土壤酸堿性最新課件

1、土壤酸堿性最新課件第九章第九章 土壤酸堿性和氧化還原反應(yīng)土壤酸堿性和氧化還原反應(yīng) 第一節(jié)土壤酸、堿性的形成第一節(jié)土壤酸、堿性的形成 一、土壤酸性一、土壤酸性 （一）土壤酸化過程（一）土壤酸化過程 土壤膠體上吸附的鹽基離子被活性土壤膠體上吸附的鹽基離子被活性H交換進(jìn)交換進(jìn)入土壤溶液后被淋失，入土壤溶液后被淋失，膠體上的交換性膠體上的交換性H不斷增不斷增加，并出現(xiàn)交換性鋁，形成酸性土壤。加，并出現(xiàn)交換性鋁，形成酸性土壤。 1、土壤中、土壤中H+的來源的來源 (1)水的解離水的解離 (2)碳酸解離碳酸解離土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 (3)有機(jī)酸的解離有機(jī)酸的解離 (4)酸雨：我國(guó)每年排放酸雨：我

2、國(guó)每年排放SO2約約1.71067噸噸 (5)其它無機(jī)酸其它無機(jī)酸 2、土壤中鋁的活化、土壤中鋁的活化 土壤交換性土壤交換性H+的飽和度達(dá)到一定限度，就會(huì)破的飽和度達(dá)到一定限度，就會(huì)破 壞硅酸鹽粘粒晶體結(jié)構(gòu)，其水鋁片中壞硅酸鹽粘粒晶體結(jié)構(gòu)，其水鋁片中Al轉(zhuǎn)化為活性轉(zhuǎn)化為活性Al3+，取代交換性，取代交換性H而成為交換性而成為交換性Al3+。因此，礦質(zhì)。因此，礦質(zhì)酸性土以交換性酸性土以交換性Al3+占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。（二）土壤酸的類型（二）土壤酸的類型1、土壤活性酸、土壤活性酸 擴(kuò)散于土壤溶液中的氫離子所反映出來的酸度。擴(kuò)散于土壤溶液中的氫離子所反映出來的酸度。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課

3、件 土壤土壤pH 8.5 極強(qiáng)酸性極強(qiáng)酸性 強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性 微酸性微酸性 中性中性 堿性堿性 強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性 用水浸提，得到的用水浸提，得到的pH值反應(yīng)土壤活性酸的強(qiáng)弱。用值反應(yīng)土壤活性酸的強(qiáng)弱。用KCl浸提，得到的浸提，得到的pH值除反映土壤溶液中的氫離子外，還值除反映土壤溶液中的氫離子外，還反映由反映由K+交換出的氫離子和鋁離子顯出的酸性。交換出的氫離子和鋁離子顯出的酸性。 pH水水 大于大于pH鹽鹽 pH水水與與pH鹽鹽差值可反映土壤鹽基飽和度，鹽基飽和度差值可反映土壤鹽基飽和度，鹽基飽和度高的土壤，高的土壤，pH水水與與pH鹽鹽的差值小；鹽基飽和度低的土壤，的差值??；鹽基飽和度低的土壤，p

4、H水水和和pH鹽鹽的差值就大。的差值就大。 測(cè)定土壤測(cè)定土壤pH值時(shí)的水土比，按國(guó)際土壤學(xué)會(huì)推薦用值時(shí)的水土比，按國(guó)際土壤學(xué)會(huì)推薦用2.5:1，水土比大時(shí)，測(cè)出的，水土比大時(shí)，測(cè)出的pH值稍偏大。值稍偏大。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤土壤pH值和酸堿性分級(jí)值和酸堿性分級(jí)土壤酸堿性最新課件 2、土壤潛性酸、土壤潛性酸 潛性酸潛性酸土壤膠體吸附的土壤膠體吸附的H+、Al3+離子，在被離子，在被其它陽離子交換進(jìn)入溶液后，才顯示酸性。其它陽離子交換進(jìn)入溶液后，才顯示酸性。 土壤活性酸與潛性酸處于動(dòng)態(tài)平衡：土壤活性酸與潛性酸處于動(dòng)態(tài)平衡： 潛性酸潛性酸 活性酸活性酸 (1)強(qiáng)酸性土強(qiáng)酸性土 交換性交換性Al3+與溶

5、液與溶液Al3+平衡平衡,溶液中溶液中Al3+水解顯水解顯示酸性：示酸性：Al3+3H2O Al(OH)3+3H+ 強(qiáng)酸性土中，強(qiáng)酸性土中，Al3+大大多于交換性大大多于交換性H+,是活性是活性酸（溶液酸（溶液H+離子）的主要來源。離子）的主要來源。 如：如：pH4.8的紅壤，交換性的紅壤，交換性Al3+占總酸度的占總酸度的95%以上以上解解 吸吸吸附吸附土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 (2 2)酸性和弱酸性土酸性和弱酸性土 鹽基飽和度高，交換性鋁以鹽基飽和度高，交換性鋁以Al(OH)2 +、Al(OH)2+等形態(tài)存在。其代入溶液后同樣水解產(chǎn)等形態(tài)存在。其代入溶液后同樣水解產(chǎn)生生H+離子：離子

