现在，土壤阳离子交换量的测定主要有2种方法，传统的蒸馏装置效率低，耗费人工；人工滴定难以保证始终稳定达到滴定终点，所以，上海纤检仪器有限公司在文中推荐大家选用本公司研发生产的自动凯式定氮仪KDN-812，方便使用。对常用的测定方法有乙酸铵交换法（适用于酸性和中性土壤）、氯化钡 - 硫酸镁法（适用于高度风化酸性土壤）、氯化铵 - 乙酸铵交换法 （适用于石灰性土壤）、乙酸钠 - 火焰光度法（适用于石灰性土壤和盐碱土）等。其中，乙酸铵交换法和氯化铵 - 乙酸铵交换法在我国土壤和农化实验室采用较为广泛。其方法原理为用1mol/L乙酸铵溶液反复处理土壤，使土壤成为NH4+饱和土。用乙醇洗去多余的乙酸铵后，加固体氧化镁置于定氮仪中蒸馏，用硼酸溶液吸收蒸馏出的氨，然后用盐酸标准溶液滴定，根据NH4+的量计算阳离子交换量。对于石灰性土壤的检测，土壤样品先用1mol/L 氯化铵溶液置于消化炉中加热处理，分解除去土壤中的碳酸钙，然后用1mol/L乙酸铵交换法测定阳离子交换量。乙酸铵的缓冲容量较强且交换过程pH恒定，不会破坏土壤吸收复合体，多余的乙酸铵易于被乙醇洗除，故饱和在土壤中的NH4+可直接置于定氮仪中蒸馏测定，此方法测定结果稳定，重现性好。但是，在进行大批量土样检测时，样品要经乙酸铵和乙醇多次洗涤处理和离心分离，耗时太长且步骤繁琐；在实际操作时，以上因素都会增加人为误差和系统误差，影响测定结果的真实可靠性。
本研究在完成大批量土样的阳离子交换量检测后，对常规的乙酸铵交换法和氯化铵 - 乙酸铵交换法进行改良探讨，利用瓶口分液器、旋涡混合仪、上海纤检KDN-812凯氏定氮仪和自动电位滴定仪改善试验条件，在遵循实验原理的基础上对样品称样量、乙酸铵和乙醇的用量、洗涤离心次数、定氮仪的蒸馏时间和蒸汽量进行了改良探讨，并以土壤有效态成分分析标准物质来验证该方法的精密度和准确度，总结出一套准确度好、精密度和工作效率高，且实用性更佳的测定方法。
本研究采用12个土壤样品对常规的乙酸铵交换法和氯化铵 - 乙酸铵交换法中试剂用量和上海纤检KDN-812定氮仪蒸馏参数进行改良探讨，其中，酸性与中性土壤6份，碱性土壤6份；采用428个酸性与中性土壤样品和112个碱性土壤样品进行洗涤离心次数的改良；选择1个酸性和2个石灰性土壤有效态成分分析标准物质进行CEC测定，验证改良后方法的精密度和准确度。对乙酸铵交换法的改良，设计试剂用量为40，50mL，蒸馏时间3.5，4min2因素2水平正交试验；氯化铵 - 乙酸铵交换法则设计蒸馏时间 3.0，3.5min单因素2水平试验，将乙酸铵和乙醇用量分别设定为40，50 mL，每个处理设3个重复。
上海纤检仪器有限公司在文中介绍土壤样品的前处理具体方法：
乙酸铵洗涤离心：酸性与中性土样称取通过1mm筛孔的风干样2.0g，放入100mL离心管中，用瓶口分液器沿离心管壁加入20mL1mol/L乙酸铵溶液，拧紧盖子，置于旋涡混合仪上混合15s，使其成为均匀的泥浆状态。再加20mL1mol/L乙酸铵溶液至总体积40mL，混合15s。碱性土样称取通过2mm筛孔的风干土样2.5g，放入200mL烧杯中，加入1mol/L氯化铵溶液约25mL，盖上表面皿，放在电炉上低温煮沸，大约需20min便无氨味。烧杯内的土样用1mol/L氯化铵溶液洗入100mL离心管中，平衡好离心管，离心4min，转速4000r/min，弃去离心管中的清液。以下操作同酸性与中性土壤。将离心管对称地放入离心机中，离心4min，转速4000r/min，如此用1mol/L乙酸铵溶液处理3～5次，直到最后浸出液中无钙离子反应为止（取最后一次离心后上清液5mL，加1mLpH值为10的缓冲液，少许K-B指示剂，若检出液无紫红色，表示钙离子已除尽）。
乙醇洗涤离心：用瓶口分液器向载土的离心管中加入20mL95％乙醇，拧紧盖子，置于旋涡混合仪上混合15s，再加20mL 至总体积40mL 后，混合15s。将离心管对称放入离心机中，离心4min，转速4000r/min，弃去乙醇溶液。如此反复用乙醇洗3～4次，直至最后一次乙醇溶液中无铵离子为止（取最后一次离心后上清液5mL，加2 滴甲基红 - 溴甲酚绿混合指示剂，若检出液无绿色，表明铵离子已除尽）。
试剂用量分析：按试验方法，随机选取6份酸性与中性土壤和6份碱性土壤进行了乙酸铵和乙醇用量对比。用乙酸铵交换法测定的6份酸性与中性土壤样品，在设置KDN-812定氮仪的控制蒸馏时间和蒸汽量不变的情况下，乙酸铵和乙醇用量都设定为40mL或50mL时，对测定结果的影响差异不显著，表明试剂量40mL时已达到实际要求；用氯化铵 - 乙酸铵交换法测定 6 个碱性土壤样品，将乙酸铵和乙醇用量分别设定为40，50mL，蒸汽量为100％，蒸馏时间设定为3min或3.5min时，对测定结果的影响差异不显著。因而，上海纤检仪器有限公司从节约试剂成本、降低废液排放污染的角度出发，将乙酸铵交换法的试剂用量设定为40mL，氯化铵 - 乙酸铵交换法的乙酸铵和乙醇用量分别定为40，50mL是完全合理的，且使用瓶口分液器，可严格控制加入试剂含量，免去离心前粗天平配平这一步骤。在蒸馏前，向蒸馏管中加固体氧化镁后，立即将蒸馏管连接在上海纤检KDN-812蒸馏仪上，这样可省去加2mL液体石蜡这一步骤，节约了试剂成本，减少了工作时间，有效减少石蜡对蒸馏仪流路和自动电位滴定仪电极的污染。
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