土壤肥料学单元三土壤的基本性质课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单元三,土壤的基本性质,单元三 土壤的基本性质,1,第一节 土壤孔隙性与结构性,第一节 土壤孔隙性与结构性,2,土壤孔性,土壤孔性,是指能够反映土壤孔隙总容积的大小，孔隙的搭配及孔隙在各土层中的分布状况等的综合特性。,土壤孔性的好坏，决定于土壤的质地、松紧度、有机质含量和结构等。可以说，土壤孔性是土壤结构性的反映，结构好则孔性好，反之亦然。,一、土壤孔隙性,土壤孔性 土壤孔性是指能够反映土壤孔隙总容积的大小，孔隙的搭,3,土壤孔性包括,土壤孔隙度,和,孔隙类型,决定土壤气、液两相的总量,决定气、液两项的比例,土壤孔性包括土壤孔隙度和孔隙类型决定土壤气、液两相的总量决定,4,土壤孔隙度,：自然状态下单位容积土壤中孔隙,容积占整个土体容积的百分数，,即土壤大小孔隙的数量。,土壤孔隙度 （1土壤容重/土壤密度）100,公式的推导？,土壤孔隙度 孔隙容积/土壤容积100,怎么测？,1、土壤孔隙容积的数量表示,土壤孔隙度：自然状态下单位容积土壤中孔隙土壤孔隙度 （1,5,2、土壤密度和土壤容重,1）,土壤密度,概念:单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙）的质量，叫做土壤密度，单位用g/cm,3,或t/m,3,表示。土粒密度与水的密度之比，叫做土粒相对密度（比重）。,A、,土壤密度大小取决于土壤矿物质颗粒组成和土壤有机质含量。,B、,通常情况下，土粒相对密度取多数土壤的平均值,2.65,土壤孔性,2、土壤密度和土壤容重1）土壤密度土壤孔性,6,土壤中常见组分的密度,组 分,密度(g/cm,3,),组 分,密度g/cm,3,),石 英,2.60-2.68,赤铁矿,4.90-5.30,正长石,2.54-2.57,磁铁矿,5.03-5.18,斜长石,2.62-2.76,三水铝石,2.30-2.40,白云母,2.77-2.88,高岭石,2.61-2.68,黑云母,2.70-3.10,蒙皂石,2.53-2.74,角闪石,2.85-3.57,伊利石,2.60-2.90,辉 石,3.15-3.90,腐殖质,1.40-1.80,纤铁矿,3.60-4.10,土壤孔性,土壤中常见组分的密度组 分密度(g/cm3)组 分密度g/c,7,2）,土壤容重,概念:自然状态下（包括土粒之间的孔隙），单位容积土壤的烘干质量，单位以g/cm,3,或t/m,3,表示,影响因素:,A、,质地,砂质土壤密度多在1.4-1.7g/cm,3,之间; 粘质土壤密度在1.1-1.6g/cm,3,之间; 壤质土壤则介于上二者之间,B、,结构,团粒结构多的土壤密度相应降低,C、,有机质,富含腐殖质的土层一般结构良好，比较疏松，密度较小，约为0.8-1.2g/cm,3,D、,土粒排列方式,土壤孔性,最疏松的排列方式为正方体型，其孔隙度为47.64% ; 最紧密的排列方式为三斜方体型，其孔隙度为25.95%,2）土壤容重 土壤孔性 最疏松的排列方式为正方体型，其孔隙度,8,反映土壤紧密度,计算土壤重量,Ms= S h d,MS: 土壤重量,S：面积,h：土层高度,d：容重,计算土壤重各种组分的数量,3、土壤容重的应用,反映土壤紧密度3、土壤容重的应用,9,土,壤,容,重,的,用,途,土壤孔性,某土壤耕层容重为1.3 g/cm,3,，土壤相对密度为2.65，求该土壤的孔隙度？