土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性

第八章土壤酸堿性和氧化還原性第八章土壤酸堿性和氧化還原性第一節(jié)土壤酸堿性1、活性酸：指土壤固相與土壤溶液處于平衡狀態(tài)時(shí)，土壤溶液中的H+離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。以pH表示，是一個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)。[H+]＝[OH-]=10-7mol/L

一、土壤酸度pH=7時(shí),[H+]=[OH-]第一節(jié)土壤酸堿性1、活性酸：指土壤固相與土壤溶液處于平衡pH<5.0強(qiáng)酸性pH5.0-6.5酸性pH6.5-7.5中性pH<7.5-8.5堿性pH>8.5強(qiáng)堿性《中國土壤》主要根據(jù)活性酸：pH<5.0強(qiáng)酸性《中國土壤》主要根據(jù)活性酸：2、潛性酸：是土壤酸度的潛在來源。數(shù)量指標(biāo)

表現(xiàn)：1、土壤膠體活性功能團(tuán)解離H+離子

R-COOH=R-COO-+H+

2、土壤膠體上吸附的H+離子其它陽離子代換

3、土壤膠體上吸附的Al3+離子的作用交換性Al3+離子進(jìn)入溶液，Al3+離子水解，產(chǎn)生H+2、潛性酸：是土壤酸度的潛在來源。數(shù)量指標(biāo)根據(jù)測(cè)定時(shí)所采用的浸提劑不同（測(cè)定方法）不同，潛性酸可分為交換性酸度和水解性酸度(1)交換性酸度根據(jù)測(cè)定時(shí)所采用的浸提劑不同（測(cè)定方法）不同，潛性酸可分為交

（2）水解性酸度用堿性鹽（弱酸強(qiáng)堿鹽），如醋酸鈉，與土壤作用，所測(cè)得的酸度叫做水解性酸度（2）水解性酸度用堿性鹽（弱酸強(qiáng)堿鹽），如醋酸鈉，與土土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性3.活性酸與潛性酸的關(guān)系3.活性酸與潛性酸的關(guān)系4、酸性土的成因氣候因素巖石礦物的風(fēng)化，鹽基成分的淋溶，南酸北堿生物作用呼吸產(chǎn)生CO2，成H2CO3

殘?bào)w分解產(chǎn)生有機(jī)酸，CO2

硫化細(xì)菌和硝化細(xì)菌產(chǎn)生H2SO4，HNO3

施肥和灌溉的影響生理酸性肥料，（NH4）2SO4，KCl等灌溉水質(zhì)，礦區(qū)4、酸性土的成因二、土壤堿度堿性反應(yīng)是土壤溶液OH-超過H+時(shí)反映出來，pH越高，堿性越強(qiáng)。二、土壤堿度堿性反應(yīng)是土壤溶液OH-超過H+時(shí)反映出來，pH

2、土壤堿化度（鈉飽和度）固相指標(biāo)

交換性鈉離子占陽離子交換量的百分?jǐn)?shù)，即鈉飽和度。ESP

膠粒–Na+HOH=膠粒–H+NaOH2NaOH+H2CO3=

Na2CO3+H2O或

NaOH+CO2=

Na2HCO31、土壤總堿度液相指標(biāo)

石灰性土壤：具有石灰性反應(yīng)的土壤。稀HCl檢驗(yàn)。2、土壤堿化度（鈉飽和度）固相指標(biāo)1、土壤3、堿性土的成因

干旱氣候；降水量低于蒸發(fā)量母質(zhì)；基性、超基性巖過量施用石灰；引灌堿性污水；海水pH7.5-8浸漬。3、堿性土的成因干旱氣候；降水量低于蒸發(fā)量三、土壤緩沖作用1、定義狹義：把少量的酸或堿加入到到土壤里，其pH值的變化卻不大，這種對(duì)酸堿變化的抵抗能力，叫做土壤的緩沖性能或緩沖作用。廣義：土壤是一個(gè)巨大的緩沖體系，對(duì)營養(yǎng)元素、污染物質(zhì)、氧化還原等同樣具有緩沖性，具有抗衡外界環(huán)境變化的能力。2、土壤具有緩沖作用的原因溶液中有弱酸及其鹽類

