土壤酸堿度講稿

1、關(guān)于土壤酸堿度第一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 土壤酸、堿性的形成由于土壤是一個(gè)復(fù)雜的體系，其中存在著各種化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)，因而使土壤表現(xiàn)出不同的酸堿性。土壤酸堿性是指土壤溶液的反應(yīng)，即溶液中H+濃度和OH-濃度比例不同而表現(xiàn)出來(lái)的酸堿性質(zhì)。土壤pH值，就代表土壤溶液的酸堿度。第二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月土壤酸堿性是土壤的一個(gè)重要特性，也是影響土壤肥力和植物生長(zhǎng)的一個(gè)重要因素。一般作物在中性、弱酸性、弱堿性土壤中生長(zhǎng)最適宜。過(guò)酸過(guò)堿都會(huì)影響作物生長(zhǎng)。第三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、土壤酸性的形成1、土壤酸化過(guò)程在多雨的自然條件下，降雨量大大超

2、過(guò)蒸發(fā)量，土壤及其母質(zhì)的淋溶作用非常強(qiáng)烈，土壤溶液中易溶性的鹽基離子隨滲濾水向下移動(dòng)，這時(shí)溶液中的H+和Al3+就取代土壤膠體上的鹽基離子而被吸附，使土壤的鹽基飽和度下降，而H+和Al3+飽和度增加，從而引起了土壤酸化。第四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月土壤酸化過(guò)程的實(shí)質(zhì)：主要是在強(qiáng)烈淋溶條件下，由交換性的H+和Al3+引起的。淋溶作用，是指一種透過(guò)天然下滲雨水，或人工灌溉，將上方土層中的某些礦物鹽類或有機(jī)物質(zhì)溶解，而將之移往較下方土層中的作用。第五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、土壤中H+的來(lái)源及Al3+的活化（1）土壤中H+的來(lái)源在酸化過(guò)程中，土壤溶液中H+的來(lái)源主要

3、有：水的解離：碳酸解離： 有機(jī)酸解離： 酸雨： 其它無(wú)機(jī)酸：施加生理酸性肥料第六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月水的解離：水的解離常數(shù)雖然很小，但由于H+離子被土壤吸附而使其解離平衡受到破壞，所以將有新的H+離子釋放出來(lái)。HOHH+OH-第七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月碳酸解離：土壤中的碳酸主要由CO2溶解于H2O生成，而CO2是植物根系和微生物的呼吸以及有機(jī)物質(zhì)分解時(shí)產(chǎn)生的，所以，土壤活性酸在植物根際要強(qiáng)一些（那里的微生物活動(dòng)也較強(qiáng)）。H2CO3H+HCO3-第八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 有機(jī)酸解離：土壤中各種有機(jī)質(zhì)分解的中間產(chǎn)物有草酸、檸檬酸等多種低分子

4、有機(jī)酸，特別在通氣不良以及在真菌活動(dòng)下，有機(jī)酸可能累積很多。土壤中的胡敏酸和富啡酸分子在不同的pH條件下，可釋放出幾個(gè)H+。有機(jī)酸H+RCOO- 第九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 酸雨：pHpHKCl。 第二十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在土壤膠體表面吸附的鹽基離子中總是以鈣離子為主，因此，提出了表示土壤酸強(qiáng)度的另一指標(biāo)石灰位。 第三十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）石灰位(lime potential)石灰位是指土壤溶液中H+濃度的負(fù)對(duì)數(shù)與Ca2+濃度的負(fù)對(duì)數(shù)的一半的差值，是鈣有效度的指標(biāo)。即石灰位=pH-0.5pCa石灰位越大，表明土壤的pH越高，也

