第六章 土壤環(huán)境化學(xué)(1)-ys

1、第六章第六章 土壤環(huán)境化學(xué)土壤環(huán)境化學(xué) Chapter 6. Soil Environmental Chemistry 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) 土壤的污染與修復(fù)土壤的污染與修復(fù) 土壤的組成土壤的組成 土壤的粒級(jí)與質(zhì)地土壤的粒級(jí)與質(zhì)地 土壤的吸附性土壤的吸附性 土壤的酸堿性土壤的酸堿性 土壤的氧化還原性土壤的氧化還原性 重金屬的污染與修復(fù)重金屬的污染與修復(fù) 有機(jī)污染與修復(fù)有機(jī)污染與修復(fù) 土壤是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料土壤是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料 土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分 土壤是最珍貴的自然資源土壤是最珍貴的自然資源 土壤資源是可持續(xù)農(nóng)

2、業(yè)的基礎(chǔ)土壤資源是可持續(xù)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ) 土壤的重要性土壤的重要性 土壤具有兩個(gè)重要的功能，土壤具有兩個(gè)重要的功能，一是土壤為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基一是土壤為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基 礎(chǔ)，是人類生活的一項(xiàng)極其寶貴的自然資源礎(chǔ)，是人類生活的一項(xiàng)極其寶貴的自然資源。二是土壤二是土壤 具有同化和代謝外界進(jìn)入土壤的物質(zhì)的能力具有同化和代謝外界進(jìn)入土壤的物質(zhì)的能力。 以環(huán)境科學(xué)角度看，土壤不僅是一種資源，還是人類生以環(huán)境科學(xué)角度看，土壤不僅是一種資源，還是人類生 存環(huán)境的重要組成要素。即作為環(huán)境的組成要素。由于存環(huán)境的重要組成要素。即作為環(huán)境的組成要素。由于 土壤環(huán)境的特殊物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、空間位置，除了肥力土壤環(huán)境的特殊物質(zhì)組成、

3、結(jié)構(gòu)、空間位置，除了肥力 外，尚具有一些重要的客觀屬性外，尚具有一些重要的客觀屬性土壤環(huán)境的緩沖土壤環(huán)境的緩沖 性、同化和凈化性能。性、同化和凈化性能。 土壤曾被認(rèn)為具有無限抵抗人類活動(dòng)干擾的能力。土壤曾被認(rèn)為具有無限抵抗人類活動(dòng)干擾的能力。 其實(shí)，土壤也是很脆弱又容易被人類活動(dòng)所損害的其實(shí)，土壤也是很脆弱又容易被人類活動(dòng)所損害的 環(huán)境要素，土壤環(huán)境一旦遭受污染便難于治理，其環(huán)境要素，土壤環(huán)境一旦遭受污染便難于治理，其 危害是深遠(yuǎn)的。由于受人為活動(dòng)與土地利用不當(dāng)?shù)奈：κ巧钸h(yuǎn)的。由于受人為活動(dòng)與土地利用不當(dāng)?shù)?影響，全世界土壤與環(huán)境問題日趨突出影響，全世界土壤與環(huán)境問題日趨突出。 土壤酸化、鹽堿

4、化、土壤污染土壤污染 土壤沙漠化土壤沙漠化（石漠化） 陸地植被破壞 水土流失 全球范圍的土壤環(huán)境問題全球范圍的土壤環(huán)境問題 在土壤退化問題上在土壤退化問題上 全國有全國有1500萬萬hm2土地（占全國的土地（占全國的1/3）遭受水蝕，有）遭受水蝕，有100萬萬 hm2耕地遭受鹽漬化，風(fēng)蝕與荒漠化面積達(dá)耕地遭受鹽漬化，風(fēng)蝕與荒漠化面積達(dá)33萬萬hm2。耕地養(yǎng)。耕地養(yǎng) 分有不同程度的減退分有不同程度的減退 在環(huán)境污染方面在環(huán)境污染方面 2006年，我國受污染的耕地約有年，我國受污染的耕地約有1.5億畝，約占全國耕地的億畝，約占全國耕地的1/10 以上，每年造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過以上，每年造成的直接

5、經(jīng)濟(jì)損失超過200億元。億元。 全國有全國有13條流徑城市的河流遭受工業(yè)污水的污染；固體廢棄物條流徑城市的河流遭受工業(yè)污水的污染；固體廢棄物 堆壓土地達(dá)堆壓土地達(dá)5.5萬萬hm2；空氣污染；空氣污染TSP值，華南為值，華南為119g/m3, 在在 華北竟高達(dá)華北竟高達(dá)526g/m3；全國；全國SO2的排放占發(fā)展中國家的一半，的排放占發(fā)展中國家的一半， 南部地區(qū)酸雨的南部地區(qū)酸雨的PH值值5.6，甚至，甚至3.4。土壤環(huán)境不同程度的。土壤環(huán)境不同程度的 受到了重金屬污染、農(nóng)藥有機(jī)物污染、化肥污染和放射性元素受到了重金屬污染、農(nóng)藥有機(jī)物污染、化肥污染和放射性元素 污染，而且造成地下水和地表水污染，

6、污染，而且造成地下水和地表水污染， 日本在20世紀(jì)五六十年代發(fā)生的土壤重金屬污染，至今 仍沒有有效的去除辦法。 土壤環(huán)境中的農(nóng)藥可以通過揮發(fā)、擴(kuò)散和遷移進(jìn)入大氣 而引起大氣污染，或隨水遷移、擴(kuò)散（包括淋溶和水土流 失）進(jìn)入水體而引起水體污染。進(jìn)而導(dǎo)致化學(xué)農(nóng)藥在全球 范圍內(nèi)的擴(kuò)散。人們甚至在北極圈的冰層中發(fā)現(xiàn)了早已被 禁止使用的DDT農(nóng)藥的殘留物，可見土壤生物地球化學(xué)循 環(huán)所傳送的污染物質(zhì)已經(jīng)遍布全球各個(gè)角落。這些重金屬 和化學(xué)農(nóng)藥等有害物質(zhì)極易通過食物鏈在生物體內(nèi)濃縮， 對(duì)動(dòng)植物和人類造成危害。 一旦土壤環(huán)境受到污染，不但土壤本身的治理難度大，周 期長，污染物質(zhì)還會(huì)通過各種遷移途徑向大氣、水和