6、：Al(OH)2+2H2O Al(OH)3+2H+ 土壤交換性土壤交換性H+的離解也是溶液的的離解也是溶液的H+來源來源。 可見土壤酸性起源：可見土壤酸性起源： 先有活性酸，再轉(zhuǎn)化為潛性酸；先有活性酸，再轉(zhuǎn)化為潛性酸； 酸性強(qiáng)弱決定于潛性酸，主要是交換性酸性強(qiáng)弱決定于潛性酸，主要是交換性Al3+； 活性酸是潛性酸的表現(xiàn)?；钚运崾菨撔运岬谋憩F(xiàn)。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 強(qiáng)酸性土強(qiáng)酸性土以交換以交換性性Al3+和以共價(jià)鍵緊縛和以共價(jià)鍵緊縛的的H+及及Al3+占優(yōu)勢(shì)占優(yōu)勢(shì) 酸性土酸性土致酸離子致酸離子以羥基鋁離子為主。以羥基鋁離子為主。 中性、堿性土中性、堿性土交交換性陽離子則以鹽基離換性陽

7、離子則以鹽基離子為主。子為主。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件二、土壤堿性的形成二、土壤堿性的形成 1、土壤堿性的形成機(jī)理、土壤堿性的形成機(jī)理 土壤中堿性物質(zhì)主要是土壤中堿性物質(zhì)主要是Ca、Mg、Na、K的碳酸的碳酸鹽及重碳酸鹽，以及土壤的交換性鹽及重碳酸鹽，以及土壤的交換性Na+。堿性物質(zhì)的水解反應(yīng)是堿性形成的主要機(jī)理。堿性物質(zhì)的水解反應(yīng)是堿性形成的主要機(jī)理。(1)碳酸鈣水解碳酸鈣水解 CaCO3+H2O+CO2 Ca2+HCO3 - +OH-(2)(2)碳酸鈉水解碳酸鈉水解 Na2CO3+2H2O 2Na+H2CO3 - +2OH- 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 碳酸鈉的來源：碳酸鈉的來

8、源：土壤礦物質(zhì)中鈉的碳酸化。風(fēng)土壤礦物質(zhì)中鈉的碳酸化。風(fēng)化產(chǎn)物硅酸鈉與碳酸作用化產(chǎn)物硅酸鈉與碳酸作用(析出析出SiO2): CaCO3+NaCl CaCl2+Na2CO3(3)交換性鈉的水解交換性鈉的水解 當(dāng)土壤膠體的交換性當(dāng)土壤膠體的交換性Na+積累到一定數(shù)量，土積累到一定數(shù)量，土壤溶液鹽濃度較低時(shí)，壤溶液鹽濃度較低時(shí)，Na+離解進(jìn)入溶液，水解產(chǎn)離解進(jìn)入溶液，水解產(chǎn)生生NaOH，并進(jìn)一步形成碳酸鹽，并進(jìn)一步形成碳酸鹽Na2CO3、NaHCO3。 2、影響土壤堿化的因素、影響土壤堿化的因素 (1)氣候因素氣候因素(干濕度干濕度) 堿性土分布在干旱、半干旱地區(qū)。在干旱、半堿性土分布在干旱、半干旱

9、地區(qū)。在干旱、半干旱條件下，蒸發(fā)量大于降雨量，土壤中的鹽基物干旱條件下，蒸發(fā)量大于降雨量，土壤中的鹽基物質(zhì)，隨著蒸發(fā)而表聚，使土壤堿化。質(zhì)，隨著蒸發(fā)而表聚，使土壤堿化。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件(2)生物因素生物因素 Na、K 、Ca、Mg等鹽基生物積累。一些植物等鹽基生物積累。一些植物適應(yīng)在干旱條件下生長(zhǎng)，有富集堿性物質(zhì)的作用。適應(yīng)在干旱條件下生長(zhǎng)，有富集堿性物質(zhì)的作用。 如如:海蓬子含海蓬子含Na2CO3 3.75%，堿蒿含，堿蒿含2.76%，鹽蒿含鹽蒿含2.14%，蘆葦含，蘆葦含0.49%。 (3)母質(zhì)母質(zhì) 堿性物質(zhì)的基本來源。基性巖、超基性巖富含堿性物質(zhì)的基本來源。基性巖、超基性巖

10、富含堿性物質(zhì)，含鹽基物質(zhì)多，形成的土壤為堿性。堿性物質(zhì)，含鹽基物質(zhì)多，形成的土壤為堿性。 (4)施肥和灌溉施肥和灌溉 施用堿性肥料或用堿性水灌溉會(huì)使土壤堿化。施用堿性肥料或用堿性水灌溉會(huì)使土壤堿化。 如都江堰水質(zhì)偏堿，長(zhǎng)期用都江堰水灌溉的水稻如都江堰水質(zhì)偏堿，長(zhǎng)期用都江堰水灌溉的水稻田土壤田土壤pH有所提高。有所提高。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件第二節(jié)第二節(jié) 土壤堿度的指標(biāo)土壤堿度的指標(biāo) 一、土壤酸度的強(qiáng)度指標(biāo)一、土壤酸度的強(qiáng)度指標(biāo) 1、土壤、土壤pH pH=-lg(H+)（土壤平衡溶液）（土壤平衡溶液） 中性溶液：中性溶液： (H+)=(OH-)=10-7mol/L， pH=pOH=7 土

