第8章土壤酸碱性和氧化还原性 ■工士壤酸碱性 ■工土壤氧化还原性 ■Ⅲ士壤缓冲性 ■Ⅳ士壤酸碱性和氧化还原性的意义 ■V土壤酸碱性和氧化还原性的调控 1.土壤酸碱性 土壤酸性的形成 ■土壤酸性的形成土壤酸化过程 ■在土壤形成过程中,随着淋溶作用的不断进行,土壤溶液中活性H 离子与土壤胶体上的盐基离子不断发生交换,盐基离子进入溶液而不 断淋失,致使土壤盐基饱和度逐渐下降而H饱和度逐渐提高,当土壤 有机无机复合体或铝硅酸盐粘粒矿物表面吸附的H离子超过一定限 度时,胶粒的旵袼遭受破坏,铝八面体被解体而使铝离子脱离晶棓的 束缚,变成活性Ar艹,进而被胶体吸附而转变为交换性Ar,形成 酸性土壤。 ■土壤H离子的来源 ■水的解离
第8章 土壤酸碱性和氧化还原性 ◼ Ⅰ.土壤酸碱性 ◼ Ⅱ.土壤氧化还原性 ◼ Ⅲ.土壤缓冲性 ◼ Ⅳ.土壤酸碱性和氧化还原性的意义 ◼ Ⅴ.土壤酸碱性和氧化还原性的调控 Ⅰ. 土壤酸碱性 ◼ 一、土壤酸性的形成 ◼ 土壤酸性的形成—土壤酸化过程 ◼ 在土壤形成过程中，随着淋溶作用的不断进行，土壤溶液中活性H+ 离子与土壤胶体上的盐基离子不断发生交换，盐基离子进入溶液而不 断淋失，致使土壤盐基饱和度逐渐下降而H+饱和度逐渐提高，当土壤 有机无机复合体或铝硅酸盐粘粒矿物表面吸附的H+离子超过一定限 度时，胶粒的晶格遭受破坏，铝八面体被解体而使铝离子脱离晶格的 束缚，变成活性Al+++，进而被胶体吸附而转变为交换性Al+++ ，形成 酸性土壤。 ◼ 土壤H+离子的来源 ◼ 水的解离
■碳酸的解离 ■土壤中的碳酸主要由植物根系和微生物呼吸以及有机质分解产生的 二氧化碳溶于而生成。 ■有机酸的解离 ■酸雨 pH<5.6的酸性大气化学物质(SO和NO等)的湿沉降(随降雨) 而进入土壤 ■无机盐的水解 ■施用的生理酸性或酸性肼料 人为长期施用硫酸铵、硝酸铵等生理酸性肥料,由孑植物对养分舴选 择性吸收(NH)导致O2和NO3在士壤中大量富集而酸化 ■人为施用的过磷酸钙中含有大量的磷酸导致土壤酸化 ■铝离子的水解 二、土壤酸性类型与衡量指标 ■土壤酸性类型 ■土壤酸性衡量指标 ■强度指标 ■土壤pH-与土壤固相处于动态平衡状态的土壤溶液中氢离子浓度的
◼ 碳酸的解离 ◼ 土壤中的碳酸主要由植物根系和微生物呼吸以及有机质分解产生的 二氧化碳溶于而生成。 ◼ 有机酸的解离 ◼ 酸雨 ◼ pH＜5.6的酸性大气化学物质（SO2和NOx 等）的湿沉降（随降雨） 而进入土壤。 ◼ 无机盐的水解 ◼ 施用的生理酸性或酸性肥料 ◼ 人为长期施用硫酸铵、硝酸铵等生理酸性肥料，由于植物对养分的选 择性吸收（NH4 +）导致SO4 2-和NO3 -在土壤中大量富集而酸化。 ◼ 人为施用的过磷酸钙中含有大量的磷酸导致土壤酸化。 ◼ 铝离子的水解 ◼ 二、土壤酸性类型与衡量指标 ◼ 土壤酸性类型 ◼ 土壤酸性衡量指标 ◼ 强度指标 ◼ 土壤pH—与土壤固相处于动态平衡状态的土壤溶液中氢离子浓度的
负对数 石灰位一pH0.5pCa ■石灰位作为土壤酸性的另一强度指标,既反映土壤氫离子状况,更反 映钙离孑有效度,故可全面代表土壤的盐基饱和度和土壤酸度状况, 但目前应用不如pH广泛 ■数量(容量)指标 ■交换性酸度以中性1 molKo國0.06 mol BaCI溶液浸提士壤,然 后采用标唯碱滴定,根据消耗的碱量换算为交换性氢与交换性铝的总 量。单位为Cmo(+)kg ■水解性酸度-以强碱弱酸盐类溶液〔pH8.2moMⅥ Na OAc)浸提土壤, 然后采用标准碱滴定,根据消耗的碱量换算为交换性氢与交换性铝的 总量。单位为Cmol(+)kg ■同一土壤的水解性酸度通常大于交换性酸度。 ■三、土壤碱性的形成 ■土壤碱性的形成 土壤碱性的形成是自然成士条件和士壤内在因素综合作用的结果。形 成碱性的机理主要是土孃中钙镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐等碱性物 质的水解反应
