第3章土壤的基本性状2化学性质课件

第四节第四节 土壤酸碱性土壤酸碱性一、土壤酸化过程一、土壤酸化过程土土壤壤中中H H+来来源源：水水的的解解离离；碳碳酸酸解解离离；有有机机酸酸的的解解离离；酸酸雨雨；其其它它无无机机酸酸（施施用用的的生生理理酸酸性性肥肥料料KClKCl、NHNH4 4ClCl、(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4、过磷酸钙；农药等）、过磷酸钙；农药等）土壤中铝的活化：土壤中铝的活化：晶格破坏晶格破坏.二、土壤酸度类型二、土壤酸度类型1、活性酸：由土壤溶液中、活性酸：由土壤溶液中H+引起的，一般用引起的，一般用pH值来值来表示溶液中表示溶液中H+的浓度（土壤酸碱度）。土壤的浓度（土壤酸碱度）。土壤pH值一般值一般在在4-9的范围内。的范围内。.表4-10 土壤酸碱度分级pH酸碱度分级酸碱度分级pH值值酸碱度分级酸碱度分级 4.5极强酸性极强酸性6.5-7.5中中 性性4.5-5.5强酸性强酸性7.5-8.0微碱性微碱性5.5-6.0酸酸 性性8.0-8.5碱碱 性性6.0-6.5微酸性微酸性 8.5强碱性强碱性.2 2、潜性酸：指土壤胶体上吸附的、潜性酸：指土壤胶体上吸附的H H+和和AlAl3+3+等离子引起等离子引起的酸性。的酸性。.酸性硫酸盐土酸性硫酸盐土(海南岛三江东塞港）海南岛三江东塞港）.3 3、交换性酸度与水解性酸度、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。交换性酸度：用过量的中性盐溶液与土壤作用。水解性酸度：用碱性盐水解性酸度：用碱性盐(醋酸盐醋酸盐)溶液与土壤作用。用溶液与土壤作用。用水解性酸度来确定石灰施用量。水解性酸度来确定石灰施用量。.三、土壤碱度三、土壤碱度土壤碱性的来源：主要是钙、镁、钠的碳酸盐和土壤碱性的来源：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。重碳酸盐，以及胶体表面吸附的交换性钠。碳酸钙水解碳酸钙水解碳酸钠水解碳酸钠水解交换性钠水解交换性钠水解.四、影响土壤酸碱性的因素四、影响土壤酸碱性的因素气候：淋溶与蒸发气候：淋溶与蒸发母质：母质：植被：植被：地形：地形：人为活动：人为活动：施肥施肥 水旱轮作水旱轮作 酸雨酸雨.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、影响土壤养分的有效性和污染元素的溶解微微生生物物在在pH中中性性附附近近最最旺旺盛盛，养养分分在在中中性性附附近近有有效性最大（如效性最大（如N、S等等)pH影响养分沉淀溶解影响养分沉淀溶解.五、土壤酸碱性与土壤肥力关系五、土壤酸碱性与土壤肥力关系pH6-7，P有效性最高有效性最高酸性土中酸性土中K、Ca、Mg由于淋失而缺乏由于淋失而缺乏极度强酸性土中极度强酸性土中Al、Fe、Mn毒害毒害微微量量元元素素B中中性性有有效效性性高高；Mo强强酸酸性性下下有有效效性低；性低；Cu、Zn酸性下有效性高酸性下有效性高.2、影响土壤的带电性、影响土壤的带电性CEC保肥性保肥性3、影响土壤物理性质、影响土壤物理性质酸性：酸性：H质土，质土，H+、Al3+多，多，Ca2+少，粘重少，粘重板结，透气不良板结，透气不良碱性：碱性：Na质土，渍水呈稀泥，干时僵板，通质土，渍水呈稀泥，干时僵板，通气不良气不良.六、土壤酸碱性与植物生长的关系六、土壤酸碱性与植物生长的关系1、植植物物有有其其适适宜宜生生长长的的土土壤壤pH范范围围：大大多多数数作作物物、蔬菜、果树要求蔬菜、果树要求pH68。.