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1、Chap. 15 土壤酸碱性,土壤酸碱性是指土壤溶液的反应，它表征土壤溶液中H+浓度和OH-浓度比例。同时也决定于土壤胶体上致酸离子（ H+ 或Al3+）或碱性离子的数量及土壤中酸性盐和碱性盐类的存在数量。,Chap. 15 土壤酸碱性,1 土壤酸性 土壤中酸性的主要来源是： 1）胶体上吸附的H+或Al3+ 2）CO2溶于水所形成的碳酸 3）有机质分解产生的有机酸、氧化作用产生少 量无机酸 4）酸雨 5）施肥加入的酸性物质等 6）土壤中Al的活化（H+ 铝八面体解体 铝离子）,Chap. 15 土壤酸碱性,1 土壤酸性 根据H+在土壤中存在的状态，可以将土壤酸度分为两种类型，即：活性酸度和潜性
2、酸度。 活性酸度是指土壤溶液中游离的H+所直接显示的酸度。pH=-logH+,Chap. 15 土壤酸碱性,1 土壤酸性 我国土壤反应大多数pH值在4-9之间，在地理分布上有“东南酸而西北碱”的规律性，即由北向南，pH值逐渐降低。,Chap. 15 土壤酸碱性,土壤酸度的指标 强度指标： pH pH-0.5pCa （石灰位） 数量（容量）指标： 交换性酸度 水解性酸度,Chap. 15 土壤酸碱性,1 土壤酸性 （1）交换性酸度： 用过量的中性盐溶液（1mol/L的KCl、NaCl或BaCl2）与土壤作用，将胶体表面上的大部分H+或Al3+交换出来，再以标准碱滴定溶液中的H+，这样测得的酸度称
3、为交换性酸度或代换性酸度 （2）水解性酸度：用弱酸强碱盐溶液（ 1mol/L醋酸钠）从土壤中交换出来的氢、铝离子所产生的酸度称为水解性酸度。 水解性酸度一般要比交换性酸度大得多。,Chap. 15 土壤酸碱性,1 土壤酸性 酸性土的改良 酸性土壤通常通过施用石灰，人为地调节 土壤酸度。酸性土改良中常用水解性酸度 的数值作为计算石灰施用量的依据。 需中和的酸量=VCEC (1-BSP) (BSP: base saturation percentage) 施用石灰的量和方法应根据植物的生物学特性和土壤性质以及石灰的种类而定,Chap. 15 土壤酸碱性,植物的生物学特性： 不耐酸的作物要多施； 耐
4、酸的作物要少施。 土壤性质： 1. 质地粘、有机质多的土壤，缓冲力强， 应多施； 2. 砂性强、有机质少的土壤，应酌量少施用。,Chap. 15 土壤酸碱性,石灰种类： 石灰石粉（CaCO3）,含钙(CaO)约55%，溶解度小，中和土壤酸度的能力缓和而持久。 生石灰（ 烧石灰）,由石灰石或白云石煅烧而成，含钙47-95%，白色粉末，强碱性，中和土壤酸度能力强。 熟石灰（消石灰）,由生石灰加水而成，含钙70%左右，碱性，中和力介于上述两者之间。,Chap. 15 土壤酸碱性,2 土壤碱性 土壤碱性主要来源于土壤中交换性钠的水解所产生的OH-以及弱酸强碱盐类（如Na2CO3和NaHCO3）的水解。
5、 Na H Na +2H2O H + 2Na +2OH- Na2CO3+ 2H2O 2Na+2OH-+H2CO3 NaHCO3+ H2O Na+OH-+H2CO3,土壤胶体,土壤胶体,Chap. 15 土壤酸碱性,2 土壤碱性 土壤中碱性盐类（特别是Na2CO3和NaHCO3）多少，有时叫做土壤总碱度（cmol/kg）。 对于土壤溶液或灌溉水、地下水来说，其Na2CO3和NaHCO3含量也叫做总碱度（cmol/L或g/L）,Chap. 15 土壤酸碱性,2 土壤碱性 通常把钠饱和度交换性钠离子占阳离子交换量（cmol/kg）的百分率叫做碱化度。 碱化度 = （交换性钠/阳离子交换量） 100%
6、(ESP:Exchange Sodium Percentage) 当土壤交换性钠饱和度为5%-20%时称之为碱化土； 5%-10%为轻度碱化土，10%-15%为中度碱化土，15%-20%为强碱化土。而钠饱和度大于20%时称为碱土。,Chap. 15 土壤酸碱性,2 土壤碱性 碱性土的改良 采用施石膏、磷石膏、明矾、硫酸铁等 Na Na+CaSO4 Ca+Na2SO4 Na2CO3+CaSO4 CaCO3+Na2SO4 建立排灌系统，加强排水，淋洗土壤盐碱成分，配合种植绿肥，增加有机质，改良土壤结构。,土壤胶体,土壤胶体,Chap. 15 土壤酸碱性,影响土壤酸碱反应的因素： 1. 气候（盐基饱
