土壤酸堿性氧化還原性第1頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2．土壤吸附的類型（1）交換性吸附

是土壤膠粒帶有電荷借靜電引力從溶液中吸附帶異號電荷的離子或極性分子。（2）專性吸附它是指離子通過表面交換與晶體的陽離子共用1個(gè)或2個(gè)氧原子，形成共價(jià)鍵而被土壤吸附的現(xiàn)象。（3）負(fù)吸附是指土粒表面的離子或分子濃度低于整體溶液中該離子或分子的濃度的現(xiàn)象。第2頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四二、土壤陽離子吸附與交換作用1．陽離子的靜電吸附2．陽離子的交換作用①概念是指土壤膠體表面能吸附的陽離子（主要是擴(kuò)散層中的陽離子）與土壤溶液中的陽離子相互交換的作用。②陽離子的交換能力是指一種陽離子將膠體另一種陽離子交換出來的能力。第3頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四影響陽離子交換能力的因素：a.離子電荷數(shù)量的影響b.離子的半徑及水化程度c.離子濃度

第4頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四10

－

1.001

H＋

210.001.0640.08

2

Ca2＋

313.30

0.7824.232

Mg2＋

45.321.3339.101

K＋

55.37

1.4318.01

1

NH4＋

67.900.9323.00

1

Na＋

水化未水化交換力順序離子半徑（A）原子量價(jià)數(shù)離子

離子半徑及水化程度與交換力的美系第5頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四3、土壤的陽離子交換量

是指pH值為一定時(shí)每kg干土所吸收的全部交換性陽離子的厘摩爾數(shù)，以cmol（+）/kg表示。一般用CEC表示。第6頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四不同質(zhì)地土壤的陽離子交換量

土壤砂土砂壤土壤土粘土陽離子交換量

1～57～87～1825～30

單位：cmol／kg土第7頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四影響因素：1）膠體種類：有＞蒙＞伊＞高2）土壤質(zhì)地：細(xì)，有機(jī)質(zhì)多，粘土礦物多3）pH：pH下降，CEC降低

第8頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四可交換陽離子

致酸陽離子（Al3+、H+）

鹽基陽離子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+等）

第9頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四4、鹽基飽和度(BS)

土壤中交換性鹽基離子總量占陽離子交換量的百分?jǐn)?shù)稱為鹽基飽和度。

第10頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四土壤的供肥性一、土壤的供肥性土壤供肥能力表現(xiàn)的主要內(nèi)容有：1．土壤供應(yīng)速效養(yǎng)分的數(shù)量2．緩效養(yǎng)分轉(zhuǎn)變?yōu)樗傩юB(yǎng)分的速率3．速效養(yǎng)分持續(xù)供應(yīng)供應(yīng)的時(shí)間第11頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四二、土壤養(yǎng)分的有效化過程1．離子的飽和度2．互補(bǔ)離子的影響3．粘土礦物的種類第12頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)影響土壤供肥性的化學(xué)因素一、土壤溶液組成和濃度二、土壤酸堿反應(yīng)1．土壤酸性反應(yīng)第13頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四第六節(jié)土壤酸堿性及緩沖性第14頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四土壤酸性土壤堿性土壤酸堿性對土壤肥力和植物生長的影響我國土壤酸堿性概況與土壤酸堿性調(diào)節(jié)土壤緩沖性內(nèi)容提要第15頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四

土壤酸堿性是指土壤溶液的反應(yīng)。它反映土壤溶液中H+濃度和OH-濃度比例，同時(shí)也決定土壤膠體上致酸離子（H+或Al3+）或堿性離子（Na+）的數(shù)量及土壤中酸性鹽和堿性鹽類的存在數(shù)量，是由母質(zhì)、生物、氣候以及人為作用等多種因子控制的。土壤酸堿性第16頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四土壤酸性第17頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四幾種酸性土剖面圖紅壤赤紅壤磚紅壤土壤酸性第18頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四一、土壤酸性形成的原因土壤酸性,一方面與溶液中H+濃度相關(guān)，另一方面更多的是與土壤膠體上吸附的致酸離子（H+或Al3+）有密切關(guān)系。土壤中酸性的主要來源：膠體上吸附的H+或Al3+、CO2溶于水所形成的碳酸、有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的有機(jī)酸、氧化作用產(chǎn)生少量無機(jī)酸、以及施肥加入的酸性物質(zhì)等。土壤酸性第19頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四（1）水的解離：H2OH++OH-（2）碳酸的解離：H2CO3

