溶性盐的浸提；测定浸出液中盐分的浓度。制备盐渍土水浸出液的水土比例有多种,例如：1、2:1、5：、1：1和饱和土浆浸出液等。一般来讲，水土比例愈大,分析操作愈容易，但对作物生长的相关性差。因此，为了研究盐分对植物生长的影响，最好在田间湿度情况下获得土壤溶液；如果研究土壤中盐分的运动规律或某种改良措施对盐分变化的影响,则可用较大的水土比(5：1)浸提水溶性盐。浸出液中各种盐分的绝对含量和

5、相对含量受水土比例的影响很大。有些成分随水分的增加而增加，有些则相反。一般来讲,全盐量是随水分的增加而增加。含石膏的土壤用:的水土比例浸提出来的a2+和 S2-数量是用1:1的水土比的5倍,这是因为水的增加，石膏的溶解量也增加;又如含碳酸钙的盐碱土，水的增加,Na 和3的量也增加。a+的增加是因为CaCO3溶解，钙离子把胶体上a+置换下来的结果。5:1的水土比浸出液中的Na比1:1浸出液中的大2倍。氯根和硝酸根变化不大。对碱化土壤来说，用高的水土比例浸提对Na+的测定影响较大，故11年浸出液更适用于碱土化学性质分析方面的研究。水土比例、震荡时间和浸提方式对盐份的溶出量都有一定的影响。试验证明,

6、如C(HO3)2和CaS4这样的中等溶性和难溶性盐，随着水土比例的增大和浸泡时间的延长,溶出量逐渐增大,致使水溶性盐的分析结果产生误差。为了使各地分析资料便于相互交流比较，必须采用统一的水土比例、震荡时间和提取方法，并在资料交流时应加以说明。我国采用5：浸提法较为普遍，在此重点介绍1:1、5：1浸提法和饱和土浆浸提法,以便在不同情况下选择使用。92.1主要仪器（1)布氏漏斗（如图.），或其它类似抽滤装置。(2）平底漏斗、抽气装置、抽滤瓶等。92.试剂1gL1六偏磷酸钠溶液。称取(NaP3）01溶于100L水中。9.2.操作步骤(1）1:1水土比浸出液的制备。称取通过mm筛孔相当于00.0g烘干

7、土的风干土，例如风干土含水量为3%,则称取10g风干土放入0mL的三角瓶中，加刚沸过的冷蒸馏水97m,则水土比为1：。盖好瓶塞,在振荡机上振荡15min。用直径11cm的瓷漏斗过滤,用密实的滤纸,倾倒土液时应摇浑泥浆，在抽气情况下缓缓倾入漏斗中心。当滤纸全部湿润并与漏斗底部完全密接时再继续倒入土液，这样可避免滤液浑浊。如果滤液浑浊应倒回重新过滤或弃去浊液。如果过滤时间长，用表玻璃盖上以防水分蒸发。将清亮液收集在250mL细口瓶中,每25L加1g六偏磷酸钠一滴,储存在4备用。（）5:1水土比浸出液的制备。称取通过1mm筛孔相当于50.0g烘干土的风干土,放入500mL的三角瓶中，加水0m(如果土

8、壤含水量为时,加水量应加以校正）(注1，2）。盖好瓶塞,在振荡机上振荡3min(注3)。或用手摇荡3min（注）。然后将布氏漏斗与抽气系统相连,铺上与漏斗直径大小一致的紧密滤纸，缓缓抽气，使滤纸与漏斗紧贴,先倒少量土液于漏斗中心,使滤纸湿润并完全贴实在漏斗底上，再将悬浊土浆缓缓倒入，直至抽滤完毕。如果滤液开始浑浊应倒回重新过滤或弃去浊液。将清亮滤液收集备用（注)。如果遇到碱性土壤,分散性很强或质地粘重的土壤,难以得到清亮滤液时，最好用素陶瓷中孔（巴斯德）吸滤管减压过滤（图-2)(注5)，或用改进的抽滤装置过滤(图9-3）。如用巴氏滤管过滤应加大土液数量，过滤时可用几个吸滤瓶连结在一起(图9）。

9、（）饱和土浆浸出液的制备。本提取方法长期不能得到广泛应用的主要原因是由于手工加水混合难于确定一个正确的饱和点，重现性差,特别是对于质地细的和含钠高的土壤，要确定一个正确的饱和点是困难的。现介绍一种比较容易掌握的加水混合法，操作步骤如下：称取风干土样（1mm)2025，用毛管吸水饱和法制成饱和土浆，放在1510烘箱中烘干、称重。计算出饱和土浆含水量。制备饱和土浆浸出液所需的土样重与土壤质地有关。一般制备253mL饱和土浆浸出液需要土样重:壤质砂土00600g,砂壤土25040，壤土1505g,粉砂壤土和粘土1001g,粘土501g。根据此标准，称取一定量的风干土样,放入一个带盖的塑料杯中，加入计