,计算土壤孔隙度：,根据实测土壤的容重与密度，,按下式计算：孔隙度=1-容重/比重,土壤孔隙度=1-1.3/2.65=51%,土土壤孔性 某土壤耕层容重为1.3 g/cm3，土壤相对密度,10,计算工程土方量：,如在土工建设或土地整理工程中，有2000m,2,面积应挖去0.2m厚的表土，其容重为1.3t/m,3,，则应挖去的土方及土壤质量？,挖去的土方：2000m,2,0.2m=400m,3,，,土壤质量：400m,3,1.3t/ m,3,=520t,土,壤,容,重,的,用,途,计算工程土方量：挖去的土方：2000m20.2m=400m,11,估算各种土壤成分储量：,根据容重和土壤成分含量，来计算该成分在一定土体中的储量。例如，1hm,2,农地的耕层(厚0.2m)容重为1.3 g/cm,3,，有机质含量为15g/kg，全氮含量为0.75g/kg(按土壤质量计)，则该农地耕层土壤中的全氮和有机质储量为多少？,全氮储量为：,10000m,2,0.2m,l.3t/m,3,0.75,g/kg,1000,=1.95t。,有机质储量为：,10000m,2,0.2m,l.3t/m,3,15,0.75,g/kg,1000,=39.0t。,土,壤,容,重,的,用,途,估算各种土壤成分储量：全氮储量为：土,12,计算土壤储水量及灌水(或排水)定额：,用容重值可计算某一土体容积中保存的水量，进而计算需要的灌水(或排水)定额。,土,壤,容,重,的,用,途,计算土壤储水量及灌水(或排水)定额：用容重值可计算某一土体容,13,土壤孔性,3、土壤孔隙的类型,土壤孔隙度和土壤孔隙比只说明土壤孔隙的数量，并不能说明土壤透水、保水、通气等的性质如何。因此必需进一步了解土壤孔隙的大小及其分配状况。土壤孔隙的大小、形状均不规则，无法按其真实孔径来研究。土壤学中所说的孔隙直径是指与一定的土壤水吸力相当的孔径，叫做当量孔径。当量孔径与土壤水吸力的关系为：,d=3/T,式中 d孔隙的当量孔径，mm；,T土壤水吸力，100 Pa；,孔隙类型,非活性孔隙,毛管孔隙,空气孔隙,土壤孔性 3、土壤孔隙的类型 土壤孔隙度和土壤孔隙比只说明土,14,1）非活性孔隙,（或称无效孔隙、微孔隙）,非活性孔隙指土壤中最细小的孔隙，其直径1.510,5,Pa）。,由于孔隙过小，土粒表面所吸附的水膜已将其充满，其中水分的保存依靠极强的分子引力，不能移动，不能被植物吸收利用，成为无效水，因此，也称,无效孔隙,。,无效孔隙度%=（无效孔隙容积/土壤容积）100,土壤孔性,1）非活性孔隙土壤孔性,15,2）毛管孔隙,毛管孔隙较无效孔隙粗，直径范围为0.002 mm,-,0.02 mm(土壤水吸力1.510,5,Pa-1.510,4,Pa)之间，这种孔隙具有明显的,毛管作用,，所以水分能借助毛管引力保存在孔隙中，并靠毛管引力向各个方向移动，且移动速度快，易于被植物吸收利用。,毛管孔隙度%=（毛管孔隙容积/土壤容积）100,土壤孔性,2）毛管孔隙土壤孔性,16,3）空气孔隙（通气孔隙）,空气孔隙是,指孔径大于毛管孔隙的孔隙，即孔径0.02 mm(土壤水吸力1.510,4,Pa)。,这类孔隙中的水分主要受重力支配而排,出，因而使这部分孔隙成为空气的通道，故称之为,空气孔隙或通气孔隙,。,空气孔隙度%=（空气孔隙容积/土壤容积）100,土壤孔性,3）空气孔隙（通气孔隙）土壤孔性,17,4、土壤孔隙的影响因素,质地,粘土孔隙小，以无效孔隙和毛管孔隙占优势，但孔隙数量多，土壤总孔隙度高；砂土以通气孔隙为主，但数量少，土壤总孔隙度低；壤土的孔隙度居中。