7、生物 環(huán)境中遷移，產(chǎn)生“次生污染”。 土壤是各種污染物的土壤是各種污染物的源源和和匯匯，土壤污染物可經(jīng)揮發(fā)，土壤污染物可經(jīng)揮發(fā) 污染大氣，通過淋溶污染地表水和地下水，通過土污染大氣，通過淋溶污染地表水和地下水，通過土 壤作物系統(tǒng)的遷移積累，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全乃至人類壤作物系統(tǒng)的遷移積累，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全乃至人類 健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。 土壤是目前國際上環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。土壤是目前國際上環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。 土壤的形成過程十分復(fù)雜，不同類型的土壤的形成過程有土壤的形成過程十分復(fù)雜，不同類型的土壤的形成過程有共共 性性也有也有個(gè)性個(gè)性。其共性表現(xiàn)在土壤的生成與發(fā)展是在五大成土。其共性

8、表現(xiàn)在土壤的生成與發(fā)展是在五大成土 因素因素母質(zhì)、氣候、地形、生物、時(shí)間母質(zhì)、氣候、地形、生物、時(shí)間的影響下進(jìn)行的。的影響下進(jìn)行的。 成土母質(zhì)決定土壤環(huán)境的最初形狀，氣候和地形決定土壤環(huán)成土母質(zhì)決定土壤環(huán)境的最初形狀，氣候和地形決定土壤環(huán) 境的發(fā)展方向，生物使土壤環(huán)境具有活力。境的發(fā)展方向，生物使土壤環(huán)境具有活力。 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 在土壤所依賴的自然環(huán)境條件中，巖石及其風(fēng)化產(chǎn)物在土壤所依賴的自然環(huán)境條件中，巖石及其風(fēng)化產(chǎn)物 母質(zhì)母質(zhì)是形成土壤的基質(zhì)。成土母質(zhì)的機(jī)械組成直接是形成土壤的基質(zhì)。成土母質(zhì)的機(jī)械組成直接 影響到土壤的機(jī)械組成，也影響土壤環(huán)境中物質(zhì)的存

9、在狀影響到土壤的機(jī)械組成，也影響土壤環(huán)境中物質(zhì)的存在狀 態(tài)和遷移變化過程，同時(shí)母質(zhì)的化學(xué)組成是成土物質(zhì)的主態(tài)和遷移變化過程，同時(shí)母質(zhì)的化學(xué)組成是成土物質(zhì)的主 要來源，要來源， 氣候氣候是直接的水、熱、空氣條件，它使相同的母質(zhì)在不同是直接的水、熱、空氣條件，它使相同的母質(zhì)在不同 的氣候條件下產(chǎn)生不同的物理、化學(xué)和生物學(xué)變化。氣候的氣候條件下產(chǎn)生不同的物理、化學(xué)和生物學(xué)變化。氣候 對(duì)于土壤的影響可以分為直接影響和間接影響，前者指通對(duì)于土壤的影響可以分為直接影響和間接影響，前者指通 過土壤與大氣之間進(jìn)行的水分和熱量交換，對(duì)土壤水、熱過土壤與大氣之間進(jìn)行的水分和熱量交換，對(duì)土壤水、熱 狀況和土壤中物理

10、、化學(xué)過程的性質(zhì)與強(qiáng)度產(chǎn)生影響；后狀況和土壤中物理、化學(xué)過程的性質(zhì)與強(qiáng)度產(chǎn)生影響；后 者則指氣候還可以通過影響巖石風(fēng)化過程、外力地貌形態(tài)者則指氣候還可以通過影響巖石風(fēng)化過程、外力地貌形態(tài) 以及動(dòng)、植物和微生物的活動(dòng)等間接地影響土壤的形成和以及動(dòng)、植物和微生物的活動(dòng)等間接地影響土壤的形成和 發(fā)育。發(fā)育。 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 地形地形使氣候因素發(fā)生局部的重新分配，所以是間接的水、使氣候因素發(fā)生局部的重新分配，所以是間接的水、 熱、空氣條件。熱、空氣條件。 生物生物是通過生長繁育、新陳代謝進(jìn)行著有機(jī)物質(zhì)的合成與是通過生長繁育、新陳代謝進(jìn)行著有機(jī)物質(zhì)的合成與 分解，一方

11、面充實(shí)與豐富了土壤的基質(zhì)，另一方面以有機(jī)分解，一方面充實(shí)與豐富了土壤的基質(zhì)，另一方面以有機(jī) 物形式為土壤累積化學(xué)能。物形式為土壤累積化學(xué)能。 時(shí)間時(shí)間是一切作用過程的累積因素，沒有時(shí)間則任何作用皆是一切作用過程的累積因素，沒有時(shí)間則任何作用皆 不可能進(jìn)行，它是所有作用及其由量變到質(zhì)變的基本保證。不可能進(jìn)行，它是所有作用及其由量變到質(zhì)變的基本保證。 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) l消耗過程消耗過程，包括淋溶、分解、溶解等，其中也 包括鹽基及其它可溶性物質(zhì)可溶性物質(zhì)在土壤中的重新分 配以及新礦物的形成； l有機(jī)物質(zhì)的循環(huán)有機(jī)物質(zhì)的循環(huán)，包括生物對(duì)養(yǎng)分的選擇吸收 和積累，有機(jī)物

12、質(zhì)的分解對(duì)消耗過程的補(bǔ)償， 可溶性有機(jī)化合物在礦物風(fēng)化、元素的活化和 遷移中的作用； l無機(jī)物質(zhì)的循環(huán)無機(jī)物質(zhì)的循環(huán)，包括礦物由物理力引起的加 成、混合和分離。概括地說，成土過程是在物概括地說，成土過程是在物 理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用下進(jìn)行的理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用下進(jìn)行的。 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 淋溶（leaching ）：是指污染物隨滲透水在土壤中沿土 壤垂直剖面向下的運(yùn)動(dòng)，是污染物在水土壤顆粒之間吸 附解吸或分配的一種綜合行為。 淋溶層：是指由于淋溶作用使物質(zhì)下移所經(jīng)過的土層，也 可稱過濾層，是土壤中生物最活躍的一層，有機(jī)質(zhì)大部分 在這一層。 最