10、算好的所需水量，充分混合成糊状,加盖防止蒸发。放在低温处过夜(416h）,次日再充分搅拌。将此饱和土浆在4000rin-1速度下离心,提取土壤溶液,或移入预先铺有滤纸的砂芯漏斗或平瓷漏斗中（用密实的滤纸,先加少量泥浆湿润滤纸，抽气使滤纸与漏斗紧贴在漏斗上，继续倒入泥浆），减压抽滤，滤液收集在一个干净的瓶中,加塞塞紧,供分析用。浸出液的pH、C3-、HCO-和电导率应当立即测定。其余的浸出液，每25mL溶液加gL-1六偏磷酸钠一滴,以防在静置时CaCO3从溶液中沉淀。塞紧瓶口,留待分析用。注释注1水土比例大小直接影响土壤可溶性盐分的提取,因此提取的水土比例不要随便更改,否则分析结果无法对比。注2

11、空气中的二氧化碳分压大小以及蒸馏水中溶解的二氧化碳都会影响碳酸钙、碳酸镁和硫酸钙的溶解度，相应地影响着水浸出液的盐分数量,因此，必须使用无二氧化碳的蒸馏水来提取样品。注.土壤可溶性盐分浸提(振荡）时间问题,经试验证明，水土作用m,即可使土壤可溶性的氯化物、碳酸盐与硫酸盐等全部溶于水中,如果延长时间,将有中溶性盐和难溶性盐（硫酸钙和碳酸钙等）进入溶液。因此,建议采用振荡min立即过滤的方法,振荡和放置时间越长，对可溶性盐的分析结果误差也越大。注4.待测液不可在室温下放置过长时间（一般不得超过一天),否则会影响钙、镁、碳酸根和重碳酸根的测定。可以将滤液储存4条件下备用。注.对于难以过滤的碱化度高或

12、质地粘重的土壤可用巴氏滤管抽滤。巴氏滤管是用不同细度的陶瓷制成,其微孔大小分为6级。号数越大，微孔越小,土壤盐分过滤可用1G3或G4。也有的巴氏滤管微孔大小分为粗、中、细三级，土壤盐分过滤可用粗号或中号。9.3土壤可溶性盐总量的测定测定土壤可溶性盐总量有电导法和残渣洪干法。电导法比较简便、方便、快速。残渣洪干法比较准确，但操作繁琐、费时，另外它也可用于阴阳离子总量相加计算。9.31电导法19.31.1方法原理 土壤可溶性盐是强电解质,其水溶液具有导电作用。以测定电解质溶液的电导为基础的分析方法，称为电导分析法。在一定浓度范围内,溶液的含盐量与电导率呈正相关。因此,土壤浸出液的电导率的数值能反映

13、土壤含盐量的高低，但不能反映混合盐的组成。如果土壤溶液中几种盐类彼此间的比值比较固定时，则用电导率值测定总盐分浓度的高低是相当准确的。土壤浸出液的电导率可用电导仪测定，并可直接用电导率的数值来表示土壤含盐量的高低。将连接电源的两个电极插入土壤浸出液(电解质溶液)中,构成一个电导池。正负两种离子在电场作用下发生移动，并在电极上发生电化学反应而传递电子,因此电解质溶液具有导电作用。根据欧姆定律，当温度一定时，电阻与电极间的距离（L)成正比，与电极的截面积（A)成反比。式中:电阻（欧姆)； 电阻率。当L=，A1cm2则R=，此时测得的电阻称为电阻率。溶液的电导是电阻的倒数，溶液的电阻率（)则是电阻率

14、的倒数。电阻率的单位常用西门子米-1（m-1)。土壤溶液的电阻率一般小于1个Sm-，因此常用dSm-1 (分西门子米-1）表示。两电极片间的距离和电极片的截面积难以精确测量，一般可用标准C溶液（其电导率在一定温度下是已知的）求出电极常数（1)。为电极常数，EKC为标准KCl溶液(0.2molL-1）的电阻率（dSm1)，8时CCl=2.39Sm-1，2时为2.765Sm-。SCl为同一电极在相同条件下实际测得的电导度值。那么,待测液测得的电导度乘以电极常数就是待测液的电导率。大多数电导仪有电极常数调节装置，可以直接读出待测液的电阻率,无需再考虑用电极常数进行计算结果。.1.仪器（1)电导仪。目