11、壤土壤pH表示法：表示法：pH(H2O)水浸提；水浸提； pH(KCl)中性鹽中性鹽1mol/L KCl溶液浸提。溶液浸提。 一般土壤一般土壤pH(H2O)pH(KCl)。 地理分布。我國(guó)土壤大部分地理分布。我國(guó)土壤大部分pH在在4.58.5之間。之間。 “南酸北堿，沿海偏酸，內(nèi)陸偏堿南酸北堿，沿海偏酸，內(nèi)陸偏堿”的地帶性特點(diǎn)。的地帶性特點(diǎn)。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件2、石灰位、石灰位 土壤酸度主要決定于膠體吸附的致酸離子土壤酸度主要決定于膠體吸附的致酸離子H+、Al3+，其次決定于致酸離子與交換性鹽基離子，其次決定于致酸離子與交換性鹽基離子(以以Ca2+為主為主)的相互比例，即鹽基飽和度

12、。的相互比例，即鹽基飽和度。 在交換性陽離子以在交換性陽離子以Ca2+為主的土壤溶液中，為主的土壤溶液中， 為一定值，取負(fù)對(duì)數(shù)為為一定值，取負(fù)對(duì)數(shù)為pH-1/2pCa，定，定義為石灰位，將義為石灰位，將H+與與Ca2+數(shù)量聯(lián)系起來，既是酸數(shù)量聯(lián)系起來，既是酸度指標(biāo)，又是鈣的有效度指標(biāo)。度指標(biāo)，又是鈣的有效度指標(biāo)。 pH-1/2pCa是是Ca(OH)2(石灰石灰)的化學(xué)位的簡(jiǎn)單的化學(xué)位的簡(jiǎn)單函數(shù)，稱鈣的養(yǎng)分位，比函數(shù)，稱鈣的養(yǎng)分位，比pH更全面和更明顯地反更全面和更明顯地反映土壤酸度。映土壤酸度。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件土壤土壤類型類型pHpH 0.5pCa水稻土水稻土母質(zhì)母質(zhì)相差相差水

13、稻土水稻土母質(zhì)母質(zhì)相差相差磚紅壤磚紅壤紅紅 壤壤黃棕壤黃棕壤5.236.566.865.125.155.710.111.411.123.404.935.322.293.023.911.111.911.41二、土壤酸度的數(shù)量指標(biāo)二、土壤酸度的數(shù)量指標(biāo)1、交換酸、交換酸 土壤膠體吸附的氫離子或鋁離子通過交換進(jìn)土壤膠體吸附的氫離子或鋁離子通過交換進(jìn)入溶液后所反映出的酸度。入溶液后所反映出的酸度。 Al3+3H2O Al(OH)3+3H+土壤學(xué)土壤學(xué)水稻土及其母質(zhì)的水稻土及其母質(zhì)的pH與與pH-0.5pCa的比較的比較土壤酸堿性最新課件 用用1mol/L的的KCl(pH5.56.0)處理土壤，處理土壤

14、，K+交換出氫離子或鋁離子，通過滴定得到的酸度。交換出氫離子或鋁離子，通過滴定得到的酸度。 交換性酸是酸度的容量因素，單位交換性酸是酸度的容量因素，單位Cmol/kg。2、水解酸、水解酸 具有羥基化表面的土壤膠體，通過解離氫離具有羥基化表面的土壤膠體，通過解離氫離子后所產(chǎn)生的酸度。子后所產(chǎn)生的酸度。 CH3COONa+H2O CH3COOH+NaOH 水解酸的測(cè)定是用水解酸的測(cè)定是用1mol/L的的CH3COONa(pH 8.3)處理土壤。處理土壤。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 交換酸和水解酸的實(shí)質(zhì)是不同的，水解酸的交換酸和水解酸的實(shí)質(zhì)是不同的，水解酸的實(shí)際測(cè)定，因用實(shí)際測(cè)定，因用pH 8

15、.3的的CH3COONa，既測(cè)定出，既測(cè)定出羥基化表面解離的羥基化表面解離的H+，也測(cè)出了因，也測(cè)出了因Na+交換出的交換出的氫離子和鋁離子產(chǎn)生的交換酸度，還包括了土壤氫離子和鋁離子產(chǎn)生的交換酸度，還包括了土壤溶液中的活性酸，因此測(cè)定結(jié)果是土壤總酸度。溶液中的活性酸，因此測(cè)定結(jié)果是土壤總酸度。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件三、土壤堿性指標(biāo)三、土壤堿性指標(biāo) 1、總堿度、總堿度 土壤溶液中土壤溶液中CO32-和和HCO3-的總量，的總量，Cmol(+)/L。 土壤堿性是由土壤堿性是由CO32-和和HCO3-的水溶性強(qiáng)堿的水溶性強(qiáng)堿(Na、K、Ca、Mg)鹽的水解產(chǎn)生的：鹽的水解產(chǎn)生的：CO32-+