13、大淋溶深度：評(píng)價(jià)污染物淋溶性能的指標(biāo)，是指土層中 污染物的殘留濃度為500ppb時(shí)，污染物所能達(dá)到的最大 深度。 l物理風(fēng)化物理風(fēng)化又稱機(jī)械崩解作用，是指巖石受物理 因素的作用而逐漸破碎的過程。 l化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化又稱化學(xué)分解作用，是指巖石在各種 化學(xué)因素作用下分解破壞的過程。 主要包括 溶解、水解、水合、氧化等過程，其中水解作 用是最基本、最重要的作用，使巖石礦物徹底 分解，引起巖石性質(zhì)的根本變化，并把養(yǎng)分釋 放出來，為成土過程創(chuàng)造了條件 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 生物風(fēng)化生物風(fēng)化是指巖石中的礦物在生物及其分泌物生物及其分泌物或或 有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)物的作用下有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)

14、物的作用下，進(jìn)行的機(jī)械破碎和化 學(xué)分解的過程。 應(yīng)當(dāng)指出，地球出現(xiàn)生物以后，與生物風(fēng)化作用 的同時(shí)，開始了成土過程。在以生物為主的綜合 因素作用下，使母質(zhì)發(fā)展肥力，從而轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥?的過程叫做成土作用 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) l人類對(duì)土壤的干預(yù)有有利的一面，如定向培育、人類對(duì)土壤的干預(yù)有有利的一面，如定向培育、 改良土壤性狀，變低產(chǎn)田為高產(chǎn)田等。改良土壤性狀，變低產(chǎn)田為高產(chǎn)田等。 但也可能發(fā)但也可能發(fā) 生不利的影響，如破壞自然植被而引起的土壤侵蝕、生不利的影響，如破壞自然植被而引起的土壤侵蝕、 土壤荒漠化；大量施用化肥、農(nóng)藥，以及引污水灌溉土壤荒漠化；大量施用化肥、農(nóng)

15、藥，以及引污水灌溉 導(dǎo)致的土壤的污染等。我們應(yīng)當(dāng)采取合理措施，保護(hù)導(dǎo)致的土壤的污染等。我們應(yīng)當(dāng)采取合理措施，保護(hù) 土壤，使之向著有益于人類的方向發(fā)展。土壤，使之向著有益于人類的方向發(fā)展。 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 二二 土壤的組成土壤的組成 土壤固相土壤固相 土壤液相土壤液相 土壤氣相土壤氣相 (35% V) 土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì) (90% ) 土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì) (1-10%) 原生礦物質(zhì)原生礦物質(zhì) (90% ) 次生礦物次生礦物 圖圖1. 土壤中固、液、氣相結(jié)構(gòu)圖土壤中固、液、氣相結(jié)構(gòu)圖 （自（自S.F. Manahan, 1984） 排入地下水排入地下水 根須

16、根須土粒上的土粒上的 吸附水吸附水 土粒土粒 土壤空隙土壤空隙 被水飽和被水飽和 的土壤的土壤 土壤的層次結(jié)構(gòu)土壤的層次結(jié)構(gòu) 圖圖2. 自然土壤的綜合剖面圖自然土壤的綜合剖面圖(南京大學(xué)等合編，南京大學(xué)等合編，1980) A00 A0 A1 A2 A3 B1 B2 B3 CC CS G D 土土 壤壤 層層 覆蓋層覆蓋層(A0) 淋溶層淋溶層(A) 淀積層淀積層(B) 母質(zhì)層母質(zhì)層(C) 基巖基巖(D) 疏松的枯枝落葉層，未經(jīng)分解疏松的枯枝落葉層，未經(jīng)分解 暗色半分解有機(jī)質(zhì)層暗色半分解有機(jī)質(zhì)層 暗色的腐殖層暗色的腐殖層 灰白色的灰化層灰白色的灰化層 向向B層過渡層，多似層過渡層，多似A層層 向

17、向A層過渡層，多似層過渡層，多似B層層 棕色至紅棕色的淀積層棕色至紅棕色的淀積層 向向C層過渡層層過渡層 CaCO3聚集層聚集層 CaSO4聚集層聚集層 潛育層潛育層(灰粘層灰粘層) 可能出現(xiàn)的特殊層次可能出現(xiàn)的特殊層次 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) 典型土壤隨深度呈現(xiàn)不同的層次： 最上層為覆蓋層(A0)，由地面上的枯枝落葉等所構(gòu)成。 第二層為淋溶層(A)，是土壤中生物最活躍的一層，土壤 有機(jī)質(zhì)大部分在這一層，金屬離子和粘土顆粒在此層被 淋溶得最顯著。第三層為淀積層(B)，它接納來自上一層 淋溶出來的有機(jī)物、鹽類和粘土顆粒類物質(zhì)。C層也叫 母質(zhì)層，是由風(fēng)化的成土母巖構(gòu)成。母質(zhì)層下面為

18、未風(fēng) 化的基巖，常用D層表示。 原生礦物原生礦物：各種巖石：各種巖石(主要是巖漿巖主要是巖漿巖)受到程度不同的物理風(fēng)受到程度不同的物理風(fēng) 化而未經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而形成的物質(zhì)，其原來的化學(xué)組成和結(jié)化而未經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而形成的物質(zhì)，其原來的化學(xué)組成和結(jié) 晶構(gòu)造都沒有改變；原生礦物構(gòu)成了土壤的骨架，土壤礦晶構(gòu)造都沒有改變；原生礦物構(gòu)成了土壤的骨架，土壤礦 質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)也主要來源于土壤礦物質(zhì)。土壤原生礦物以硅質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)也主要來源于土壤礦物質(zhì)。土壤原生礦物以硅 酸鹽和鋁硅酸鹽占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。酸鹽和鋁硅酸鹽占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。 1. 土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì) 土壤礦物質(zhì)是巖石經(jīng)物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化形成的。按其成土壤礦物質(zhì)是巖石經(jīng)物理風(fēng)

