土壤化学性质.ppt

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1、第三章第三章 土壤化学性质土壤化学性质第一节第一节 土壤胶体土壤胶体第二节第二节 土壤吸收保肥性土壤吸收保肥性第三节第三节 土壤酸碱性与缓冲性土壤酸碱性与缓冲性 第一节第一节 土壤胶体土壤胶体1.1.土壤胶体的概念（重点）土壤胶体的概念（重点）2.2.土壤胶体的种类（重点）土壤胶体的种类（重点）3.3.土壤胶体的构造（难点、难点）土壤胶体的构造（难点、难点）4.4.土壤胶体的性质、作用（重点、难点）土壤胶体的性质、作用（重点、难点）一、土壤胶体的概念一、土壤胶体的概念v一般把土壤中一般把土壤中11000nm11000nm的细粒均称为土壤的细粒均称为土壤胶体或土壤准胶体。胶体或土壤准胶体。v胶体

2、化学中胶体的范围是胶体化学中胶体的范围是1100nm1100nm（至少在（至少在长、宽、高三个方向中有一个方向在这个范围）。长、宽、高三个方向中有一个方向在这个范围）。二二、土壤胶体的种类土壤胶体的种类胶体胶体无机胶体无机胶体有机胶体有机胶体有有 机机 无无 机机复复 合合 胶胶 体体含含水水氧氧化化铁铁、铝铝层层状状铝铝硅硅酸酸盐盐含含水水氧氧化化硅硅腐殖质、蛋白质、纤维素等腐殖质、蛋白质、纤维素等1：1型型2：1型胀缩性型胀缩性2：1型非胀缩性型非胀缩性硅氧四面体硅氧四面体层状铝硅酸盐基本构造层状铝硅酸盐基本构造硅氧片硅氧片铝氧八面体铝氧八面体（水铝八面体）（水铝八面体）铝氧片铝氧片（水铝

3、片）（水铝片）1:11:1型矿物型矿物 特特点点：晶晶层层与与晶晶层层间间距距离离稳稳定定，连连接接紧紧密密，内内部部空空隙隙小小，电电荷荷量量少少，单单位位个个体体大大，分分散散度度低低。多多出出现现于风化强烈的酸性土壤于风化强烈的酸性土壤。如高岭石类。如高岭石类。硅氧片硅氧片铝氧片铝氧片2:1型矿物 特特点点：胀胀缩缩性性大大，吸吸湿湿性性强强，易易在在两两边边硅硅氧氧片片中中以以AlAl3+3+代代SiSi4+4+，有有时时可可在在硅硅铝铝片片中中，一一般般以以MgMg2+2+代代AlAl3+3+带负电带负电吸附负离子。吸附负离子。颗粒细小，比表面大。颗粒细小，比表面大。如如蒙蒙脱脱石石

4、，这这类类矿矿物物多多出出现现于于北方土壤。北方土壤。硅氧片铝氧片铝氧片硅氧片硅氧片2.有机胶体有机胶体 有有机机胶胶体体主主要要是是腐腐殖殖质质，还还包包括括少少量量的的木木质质素素、蛋蛋白白质质、纤纤维维素素等等。腐腐殖殖质质胶胶体体含含有有多多种种官官能能团团（羧羧基基和和酚酚羟羟基基），属属两两性性胶胶体体，在在土土壤壤中中一一般般带带负负电电，对对土土壤壤胶胶体体电电荷荷影影响响较较大大，因因而而影影响响到到土土壤壤的的保保肥肥与与供供肥肥性性。但但有有机机胶胶体体的的稳稳定定性性低于无机胶体，容易被微生物所分解低于无机胶体，容易被微生物所分解。3.3.有机有机 -无机（矿质）复合体

5、无机（矿质）复合体在农业土壤上，有机胶体一般很少单在农业土壤上，有机胶体一般很少单独存在，约有独存在，约有50%-90%50%-90%是与矿质胶体结是与矿质胶体结合，形成有机无机复合体（又称吸收合，形成有机无机复合体（又称吸收性复合体）。性复合体）。三三、土壤胶体的构造土壤胶体的构造土壤胶体分散系胶体微粒土壤溶液胶核双电层决定电位离子层补偿离子层非活性层扩散层胶粒v四四、土壤胶体的性质、土壤胶体的性质与作用与作用（一）土壤胶体具有巨大的比表面积和表面能（一）土壤胶体具有巨大的比表面积和表面能 （二）胶体带电性（二）胶体带电性 （三）土壤胶体凝聚与分散（三）土壤胶体凝聚与分散（一）土壤胶体的比表

6、面积和表面能（一）土壤胶体的比表面积和表面能比比表表面面：是是指指每每单单位位重重量量（或或体体积积）物物体体的的总总表表面面积。比面积表面积积。比面积表面积/质量质量 如高岭石比面积的典型值是如高岭石比面积的典型值是101020m20m2 2/g/g，蒙脱石是，蒙脱石是600600800m800m2 2/g/g，有机胶体的比表面可达，有机胶体的比表面可达1000m1000m2 2/g/g以上。以上。由于表面的存在而产生的能量（表面分子的引力或张力），叫做由于表面的存在而产生的能量（表面分子的引力或张力），叫做表面能。物质的比面积越大，吸附能力也越强，由于土壤胶体表面能。物质的比面积越大，吸附