15、前在生产科研应用较普遍的是DS-308型等电导仪。此外还有适于野外工作需要的袖珍电导仪。(2)电导电极。一般多用上海雷磁仪器厂生产的J1C型等电导电极。这种电极使用前后应浸在蒸馏水内，以防止铂黑的惰化。如果发现镀铂黑的电极失灵，可浸在1:9 的硝酸或盐酸中2min，然后用蒸馏水冲洗再行测量。如情况无改善，则应重镀铂黑，将镀铂黑的电极浸入王水中，电解数分钟,每分钟改变电流方向一次，铂黑即行溶解,铂片恢复光亮。用重铬酸钾浓硫酸的温热溶液浸洗,使其彻底洁净,再用蒸馏水冲洗。将电极插入100m溶有氯化铂3和醋酸铅00g配成的水溶液中,接在.5的干电池上电解10in，5min改变电流方向1次,就可得到均

16、匀的铂黑层，用水冲洗电极，不用时浸在蒸馏水中。.31.3试剂（1）.01molL-1的氯化钾溶液。称取干燥分析纯0.74g溶于刚煮沸过的冷蒸馏水中,于25稀释至1L，贮于塑料瓶中备用。这一参比标准溶液在时的电阻率是1.1 dm-。(2）2molL的氯化钾溶液。称取KCl1.411g,同上法配成1L,则2时的电阻率是.65dSm。9.3.1.4操作步骤 吸取土壤浸出液或水样304L，放在0L的小烧 水溶性盐总量的测定 水溶性盐总量的测定 阴离子测定 CO3- 2 C2+ K+ Na+ CHO- 或 者说 2+ C- 或 或杯中（如果土壤只用电导仪测定总盐量,可称取g风干土放在2mm2mm的大试管

17、中,加水20mL,盖紧皮塞,振荡3min,静置澄清后，不必过滤，直接测定。测量液体温度。如果测一批样品时，应每隔10mn测一次液温,在10i内所测样品可用前后两次液温的平均温度或者在25恒温水浴中测定。将电极用待测液淋洗12次(如待测液少或不易取出时可用水冲洗,用滤纸吸干),再将电极插入待测液中，使铂片全部浸没在液面下，并尽量插在液体的中心部位。按电导仪说明书调节电导仪,测定待测液的电导度(）,记下读数。每个样品应重读23次，以防偶尔出现的误差。一个样品测定后及时用蒸馏水冲洗电极，如果电极上附着有水滴，可用滤纸吸干,以备测下一个样品继续使用。.31.结果计算（）土壤浸出液的电导率25=电导度(

18、S)温度校正系数(ft)电极常数)（注)。一般电导仪的电极常数值已在仪器上补偿,故只要乘以温度校正系数即可，不需要再乘电极常数。温度校正系数(f）可查表-4。粗略校正时,可按每增高1,电导度约增加2%计算。 表-4电阻或电导之温度校正系数(ft)温度()校正值温度()校正值温度()校正值温度（）校正值3.0.050607.0.010.01012.013.40116.01.018.4181.819.09.219.419.619.81.791.6601.661591.5281.881.441111.351.341.3091277124712181.1891631.1571.1.47112111.1

19、31.21.122.170.20.22.42.620.821.21.4.621.82202222242.622.82.03.223.23.623.82.2.224424.6248.121.1071102191.91871.0821.7810731.0681.04.601.55.011.0471.31.08.01.02.020.01610121.0081042.025.2.42.658.026.226.426.62682702727.477.88.02.8428.62.82.0929.429.62981.0000.90.90.9880.93.99750.710.9670.940.9600.956

20、0.9530.50.947.943.9400.99320.9290250.20.910.10.9130.030.30.40.30.8103231.43131.832.3222.3.3.83.04.03.036.03.038.39.04.04.0 0970.90.010.80.8940.8900870.8840.8800.8783.8700.860.840.810.880.8430.8298150.8010.7880.750.60.75当液温在1735之间时，液温与标准液温25每差1,则电导率约增减%,所以EC25也可按下式直接算出。 (）标准曲线法(或回归法）计算土壤全盐量。从土壤含盐量与电导

21、率的相关直线或回归议程查算土壤全盐量(，或g-1)。标准曲线的绘制：溶液的电导度不仅与溶液中盐分的浓度有关，而且也受盐分的组成成分的影响。因此要使电导度的数值能符合土壤溶液中盐分的浓度，那就必须预先用所测地区盐分的不同浓度的代表性土样若干个(如0个或更多一些）用残渣烘干法测得土壤水溶性盐盐总量%。再以电导法测其土壤溶液的电导度，换算成电导率(EC25),在方格坐标纸上,以纵坐标为电导率，横坐标为土壤水溶性盐总量，划出各个散点，将有关点作出曲线，或者计算出回归方程（注2)。有了这条直线或方程可以把同一地区的土壤溶液盐分用同一型号的电导仪测得其电导度，改算成电导率,查出土壤水溶性盐总量(%)。(3