5、就是土壤的堿性越強(qiáng)；反之，石灰位越小，表明土壤的pH越低，也就是土壤的酸性越強(qiáng)。但從目前來(lái)看，石灰位的應(yīng)用不如pH廣泛。第三十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月土壤pH和石灰位只能反映土壤溶液中H+濃度的高低，也就是只能反映土壤中活性酸的強(qiáng)度。土壤中除了活性酸之外，還有潛性酸，也就是土壤膠體上吸附的交換性Al3+和H+，這部分潛性酸的強(qiáng)度是用交換性酸和水解性酸的多少來(lái)衡量的。 第三十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）交換性酸在非石灰性土壤及酸性土壤中，土壤膠體吸附了一部分Al3+及H+。當(dāng)用中性鹽溶液（如1mol KCl或0.06mol BaCl2溶液）浸提土壤時(shí)，非石灰

6、性土壤及酸性土壤膠體表面吸附的Al3+與H+的大部分被浸提劑的陽(yáng)離子交換而進(jìn)入溶液。用標(biāo)準(zhǔn)堿液滴定浸提液中的H+及由Al3+水解產(chǎn)生的H+，根據(jù)消耗的堿量就可換算出交換性Al3+和H+的總量，稱為土壤的交換性酸量。 第三十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月由于用中性鹽溶液浸提土壤時(shí)所發(fā)生的陽(yáng)離子交換反應(yīng)是一種可逆反應(yīng)，所以我們所測(cè)得的交換性酸量只是土壤潛性酸量的一部分，而不是它的全部。若要反映全部的土壤潛性酸的數(shù)量，就需要用到另一個(gè)指標(biāo)，也就是水解性酸量。第三十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）水解性酸當(dāng)用弱酸強(qiáng)堿鹽（常用的

7、為pH8.2的1mol NaOAc溶液）浸提土壤時(shí)，由于弱酸強(qiáng)堿鹽的水解作用，土壤膠體上吸附的交換性Al3+和H+基本上都能被交換到土壤溶液中，當(dāng)用NaOH標(biāo)準(zhǔn)堿液滴定時(shí)，根據(jù)所消耗的NaOH的數(shù)量，就可以換算出交換性Al3+和H+的總量，稱為土壤的水解性酸量。即： 第三十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月由于上述陽(yáng)離子交換反應(yīng)的產(chǎn)物是H2O（不易解離）和Al(OH)3（在中性、堿性條件下沉淀）， 而CH3COOH的解離度極小而呈分子態(tài)，故反應(yīng)向右進(jìn)行，直到被吸附的H+和Al3+被Na+完全交換。一般來(lái)看，土壤水解性酸度大于交換性酸度。 第三十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月

8、（五）總堿度總堿度是反映堿性土壤的堿性強(qiáng)弱的指標(biāo)。它是土壤溶液或灌溉水中CO32-和HCO3-的總量。即：總堿度=CO32-+HCO3-cmol（+）/L土壤堿性形成的主要機(jī)理之一就是土壤溶液中K、Na、Ca、Mg的碳酸鹽和重碳酸鹽的水解，所以土壤溶液中CO32-和HCO3-的總量也就反映了土壤堿性的強(qiáng)弱，當(dāng)總堿度較高時(shí)，說(shuō)明土壤的堿性較強(qiáng)；總堿度較低時(shí)，說(shuō)明土壤的堿性較弱。 第三十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（六）堿化度（鈉堿化度：ESP）堿化度是指土壤膠體吸附的交換性Na+占陽(yáng)離子交換量的百分率。即：堿化度（%）=（交換性鈉/陽(yáng)離子交換量）100它是了解鹽漬土是否發(fā)生堿化及堿

9、化程度，并用以進(jìn)行堿土分類的重要參數(shù)。 第三十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月當(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)，pH大于8.5甚至超過(guò)10.0。這種土壤土粒高度分散，濕時(shí)泥濘，干時(shí)硬結(jié)，結(jié)構(gòu)板結(jié)，耕性極差。土壤理化性質(zhì)上發(fā)生的這些惡劣變化，稱為土壤的“堿化作用”。第四十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月土壤的堿化度越高，說(shuō)明交換性Na+所占的百分比越大，土壤的堿性就越強(qiáng)。通常按以下標(biāo)準(zhǔn)對(duì)堿土進(jìn)行分類：ESP堿土類型5%非堿化土5 % -10 %弱堿化土10 % -20 %堿化土20 %堿土第四十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、影響