H++HCO3-（3）有機(jī)酸的解離：有機(jī)酸H++R—C（4）無機(jī)酸：硝化作用產(chǎn)生硝酸、硫化作用可產(chǎn)生硫酸；（NH4）2SO4、KC1和NH4C1等生理酸性肥料施入到土壤中，因?yàn)殛栯x子NH4+、K+被植物吸收而留下酸根，導(dǎo)致溶液中H+增多。

（5）酸雨：pH<5.6的夾帶大氣酸性物質(zhì)的降水。

OO-

1.土壤中H+的來源土壤酸性第20頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四酸雨?。。?/p>

在自然界自然產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，在正常的降雨過程中能稀釋，使它們不會產(chǎn)生什么危害。人為活動:如燃煤發(fā)電廠、工業(yè)燃煤的鍋爐、家庭炊用和取暖用煤以及機(jī)動車等排放的大量含硫和含氮的廢氣,這些人類活動排放到大氣中的含硫和含氮的氧化物在運(yùn)行過程中，經(jīng)過復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理作用，形成硫酸鹽和硝酸鹽，與空氣中水分反應(yīng)形成酸，隨雨、雪等降落到地面，就是硫酸和硝酸的水溶液，就形成了酸雨。土壤酸性第21頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2.土壤中鋁的活化膠體上交換性鋁離子被交換進(jìn)入溶液后使土壤呈酸性。

氫離子進(jìn)入土壤，隨著陽離子交換作用的進(jìn)行，土壤鹽基飽和度下降，而氫離子飽和度漸漸提高。當(dāng)土壤粘粒礦物表面吸附的氫離子超過一定限度時(shí)，這些膠粒的晶體結(jié)構(gòu)就會遭到破壞，有些鋁氧八面體被解體，使鋁離子脫離了八面體晶體的束縛，變成活性鋁離子。活性鋁離子被吸附在帶負(fù)電荷的粘粒表面，轉(zhuǎn)變?yōu)榻粨Q性鋁離子，交換性鋁離子解吸后，水解形成酸性：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+土壤酸性第22頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四1.活性酸

二、土壤酸的類型土壤溶液中游離的H+所表現(xiàn)的酸度?；钚运岫鹊谋硎荆簺Q定土壤溶液中H+濃度，通常用pH值表示，即pH=-lg[H+]定義土壤酸性第23頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四pH值酸堿度分級pH值酸堿度分級<4.54.5-5.55.5-6.06.0-6.56.5-7.0極強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性酸性弱酸性中性7.0-7.57.5-8.58.5-9.5>9.5弱堿性堿性強(qiáng)堿性極強(qiáng)堿性我國土壤酸堿度分級

土壤酸性第24頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四

2.潛性酸指土壤膠體上吸附的H+和Al3+所引起的酸度。這些離子只有當(dāng)它們從膠體上解離或被其它陽離子所交換而轉(zhuǎn)移到溶液中以后才顯示酸性。定義表現(xiàn)形式測定方法代換性酸水解性酸土壤酸性第25頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四

用過量中性鹽（氯化鉀、氯化鈉等）溶液，與土壤膠體發(fā)生交換作用，土壤膠體表面的氫離子或鋁離子被浸提劑的陽離子所交換，使溶液的酸性增加。測定溶液中氫離子的濃度即得交換性酸的數(shù)量。

（1）交換性酸土壤酸性第26頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四交換性酸（常用1mol/LKCl提取）[cmol（+）·kg-1]M+M++4KClH+M+M+K+K++Al3+K+K+Al3++3H2OAl(OH)3+3H+Al3++

H+用中性鹽溶液浸提而測得的酸量只是土壤潛性酸量的大部分，而不是它的全部。交換性酸在進(jìn)行調(diào)節(jié)土壤酸度估算石灰用量時(shí)有重要參考價(jià)值。土壤酸性第27頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四（2）水解性酸