19、化和化學(xué)風(fēng)化形成的。按其成 因類型可以將土壤礦物質(zhì)分為兩類：原生礦物和次生礦物。因類型可以將土壤礦物質(zhì)分為兩類：原生礦物和次生礦物。 次生礦物次生礦物：原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后形成的新礦物，其化學(xué)：原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后形成的新礦物，其化學(xué) 組成和晶體結(jié)構(gòu)都有所改變。組成和晶體結(jié)構(gòu)都有所改變。 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 次生礦物的形成途徑： 在原生礦物分解過程中，因晶體結(jié)構(gòu)尚未完全解體而降解 轉(zhuǎn)變形成； 原生礦物晶體結(jié)構(gòu)徹底分解后，某些分解產(chǎn)物再重新合成、 再結(jié)晶而形成新的此生礦物 次生礦物是土壤礦物質(zhì)中最細(xì)小的部分，其中粒徑小于 0.001mm的又稱為次生黏土礦物或土壤礦

20、物膠體，它們是 土壤環(huán)境中礦物質(zhì)部分最活躍的組成部分。 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 石英、長石類、云母類、石英、長石類、云母類、 輝石、角閃石、橄欖石、輝石、角閃石、橄欖石、 赤鐵礦、磁鐵礦、磷灰石、赤鐵礦、磁鐵礦、磷灰石、 黃鐵礦黃鐵礦 原生礦物原生礦物次生礦物次生礦物 簡(jiǎn)單鹽類簡(jiǎn)單鹽類(方解石、白云石、石膏、瀉鹽等方解石、白云石、石膏、瀉鹽等)、 三氧化物類（針鐵礦、褐鐵礦）、三氧化物類（針鐵礦、褐鐵礦）、 次生鋁硅酸鹽（伊利石、蒙脫石、高嶺石）類次生鋁硅酸鹽（伊利石、蒙脫石、高嶺石）類 化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化：氧化、水解和酸性水解。：氧化、水解和酸性水解。 1. 土壤的

21、形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 土壤礦物質(zhì)化學(xué)組成土壤礦物質(zhì)化學(xué)組成 次生硅酸鹽粘土礦物的類型和性質(zhì)次生硅酸鹽粘土礦物的類型和性質(zhì) 硅四面體硅四面體 四面體片四面體片 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 鋁八面體 八面體片 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 粒徑小于粒徑小于2m2m， 陽離子代換量較陽離子代換量較 多，富含鉀，屬多，富含鉀，屬 2 2：1 1型晶格，兩型晶格，兩 晶層之間通過晶層之間通過K K 離子相連，膨脹離子相連，膨脹 性小，可發(fā)生同性小，可發(fā)生同 晶取代，但不明晶取代，但不明 顯顯 粒徑小于粒徑小于1m1m，陽，陽 離子代換量極高

22、，離子代換量極高， 它所吸收的水份植它所吸收的水份植 物難以利用，屬物難以利用，屬2 2： 1 1型晶格，晶層之間型晶格，晶層之間 主要靠弱的分子間主要靠弱的分子間 力連接，晶層連接力連接，晶層連接 不緊，水分子易進(jìn)不緊，水分子易進(jìn) 入，極易發(fā)生同晶入，極易發(fā)生同晶 取代取代 粒徑粒徑0.1-5.0m0.1-5.0m， 膨脹性小，陽離子膨脹性小，陽離子 代換量低，屬代換量低，屬1 1：1 1 型晶格，晶層之間型晶格，晶層之間 由氫鍵連接，甚為由氫鍵連接，甚為 緊密，極少發(fā)生同緊密，極少發(fā)生同 晶取代晶取代 伊利石伊利石伊利石伊利石蒙脫石蒙脫石 高嶺石高嶺石 蒙脫石蒙脫石 同晶置換( (同晶取代

23、) )： 粘土礦物晶格內(nèi)的組成離子可被另一種半徑相近、電荷 符號(hào)相同的離子所取代，取代后的晶體構(gòu)造不改變。 在AlAlOHOH八面體中的AlAl3+ 3+ 半徑為0.57A 0.57A ，它可被大小 相近的FeFe3+ 3+ ( (半徑為0.64A0.64A） 所取代，也可被MgMg2+ 2+取代。 硅氧片中，AlAl3+ 3+ 取代Si Si4+ 4+（0.41A 0.41A）。 由低價(jià)離子取代高價(jià)離子的同晶置換，使晶體內(nèi)部由低價(jià)離子取代高價(jià)離子的同晶置換，使晶體內(nèi)部 電荷不平衡而帶負(fù)電，因而能吸附陽離子。電荷不平衡而帶負(fù)電，因而能吸附陽離子。 2. 土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)

24、質(zhì)是土壤中含碳有機(jī)化合物的總稱是土壤中含碳有機(jī)化合物的總稱 (胡敏酸富里酸 p土壤水分是土壤的重要組成部分，主要來自大氣降水和土壤水分是土壤的重要組成部分，主要來自大氣降水和 灌溉。在地下水位接近地面（灌溉。在地下水位接近地面（2-3m2-3m）的情況下，地下水也）的情況下，地下水也 是上層土壤水分的重要來源。是上層土壤水分的重要來源。 p土壤水分為土壤中各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，對(duì)巖石風(fēng)化、土壤水分為土壤中各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，對(duì)巖石風(fēng)化、 土壤形成、植物生長有著決定性意義土壤形成、植物生長有著決定性意義。 3. 土壤水分土壤水分 土壤水分的重要性土壤水分的重要性 土壤水土壤水= =土壤溶液土壤溶液

25、 供作物生長需要 影響?zhàn)B分的溶解和移動(dòng) 土壤的氧化還原電位 有機(jī)質(zhì)的分解與積累 土壤熱量狀況 土壤的耕性 土壤溶質(zhì)包括：無機(jī)膠體、有機(jī)膠體、無機(jī)鹽類、有 機(jī)化合物、配合物、溶解氣體 土壤水分存在的形式：土壤水分存在的形式：固態(tài)水固態(tài)水、氣存水氣存水、毛管水毛管水 和和吸附水吸附水。土壤顆粒表面有很強(qiáng)的粘附力，土壤。土壤顆粒表面有很強(qiáng)的粘附力，土壤 顆粒吸附的水分稱吸著水，幾乎不移動(dòng)，不被植顆粒吸附的水分稱吸著水，幾乎不移動(dòng)，不被植 物吸收。外層的膜狀水稱內(nèi)聚水或毛細(xì)管水，是物吸收。外層的膜狀水稱內(nèi)聚水或毛細(xì)管水，是 植物生長的主要水源。植物生長的主要水源。 4. 土壤空氣土壤空氣 土壤空氣組成