土壤溶液中有碳酸、硅酸、磷酸、有機(jī)酸等弱酸及其鹽類存在（弱酸解離度小，其鹽解離度大），形成良好的緩沖體系。土壤膠體的陽離子交換作用鹽基離子對(duì)酸性物質(zhì)（H+）起緩沖作用；致酸離子（H+和Al3+

）對(duì)堿性物質(zhì)（OH-）起緩沖作用。三、土壤緩沖作用1、定義土壤溶液中有碳酸、硅酸、磷酸、有機(jī)酸鹽基飽和度鹽基飽和度越高，對(duì)酸緩沖能力越大；鹽基飽和度越低，對(duì)堿緩沖能力越大。陽離子交換量（CEC）CEC越大，緩沖能力越大；粘粒礦物，有機(jī)質(zhì)含量。粘土>壤土>砂土。3、影響土壤緩沖能力的因素

土壤緩沖量：指土壤溶液pH值改變1個(gè)單位所需要的酸量或堿量。用酸堿滴定法測(cè)定。鹽基飽和度陽離子交換量（CEC）3、影響土壤緩沖能力的因素土壤酸、堿緩沖容量和滴定曲線

在土壤懸液中連續(xù)加入標(biāo)準(zhǔn)酸或堿液，測(cè)定pH的變化,以縱座標(biāo)表示pH，橫座標(biāo)表示加的酸或堿量，繪制滴定曲線，又稱緩沖曲線。

磚紅壤、紅壤和黃棕壤膠體的中和曲線（于天仁，1987）

土壤酸、堿緩沖容量和滴定曲線在土壤懸液中連四、土壤反應(yīng)與肥力的關(guān)系1、影響土壤微生物的活動(dòng)

土壤細(xì)菌和放線菌，如硝化細(xì)菌，固N(yùn)菌，纖維分解菌等，均適宜于中性和微堿性環(huán)境；在酸性條件，活動(dòng)急劇降低；真菌對(duì)酸堿性要求不嚴(yán)格。2、影響植物養(yǎng)分有效性

土壤pH6.5左右時(shí)，各種營養(yǎng)元素的有效度都較高，并適宜多數(shù)作物的生長。

pH在微酸性、中性、堿性土壤中，氮、硫、鉀的有效度高。

pH6-7的土壤中,磷的有效度最高。pH<5時(shí)，因土壤中的活性鐵、鋁增加，易形成磷酸鐵、鋁沉淀。而在pH>7時(shí)，則易產(chǎn)生磷酸鈣沉淀，磷的有效性降低。鐵、錳、銅、鋅等微量元素有效度，在酸性和強(qiáng)酸性土壤中高；在pH>7的土壤中，活性鐵、錳、銅、鋅離子明顯下降，并常常出現(xiàn)鐵、錳離子的供應(yīng)不足。在強(qiáng)酸性土壤中，鉬的有效度低。pH>6時(shí),其有效度增加。硼的有效度與pH關(guān)系較復(fù)雜,在強(qiáng)酸性土壤和pH7.0～8.5的石灰性土壤中,有效度均較低,在pH6.0～7.0和在pH>8.5的堿性土壤中,有效度較高。四、土壤反應(yīng)與肥力的關(guān)系1、影響土壤微生物的活動(dòng)土壤pH6.3、與植物生長的關(guān)系

植物生長對(duì)土壤反應(yīng)的要求一般pH6.5左右，各種養(yǎng)分有效性較高，大多數(shù)作物比較適宜。3、與植物生長的關(guān)系土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性中和交換性酸或水解性酸依CEC和鹽基飽和度計(jì)算

2、酸性土壤石灰需要量1、土壤酸度的調(diào)節(jié)