CH3COONa水解產(chǎn)生NaOH，pH值可達(dá)8.5，Na+可以把絕大部分的代換性氫離子和鋁離子代換下來，從而形成醋酸，滴定溶液中醋酸的總量即得水解性酸度。用過量強(qiáng)堿弱酸鹽（CH3COONa）浸提土壤，膠體上的氫離子或鋁離子釋放到溶液中所表現(xiàn)出來的酸性。土壤酸性第28頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四水解性酸(用pH8.2NaOAc溶液提?。cmol（+）·kg-1]Al3+M+M+H++4CH3COONaM+M+Na+Na+Na+Na++4CH3COOH+Al(OH)3

用堿滴定溶液中醋酸的總量即是水解酸的量。土壤水解酸反應(yīng)生成難電離的Al(OH)3和CH3COOH，所以反應(yīng)向右進(jìn)行徹底，即土壤膠體中吸附的H+和Al3+能較完全被交換出來。水解性酸度也可作為酸性土壤改良時(shí)計(jì)算石灰需要量的參考數(shù)據(jù)。土壤酸性第29頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四

潛性酸土壤交換性酸水解性酸cmol(+)·kg-1土黃壤（廣西）3.626.81黃壤(四川)2.062.94黃棕壤(安徽)0.201.97黃棕壤(湖北)0.010.44紅壤(廣西)1.489.14水解性酸度一般要比交換性酸度大得多，但這兩者是同一來源，本質(zhì)上是一樣的，都是潛性酸，只是交換作用的程度不同而已。幾種土壤中的交換性酸和水解性酸量的比較土壤酸性第30頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四

活性酸潛性酸

3.活性酸與潛性酸的關(guān)系先有活性酸，后有潛性酸；潛性酸大大地大于活性酸；活性酸與潛性酸處于動態(tài)平衡中。

活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的強(qiáng)度；潛在酸是土壤酸度的主體，代表土壤酸度的容量。土壤酸性第31頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)土壤堿性

第32頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四幾種堿性土剖面圖石灰性土濱海鹽土土壤堿性第33頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四

土壤弱酸強(qiáng)堿鹽的水解，碳酸及重碳酸的鉀、鈉、鈣、鎂等鹽類。如Na2CO3、NaHCO3、CaCO3等;其次是土壤膠體上的Na+的代換水解作用。OH-的來源土壤堿性第34頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四1.碳酸鈣水解

[CaCO3+H2OCa2++HCO3-+OH-]

2.碳酸鈉的水解[Na2CO3+2H2O2Na++2OH-

+H2CO3]

3.交換性鈉的水解

土壤膠體上交換性鈉解吸：

xNa+

+

yH2O（x-y）Na++yNaOH

yH+

一、土壤堿性形成的原因土壤堿性第35頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四二、土壤堿性的指標(biāo)

2.總堿度指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的總量

總堿度=CO32-+HCO3-單位：

cmol(-)·L-1

CaCO3及MgCO3的溶解度很小，在正常CO2分壓下，它們在土壤溶液中的濃度很低，所以含CaCO3和MgCO3的土壤，其pH值不可能很高，最高的pH值在8.5左右，這種因石灰性物質(zhì)所引起的弱堿性反應(yīng)（pH值7.5～8.5）稱為石灰性反應(yīng)，該土壤稱之為石灰性土壤。1.pH值土壤溶液中OH-濃度>H+濃度，pH>7，土壤表現(xiàn)為堿性。土壤堿性第36頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2.堿化度堿化度（%）=×100

指土壤膠體吸附的交換性鈉離子占陽離子交換量的百分率

當(dāng)土壤堿化度達(dá)到一定程度，可溶鹽含量較低時(shí)，土壤就呈極強(qiáng)的堿性反應(yīng)，土壤理化性質(zhì)上發(fā)生惡劣變化，稱為土壤的堿化作用。堿化層的堿化度>30%,表層含鹽量<0.5%和pH值>9.0定為堿土。堿化度在5%-20%時(shí)稱堿化土，土壤堿化度為5－10％定為輕度堿化土壤，10－15％為中度堿化土壤，15－20％為強(qiáng)堿化土壤。土壤堿性第37頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)土壤酸堿性對土壤肥力