7、能力也越强，由于土壤胶体具有巨大的表面积，因而具有巨大的表面能。具有巨大的表面积，因而具有巨大的表面能。（二）胶体带有电荷（二）胶体带有电荷1、胶体带电的原因、胶体带电的原因主要有以下三种：主要有以下三种：（1）同晶代换）同晶代换（2）晶格断键）晶格断键（3）表面分子的解离）表面分子的解离 土壤胶体能解离出土壤胶体能解离出土壤胶体能解离出土壤胶体能解离出H H+,而带负电的胶体称为酸胶基或负胶体；而带负电的胶体称为酸胶基或负胶体；而带负电的胶体称为酸胶基或负胶体；而带负电的胶体称为酸胶基或负胶体；能解离出能解离出能解离出能解离出OHOH-而带正电的而带正电的而带正电的而带正电的 胶体称为碱胶基

8、或正胶体；胶体称为碱胶基或正胶体；胶体称为碱胶基或正胶体；胶体称为碱胶基或正胶体；能解离出能解离出能解离出能解离出H H+也能解离出也能解离出也能解离出也能解离出OHOH-的则称为两性胶体。的则称为两性胶体。的则称为两性胶体。的则称为两性胶体。2土壤胶体电荷的种类土壤胶体电荷的种类（1）永久电荷）永久电荷：主要是同晶代换主要是同晶代换。同晶置换：是指铝硅酸盐矿物中硅氧片或水铝片中的配位中心离子，被与其大小相近而电性符号相同的离子所取代，但其晶层结构未变的现象。（2）可变电荷：主要是胶体表面分子的电离引起）可变电荷：主要是胶体表面分子的电离引起的，其次来自矿质胶体晶格的断键。的，其次来自矿质胶体

9、晶格的断键。指胶体随土壤溶液pH值的 变化而发生电荷数量、符号变化的那部分电荷。（三）土壤胶体凝聚与分散（三）土壤胶体凝聚与分散土壤胶体由两种存在的状态，一种是胶体微粒均匀土壤胶体由两种存在的状态，一种是胶体微粒均匀地分散在介质中形成的一种外观颇似溶液的胶体地分散在介质中形成的一种外观颇似溶液的胶体溶液，称为溶胶。溶液，称为溶胶。另一种是在外因作用下，胶体微粒聚合在一起形成另一种是在外因作用下，胶体微粒聚合在一起形成的的 处于凝聚状态的胶体，称为凝胶。处于凝聚状态的胶体，称为凝胶。溶胶转变为凝胶，这一过程称为凝聚；凝胶也可以溶胶转变为凝胶，这一过程称为凝聚；凝胶也可以转变为溶胶，这一过程称为分

10、散。转变为溶胶，这一过程称为分散。vv土壤胶体带负电的为多，加入阳离子有使胶体凝土壤胶体带负电的为多，加入阳离子有使胶体凝聚的作用。聚的作用。vv影响胶体分散与凝聚的因素主要有：影响胶体分散与凝聚的因素主要有：电解质的种类电解质的种类电解质的种类电解质的种类。离子价越大，其凝聚作用越强；同价阳。离子价越大，其凝聚作用越强；同价阳。离子价越大，其凝聚作用越强；同价阳。离子价越大，其凝聚作用越强；同价阳离子中，离子半径大的，水膜厚度小的离子凝聚作用强。离子中，离子半径大的，水膜厚度小的离子凝聚作用强。离子中，离子半径大的，水膜厚度小的离子凝聚作用强。离子中，离子半径大的，水膜厚度小的离子凝聚作用强

11、。电解质的浓度电解质的浓度电解质的浓度电解质的浓度。浓度越大，其凝聚作用越强。浓度越大，其凝聚作用越强。浓度越大，其凝聚作用越强。浓度越大，其凝聚作用越强。vv土壤中常见的阳离子引起胶体凝聚作用大小的顺土壤中常见的阳离子引起胶体凝聚作用大小的顺序为序为:FeFeFeFe3+3+3+3+AlAlAlAl3+3+3+3+HHHH+CaCaCaCa2+2+2+2+MgMgMgMg2+2+2+2+NHNHNHNH4 4 4 4+KK+NaNa+胶体可逆凝聚：由等浓度的一价阳离子凝聚形成的凝胶，如反复用水淋洗，凝胶可再分散形成溶胶，这叫做可逆凝聚。胶体不可逆凝聚：由二价以上的阳离子凝聚形成的凝胶，很难或

12、不能再变成溶胶的凝聚称为不可逆凝聚。注意区分松散与分散注意区分松散与分散作业作业1.概念：土壤胶体、同晶代换。2.土壤胶体的种类，说明层状铝硅酸盐中的蒙脱石的性质特点。3.土壤胶体的构造。4.土壤胶体的性质。第二节第二节 土壤的保肥性与供肥性土壤的保肥性与供肥性主要内容主要内容1.1.土壤的吸收保肥方式（重点）土壤的吸收保肥方式（重点）2.2.土壤的阳离子交换（重点、难点）土壤的阳离子交换（重点、难点）3.3.土壤阴离子交换（了解）土壤阴离子交换（了解）4.4.土壤供肥性（重点、难点）土壤供肥性（重点、难点）土壤吸收性能：土壤能吸收和保持土壤溶液中的分子土壤吸收性能：土壤能吸收和保持土壤溶液中