1）施用石灰，調(diào)節(jié)土壤酸度，防Al,Mn危害

2）中和潛性酸

3）增加Ca，改良土壤結(jié)構(gòu)五、土壤酸堿性的調(diào)節(jié)方法石灰需要量=土壤體積x容重xCECx（1-鹽基飽和度）石灰常數(shù)：石灰需用量理論值要乘以一經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，得出實(shí)際需用量。石灰石粉：1.3;生石灰:0.5中和交換性酸或水解性酸2、酸性土壤石灰需要量1、土壤酸度的調(diào)土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性

施用有機(jī)肥：CO2，有機(jī)酸S及含S化合物生理酸性肥料石膏，硅酸鈣，以鈣換鈉3、改良土壤堿性施用有機(jī)肥：CO2，有機(jī)酸3、改良土壤堿性第二節(jié)土壤氧化還原性一、土壤氧化還原體系和氧化還原電位

1、常見的氧化還原體系

體系氧化態(tài)還原態(tài)氧體系O2O2-

氮體系NO3-NH4+

錳體系Mn4+Mn2+

鐵體系Fe3+Fe2+

硫體系SO42-S2-

有機(jī)碳體系CO2CH4

氫體系2H+H2

土壤中主要氧化劑是O2，當(dāng)土壤O2是被消耗后，其它氧化態(tài)物質(zhì)NO3-Mn4+Fe3+SO42-依次作為電子受體被還原。土壤中的還原物質(zhì)主要是有機(jī)質(zhì)，特別是新鮮有機(jī)質(zhì)。土壤中氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)相對(duì)濃度受O2狀況，即通氣性的影響。第二節(jié)土壤氧化還原性一、土壤氧化還原體系和氧化還原電土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性2、氧化還原電位氧化還原反應(yīng)的通式：氧化態(tài)+ne-=還原態(tài)E0為標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位（化學(xué)手冊(cè)中可查到）,氧化態(tài)和還原態(tài)濃度相等時(shí)產(chǎn)生的電位n為反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)用0.059時(shí)，單位為v，用59時(shí)為mv

Eh可作為土壤通氣性的指標(biāo)。

Nernst公式（鉑電極—甘汞電極，毫伏計(jì)）2、氧化還原電位E0為標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位（化學(xué)手冊(cè)中可查到）,旱地一般300-600；若低于200，排水不良；水田一般低于200-300，適宜180—200，若低于100，強(qiáng)還原，長期-180以下，水稻死亡。二、土壤氧化還原狀況與土壤肥力的關(guān)系

1、指示土壤通氣和排水情況旱地一般300-600；若低于200，排水不良；二、土2、土壤養(yǎng)分形態(tài)和供應(yīng)情況高價(jià)—低價(jià)3、強(qiáng)還原狀況下有毒物質(zhì)產(chǎn)生和積累有機(jī)酸，F(xiàn)e2+Mn2+H2S

CH4H24、與微生物活性關(guān)系好氣，厭氣土壤中Eh是不均一的土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性完完第八章土壤酸堿性和氧化還原性第八章土壤酸堿性和氧化還原性第一節(jié)土壤酸堿性1、活性酸：指土壤固相與土壤溶液處于平衡狀態(tài)時(shí)，土壤溶液中的H+離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。以pH表示，是一個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)。[H+]＝[OH-]=10-7mol/L

一、土壤酸度pH=7時(shí),[H+]=[OH-]第一節(jié)土壤酸堿性1、活性酸：指土壤固相與土壤溶液處于平衡pH<5.0強(qiáng)酸性pH5.0-6.5酸性pH6.5-7.5中性pH<7.5-8.5堿性pH>8.5強(qiáng)堿性《中國土壤》主要根據(jù)活性酸：pH<5.0強(qiáng)酸性《中國土壤》主要根據(jù)活性酸：2、潛性酸：是土壤酸度的潛在來源。數(shù)量指標(biāo)