和植物生長的影響

第38頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四1.對土壤微生物的影響土壤細(xì)菌和放線菌適宜于中性和微堿性環(huán)境；在強(qiáng)酸性土壤中真菌則占優(yōu)勢。2.對土壤膠體帶電性影響

土壤環(huán)境pH值高時(shí)，土壤膠體負(fù)電荷數(shù)量增多，相應(yīng)于陽離子交換量也增加，土壤保肥性、供肥性增強(qiáng)。一、對土壤肥力的影響土壤酸堿性對肥力和植物生長的影響第39頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四3.對土壤養(yǎng)分有效性影響植物營養(yǎng)元素的有效性與pH的關(guān)系在pH6.5附近，大多數(shù)營養(yǎng)元素的有效性都較高。N、K、S元素在微酸性、中性、堿性土壤中都較高。P元素在中性土壤中有效性最高，pH<5和pH>7時(shí)有效性降低。Ca和Mg在pH6.5-8.5有效性大，在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性土壤中有效性較低。Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素有效性在酸性和強(qiáng)酸性高。Mo在酸性土壤中有效性較低，pH>6時(shí)有效性增加。土壤酸堿性對肥力和植物生長的影響第40頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四二、對植物生長的影響

1.酸性土的指示植物鐵芒箕（Dicranopterislinearis）,生在華南酸性土上。地刷子（Lycopodiumcomplanatum），生在海拔較高的冷濕地區(qū)。鋪地蜈蚣（Lycopodiumcernuum），生在亞熱帶的潮濕地區(qū)。只能在某一特定的酸堿范圍內(nèi)生長，這類植物可以為土壤酸堿度起指示作用，習(xí)慣上被稱為指示植物。鐵芒箕鋪地蜈蚣土壤酸堿性對肥力和植物生長的影響第41頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2.鈣質(zhì)土的指示植物鐵線蕨（Adiantumcapillus-veneris）,分布在華南和西南的石灰?guī)r地區(qū)。有尾鐵線蕨（Adiantumcaudatum）,生長在華南。土壤酸堿性對肥力和植物生長的影響第42頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四3.鹽土的指示植物海蓬子（Salicorniaherbacea），分布在河北和遼東沿海的鹽土上。鹽爪爪(Kalidiumgracile)，分布在內(nèi)陸鹽土上。海蓬子鹽爪爪土壤酸堿性對肥力和植物生長的影響第43頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四4.鹽堿土的指示植物鹽吸（Suaedaussuriensis）分布在華北和東北的鹽土、堿土和鹽堿土上。三棱草（Scirpusmaritimus），生長在排水不良的鹽土、堿土和鹽堿土上。三春柳（Tamarixjuniperina）,分布在渤海邊和內(nèi)蒙黃河沿岸的鹽土區(qū)。三棱草（三春柳土壤酸堿性對肥力和植物生長的影響第44頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四植物適宜的pH范圍適應(yīng)偏堿性pH7-8適應(yīng)中到微堿性pH6.5-7.5適應(yīng)中到微酸性的pH6-7適應(yīng)偏酸性的pH5.5-6.5適應(yīng)酸性的pH5-6紫苜蓿蘋果蠶豆水稻小麥金花菜黃花苜蓿碗豆油菜大麥甜菜大麥甜菜花生燕麥豆類小麥甘蔗紫云英甜菜花菜玉米玉米柑桔葡萄大麥甘藍(lán)水稻芝麻菠菜萵苣棉花蘋果黑麥桔子蘆筍碗豆小米梨土壤酸堿性對肥力和植物生長的影響第45頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四磚紅壤上的油棕林磚紅壤上的橡膠林

赤紅壤上的荔枝園紅壤上次生馬尾松林土壤酸堿性對肥力和植物生長的影響第46頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四紅壤上的柑橘園紅壤旱地上油茶-大豆間作紅壤丘陵上種植的煙草和柑橘黃壤上的杉木林土壤酸堿性對肥力和植物生長的影響第47頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四我國土壤酸堿性概況

