本发明属于化学成分测定技术领域，尤其涉及一种土壤酸碱含量的测定方法。
背景技术：
土壤ph值能反映土壤酸碱性的强度，但不能反映土壤中的酸性或碱性的含量。目前通常以土壤交换性酸含量来表示土壤的酸含量，以土壤碳酸盐含量来评估土壤的碱性含量。土壤交换性酸含量是指土壤胶体吸附的交换性h+、al3+等酸性阳离子及土壤中的弱有机酸等酸性物质的电荷当量含量的总和，土壤碳酸盐含量是指土壤中的重碳酸盐与碳酸盐的电荷当量含量的总和。
土壤交换性酸含量与其测定方法密切相关，其测定原理是采用淋洗或浸提过滤的方法，用含某种阳离子的盐溶液作为交换剂将土壤胶体上的h+和al3+交换出来，对淋洗溶液或浸提溶液进行测量，用强碱naoh滴定至ph值为8.3为终点，以所消耗的强碱的摩尔数与土壤的重量的比值来表示，单位为mol/kg。常用的提取剂有非ph缓冲盐溶液(如kcl、nacl、bacl2、mgcl2等)和具有ph缓冲能力的醋酸盐溶液(naac、kac、cuac2等)，提取剂的浓度为0.1-1.0m不等。也有将中性盐和有机弱碱配合使用作为提取剂，如bacl2-三乙醇胺(triethanolamine，tea)。浸提方法有浸提+离心法和连续淋洗法两种，其中kcl连续淋洗法应用最广，但由于kcl淋洗法中k+的交换能力较弱，与h+和al3+的交换不易完全，不仅步骤繁琐，且平行之间的误差较大。bacl2-三乙醇胺(triethanolamine，tea)提取法对土壤中h+和al3+的交换比较完全，但所测定的交换性酸含量过高，一些不是酸的物质也被当作是酸。
上述方法所测定获得的交换性酸含量其实并非土壤真实的酸含量，因为ph>7的土壤是碱性的，但这些方法不仅无法表示其碱性的含量，反而还可以测定出酸的含量。用土壤碳酸盐含量来评价土壤的碱含量亦存在相似的问题，即ph小于7的酸性土壤也可以测定出碳酸盐含量,所以现有方法是不能完全正确地反映土壤酸或碱的含量,并且测定时需要通过过滤或离心的方法将土壤与浸提溶液进行分离，测定方法复杂繁琐、测定时间长。
技术实现要素：
本发明提供一种土壤酸碱含量的测定方法，旨在解决现有技术中的酸碱含量测定方法不能正确地反映土壤实际的酸或碱的含量，并且存在测定时需要通过过滤或离心的方法将土壤与浸提溶液进行分离，其测定方法复杂繁琐、测定时间长的问题。
本发明的科学原理如下：由于土壤中的各种组分在水溶液中会解离或水解，有的会产生的h+，有的会产生oh-，其中产生的h+与oh-相等的那部分会相互中和变成h2o，不会表现出酸碱性，因此h+和oh-两者之间的差值才会使土壤表现出实际的酸碱性。本发明提出用ch值作为土壤酸碱性的含量指标。土壤ch值是指土壤在中性水溶液中解离和水解产生的h+和oh-的数量的差值与土壤重量的比值，可用公式表示为：
式中，p表示土壤中的酸性物质在中性水溶液中解离和水解产生的h+的毫摩尔数量(mmol)，q表示土壤中的碱性物质在中性水溶液中解离和水解产生的oh-的总摩尔数量(mmol)，m是土壤的重量(kg)，ch表示土壤的酸碱含量指标，是每公斤土壤在中性水溶液中实际净产生的h+或oh-的毫摩尔数量，单位为mmol/kg。当p>q时，ch>0，土壤为酸性，ch值是指酸含量；当p<q，ch<0，土壤为碱性，ch值是指碱含量；当p＝q，ch＝0，土壤为中性。
因为土壤中的各种组分在水中解离或水解产生h+或oh-的过程比较缓慢，达到平衡的时间比较长，影响测定的效率和测定结果的准确性，本发明采用一套组合方法来加速土壤中各种组分的解离和水解，促使h+或oh-的生产快速达到平衡，从而可以大幅缩短土壤样品测定的时间。
本发明实施例是这样实现的，一种土壤酸碱含量的测定方法，包括如下步骤：
a、土壤采样：在要进行测定土壤的地块采集土壤作为土壤样品；
b、土壤样品制备：把土壤样品晾干，经过筛网后装袋备用；
c、土壤测定：将1000ml的0.01m的kcl溶液倒入烧杯中，然后称取上述的土壤样品1-2g放入烧杯中的kcl溶液中，搅拌成土壤悬浊液，将ph计的电极插入烧杯中的土壤悬浊液，测定土壤悬浊液的ph值，当土壤悬浊液的ph值指示土壤悬浊液为碱性时，用0.02m的hcl标准溶液滴定，以土壤悬浊液的ph值指示土壤悬浊液为中性时为滴定终点，记录所消耗的hcl标准溶液的体积；当土壤悬浊液的ph值指示土壤悬浊液为酸性时，用0.02m的naoh标准溶液滴定，以土壤悬浊液的ph值指示土壤悬浊液为中性时为滴定终点，记录所消耗的naoh标准溶液的体积；