16、H2O HCO3-+OH-HCO3- +H2O H2CO3 +OH- CaCO3、 MgCO3溶解度很小，產(chǎn)生的堿度有溶解度很小，產(chǎn)生的堿度有限。在正常限。在正常pCO2下，石灰性土壤下，石灰性土壤pH一般不超過一般不超過8.5。Na2CO3 、NaHCO3及及Ca(HCO3)2為水溶性鹽類為水溶性鹽類,在在土壤溶液中產(chǎn)生的堿度高，導(dǎo)致很高的土壤溶液中產(chǎn)生的堿度高，導(dǎo)致很高的pH。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件2、堿化度、堿化度鈉堿化度或鈉化率鈉堿化度或鈉化率 土壤交換性鈉占土壤交換性鈉占CEC的百分率的百分率 (Exchangeable Sodium PercentageESP) ESP

17、5%10% 10%15% 15% 輕度堿化土輕度堿化土 中度堿化土中度堿化土 強(qiáng)堿化土強(qiáng)堿化土 鹽土鹽土土壤表層可溶性鹽土壤表層可溶性鹽(以以NaCl、Na2SO4等等中性鹽為主中性鹽為主)超過一定含量超過一定含量(620g/kg)。 鹽化作用鹽化作用鹽分表聚。鹽分表聚。 堿土堿土土壤堿化度達(dá)到一定程度，而可溶性鹽土壤堿化度達(dá)到一定程度，而可溶性鹽含量較低，總堿度高，呈強(qiáng)堿性反應(yīng)，并形成土粒含量較低，總堿度高，呈強(qiáng)堿性反應(yīng)，并形成土粒高度分散、物理性質(zhì)極差的堿化層。高度分散、物理性質(zhì)極差的堿化層。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤堿化度分級(jí)土壤堿化度分級(jí)土壤酸堿性最新課件 我國(guó)堿土定義：堿化層堿化度我國(guó)堿土定義

18、：堿化層堿化度30%， 表層含鹽量表層含鹽量5g/kg，pH9.0 四、影響土壤酸度的因素四、影響土壤酸度的因素 1、氣候、氣候 高溫多雨地區(qū)，風(fēng)化淋溶較強(qiáng)，特別是降高溫多雨地區(qū)，風(fēng)化淋溶較強(qiáng)，特別是降雨量大而蒸發(fā)勢(shì)較弱地區(qū)，礦物巖石風(fēng)化所產(chǎn)雨量大而蒸發(fā)勢(shì)較弱地區(qū)，礦物巖石風(fēng)化所產(chǎn)生的鹽基物質(zhì)大量淋失，使土壤酸化。生的鹽基物質(zhì)大量淋失，使土壤酸化。 我國(guó)大陸以北緯我國(guó)大陸以北緯30為界，形成為界，形成“南酸北堿南酸北堿” 局面，與氣候條件有關(guān)密切相關(guān)。局面，與氣候條件有關(guān)密切相關(guān)。2、生物、生物 植物根系和微生物通過呼吸作用產(chǎn)生植物根系和微生物通過呼吸作用產(chǎn)生CO2，有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化也產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)礦

19、質(zhì)化也產(chǎn)生CO2，CO2溶解于水成碳酸。溶解于水成碳酸。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 土壤中專性微生物如硫化硝化細(xì)菌，將含硫土壤中專性微生物如硫化硝化細(xì)菌，將含硫含氮有機(jī)物轉(zhuǎn)化成硫酸和硝酸，增強(qiáng)了土壤酸度。含氮有機(jī)物轉(zhuǎn)化成硫酸和硝酸，增強(qiáng)了土壤酸度。3、施肥和灌溉、施肥和灌溉 施用酸性肥或生理酸性肥，導(dǎo)致土壤酸化。施用酸性肥或生理酸性肥，導(dǎo)致土壤酸化。4、母質(zhì)、母質(zhì) 母質(zhì)中含酸性物質(zhì)使土壤酸化。母質(zhì)中含酸性物質(zhì)使土壤酸化。5、酸雨、酸雨6、土壤空氣的、土壤空氣的CO2分壓分壓 石灰性土壤石灰性土壤pH隨隨Pco2增大而降低，變化于增大而降低，變化于7.58.5之間之間(田間田間)。 CaCO

20、3-CO2-H2O體系：體系：pH=6.03-2/3lgPco2 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件7、土壤水分含量、土壤水分含量 土壤土壤pH測(cè)定時(shí)的稀釋效應(yīng)，應(yīng)控制土水比測(cè)定時(shí)的稀釋效應(yīng)，應(yīng)控制土水比(一般一般1:2.5)。8、土壤氧化還原條件、土壤氧化還原條件 土壤淹水還原土壤淹水還原pH向中性點(diǎn)趨近，即酸性土向中性點(diǎn)趨近，即酸性土pH升高，堿性土升高，堿性土pH降低。降低。 酸性土還原酸性土還原pH升高，由于升高，由于Fe2O3、MnO2還還原溶解度增大，顯示堿性，有機(jī)質(zhì)加快還原過程。原溶解度增大，顯示堿性，有機(jī)質(zhì)加快還原過程。 堿性土還原堿性土還原pH下降，主要由于在嫌氣條件下降，主要由