與土壤酸堿性調(diào)節(jié)第48頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四一、我國土壤酸堿性概況我國土壤的酸堿性反應(yīng)，大多數(shù)在pH4.5-8.5之間。在地理分布上有“東南酸西北堿”的規(guī)律性。大致可以長江為界（北緯33），長江以南的土壤為酸性或強(qiáng)酸性，長江以北的土壤多為中性或堿性。我國土壤的酸堿性南北差異很大。南酸北堿，一般在4.5-8.5之間。吉林、內(nèi)蒙古、華北的堿土的pH值有的高達(dá)10.5；臺灣省新八仙山和廣東省鼎湖山、五指山的黃壤的pH值有低至3.6～3.8，以上是已知的我國土壤的最高和最低PH范圍。我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第49頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四中國土壤酸堿度分布圖我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第50頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四二、影響土壤酸堿性的因素南方多雨，鹽基淋失強(qiáng)烈，土壤鹽基飽和度低，土壤多呈酸性。西北雨量較少，鹽基淋失較弱，鹽基飽和度較高，土壤多呈堿性。1.氣候的影響我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第51頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四

石灰?guī)r、基性巖、超基性巖的鹽基含量較高。當(dāng)土壤的淋溶程度較弱時(shí)，土壤pH會比附近其它母質(zhì)上發(fā)育的土壤高。濱海鹽土含有豐富的易溶鹽類及碳酸鈣，加之地下水礦化度較高。因此，發(fā)育的土壤的pH一般較高，土壤常呈堿性。2.母質(zhì)的影響我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第52頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四不同植被凋落物的分解產(chǎn)物對土壤酸堿性產(chǎn)生不同影響：

針葉林凋落物分解后形成的有機(jī)酸較多，鹽基較少，故其下的土壤一般呈酸性。濱海紅樹林殘?bào)w分解后形成大量SO42-，使土壤呈強(qiáng)酸性。一些耐鹽、耐堿的植物會選擇性地富集鹽基離子，其殘?bào)w分解后會促進(jìn)土壤堿性的發(fā)展。3.自然植被我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第53頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四4.地形

不同地形部位的鹽基淋失和富集狀況不同，土壤pH也有差異：地形高處的土壤的鹽基淋失較強(qiáng)烈，pH可能較低；低洼處的土壤多接受鹽基的淀積，所以pH可能較高；內(nèi)陸一些閉流區(qū)域或集水洼地，由于大量富集徑流水帶來的Ca，Mg，K，Na的重碳酸鹽類，pH可能較高。我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第54頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四5.人類耕作活動施肥和灌溉會改變土壤酸度：酸性肥料降低土壤pH（如KCl）；施用石灰提高土壤pH；污染水的灌溉；大氣污染；淹水耕作等。我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第55頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四6.鹽基飽和度一定范圍內(nèi)，鹽基飽和度越大，pH值越高。7.氧化還原條件如在酸性土壤中，淹水后氧化還原電位降低，F(xiàn)e、Mn等氧化物轉(zhuǎn)換為還原態(tài)而呈堿性。我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第56頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四三、土壤酸堿性調(diào)節(jié)土壤反應(yīng)過酸或者過堿，都可以采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右哉{(diào)節(jié)，以適應(yīng)植物生長的需要。土壤酸性的調(diào)節(jié)土壤堿性的調(diào)節(jié)我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第57頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四土壤酸度過強(qiáng)（pH過低），不利于作物生長，因此需要提高土壤pH。一般采用施石灰的辦法。使用的石灰材料是生石灰（CaO）和熟石灰（Ca(OH)2）。CaO+H2OCa(OH)2