,结构,团粒结构多土壤疏松，孔隙状况好,土壤有机质含量,含量多的土壤总孔隙度高,土粒排列,自然因素和土壤管理,土壤孔性,47.46%,25.95%,4、土壤孔隙的影响因素 质地 粘土孔隙小，以无效孔隙和毛,18,五、土壤孔性的调节,1、改良不良的土壤质地,2、增加土壤有机质含量,3、合理灌水和耕作,五、土壤孔性的调节 1、改良不良的土壤质地2、增加土壤有机质,19,土壤结构,土壤中的固体颗粒很少以单粒存在，多是单个土粒在各种因素综合作用下相互粘合团聚，形成大小、形状和性质不同的团聚体，称为,土壤结构体,。,土壤结构包含着两重含义，即土壤结构体和土壤结构性。,土壤结构性,指土壤中结构体的大小、形状、及相互排列组合形式等性质。,二、土壤结构性,土壤结构土壤中的固体颗粒很少以单粒存在，多是单个土粒在各种因,20,土壤结构,一）土壤结构体的类型,块状结构体：,其长、宽、高三轴大体近似，边面棱不甚明显，在土壤质地比较粘重、缺乏有机质的土壤中容易形成，特别是土壤过湿或过干耕作时最易形成。,“坷垃”,土壤结构一）土壤结构体的类型 块状结构体：其长、宽、高三轴大,21,土壤结构,核状结构体：,长、宽、高三轴大体近似，边面棱角明显，比块状结构体小，一般多为石灰或铁质作为胶结剂，在结构面上有胶膜出现，故常具水稳性，这类结构体在粘重而缺乏有机质的表下层土壤中较多。,蒜瓣土,土壤结构核状结构体：长、宽、高三轴大体近似，边面棱角明显，比,22,土壤结构,柱状结构体：,呈立柱状，棱角明显有定形者称为棱柱状结构体，棱角不明显无定形者称为拟柱状结构体，常出现于半干旱地带的表下层，以碱土、碱化土表下层或粘重土壤心土层中最为典型。,“立土”,土壤结构柱状结构体：呈立柱状，棱角明显有定形者称为棱柱状结构,23,土壤结构,片状结构体：,呈扁平状，往往由于流水沉积作用或某些机械压力所造成，常出现于森林土壤的灰化层、碱化土壤的表层和耕地土壤的犁底层。在雨后或土壤灌溉后所形成的地表结壳或板结层，也属于片状结构体。,“卧土、平搓土”,土壤结构片状结构体：呈扁平状，往往由于流水沉积作用或某些机械,24,土壤结构,团粒结构体,“,蚂蚁蛋、米糁子”,团粒结构是指近似球形的较疏松的多孔的小团聚体，,直径约为0.2510 mm,具有水稳性。,微团聚结构指0.25 mm以下的团聚体。,团粒结构一般多在有机质含量高、肥沃的,耕层土壤中出现。,土壤结构团粒结构体“蚂蚁蛋、米糁子”,25,土壤结构,二）土壤结构体的形成,土壤结构体的形成大体可分为两个阶段：第一阶段由原生土粒凝聚胶结，形成初级复粒或致密土团;第二阶段则由初级复粒或小土团进一步粘结，或聚合成大土块，或由土体在机械力作用下破裂成型，形成各种大小和形状不同的结构体。,块状、核状、柱状和片状结构体通常是由单粒直接粘结而成，而团粒结构则是经过多次复合和团聚而成。团粒结构形成的条件包括两方面，即,胶结物质,和,成型动力,。,土壤结构二）土壤结构体的形成 土壤结构体的形成大体可分为两个,26,土壤团粒结构的形成,单粒 微凝聚体 微团聚体团粒,总体分两个阶段：,粘聚+成型动力作用 团聚体,土壤团粒结构的形成,27,土壤结构,1. 胶结物质,有机胶体:,主要包括腐殖质、多糖类和微生物的菌丝体及其分泌物等，其中,腐殖质,最为重要。,无机胶体:,包括铝硅酸盐粘粒、铁铝氢氧化物（Fe,2,O,3,xH,2,O、AI,2,O,3,yH,2,O）、硅酸胶体（SiO,2,2H,2,O）和二氧化锰的水合物（MnO,2,nH,2,O）等简单的无机胶体。