21、于在嫌氣條件下有機(jī)酸和下有機(jī)酸和CO2的積累過程及其綜合作用。的積累過程及其綜合作用。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 第三節(jié)第三節(jié) 土壤氧化還原反應(yīng)土壤氧化還原反應(yīng)一、土壤氧化還原體系一、土壤氧化還原體系 土壤中同一物質(zhì)可分為氧化態(tài)土壤中同一物質(zhì)可分為氧化態(tài)(劑劑)和還原態(tài)和還原態(tài)(劑劑)，構(gòu)成相應(yīng)的氧化還原體系，構(gòu)成相應(yīng)的氧化還原體系 。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 1、土壤空氣中土壤空氣中是主要氧化劑是主要氧化劑 在通氣良好的土壤中，氧體系控制氧化還原在通氣良好的土壤中，氧體系控制氧化還原反應(yīng)，使多種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如反應(yīng)，使多種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如NO3-、Fe3+、Mn4+、SO42-等

22、。等。 2、土壤有機(jī)質(zhì)特別是新鮮有機(jī)物是還原劑，在、土壤有機(jī)質(zhì)特別是新鮮有機(jī)物是還原劑，在土壤缺土壤缺條件下，將氧化物轉(zhuǎn)化為還原態(tài)。條件下，將氧化物轉(zhuǎn)化為還原態(tài)。 3、土壤中氧化還原體系可分為無機(jī)體系和有機(jī)、土壤中氧化還原體系可分為無機(jī)體系和有機(jī)體系。體系。 無機(jī)體系的反應(yīng)一般是可逆的，有機(jī)體系和無機(jī)體系的反應(yīng)一般是可逆的，有機(jī)體系和微生物參與條件下的反應(yīng)是半可逆或不可逆的。微生物參與條件下的反應(yīng)是半可逆或不可逆的。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 4、土壤氧化還原反應(yīng)不完全是純化學(xué)反應(yīng)，很、土壤氧化還原反應(yīng)不完全是純化學(xué)反應(yīng)，很大程度上有微生物參與。大程度上有微生物參與。如如:NH4+NO2

23、-NO3-分別在亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌作用下完成。分別在亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌作用下完成。 5、土壤是不均勻的多相體系，不同土壤和同一、土壤是不均勻的多相體系，不同土壤和同一土層不同部位，氧化還原狀況會(huì)有不同差異。土層不同部位，氧化還原狀況會(huì)有不同差異。 6、土壤氧化還原狀況隨栽培管理措施特別是灌、土壤氧化還原狀況隨栽培管理措施特別是灌水、排水而變化。水、排水而變化。 二、土壤氧化還原指標(biāo)二、土壤氧化還原指標(biāo) 、強(qiáng)度指標(biāo)、強(qiáng)度指標(biāo) (1)氧化還原電位氧化還原電位(Eh)：?jiǎn)挝粸榉簡(jiǎn)挝粸榉?V)或毫伏或毫伏(mV)土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件(2)電子活度負(fù)對(duì)數(shù)電子活度負(fù)對(duì)數(shù)pe(3)Eh與與p

24、H 的關(guān)系的關(guān)系 土壤氧化還原反應(yīng)總有土壤氧化還原反應(yīng)總有H+參與，參與，H+活度對(duì)氧活度對(duì)氧化還原平衡有直接影響?；€原平衡有直接影響。 2、氧化還原強(qiáng)度指標(biāo)與數(shù)量因素的關(guān)系、氧化還原強(qiáng)度指標(biāo)與數(shù)量因素的關(guān)系 土壤還原性物質(zhì)包括有機(jī)和無機(jī)還原性物質(zhì)，土壤還原性物質(zhì)包括有機(jī)和無機(jī)還原性物質(zhì)，還原性物質(zhì)總量可測(cè)定，但很難直接與還原性物質(zhì)總量可測(cè)定，但很難直接與Eh聯(lián)系起聯(lián)系起來。當(dāng)然土壤還原性物質(zhì)濃度仍與來。當(dāng)然土壤還原性物質(zhì)濃度仍與Eh有密切的統(tǒng)有密切的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性。計(jì)相關(guān)性。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件三、影響土壤氧化還原的因素三、影響土壤氧化還原的因素 1、土壤通氣性、土壤通氣性 2、微生

25、物活動(dòng)、微生物活動(dòng) 3、易分解有機(jī)質(zhì)的含量、易分解有機(jī)質(zhì)的含量 4、植物根系的代謝作用、植物根系的代謝作用 5、土壤的、土壤的pH土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 第四節(jié)土壤緩沖性第四節(jié)土壤緩沖性一、土壤緩沖性概念一、土壤緩沖性概念 土壤中加入酸性或堿性物質(zhì)后，土壤具有抵土壤中加入酸性或堿性物質(zhì)后，土壤具有抵抗變酸和變堿而保持抗變酸和變堿而保持pH穩(wěn)定的能力，稱土壤緩沖穩(wěn)定的能力，稱土壤緩沖作用，或緩沖性能。作用，或緩沖性能。二、土壤酸堿緩沖性二、土壤酸堿緩沖性 1、土壤酸、堿緩沖原理、土壤酸、堿緩沖原理 (1)土壤中有許多弱酸土壤中有許多弱酸碳酸、硅酸、磷酸、碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等，當(dāng)這些