1.土壤酸性的調(diào)節(jié)我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第58頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四土壤膠體H+H++Ca(OH)2土壤膠體Ca2++2H2O土壤膠體Al3++Ca(OH)2土壤膠體Ca2+Al3+Ca2+Ca2++2Al（OH）3原理我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第59頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四1、降低酸度，提高鹽基飽和度；2、促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成；3、提高磷酸鹽、鉬酸鹽等的有效性；4、提高微生物的活性；5、抑制鐵、鋁、錳的毒性；施用石灰的益處我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第60頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四土壤板結(jié)，結(jié)構(gòu)變劣；部分微量元素有效性降低；磷的有效性也下降。因此，施用石灰要適量。過度施用石灰的負(fù)面影響影響石灰施用量的因素有：土壤潛性酸和pH；鹽基飽和度；質(zhì)地；有機(jī)質(zhì)含量；石灰的種類和施用方法；作物的要求等。我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第61頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四石灰需要量=土壤體積×容重×CEC×（1-鹽基飽和度）單位：千克/公頃石灰需要量的估算應(yīng)用例子：某紅壤的pH為5.0,耕層土壤重為2250000kg·hm-2,土壤含水量為20%,CEC為10cmol·kg-1,鹽基飽和度為60%,試計(jì)算達(dá)到pH=7時(shí),中和活性酸和潛性酸的石灰需要量(理論值).如何計(jì)算？我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第62頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四中和活性酸:

pH=5時(shí),每升土壤溶液所含H+為10-5mol,每公頃土壤水份所含的H+為:2250000×20%×10-5=4.5mol·hm-2

pH=7時(shí),每升土壤溶液所含H+為10-7mol,每公頃土壤水份所含的H+為:2250000×20%×10-7=0.045mol·hm-2

需要中和的H+的量為:4.5-0.045=4.455mol所需CaO為:4.455×56/2=124.74g中和潛性酸:每公頃土壤所含的潛性酸量為:2250000×10/100×（1-60%）=90000molH+需要CaO量:90000×56/2=2520kg·hm-2從上述計(jì)算可知，中和活性酸所需的石灰量極少，而中和潛性酸所需的石灰很多。計(jì)算出的理論值，實(shí)際用量一般低于理論需要量。我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第63頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2.土壤堿性的調(diào)節(jié)用石膏來改良。原理如下：土壤膠體Na+Na++CaSO4土壤膠體Ca2++Na2SO4Na2CO3+CaSO4

Na2SO4+CaCO3施用石膏是通過離子代換作用把土壤中有害的鈉離子代換出來，結(jié)合灌水使之淋洗。在重度堿化的土壤上，除施用石膏外，還可施用其它的化學(xué)物質(zhì)如：硫磺（經(jīng)土壤中硫細(xì)菌的作用氧化生成硫酸）和明礬（硫酸鋁鉀）、磷石膏、亞硫酸鈣、硫酸亞鐵、工業(yè)廢料等，都能降低土壤堿性。我國土壤酸堿性概況與酸堿性調(diào)節(jié)第64頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四狹義：

土壤抵抗酸堿物質(zhì)，減緩pH變化的能力。廣義：

土壤是一個(gè)巨大的緩沖體系，包括對氧化還原、污染物質(zhì)、養(yǎng)分等。指抗衡外界環(huán)境變化的能力。土壤緩沖能力的大小一般用緩沖量來表示，即：使土壤溶液改變一個(gè)單位pH值時(shí)所需要的酸或堿的厘摩爾數(shù)(cmol)。

一、土壤緩沖性定義土壤緩沖性第65頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四二、土壤具有緩沖性的原因

1.土壤膠體的陽離子交換作用

是土壤產(chǎn)生緩沖性的主要原因土壤膠體吸附有H+、K+、Ca2+、Mg2+、Al3+等多種陽離子。由于這些陽離子有交換性能，故膠體上吸附的鹽基離子能對加進(jìn)土壤的H+（酸性物質(zhì)）起緩沖作用，而膠體上吸附的致酸離子能對加進(jìn)土壤的OH-（堿性物質(zhì)）起緩沖作用。土壤緩沖性第66頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2.土壤溶液中的弱酸及其鹽類組成的緩沖系統(tǒng)

土壤中的碳酸、硅酸、胡敏酸等離解度很小的弱酸及其鹽類，構(gòu)成緩沖系統(tǒng)，也可緩沖酸和堿的變化。

如醋酸和醋酸鈉鹽的緩沖：

CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2OCH3COONa+HClCH3COOH+NaCl土壤緩沖性第67頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四3.土壤中兩性物質(zhì)的存在