用没有加入土壤样品的1000ml的0.01m的kcl溶液做对照，用0.02m的naoh标准溶液滴定至中性，记录对照所消耗的naoh标准的体积；
d、土壤的酸碱含量测定结果计算:
式中：
v1表示土壤样品所消耗的0.02m的naoh标准溶液的体积，单位为ml；
n1表示0.02m的naoh标准溶液的准确浓度，单位为mol/l；
v2表示土壤样品所消耗的0.02m的hcl标准溶液的体积，单位为ml；
n2表示0.02m的hcl标准溶液的准确浓度，单位为mol/l；
v3表示对照所消耗的0.02m的naoh标准溶液的体积，单位为ml；
w表示土壤样品的重量，单位为kg；
ch表示土壤的酸碱含量，单位为mmol/kg；当ch>0，ch值是指酸含量；当ch<0，ch值是指碱含量。
进一步地，在所述步骤a中，在要进行测定土壤的地块，沿s型路线，按照“随机”、“等量”和“多点混合”的原则，采集土壤样品，每个样品的采样点20-30个，将每个采样点采集的土壤混合，按照四分法留取0.5kg的土壤样品。
进一步地，在所述步骤b中，把土壤样品晾干后，经过100目筛后装袋备用。
进一步地，在所述步骤c中，称取土壤样品1g放入1000ml的0.01m的kcl溶液后，在磁力搅拌机的搅拌下，直接对土壤悬浊液进行滴定。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
(1)本发明将土壤的酸碱含量用ch值来表示，ch值为正值时表示酸的含量，ch值为负值时表示碱的含量，其表示方式简单清晰，解决了如何统一表述土壤酸和碱含量的难题。
(2)由于土壤中的各种组分在水中解离或水解产生h+或oh-的过程比较缓慢，达到平衡的时间过长，本发明采用一套组合方法来加速土壤中各种组分的解离和水解，促使h+或oh-的生产快速达到平衡，从而可以大幅缩短土壤样品测定的时间，方法简单高效，且测定结果准确。
(3)通过测定土壤的酸碱含量，可以对土壤的酸碱性进行定量评估，为土壤酸化监测和农业生产上石灰等土壤酸性改良剂的施用提供依据。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种土壤酸碱含量的测定方法，该土壤酸碱含量的测定方法包括如下步骤：
a、土壤采样：在要进行测定土壤的地块采集土壤作为土壤样品；
b、土壤样品制备：把土壤样品晾干，经过筛网后装袋备用；
c、土壤测定：将1000ml的0.01m的kcl溶液(即浓度为0.01mol/l的氯化钾溶液)倒入烧杯中，然后称取上述的土壤样品1-2g放入烧杯中的kcl溶液中，搅拌成土壤悬浊液，将ph计的电极插入烧杯中的土壤悬浊液，测定土壤悬浊液的ph值，当土壤悬浊液的ph值指示土壤悬浊液为碱性时，用0.02m的hcl标准溶液(即浓度为0.02mol/l的氯化氢溶液)滴定，以土壤悬浊液的ph值指示土壤悬浊液为中性时为滴定终点，记录所消耗的hcl标准溶液的体积；当土壤悬浊液的ph值指示土壤悬浊液为酸性时，用0.02m的hcl标准溶液(即浓度为0.02mol/l的氢氧化钠溶液)滴定，以土壤悬浊液的ph值指示土壤悬浊液为中性时为滴定终点，记录所消耗的naoh标准溶液的体积。
用没有加入土壤样品的1000ml的0.01m的kcl溶液做对照，用0.02m的naoh标准溶液滴定至ph为中性，记录对照所消耗的naoh标准溶液的体积；
d、土壤的酸碱含量测定结果计算:
式中：
v1表示土壤样品所消耗的0.02m的naoh标准溶液的体积，单位为ml；
n1表示0.02m的naoh标准溶液的准确浓度，单位为mol/l；
v2表示土壤样品所消耗的0.02m的hcl标准溶液的体积，单位为ml；
n2表示0.02m的hcl标准溶液的准确浓度，单位为mol/l；
v3表示对照所消耗的0.02m的naoh标准溶液的体积，单位为ml；
w表示土壤样品的重量，单位为kg；
ch表示土壤的酸碱含量，单位为mmol/kg；当ch>0，ch值是指酸含量；当ch<0，ch值是指碱含量。
上述实施例中，在步骤a中，在要进行测定土壤的地块，沿s型路线，按照“随机”、“等量”和“多点混合”的原则，采集土壤样品，每个样品的采样点20-30个，将每个采样点采集的土壤混合，按照四分法留取0.5kg的土壤样品。在步骤b中，把土壤样品晾干后，经过100目筛后装袋备用。在步骤c中，称取土壤样品1g放入1000ml的0.01m的kcl溶液后，在磁力搅拌机的搅拌下，直接对土壤悬浊液进行滴定。
本发明的土壤酸碱含量的测定方法通过如下两个实施例进行说明：
