土壤的化学性质

土壤的化学性质第一页，共九十九页，2022年，8月28日第一节土壤胶体土壤胶体：土壤胶体微粒直径的上限一般取2000毫微米（在胶体化学中，一般指分散相物质的粒径在1-100毫微米之间的为胶体物质）。是土壤中高度分散的物质1.土壤胶体的种类、构造2.土壤胶体的性质3.土壤的离子交换第二页，共九十九页，2022年，8月28日1.土壤胶体的种类和构造1.1土壤胶体的种类

土壤矿质胶体有机胶体有机---无机复合胶体第三页，共九十九页，2022年，8月28日1.2土壤胶体的构造晶形胶粒：胶体内部组成的分子或离子排列组合有严格的规律。（无机胶体）非晶形胶粒：胶体内部组成的分子或离子排列无严格的规律。（有机胶体）第四页，共九十九页，2022年，8月28日

非晶形胶粒

晶形胶粒第五页，共九十九页，2022年，8月28日（1）微粒核（胶核）微粒核是土壤胶体微粒的核心部分，它是由组成胶体微粒的基本物质的分子群所组成。胶核（2）扩散双电层扩散双电层是胶体表面电荷吸引反号电荷离子，在固相界面正负电荷分别排成两层，在电解质溶液中部分反号离子呈扩散状态分布。扩散双电层分以下两层。双电层第六页，共九十九页，2022年，8月28日①决定电位离子层是吸附在胶粒核表面，决定胶粒电荷正负及大小的一层离子。②补偿离子层分为两个层次：非活性补偿离子层活性补偿离子层（3）胶团间溶液：胶体分散体系中的分散介质，胶粒之间的土壤溶液。第七页，共九十九页，2022年，8月28日胶体微粒的扩散双电层构造图式第八页，共九十九页，2022年，8月28日胶团双电层胶核补偿层（双电外层）定位离子层（双电内层）不活动层扩散层胶核微粒团胶粒第九页，共九十九页，2022年，8月28日2.土壤胶体的性质2.1巨大的比表面和表面能

比表面是指单位重量固体颗粒的表面积。

在物体的表面，由于表面分子的四周不都是相同的分子，受到的力就不均衡，使表面分子对外表现有剩余能量，这种能量是由于表面的存在而产生，所以叫做表面能。

第十页，共九十九页，2022年，8月28日2.2带电性土壤胶体微粒都带有一定的电荷，在多数情况下带负电荷，但也有带正电荷的，还有因环境条件不同而带不同电荷的两性胶体。土壤胶体微粒带电的主要原因是由于微粒表面分子本身的解离所致。第十一页，共九十九页，2022年，8月28日（2）腐殖质胶体带电－COOH－COO－＋H＋◎－OH◎－O－＋H＋由于腐殖质分子量大、官能团多，解离后带电量大，对土壤保肥供肥性有重要影响。

（1）含水二氧化硅（H2SiO3）H2SiO3SiO32－＋2H＋第十二页，共九十九页，2022年，8月28日①同晶置换作用粘土矿物晶质中的一种离子被另一种离子取代的过程。在这个过程中，只改变了矿物质的化学成分，而矿物的结晶构造不变，故叫做同晶置换作用。（3）粘土矿物胶体带电

土壤中粘土矿物胶体一般都带负电荷，其电荷来源有以下几个方面：第十三页，共九十九页，2022年，8月28日

永久电荷：在岩石化学风化过程中，因粘土矿物晶格内发生同晶置换而产生的电荷。第十四页，共九十九页，2022年，8月28日②晶格破碎边缘带电矿物质风化破碎过程中，晶格边缘离子一部分电荷未被中和而产生剩余电荷，使晶体边缘带电。③晶格表面分子的解离当土壤溶液pH值变化时，晶格表面的OH基发生解离。第十五页，共九十九页，2022年，8月28日