13、的分子和离子悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。和离子悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。1 1 .机械吸收作用机械吸收作用机械吸收作用是指土壤对进入其中的固体物质的机械机械吸收作用是指土壤对进入其中的固体物质的机械阻留作用。机械吸收作用对养分的保存只能起部分极阻留作用。机械吸收作用对养分的保存只能起部分极其有限的作用。其有限的作用。一、一、土壤吸收性能的概念、类型土壤吸收性能的概念、类型土壤吸收性能的概念：土壤吸收性能的概念：土壤吸收性能的类型土壤吸收性能的类型类型类型作用主体作用主体 作用机制作用机制作用对象作用对象特点特点机械吸收作机械吸收作用用土壤细孔土壤细孔机械阻挡机械阻挡颗

14、粒状外来物质颗粒状外来物质物理吸收作物理吸收作用用土壤细粒土壤细粒分子引力分子引力分子态物质分子态物质化学吸收作化学吸收作用用活性离子活性离子化学沉淀化学沉淀外来活性离子外来活性离子养分失效养分失效物理化学吸物理化学吸收作用收作用土壤胶体土壤胶体静电引力静电引力活性离子活性离子生物吸收作生物吸收作用用土壤生物土壤生物选择吸收选择吸收有效养分有效养分选择性、创新选择性、创新性、暂时性性、暂时性（一）概念：（一）概念：1 1、阳离子交换作用阳离子交换作用：土壤溶液中的阳离子与胶体表面的：土壤溶液中的阳离子与胶体表面的阳离子相互交换的作用。阳离子相互交换的作用。包含两个同时进行的过程：包含两个同时进

15、行的过程：离子吸附离子吸附：溶液中的离子被吸附到胶体表面上。：溶液中的离子被吸附到胶体表面上。离子解吸离子解吸：胶体表面的离子脱离胶体进入溶液：胶体表面的离子脱离胶体进入溶液。土壤土壤胶粒胶粒土壤土壤胶粒胶粒Ca2+NH4+3K+Ca2+NH4+K+K+K+二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用（二）阳离子交换作用的基本特征（二）阳离子交换作用的基本特征1 1、可逆反应、可逆反应 2 2、等价交换、等价交换3 3、受质量作用定律的支配、受质量作用定律的支配1 1、离子价：、离子价：M M3+3+M M2+2+M M+;2 2、离离子子半半径径和和离离子子水水化化半半径径，同同价价离离子子

16、，离离子子半半径径大大的的、水水化化半半径小的交换能力大，径小的交换能力大，K K+Na Na+（离离子子的的运运动动速速度度 H H+水水化化很很弱弱只只与与1 1个个水水分分子子结结合合，H H3 3O O+半半径径很很小小，运运动动速速度度快快，因因此此交交换换能能力力大大于于二价离子。二价离子。）3 3、离离子子浓浓度度 交交换换能能力力弱弱的的离离子子在在浓浓度度足足够够大大的的情情况况下下，可可以以交交换换吸附浓度低高价离子。综上所述，阳离子交换能力顺序为：吸附浓度低高价离子。综上所述，阳离子交换能力顺序为：FeFe3+3+、AlAl3+3+H H+CaCa2+2+MgMg2+2+

17、NHNH4 4+K K+NaNa+（三）影响阳离子交换的因素（三）影响阳离子交换的因素（四）阳离子交换量（四）阳离子交换量（CEC)Cation Exchange Capacity土土壤壤CEC大大小小受受下下列列因因素素影影响：响：1 1、胶体含量、胶体含量 质地粘重质地粘重CECCEC大。大。2 2、胶体类型、胶体类型 有机胶体有机胶体CECCEC远比矿远比矿质胶体大，施有机肥可大幅度质胶体大，施有机肥可大幅度提高土壤保肥能力。提高土壤保肥能力。3 3、土壤、土壤PHPH值值 影响可变电荷的多少，影响可变电荷的多少，一般一般PHPH值升高，值升高，H+H+解离，可变解离，可变负电荷逐渐增多

18、，负电荷逐渐增多，CECCEC也随之增也随之增加。加。概概念念：在在一一定定PHPH时时每每1000g1000g干干土土所所能能吸吸附附的的全全部部交交换换性性阳离子的厘摩尔数。阳离子的厘摩尔数。土壤胶体土壤胶体CECcmol(+).kg-1腐殖质腐殖质200蛭蛭 石石100-150蒙脱石蒙脱石70-95伊利石伊利石10-40高岭石高岭石3-15氧化物氧化物2-4概概念念：土土壤壤中中交交换换性性盐盐基基离离子子（K K+、NaNa+、NHNH4+4+、CaCa2+2+、MgMg2+2+等等）总总量占阳离子交换量的百分数。它与土壤酸碱反应关系密切。量占阳离子交换量的百分数。它与土壤酸碱反应关系

19、密切。（四）盐基饱和度（四）盐基饱和度盐基饱和度盐基饱和度80%的土壤，一般认为是很肥沃的土壤的土壤，一般认为是很肥沃的土壤盐基饱和度为盐基饱和度为5080%的土壤为中等肥力水平的土壤为中等肥力水平盐基饱和度低于盐基饱和度低于50%的土壤肥力水平较低，因为阳离子组成单一。的土壤肥力水平较低，因为阳离子组成单一。（四）盐基饱和度（四）盐基饱和度v阴离子交换作用阴离子交换作用：土壤中带正电荷的胶体所吸附的阴离子与土壤：土壤中带正电荷的胶体所吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离子相互交换的作用。溶液中的阴离子相互交换的作用。v按被土壤吸附保持的难易程度分为三类：按被土壤吸附保持的难易程度分为三类：（1 1

