第四n章5土壤酸碱性ppt课件

1、第四节第四节 土壤酸碱性和缓冲性土壤酸碱性和缓冲性 土壤酸碱性是指土壤溶液的反响，它表征土壤溶液中土壤酸碱性是指土壤溶液的反响，它表征土壤溶液中H+浓度和浓度和OH-浓度比例。浓度比例。 土壤反响分为酸性、中性和碱性。土壤反响分为酸性、中性和碱性。 土壤的酸碱度普通用土壤的酸碱度普通用pH值表示。值表示。 土壤酸碱性的来源不仅决议于土壤溶液中土壤酸碱性的来源不仅决议于土壤溶液中H+,更重要的是更重要的是决议于土壤胶体上致酸离子决议于土壤胶体上致酸离子H+和和Al3或致碱离子或致碱离子Na的数量，也决议于土壤中酸性盐类或碱性盐的存在。的数量，也决议于土壤中酸性盐类或碱性盐的存在。土壤酸碱性土壤酸

2、碱性中国土壤酸碱性分布规律 中国土壤的酸碱性反响，大多数在pH4.5-8.9之间。在地理分布上有“南酸北碱的规律性。大致可以长江为界北纬33-35，长江以南的土壤为酸性或强酸性，长江以北的土壤多为中性或碱性。我国土壤的酸碱性南北差别很大，由南向北土壤pH相差7个数量级。 如吉林、内蒙古、华北的碱土pH值有的高达10.5，而台湾省的新八仙山和广东省丁湖山、五指山的黄壤，pH值有的低至3.6-3.8。( (一一) )土壤酸性的来源：土壤酸性的来源：1 1、土壤中、土壤中H+H+的来源的来源1 1水的解离水的解离 HOH H+ + OH- HOH H+ + OH- 2 2碳酸解离碳酸解离 H2CO3

3、- H+ + HCO3- H2CO3- H+ + HCO3- 3 3有机酸解离有机酸解离 有机酸有机酸 H+ + RCOO- H+ + RCOO- 4 4酸雨和其它无机酸酸雨和其它无机酸5 5施肥参与的酸性物质等施肥参与的酸性物质等6 6土壤胶体吸附性氢离子的作用土壤胶体吸附性氢离子的作用2 2、土壤胶体上吸附铝离子和活性铝离子的作用、土壤胶体上吸附铝离子和活性铝离子的作用 H+ H+ 进入土壤，破坏矿物构造，铝变为活性进入土壤，破坏矿物构造，铝变为活性AI3+ AI3+ ，反过来代换土壤中的，反过来代换土壤中的H+ H+ ，使代换性，使代换性H+ H+ 变变为溶液中为溶液中H+ H+ ，加重

4、酸化。，加重酸化。一、土壤酸性反响一、土壤酸性反响 1.土壤活性酸度: 土壤溶液中的氢离子浓度。用pH表示,测定时的水土比为1：1浸提测定溶液中氢离子浓度，所以，也有人表示为pHH2O.土壤酸度活性酸度潜性酸度土壤土壤pH值和酸碱性分级值和酸碱性分级 -X-yH + yH+胶体胶体-XH胶体胶体-XH +Ca-Ca-(x-2)H+2H+潜性酸度作用机理(1)土壤胶体上氢离子的解离：(2)胶体上氢离子被其它阳离子代换到溶液中2. 2. 潜性酸度潜性酸度: :土壤胶体吸附的土壤胶体吸附的H+H+、Al3+Al3+离子，离子，在被其它阳离子交换进入溶液后，才显示酸性，在被其它阳离子交换进入溶液后，才

5、显示酸性，是土壤酸性的潜在来源，是容量目的。以是土壤酸性的潜在来源，是容量目的。以cmol/kgcmol/kg表示。表示。(3)土壤胶体上铝离子作用 Al3+H2O Al(OH)2+H+ Al(OH)2+ H2O Al(OH)2+H+ Al(OH)2+H2O Al(OH)3+H+ 土壤中羟基铝离子实践上还很复杂。Al6OH126+、 Al10OH228+等等 土壤中交换性铝离子才是土壤潜性酸的主要奉献者。在南方红壤土壤中占到90%以上。 1交换性酸度交换性酸度 用过量的中性盐溶液用过量的中性盐溶液1mol/L的的KCl、NaCl或或BaCl2与土壤作用，将胶体外表上与土壤作用，将胶体外表上的大