26、弱酸與其鹽類共存，就成為對(duì)腐殖酸等，當(dāng)這些弱酸與其鹽類共存，就成為對(duì)酸、堿物質(zhì)具有緩沖作用的體系。酸、堿物質(zhì)具有緩沖作用的體系。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件如如 Hac+NaAc體系體系當(dāng)加入當(dāng)加入HCl： NaAc+HCl Hac+NaCl 當(dāng)加入當(dāng)加入NaOH: Hac+NaOH NaAc+H2O(2)土壤膠體交換性陽離子對(duì)酸堿的緩沖作用更大土壤膠體交換性陽離子對(duì)酸堿的緩沖作用更大 膠體膠體交換性交換性H+、Al3+ 弱酸，緩沖堿性物質(zhì)弱酸，緩沖堿性物質(zhì) 膠體膠體交換性鹽基交換性鹽基 弱酸鹽，緩沖酸性物質(zhì)弱酸鹽，緩沖酸性物質(zhì) 根據(jù)弱酸平衡原理，弱酸用堿中和形成鹽，根據(jù)弱酸平衡原理，弱酸用

27、堿中和形成鹽，pH與中和程度之間的關(guān)系如下：與中和程度之間的關(guān)系如下： pHpKa+lg鹽鹽酸酸 pHpKa+lg鹽基鹽基H+、Al3+土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 土壤土壤BS50%時(shí)，對(duì)酸堿的緩沖能力最大。時(shí)，對(duì)酸堿的緩沖能力最大。緩沖能力隨弱酸及鹽的總濃度或土壤緩沖能力隨弱酸及鹽的總濃度或土壤CEC增加而增加而增大。增大。 2、土壤酸堿緩沖體系、土壤酸堿緩沖體系 (1)碳酸鹽體系碳酸鹽體系: 石灰性土壤的緩沖作用主要決定于石灰性土壤的緩沖作用主要決定于 CaCO3-H2O-CO2體系體系 pH6.03-2/3LogPco2 (2)硅酸鹽體系：對(duì)酸性物質(zhì)的緩沖作用。硅酸鹽體系：對(duì)酸性物質(zhì)

28、的緩沖作用。 (3)交換性陽離子體系：對(duì)酸、堿物質(zhì)的緩沖作用交換性陽離子體系：對(duì)酸、堿物質(zhì)的緩沖作用 (4)鋁體系：對(duì)堿性物質(zhì)緩沖作用鋁體系：對(duì)堿性物質(zhì)緩沖作用(pH5.0) (5)有機(jī)酸體系：有機(jī)酸及其鹽對(duì)酸堿物質(zhì)緩沖作用有機(jī)酸體系：有機(jī)酸及其鹽對(duì)酸堿物質(zhì)緩沖作用土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件3、土壤酸堿緩沖容量和滴定曲線、土壤酸堿緩沖容量和滴定曲線 緩沖容量緩沖容量(Buffering Capacity)使單位使單位(質(zhì)量質(zhì)量或容積或容積)土壤改變土壤改變1個(gè)個(gè)pH單位所需的酸或堿量。用單位所需的酸或堿量。用酸堿滴定獲得繪制滴定曲線，稱緩沖曲線。不同酸堿滴定獲得繪制滴定曲線，稱緩沖曲線。不

29、同土壤緩沖容量土壤緩沖容量(曲線曲線)不同，同一土壤緩沖容量不同，同一土壤緩沖容量(曲曲線斜率線斜率)也有變化。也有變化。 腐殖酸有羧基、酚羥基等解離度不同的多個(gè)腐殖酸有羧基、酚羥基等解離度不同的多個(gè)酸基，其滴定曲線類似于多元酸。酸基，其滴定曲線類似于多元酸。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤膠體帶負(fù)電荷，可看作酸膠基或弱酸土壤膠體帶負(fù)電荷，可看作酸膠基或弱酸H+飽和膠體的滴定曲線與強(qiáng)酸相似飽和膠體的滴定曲線與強(qiáng)酸相似Al3+飽和膠體的滴定曲線則與弱酸相似飽和膠體的滴定曲線則與弱酸相似土壤酸堿性最新課件土壤酸堿性最新課件 4、土壤緩沖性的影響因素、土壤緩沖性的影響因素 (1)土壤無機(jī)體的類型土壤無機(jī)體的類型

30、蒙脫石伊利石高齡石水合氧化鐵、鋁蒙脫石伊利石高齡石水合氧化鐵、鋁 (2)土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地 粘土壤土砂土粘土壤土砂土 (3)土壤有機(jī)質(zhì)含量土壤有機(jī)質(zhì)含量 三三、土壤氧化還原緩沖性土壤氧化還原緩沖性 土壤加入少量氧化物質(zhì)或還原物質(zhì)，緩沖土壤加入少量氧化物質(zhì)或還原物質(zhì)，緩沖Eh變化的性能變化的性能 設(shè)設(shè)OxX Ox+Red A Red A-X 當(dāng)當(dāng)Ox略有增加引起略有增加引起Eh增加增加dEhdX，其倒數(shù)，其倒數(shù)dX/dEh 即可作為氧化還原緩沖性指標(biāo)。即可作為氧化還原緩沖性指標(biāo)。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 表示使單位土壤表示使單位土壤Eh提高提高1個(gè)單位所需加入氧個(gè)單位所需加入氧化物質(zhì)量，此值