26、與大氣類似；但具有以下特點(diǎn)：土壤空氣組成與大氣類似；但具有以下特點(diǎn)： 土壤空氣不連續(xù)，存在于土?？障吨g；土壤空氣不連續(xù)，存在于土粒空隙之間； 通常有更高的濕度；通常有更高的濕度； 因有機(jī)物腐爛分解，土壤空氣中因有機(jī)物腐爛分解，土壤空氣中O2含量較少，含量較少，CO2濃度顯濃度顯 著增加（比大氣中著增加（比大氣中CO2濃度大濃度大8300倍）倍） 有還原性氣體（有還原性氣體（H2S、NH3、H2、CH4）、厭氧細(xì)菌和污）、厭氧細(xì)菌和污 染物等存在染物等存在 1.2 土壤的粒級(jí)分組與質(zhì)地分組土壤的粒級(jí)分組與質(zhì)地分組 1. 土壤礦物質(zhì)的粒級(jí)劃分土壤礦物質(zhì)的粒級(jí)劃分 表表1. 國際制、前蘇聯(lián)和美國制

27、土粒分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)國際制、前蘇聯(lián)和美國制土粒分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 國際制國際制 前蘇聯(lián)制前蘇聯(lián)制 美國制美國制 粒級(jí)名稱粒級(jí)名稱 粒徑粒徑(mm) 粒級(jí)名稱粒級(jí)名稱 粒徑粒徑(mm) 粒級(jí)名稱粒級(jí)名稱 粒徑粒徑(mm) 礫石礫石 2 石塊石塊 3 石塊石塊 3 礫石礫石 31 粗礫粗礫 32 粗砂粗砂 20.2 粗砂粗砂 10.50 極粗砂極粗砂 21 細(xì)砂細(xì)砂 0.20.02 中砂中砂 0.50.25 粗砂粗砂 10.5 細(xì)砂細(xì)砂 0.250.05 中砂中砂 0.50.25 細(xì)砂細(xì)砂 0.250.10 極細(xì)砂極細(xì)砂 0.100.05 粉砂粒粉砂粒 0.020.002 粗粉砂粗粉砂 0.050.01 粉砂粉砂

28、0.050.002 中粉砂中粉砂 0.010.005 細(xì)粉砂細(xì)粉砂 0.0050.001 粘粒粘粒 0.002 粗粘粒粗粘粒(粘質(zhì)的粘質(zhì)的) 0.0010.0005 粘粒粘粒 0.002 細(xì)粘粒細(xì)粘粒(膠質(zhì)的膠質(zhì)的) 0.00050.0001 膠體膠體 10 石礫石礫 粗礫粗礫 103 細(xì)礫細(xì)礫 31 砂粒砂粒 粗砂粒粗砂粒 10.25 細(xì)砂粒細(xì)砂粒 0.250.05 粉粒粉粒 粗粉粒粗粉粒 0.050.01 細(xì)粉粒細(xì)粉粒 0.010.005 粘粒粘粒 粗粘粒粗粘粒 0.0050.001 細(xì)粘粒細(xì)粘粒 0.001 表表2. 我國土粒分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)我國土粒分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性

29、質(zhì) 2. 各粒級(jí)的主要礦物成分和理化特性各粒級(jí)的主要礦物成分和理化特性 由于土粒大小不同，礦物成分和化學(xué)組成也不同各粒級(jí)的由于土粒大小不同，礦物成分和化學(xué)組成也不同各粒級(jí)的 物理化學(xué)性質(zhì)和肥力特征相差很大。物理化學(xué)性質(zhì)和肥力特征相差很大。 (1) 石塊和石粒：多為巖石碎快，直徑大于石塊和石粒：多為巖石碎快，直徑大于 1 mm，不利于，不利于 保持水分和養(yǎng)分。保持水分和養(yǎng)分。 (2) 砂粒：主要為原生礦物，大多為石英、長石、云母、砂粒：主要為原生礦物，大多為石英、長石、云母、 角閃石等。粒徑為角閃石等。粒徑為1-0.05 mm，土壤含砂粒多時(shí)，通氣，土壤含砂粒多時(shí)，通氣 和透水性強(qiáng)，保水保肥能力

30、弱，營養(yǎng)成分含量少。和透水性強(qiáng)，保水保肥能力弱，營養(yǎng)成分含量少。 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) (3) 粘粒：主要為次生礦物，粒徑粘粒：主要為次生礦物，粒徑0.001-0.005 mm，含粘粒多，含粘粒多 的土壤，營養(yǎng)元素含量豐富，團(tuán)聚能力強(qiáng)，保水保肥能力的土壤，營養(yǎng)元素含量豐富，團(tuán)聚能力強(qiáng)，保水保肥能力 強(qiáng)，但通氣和透水性差。強(qiáng)，但通氣和透水性差。 (4) 粉粒：原生礦物和次生礦物的混合體，粒徑在粉粒：原生礦物和次生礦物的混合體，粒徑在0.05- 0.005mm之間，其性質(zhì)介于砂粒和粘粒之間。團(tuán)聚、膠結(jié)之間，其性質(zhì)介于砂粒和粘粒之間。團(tuán)聚、膠結(jié) 性差，分散性好，保水保肥能力較好。性

31、差，分散性好，保水保肥能力較好。 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) 土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地 由不同的粒級(jí)混合在一起所表現(xiàn)出來的土壤粗細(xì)狀況，稱 為土壤質(zhì)地（或土壤的機(jī)械組成），通常根據(jù)各粒級(jí)土粒 占土壤重量的百分?jǐn)?shù)來劃分。 類別類別 砂土類砂土類 壤土類壤土類 粘壤土類粘壤土類 粘土類粘土類 質(zhì)地分類質(zhì)地分類 質(zhì)地名稱質(zhì)地名稱 砂土及壤質(zhì)砂土砂土及壤質(zhì)砂土 砂質(zhì)壤土砂質(zhì)壤土 壤土壤土 粉砂質(zhì)壤土粉砂質(zhì)壤土 砂質(zhì)粘壤土砂質(zhì)粘壤土 粘壤土粘壤土 粉質(zhì)粘壤土粉質(zhì)粘壤土 砂質(zhì)粘土砂質(zhì)粘土 壤質(zhì)粘土壤質(zhì)粘土 粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土 粘土粘土 重粘土重粘土 粒數(shù)粒數(shù) (0.002mm) 0-15 0-15 0-