可变电荷：随土壤pH值条件而改变的电荷，是由于胶体颗粒表面基团的解离或质子化而引起的。第十六页，共九十九页，2022年，8月28日

表面既带负电荷，亦带正电荷的土壤胶体称两性胶体,随溶液土壤反应的变化而变化（三水铝石、腐殖质上的某些原子团在不同pH条件下等）。4．两性胶体带电第十七页，共九十九页，2022年，8月28日以Al（OH）3为例说明如下：在碱性环境中带负电：Al（OH）3＋NaOHAl（OH）2O－＋Na＋＋H2OAl（OH）3＋HClAl（OH）2＋＋Cl－＋H2O在酸性环境中带正电：第十八页，共九十九页，2022年，8月28日等电点：在某一pH条件下，当负电荷和正电荷的数量相等时，胶体的净电荷为零，这就是该胶体的等电点pH值。第十九页，共九十九页，2022年，8月28日2.3土壤胶体的分散性和凝聚性

胶体微粒均匀分散在土壤溶液中成为胶体溶液状态，称为溶胶。（1）土壤胶体溶液（溶胶）（2）土壤中无定形的凝胶体（凝胶）

微粒彼此相互联结凝聚在一起，呈无定型絮状凝胶体，称凝胶。第二十页，共九十九页，2022年，8月28日（3）分散和凝聚作用

由溶胶联结凝聚成凝胶的作用，叫做胶体的凝聚作用。凝聚的速度和强度与两个因素有关：一是电解质浓度；二是电解质种类。第二十一页，共九十九页，2022年，8月28日土壤胶体分散的原因主要是胶粒间带同电荷，互相排斥，不易凝聚。土壤溶液发生凝聚而变成凝胶，主要是通过给胶体溶液增加电解质或加入带相反电荷的胶体或离子。电解质对溶胶的凝聚作用最重要。第二十二页，共九十九页，2022年，8月28日

一般地，离子的价数越高，离子半径越大，所产生的凝聚能力越强。常见阳离子凝聚力的排列顺序是：Fe3＋＞Al3＋＞Ca2＋＞Mg2＋＞K＋＞NH4＋＞Na＋第二十三页，共九十九页，2022年，8月28日

凝胶分散成溶胶的作用，叫做胶体的分散作用。胶体的凝聚作用，有些是可逆的，有些是不可逆的。当土壤干燥时，土壤溶液中的电解质浓度相应增大，土壤胶体易成凝胶状态。相反，当土壤水分增多土壤溶液浓度相应降低，土壤胶体便会带有多余的负电荷，互相排斥而成溶胶状态。第二十四页，共九十九页，2022年，8月28日

一般土壤胶体处于凝胶状态。只有当渍水过多，或胶体吸附的阳离子主要是NH4＋、Na＋，而且又处于稀溶液中，土壤胶体才呈溶胶状态。第二十五页，共九十九页，2022年，8月28日

第二节土壤的离子交换作用

土壤的离子交换作用是由土壤胶体引起的。土壤胶体的交换作用是指土壤胶体微粒扩散层中的离子与土壤溶液中的离子相互交换过程。

可分为阳离子交换作用和阴离子交换作用两种。第二十六页，共九十九页，2022年，8月28日

一、土壤的阳离于交换作用（一）阳离子交换作用的过程

是指酸胶体表面所吸附的阳离子与土壤溶液中的阳离子相互交换的过程。

土壤胶体是带有负电荷的，因而具有一定的阳离子吸附能力，胶体所吸附的一部分阳离子在一定条件下可以与土壤溶液中的阳离子相互代换。第二十七页，共九十九页，2022年，8月28日可用下式来表示：土壤Mg2＋

胶粒AI3＋

K＋

Ca2＋

土壤

10NH4＋

胶粒2H＋＋10NH4＋＋Ca2＋、Mg2＋、Al3＋、K＋、2H＋第二十八页，共九十九页，2022年，8月28日1.可逆反应，迅速平衡

（二）土壤阳离子交换作用的特点2.交换反应是等量电荷对等量电荷的交换3.交换反应的速度受交换点的位置和温度的影响第二十九页，共九十九页，2022年，8月28日（三）影响阳离子交换作用的因素1．阳离子交换能力一种阳离子将它种阳离子从胶粒上交换下来的能力叫做该种阳离子的交换能力。

