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1、第四章 土壤化学性质 及其环境意义1 第一节 土壤酸碱性 第二节 土壤氧化还原性 第三节 土壤胶体2第一节 土壤酸碱性3酸性土壤上的茶园4土壤酸碱性盐基饱和度复盐基化过程淋溶过程人为活动气候母质生物5一、土壤酸性的形成l 土壤酸化过程土壤酸化过程始于土壤溶液中的活性H+离子。土壤胶体上吸附的盐基离子被溶液中活性H交换进入土壤溶液，然后遭雨水淋失，土壤胶体上的交换性H不断增加，土壤盐基饱和度下降、氢饱和度增加，并出现交换性铝，这样使得土壤酸化，形成酸性土壤。Soil colloid MM +2H+Soil colloid HH2M+6t 土壤中H+的来源水的解离碳酸解离有机酸的解离酸雨 我国每年
2、排放SO2约1.71067吨其它无机酸生理酸性肥料(KCl、NH4Cl等)施用等大气酸沉降 （pH5.0时，铝离子形成Al(OH)3沉淀，失去缓冲能力。 有机酸体系：有机酸及其盐对酸碱物质缓冲作用61缓冲容量使单位质量(或容积)土壤改变1个pH单位所需的酸 或碱量。 滴定曲线土壤悬液中连续加入标准酸或碱液，测定pH变化 ，以pH和加入酸碱量为坐标绘制的曲线，也称缓冲曲线。不同土壤缓冲容量(曲线)不同，同一土壤缓冲容量(曲线斜 率)也有变化。腐殖酸有羧基、酚羟基等解离度不同的多个酸基，其滴定曲线类似于多元酸。 土壤胶体带负电荷，可看作酸胶基或弱酸 H+饱和胶体的滴定曲线与强酸相似Al3+饱和胶体
3、的滴定曲线则与弱酸相似n土壤酸、碱缓冲容量和滴定曲线6263n土壤酸碱缓冲性的影响因素 土壤无机胶体类型不同，CEC不同，缓冲性不同。蒙脱石伊利石高龄石水合氧化铁、铝 土壤质地 粘土壤土砂土 土壤有机质含量表土底土64一、生物对土壤酸碱性和氧化还原状态适应性l 植物适宜的酸碱度大多数植物适宜pH范围68，即中性至微碱性；有的 植物能适应较宽pH范围，有的只能在一定的pH范围生长，可作为土壤酸碱性的指示植物。酸性土指示植物马尾松、油茶、茶、映山红铁芒箕、石松等。钙质土指示植物柏树、蜈蚣草等。盐碱土指示植物盐蒿、碱蓬等。第五节 土壤酸碱性和氧化还原状况与生物环境65不同植物对土壤酸碱性的适应性是长
4、期自然选择的结果： 生理适应性，与遗传性有关。 营养生理病，如酸性土缺钙引起梨的黑心病。 营养菌害病，如马铃薯的疮痂病为生链霉菌引起的，对 锰敏感，酸性土壤 中有效锰较多，能抑 制这种病菌，故马铃 薯适宜于酸性土。 66l土壤Eh值范围和植物生长 一般地，土壤pH49；Eh -450720mV, pe -412;旱地土壤：Eh400700mV (pe126)水田土壤：Eh -200300mV (pe -35)不同作物对Eh有不同适应性：旱地植物：根际土壤Eh根域外土壤67土壤氧化、还原性的一般区分： Eh400mV氧化性，O2占优势，各种物质呈氧化态，如NO3-、MnO2、Fe2O3 、SO4
5、2-等对旱作有利，对水稻不太适宜。如果Eh750mV，有机质好 气分解过旺，Fe、Mn等处于高度氧化态，有效性低。 Eh 400200mV弱还原性O2、NO3-、Mn4+发生还原，水稻生长正常，旱作开始受 影响。 Eh 200100mV中度还原性，Fe3+和SO42-发生还原，出现有机还原物质。旱作发生湿害。 Eh在100mV以下强度还原性，CO2、H+被还原，土壤积累多量还原性物质，可使 水稻受害68l土壤pH、Eh与土壤微生物活性土壤细菌、放线菌适于中性和微碱性环境， pH5.5强酸性土中活性下降。真菌适应酸性土。土壤微生物呼吸需要O2，Eh值高，微生物活 性强，活动消耗O2，使Eh值降低