32、15 0-15 15-25 15-25 15-25 25-45 25-45 25-45 45-65 65-100 粉砂粒粉砂粒 (0.02-0.002mm) 0-15 0-45 35-45 45-100 0-30 20-45 45-85 0-20 0-45 45-75 0-35 0-35 砂粒砂粒 (2-0.02mm) 85-100 55-85 45-55 0-55 55-85 30-55 0-40 55-75 10-55 0-30 0-55 0-35 各級(jí)土粒重量各級(jí)土粒重量(%) 表表3. 國際制土壤質(zhì)地分類國際制土壤質(zhì)地分類 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) 表 48 中國土壤質(zhì)地

33、分類 （鄧時(shí)琴，1985） 質(zhì)地組質(zhì)地名稱顆粒組成%（粒徑：毫米） 砂粒(1-0.05)粗粉粒(0.05-0.01)細(xì)粘粒(80 7080 6070 5060 壤土砂粉土 粉土 20 20 4030 砂壤 壤土 20 20 60 1.3 土壤吸附性土壤吸附性 土壤中兩個(gè)最活躍的組分是土壤膠體和土壤微生物，它們對(duì)污染物在土壤中兩個(gè)最活躍的組分是土壤膠體和土壤微生物，它們對(duì)污染物在 土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化有重要作用。土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化有重要作用。 膠體體系由粒子和介質(zhì)組成。粒子大小至少在一維方向上為膠體體系由粒子和介質(zhì)組成。粒子大小至少在一維方向上為30-10000 左右。粒子叫膠粒或分散相；介質(zhì)叫分

34、散介質(zhì)或連續(xù)相。左右。粒子叫膠粒或分散相；介質(zhì)叫分散介質(zhì)或連續(xù)相。 1. 土壤膠體的性質(zhì)土壤膠體的性質(zhì) 土壤膠體具有巨大的比表面和表面能。土壤膠體具有巨大的比表面和表面能。 比表面比表面是單位質(zhì)量的物質(zhì)的表面積。是單位質(zhì)量的物質(zhì)的表面積。 表面能表面能: 物體表面的分子與該物體內(nèi)部的分子所處的條件是不同的。物體表面的分子與該物體內(nèi)部的分子所處的條件是不同的。 物體內(nèi)部的分子在各方面都與它相同的分子相接觸，受到的吸引力相物體內(nèi)部的分子在各方面都與它相同的分子相接觸，受到的吸引力相 等；而處于表面的分子所受到的吸引力不相等，表面分子具有一定的等；而處于表面的分子所受到的吸引力不相等，表面分子具有一

35、定的 自由能，即表面能。物質(zhì)的比表面越大，自由能，即表面能。物質(zhì)的比表面越大， 表面能越大，吸附能力越強(qiáng)表面能越大，吸附能力越強(qiáng) 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) (2) 土壤膠體具有雙電層，土壤膠體具有雙電層，微粒的內(nèi)部（微粒微粒的內(nèi)部（微粒 核）一般帶負(fù)電荷，核）一般帶負(fù)電荷，形成一個(gè)負(fù)離子層形成一個(gè)負(fù)離子層 （即決定電位離子層），其外部由于電性（即決定電位離子層），其外部由于電性 吸引，形成一個(gè)正離子層（又稱反離子吸引，形成一個(gè)正離子層（又稱反離子 層），合稱為雙電層。層），合稱為雙電層。 土壤膠體帶有電荷土壤膠體帶有電荷 由于同晶置換而帶有永久性負(fù)電荷由于同晶置換而帶

36、有永久性負(fù)電荷 表面分子解離產(chǎn)生電荷（表面分子解離產(chǎn)生電荷（pHpH制約電荷）制約電荷） 斷鍵產(chǎn)生電荷斷鍵產(chǎn)生電荷 膠體表面從介質(zhì)中吸附離子而帶電膠體表面從介質(zhì)中吸附離子而帶電 雙電層的概念雙電層的概念：1879年亥姆霍茲首先提出。雙電層是在固年亥姆霍茲首先提出。雙電層是在固 液兩相的界面上形成的，正負(fù)離子分別平行地排列在固液液兩相的界面上形成的，正負(fù)離子分別平行地排列在固液 兩相界面上，與平行板電容器相似，兩層間的距離約與離兩相界面上，與平行板電容器相似，兩層間的距離約與離 子的大小相等。子的大小相等。 如果固體物質(zhì)是膠體系統(tǒng)的分散相，則在膠體粒子的周圍如果固體物質(zhì)是膠體系統(tǒng)的分散相，則在膠

37、體粒子的周圍 即形成上述的雙電層。即形成上述的雙電層。 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 固體表面離子帶相反電荷的離固體表面離子帶相反電荷的離 子（異電離子、補(bǔ)償離子），由子（異電離子、補(bǔ)償離子），由 于離子的熱運(yùn)動(dòng)，并不是全部整于離子的熱運(yùn)動(dòng)，并不是全部整 齊地排列在一個(gè)面上，而是隨著齊地排列在一個(gè)面上，而是隨著 距界面的遠(yuǎn)近，有一定的濃度分距界面的遠(yuǎn)近，有一定的濃度分 布。倘若取溶膠中的膠粒的一部布。倘若取溶膠中的膠粒的一部 分為例，其電荷分布的情況就如分為例，其電荷分布的情況就如 右圖所示。右圖所示。 M NB AC D d + + + + + + + + + + +

38、+ 分散的雙電層理論分散的雙電層理論 在靠近粒子表面的一層，正離子有較大的濃度，隨著與界面在靠近粒子表面的一層，正離子有較大的濃度，隨著與界面 距離的增大，過剩的正離子的濃度逐漸減少，直到距界面為距離的增大，過剩的正離子的濃度逐漸減少，直到距界面為d處，處， 過剩正離子的濃度等于零。溶液中所有這些離子都是溶劑化的。過剩正離子的濃度等于零。溶液中所有這些離子都是溶劑化的。 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 雙電層可分為兩部分雙電層可分為兩部分：一部分為緊靠：一部分為緊靠 固體表面的不流動(dòng)層，稱為緊密層，固體表面的不流動(dòng)層，稱為緊密層， 其中包含了被吸附的離子和部分過剩其中包含了