（1）离子电荷价三价＞二价＞一价（2）离子半径及水化程度第三十页，共九十九页，2022年，8月28日1－－1.0081H＋

21.0000.10640.082Ca2＋

31.3300.07824.232Mg2＋

40.5370.13339.101K＋

50.5320.14318.011NH4＋

60.7900.09323.001Na＋

水化未水化交换力顺序离子半径（A）原子量价数离子离子半径及水化程度与交换力的关系1－－1.0081H＋

21.0000.10640.082Ca2＋

31.3300.07824.232Mg2＋

40.5370.13339.101K＋

50.5320.14318.011NH4＋

60.7900.09323.001Na＋

水化未水化交换力顺序离子半径（A）原子量价数离子1－－

1.008

1H＋

21.0000.10640.082Ca2＋

31.330

0.07824.23

2Mg2＋

40.5370.13339.101K＋

50.532

0.143

18.011NH4＋

60.7900.093

23.00

1Na＋

水化未水化交换力顺序离子半径（A）原子量价数离子第三十一页，共九十九页，2022年，8月28日

土壤中常见的离子交换能力排列顺序是：

Fe3＋＞Al3＋＞H＋＞Ca2＋＞Mg2＋＞K＋＞NH4＋＞Na＋

凡运动速度快的其交换能力也大。H＋半径小，但水化很弱，水膜薄，运动速度快，因此它在交换能力上具有特殊位置。

第三十二页，共九十九页，2022年，8月28日

2．阳离子的相对浓度及交换生成物的性质

K＋Ca2＋＋K2SO4

K＋＋CaSO4有利于向生成物方向进行的条件▲生成物不断被移走（生物吸收、淋溶）▲形成沉淀（矿物固定）不溶物或难溶物▲形成气体土壤胶粒土壤胶粒第三十三页，共九十九页，2022年，8月28日

3.胶体性质

交换量大的胶体结合两价离子的能力强。第三十四页，共九十九页，2022年，8月28日影响因素：

（1）土壤质地一般是胶体物质越多，阳离子交换量越大；胶体粒子越少交换量越小；土壤质地愈细，矿质胶体数量愈多，交换量也愈高。

1．土壤的阳离子交换量指每千克土壤或胶体吸附或代换周围溶液中阳离子的厘摩尔数，单位为cmol／kg土。（四）土壤的阳离子交换量和盐基饱和度第三十五页，共九十九页，2022年，8月28日不同质地土壤的阳离子交换量

25～307～187～81～5阳离子交换量粘土壤土砂壤土砂土土壤

单位：cmol(+)／kg第三十六页，共九十九页，2022年，8月28日（2）腐殖质含量腐殖质胶体阳离子交换量远大于矿质胶体。（3）胶体种类有机胶体交换量最大；矿质胶体中交换量大小是：蒙脱石＞伊利石＞高岭石。（4）土壤酸碱反应一般来说，随土壤碱度增加(pH值增高)解离度增高，带电量多，反之，随土壤酸度增加(pH值降低)解离度降低，带电量减少。

第三十七页，共九十九页，2022年，8月28日

我国土壤阳离子交换量，由南向北，由西向东有逐渐增多的趋势。

阳离子可分为两大类：阳离子的代换量是这两类离子被吸收的总量。盐基离子（Ca2＋、Mg2＋、K＋、Na＋、NH4＋等）H＋与Al3＋第三十八页，共九十九页，2022年，8月28日

2盐基饱和度就是土壤吸附的交换性盐基离子占交换性阳离子总量的百分数。交换性盐基离子总量（cmol／kg）阳离子交换量（cmol／kg）盐基饱和度（％）=

——盐基饱和度的大小常与雨量、母质、植被等自然条件有密切关系。一般干旱地区的土壤盐基饱和度大，多雨地区则小。第三十九页，共九十九页，2022年，8月28日（五）交换性阳离子的活度及影响因素★交换性阳离子活度指实际能解离的交换性阳离子的数量。★影响因素：