7、和度） 2. 生物（呼吸产生CO2，硝化菌产生硝酸、硫化菌产硫酸） 3. 土壤空气中的CO2的分压 （2pH=K+pCa+pCO2） 4. 施肥（NH42SO4、KCl、NH4Cl酸性和生理酸性肥料，CaO、CaCO3、草木灰等碱性肥料）,Chap. 15 土壤酸碱性,影响土壤酸碱反应的因素： 5. 灌溉（氧化还原条件） 酸性土壤淹水后pH升高: Fe(OH)3+3H+ Fe2+3H2O NH3+H+ NH4+ 碱性土壤淹水后pH降低: 碱和碱性盐被溶解淋失,Chap. 15 土壤酸碱性,影响土壤酸碱反应的因素： 6. 土壤胶体特性 土壤胶体上吸附的阳离子全部是致酸离子时，称为“盐基完全不饱和
8、态”，此时的pH为“极限pH” 胶体上负电荷愈大，极限pH愈小 土壤胶体上酸基的解离常数 根据胶体上吸附性H+和Al3+离子的解离度大小（对土壤溶液提供离子能力的大小）将胶体排序： 有机胶体 蒙脱石 含水云母 高岭石 含水氧化铁、铝,Chap. 15 土壤酸碱性,影响土壤酸碱反应的因素： 7. 土壤含水量 土壤pH一般随土壤含水量增加有升高的趋势 可能是由于粘粒浓度降低，致使吸附性氢离子与电极表面接触的机会减少有关；也可能因电解质稀释后，阳离子更多地解离进入溶液，使溶液pH升高。测定土壤pH时应注意土水比（1：1，1：2.5）,Chap. 15 土壤酸碱性,3 土壤的酸碱反应与植物生长 （1）
9、影响土壤养分的转化和供应 影响土壤中微生物活性 影响养分的固定、释放与淋失 （2）影响粘粒矿物的形成 （3）影响土壤理化性质 （4）影响作物生长,Chap. 15 土壤酸碱性,Chap. 15 土壤酸碱性,Chap. 15 土壤酸碱性,4 土壤缓冲性能 土壤具有抵抗和缓和酸碱度变化的能力叫土壤缓冲性。 使土壤溶液的pH值改变一个单位所需要加入的酸量或碱量称缓冲容量。 缓冲量愈大，即pH值愈不易变化，缓冲能力愈强。,Chap. 15 土壤酸碱性,土壤缓冲作用的机制 （1）土壤胶粒上的交换性阳离子 M + H+ = H + M+ H + MOH = M + H2O 土壤缓冲能力的大小和它的阳离子交
10、换量有关，交换量愈大，缓冲性能愈强。 不同的盐基饱和度表现出对酸碱的缓冲能力是不同的。,土壤胶粒,土壤胶粒,土壤胶粒,土壤胶粒,Chap. 15 土壤酸碱性,（2）土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在 H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O Na2CO3 + 2HCl = H2CO3 + 2NaCl （3）土壤中两性物质的存在 R-CH-COOH + HCl = R-CH-COOH NH2 NH3Cl R-CH-COOH + NaOH = R-CH-COONa + H2O NH2 NH2,Chap. 15 土壤酸碱性,土壤缓冲作用的重要性 （1） 缓冲性有利于稳定土壤pH，有利
11、于微生物和植物适宜生活环境的维持； （2）缓冲性有利于缓和土壤污染的危害。,Illustration of Buffering Capacity(Each symbol is 1 cmole(+)/kg),- - - - - - - - - - - - - - - -,SOIL,Ca,Mg,Al,K,Ca,Mg,H,Ca,H,+,K,Ca,Ca,Ca,Ca,Mg,Mg,Mg,H,H,H,Al,Mg,Ca,SOIL,- - - - - - - -,H,Ca,K,Al,% BS = 75%,Mg,Mg,Ca,Ca,Adding Acid,Adding Acid,H,H,H,H,Mg,Ca,50 %,H,CEC 16,CEC 8,Buffering Capacity,Ca(CO3) Tons/acre,Soil pH,3,Clay Loam CEC = 25,Silt Loam CEC = 15,8,Sandy Loam CEC = 5,12,0,