6、部分的大部分H+或或Al3+交换出来，再以规范碱滴交换出来，再以规范碱滴定溶液中的定溶液中的H+，这样测得的酸度称为交换性，这样测得的酸度称为交换性酸度或代换性酸度酸度或代换性酸度(包括活性酸包括活性酸)。以厘摩尔以厘摩尔/千克为单位，它是土壤酸千克为单位，它是土壤酸度的数量目的。度的数量目的。 土壤潜性酸要比活性酸多得多，相差3-4个数量级。土壤中潜性酸的大小常用土壤交换性酸度和水解性酸度表示之。土壤胶粒土壤胶粒H+KCl= 土壤胶粒土壤胶粒K+HCl土壤胶粒土壤胶粒Al +3KCl=土壤胶粒土壤胶粒+AlCl3K KK 用中性盐溶液浸提而测得的酸量用中性盐溶液浸提而测得的酸量只是土壤潜性酸

7、量的大部分，而不是只是土壤潜性酸量的大部分，而不是它的全部。它的全部。2 2水解性酸度水解性酸度 用弱酸强碱的盐类溶液常用的为用弱酸强碱的盐类溶液常用的为pH8.2pH8.2的的1molNaOAc1molNaOAc溶液浸提溶液浸提, , 土土壤吸附的氢离子和铝离子绝大部分被壤吸附的氢离子和铝离子绝大部分被浸提出来，测得的酸量称之为土壤的浸提出来，测得的酸量称之为土壤的水解性酸。水解性酸。 结果使结果使: :交换程度比之用中性盐类溶交换程度比之用中性盐类溶液更为完全，土壤吸附性氢、铝离子液更为完全，土壤吸附性氢、铝离子的绝大部分可被的绝大部分可被Na+Na+离子交换。水离子交换。水化氧化物外表的

8、羟基和腐殖质的某些化氧化物外表的羟基和腐殖质的某些功能团如羟基、羧基上部分功能团如羟基、羧基上部分H+H+解离而进入浸提液被中和。解离而进入浸提液被中和。CH3COONa+H2O= CH3COOH+NaOH土壤胶粒土壤胶粒 Al +3CH3COONa+3H2O=土壤胶粒土壤胶粒+Al(OH)3Na NaNa土壤胶粒土壤胶粒H+Na+OH- =土壤胶粒土壤胶粒+H2ONa+3CH3COOH 用碱滴定溶液中醋酸的总量即是水解酸的用碱滴定溶液中醋酸的总量即是水解酸的量。水解性酸度普通要比交换性酸度大得多，量。水解性酸度普通要比交换性酸度大得多，但这两者是同一来源，本质上是一样的，都是但这两者是同一来

9、源，本质上是一样的，都是潜性酸，只是交换作用的程度不同而已。潜性酸，只是交换作用的程度不同而已。三活性酸与潜性酸的关系三活性酸与潜性酸的关系 土壤活性酸是土壤酸度的根本起点，土壤活性酸是土壤酸度的根本起点，没有活性酸就没有潜性酸；没有活性酸就没有潜性酸； 潜性酸决议着土壤的总酸度以强碱潜性酸决议着土壤的总酸度以强碱滴定的土壤酸度。滴定的土壤酸度。 活性酸与潜性酸是土壤胶体交换体系活性酸与潜性酸是土壤胶体交换体系中两种不同的方式，可以相互转化。中两种不同的方式，可以相互转化。 活性酸是土壤酸度的来源，代表土壤酸度的强度；活性酸是土壤酸度的来源，代表土壤酸度的强度； 潜在酸是土壤酸度的主体，代表土

10、壤酸度的容量。潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。一土壤碱性的来源一土壤碱性的来源1.1.气候要素气候要素( (干湿度干湿度) ) 碱性土分布在干旱、半干旱地域。在干旱、半干旱碱性土分布在干旱、半干旱地域。在干旱、半干旱条件下，蒸发量大于降雨量，土壤中的盐基物质，随着条件下，蒸发量大于降雨量，土壤中的盐基物质，随着蒸发而表聚，使土壤碱化。蒸发而表聚，使土壤碱化。(2)(2)生物要素生物要素 Na Na、K K 、CaCa、MgMg等盐基生物积累。一些植物等盐基生物积累。一些植物顺应在干旱条件下生长，有富集碱性物质的作用。顺应在干旱条件下生长，有富集碱性物质的作用。 如如: :海蓬子含海

11、蓬子含Na2CO3 3.75%Na2CO3 3.75%，碱蒿含，碱蒿含2.76%2.76%，盐蒿含盐蒿含2.14%2.14%，芦苇含，芦苇含0.49%0.49%。 (3) (3)母质母质 碱性物质的根本来源。基性岩、超基性岩富碱性物质的根本来源。基性岩、超基性岩富含碱性物质，含盐基物质多，构成的土壤为碱性。含碱性物质，含盐基物质多，构成的土壤为碱性。 (4) (4)施肥和灌溉施肥和灌溉 施用碱性肥料或用碱性水灌溉会使土壤碱化。施用碱性肥料或用碱性水灌溉会使土壤碱化。 如都江堰水质偏碱，长期用都江堰水灌溉的水稻如都江堰水质偏碱，长期用都江堰水灌溉的水稻田土壤田土壤pHpH有所提高。有所提高。 5