A交换性离子饱和度：胶体上某种阳离子占整个阳离子交换量的百分数。B陪补离子的种类

离子相互抑制的能力顺序Na＋＞K＋＞Mg2＋＞Ca2＋＞H＋＞Al3＋第四十页，共九十九页，2022年，8月28日

C无机胶体的种类饱和度相同的条件下，高岭石＞蒙脱石＞水云母D离子半径大小与晶格孔隙大小钾的离子半径和铵的离子半径的大小都接近于晶格孔隙的大小，晶格固定。第四十一页，共九十九页，2022年，8月28日

二、土壤阴离子交换作用

被胶粒表面正电荷吸附的阴离子与溶液中阴离子的交换，称为阴离子交换。

第四十二页，共九十九页，2022年，8月28日

根据土壤胶体对阴离子的吸收力不同，可分为3种类型：

易被土壤胶体吸附的阴离子如H2PO4－、HPO42－、PO43－、HSiO3－、SiO32－及某些有机酸根。

很少被吸附甚至不能被吸收的阴离子，如NO3－、NO2－、Cl－等。

介于上述两者之间的阴离子，如SO42－、CO32－、HCO3－以及某些有机酸根阴离子吸附的相对顺序为：PO43－＞SiO42－＞CO22－＞SO32－＞Cl－＞NO3－

第四十三页，共九十九页，2022年，8月28日第三节土壤溶液1.土壤溶液的组成1.1土壤溶液概念土壤溶液是指土壤水分及其所含溶质、悬浮物与可溶性气体的总称。土壤溶液是一个极为复杂的体系，既有分子，又有离子与胶体；既有无机物，又有有机物。土壤的很多性质都是通过土壤溶液表现出来的。第四十四页，共九十九页，2022年，8月28日1.2土壤溶液的组成

（1）无机胶体：铁铝氧化物、氢氧化物等可形成无机胶体（2）无机盐类：是溶质的主要来源。（3）有机化合物：腐殖质、有机酸、碳水化合物、蛋白质等（4）络合物：无机离子与有机物形成络合物。（5）溶解性气体：O2、CO2、N2、NH3。第四十五页，共九十九页，2022年，8月28日2土壤溶液的浓度2.1土壤溶液浓度的特点土壤溶液浓度的特点是不均一性。（1）土壤胶体的离子代换土壤胶体表面不断进行着离子的吸附与释放，使土壤溶液浓度处于变化之中。（2）土壤中根系与微生物分布不均根系和微生物吸收矿物养分，增加了浓度的不均一性。第四十六页，共九十九页，2022年，8月28日（4）湿度的变化：硝酸盐、氯化物等随水分增加，浓度降低。磷酸盐变化不明显，一价阳离子降低比钙离子明显。（3）温度的变化温度变化引起物质溶解度的变化。不同温度(℃)下的溶解度(g/100g)温度010502850KNO3138209855Ca(H2PO4)2154170.5温度02030020CaCl25957451020Ca(HCO3)2161166第四十七页，共九十九页，2022年，8月28日（5）溶液中各成分之间的相互作用碱土金属与CO32-、SO42-、PO4-发生沉淀，硫酸钠可以降低磷酸钙的溶解度。（6）生物活动对养分吸收的不平衡生物选择性吸收矿质养，生长阶段不同，植物对养分吸收也不同。（7）外界环境因素的影响降雨、灌溉、干旱、施肥、耕作等土壤溶液浓度的不均一，才导致了养分的迁移运动，有利于吸收。第四十八页，共九十九页，2022年，8月28日

2.2土壤溶液浓度范围土壤溶液浓度一般在0.5-1.0g/kg，但是不同气候条件下不同，干旱地区可在1.0-3.0g/kg，盐土有时可达6.0g/kg。大于2.0g/kg时植物吸收水分受到影响。由于土壤溶液浓度过高，使植物不能吸收水分而导致的植物萎焉或枯死的现象称之烧苗。第四十九页，共九十九页，2022年，8月28日3土壤溶液中离子存在形态3.1离子存在形态（1）自由离子：以单个离子存在。（2）水合离子：离子与不同数目的水分子结合成水合物。如H3O+（3）离子对：带相反电荷的离子由于库仑力的作用而松弛地结合在一起。（4）络离子：有有机络离子和无机络离子，络离子是配位键结合。第五十页，共九十九页，2022年，8月28日3.2养分离子的有效性（1）离子活度：溶液中有效离子数并不等于浓度，主要是离子间的相互作用引起的。把实际有效离子的浓度称为活度(a)，活度与浓度的比值称为活度系数(f=a/c)。f总是<1，f越大，该离子有效度越高，即该离子在溶液中的自由离子数就越多。（2）养分离子有效性：植物主要吸收自由离子，自由离子有效性最高。第五十一页，共九十九页，2022年，8月28日第三节土壤酸碱性