10、土壤酸堿度的因素土壤在一定的成土因素作用下都具有一定的酸堿度范圍，并隨成土因素的變遷而發(fā)生變化。第四十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月溫度高、雨量多的地區(qū)，風(fēng)化淋溶較強(qiáng)，鹽基易淋失，容易形成酸性的自然土壤。半干旱或干旱地區(qū)的自然土壤，鹽基淋溶少，又由于土壤水分蒸發(fā)量大，下層的鹽基物質(zhì)容易隨著毛管水的上升而聚集在土壤的上層，使土壤具有石灰性反應(yīng)。1）氣候第四十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在同一氣候小區(qū)域內(nèi)，處于高坡地形部位的土壤，淋溶作用較強(qiáng)，所以其pH常較低地為低。干旱及半干旱地區(qū)的洼地土壤，由于承納高處流入的鹽堿成分較多，或因地下水礦化度高而又接近地表，使土壤常呈堿性

11、。2）地形第四十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在其他成土因素相同的條件下，酸性的母巖（如砂巖、花崗巖）常較堿性的母巖（如石灰?guī)r）所形成的土壤有較低的pH。3）母質(zhì)第四十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4）植被針葉林的灰分組成中鹽基成分常較闊葉樹(shù)為少，因此發(fā)育在針葉林下的土壤酸性較強(qiáng)。第四十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月耕作土壤的酸度受人類耕作活動(dòng)影響很大，特別是施肥。施用石灰、草木灰等堿性肥料可以中和土壤酸度；而長(zhǎng)期施用硫酸銨等生理酸性肥料，會(huì)因遺留酸根而導(dǎo)致土壤變酸。排灌也可以影響土壤酸堿度。5）人類耕作活動(dòng)第四十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月此

12、外，某些土壤性質(zhì)也會(huì)影響土壤酸堿度，例如鹽基飽和度、鹽基離子種類和土壤膠體類型。當(dāng)土壤膠體為氫離子所飽和的氫質(zhì)土?xí)r呈酸性，為鈣離子所飽和的鈣質(zhì)土?xí)r接近中性，而為鈉離子所飽和的鈉質(zhì)土?xí)r則呈堿性反應(yīng)。當(dāng)土壤的鹽基飽和度相同而膠體類型不同時(shí)，土壤酸堿度也各異。這是因?yàn)椴煌z體類型所吸收的H+離子具有不同的解離度。第四十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 土壤氧化還原反應(yīng)與土壤酸堿性一樣，土壤氧化性和還原性是土壤的又一個(gè)重要化學(xué)性質(zhì)。氧還反應(yīng)始終存在于巖石風(fēng)化和母質(zhì)成土的整個(gè)土壤形成發(fā)育過(guò)程中，對(duì)物質(zhì)在土壤剖面中的移動(dòng)和剖面分異，養(yǎng)分的生物

13、有效性，污染物質(zhì)的緩沖性等有深刻影響。 第五十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月電子在物質(zhì)之間的傳遞引起氧化還原反應(yīng)，表現(xiàn)為元素價(jià)態(tài)的變化。土壤中參與氧化還原反應(yīng)的元素有C、H、N、O、S、Fe、Mn、As、Cr及其他一些變價(jià)元素，較為重要的是O、Fe、Mn、S和某些有機(jī)化合物，并以氧和有機(jī)還原性物質(zhì)較為活潑，F(xiàn)e、Mn和S等的轉(zhuǎn)化則主要受氧和有機(jī)質(zhì)的影響。土壤有機(jī)質(zhì)特別是新鮮有機(jī)物是主要還原劑，在土壤缺O(jiān)2條件下，將氧化物轉(zhuǎn)化為還原態(tài)。第五十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月土壤中的氧化還原反應(yīng)在干濕交替下進(jìn)行得最為頻繁，其次是有機(jī)物質(zhì)的氧化和生物機(jī)體的活動(dòng)。土壤氧化還原反應(yīng)影