31、愈大，化物質(zhì)量，此值愈大，緩沖指數(shù)愈大。若緩沖指數(shù)愈大。若A值值一定，一定，A2X即即OxRed1時(shí)，體系緩沖時(shí)，體系緩沖性最強(qiáng)性最強(qiáng) 如右圖，曲線兩端如右圖，曲線兩端Eh變化顯著，曲線中間變化顯著，曲線中間Eh變化接近于零。變化接近于零。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件第五節(jié)第五節(jié) 土壤酸堿性和氧化還原狀態(tài)土壤酸堿性和氧化還原狀態(tài)與生物環(huán)境與生物環(huán)境一、生物對(duì)土壤酸堿性和氧化還原狀態(tài)適應(yīng)性一、生物對(duì)土壤酸堿性和氧化還原狀態(tài)適應(yīng)性 1、植物適宜的酸堿度、植物適宜的酸堿度 大多數(shù)植物適宜大多數(shù)植物適宜pH范圍范圍68，即微酸至微堿性，即微酸至微堿性有的植物能適應(yīng)較寬有的植物能適應(yīng)較寬pH范圍，有

32、的只能在一定的范圍，有的只能在一定的pH范圍生長(zhǎng)，可作為土壤酸堿性的指示植物。范圍生長(zhǎng)，可作為土壤酸堿性的指示植物。 酸性指示植物酸性指示植物馬尾松、油茶、茶、映山紅馬尾松、油茶、茶、映山紅鐵芒箕、石松等。鐵芒箕、石松等。 鈣質(zhì)指示植物鈣質(zhì)指示植物柏樹、蜈蚣草等。柏樹、蜈蚣草等。 鹽堿指示植物鹽堿指示植物鹽蒿、堿蓬等鹽蒿、堿蓬等。土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件土壤酸堿性最新課件 不同植物對(duì)土壤酸堿性的適應(yīng)性是長(zhǎng)期自不同植物對(duì)土壤酸堿性的適應(yīng)性是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，差別在于：然選擇的結(jié)果，差別在于： (1)生理適應(yīng)性，與遺傳性有關(guān)。生理適應(yīng)性，與遺傳性有關(guān)。 (2)營(yíng)養(yǎng)生理病，如酸性土缺鈣引起梨

33、的黑營(yíng)養(yǎng)生理病，如酸性土缺鈣引起梨的黑心病。心病。 (3)營(yíng)養(yǎng)菌害病，如馬鈴薯的瘡痂病為生鏈營(yíng)養(yǎng)菌害病，如馬鈴薯的瘡痂病為生鏈霉菌引起的，對(duì)錳敏感，酸性土壤中有效錳較霉菌引起的，對(duì)錳敏感，酸性土壤中有效錳較多，能抑制這種病菌，故馬鈴薯適宜于酸性土。多，能抑制這種病菌，故馬鈴薯適宜于酸性土。 2、土壤、土壤Eh值范圍和植物生長(zhǎng)值范圍和植物生長(zhǎng) 土壤中發(fā)生的一系列氧化還原反應(yīng)都在水土壤中發(fā)生的一系列氧化還原反應(yīng)都在水的氧化還原穩(wěn)定范圍內(nèi)進(jìn)行的。的氧化還原穩(wěn)定范圍內(nèi)進(jìn)行的。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件體體系pH=0pH=4pH=9EOpeOEOpeOEOpeOO2H2O1.2320.80.991

34、6.80.7011.8H+H2000.2440.539 氧體系（氧體系（O2-H2O）EO為為1atmO2時(shí)的時(shí)的Eh，代，代表氧化極限。表氧化極限。 氫體系（氫體系（H+-H2）的）的EO為為1atmH2時(shí)的時(shí)的Eh，代，代表還原極限。表還原極限。 土壤土壤pH一般在一般在49之間，之間，Eh有相應(yīng)的變化。有相應(yīng)的變化。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤土壤水環(huán)境中水環(huán)境中Eh（V）和）和pe的變化范圍的變化范圍土壤酸堿性最新課件土壤氧化性和還原性一般作如下區(qū)分：土壤氧化性和還原性一般作如下區(qū)分： (1)Eh400mV 氧化性，氧化性，O2占優(yōu)勢(shì)，各種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如占優(yōu)勢(shì)，各種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如NO3-、M

35、nO2、Fe2O3、SO42-等對(duì)旱作有利，對(duì)水等對(duì)旱作有利，對(duì)水稻不太適宜。如果稻不太適宜。如果Eh750mV，有機(jī)質(zhì)好氣分解，有機(jī)質(zhì)好氣分解過旺，過旺，F(xiàn)e、Mn等處于高度氧化態(tài)，有效性低。等處于高度氧化態(tài)，有效性低。 (2)Eh400200mV 弱還原性弱還原性O(shè)2、NO3-、Mn4+發(fā)生還原，水稻生發(fā)生還原，水稻生長(zhǎng)正常，旱作開始受影響。長(zhǎng)正常，旱作開始受影響。 (3)Eh 200100mV 中度還原性，中度還原性，F(xiàn)e3+和和SO42-發(fā)生還原，出現(xiàn)有發(fā)生還原，出現(xiàn)有機(jī)還原物質(zhì)。旱作發(fā)生濕害。機(jī)還原物質(zhì)。旱作發(fā)生濕害。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 (4)Eh在在100mV以下以下