土壤酸碱反应是气候、植被、成土母质等及人为因素共同作用的结果。

一、土壤反应的概念

土壤反应是土壤酸性或碱性的程度，常以pH值表示。第五十二页，共九十九页，2022年，8月28日第五十三页，共九十九页，2022年，8月28日

根据我国土壤反应的实际差异情况及其与肥力的关系，可把土壤反应分为下列7级：土壤酸碱性分级

强酸性酸性微酸性中性微碱性碱性强碱性pH值＜4.5pH值4.5～5.5pH值5.6～6.5pH值6.6～7.4pH值7.5～8.0pH值8.1～9.0pH值＞9．0第五十四页，共九十九页，2022年，8月28日第五十五页，共九十九页，2022年，8月28日二、土壤酸性及其形成机理

土壤的酸度指土壤酸性的程度，以pH表示。它是土壤溶液中H＋浓度的表现，H＋浓度愈大，土壤酸性愈强。第五十六页，共九十九页，2022年，8月28日（一）土壤中酸性形成的机理土壤中H＋的来源土壤中铝的活化第五十七页，共九十九页，2022年，8月28日

1.水的解离；

2.动植物呼吸作用排出的CO2溶解于水形成的碳酸解离产生的H＋；3.微生物分解作用产生的有机酸、无机酸解离产生的H＋;4.无机酸的形成由于氧化等作用的发生，使土壤中产生各种各样的无机酸;5.酸雨：我国每年排放SO2约1.7×106～7吨土壤中H＋的来源有：第五十八页，共九十九页，2022年，8月28日土壤中铝的活化

土壤交换性H+的饱和度达到一定限度，就会破坏硅酸盐粘粒晶体结构，其水铝片中Al转化为活性Al3+，取代交换性H而成为交换性Al3+。因此，矿质酸性土以交换性Al3+占绝对优势。第五十九页，共九十九页，2022年，8月28日（二）土壤酸度类型1．活性酸度

活性酸度是指土壤溶液中的氢离子浓度导致的土壤酸度，通常用pH值来表示。2．潜性酸度

潜性酸—土壤胶体吸附的H+、Al3+离子，在被其它阳离子交换进入溶液后，才显示酸性。以cmol/kg表示。

第六十页，共九十九页，2022年，8月28日用水浸提，得到的pH值反应土壤活性酸的强弱。用KCl浸提，得到的pH值除反映土壤溶液中的氢离子外，还反映由K+交换出的氢离子和铝离子显出的酸性。

pH水>大于pH盐

pH水与pH盐差值可反映土壤盐基饱和度，盐基饱和度高的土壤，pH水与pH盐的差值小；盐基饱和度低的土壤，pH水和pH盐的差值就大。

测定土壤pH值时的水土比，按国际土壤学会推荐用2.5:1，水土比大时，测出的pH值稍偏大。第六十一页，共九十九页，2022年，8月28日1强酸性土交换性Al3+与溶液Al3+平衡,溶液中Al3+水解显示酸性：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+强酸性土中，Al3+大大多于交换性H+,是活性酸（溶液H+离子）的主要来源。