20、）易易于于被被土土壤壤吸吸附附：磷磷酸酸根根（H H2 2POPO4 4-、HPOHPO4 42-2-、POPO4 43-3-）、硅硅酸酸根根（HSiOHSiO3 3-、SiOSiO3 32-2-）和某些有机酸的阴离子（如草酸根）。和某些有机酸的阴离子（如草酸根）。（2 2）吸吸附附作作用用很很弱弱或或进进行行负负吸吸附附的的离离子子：ClCl-、NONO3 3-、NONO2 2-出出现现负负吸吸附附（固固体体表表面面浓度低于溶液中浓度）极易随水流失。浓度低于溶液中浓度）极易随水流失。（3 3）中中间间类类型型的的阴阴离离子子：SOSO4 42-2-、COCO3 32-2-、HCOHCO3 3

21、-、及及某某些些有有机机酸酸（如如醋醋酸酸根根）的的阴阴离子，土壤吸收它们的能力介于以上两类之间。离子，土壤吸收它们的能力介于以上两类之间。三、土壤中的阴离子吸附三、土壤中的阴离子吸附四、土壤供肥性（1 1）根毛直接和土壤胶体接触交换：根在生长过程）根毛直接和土壤胶体接触交换：根在生长过程中释放出的中释放出的H+H+直接与土壤胶体上的交换性盐基离直接与土壤胶体上的交换性盐基离子直接交换；子直接交换；（2 2）通过溶液吸收：交换性阳离子被交换到溶液中，）通过溶液吸收：交换性阳离子被交换到溶液中，然后被植物吸收。然后被植物吸收。1 1、植物对土壤胶体上的交换性阳离子的吸收方式：、植物对土壤胶体上的

22、交换性阳离子的吸收方式：（1 1）交换性阳离子饱和度）交换性阳离子饱和度 概念：指土壤中某种交换性阳离子的数量占概念：指土壤中某种交换性阳离子的数量占CEC的百分数。的百分数。离子的饱和度愈高，被交换解吸的机会愈多，有效度愈高离子的饱和度愈高，被交换解吸的机会愈多，有效度愈高2、影响交换性阳离子有效度的因素：、影响交换性阳离子有效度的因素：土壤土壤CECCmol(+)/kg交换性钙交换性钙Cmol(+)/kg饱和度饱和度(%)A8675B301033土壤阳离子交换与离子饱和度土壤阳离子交换与离子饱和度四、土壤供肥性理解理解“施肥一大片，不如一条线施肥一大片，不如一条线”。（2 2）土壤中的陪补

23、离子效应）土壤中的陪补离子效应 在土壤胶体上同时吸附着多种阳离子，对其中某种离子来说，其在土壤胶体上同时吸附着多种阳离子，对其中某种离子来说，其余的各种阳离子都称为它的陪补离子。余的各种阳离子都称为它的陪补离子。土壤胶体土壤胶体NH4+NH4+H+Mg2+H+2K+陪补离子不同，对某一指定离子的陪补离子不同，对某一指定离子的有效度也不同。有效度也不同。陪补离子与土壤胶体之间的吸附力陪补离子与土壤胶体之间的吸附力愈大，与之共存的阳离子愈易解吸，有愈大，与之共存的阳离子愈易解吸，有效性愈高。效性愈高。四、土壤供肥性四、土壤供肥性2、影响交换性阳离子有效度的因素：、影响交换性阳离子有效度的因素：（3

24、 3）胶体类型）胶体类型 不同类型的粘粒矿物，由于晶体构造特点不同，吸附不同类型的粘粒矿物，由于晶体构造特点不同，吸附阳离子的位置各不相同，释放的难易也不同。阳离子的位置各不相同，释放的难易也不同。在离子饱和度相同的情况下，蒙脱石吸附的阳离子有在离子饱和度相同的情况下，蒙脱石吸附的阳离子有效度低于高岭石，原因在于蒙脱石吸附的阳离子大部分在效度低于高岭石，原因在于蒙脱石吸附的阳离子大部分在晶层间，高岭石则在表面。晶层间，高岭石则在表面。四、土壤供肥性四、土壤供肥性2、影响交换性阳离子有效度的因素：、影响交换性阳离子有效度的因素：（4 4）阳离子的非交换性吸收）阳离子的非交换性吸收 晶格固定：晶格

25、固定：指层状铝硅酸盐粘粒矿物晶层表面的六个硅氧四面体联指层状铝硅酸盐粘粒矿物晶层表面的六个硅氧四面体联成的六角型网穴，其半径与成的六角型网穴，其半径与K K+和和NHNH4 4+相接近。当粘粒矿物脱水收缩时，相接近。当粘粒矿物脱水收缩时，晶层表面所吸附的晶层表面所吸附的K K+和和NHNH4 4+极易陷入上述网穴中而成为非交换性阳离极易陷入上述网穴中而成为非交换性阳离子，使其有效性降低。子，使其有效性降低。四、土壤供肥性四、土壤供肥性2、影响交换性阳离子有效度的因素：、影响交换性阳离子有效度的因素：作业1、名词解释：土壤的保肥性能、阳离子交换作用、阳离子交换量、阳离子交换能力、盐基饱和度2、阳

26、离子交换作用的特点？3、影响阳离子交换量的因素？4、常见阳离子交换能力顺序？影响阳离子交换能力的因素？5、影响交换性阳离子有效度的因素？土壤酸碱性和缓冲性土壤酸碱性和缓冲性 主要教学目标：主要教学目标：掌握土壤酸碱性和缓冲性的基本掌握土壤酸碱性和缓冲性的基本含义。含义。掌握土壤酸碱性改良的基本方法。掌握土壤酸碱性改良的基本方法。了解土壤酸碱性对植物生长的影了解土壤酸碱性对植物生长的影响。响。土壤酸碱性和缓冲性土壤酸碱性和缓冲性本章重点：本章重点：主要是土壤酸碱度和缓冲性的基本概念主要是土壤酸碱度和缓冲性的基本概念 以及对植物生长的影响。以及对植物生长的影响。其次是土壤酸碱性的改良方法。其次是土