14、響著土壤形成過(guò)程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、遷移和土壤剖面的發(fā)育，控制著土壤元素的形態(tài)和有效性，制約著土壤環(huán)境中某些污染物的形態(tài)、轉(zhuǎn)化和歸趨。第五十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、土壤氧化還原體系（一）概念氧化還原反應(yīng)中的氧化劑和還原劑就構(gòu)成了氧化還原體系。例如，在下面的反應(yīng)中，1/4O2+H+e1/2H2OO2和O2-之間就構(gòu)成了一個(gè)氧化還原體系，這個(gè)氧化還原體系我們叫做氧體系。第五十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月又比如，在下面的反應(yīng)中，1/2MnO2+2H+e1/2Mn2+H2OMn4+和Mn2+之間就構(gòu)成了一個(gè)氧化還原體系，這個(gè)氧化還原體系我們叫做錳體系。除了氧體系和錳體系之

15、外，土壤中還存在很多的氧化還原體系，比如鐵體系、氮體系、硫體系等等。 第五十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月還原態(tài)元素 氧化態(tài)CHX COCCO2NH3 N2 NONNO2- NO3-H2S SSO42-PH3PPO43-Fe2+FeFe3+Mn2+MnMn4+Cu+CuCu2+第五十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月土壤具有氧化還原性的原因在于土壤中多種氧化還原物質(zhì)共存。一般來(lái)說(shuō)，土壤中主要的氧化劑有：氧氣、NO3-和高價(jià)金屬離子，如鐵（）、錳（）、釩（）、鈦（）等。主要的還原劑有：有機(jī)質(zhì)和低價(jià)金屬離子。此外，土壤中植物的根系和土壤生物也是土壤發(fā)生氧化還原反應(yīng)的重要參與者。

16、 第五十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）類型土壤中氧化還原體系大致可分為兩類，一類叫無(wú)機(jī)體系，另一類叫有機(jī)體系。1、無(wú)機(jī)體系無(wú)機(jī)體系是無(wú)機(jī)物組成的氧化還原體系。例如，氧體系、鐵體系、錳體系等。2、有機(jī)體系有機(jī)體系是有機(jī)物組成的氧化還原體系。例如，由有機(jī)酸、酚、醛類和糖類等化合物組成的體系。 第五十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）特點(diǎn)1、土壤中氧化還原體系有無(wú)機(jī)體系和有機(jī)體系兩類。2、土壤中氧化還原反應(yīng)雖屬化學(xué)反應(yīng)，但很大程度上是由生物參與的。例如，NH4+氧化成NO3-必須在硝化細(xì)菌參與下才能完成。第五十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、不同土壤和同

17、一土壤不同位置的氧化還原狀況都是不同的。這是因?yàn)橥寥辣旧砭褪且粋€(gè)不均勻的多相體系。4、土壤中氧化還原平衡是經(jīng)常變動(dòng)的。在不同的時(shí)間、空間和耕作管理措施下，土壤的氧化還原狀況都是不同的。第五十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、土壤氧化還原指標(biāo)氧化還原電位（Eh）：土壤氧化還原能力的大小可用土壤的氧化還原電位來(lái)衡量，主要為實(shí)測(cè)的Eh值。土壤溶液中氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)的相對(duì)比例，決定著土壤的氧化還原狀況，當(dāng)土壤中某一氧化態(tài)物質(zhì)向還原態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化時(shí)，土壤溶液中這種氧化態(tài)物質(zhì)減少，而對(duì)應(yīng)的還原態(tài)物質(zhì)的濃度增加。隨著這種濃度的變化，溶液電位也就相應(yīng)地改變，變幅視體系的性質(zhì)和濃度比的具體數(shù)值而定