,粘粒表面的胶膜,钙及其他阳离子:,阳离子与土壤中带负电荷的胶体（腐殖质和粘粒等）相互吸引，产生凝聚作用，胶结土粒。,土壤结构1. 胶结物质 有机胶体:主要包括腐殖质、多糖类和微,28,土壤结构,2. 成型动力,干湿交替,冻融交替,生物作用,土壤耕作,土壤结构2. 成型动力 干湿交替 冻融交替 生物作用 土壤耕,29,土壤结构,三）土壤结构性的评价,块状、柱状、片状、核状等结构体通常是由单粒直接粘结而成，没有多级孔隙,不能协调水气。 而团粒结构体是经过多次复合和团聚而成，称为良好的结构体。,土壤结构三）土壤结构性的评价 块状、柱状、片状、核状,30,土壤结构,1. 空气方面：不同大小的孔隙共存且搭配得当，使水气协调。,2. 养分方面：是很好的养分保存和供应场所,并且能较好地协调快速而持久地供应。,3. 水分方面：既能较好地接受降水，蓄积水分、减少土壤冲刷，又能使土壤水分蒸发减慢，从而使水分得到充分利用,4. 热量方面：水气协调的土壤土温也比较稳定。,为什么说团粒结构是良好的结构体？,或者说，团粒结构与土壤肥力的关系,土壤结构为什么说团粒结构是良好的结构体？,31,土壤结构,四）土壤结构体的改善,增施有机肥料,种植绿肥和牧草，合理轮作,改良土壤酸碱性,应用土壤结构改良剂,合理灌溉,合理耕作,土壤结构四）土壤结构体的改善 增施有机肥料 种植绿肥和牧草，,32,腐殖酸、纤维素、木质素、多糖、羰酸等,人工合成高分子聚合物制剂：水解聚丙烯睛、聚乙烯醇,无机制剂：硅酸钠，膨润土，沸石，氧化钛,土壤改良剂的应用,由于土壤结构在协调土壤肥力方面的作用很大，近几年来,一些国家曾研究用人工制成的胶结物质，改良土壤结构，,这种物质叫土壤结构改良剂或叫土壤团粒促进剂。,腐殖酸、纤维素、木质素、多糖、羰酸等土壤改良剂的应用由于土壤,33,第二节 土壤物理机械性与耕性,第二节 土壤物理机械性与耕性,34,力学性质与耕性,一、土壤的物理机械性,当土壤受到外力作用（如耕作）时发生形变，显示出的一系列动力学特性，称为土壤的物理机械性。它是多项土壤动力学性质的统称，包括,粘结性,、,粘着性,、,可塑性,等。,力学性质与耕性 一、土壤的物理机械性当土壤受到外力作用（如耕,35,力学性质与耕性,土壤粘结性和粘着性,土壤粘结性,是土粒间通过各种引力而粘结在一起的性质。这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的能力，也是耕作时产生阻力的主要原因之一。,土壤粘着性,是土壤在一定含水量条件下，土粒粘附在外物（如农具）上的性质。土壤过湿耕作，土粒粘着农具，增加土粒与金属间的摩擦阻力，使耕作困难。,力学性质与耕性 土壤粘结性和粘着性 土壤粘结性是土粒间通过各,36,力学性质与耕性,土壤可塑性,土壤可塑性,是指土壤在一定含水量范围内，可被外力造形，当外力消失或土壤干燥后，仍能保持其塑形不变的性能。,土壤表现可塑性的最低含水量，即土壤刚刚开始表现出可塑性的含水量称为可塑下限（或下塑限）。土壤表现可塑性的最大含水量称为可塑上限（或上塑限）。上下塑限之间的含水量称为塑性范围。其含水量差值称为塑性值（或塑性指数）。塑性值大的土壤，可塑性强，塑性值小的土壤，可塑性弱。,力学性质与耕性 土壤可塑性 土壤可塑性是指土壤在一定含水量范,37,各种质地土壤的塑性值（含水量）,下塑限,上塑限,塑性值,粘 土,粘壤土,壤 土,砂壤土,砂 土,2330,1622,1015,10,0,4150,2840,1727,16,0,1820,1217,712, M,2+, M,+,（M表示阳离子）,离子价、离子半径及水化程度与交换力的关系,阳离子交换,b.