27、壤酸碱性的改良方法。土壤酸碱性和缓冲性土壤酸碱性和缓冲性 本章难点：本章难点：是土壤为什么具有的缓冲性。是土壤为什么具有的缓冲性。这部分内容与土壤阳离子交换的内容相这部分内容与土壤阳离子交换的内容相关。关。主要原因就是与土壤胶体及其胶体上吸主要原因就是与土壤胶体及其胶体上吸收的离子的作用。收的离子的作用。土壤酸碱性和缓冲性土壤酸碱性和缓冲性主要内容主要内容第一节第一节土壤酸碱性土壤酸碱性第二节第二节 土壤酸碱性对植物和养分有效土壤酸碱性对植物和养分有效性影响性影响第三节第三节 土壤缓冲性土壤缓冲性第一节第一节 土壤酸碱性土壤酸碱性1、土壤酸的来源、土壤酸的来源（1）土壤中）土壤中H+的来源。的

28、来源。由由 CO2引起；引起；土壤有机体的分解产生有机酸；土壤有机体的分解产生有机酸；硫化细菌和硝化细菌产生的酸；硫化细菌和硝化细菌产生的酸；生理酸性肥料的施用。生理酸性肥料的施用。1、土壤酸的来源、土壤酸的来源（2）气候对土壤酸化的影响）气候对土壤酸化的影响在潮湿地带，溶液中的氢离子进入胶体在潮湿地带，溶液中的氢离子进入胶体取代盐基离子，积累在土壤胶体表面。取代盐基离子，积累在土壤胶体表面。东北地区的酸性土是在寒冷多雨的气候东北地区的酸性土是在寒冷多雨的气候条件下产生的。条件下产生的。北方和西北地区的降雨量少，淋溶作用北方和西北地区的降雨量少，淋溶作用弱，导致盐基积累，土壤大部分为石灰弱，导

29、致盐基积累，土壤大部分为石灰性、碱性或中性土壤。性、碱性或中性土壤。1、土壤酸的来源、土壤酸的来源（3）土壤铝离子的活化）土壤铝离子的活化当胶体表面吸附的氢离子达到一定限度时，晶格当胶体表面吸附的氢离子达到一定限度时，晶格结构遭破坏，有些铝水八面体解体，铝离子脱结构遭破坏，有些铝水八面体解体，铝离子脱离晶格的束缚，成为活性铝离子。被吸附在粘离晶格的束缚，成为活性铝离子。被吸附在粘土矿物的表面，成为交换性的阳离子土矿物的表面，成为交换性的阳离子在较强的酸性条件下释放出来，进入到土壤胶体在较强的酸性条件下释放出来，进入到土壤胶体表面，其数量比氢离子数量大得多。表面，其数量比氢离子数量大得多。长江以

30、南的酸性土壤，主要是由于铝离子引起的长江以南的酸性土壤，主要是由于铝离子引起的。第一节第一节 土壤酸碱性土壤酸碱性二、土壤酸度类型二、土壤酸度类型1、活性酸、活性酸由土壤溶液中游离的由土壤溶液中游离的H+引起的酸性，常用引起的酸性，常用pH值表示。值表示。土壤中的水分含有各种可溶的有机、无机土壤中的水分含有各种可溶的有机、无机成分，有离子态、分子态，还有胶体态成分，有离子态、分子态，还有胶体态的。的。一、土壤酸度类型及来源一、土壤酸度类型及来源主要根据活性酸划分：主要根据活性酸划分：pH7.5 我国土壤我国土壤pH一般在一般在4-9之间。在地理分之间。在地理分布上呈现南酸北碱、沿海偏酸，内陆偏

31、布上呈现南酸北碱、沿海偏酸，内陆偏碱的规律。碱的规律。2、潜性酸、潜性酸土壤胶体上吸附的氢离子或铝离子，进土壤胶体上吸附的氢离子或铝离子，进入溶液后显示出酸性。入溶液后显示出酸性。表示方法：表示方法：常用常用1000克烘干土中氢离子的厘摩尔数克烘干土中氢离子的厘摩尔数表示。表示。2、潜性酸的类型、潜性酸的类型（1）代换性酸：）代换性酸：用过量中性盐（氯化钾、氯化钙等）溶用过量中性盐（氯化钾、氯化钙等）溶液，与土壤胶体发生交换作用，土壤液，与土壤胶体发生交换作用，土壤胶体表面的氢离子或铝离子与浸提剂胶体表面的氢离子或铝离子与浸提剂的阳离子所交换所表现出的酸性。的阳离子所交换所表现出的酸性。2、潜

32、性酸、潜性酸（2）水解性酸：用过量强碱弱酸盐）水解性酸：用过量强碱弱酸盐（CH3COONa）浸提土壤，胶体上的）浸提土壤，胶体上的氢或铝离子释放到溶液中表现的酸性。氢或铝离子释放到溶液中表现的酸性。CH3COONa水解产生水解产生NaOH，pH值可值可达达8.5，Na+可以把绝大部分的代换性可以把绝大部分的代换性的氢离子和铝离子代换下来，形成醋的氢离子和铝离子代换下来，形成醋酸酸。水解反应交换性酸和水解性酸的关系交换性酸和水解性酸的关系交换性酸是水解性酸的一部分，水解能交换性酸是水解性酸的一部分，水解能置换出更多的氢离子。置换出更多的氢离子。要改变土壤的酸性程度，就必须中和溶要改变土壤的酸性程