如：pH＜4.8的红壤，交换性Al3+占总酸度的95%以上第六十二页，共九十九页，2022年，8月28日2酸性和弱酸性土

盐基饱和度高，交换性铝以Al(OH)2+、Al(OH)2+等形态存在。其代入溶液后同样水解产生H+离子：Al(OH)2++2H2OAl(OH)3+2H+

土壤交换性H+的离解也是溶液的H+来源。

第六十三页，共九十九页，2022年，8月28日（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，没有活性酸就没有潜性酸；先有活性酸，再转化为潜性酸；潜性酸决定着土壤的总酸度（以强碱滴定的土壤酸度）。酸性强弱决定于潜性酸，主要是交换性Al3+；活性酸与潜性酸是土壤胶体交换体系中两种不同的形式，可以互相转化。活性酸是潜性酸的表现。

第六十四页，共九十九页，2022年，8月28日

1、概念及土壤碱性的形成机理由碳酸盐和重碳酸盐导致土壤碱性的程度称土壤碱度。形成碱性反应的主要机理是碱性物质的水解反应。主要决定于土壤中碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙以及交换性Na＋的含量。

三、土壤碱性及其影响因素第六十五页，共九十九页，2022年，8月28日(1)碳酸钙水解

CaCO3+H2O+CO2Ca2++HCO3

-+OH-(2)碳酸钠水解

Na2CO3+2H2O2Na++H2CO3

-+2OH-

碳酸钠的来源：土壤矿物质中钠的碳酸化。风化产物硅酸钠与碳酸作用(析出SiO2):

CaCO3+NaClCaCl2+Na2CO3

(3)交换性钠的水解

当土壤胶体的交换性Na+积累到一定数量，土壤溶液盐浓度较低时，Na+离解进入溶液，水解产生NaOH，并进一步形成碳酸盐Na2CO3、NaHCO3。第六十六页，共九十九页，2022年，8月28日

2、影响土壤碱化的因素

(1)气候因素(干湿度)碱性土分布在干旱、半干旱地区。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，随着蒸发而表聚，使土壤碱化。(2)生物因素

Na、K、Ca、Mg等盐基生物积累。一些植物适应在干旱条件下生长，有富集碱性物质的作用。

如:海蓬子含Na2CO33.75%，碱蒿含2.76%，盐蒿含2.14%，芦苇含0.49%。第六十七页，共九十九页，2022年，8月28日(3)母质

碱性物质的基本来源。基性岩、超基性岩富含碱性物质，含盐基物质多，形成的土壤为碱性。

(4)施肥和灌溉

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田土壤pH有所提高。第六十八页，共九十九页，2022年，8月28日四土壤酸碱度的指标（一）、土壤酸度的强度指标1、土壤pHpH=-lg(H+)（土壤平衡溶液）中性溶液：(H+)=(OH-)=10-7mol/L，pH=pOH=7土壤pH表示法：pH(H2O)—水浸提；pH(KCl)—中性盐1mol/LKCl溶液浸提。一般土壤pH(H2O)＞pH(KCl)。地理分布。我国土壤大部分pH在4.5~8.5之间。“南酸北碱，沿海偏酸，内陆偏碱”的地带性特点。第六十九页，共九十九页，2022年，8月28日（二）土壤酸度的数量指标1、交换酸土壤胶体吸附的氢离子或铝离子通过交换进入溶液后所反映出的酸度。Al3++3H2OAl(OH)3+3H+第七十页，共九十九页，2022年，8月28日

用过量的中性盐，1mol/L的KCl溶液(pH5.5～6.0)与土壤胶体发生代换，K+交代换性氢或铝离子进入土壤溶液所表现的酸度（通过滴定得到的酸度）。交换性酸是酸度的容量因素，单位Cmol/kg。H++KCl土＝土K＋+HCl第七十一页，共九十九页，2022年，8月28日2、水解酸

具有羟基化表面的土壤胶体，通过解离氢离子后所产生的酸度。CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH水解酸的测定是用1mol/L的CH3COONa(pH8.3)处理土壤。第七十二页，共九十九页，2022年，8月28日

交换酸和水解酸的实质是不同的，水解酸的实际测定，因用pH

8.3的CH3COONa，既测定出羟基化表面解离的H+，也测出了因Na+交换出的氢离子和铝离子产生的交换酸度，还包括了土壤溶液中的活性酸，因此测定结果是土壤总酸度。第七十三页，共九十九页，2022年，8月28日

