改良土质的关键步骤之一:我们要了解什么是CEC

  • 日期:08-26
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  被土壤胶体保持的阳离子可被其它阳离子取代。这就是说他们是可交换性的。钙可被交换为氢或钾,反之亦然。土壤能够保持的可交换性阳离子的总量(土壤所带负电荷的总量)称作土壤的“阳离子交换量”(CEC)。土壤的CEC越高,它能保持的阳离子越多。土壤保持可交换性K+和其它阳离子的能力各不相同。CEC取决于土壤中存在的粘土和有机质的类型和数量。例如,粘粒含量高的土壤比粘粒含量低的土壤能够保持更多的可交换性的阳离子。同样,CEC随土壤有机质的增加而增加。

  土壤CEC可以每100克土壤中的毫克当量数表示,计作meq/100g。这样表示的唯一原因是表明粘粒和有机质的相对CEC。粘土矿物的CEC值通常在10至150meq/100g之间。有机质的CEC在200至400meq/100g之间。所以,粘土和有机质的类型及数量极大地影响土壤的CEC值。

  在土壤高度风化、有机质含量低的地区,CEC值较低。土壤风化程度低、有机质含量通常较高,CEC值可能很高。CEC值高的粘质土壤能保持大量的阳离子,防止由于淋洗作用引起的潜在损失。CEC值低的砂质土壤只能保持少量的阳离子。正因如此,施肥时间和施肥量在规划施肥计划中占据重要地位。例如,在秋季给极砂性的土壤施钾肥以供来春作物利用的做法可能不明智,特别是在秋雨和冬雨量高的地区。但是,在CEC高的土壤上,便可以在秋季一次安全地施用足够供后茬一、二季作物利用的钾肥。另外,分期施氮肥、使用氮肥抑制剂和在作物需氮高峰期施氮肥都很重要,可以降低氮从砂土乃至细质地土壤中淋溶的可能性。

  1. 阳离子交换量:土壤管理和施肥的助手

  阳离子是带正电荷的养分离子和分子,如钙(Ca)、镁(Mg)、钾(K)、钠(Na)、氢(H)和铵(NH4)。

  粘粒是土壤带负电荷的组份。这些带负电的颗粒(粘粒)吸引、保持并释放带正电的养分颗粒(阳离子)。有机质颗粒也带有负电荷,吸引带正电荷的阳离子。砂粒不起作用。

  阳离子交换量(CEC)是指土壤保持和交换阳离子的能力。阳离子正电荷的强度各异,这就使得一个阳离子能取代带负电荷土壤颗粒上的另一阳离子。

  (图1:阳离子交换示意图)

  改良土质的关键步骤之一:我们要了解什么是CEC

  2. 不同阳离子交换量的土壤物理性质

  (表1:不同阳离子交换量的土壤物理性质 )

  改良土质的关键步骤之一:我们要了解什么是CEC

  3. 土壤粘粒和有机质颗粒含量

  (表2: 土壤粘粒和有机质颗粒含量 )

  改良土质的关键步骤之一:我们要了解什么是CEC

  为了解土壤中养分的行为,我们必须了解粘粒和有机质颗粒的作用。所有农业土壤都含有一些粘粒和一些有机质。主要土壤类型的粘粒含量如下所示。

  (图2:土壤离子间作用示意图)

  改良土质的关键步骤之一:我们要了解什么是CEC

  (1)铵离子(NH4)被粘土和有机质保持而防止淋失。(2)石灰中的钙固持在粘土和有机质上(通常置换氢),使得土壤碱性更强。(3)土壤的盐基交换量在粘土、有机质和土壤水分间往复交换碱基中起作用,为生长中的作物根系提供养分。