植物最适生长的土壤pH范围 最适土壤最适土壤pH值范围值范围植物种类植物种类4.05.0兰花兰花、高灌木越桔、泥炭藓（、高灌木越桔、泥炭藓（pH3.55.0）、）、黑云杉黑云杉4.55.5杜鹃花、白雪松、石松杜鹃花、白雪松、石松5.05.5茶茶、马铃薯、马尾松、马铃薯、马尾松5.06.0红薯、菠萝、板栗、油桐、草夹竹桃、美洲红薯、菠萝、板栗、油桐、草夹竹桃、美洲冬青、冷杉、云杉、铁杉、红松、火炬松冬青、冷杉、云杉、铁杉、红松、火炬松5.06.5荞麦、草莓、山毛榉、欧洲落叶松荞麦、草莓、山毛榉、欧洲落叶松5.07.0黑麦、黑麦、花生花生、亚麻、紫云英、柑桔、亚麻、紫云英、柑桔5.07.5燕麦、栎燕麦、栎5.56.5萝卜、辣椒萝卜、辣椒.5.57.0蚕豆、虹豆、胡萝卜、黄瓜、白三叶、秋海棠、蚕豆、虹豆、胡萝卜、黄瓜、白三叶、秋海棠、蒲化英、菟丝子蒲化英、菟丝子5.57.5玉米、小麦玉米、小麦、烟草、蕃茄、烟草、蕃茄6.07.0大豆、西瓜、甘蓝、芹菜、莴苣、洋葱、苕子、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、花旗松东方百合、非洲紫罗兰、银杏、槐、花旗松6.07.5水稻水稻、大麦、红三叶、结球甘蓝、菠菜、菊花、大麦、红三叶、结球甘蓝、菠菜、菊花、紫丁香、侧柏、狗尾草紫丁香、侧柏、狗尾草6.08.0棉花棉花、油菜、豌豆、甘蔗、甜菜、向日葵、紫、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、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、樱桃、桃、梨、核桃、杏、桑、白杨、洋槐、野芥菜野芥菜6.08.5高粱高粱.喜酸植物喜酸植物：杜鹃花、兰花、茶、马铃薯、马尾松、：杜鹃花、兰花、茶、马铃薯、马尾松、西瓜等。西瓜等。喜碱植物喜碱植物：大豆、花椰菜、大麦、苹果、玉米、苜：大豆、花椰菜、大麦、苹果、玉米、苜蓿等。蓿等。指示植物：对土壤指示植物：对土壤pH有特别要求的植物。有特别要求的植物。.2、影响植物病害：病原菌对、影响植物病害：病原菌对pH有一定要求有一定要求马马铃铃薯薯（pH5.05.5）的的疮疮痂痂病病在在pH6.5时时发发生，控制土壤生，控制土壤pH可防病可防病树木苗圃立枯病（要保持土壤酸性）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.某红壤的某红壤的pHpH为为5.05.0，耕层土壤为，耕层土壤为225225万万kg/hmkg/hm2 2，土壤含水量为，土壤含水量为20%20%，CECCEC为为10cmol/kg10cmol/kg土，盐基饱和度为土，盐基饱和度为60%60%，试计算达到，试计算达到pH=7pH=7时，中和活性酸和潜性酸的石灰需要量。时，中和活性酸和潜性酸的石灰需要量。解：中和活性酸解：中和活性酸pH=5.0pH=5.0，土壤溶液中，土壤溶液中H H+为为1010-5-5mol/kg,mol/kg,则每公顷则每公顷耕层土壤含耕层土壤含H H+为：为：2250000225000020%20%1010-5-5=4.5molH=4.5molH+/hm/hm2 2pH=7pH=7，含，含H H+为：为：2250000225000020%20%1010-7-7=0.045molH=0.045molH+/hm/hm2 2则需中和的活性酸为：则需中和的活性酸为：4.5-0.045=4.455molH4.5-0.045=4.455molH+/hm/hm2 2如以如以CaOCaO中和：需要量为中和：需要量为4.45556/2=124.74g4.45556/2=124.74g中和潜性酸：22500001010-2(1-0.6)=90000molH+/hm2 9000056/2=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。特点特点：无机体系与有机体系；无机体系与有机体系；很大程度上有生物的参与；很大程度上有生物的参与；不均匀的多相体系。不均匀的多相体系。.二、氧化还原电位(Eh)EhEh越大，氧化强度越大；越大，氧化强度越大；EhEh越小，还原强度越大。越小，还原强度越大。土壤Eh一般为-450720mV;旱地土壤为400700mV；水田为-200300mV。.三、影响氧化还原的因素三、影响氧化还原的因素土壤通气性；土壤通气性；微生物活动；微生物活动；易分解有机质的含量；易分解有机质的含量；土壤的土壤的pHpH：pH/pH/Eh=-59mVEh=-59mV植物根系的代谢作用。植物根系的代谢作用。.