第3章土壤的基本性状2化学性质

第四节土壤酸碱性一、土壤酸化过程土壤中H+来源：水的解离；碳酸解离；有机酸的解离；酸雨；其它无机酸（施用的生理酸性肥料——KCl、NH4Cl、(NH4)2SO4、过磷酸钙；农药等）土壤中铝的活化：晶格破坏二、土壤酸度类型1、活性酸：由土壤溶液中H+引起的，一般用pH值来表示溶液中H+的浓度（土壤酸碱度）。土壤pH值一般在4-9的范围内。表4-10土壤酸碱度分级pH酸碱度分级pH值酸碱度分级>4.5极强酸性6.5-7.5中性4.5-5.5强酸性7.5-8.0微碱性5.5-6.0酸性8.0-8.5碱性6.0-6.5微酸性>8.5强碱性2、潜性酸：指土壤胶体上吸附的H+和Al3+等离子引起的酸性。酸性硫酸盐土(海南岛三江东塞港）3、交换性酸度与水解性酸度交换性酸度：用过量的中性盐溶液与土壤作用。水解性酸度：用碱性盐(醋酸盐)溶液与土壤作用。用水解性酸度来确定石灰施用量。三、土壤碱度土壤碱性的来源：主要是钙、镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐，以及胶体表面吸附的交换性钠。碳酸钙水解碳酸钠水解交换性钠水解四、影响土壤酸碱性的因素气候：淋溶与蒸发母质：植被：地形：人为活动：施肥水旱轮作酸雨五、土壤酸碱性与土壤肥力关系1、影响土壤养分的有效性和污染元素的溶解微生物在pH中性附近最旺盛，养分在中性附近有效性最大（如N、S等)pH影响养分沉淀溶解五、土壤酸碱性与土壤肥力关系pH6-7，P有效性最高酸性土中K、Ca、Mg由于淋失而缺乏极度强酸性土中Al、Fe、Mn毒害微量元素B中性有效性高；Mo强酸性下有效性低；Cu、Zn酸性下有效性高2、影响土壤的带电性→CEC→保肥性3、影响土壤物理性质酸性：H质土，H+、Al3+多，Ca2+少，粘重板结，透气不良碱性：Na质土，渍水呈稀泥，干时僵板，通气不良六、土壤酸碱性与植物生长的关系1、植物有其适宜生长的土壤pH范围：大多数作物、蔬菜、果树要求pH6~8。植物最适生长的土壤pH范围最适土壤pH值范围植物种类4.0~5.0兰花、高灌木越桔、泥炭藓（pH3.5~5.0）、黑云杉4.5~5.5杜鹃花、白雪松、石松5.0~5.5茶、马铃薯、马尾松5.0~6.0红薯、菠萝、板栗、油桐、草夹竹桃、美洲冬青、冷杉、云杉、铁杉、红松、火炬松5.0~6.5荞麦、草莓、山毛榉、欧洲落叶松5.0~7.0黑麦、花生、亚麻、紫云英、柑桔5.0~7.5燕麦、栎5.5~6.5萝卜、辣椒5.5~7.0蚕豆、虹豆、胡萝卜、黄瓜、白三叶、秋海棠、蒲化英、菟丝子5.5~7.5玉米、小麦、烟草、蕃茄6.0~7.0大豆、西瓜、甘蓝、芹菜、莴苣、洋葱、苕子、东方百合、非洲紫罗兰、银杏、槐、花旗松6.0~7.5水稻、大麦、红三叶、结球甘蓝、菠菜、菊花、紫丁香、侧柏、狗尾草6.0~8.0棉花、油菜、豌豆、甘蔗、甜菜、向日葵、紫苜蓿、花椰菜、南瓜、芦笋、天竺葵、苹果、樱桃、桃、梨、核桃、杏、桑、白杨、洋槐、野芥菜6.0~8.5高粱喜酸植物：杜鹃花、兰花、茶、马铃薯、马尾松、西瓜等。喜碱植物：大豆、花椰菜、大麦、苹果、玉米、苜蓿等。指示植物：对土壤pH有特别要求的植物。2、影响植物病害：病原菌对pH有一定要求马铃薯（pH5.0~5.5）的疮痂病在pH>6.5时发生，控制土壤pH可防病树木苗圃立枯病（要保持土壤酸性）六、土壤pH值的测定1、酸碱混合指示剂(野外)2、pH计(室内)：玻璃-甘汞电极水土比CO2影响某红壤的pH为5.0，耕层土壤为225万kg/hm2，土壤含水量为20%，CEC为10cmol/kg土，盐基饱和度为60%，试计算达到pH=7时，中和活性酸和潜性酸的石灰需要量。解：中和活性酸pH=5.0，土壤溶液中H+为10-5mol/kg,则每公顷耕层土壤含H+为：2250000×20%×10-5=4.5molH+/hm2pH=7，含H+为：2250000×20%×10-7=0.045molH+/hm2则需中和的活性酸为：4.5-0.045=4.455molH+/hm2如以CaO中和：需要量为4.455×56/2=124.74g中和潜性酸：2250000×10×10-2×