表現(xiàn)：1、土壤膠體活性功能團(tuán)解離H+離子

R-COOH=R-COO-+H+

2、土壤膠體上吸附的H+離子其它陽離子代換

3、土壤膠體上吸附的Al3+離子的作用交換性Al3+離子進(jìn)入溶液，Al3+離子水解，產(chǎn)生H+2、潛性酸：是土壤酸度的潛在來源。數(shù)量指標(biāo)根據(jù)測(cè)定時(shí)所采用的浸提劑不同（測(cè)定方法）不同，潛性酸可分為交換性酸度和水解性酸度(1)交換性酸度根據(jù)測(cè)定時(shí)所采用的浸提劑不同（測(cè)定方法）不同，潛性酸可分為交

（2）水解性酸度用堿性鹽（弱酸強(qiáng)堿鹽），如醋酸鈉，與土壤作用，所測(cè)得的酸度叫做水解性酸度（2）水解性酸度用堿性鹽（弱酸強(qiáng)堿鹽），如醋酸鈉，與土土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性3.活性酸與潛性酸的關(guān)系3.活性酸與潛性酸的關(guān)系4、酸性土的成因氣候因素巖石礦物的風(fēng)化，鹽基成分的淋溶，南酸北堿生物作用呼吸產(chǎn)生CO2，成H2CO3

殘?bào)w分解產(chǎn)生有機(jī)酸，CO2

硫化細(xì)菌和硝化細(xì)菌產(chǎn)生H2SO4，HNO3

施肥和灌溉的影響生理酸性肥料，（NH4）2SO4，KCl等灌溉水質(zhì)，礦區(qū)4、酸性土的成因二、土壤堿度堿性反應(yīng)是土壤溶液OH-超過H+時(shí)反映出來，pH越高，堿性越強(qiáng)。二、土壤堿度堿性反應(yīng)是土壤溶液OH-超過H+時(shí)反映出來，pH

2、土壤堿化度（鈉飽和度）固相指標(biāo)

交換性鈉離子占陽離子交換量的百分?jǐn)?shù)，即鈉飽和度。ESP

膠粒–Na+HOH=膠粒–H+NaOH2NaOH+H2CO3=

Na2CO3+H2O或

NaOH+CO2=

Na2HCO31、土壤總堿度液相指標(biāo)

石灰性土壤：具有石灰性反應(yīng)的土壤。稀HCl檢驗(yàn)。2、土壤堿化度（鈉飽和度）固相指標(biāo)1、土壤3、堿性土的成因

干旱氣候；降水量低于蒸發(fā)量母質(zhì)；基性、超基性巖過量施用石灰；引灌堿性污水；海水pH7.5-8浸漬。3、堿性土的成因干旱氣候；降水量低于蒸發(fā)量三、土壤緩沖作用1、定義狹義：把少量的酸或堿加入到到土壤里，其pH值的變化卻不大，這種對(duì)酸堿變化的抵抗能力，叫做土壤的緩沖性能或緩沖作用。廣義：土壤是一個(gè)巨大的緩沖體系，對(duì)營養(yǎng)元素、污染物質(zhì)、氧化還原等同樣具有緩沖性，具有抗衡外界環(huán)境變化的能力。2、土壤具有緩沖作用的原因溶液中有弱酸及其鹽類

土壤溶液中有碳酸、硅酸、磷酸、有機(jī)酸等弱酸及其鹽類存在（弱酸解離度小，其鹽解離度大），形成良好的緩沖體系。土壤膠體的陽離子交換作用鹽基離子對(duì)酸性物質(zhì)（H+）起緩沖作用；致酸離子（H+和Al3+

）對(duì)堿性物質(zhì)（OH-）起緩沖作用。三、土壤緩沖作用1、定義土壤溶液中有碳酸、硅酸、磷酸、有機(jī)酸鹽基飽和度鹽基飽和度越高，對(duì)酸緩沖能力越大；鹽基飽和度越低，對(duì)堿緩沖能力越大。陽離子交換量（CEC）CEC越大，緩沖能力越大；粘粒礦物，有機(jī)質(zhì)含量。粘土>壤土>砂土。3、影響土壤緩沖能力的因素