12、.交换性钠的水解交换性钠的水解 当土壤胶体的交换性当土壤胶体的交换性Na+积累到一定数量，积累到一定数量，土壤溶液盐浓度较低时，土壤溶液盐浓度较低时，Na+离解进入溶液，离解进入溶液，水解产生水解产生NaOH，并进一步构成碳酸盐，并进一步构成碳酸盐Na2CO3、NaHCO36.碱性盐的水解碱性盐的水解1 土壤碱性的高低用土壤碱性的高低用pH值表示，越大碱性越强，碱值表示，越大碱性越强，碱性过强，对植物或微生物少数耐碱或喜碱的除外的性过强，对植物或微生物少数耐碱或喜碱的除外的生长不利。生长不利。2总碱度：总碱度：CO32-和和HCO3-的总浓度，常用滴定的法的总浓度，常用滴定的法测定，单位测定，

13、单位c mol/kg 。3碱化度：碱化度： Na+饱和度饱和度=交换性钠交换性钠/阳离子交换量阳离子交换量100% 碱化度在碱化度在5-10%为弱碱化土，为弱碱化土，10-20%时称碱化土，时称碱化土，20%时称碱土。时称碱土。植物营养有效性与植物营养有效性与pH的关系图的关系图pH6.5中性中性大多数土壤营养在大多数土壤营养在附近的有效性较高附近的有效性较高四、土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响四、土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响 一土壤酸碱性对土壤营养有效性的影响一土壤酸碱性对土壤营养有效性的影响土壤土壤pHpH与土壤微生物活性与土壤微生物活性二影响土壤微生物活性二影响土壤微生物活性

14、三主要植物适宜三主要植物适宜pH值范围值范围 大多数植物适宜大多数植物适宜pH范围范围68，即微酸至微碱，即微酸至微碱性有的植物能顺应较宽性有的植物能顺应较宽pH范围，有的只能范围，有的只能在一定的在一定的pH范围生长，可作为土壤酸碱性范围生长，可作为土壤酸碱性的指示植物。的指示植物。 酸性指示植物酸性指示植物马尾松、油茶、茶、映山马尾松、油茶、茶、映山红、铁芒箕、石松等。红、铁芒箕、石松等。 钙质指示植物钙质指示植物柏树、蜈蚣草等。柏树、蜈蚣草等。 盐碱指示植物盐碱指示植物盐蒿、碱蓬等。盐蒿、碱蓬等。四与土壤物化性质四与土壤物化性质 酸性土壤和碱性土壤的物理性酸性土壤和碱性土壤的物理性质都很

15、差质都很差五、土壤反响的调理五、土壤反响的调理一酸性土的调理一酸性土的调理 改良酸性土壤通常施用石灰、石灰石改良酸性土壤通常施用石灰、石灰石粉和碱性、生理碱性肥料。粉和碱性、生理碱性肥料。 二碱性土的调理二碱性土的调理 改良碱性土可施用有机肥、石膏、明改良碱性土可施用有机肥、石膏、明矾、硫酸亚铁和硫磺等。矾、硫酸亚铁和硫磺等。 此外，改良碱此外，改良碱土还需求采取与灌溉、排水、园林植物土还需求采取与灌溉、排水、园林植物栽培以及土壤耕作等相结合栽培以及土壤耕作等相结合 。土壤缓冲性土壤缓冲性 (soil buffering)一、土壤缓冲性的概念一、土壤缓冲性的概念 狭义：把少量的酸或碱参与到水溶

16、液中，那么溶液的狭义：把少量的酸或碱参与到水溶液中，那么溶液的pH值立刻发生变化；可是把这些酸碱参与到土壤里，其值立刻发生变化；可是把这些酸碱参与到土壤里，其pH值的变化却不大，这种对酸碱变化的抵抗才干，叫做值的变化却不大，这种对酸碱变化的抵抗才干，叫做土壤的缓冲性能或缓冲作用。土壤的缓冲性能或缓冲作用。 广义：土壤是一个宏大的缓冲体系，对营养元素、污广义：土壤是一个宏大的缓冲体系，对营养元素、污染物质、氧化复原等同样具有缓冲性，具有抗衡外界环染物质、氧化复原等同样具有缓冲性，具有抗衡外界环境变化的才干。境变化的才干。 土壤缓冲性能是影响土壤肥力的重要性土壤缓冲性能是影响土壤肥力的重要性质。质。土壤胶粒土壤胶粒土壤胶粒土壤胶粒 土壤缓冲才干的大小和它的阳离子交换量的关，土壤缓冲才干的大小和它的阳离子交换量的关，交换量愈大，缓冲性能愈强。交换量愈大，缓冲性能愈强。 不同的盐基饱和度表现出对酸碱的缓冲才干是不不同的盐基饱和度表