（四）影响土壤酸度的因素1、气候高温多雨地区，风化淋溶较强，特别是降雨量大而蒸发势较弱地区，矿物岩石风化所产生的盐基物质大量淋失，使土壤酸化。我国大陆以北纬30°为界，形成“南酸北碱”局面，与气候条件有关密切相关。2、生物植物根系和微生物通过呼吸作用产生CO2，有机质矿质化也产生CO2，CO2溶解于水成碳酸。

第七十四页，共九十九页，2022年，8月28日土壤中专性微生物如硫化硝化细菌，将含硫含氮有机物转化成硫酸和硝酸，增强了土壤酸度。3、施肥和灌溉施用酸性肥或生理酸性肥，导致土壤酸化。4、母质母质中含酸性物质使土壤酸化。5、酸雨6、土壤空气的CO2分压石灰性土壤pH随Pco2增大而降低，变化于7.5~8.5之间(田间)。CaCO3-CO2-H2O体系：pH=6.03-2/3lgPco2

第七十五页，共九十九页，2022年，8月28日7、土壤水分含量土壤pH测定时的稀释效应，应控制土水比(一般1:2.5)。8、土壤氧化还原条件土壤淹水还原pH向中性点趋近，即酸性土pH升高，碱性土pH降低。酸性土还原pH升高，由于Fe2O3、MnO2还原溶解度增大，显示碱性，有机质加快还原过程。碱性土还原pH下降，主要由于在嫌气条件下有机酸和CO2的积累过程及其综合作用。

第七十六页，共九十九页，2022年，8月28日五土壤缓冲性（一）土壤缓冲性概念土壤中加入酸性或碱性物质后，土壤具有抵抗变酸和变碱而保持pH稳定的能力，称土壤缓冲作用，或缓冲性能。（二）土壤酸碱缓冲性1、土壤酸、碱缓冲原理(1)土壤中有许多弱酸——碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等，当这些弱酸与其盐类共存，就成为对酸、碱物质具有缓冲作用的体系。第七十七页，共九十九页，2022年，8月28日如Hac+NaAc体系当加入HCl：NaAc+HClHac+NaCl当加入NaOH:Hac+NaOHNaAc+H2O(2)土壤具有阳离子交换作用土壤Ca2＋土壤H＋胶粒＋2HCl

←→胶粒H＋＋CaCl2

土壤H＋

土壤Na＋

胶粒＋NaOH

←→胶粒＋H2O(3)土壤中有两性物质第七十八页，共九十九页，2022年，8月28日2、土壤酸碱缓冲容量和滴定曲线

缓冲容量(BufferingCapacity)—使单位(质量或容积)土壤改变1个pH单位所需的酸或碱量。用酸碱滴定获得绘制滴定曲线，称缓冲曲线。不同土壤缓冲容量(曲线)不同，同一土壤缓冲容量(曲线斜率)也有变化。

土壤组分酸碱缓冲量的一般顺序是：有机胶体＞无机胶体；蒙脱石＞伊利石＞高岭石＞含水氧化铁、铝；腐殖质＞粘土＞壤土＞砂土。

第七十九页，共九十九页，2022年，8月28日（四）土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响

1对土壤养分有效性的影响

2对土壤微生物的影响

一般土壤细菌和放线菌适宜中性和微碱性的环境，强酸性土壤中真菌占优势（真菌可在酸性和碱性条件下活动）。第八十页，共九十九页，2022年，8月28日土壤pH与土壤微生物活性及养分有效性的关系第八十一页，共九十九页，2022年，8月28日

3对土壤胶体带电性的影响

pH值高，阳离子交换量增强；pH值低，阳离子交换量减低，土壤保肥、供肥能力也降低。第八十二页，共九十九页，2022年，8月28日4主要木本植物适宜pH值范围大多数木本植物适宜微酸性到微碱性土壤，有些植物要求酸性土壤，在强碱性土壤上一般树种都不能生长。（自然土壤可应用指示植物判断）酸性指示植物——马尾松、油茶、茶、映山红铁芒箕、石松等。钙质指示植物——柏树、蜈蚣草等。盐碱指示植物——盐蒿、碱蓬等。第八十三页，共九十九页，2022年，8月28日