33、度，就必须中和溶液中和胶体上的全部交换性氢离子和液中和胶体上的全部交换性氢离子和铝离子。铝离子。在酸性土壤改良时，可根据水解性酸来在酸性土壤改良时，可根据水解性酸来计算所要施用的石灰的量。计算所要施用的石灰的量。交换性酸和水解性酸的关系交换性酸和水解性酸的关系二、土壤碱度二、土壤碱度1、OH离子的来源离子的来源 土壤弱酸强碱盐的水解，碳酸及重碳酸的钾、土壤弱酸强碱盐的水解，碳酸及重碳酸的钾、钠、钙、镁等盐类。如钠、钙、镁等盐类。如Na2CO3、NaHCO3、CaCO3等；等；其次是土壤胶体上的其次是土壤胶体上的Na+的代换水解作用。的代换水解作用。2、碱度的表示方法、碱度的表示方法 土壤碱性的

34、高低用土壤碱性的高低用pH值表示；值表示；用用Na+的饱和度表示。的饱和度表示。三、三、土壤酸碱性对植物和养分的影响土壤酸碱性对植物和养分的影响（一）、土壤酸碱性对植物的影响（一）、土壤酸碱性对植物的影响 1、大多数植物在、大多数植物在pH9.0或或2.5的情况下都难的情况下都难以生长。植物可在很宽的范围内正常生长，但以生长。植物可在很宽的范围内正常生长，但有适宜的有适宜的pH。喜酸植物：杜鹃属、越桔属、茶花属、杉木、喜酸植物：杜鹃属、越桔属、茶花属、杉木、松树、橡胶树、帚石兰；松树、橡胶树、帚石兰；喜钙植物：紫花苜蓿、草木犀、南天竺、柏属、喜钙植物：紫花苜蓿、草木犀、南天竺、柏属、椴树、榆树

35、等；椴树、榆树等；喜盐碱植物：柽柳、沙枣、枸杞等。喜盐碱植物：柽柳、沙枣、枸杞等。2、植物病虫害与土壤酸碱性直接相关：、植物病虫害与土壤酸碱性直接相关：1）地下害虫往往要求一定范围的）地下害虫往往要求一定范围的pH环境条件。如竹蝗喜酸而金龟子喜环境条件。如竹蝗喜酸而金龟子喜碱；碱；2）有些病害只在一定的）有些病害只在一定的pH值范围内值范围内发作，如悴倒病往往在碱性和中性发作，如悴倒病往往在碱性和中性土壤上发生。土壤上发生。3、土壤活性铝：、土壤活性铝：是一个重要的生态因子，对自然植被的分布、生是一个重要的生态因子，对自然植被的分布、生长和演替有重大影响；长和演替有重大影响；在强酸性土壤中含铝

36、多，生活在这类土壤上的植在强酸性土壤中含铝多，生活在这类土壤上的植物往往耐铝甚至喜铝（帚石兰、茶树）；物往往耐铝甚至喜铝（帚石兰、茶树）；但对于一些植物来说，如三叶草、紫花苜蓿，铝但对于一些植物来说，如三叶草、紫花苜蓿，铝是有毒性的，土壤中富铝时生长受抑制；是有毒性的，土壤中富铝时生长受抑制；研究表明铝中毒是人工林地力衰退的一个重要原研究表明铝中毒是人工林地力衰退的一个重要原因。因。（二）、土壤酸碱性对养分有效性的影（二）、土壤酸碱性对养分有效性的影响响 1、在正常范围内，植物对土壤酸碱、在正常范围内，植物对土壤酸碱性敏感的原因：性敏感的原因：是由于土壤是由于土壤pH值影响土壤溶液中各种值影响

37、土壤溶液中各种离子的浓度，影响各种元素对植物离子的浓度，影响各种元素对植物的有效性。的有效性。2、土壤酸碱性对营养元素有效性的影响：、土壤酸碱性对营养元素有效性的影响：（1）氮在）氮在68时有效性较高，是由于在小时有效性较高，是由于在小于于6时，固氮菌活动降低，而大于时，固氮菌活动降低，而大于8时，时，硝化作用受到抑制；硝化作用受到抑制；（2）磷在）磷在6.57.5时有效性较高，由于在时有效性较高，由于在小于小于6.5时，易形成磷酸铁、磷酸铝，有时，易形成磷酸铁、磷酸铝，有效性降低，在高于效性降低，在高于7.5时，则易形成磷酸时，则易形成磷酸二氢钙二氢钙；无机磷的固定（3）钾、钙、镁容易流失，

38、因此酸性土壤容易）钾、钙、镁容易流失，因此酸性土壤容易缺乏。在缺乏。在pH高于高于8.5时，土壤钠离子增加，钙、时，土壤钠离子增加，钙、镁离子被取代形成碳酸盐沉淀，因此钙、镁的镁离子被取代形成碳酸盐沉淀，因此钙、镁的有效性在有效性在pH6-8时最好；时最好；（4）铁、锰、铜、锌、钴五种微量元素在酸性）铁、锰、铜、锌、钴五种微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性高；土壤中因可溶而有效性高；钼酸盐不溶于酸而溶于碱，在酸性土壤中易缺乏钼酸盐不溶于酸而溶于碱，在酸性土壤中易缺乏硼酸盐在硼酸盐在pH5-7.5时有效性较好。时有效性较好。（三）、土壤酸碱性的改良1、土壤酸性土改良、土壤酸性土改良经常使用石灰。