22、）直接用土壤浸出液的电导率来表示土壤水溶性盐总量。目前国内多采用5:1水土比例的浸出液作电导测定，不少单位正在进行浸出液的电导率与土壤盐渍化程度及作物生长关系的指标研究和拟定。美国用水饱和的土浆浸出液的电导率来估计土壤全盐量，其结果较接近田间情况,并已有明确的应用指标（表95）。表9- 土壤饱和浸出液的电导率与盐分()和作物生长关系饱和浸出液EC25/（dSm-1）盐分/(gkg-)盐渍化程度植物反应0224810.0非盐渍化土壤盐渍化土壤中度盐土重盐土极重盐土对作物不产生盐害对盐分极敏感的作物产量可能受到影响对盐分敏感作物产量受到影响，但对耐盐作物（苜蓿、棉花、甜菜、高梁、谷子）无多大影响只

23、有耐盐作物有收成，但影响种子发芽，而且出现缺苗，严重影响产量只有极少数耐盐植物能生长，如盐植的牧草、灌木、树木等。注释注1电极常数K的测定。电极的铂片面积与距离不一定是标准的,因此必须测定电极常数K值。测定方法是：用电导电极来测定已知电导率的KC标准溶液的电导度。即可算出该电极常数值。不同温度时KCl标准溶液的电导率如表6所示。式中：EKCl标准溶液的电导率; 测得Cl标准溶液的电导度。表-6 02lKCl标准溶液在不同温度下的电导度T（)电导度T()电导度T()电导度()电导度1121314152432.32.1422.193224311819202.29442.372.4492501122

24、224252552.662.65712.75262722932.8192.329272.8.06注2.盐的含量与溶液电导率,许多研究者发现不是简单的直线关系,若以盐含量以应电导率的对数值作图或回归统计，可以取得更理想的线性效果。9.3.残渣烘干质量法1.3.21方法原理 吸取一定量的土壤浸出液放在瓷蒸发皿中,在水浴上蒸干,用过氧化氢H2氧化有机质，然后在15110烘箱中烘干，称重,即得烘干残渣质量。9.22试剂 150gL-过氧化氢溶液。9.2.3操作步骤 吸收1:5土壤浸出液或水样050mL（根据盐分多少取样,一般应使盐分重量在0.22之间）（注1）放在10m已知烘干质量的瓷蒸发皿内,在水浴

25、上蒸干，不必取下蒸发皿,用滴管沿皿四周加150 L1HO2,使残渣湿润,继续蒸干,如此反复用H2O2处理,使有机质完全氧化为止，此时干残渣全为白色（注2)，蒸干后残渣和皿放在15110烘箱中烘干12h,取出冷却,用分析天平称重，记下质量。将蒸发皿和残渣再次烘干05,取出放在干燥器中冷却。前后两次质量之差不得大于1m（注3)。93.4结果计算式中:m烘干残渣质量(g)； m烘干土样质量（g）。注释注1吸取待测液的数量，应以盐分的多少而定，如果含盐量5.0gk-1,则吸取5mL;含盐量5.0gkg-1，则吸取0mL或100mL。保持盐分量在0.020.2g之间。注2.加过氧化氢去除有机质时，只要达

26、到使残渣湿润即可,这样可以避免由于过氧化氢分解时泡沫过多，使盐分溅失，因而必须少量多次地反复处理,直至残渣完全变白为止。但溶液中有铁存在而出现黄色氧化铁时,不可误认为是有机质的颜色。注由于盐分（特别是镁盐）在空气中容易吸水,故应在相同的时间和条件下冷却称重。9.3.用阳离子和阴离子总量计算土壤或水样中的总盐量土壤水溶性盐总量(gkg）=八个离子质量分数(gkg1)之和。.4阳离子的测定土壤水溶性盐中的阳离子包括a2+、M2+、K、Na+。目前Ca和Mg的测定中普遍应用的是EDTA滴定法。它可不经分离而同时测定钙镁含量，符合准确和快速分析的要求。近年来广泛应用原子吸收光谱法也是测定钙和镁的好方法

27、。K+、Na的测定目前普遍使用的火焰光度法。9.1钙和镁的测定EDTA滴定法9.1.1方法原理 EA能与许多金属离子Mn、Cu、N、o、a、Sr、a、Mg、e、Al等配合反应，形成微离解的无色稳定性配合物。但在土壤水溶液中除a+和M2+外,能与EDTA配合其它金属离子的数量极少，可不考虑。因而可用DTA在pH10时直接测定Ca2+和M+的数量。干扰离子加掩蔽剂消除,待测液中Mn、Fe、Al等金属含量多时，可加三乙醇胺掩蔽。1:5的三乙醇胺溶液2L能掩蔽51m、0gAl、4mM。当待测液中含有大量CO3-或O3-时，应预先酸化,加热除去CO2，否则用Na溶液调节待测溶液p以上时会有CCO3沉淀形成,用DTA滴定时，由于CaCO3逐渐离解而使滴定终