负对数。 ◼ 石灰位—pH-0.5pCa ◼ 石灰位作为土壤酸性的另一强度指标，既反映土壤氢离子状况，更反 映钙离子有效度，故可全面代表土壤的盐基饱和度和土壤酸度状况， 但目前应用不如pH广泛。 ◼ 数量（容量）指标 ◼ 交换性酸度—以中性1mol/lKCl或0.06 mol/lBaCl2溶液浸提土壤，然 后采用标准碱滴定，根据消耗的碱量换算为交换性氢与交换性铝的总 量。单位为Cmol(+)/kg。 ◼ 水解性酸度--以强碱弱酸盐类溶液（pH8.2 1 mol/l NaOAc）浸提土壤， 然后采用标准碱滴定，根据消耗的碱量换算为交换性氢与交换性铝的 总量。单位为Cmol(+)/kg。 ◼ 同一土壤的水解性酸度通常大于交换性酸度。 ◼ 三、土壤碱性的形成 ◼ 土壤碱性的形成 ◼ 土壤碱性的形成是自然成土条件和土壤内在因素综合作用的结果。形 成碱性的机理主要是土壤中钙、镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐等碱性物 质的水解反应
■土壤OH离子的来源 ■碳酸钙水解 ■碳酸钠水解 ■交换性钠水解 ■当土壤胶体上吸附的交换性钠饱和度增加到一定数值时,就会引起胶 体上交换性钠的直接水解。 ■四、土壤碱性的衡量指标 ■强度指标 ■pH-与土壤固相处于动态平衡状态的士壤溶液中氢离孑浓度的负对 数〔实际反映的是土壤溶液中氢氧根离孑浓度),通常用无〓氧化碳 水浸提测定 ■数(容)量指标 ■总碱度一土壤溶液中碳酸裉、重碳酸根的总量,单位为Cmol(+或 采用碳酸根和重碳酸根占离子总量的% ■碱化度士壤胶体上吸附的交换性钠离子占阳离子交换量的百分率。 ■碱化度%=(交换性钠离子量/(EC)×100 ■当土壤碱化度达到一定数量时,土壤即呈强碱性反应,pH>8.5~10, 称为碱化土
◼ 土壤OH-离子的来源 ◼ 碳酸钙水解 ◼ 碳酸钠水解 ◼ 交换性钠水解 ◼ 当土壤胶体上吸附的交换性钠饱和度增加到一定数值时，就会引起胶 体上交换性钠的直接水解。 ◼ 四、土壤碱性的衡量指标 ◼ 强度指标 ◼ pH--与土壤固相处于动态平衡状态的土壤溶液中氢离子浓度的负对 数（实际反映的是土壤溶液中氢氧根离子浓度），通常用无二氧化碳 水浸提测定。 ◼ 数（容）量指标 ◼ 总碱度—土壤溶液中碳酸根、重碳酸根的总量，单位为Cmol(+)/l 或 采用碳酸根和重碳酸根占阴离子总量的%。 ◼ 碱化度—土壤胶体上吸附的交换性钠离子占阳离子交换量的百分率。 ◼ 碱化度%=（交换性钠离子量/CEC）×100 ◼ 当土壤碱化度达到一定数量时，土壤即呈强碱性反应，pH＞8.5～10， 称为碱化土
■五、影响土壤酸碱性的因素 ■外部因素 ■气候 南北水热条件的差异,导致我国土壤“南酸北减 ■南方高温多雨,成土过程中矿物的风化淋溶作用强烈,盐基物质大量 淋失,导致土壤酸化北(尤其是千旱、半干旱地区)少雨,蒸发 量大于降雨量,矿物风化淋溶作用弱,不仅盐基物质淋知少,而且还 会使下部土层的盐基物质带到表层富集,使士壤多呈石灰性碱性反 ■母质 ■石灰岩母质发育的土壤通常易导致士壤pH相对偏高或呈石灰性反应 ■滨海-般滩涂母质发育的土壤,因含盐量高通常呈碱性反应 ■滨海红树林滩涂母质发育的土壤,因含硫量高,在氧化状况下通常导 致土壤呈强酸性 ■含中性硫酸盐类(Na2SO4)的土壤,在厌气条件下因中性硫盐转 化为碳酸盐〔Na2CO3)并水解而使土壤呈碱性。 ■生物 ■植物根系呼吸作用产生二氧化碳导致酸性
◼ 五、影响土壤酸碱性的因素 ◼ 外部因素 ◼ 气候 ◼ 南北水热条件的差异，导致我国土壤“南酸北碱” ◼ 南方高温多雨，成土过程中矿物的风化淋溶作用强烈，盐基物质大量 淋失，导致土壤酸化。北方（尤其是干旱、半干旱地区）少雨，蒸发 量大于降雨量，矿物风化淋溶作用弱，不仅盐基物质淋失少，而且还 会使下部土层的盐基物质带到表层富集，使土壤多呈石灰性或碱性反 应。 ◼ 母质 ◼ 石灰岩母质发育的土壤通常易导致土壤pH相对偏高或呈石灰性反应。 ◼ 滨海一般滩涂母质发育的土壤，因含盐量高通常呈碱性反应。 ◼ 滨海红树林滩涂母质发育的土壤，因含硫量高，在氧化状况下通常导 致土壤呈强酸性。 ◼ 含中性硫酸盐类（ Na2SO4）的土壤，在厌气条件下因中性硫酸盐转 化为碳酸盐（ Na2CO3）并水解而使土壤呈碱性。 ◼ 生物 ◼ 植物根系呼吸作用产生二氧化碳导致酸性