39、经常使用石灰。达到中和活性酸、潜性酸、改良土壤结构的目的。达到中和活性酸、潜性酸、改良土壤结构的目的。沿海地区使用含钙的贝壳灰。也可用紫色页岩粉、粉沿海地区使用含钙的贝壳灰。也可用紫色页岩粉、粉煤灰、草木灰等。煤灰、草木灰等。石灰施用量的计算：石灰施用量的计算：生石灰需要量（生石灰需要量（g/m2)=阳离子代换量阳离子代换量*（1盐基饱和盐基饱和度）度）*土壤重量土壤重量*28*1/1000 2、中性和石灰性土壤的人工酸化、中性和石灰性土壤的人工酸化 露地花卉可用硫磺粉（露地花卉可用硫磺粉（50g/平方米）或硫酸平方米）或硫酸亚铁（亚铁（150克克/平方米），可降低平方米），可降低0.51个个

40、pH单位。也可用矾肥水浇制。单位。也可用矾肥水浇制。3、碱性土壤、碱性土壤 施用石膏，还可用磷石膏、硫酸亚铁、硫磺施用石膏，还可用磷石膏、硫酸亚铁、硫磺粉、酸性风化煤、有机肥。粉、酸性风化煤、有机肥。四、四、土壤的缓冲性土壤的缓冲性（一）、定义：（一）、定义：在自然条件下，向土壤加入一定量的在自然条件下，向土壤加入一定量的酸或碱，土壤酸或碱，土壤pH值不因土壤酸碱环境值不因土壤酸碱环境条件的改变而发生剧烈的变化，这说条件的改变而发生剧烈的变化，这说明土壤中具有抵抗酸碱变化的能力，明土壤中具有抵抗酸碱变化的能力，土壤这种特殊的抵抗能力，称为缓冲土壤这种特殊的抵抗能力，称为缓冲性。性。（二）、意义

41、：（二）、意义：使土壤酸度保持在一定的范围内，避免因施肥、使土壤酸度保持在一定的范围内，避免因施肥、根的呼吸、微生物活动、有机质分解和湿度的根的呼吸、微生物活动、有机质分解和湿度的变化而变化而pH值强烈变化，为高等植物和微生物提值强烈变化，为高等植物和微生物提供一个有利的环境条件。供一个有利的环境条件。土壤缓冲作用的大小，可以用缓冲量表示。缓冲土壤缓冲作用的大小，可以用缓冲量表示。缓冲量是土壤溶液改变一个单位量是土壤溶液改变一个单位pH值时所需酸碱的值时所需酸碱的摩尔数。摩尔数。（三）、土壤具有缓冲性的原因：（三）、土壤具有缓冲性的原因：1、土壤胶体的代换性能、土壤胶体的代换性能 土壤胶体上吸

42、收的盐基离子多，则土壤土壤胶体上吸收的盐基离子多，则土壤对酸的缓冲能力强；对酸的缓冲能力强；当吸附的阳离子主要为氢或铝离子时，对当吸附的阳离子主要为氢或铝离子时，对碱的缓冲能力强。碱的缓冲能力强。2、土壤中有多种弱酸及其盐类、土壤中有多种弱酸及其盐类弱酸种类如：碳酸、重碳酸、硅酸和各种弱酸种类如：碳酸、重碳酸、硅酸和各种有机酸。有机酸。3、铝体系：、铝体系：4、两性物质的作用、两性物质的作用有机质、有机质、AA、蛋白质、蛋白质（四）、（四）、影响土壤缓冲性的因素：影响土壤缓冲性的因素：1 1、粘粒矿物类型：含蒙脱石和伊利石多的、粘粒矿物类型：含蒙脱石和伊利石多的、粘粒矿物类型：含蒙脱石和伊利石

43、多的、粘粒矿物类型：含蒙脱石和伊利石多的土壤，起缓冲性能也要大一些；土壤，起缓冲性能也要大一些；土壤，起缓冲性能也要大一些；土壤，起缓冲性能也要大一些；2 2、粘粒的含量：粘粒含量增加，缓冲性增、粘粒的含量：粘粒含量增加，缓冲性增、粘粒的含量：粘粒含量增加，缓冲性增、粘粒的含量：粘粒含量增加，缓冲性增强；强；强；强；3 3、有机质含量：有机质多少与土壤缓冲性、有机质含量：有机质多少与土壤缓冲性、有机质含量：有机质多少与土壤缓冲性、有机质含量：有机质多少与土壤缓冲性大小成正相关。大小成正相关。大小成正相关。大小成正相关。一般来说，土壤缓冲性强弱的顺序是腐殖一般来说，土壤缓冲性强弱的顺序是腐殖一般

44、来说，土壤缓冲性强弱的顺序是腐殖一般来说，土壤缓冲性强弱的顺序是腐殖质土大于粘土大于砂土，故增加土壤有机质土大于粘土大于砂土，故增加土壤有机质土大于粘土大于砂土，故增加土壤有机质土大于粘土大于砂土，故增加土壤有机质和粘粒，就可增加土壤的缓冲性。质和粘粒，就可增加土壤的缓冲性。质和粘粒，就可增加土壤的缓冲性。质和粘粒，就可增加土壤的缓冲性。第七章 土壤酸碱性土壤酸碱性一、名词解释：一、名词解释：1、土壤活性酸；土壤活性酸；2 2、土壤潜性酸；、土壤潜性酸；3 3、土壤缓冲性、土壤缓冲性二、简述酸性土、碱性土的改良。二、简述酸性土、碱性土的改良。三、谈谈土壤酸碱性对土壤养分有效性的影三、谈谈土壤酸