6、。在土壤通气性一致条件下，Eh值可反映微生物活性。69二、土壤酸碱性和氧化还原状况对养分有效性影响l土壤酸碱性对养分有效性的影响 土壤pH6.5时，各种养分的有效性都较高。 在微酸至碱性土壤中，氮、硫、钾 的有效性高。 pH67土壤中，磷的有效性最高。pH5时，土壤活性铁、铝增加，易形成磷酸铁、铝沉淀。pH7时，易形成磷酸钙沉淀。 70 pH6.58.5土壤中，有效钙、镁含量高，强酸和强碱性土中，其含量低。 Fe、Mn、Cu、Zn有效性在酸性土中高；在pH7土壤中明显降低，常出现Fe、Mn供给不足。 Mo在酸性土中有效性低，当pH6时，其有效性增加。 B在强酸性土和石灰性土中有效性较低，在pH
7、67和pH8.5的碱性土中有效性较高，表现较复杂的情况。71l土壤氧化还原状况对养分有效性的影响 主要影响变价元素的有效性和物质存在形态。Fe3+、Mn4+还原成Fe2+、Mn2+后溶解度和有效性增加。 氮的形态：Eh480mV时，以NO3-N为主，适于旱作吸收 。 Eh220mV时，以NH4+-N为主，适于水稻吸收。SO42-S2-，形成硫化物。几种硫化物的溶解度：MnSFeSZnSCuS造成土壤Zn、Cu的有效性降低。72三、土壤酸碱性和氧化还原状况与有毒物质积累l 强酸性土的铝锰胁迫与毒害在pH5.5酸性土中，锰、铝易被活化。大田作物幼 苗期对Al3+很敏感，当游离Al3+达到0.2cm
8、ol/kg土时可使作物受害。 施用石灰使pH升至5.56.3，大部分或全部Al3+被沉淀，铝害消除。交换性Mn2+达到29Cmol/kg土或植株干物质含锰量 超过1000mg/kg时产生锰害。豆类易产生锰害，禾本科抗性较强。施石灰中和土 壤至pH6时，锰害可全部消除。73l 氧化还原状况与有毒物质积累长期淹水强还原性土壤中，往往有Fe2+和S2-等还原物质大量积累。亚铁：主要呈沉淀状态，在偏酸性土壤中水溶性Fe2+可 高达400mg/kg，如锈水田，可毒害水稻根系。H2S：在土壤富铁条件下形成FeS，但如土壤缺铁或在 pH6的条件下，出现较多H2S对水稻发生毒害。有机酸：水田在大量施用新鲜有机
9、肥时可积累较多的丁酸等有机酸，抑制水稻根系呼吸和养分吸收。H2S(0.07mg/L)和丁酸(10-3mol/L)对水稻吸收养分抑制程度的顺序为：H2PO4-、K+Si4+NH4+Mg2+、Ca2+ 74四、土壤酸碱性和氧化还原状况的调节l 土壤酸度的调节 酸性土改良施用石灰CaO、Ca(OH)2、CaCO3 石灰需要量计算：可用土壤交换性酸为基础进行计算根据酸性土的缓冲滴定曲线计算碱性土的改良改良pH8.5的碱性土 施用石膏(CaSO4 2H2O)、硅酸钙等。施用硫磺粉和FeS2粉(同时补铁)施用有机肥，产生CO2提高土壤空气CO2浓度75l土壤氧化还原状况的调节重点在水田土壤，核心是水、气关系。水分过多的下湿田、深脚烂泥田，排水不畅，渗漏量 过小，还原性强，Eh为负值，还原性物质大量积累，导致 作物低产。加强以排水、降低地下水为主的水浆管理，改 善土壤通气条件。缺水、漏水的水稻田，氧化性过强，对水稻生长不利 ，应蓄水保水和增施有机肥，促进土壤适度还原。76