18、。第六十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月由于土壤溶液中氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)的濃度關(guān)系變化而產(chǎn)生的電位稱為氧化還原電位。氧化還原電位用Eh表示，單位為伏或毫伏。第六十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月比如，對(duì)于一個(gè)氧化還原反應(yīng)來(lái)說(shuō)：氧化態(tài)+ne還原態(tài)這個(gè)反應(yīng)的氧化還原電位：在恒溫下，一定的氧化還原體系的E0、n、R、T和F都是固定值，所以Eh主要決定于氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)的相對(duì)濃度。氧化態(tài)物質(zhì)的濃度越高，Eh越高，表明土壤的氧化強(qiáng)度越大；反之，還原態(tài)物質(zhì)的濃度越高，Eh越低，表明土壤的還原強(qiáng)度越大。第六十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、影響土壤氧化還原的因素（一

19、）土壤通氣性(Soil aeration)（二）土壤中易分解有機(jī)物的含量（三）土壤中易氧化物質(zhì)或易還原物（四）植物根系的代謝作用（五）土壤水分條件（六）微生物活動(dòng)（七）土壤的pH第六十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）土壤通氣性(Soil aeration)土壤通氣狀況決定土壤空氣中氧的濃度，在通氣良好的土壤中，土壤與大氣間氣體交換迅速，使得土壤中氧濃度較高，Eh值較高。在排水不良的土壤中，通氣孔隙少，大氣與土壤交換緩慢，氧的濃度降低，再加上微生物活動(dòng)消耗氧，Eh值下降。所以對(duì)于同一種土壤，Eh可作為通氣狀況的相對(duì)指標(biāo)。第六十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）土壤中

20、易分解有機(jī)物的含量有機(jī)物在微生物的作用下分解主要是耗氧過(guò)程，在一定的通氣條件下，土壤中易分解的有機(jī)物愈多，耗氧也愈多，因此其氧化還原電位也較低。易分解有機(jī)物主要指植物組成中的糖類、淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等以及微生物本身的某些中間分解產(chǎn)物和代謝產(chǎn)物，如有機(jī)酸、氨基酸、醇類、醛類等，在新鮮有機(jī)物中含易分解的有機(jī)質(zhì)較多。第六十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）土壤中易氧化物質(zhì)或易還原物質(zhì)土壤中易氧化物質(zhì)如Fe2+、Mn2+等含量多，說(shuō)明該土壤還原性強(qiáng)，并且抗氧化平衡作用也強(qiáng)；反之，易還原物質(zhì)如Fe3+、Mn4+較多時(shí)，抗還原能力也大。含鐵、錳較多的土壤，漬水后Eh不易迅速下降，其原因是具

21、有這種“緩沖作用”。第六十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）植物根系的代謝作用對(duì)于一般旱地植物，根際土壤Eh較根外低數(shù)十mv。而水稻根系能分泌氧，則使根際土壤Eh值反較根外土壤為高。第六十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（五）土壤水分條件土壤水分含量的多少影響到土壤的通氣性，水多時(shí)土壤孔隙為水占據(jù)，通氣必然受阻，因此，溶液中的還原物質(zhì)濃度必增加。第六十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（六）微生物活動(dòng)微生物活動(dòng)需要氧氣，微生物活動(dòng)愈強(qiáng)烈，耗氧愈多，使土壤溶液中氧壓減低，使還原態(tài)物質(zhì)的濃度相對(duì)增加，導(dǎo)致土壤氧化還原電位降低。這種影響在土壤通氣性較差時(shí)，尤為顯著。第

22、六十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（七）土壤pH土壤pH和Eh的關(guān)系很復(fù)雜，在理論上把土壤的pH與Eh關(guān)系固定為Eh/pH59mV(即在通氣不變條件下，pH每上升一個(gè)單位，Eh要下降59mV)，但實(shí)際情況并不完全如此。據(jù)測(cè)定，我國(guó)8個(gè)紅壤性水稻土樣本Eh/pH關(guān)系，平均約為85mV，變化范圍在60150mV之間；13個(gè)紅黃壤平均Eh/pH約為60 mV，接近于59mV。一般土壤Eh隨pH值的升高而下降。第七十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一般旱地土壤的氧化還原電位為+400+700mV；水田的氧化還原電位在+300-200 mV。根據(jù)土壤的氧化還原電位值可以確定土壤中有機(jī)