45、碱性对土壤养分有效性的影响。响。3-33-3土壤的酸碱性与缓冲性土壤的酸碱性与缓冲性主要内主要内容容1.土壤酸碱性产生的原因（宏观）（一般）土壤酸碱性产生的原因（宏观）（一般）2.土壤酸碱性的分级与表示方法（重点）土壤酸碱性的分级与表示方法（重点）3.土壤酸性的产生与改良（重点、难点）土壤酸性的产生与改良（重点、难点）4.土壤碱性的产生与改良（重点、难点）土壤碱性的产生与改良（重点、难点）5.土壤缓冲性的产生与作用（重点）土壤缓冲性的产生与作用（重点）一、土壤酸碱性产生的原因一、土壤酸碱性产生的原因1.1.气候因素气候因素 水、热条件水、热条件2.2.母质因素母质因素 盐基成分含量盐基成分含量

46、3.3.生物因素生物因素 富集作用、分泌物富集作用、分泌物4.4.施肥和灌溉的影响施肥和灌溉的影响 水、肥的酸碱性。水、肥的酸碱性。二、土壤酸碱的存在形式和表示方法二、土壤酸碱的存在形式和表示方法（一）（一）土壤土壤pHpH和酸碱性分级：和酸碱性分级：pH 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 级别级别 强酸性强酸性 酸性酸性 弱酸性弱酸性 中性中性 弱碱性弱碱性 碱性碱性 强碱性强碱性土壤的酸碱度一般用土壤的酸碱度一般用pH值表示。值表示。我国土壤酸碱分布图我国土壤酸碱分布图（二）土壤酸性（二）土壤酸性 1.1.土壤酸性的产生原因土壤酸性的产生原因（1 1）交换性）交换性H H和和

47、AlAl3 3(致酸离子致酸离子)的解离与水解。的解离与水解。（2 2）人为因素：施肥（酸性肥料）、污灌。）人为因素：施肥（酸性肥料）、污灌。（3 3）酸雨）酸雨 :pHpH低于低于5.65.6 的降雨（占的降雨（占30%30%）。）。2.2.土壤酸度土壤酸度土壤酸度：根据土壤酸度：根据H H在土壤中的存在状态而分为两在土壤中的存在状态而分为两种类型：活性酸度和潜性酸度种类型：活性酸度和潜性酸度。（1 1 1 1）活性酸度）活性酸度）活性酸度）活性酸度 v指土壤溶液中游离的指土壤溶液中游离的H H浓度所直接显示的酸度。它是土壤酸度浓度所直接显示的酸度。它是土壤酸度的强度指标，通常用的强度指标，

48、通常用pHpH值表示。测水浸出液值表示。测水浸出液pHpH值。值。（2 2 2 2）潜性酸度）潜性酸度）潜性酸度）潜性酸度 v指土壤胶体上吸附着的指土壤胶体上吸附着的H H和和AlAl3 3所引起的酸度。它是土壤酸度所引起的酸度。它是土壤酸度的容量指标。一般情况下它不直接显示出来，只有当被吸附的的容量指标。一般情况下它不直接显示出来，只有当被吸附的 H H和和AlAl3 3被交换到溶液中后才显示，所以称为潜性酸度，通常被交换到溶液中后才显示，所以称为潜性酸度，通常用用1000g1000g烘干土中烘干土中H H的厘摩尔数来表示。的厘摩尔数来表示。3.过酸土壤改良措施过酸土壤改良措施 方法措施：使

49、用石灰（生石灰、熟石灰、方法措施：使用石灰（生石灰、熟石灰、石灰石）石灰石）用量用量:根据潜性酸度来确定。根据潜性酸度来确定。（三）土壤碱性（三）土壤碱性 1.1.土壤碱性的产生土壤碱性的产生 土壤呈碱性反应主要是因为其中盐基离子土壤呈碱性反应主要是因为其中盐基离子含量高。含量高。盐基离子：交换性阳离子中除致酸离子以盐基离子：交换性阳离子中除致酸离子以外的其它阳离子，如外的其它阳离子，如NaNa+,K,K+,Ca,Ca2+2+,Mg,Mg2+2+等。等。NaNa+含量过高称为碱化土。含量过高称为碱化土。CaCa2+2+,Mg,Mg2+2+含量过高称为石灰性土壤。含量过高称为石灰性土壤。2.2.

50、土壤碱化度土壤碱化度土壤碱性的强弱程度一般用平衡溶液的土壤碱性的强弱程度一般用平衡溶液的pHpH值表示。值表示。土土壤壤碱碱化化度度（容容量量指指标标）：土土壤壤中中NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3含含量量（单位（单位cmol/kgcmol/kg土）叫做土壤碱化度，也常用于地下水。土）叫做土壤碱化度，也常用于地下水。土土壤壤碱碱化化度度（强强度度指指标标）：土土壤壤中中交交换换性性钠钠离离子子占占阳阳离离子子交换量的百分数叫做土壤碱化度。交换量的百分数叫做土壤碱化度。%5%10%15%20%5%10%15%20%5%10%15%20%5%10%15%20%非碱化土非碱