不同植物对土壤酸碱性的适应性是长期自然选择的结果，差别在于：(1)生理适应性，与遗传性有关。(2)营养生理病，如酸性土缺钙引起梨的黑心病。(3)营养菌害病，如马铃薯的疮痂病为生链霉菌引起的，对锰敏感，酸性土壤中有效锰较多，能抑制这种病菌，故马铃薯适宜于酸性土。

第八十四页，共九十九页，2022年，8月28日六、土壤反应的调节（一）酸性土的调节

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。

（二）碱性土的调节

改良碱性土可施用石膏、明矾、硫酸亚铁和硫磺等。此外，改良碱土还需要采取与灌溉、排水、园林植物栽培以及土壤耕作等相结合。第八十五页，共九十九页，2022年，8月28日

第四节土壤氧化还原反应（指导自学）一、土壤氧化还原体系土壤中同一物质可分为氧化态(剂)和还原态(剂)，构成相应的氧化还原体系

。第八十六页，共九十九页，2022年，8月28日1

土壤空气中Ｏ２是主要氧化剂

在通气良好的土壤中，氧体系控制氧化还原反应，使多种物质呈氧化态，如NO3-、Fe3+、Mn4+、SO42-等。

2土壤有机质特别是新鲜有机物是还原剂在土壤缺Ｏ２条件下，将氧化物转化为还原态。

3土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机体系

无机体系的反应一般是可逆的，有机体系和微生物参与条件下的反应是半可逆或不可逆的。

第八十七页，共九十九页，2022年，8月28日

4、土壤氧化还原反应不完全是纯化学反应很大程度上有微生物参与。如:NH4+→NO2-→NO3-分别在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下完成。

5、土壤是不均匀的多相体系不同土壤和同一土层不同部位，氧化还原状况会有不同差异。

6、土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、排水而变化。

二、土壤氧化还原指标１、强度指标(1)氧化还原电位(Eh)：单位为伏(V)或毫伏(mV)第八十八页，共九十九页，2022年，8月28日(2)电子活度负对数—pe(3)Eh与pH的关系土壤氧化还原反应总有H+参与，H+活度对氧化还原平衡有直接影响。2、氧化还原强度指标与数量因素的关系土壤还原性物质包括有机和无机还原性物质，还原性物质总量可测定，但很难直接与Eh联系起来。当然土壤还原性物质浓度仍与Eh有密切的统计相关性。第八十九页，共九十九页，2022年，8月28日三、影响土壤氧化还原的因素

1、土壤通气性2、微生物活动3、易分解有机质的含量4、植物根系的代谢作用5、土壤的pH第九十页，共九十九页，2022年，8月28日第五节土壤酸碱性和氧化还原状态与生物环境（指导自学）一、生物对土壤酸碱性和氧化还原状态适应性1、植物适宜的酸碱度大多数植物适宜pH范围6～8，即微酸至微碱性有的植物能适应较宽pH范围，有的只能在一定的pH范围生长，可作为土壤酸碱性的指示植物。

酸性指示植物——马尾松、油茶、茶、映山红铁芒箕、石松等。钙质指示植物——柏树、蜈蚣草等。盐碱指示植物——盐蒿、碱蓬等。第九十一页，共九十九页，2022年，8月28日

不同植物对土壤酸碱性的适应性是长期自然选择的结果，差别在于：(1)生理适应性，与遗传性有关。(2)营养生理病，如酸性土缺钙引起梨的黑心病。(3)营养菌害病，如马铃薯的疮痂病为生链霉菌引起的，对锰敏感，酸性土壤中有效锰较多，能抑制这种病菌，故马铃薯适宜于酸性土。

2、土壤Eh值范围和植物生长

土壤中发生的一系列氧化还原反应都在水的氧化还原稳定范围内进行的。

第九十二页，共九十九页，2022年，8月28日土壤氧化性和还原性一般作如下区分：(1)Eh＞400mV

氧化性，O2占优势，各种物质呈氧化态，如NO3-、MnO2、Fe2O3、SO42-等对旱作有利，对水稻不太适宜。