土壤中存有兩性有機(jī)物和無機(jī)物，如蛋白質(zhì)、氨基酸、胡敏酸、無機(jī)磷酸等。如氨基酸，它的氨基可以中和酸，羧基可以中和堿，因此對酸堿都具有緩沖能力。R-CH-COOHNH2+HClR-CH-COOHNH3Cl(氨基酸氯化銨鹽）R-CH-COOH+NaOHR-CH-COONaNH2NH2(氨基酸鈉）土壤緩沖性第68頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四4.在酸性土壤中，鋁離子也能對堿起緩沖作用2Al(H2O)63++2OH-[Al2(OH)2(H2O)8]4++4H2O

在極強(qiáng)酸性土壤中（pH<4），鋁以正三價(jià)離子狀態(tài)存在，每個(gè)Al3+周圍有6個(gè)水分子圍繞，當(dāng)加入堿類時(shí)，6個(gè)水分子中即有一二個(gè)解離出H+來中和OH-。這時(shí)帶有OH-的鋁離子很不穩(wěn)定，與另一個(gè)相同的鋁離子結(jié)合，在結(jié)合中，兩個(gè)OH-被兩個(gè)鋁離子所共用，并且代替了兩個(gè)水分子的地位，結(jié)果這兩個(gè)鋁離子失去兩個(gè)正電荷。土壤緩沖性第69頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四（2）不同的鹽基飽和度表現(xiàn)出對酸堿的緩沖能力是不同的。如果兩種土壤陽離子交換量相同，則鹽基飽和度大的，對酸的緩沖能力愈高還是愈低？而對堿的緩沖能力愈高還是愈低？思考為什么？？（1）土壤緩沖能力的大小和它的陽離子交換量有關(guān)。粘質(zhì)土及有機(jī)質(zhì)含量高的土壤、砂土及有機(jī)質(zhì)含量少的土壤的緩沖性哪個(gè)大？土壤緩沖性第70頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四三、土壤緩沖作用的重要性緩沖性和適宜的植物生活環(huán)境使土壤pH值在自然條件下不致于因外界條件改變而劇烈變化，有利于營養(yǎng)無素平衡供應(yīng)，維持一個(gè)適宜的植物生活環(huán)境。緩沖性和酸堿度改良土壤的緩沖性能愈大，改變酸性土（或堿性土）pH所需要的石灰（或硫磺等）數(shù)量越多。土壤緩沖性第71頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四一.土壤中的氧化還原體系1、主要的體系：Mn2+Mn4+錳Fe3+Fe2+鐵O-2O0氧S-2S+6硫N-3N+4N+6氮H0H+氫C-4C+4（有機(jī)）碳第七節(jié)土壤氧化還原反應(yīng)第72頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2、主要的氧化劑和還原劑：

主要的氧化劑是土壤空氣中的氧氣當(dāng)土壤中的氧被消耗完后，依次NO-3、Mn4+、Fe3+、SO42-作為電子受體被還原，這種依次被還原的現(xiàn)象叫順序還原作用.

主要的還原劑是有機(jī)質(zhì)，特別是新鮮的、未分解的有機(jī)質(zhì)第73頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四3、特點(diǎn)：

1>.有機(jī)、無機(jī)體系并存?？赡?、半可逆、不可逆

2>.其本質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)，但由生物參與NH4+NO3-硝化細(xì)菌Fe2+Fe3+鐵細(xì)菌

3>.土壤是一個(gè)不均勻的多種體系的共存體。

4>.土壤中氧化還原平衡經(jīng)常變動，不同時(shí)間、空間、不同耕作管理都會改變的第74頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四二.土壤氧化還原指標(biāo)一、氧化還原電位：