离子的半径及水化程度：离 子价 数原 子 量离子半径（,69,c. 离子运动速度：,凡离子运动速度愈大的，其交换力也愈大。例如氢离子就是这样，而且氢离子水化很弱，通常H,+,只带一个水分子，即以H,3,O,+,的形态参加交换，水化半径很小，因此它在交换力上具有特殊位置。,阳离子交换能力顺序：,Fe,3,+,Al,3+,H,+,Ca,2,+,Mg,2+,K,+,NH,4,+,Na,+,阳离子交换,c. 离子运动速度：阳离子交换能力顺序： 阳离子交换,70,2.阳离子的相对浓度及交换生成物的性质,阳离子交换作用也受质量作用定律所支配，如果溶液中某种离子的浓度较大，则虽其交换能力较小，同样能把胶体上交换能力较大的其它阳离子代换下来。另外，当交换后形成不溶性或难溶性物质时，或将其交换后的生成物不断除去时，都可使交换作用继续进行。,阳离子交换,2.阳离子的相对浓度及交换生成物的性质阳离子交换作用也受质量,71,3. 胶体性质,交换量大的胶体（如蒙脱石）结合两价离子的能力强，结合一价离子的能力稍弱；,交换量小的胶体（如高岭石）则结合一价离子能力强，与两价离子的结合能力较弱，即一价离子可将两价离子交换下来。,又如：水云母具有六角形网孔（晶孔），容易吸附与其孔径大小相当的K,+,和NH,4,+,，这些离子一旦进入六角形孔穴，即可发生配位作用，很难出来，只有当晶层破裂时，被固定的K,+,、NH,4,+,方可重新释放出来。,阳离子交换,3. 胶体性质交换量大的胶体（如蒙脱石）结合两价离子的能力强,72,四）土壤阳离子交换量,定义：,在一定土壤pH值条件下，土壤能吸附的交换性阳离子的总量。通常以每千克土壤所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数（ Cation Exchange Capacity，,CEC,）。,单位：cmol（+）kg,-1,。,注：因为阳离子交换量随土壤pH值变化而变化（因可变电荷变化），一般未特别注明时，是以,pH为7,的条件下测定土壤的交换量。,阳离子交换量的大小与土壤可能吸附的速效养分（即阳离子）的容量有关，是,土壤保肥力的重要指标,。,阳离子交换,四）土壤阳离子交换量定义：注：因为阳离子交换量随土壤pH值变,73,五）土壤盐基饱和度,胶体上吸附的阳离子分为两类：,一类是,致酸离子,（如H,+,和Al,3+,）。,另一类是,盐基离子,（如Ca,2+,、Mg,2+,、K,+,、Na,+,、NH,4,+,等），盐基离子为植物所需的速效养分。,1.,定义,指土壤胶体上交换性盐基离子占交换性阳离子总量的百分率。以算式表示为：,阳离子交换,五）土壤盐基饱和度胶体上吸附的阳离子分为两类：1. 定义阳离,74,盐基饱和土壤：,土壤胶体吸附的阳离子如绝大多数（80%以上）为盐基离子。,盐基不饱和土壤,：,盐基饱和度在80%以下，H,+,、Al,3+,等离子含量较多。,土壤盐基饱和度越大，养分有效性越高，因此盐基饱和度是土壤肥力的指标之一。,真正反映土壤有效速效养分含量的大小。若阳离子交换量大，而盐基饱和度偏小，需要采取措施对土壤加以改良，如施肥或用石灰中和。,阳离子交换,盐基饱和土壤：土壤胶体吸附的阳离子如绝大多数（80%以上）为,75,我国,南方,岩石矿物风化作用强、盐基淋失强，一般为,盐基不饱和,的土壤（酸性土 壤），,北方,则相反，土壤的,盐基饱和度,都在,80%,以上（中性或碱性土壤）。