39、被吸附的離子和部分過剩 的異電離子的異電離子(在這里是正離子在這里是正離子)，其厚度，其厚度 約有幾個(gè)水分子的大小，即由固體表約有幾個(gè)水分子的大小，即由固體表 面至虛線面至虛線AB處；另一部分包括從處；另一部分包括從AB到到 距表面為距表面為d處，稱為分（擴(kuò)）散層，在處，稱為分（擴(kuò)）散層，在 這層中過剩的異電離子逐漸減少而至這層中過剩的異電離子逐漸減少而至 零。這一層是可以流動(dòng)的。由這兩部零。這一層是可以流動(dòng)的。由這兩部 分所形成的雙電層。稱為分散雙電層分所形成的雙電層。稱為分散雙電層 （簡(jiǎn)稱雙電層）。（簡(jiǎn)稱雙電層）。 M NB AC D d + + + + + + + + + + + + 1

40、. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 固體表面固體表面MN吸附一定量的離子，吸附一定量的離子， 其電位相對(duì)于其電位相對(duì)于CD處為處為，或者說，或者說 CD與與MN間的電位差為間的電位差為，這個(gè)，這個(gè) 電位稱為總電位差，也叫熱力學(xué)電位稱為總電位差，也叫熱力學(xué) 電位。電位。 非活動(dòng)性的離子層與液體間的電非活動(dòng)性的離子層與液體間的電 位差叫電動(dòng)電位。位差叫電動(dòng)電位。 電動(dòng)電位的大小視擴(kuò)散層的厚度電動(dòng)電位的大小視擴(kuò)散層的厚度 而定，水化程度大的補(bǔ)償離子，而定，水化程度大的補(bǔ)償離子， 形成的擴(kuò)散層較厚。形成的擴(kuò)散層較厚。 M NB AC D d + + + + + + + + + + + +

41、 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) 土壤雙電層示意圖土壤雙電層示意圖 E0（熱力學(xué)電位）（熱力學(xué)電位） EM(電動(dòng)電位）電動(dòng)電位） 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) (3) 土壤膠體的凝聚性和分散性土壤膠體的凝聚性和分散性 由于膠體的比表面和表面能都很大，為減小表面能，膠由于膠體的比表面和表面能都很大，為減小表面能，膠 體具有相互吸引、凝聚的趨勢(shì)，這就是膠體的體具有相互吸引、凝聚的趨勢(shì)，這就是膠體的凝聚性凝聚性。 但是在土壤溶液中，膠體常帶負(fù)電荷，所以膠體微粒間但是在土壤溶液中，膠體常帶負(fù)電荷，所以膠體微粒間 又因相同電荷而排斥，這是膠體的又因相同電荷而排斥，這是膠體的分散性分散性

42、。 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) 影響土壤膠體凝聚性的主要因素是土壤膠體的電動(dòng)電位和影響土壤膠體凝聚性的主要因素是土壤膠體的電動(dòng)電位和 擴(kuò)散層厚度。電動(dòng)電位高，分散性強(qiáng)；擴(kuò)散層厚度。電動(dòng)電位高，分散性強(qiáng)； 土壤溶液中陽離子增多，由于土壤表面的負(fù)電荷被中和，土壤溶液中陽離子增多，由于土壤表面的負(fù)電荷被中和， 可以加強(qiáng)凝聚作用。陽離子改變土壤凝聚作用的能力與其種類可以加強(qiáng)凝聚作用。陽離子改變土壤凝聚作用的能力與其種類 和濃度有關(guān)。一般，土壤溶液中常見陽離子的凝聚能力順序是：和濃度有關(guān)。一般，土壤溶液中常見陽離子的凝聚能力順序是： Na+K+NH4+ H+Mg2+ Ca2+Al3+蒙脫石蒙

43、脫石水化云母水化云母高嶺土高嶺土含水氧化鐵、鋁。含水氧化鐵、鋁。 土壤質(zhì)地越細(xì)，陽離子交換量越高。土壤質(zhì)地越細(xì)，陽離子交換量越高。 土壤膠體中土壤膠體中SiO2/R2O3比值越大，陽離子交換量越大；比值越大，陽離子交換量越大； pH下降，陽離子交換量降低。下降，陽離子交換量降低。 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) 土壤可交換性陽離子土壤可交換性陽離子 致酸離子：致酸離子：H+、Al3+ 鹽基離子：鹽基離子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+、NH4+ 鹽基飽和土壤鹽基飽和土壤：當(dāng)土壤膠體上吸附的陽離子均是鹽基離子，：當(dāng)土壤膠體上吸附的陽離子均是鹽基離子， 且已經(jīng)達(dá)到吸附飽和時(shí)的土壤且已經(jīng)達(dá)

44、到吸附飽和時(shí)的土壤 鹽基不飽和土壤鹽基不飽和土壤：當(dāng)土壤膠體上吸附的陽離子有一部分為致：當(dāng)土壤膠體上吸附的陽離子有一部分為致 酸離子，則這種土壤為鹽基不飽和土壤酸離子，則這種土壤為鹽基不飽和土壤 鹽基飽和度鹽基飽和度：在土壤交換性陽離子中，鹽基離子所占的百分：在土壤交換性陽離子中，鹽基離子所占的百分 數(shù)為鹽基飽和度數(shù)為鹽基飽和度 1. 土壤的形成、組成和性質(zhì)土壤的形成、組成和性質(zhì) 100% 陽離子交換量 可交換性鹽基總量 ）鹽基飽和度（ (2) 陰離子交換吸附陰離子交換吸附 自身帶正電荷的膠體離子所吸附的陰離子與溶液自身帶正電荷的膠體離子所吸附的陰離子與溶液 中的陰離子的交換作用中的陰離子的交