土壤緩沖量：指土壤溶液pH值改變1個(gè)單位所需要的酸量或堿量。用酸堿滴定法測(cè)定。鹽基飽和度陽離子交換量（CEC）3、影響土壤緩沖能力的因素土壤酸、堿緩沖容量和滴定曲線

在土壤懸液中連續(xù)加入標(biāo)準(zhǔn)酸或堿液，測(cè)定pH的變化,以縱座標(biāo)表示pH，橫座標(biāo)表示加的酸或堿量，繪制滴定曲線，又稱緩沖曲線。

磚紅壤、紅壤和黃棕壤膠體的中和曲線（于天仁，1987）

土壤酸、堿緩沖容量和滴定曲線在土壤懸液中連四、土壤反應(yīng)與肥力的關(guān)系1、影響土壤微生物的活動(dòng)

土壤細(xì)菌和放線菌，如硝化細(xì)菌，固N(yùn)菌，纖維分解菌等，均適宜于中性和微堿性環(huán)境；在酸性條件，活動(dòng)急劇降低；真菌對(duì)酸堿性要求不嚴(yán)格。2、影響植物養(yǎng)分有效性

土壤pH6.5左右時(shí)，各種營養(yǎng)元素的有效度都較高，并適宜多數(shù)作物的生長。

pH在微酸性、中性、堿性土壤中，氮、硫、鉀的有效度高。

pH6-7的土壤中,磷的有效度最高。pH<5時(shí)，因土壤中的活性鐵、鋁增加，易形成磷酸鐵、鋁沉淀。而在pH>7時(shí)，則易產(chǎn)生磷酸鈣沉淀，磷的有效性降低。鐵、錳、銅、鋅等微量元素有效度，在酸性和強(qiáng)酸性土壤中高；在pH>7的土壤中，活性鐵、錳、銅、鋅離子明顯下降，并常常出現(xiàn)鐵、錳離子的供應(yīng)不足。在強(qiáng)酸性土壤中，鉬的有效度低。pH>6時(shí),其有效度增加。硼的有效度與pH關(guān)系較復(fù)雜,在強(qiáng)酸性土壤和pH7.0～8.5的石灰性土壤中,有效度均較低,在pH6.0～7.0和在pH>8.5的堿性土壤中,有效度較高。四、土壤反應(yīng)與肥力的關(guān)系1、影響土壤微生物的活動(dòng)土壤pH6.3、與植物生長的關(guān)系

植物生長對(duì)土壤反應(yīng)的要求一般pH6.5左右，各種養(yǎng)分有效性較高，大多數(shù)作物比較適宜。3、與植物生長的關(guān)系土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性中和交換性酸或水解性酸依CEC和鹽基飽和度計(jì)算

2、酸性土壤石灰需要量1、土壤酸度的調(diào)節(jié)

1）施用石灰，調(diào)節(jié)土壤酸度，防Al,Mn危害

2）中和潛性酸

3）增加Ca，改良土壤結(jié)構(gòu)五、土壤酸堿性的調(diào)節(jié)方法石灰需要量=土壤體積x容重xCECx（1-鹽基飽和度）石灰常數(shù)：石灰需用量理論值要乘以一經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，得出實(shí)際需用量。石灰石粉：1.3;生石灰:0.5中和交換性酸或水解性酸2、酸性土壤石灰需要量1、土壤酸度的調(diào)土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性土壤學(xué)課件第8章土壤酸堿性和氧化還原性

施用有機(jī)肥：CO2，有機(jī)酸S及含S化合物生理酸性肥料石膏，硅酸鈣，以鈣換鈉3、改良土壤堿性施用有機(jī)肥：CO2，有機(jī)酸3、改良土壤堿性第二節(jié)土壤氧化還原性一、土壤氧化還原體系和氧化還原電位

1、常見的氧化還原體系

體系氧化態(tài)還原態(tài)氧體系O2O2-

氮體系NO3-NH4+

錳體系Mn4+Mn2+

鐵體系Fe3+