23、物和無(wú)機(jī)物可能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的環(huán)境行為。土壤中氧是主要的氧化劑，通氣性良好、水分含量低的土壤的電位值較高，為氧化性環(huán)境；漬水的土壤電位值則較低，為還原性環(huán)境。此外土壤微生物的活動(dòng)、植物根系的代謝及外來(lái)物質(zhì)的氧化還原性等亦會(huì)改變土壤的氧化還原電位值。從土壤污染的研究角度出發(fā)，特別注意污染物在土壤中由于參與氧化還原反應(yīng)所造成的對(duì)遷移性與毒性的影響。氧化還原反應(yīng)還可影響土壤的酸堿性，使土壤酸化或堿化，pH發(fā)生改變，從而影響土壤組分及外來(lái)污染元素的行為。第七十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、土壤氧化性和還原性的環(huán)境意義從環(huán)境科學(xué)角度看，土壤氧化性和還原性與有毒物質(zhì)在土壤環(huán)境中的消長(zhǎng)密

24、切相關(guān)。第七十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1）農(nóng)藥和有機(jī)污染物對(duì)于農(nóng)藥和有毒有機(jī)物，它們有的在氧化條件下轉(zhuǎn)化迅速，有的則在還原條件下才能加速代謝。如三氯乙醛在通氣土壤中會(huì)被微生物氧化為毒性更強(qiáng)的三氯乙酸，而DDT和艾氏劑在Eh-100mV的還原性土壤中卻能加速降解。第七十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）重金屬土壤中大多數(shù)重金屬污染元素是親硫元素，在農(nóng)田厭氧還原條件下易生成難溶性硫化物，降低了毒性和危害。土壤中低價(jià)硫S2-來(lái)源于有機(jī)質(zhì)的厭氧分解與硫酸鹽的還原反應(yīng)，水田土壤Eh低于-150mV時(shí)S2-生成量在100g土壤中可達(dá)20mg。當(dāng)土壤轉(zhuǎn)為氧化狀態(tài)如落干或改旱時(shí)，

25、難溶硫化物逐漸轉(zhuǎn)化為易溶硫酸鹽，其生物毒性增加。如黏土中添加Cd和Zn等的情況下淹水5-8周后，可能存在CdS。在同一土壤含Cd量相同的情況下，若水稻在全生育期淹水種植，即使土壤含Cd100mg/kg，糙米中Cd濃度大約為1mg/kg；但若在幼穗形成前后此水稻田落水?dāng)R田，則糙米含Cd量可高達(dá)5mg/kg。這是因?yàn)橥寥乐蠧d溶出量上升與Eh上升同時(shí)發(fā)生。這就說(shuō)明，在土壤淹水條件下，Cd的毒性降低是因?yàn)樯闪肆蚧k的緣故。例如砷，在氧化條件下，呈砷酸根（AsO43-），生物毒性小，在還原條件下，呈亞砷酸根（AsO35-），對(duì)植物的毒性要比砷酸根大得多。第七十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

26、月第四節(jié) 土壤緩沖性能土壤的緩沖性能是土壤的重要性質(zhì)之一，它可以保持土壤反應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定，為植物生長(zhǎng)和土壤生物的活動(dòng)創(chuàng)造比較穩(wěn)定的生活環(huán)境。 第七十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、土壤緩沖性與緩沖容量在土壤學(xué)上，把土壤緩沖性定義為土壤抗衡酸、堿物質(zhì)，減緩pH變化的能力。我們知道，如果把少量的酸或堿加到純水中，則水的pH立即變化。但加入土壤不是這樣，它的pH變化極為緩慢。土壤因施肥、灌溉等增加或減少土壤的H+、OH-離子濃度時(shí)，土壤酸度變化可穩(wěn)定保持在一定范圍內(nèi)，不致因環(huán)境條件的改變而產(chǎn)生劇烈的變化。這樣，就為植物生長(zhǎng)和土壤生物(尤其微生物)的活動(dòng)創(chuàng)造了一個(gè)良好、穩(wěn)定的土壤環(huán)境條件。