36、 強(qiáng)度還原性，強(qiáng)度還原性，CO2、H+被還原，土壤積累多量被還原，土壤積累多量還原性物質(zhì)，可使水稻受害還原性物質(zhì)，可使水稻受害3、土壤、土壤pH、Eh與土壤微生物活性與土壤微生物活性 土壤細(xì)菌、放線菌適于中性和微堿性環(huán)境，土壤細(xì)菌、放線菌適于中性和微堿性環(huán)境，pH5.5強(qiáng)酸性土中活性下降。真菌適應(yīng)酸性土。強(qiáng)酸性土中活性下降。真菌適應(yīng)酸性土。 土壤微生物呼吸需要土壤微生物呼吸需要O2，Eh值高，微生物活值高，微生物活性強(qiáng)，活動(dòng)消耗性強(qiáng)，活動(dòng)消耗O2，使，使Eh值降低。在土壤通氣性值降低。在土壤通氣性一致條件下，一致條件下，Eh值可反映微生物活性。值可反映微生物活性。二、土壤酸堿性和氧化還原狀況對(duì)

37、養(yǎng)分有效性影響二、土壤酸堿性和氧化還原狀況對(duì)養(yǎng)分有效性影響 1、土壤酸堿性對(duì)養(yǎng)分有效性的影響、土壤酸堿性對(duì)養(yǎng)分有效性的影響 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 土壤養(yǎng)分有效性與土壤養(yǎng)分有效性與pH有密切關(guān)系有密切關(guān)系 。 (1)土壤土壤pH6.5時(shí)，各時(shí)，各種養(yǎng)分的有效性都較高。種養(yǎng)分的有效性都較高。 (2)在微酸至堿性土在微酸至堿性土壤中，氮、硫、鉀的有壤中，氮、硫、鉀的有效性高。效性高。 (3)pH67土壤中，土壤中，磷的有效性最高。磷的有效性最高。 pH5時(shí)，土壤活時(shí)，土壤活性鐵、鋁增加，易形成性鐵、鋁增加，易形成磷酸鐵、鋁沉淀。磷酸鐵、鋁沉淀。 pH7時(shí)，易形成時(shí)，易形成磷酸鈣沉淀。磷酸鈣

38、沉淀。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 (4)pH6.58.5土壤中，有效鈣、鎂含量高，強(qiáng)土壤中，有效鈣、鎂含量高，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿性土中，其含量低。酸和強(qiáng)堿性土中，其含量低。 (5)Fe、Mn、Cu、Zn有效性在酸性土中高在有效性在酸性土中高在pH7土壤中明顯降低，常出現(xiàn)土壤中明顯降低，常出現(xiàn)Fe、Mn供給不足。供給不足。 (6)Mo在酸性土中有效性低，當(dāng)在酸性土中有效性低，當(dāng)pH6時(shí)，其時(shí)，其有效性增加。有效性增加。B在強(qiáng)酸性土和石灰性土中有效性較在強(qiáng)酸性土和石灰性土中有效性較低，在低，在pH67和和pH8.5的堿性土中有效性較高，的堿性土中有效性較高，表現(xiàn)較復(fù)雜的情況。表現(xiàn)較復(fù)雜的情況。2、土

39、壤氧化還原狀況對(duì)養(yǎng)分有效性的影響、土壤氧化還原狀況對(duì)養(yǎng)分有效性的影響 主要影響變價(jià)元素的有效性。主要影響變價(jià)元素的有效性。 Fe3+、Mn4+還原成還原成Fe2+、Mn2+后溶解度和有效后溶解度和有效性增加。性增加。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 此外氮的形態(tài)：此外氮的形態(tài)：Eh480mV時(shí)，以時(shí)，以NO3-N為主，為主，適于旱作吸收適于旱作吸收 。 Eh220mV時(shí)，以時(shí)，以NH4-N為主，適于水稻吸收。為主，適于水稻吸收。 SO42-S2-，形成硫化物。，形成硫化物。 幾種硫化物的溶解度：幾種硫化物的溶解度：MnSFeSZnSCuS 造成土壤造成土壤Zn、Cu的有效性降低。的有效性降低。

40、三、土壤酸堿性和氧化還原狀況與有毒物質(zhì)積三、土壤酸堿性和氧化還原狀況與有毒物質(zhì)積累累 1、強(qiáng)酸性土的鋁錳脅迫與毒害、強(qiáng)酸性土的鋁錳脅迫與毒害 在在pH5.5酸性土中，錳、鋁易被活化。大田作酸性土中，錳、鋁易被活化。大田作物幼苗期對(duì)物幼苗期對(duì)Al3+很敏感，當(dāng)游離很敏感，當(dāng)游離Al3+達(dá)到達(dá)到0.2cmol/kg土?xí)r可使作物受害。土?xí)r可使作物受害。 土壤學(xué)土壤學(xué)土壤酸堿性最新課件 施用石灰使施用石灰使pH升至升至5.56.3，大部分或全部，大部分或全部Al3+被沉淀，鋁害消除。被沉淀，鋁害消除。 交換性交換性Mn2+達(dá)到達(dá)到29Cmol/kg土或植株干物質(zhì)土或植株干物質(zhì)含錳量超過含錳量超過1000mg/kg時(shí)產(chǎn)生錳害。時(shí)產(chǎn)生錳害。 豆類易產(chǎn)生錳害，禾本科抗性較強(qiáng)。施石灰中豆類易產(chǎn)生錳害，禾本科抗性較強(qiáng)。施石灰中和土壤至和土壤至p