(1-0.6)=90000molH+/hm290000×56/2=2520000g=252kg/hm2第五节土壤氧化还原反应一、土壤中的氧化还原体系O、Mn、Fe、N、S、H和有机C；土壤中主要的氧化剂为O，主要的还原剂为有机碳。特点：无机体系与有机体系；很大程度上有生物的参与；不均匀的多相体系。二、氧化还原电位(Eh)Eh越大，氧化强度越大；Eh越小，还原强度越大。土壤Eh一般为-450~720mV;旱地土壤为400~700mV；水田为-200~300mV。三、影响氧化还原的因素土壤通气性；微生物活动；易分解有机质的含量；土壤的pH：⊿pH/⊿Eh=-59mV植物根系的代谢作用。几种作物根域土壤Eh(mV)冬小麦甜菜三叶草水稻根域内376393315250根域外421468375-30四、土壤氧化还状况对土壤肥力的影响主要影响土壤中变价元素的有效性(Fe/Mn/S等)。N素：Eh<220mV，以铵态氮为主，适合水稻作物吸收，但易硝化造成氮素的损失；Eh>480mV，以硝态氮为主，适合旱作作物吸收。P素：低Eh条件下有利于磷素的提高。原因：第五节离子交换一、阳离子交换1、概念：土壤中被胶体静电吸附的阳离子，一般可被溶液中另一种阳离子交换而从胶体表面解吸，这种反应被称之为阳离子交换。能相互交换的阳离子叫做交换性阳离子。2、规律：（1）阳离子交换是可逆反应，反应一般快速进行(外表面)。（2）同号离子的等摩尔交换。（3）土壤交换作用视阳离子交换能力大小和离子浓度而定。3、影响阳离子交换力的因素：（1）电荷多少。Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+（2）离子半径及水化半径。（3）离子浓度。表4-2离子价、离子半径、水化程度与交换力离子价数原子量离子半径交换力顺序未水化水化Na+123.000.0930.7906NH4+118.010.1430.5375K+139.100.1330.5324Mg2+224.320.0781.3303Ca2+240.080.1061.0002H+11.008--1二、阳离子交换量1、概念：指在pH7.0时，土壤可能吸附的阳离子最大量。单位为cmol/kg(厘摩尔/千克）。2、矿物的阳离子交换量3、土壤的阳离子交换量土壤胶体的阳离子交换量（cmol/kg）土壤胶体种类阳离子交换量腐殖质100-300蛭石80-150蒙脱石60-100水云母25-40高岭石3-15含水氧化物0-3不同粘粒矿物组成的土壤胶体的阳离子交换量土壤类型交换量（cmol/kg）主要粘粒矿物暗粟钙土（内蒙）66.3蒙脱石，伴有水云母、蛭石白浆土（黑龙江）49.2水云母，伴有蒙脱石褐土（北京）55.9水云母，伴有蛭石、高岭石黄棕壤（江西）41.4水云母，伴有高岭石、蒙脱石红壤（江西）22.0高岭石，伴有水云母、蛭石赤红壤（广东）12.0高岭石，伴有水云母砖红壤（海南）5.2高岭石，伴有三水铝石>20cmol/kg的为保肥力强的土壤；

20-10cmol/kg的为保肥中等的土壤；

<10cmol/kg的为保肥力弱的土壤。CEC直接反映了土壤的保肥、供肥性能和缓冲能力。4、影响因素土壤质地胶体数量与类型土壤pH三、盐基饱和度1、土壤阳离子分类：盐基离子和致酸离子2、土壤盐基饱和度概念：土壤胶体上吸附的盐基离子总量占阳离子交换量的百分数。盐基饱和度=

阳离子交换量X100交换性盐基离子总量eg.测得某种土壤的CEC为50(+)cmol/kg，交换性盐离子Ca2+、Mg2+、K+、Na+的含量分别为10、5、10、5cmol(+)/kg。该土壤的盐基饱和度为多小？解：该土壤的盐基饱和度（%）=（10+5+10+5）/50=0.6=60%盐基