,2. 影响盐基饱和度的因素,a.气候,阳离子交换,我国南方岩石矿物风化作用强、盐基淋失,76,一般阔叶树种吸收盐基比针叶树多，通过枯落物归还给土壤的盐基也多，另外，针叶在分解过程中产生相对较多的有机酸，增强了盐基的淋溶作用，使,针叶林下耕层土壤盐基饱和度更低于阔叶林土壤,。,b.地上植被类型,阳离子交换,一般阔叶树种吸收盐基比针叶树多，通过枯落物归还给土壤的盐基也,77,c.母岩（或母质）,原母质所含盐基的多少对土壤盐基饱和度有较大影响，,阳离子交换,c.母岩（或母质）原母质所含盐基的多少对土壤盐基饱和度有较大,78,六）影响交换性阳离子有效性的因素,1.,交换性阳离子的饱和度,饱和度大，该离子的有效性大。,饱和度:胶体上被吸附的某种阳离子的量占土壤阳离子交换量的百分数。,土壤,CEC,/(c molkg,-1,）,交换性Ca量/(c molkg,-1,),交换性Ca的饱和度%,Ca的有效度,甲,10,4,40.0,大,乙,40,5,12.5,小,农谚：“施肥一大片，不如一条线。”的含义？,阳离子交换,六）影响交换性阳离子有效性的因素1.交换性阳离子的饱和度饱和,79,2.,陪补离子的种类,对于某一,特定的离子来说，其它与其共存的离子都是陪补离子,。（如胶体吸附了H,+,、Ca,2+,、Mg,2+,、K,+,等离子，对H,+,来说， Ca,2+,、Mg,2+,、K,+,是它 陪补离子）,与胶体结合强度大的离子，本身有效性低，但对其它陪补离子的有效性有利。反之亦然。,思考：,K,+,的陪补离子分别为Ca,2+,、Na,+,时，有效性高低比较？,阳离子交换,2.陪补离子的种类 对于某一特定的离子来说，其它与其共存的离,80,土壤处理,交换性离子组成,盆中幼苗干重(g),盆中幼苗吸钙量(mg),甲,40%Ca+60%,H,2.8,11.15,乙,40%Ca+60%,Mg,2.79,7.83,丙,40%Ca+60%,Na,2.34,4.36,不同陪补离子对交换性钙有效性的影响,各种离子相互抑制的能力如下：,Na,+,K,+,Mg,2+,Ca,2+,H,+,和Al,3+,土壤处理交换性离子组成盆中幼苗干重(g)盆中幼苗吸钙量(mg,81,3.,无机胶体的种类,在饱和度相同的前提下，各种离子在无机胶体上的有效性：,高岭石蒙脱石水云母,高岭石,：阳离子吸附点主要在破裂边缘外表面；,蒙脱石,：吸附点主要在晶层间内表面；,水云母,：层间空隙狭窄，易使,NH,4,+,、K,+,等离子产 晶穴固定。,阳离子交换,3. 无机胶体的种类 在饱和度相同的前提下，各种离子在无机胶,82,离子半径大小与晶格孔穴大小的关系：,离子大小与孔径相近，离子易进入孔穴中，且稳定性较大，从而降低了有效性。,如：孔穴半径为1.4埃，钾离子的半径为1.33埃，铵离子的半径为1.42埃，则有效性较低。,4.阳离子的非交换性吸收,阳离子交换,离子半径大小与晶格孔穴大小的关系：4.阳离子的非交换,83,土壤中带正电荷的胶体吸附的阴离子与土壤溶液中阴离子的相互交换作用。,如含水氧化铁、含水氧化铝。在酸性条件下带正电。,阴离子交换,定义,四、土壤阴离子交换作用,土壤中带正电荷的胶体吸附的阴离子与土壤溶液中阴离子的相互交换,84,一）吸收阴离子的原因,2、土壤腐殖质中的NH,2,在,酸性条件,下吸收H,+,成为NH,3,+,而带正电,1、两性胶体带正电荷,酸性 Al(OH),3,+HCl= Al(OH),2,+,+Cl,-,+H,2,O,碱性 Al(OH),3,+NaOH= Al(OH),2,O,-,+Na,+,+ H,2,O,3、粘粒矿物表面上的-OH原子团可与,土壤溶液中的阴离子代换。