45、換作用 比陽離子交換吸附作用弱得多 1.4土壤的酸堿性土壤的酸堿性 是土壤的重要理化性質(zhì)之一。是土壤的重要理化性質(zhì)之一。 是土壤在其形成過程中生物、氣候、地質(zhì)、水文等因素是土壤在其形成過程中生物、氣候、地質(zhì)、水文等因素 綜合作用的結(jié)果。綜合作用的結(jié)果。 我國土壤我國土壤pH大多在大多在4.58.5范圍，并有范圍，并有“東南酸西北堿東南酸西北堿” 的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。 1.1.土壤的酸度土壤的酸度 (1)(1)活性酸度活性酸度：土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱 為有效酸度，通常用pH表示。 土壤活性酸度的來源：土壤活性酸度的來源： 主要是土壤中主要是土壤中COCO2 2 溶于水形成的碳酸；溶于水

46、形成的碳酸； 有機(jī)物質(zhì)分解產(chǎn)生的有機(jī)酸；有機(jī)物質(zhì)分解產(chǎn)生的有機(jī)酸； 土壤礦物質(zhì)氧化產(chǎn)生的無機(jī)酸；土壤礦物質(zhì)氧化產(chǎn)生的無機(jī)酸； 施用無機(jī)肥料中殘留的無機(jī)酸施用無機(jī)肥料中殘留的無機(jī)酸( (硝酸、硫酸和磷酸等硝酸、硫酸和磷酸等) ) 根據(jù)土壤中根據(jù)土壤中H H+ +的存在方式，土壤酸度可分為兩大類：的存在方式，土壤酸度可分為兩大類： (2) 潛性酸度：土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換潛性酸度：土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換 性性H+和和Al3+ 。當(dāng)這些離子通過離子交換作用進(jìn)入土壤溶液中。當(dāng)這些離子通過離子交換作用進(jìn)入土壤溶液中 之后，即可增加土壤溶液的之后，即可增加土壤溶液的H+

47、濃度。濃度。 只有鹽基不飽和土壤才有潛性酸度，其大小與土壤代換量和只有鹽基不飽和土壤才有潛性酸度，其大小與土壤代換量和 鹽基飽和度有關(guān)。鹽基飽和度有關(guān)。 根據(jù)測(cè)定潛性酸度所用的提取液，可以把潛性酸度分為代換根據(jù)測(cè)定潛性酸度所用的提取液，可以把潛性酸度分為代換 性酸度和水解酸度。性酸度和水解酸度。 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) 研究表明，代換性研究表明，代換性AlAl3+ 3+是礦物質(zhì)土壤中潛性酸度的主要來 是礦物質(zhì)土壤中潛性酸度的主要來 源；如紅壤的潛性酸度源；如紅壤的潛性酸度9595以上是由代換性以上是由代換性AlAl3+ 3+產(chǎn)生的 產(chǎn)生的 水解性酸度一般高于代換性酸度，但在紅壤

48、和灰化土中，由于水解性酸度一般高于代換性酸度，但在紅壤和灰化土中，由于 膠體中膠體中OH 離子中和醋酸，且對(duì)醋酸又吸附作用，因此，水解 離子中和醋酸，且對(duì)醋酸又吸附作用，因此，水解 性酸度接近或低于代換性酸度。性酸度接近或低于代換性酸度。 近年研究確認(rèn)，代換性近年研究確認(rèn)，代換性Al3+是土壤中潛性酸度的主要來源。是土壤中潛性酸度的主要來源。 活性酸度與潛性酸度是同一土壤平衡體系的兩種酸度活性酸度與潛性酸度是同一土壤平衡體系的兩種酸度 二者可互相轉(zhuǎn)化。二者可互相轉(zhuǎn)化。 活性酸度是土壤酸度的現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)，潛性酸度是活性酸活性酸度是土壤酸度的現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)，潛性酸度是活性酸 度的貯備。度的貯備。 潛性酸度往

49、往大于活性酸度，二者的比例在砂土中約潛性酸度往往大于活性酸度，二者的比例在砂土中約 為為10001000，有機(jī)質(zhì)豐富的粘土中達(dá)可，有機(jī)質(zhì)豐富的粘土中達(dá)可5-105-10萬。萬。 2. 土壤堿度土壤堿度 土壤溶液中土壤溶液中OH-的主要來源，是的主要來源，是CO2 和和HCO3-的的堿金屬及堿土堿金屬及堿土 金屬鹽類。金屬鹽類。 碳酸鹽堿度和重碳酸鹽堿度的總和稱為總堿度。碳酸鹽堿度和重碳酸鹽堿度的總和稱為總堿度。 不同溶解度的碳酸鹽和重碳酸鹽對(duì)土壤堿性的貢獻(xiàn)不同不同溶解度的碳酸鹽和重碳酸鹽對(duì)土壤堿性的貢獻(xiàn)不同。 當(dāng)土壤膠體上吸附的當(dāng)土壤膠體上吸附的Na+，K+，Mg2+(主要是主要是Na+)等離

50、子的飽等離子的飽 和度增加到一定程度時(shí)，會(huì)引起交換性陽離子的水解作用。和度增加到一定程度時(shí)，會(huì)引起交換性陽離子的水解作用。 yNaOH OyH Na y)Na(x yH 2 土壤膠體土壤膠體x 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) 結(jié)果在土壤溶液中產(chǎn)生NaOH，使土壤呈堿性。如果土壤溶液 中存在大量CO2，可生成NaHCO3或Na2CO3，因此吸附Na+多 的土壤大多呈堿性。 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) 3. 土壤的緩沖性能土壤的緩沖性能 土壤的緩沖性能是指土壤具有緩和其土壤的緩沖性能是指土壤具有緩和其pH發(fā)生劇烈變化的能發(fā)生劇烈變化的能 力，它可以保持土壤反應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定，為植物生長和土壤力，它可以保持土壤反應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定，為植物生長和土壤 生物創(chuàng)造比較穩(wěn)定的生活環(huán)境。生物創(chuàng)造比較穩(wěn)定的生活環(huán)境。 (1) 土壤溶液的緩沖作用土壤溶液的緩沖作用 土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有機(jī)酸土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有機(jī)酸 等弱酸及其鹽類，構(gòu)成一個(gè)良好的緩沖體系，對(duì)酸堿具有等弱酸及其鹽類，構(gòu)成一個(gè)良好的緩沖體系，對(duì)酸堿具有 緩沖作用。緩沖作用。 1. 土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì) RCH NH 2 COOH + H C lR CH NH 3Cl COOH (2) 土壤膠體的緩沖作用土壤膠體的緩沖