27、第七十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)加入致酸或致堿物質(zhì)于土壤中時(shí)，土壤具有緩和酸堿度的能力。也就是說(shuō)，當(dāng)向土壤中加入少量酸性或堿性物質(zhì)時(shí)，土壤原來(lái)的pH值不會(huì)發(fā)生較大的改變，如果加入量多時(shí)，則pH仍會(huì)改變，這表明土壤的緩沖能力是有限的。常用緩沖容量來(lái)表示土壤緩沖酸堿能力的大小，即緩沖一個(gè)pH單位所需要的酸或堿的數(shù)量。 第七十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月土壤溶液緩沖量的順序是腐殖質(zhì)粘土砂土。一般增加土壤有機(jī)質(zhì)和粘粒，就可增大緩沖性能，提高緩沖量。 第七十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月事實(shí)上，土壤不僅僅具有抵御酸、堿物質(zhì)，減緩pH變化的能力，即具有對(duì)酸堿的緩

28、沖性。從廣義而言，土壤是一個(gè)巨大的緩沖體系，對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素、污染物質(zhì)、氧化還原等同樣具有緩沖性，具有抗衡外界環(huán)境變化的能力。這主要是因?yàn)橥寥朗且粋€(gè)包含固、液、氣三相組成的多組分開(kāi)放的生物地球化學(xué)系統(tǒng)，包含了眾多的、以多樣化方式進(jìn)行相互作用的不同化合物。土壤在固液界面、氣液界面發(fā)生的各種化學(xué)、生物化學(xué)過(guò)程，常常具有一定的自身調(diào)節(jié)能力。所以，從某種意義上講，土壤緩沖性不只是局限于對(duì)酸堿變化的一種抵御能力，而可以看作一個(gè)能表征土壤質(zhì)量及土壤肥力的指標(biāo)。第七十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、土壤酸堿緩沖性（一）土壤酸堿緩沖作用的原理（二）土壤酸堿緩沖體系（三）影響土壤酸堿緩沖性的因素（四）土

29、壤具有緩沖性的意義第八十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）土壤酸堿緩沖作用的原理在一個(gè)溶液中，只要弱酸及弱酸性鹽或弱堿及弱堿性鹽共存，那么該溶液就具有對(duì)酸或堿的緩沖作用。例如，H2CO3和Na2CO3之間就組成了一個(gè)緩沖體系。這個(gè)緩沖體系對(duì)酸和堿就具有緩沖作用。即：當(dāng)加入酸時(shí)：Na2CO3+2HClH2CO3+2NaCl當(dāng)加入堿時(shí)：H2CO3+2NaOHNa2CO3+2H2O除了弱酸-弱酸鹽和弱堿-弱堿鹽組成的緩沖體系外，土壤中還存在其它的酸堿緩沖體系。 第八十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）土壤酸堿緩沖體系1、弱酸-弱酸鹽和弱堿-弱堿鹽緩沖體系2、交換性陽(yáng)離子體系

30、3.鋁離子的緩沖作用第八十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、弱酸-弱酸鹽和弱堿-弱堿鹽緩沖體系土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其它有機(jī)酸等弱酸及其鹽類，構(gòu)成一個(gè)良好的緩沖體系，對(duì)酸堿具有緩沖作用。當(dāng)加入酸時(shí)：CaCO3+H2SO4CaSO4+H2CO3當(dāng)加入堿時(shí)：H2CO3KOHKHCO3+H2O第八十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、交換性陽(yáng)離子體系由于土壤膠體表面吸附有各種陽(yáng)離子，當(dāng)土壤溶液中的H+增加時(shí)，膠體表面的交換性鹽基離子與其交換使土壤溶液中的H+濃度基本不變。當(dāng)土壤溶液中的OH-增加時(shí)，膠體表面的致酸離子與其交換，使土壤溶液中OH-濃度基本不變。致酸離子中的Al3+水解后可產(chǎn)生3個(gè)H+，對(duì)堿的緩沖能力特別強(qiáng)。第八十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月例如，當(dāng)有少量的強(qiáng)酸（如HCl）加入土壤，H+離子就會(huì)迅速與膠體所吸