,阴离子交换,一）吸收阴离子的原因2、土壤腐殖质中的NH2 1、两性胶,85,三）阴离子吸附类型,1.,易于被土壤吸附的阴离子,如磷酸根（H,2,PO,4,-,、HPO,4,2-,、PO,4,3-,）、硅酸根（HSiO,3,-,、SiO,3,2-,）及某些有机酸的阴离子。此类阴离子常和阳离子起化学反应产生难溶性化合物。,2.很少或根本不被吸附的阴离子,如Cl,-,、NO,3,-,、NO,2,-,等。易出现负吸附。,3.,介于上述两者之间的阴离子,如SO,4,2-,、CO,3,2-,、HCO,3,-,及某些有机酸的阴离子，土壤吸收它们的能力很弱。,阴离子交换,三）阴离子吸附类型1.易于被土壤吸附的阴离子2.很少或根本不,86,四）土壤中各种阴离子代换吸收能力,不同阴离子代换吸收顺序如下：,草酸根离子柠檬酸离子磷酸根离子硫酸根,离子氯离子硝酸根离子,磷酸根离子和某些有机酸根离子易被土壤吸收。,磷酸根常被某些阳离子如钙、镁、铁、铝所固定，而失去有效性。而土壤氯离子和硝酸根离子代换吸收能力最弱，甚至不能吸收 。,阴离子交换,四）土壤中各种阴离子代换吸收能力 不同阴离子代换吸收,87,第四节 土壤酸碱性及缓冲性,第四节 土壤酸碱性及缓冲性,88,土壤酸碱性,是指土壤溶液的反应。,它反映土壤溶液中H,+,浓度和OH,-,浓度比例，同时也决定土壤胶体上致酸离子（H,+,或Al,3+,）或碱性离子（Na,+,）的数量及土壤中酸性盐和碱性盐类的存在数量，是由母质、生物、气候以及人为作用等多种因子控制的。,土壤酸碱性,土壤酸碱性是指土壤溶液的反应。土壤酸碱性,89,一）土壤酸性形成的原因,土壤酸性,一方面与溶液中H,+,浓度相关，另一方面更多的是与土壤胶体上吸附的致酸离子（H,+,或Al,3+,）有密切关系。,土壤中酸性的主要来源,：胶体上吸附的H,+,或Al,3+,、CO,2,溶于水所形成的碳酸、有机质分解产生的有机酸、氧化作用产生少量无机酸、以及施肥加入的酸性物质等。,土壤酸性,一、土壤酸性,一）土壤酸性形成的原因土壤酸性,一方面与溶液中H+浓度相关，,90,（1）,水的解离,： H,2,O,H,+,+ OH,-,（2）,碳酸的解离,： H,2,CO,3,H,+,+ HCO,3,-,（3）,有机酸的解离,：有机酸,H,+,+,RC,（4）,无机酸,：,硝化作用产生,硝酸,、硫化作用可产生,硫酸,；（NH,4,）,2,SO,4,、KC1和NH,4,C1等,生理酸性肥料,施入到土壤中， 因为阳离子NH,4,+,、K,+,被植物吸收而留下,酸根,，导致溶液中,H,+,增多。,（5）,酸雨,：,pH5.6的夹带大气酸性物质的降水。,O,O,-,1. 土壤中H,+,的来源,土壤酸性,（1）水的解离： H2O H+ + OH-O O,91,酸雨,在自然界自然产生的酸性物质，在正常的降雨过程中能稀释，使它们不会产生什么危害。,人为活动: 如燃煤发电厂、工业燃煤的锅炉、家庭炊用和取暖用煤以及机动车等排放的大量含硫和含氮的废气, 这些人类活动排放到大气中的,含硫和含氮的氧化物,在运行过程中，经过复杂的大气化学和大气物理作用，形成硫酸盐和硝酸盐，与空气中水分反应形成酸，随雨、雪等降落到地面，就是硫酸和硝酸的水溶液，就形成了酸雨。,土壤酸性,酸雨 在自然界自然产生的酸性物质，在正常的降雨过程中能,92,2 .