（1）定義：（2）表達(dá)式：Eh=E0+(RT/nF)log(氧化態(tài)/還原態(tài)）

(3）Eh的意義：表示土壤的通氣狀況

Eh>750mv通氣狀況良好Eh=200-750mv通氣狀況一般Eh<200mv通氣狀況差第75頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2.電子活度的負(fù)對數(shù)（Pe）(1)表示電子濃度的負(fù)對數(shù)(2)K=(還原態(tài))/(氧化態(tài))(e-)nPe=1/nlogK+(1/n)log(氧化態(tài))/(還原態(tài))(3)與En的關(guān)系：Pe=Eh/0.059(4)a:Pe與PH相對應(yīng)，反映概念清楚b:在氧化體系中Pe為正值，Pe值越高，則氧化性越強(qiáng)在還原體系中Pe為負(fù)值，Pe負(fù)值越高，還原性越強(qiáng)第76頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四三.影響土壤氧化還原狀況的因素1、通氣狀況2、微生物活動3、易分解有機(jī)質(zhì)的含量4、植物根系的代謝作用5、土壤的PH值：關(guān)系復(fù)雜，理論上△En/△PH=-59mv（即pH每升高一個(gè)單位，En要下降59mv）第77頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四

第三節(jié)土壤緩沖性

一、定義：

土壤具有緩沖外界環(huán)境變化的能力，是表征土壤質(zhì)量及土壤肥力的指標(biāo)，主要是對營養(yǎng)元素、污染物質(zhì)、酸堿變化、氧化還原變化的緩沖能力。第78頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四二.土壤對酸堿的緩沖性能：對酸堿緩沖的原理：

（1）弱酸及其鹽的存在：

H2CO3、H2SiO3、H3PO4腐殖酸及多種有機(jī)酸與它們的鹽的共存。

(2）土壤膠體具有陽離子的吸附交換作用：

膠體吸附陽離子后具有了酸膠基的作用

第79頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2.土壤中主要的緩沖體系：（1）碳酸鹽體系:

主要是在石灰性土壤上起緩沖作用

CaCO3+H2O+CO2=Ca2++2HCO3其緩沖范圍在6.7~8.5（2）硅酸鹽體系：Mg2SiO4+4H+Mg+H4SiO4

(3)交換性陽離子體系：

-鹽基離子——對酸起緩沖

-致酸離子——對堿起作用第80頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四（4）鋁（離子）體系：酸性土壤中pH<4.0Al3+

對堿的緩沖一旦pH>5.0則失去緩沖堿的能力（5）有機(jī)酸體系：其上的各種官能團(tuán)對酸堿具有緩沖作用第81頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四

3．緩沖容量：指單位土壤改變一個(gè)單位PH值所需要的酸或堿的量。4.影響土壤對酸堿緩沖的因素：（1）無機(jī)膠體的類型。

（2）土壤類型。

（3）土壤有機(jī)質(zhì)含量。

三.土壤對氧化還原的緩沖性第82頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四

第四節(jié)土壤酸堿性和氧化還原性與生物環(huán)境一.生物對土壤酸堿性、氧化還原性的適應(yīng)

1.對土壤酸堿性的適應(yīng)：不同植物對土壤酸堿性的要求不同——這是自然選擇的結(jié)果，大多數(shù)植物適于生長在中性至微堿性土壤上，但有些植物：

茶、映山紅——酸性指示植物，鹽嵩、堿蓬——堿性指示植物第83頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2.對氧化還原性的要求：旱作植物要求Eh在400—700mv（特別注意根際范圍的Eh）水田植物要求Eh在200—300mv

3．微生物活動與pH值和Eh的關(guān)系：細(xì)菌、放線菌在中性和微堿性環(huán)境中，真菌在強(qiáng)酸性土壤中占優(yōu)勢，Eh越高微生物活動越強(qiáng)。（特別是好氣性微生物）第84頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四二.養(yǎng)分的生物有效性與土壤酸堿、氧還的關(guān)系1.酸堿對養(yǎng)分有效性的影響：影響?zhàn)B分的釋放、固定和遷移。

1>各種養(yǎng)分有效度較高的PH范圍在6.5~7.5

2>N.S.K有效度較高的PH范圍在>5.5P有效度較高的PH范圍在6.0~7.0Ca.Mg有效度較高的PH范圍在6.5~8.5

3>FeMnCuZn有效度較高的PH范圍在<7Mo有效度較高的PH范圍在>6B有效度較高的PH范圍在5.5~6.0和＞８.5第85頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四第86頁，共92頁，2023年，2月20日，星期四2.氧化還原狀況對養(yǎng)分有