实施例一
某甘蔗地，其耕作层土壤酸碱含量的测定方法按下述步骤来测定：
步骤1：土壤取样；在要进行测定的甘蔗地，沿s型路线，按照“随机”、“等量”和“多点混合”的原则，采集耕作层的土壤作为土壤样品，每个土壤样品的采样点20-30个，将采集的土壤混合按照四分法留取0.5kg的土壤样品。
步骤2：土壤样品制备；把土壤样品晾干，过100目筛，装袋备用。
步骤3：将1000ml的0.01m的kcl溶液倒入烧杯中，放在磁力搅拌机上，然后称取过100目筛的土壤样品1g放入到上述烧杯中，开动磁力搅拌机搅拌成土壤悬浊液后，将ph计的电极插入烧杯中，测定土壤悬浊液的ph值结果为3.3。
步骤4：用0.02m的naoh标准溶液进行滴定，观察土壤悬浊液ph值的变化，当滴定至至ph为中性时，所消耗的naoh标准溶液的体积为15.30ml。
步骤5：用没有加入土壤样品的1000ml的0.01m的kcl溶液做对照，用0.02m的naoh标准溶液滴定至ph为中性时，对照所消耗的naoh标准溶液的体积1.3ml。
步骤6：该甘蔗地耕作层土壤的酸碱含量测定结果计算:
v1表示土壤样品所消耗的0.02m的naoh标准溶液的体积，单位为ml，v1＝15.30ml。
n1表示0.02m的naoh标准溶液的准确浓度，单位为mol/l,n1＝0.02mol/l。
v2表示土壤样品所消耗的0.02m的hcl标准溶液的体积，单位为ml，v2＝0ml。
n2表示0.02m的hcl标准溶液的准确浓度，单位为mol/l，n2＝0.02mol/l。
v3表示对照所消耗的0.02m的naoh标准溶液的体积，单位为ml，v3＝1.35ml。
w表示土壤样品的重量，单位为kg，w＝0.001kg。
由上述数据计算出ch＝276mmol/kg，由此可知，该甘蔗地耕作层土壤为酸性，其酸含量为每公斤的甘蔗地耕作层土壤含有276毫摩尔。
实施例二
某香蕉地，其耕作层土壤酸碱含量的测定方法按下述步骤来测定：
步骤1：土壤取样；在要进行测定的甘蔗地，沿s型路线，按照“随机”、“等量”和“多点混合”的原则，采集耕作层土壤作为土壤样品，每个土壤样品的采样点20-30个，将采集的土壤混合后按照四分法留取0.5kg的土壤样品。
步骤2：土壤样品制备；把土壤样品晾干，过100目筛，装袋备用。
步骤3：将1000ml的0.01m的kcl溶液倒入烧杯中，放在磁力搅拌机上，然后称取过100目筛的土壤样品1g放入到上述烧杯中，开动磁力搅拌机，将ph计的电极插入烧杯中，测定土壤悬浊液的ph值结果为8.3。
步骤4：用0.02m的hcl标准溶液进行滴定，观察土壤悬浊液ph值的变化，当滴定至ph为中性时，所消耗的hcl标准溶液的体积为3.95ml。
步骤5：用没有加入土壤样品的1000ml的0.01m的kcl溶液做对照，用0.02m的naoh标准溶液滴定至ph为中性时，对照所消耗的naoh标准溶液的体积1.3ml。
步骤6：该香蕉地的耕作层土壤的酸碱含量测定结果计算:
v1表示土壤样品所消耗的0.02m的naoh标准溶液的体积，单位为ml，v1＝0ml。
n1表示0.02m的naoh标准溶液的准确浓度，单位为mol/l,n1＝0.02mol/l。
v2表示土壤样品所消耗的0.02m的hcl标准溶液的体积，单位为ml，v2＝3.95ml。
n2表示0.02m的hcl标准溶液的准确浓度，单位为mol/l，n2＝0.02mol/l。
v3表示对照所消耗的0.02m的naoh标准溶液的体积，单位为ml，v3＝1.35ml。
w表示土壤样品的重量，单位为kg，w＝0.001kg。
由上述数据计算出ch＝-106mmol/kg，由此可知，该香蕉地土壤为碱性，其碱含量为每公斤的香蕉地耕作层土壤含有106毫摩尔。
综上所述，本发明的土壤酸碱含量的测定方法具有如下优点：
(1)本发明将土壤的酸碱含量用ch值来表示，ch值为正值时表示酸性的含量，ch值为负值时表示碱性的含量，其表示方式简单清晰，解决了如何定量表述土壤酸碱含量的难题。
(2)本发明可以通过简单的测定步骤来获取土壤的酸碱含量，测定时不需要将土壤与浸提液进行分离，可以大幅缩短土壤样品测定的时间，测定方法简单高效，并且测定结果准确。
(3)通过测定土壤的酸碱含量，可以对土壤的酸碱性进行定量评估，为土壤酸化监测和农业生产上石灰等土壤酸性改良剂的施用提供依据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。