紫色土交換性陽離子定比交換能力研究.pdf

1、土壤中交換性陽離子，是土壤提供作物生長所需營養(yǎng)養(yǎng)分的直接來源;同時，也是土壤膠體電荷的直接體現(xiàn)。土壤膠體表面交換性陽離子種類的組成和各自含量水平的高低，除受土壤環(huán)境中離子種類和多少影響外，還取于各種離子本身在土壤膠體上的競爭吸附力大小。目前對土壤中可交換性陽離子之間交換能力的強弱的探究已經(jīng)非常深入，并且提出了影響可交換性陽離子交換能力強弱的因素，并對土壤中各交換性陽離子的交換能力進行了一個排序。從目前的研究來看，對交換性陽離子交換能力雖

2、然有了一個大體的認知，但各交換性陽離子之間的相對交換能力卻沒有一個具體的度量指標。本研究擬在前人研究的基礎(chǔ)上，采用鎂飽和——K+、Na+、Ca2+、H+定量交換條件下模擬試驗的方法，通過“定比定律”的運用，對紫色土壤中主要交換性陽離子之間交換能力進行比較研究，力求取得表征紫色土中各交換性陽離子之間交換能力強弱的參數(shù)。具體研究結(jié)果如下:
　　(1)鎂飽和土樣制備過程中，隨著交換次數(shù)的增加，對于土壤膠體上吸附的Mg2+離子、Na+離子

3、、Ca2+離子含量的變化趨勢均得到了顯著相關(guān)關(guān)系的二次方程曲線，而對土壤膠體吸附的H+離子含量則得到的是呈顯著相關(guān)關(guān)系的成冪函數(shù)方程。這說明在利用10cmol(+)/L的MgSO4溶液對土壤中各交換性陽離子進行依次交換時，土壤膠體對各陽離子吸附量的變化規(guī)律均符合一定規(guī)律的曲線方程關(guān)系。
　　(2)通過用10cmol(+)/L濃度大小的Mg2+離子對酸性紫色土中各交換性陽離子進行交換取代研究發(fā)現(xiàn)，Mg2+離子對土壤樣品的八次交換，才

4、使得土壤樣品的pH值僅提高了0.99個單位，[H+]濃度下降了8.77×10-5mol/L。這主要是因為酸性紫色土中的“Al3+緩沖區(qū)”主導(dǎo)了土壤pH的緩沖。
　　(3)用Mg2+離子對土壤膠體吸附的各種交換性陽離子進行交換，由每次交換后土壤吸附的Mg2+離子含量變化曲線可以看出，在進行第五次交換之后，曲線已經(jīng)趨于平緩。這說明在10cmol(+)/L的Mg2+離子濃度條件下Mg2-離子已經(jīng)基本完成了對該土壤樣品中的各種交換性陽離子

5、的交換。
　　(4) Mg2+離子在對土壤膠體吸附的Ca2+離子、Na+離子、K+離子進行交換時，從各吸附離子的變化曲線上可以看出，Mg2+離子一般在第一次和第二次交換過程中就已經(jīng)交換取代了大部分的交換性陽離子，但是由于各交換性陽離子對Mg2+離子的交換能力不同，其達到的程度也不一樣。其中，對K+的交換最為快速和完全。
　　(5) Mg2+離子在對土壤膠體吸附的K+離子的交換過程可以看出，在交換后期交換液中仍然存在一定量的交

6、換性K+離子，且交換出的K+離子總量超過了原始土樣具有的K+離子含量。這是因為土壤粘土礦物中含有大量的以水化云母為主體的2∶1型次生粘土礦物，這些礦物釋放出了一部分半固定的K+離子。
　　(6)在鎂飽和過程中，土壤膠體上吸附的鹽基離子總量的變化趨勢符合二次曲線方程，且呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，這與Mg2+離子的交換能力及所處濃度范圍有關(guān)。最后因為Mg2+離子濃度限制及體系內(nèi)H+離子、Al3-離子的存在，鹽基離子總量并未達到原始土樣中

7、的鹽基離子總量。
　　(7)根據(jù)定比定律方程，計算得到部分交換性陽離子對Mg2+離子的定比交換平衡常數(shù)，用以表征不同交換性陽離子與Mg2+離子之間的交換能力強弱。其中K+-Mg2+的平衡常數(shù)k=0.275;Na+-Mg2+的平衡常數(shù)k=0.0921;Ca2+-Mg2+的平衡常數(shù)k=1.25; H+-Mg2+的平衡常數(shù)k=1.18。由此可見，K+離子、Na+離子、Ca2+離子、H+離子、Mg2+離子五種離子之間交換能力排列順序為:N