土壤中铝的活化,胶体上交换性铝离子被交换进入溶液后使土壤呈酸性。,氢离子进入土壤 ， 随着阳离子交换作用的进行，土壤盐基饱和度下降，而,氢离子饱和度渐渐提高。,当土壤粘粒矿物表面吸附的氢离子超过一定限度时，这些胶粒的晶体结构就会遭到破坏，有些,铝氧八面体,被解体，使铝离子脱离了八面体晶体的束缚，变成,活性铝离子,。,活性铝离子被吸附在带负电荷的粘粒表面，转变为,交换性铝离子,，交换性铝离子解吸后，水解形成,酸性：,Al,3+,+ 3H,2,O Al(OH),3,+,3H,+,土壤酸性,2 .土壤中铝的活化胶体上交换性铝离子被交换进入溶液后使土壤,93,1.活性酸,二）土壤酸的类型,土壤溶液中游离的H,+,所表现的酸度。,活性酸度的表示：,决定土壤溶液中H+浓度，通常用pH值表示，,即,pH=-lgH,+,定义,土壤酸性,1.活性酸 二）土壤酸的类型土壤溶液中游离的H+所表现的酸度,94,pH值,酸碱度分级,pH值,酸碱度分级,9.5,弱碱性,碱性,强碱性,极强碱性,我国土壤酸碱度分级,土壤酸性,pH值 酸碱度分级 pH值 酸碱度分级 H,+,浓度，pH7，土壤表现为碱性。,土壤碱性,二）土壤碱性的指标 2. 总碱度CaCO3及MgCO3的溶解,105,2. 碱化度,碱化度（%）,=,100,指土壤胶体吸附的交换性钠离子占阳离子交换量的百分率,当土壤碱化度达到一定程度，可溶盐含量较低时，土壤就呈极强的碱性反应，土壤理化性质上发生恶劣变化，称为土壤的,碱化作用,。,碱化层的,碱化度30%,表层,含盐量9.0,定为,碱土,。,碱化度在5%-20%时,称,碱化土,，,土壤碱化度为510定为,轻度碱化土壤,，1015为,中度碱化土壤,，1520为,强碱化土壤,。,土壤碱性,2. 碱化度 碱化度（%）= 100 指土壤胶体吸附的交换,106,1. 对土壤微生物的影响,土壤,细菌,和,放线菌,适宜于,中性和微碱性环境,；,在,强酸性土壤,中,真菌,则占优势 。,2. 对土壤胶体带电性影响,土壤环境,pH值高,时，土壤胶体,负电荷数量增多,，相应地阳离子交换量也增加，土壤,保肥性、供肥性增强。,一）对土壤肥力的影响,土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响,三、土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响,1. 对土壤微生物的影响 一）对土壤肥力的影响土壤酸碱性对肥,107,3.对土壤养分有效性影响,植物营养元素的有效性与pH的关系,在pH6.5附近，大多数营养元素的有效性都较高。,N、K 、 S元素在微酸性、中 性、碱性土壤中都较高。,P元素在中性土壤中有效性最高， pH7时有效性降低。,Ca和Mg在pH6.5-8.5有效性大，在强酸性和强碱性土壤中有效性较低。,Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素有效性在酸性和强酸性高。,Mo在酸性土壤中有效性较低，pH6时有效性增加。,土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响,3.对土壤养分有效性影响植物营养元素的有效性与pH的关系在p,108,二）对植物生长的影响,1. 酸性土的指示植物,铁芒箕,（,Dicranopteris linearis,）,生在华南酸性土上。,地刷子,（,Lycopodium complanatum