几种作物根域土壤Eh(mV)冬小麦冬小麦甜菜甜菜三叶草三叶草水稻水稻根域内根域内376393315250根域外根域外421468375-30.四、土壤氧化还状况对土壤肥力的影响四、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主要影响土壤中变价元素的有效性(Fe/Mn/S(Fe/Mn/S等等)。N N素：素：Eh220mVEh480mVEh480mV，以硝态氮为主，适合旱作作物吸收。，以硝态氮为主，适合旱作作物吸收。P素：低低EhEh条件下有利于磷素的提高。原因：条件下有利于磷素的提高。原因：.第五节 离子交换一、阳离子交换一、阳离子交换1、概概念念：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 3、影响阳离子交换力的因素：、影响阳离子交换力的因素：（1 1）电电荷荷多多少少。FeFe3+3+AlAl3+3+H H+CaCa2+2+MgMg2+2+K K+NH NH4 4+Na Na+（2 2）离子半径及水化半径。）离子半径及水化半径。（3 3）离子浓度。）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（土壤胶体的阳离子交换量（cmol/kgcmol/kg）土壤胶体种类土壤胶体种类阳离子交换量阳离子交换量腐殖质腐殖质100-300蛭石蛭石80-150蒙脱石蒙脱石60-100水云母水云母25-40高岭石高岭石3-15含水氧化物含水氧化物0-3.不同粘粒矿物组成的土壤胶体的阳离子交换量不同粘粒矿物组成的土壤胶体的阳离子交换量土壤类型土壤类型交换量交换量（cmol/kg）主要粘粒矿物主要粘粒矿物暗粟钙土（内蒙）暗粟钙土（内蒙）66.3蒙脱石，伴有水云母、蛭石蒙脱石，伴有水云母、蛭石白浆土（黑龙江）白浆土（黑龙江）49.2水云母，伴有蒙脱石水云母，伴有蒙脱石褐土（北京）褐土（北京）55.9水云母，伴有蛭石、高岭石水云母，伴有蛭石、高岭石黄棕壤（江西）黄棕壤（江西）41.4水云母，伴有高岭石、蒙脱石水云母，伴有高岭石、蒙脱石红壤（江西）红壤（江西）22.0高岭石，伴有水云母、蛭石高岭石，伴有水云母、蛭石赤红壤（广东）赤红壤（广东）12.0高岭石，伴有水云母高岭石，伴有水云母砖红壤（海南）砖红壤（海南）5.2高岭石，伴有三水铝石高岭石，伴有三水铝石.20 cmol/kg的为保肥力强的土壤；20-10 cmol/kg 的为保肥中等的土壤；10 cmol/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、影响因素土壤质地土壤质地胶体数量与类型胶体数量与类型土壤土壤pH.三、盐基饱和度三、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。.盐基饱和度盐基饱和度=阳离子交换量阳离子交换量X 100交换性盐基离子总量交换性盐基离子总量eg.测得某种土壤的测得某种土壤的CEC为为50(+)cmol/kg，交换性，交换性盐离子盐离子Ca2+、Mg2+、K+、Na+的含量分别为的含量分别为10、5、10、5 cmol(+)/kg。该土壤的盐基饱和度为多小？。该土壤的盐基饱和度为多小？解：该土壤的盐基饱和度（解：该土壤的盐基饱和度（%）=（10+5+10+5）/50=0.6=60%盐基饱和度大于等于盐基饱和度大于等于80%的土壤，一般认为是很肥沃的土壤，一般认为是很肥沃的土壤；的土壤；50%-80%为中等肥力土壤；小于为中等肥力土壤；小于50%为肥力为肥力低的土壤。低的土壤。.3、交换性离子的饱和度：、交换性离子的饱和度：土壤胶体上某种交换离土壤胶体上某种交换离子占整个阳离子交换量的百分数。子占整个阳离子交换量的百分数。交换性离子的有效度交换性离子的有效度.土壤中交换性钙饱和度与有效度关系土壤中交换性钙饱和度与有效度关系小小20630乙乙大大40410甲甲钙的有效度钙的有效度交换性钙的饱和度交换性钙的饱和度(%)交换性钙交换性钙(cmol/kg)阳离子交换量阳离子交换量(cmol/kg)土壤土壤.