土壤学第7章土壤酸碱性和氧化还原性

第七章土壤酸性和气化还原性，130，第一节土壤酸性，1，土壤酸性或称土壤反应，表示土壤溶液中游离的h和OH-浓度的相对大小，以pH表示，是土壤的一个重要属性。 pH=-lgH pH=7点，H =OH-2，土壤酸性分级，3，我国酸性土壤分布我国土壤pH多在4-9范围内，极个别10 (碱土)。 地理分布：南酸北碱，或东南酸，西北碱； 大致以上长江(北纬330 )为界。 我省：丘陵山区红、黄绿：多为4.5-5.5平原水田：5.5-7.0滨海地区碱土：8-9，(一)活性酸：指土壤固相与土壤溶液处于平衡状态时，土壤溶液中的h离子浓度反应的酸度。 以pH表示，是一个强度指标。 土壤中h的来源：磷酸、有机酸、无机酸等。 (二)潜在性酸：定义：手指土壤胶体上吸附的致酸离子(h和Al3 )通过离子交换进入溶液后，产生h离子，显示出的酸性。 是土壤酸度的潜在来源。 表示： 1、土壤胶体活性功能团解离h离子R-COOH=R-COO- H 2、土壤胶体上吸附的h离子其它阳离子取代3、土壤胶体上吸附的Al3离子的作用交换性Al3离子进入溶液、Al3离子水解，产生h .一、土壤酸度，用中性盐溶液(如1MKCl ) 单位cmol/kg，是容量指标。 胶粒-H 4KCl=胶粒K4 Al3 4Cl- H Al3 3H2O=Al(OH)3 3H是可逆的交换反应，是潜在性酸的大部分，可作石灰施用量的参考。 1、交换性酸度，(3)交换性酸度和水解性酸度根据测定方法不同，潜在酸可分为交换性酸度和水解性酸度。 水解性酸度以弱酸强碱盐溶液(常用pH8.2的1MNaOAc )浸提土壤，再以标准碱滴定测得的酸度。 单位cmol/kg，是容量指标。 CH3COONa H2O=CH3COOH NaOHAl-胶粒-H 4NaOH=胶粒-Na4 Al(OH)3 H2ONaOAc水解，生成HOAc和NaOH，HOAc解离度小，多以分子态存在，NaOH解离度大，与土壤作用，生成水合Al(OH)3沉积活性酸和潜性酸是同一平衡体系中的两种酸度； 活性酸和潜性酸的总和，称土壤总酸度。 酸碱滴定法测定，也称土壤滴定酸度，是土壤的酸度的容量指标，pH是土壤的强度指标。 (四)酸性土的成因1，气候因素岩石矿物的风化，碱性成分的淋溶，南酸北碱2，生物作用呼吸产生CO2，成H2CO3残体分解产生有机酸，CO2硫化细菌和硝化细菌产生H2SO4，HNO33，施肥和灌溉的影响生理酸性肥料，(NH4)2SO4，KCl等灌溉水质， ESP胶粒-Na HOH=胶粒-H NaOH2NaOH H2CO3=Na2CO3 H2O或NaOH co2=na2HCO 3，1、土壳总碱度液相指标土壳溶液中碱酸根和重碱酸根的总量称土壳总碱度。 (k、Na、Ca、Mg的碱酸盐和重碱酸盐。 石灰性反应：因石灰性物质(CaCO3、MgCO3 )引起的弱碱性反应(pH7.5-8.5 )，称为石灰性反应。 石灰性土壤：具有石灰性反应的土壤。 稀HCl检查。 二、土壤碱度碱性反应是土壤溶液OH-超过h时能反映，pH越高，碱性越强。 碱土：该土壤饱和度达15%以上时，土壤呈强碱性，pH8.5，土壤高度分散，物理性质恶劣。 碱化土：达5%-15%。 3碱性土的成因，干旱气候； 降水量低于蒸发量母质； 基性、超基性岩过量施用石灰； 引灌碱性污水； 海水浸泡。 三、土壤缓冲作用，1，定义狭义：把少量的酸或碱加入到土壤里，其pH值的变化不大，这种对酸碱变化的抵抗能力，叫做土壤的缓冲性能或缓冲作用。 广义：土壤是一个巨大的缓冲体系，对营养元素、污染物质、气化还原等同样具有缓冲性，具有抗衡外界环境变化的能力。2 .土壤具有缓冲作用的原因溶液中有弱酸及其盐类，而土壤溶液中有碳酸、硅酸、磷酸、有机酸等弱酸及其盐类(弱酸解离度小，其盐解离度大)。 土壤胶体的阳离子交换作用碱性离子对酸性物质(h )发挥缓冲作用酸性离子(h和Al3 )对碱性物质(OH-)产生缓冲作用。 碱饱和度越高，对酸的缓冲能力越大，碱的饱和度越低，对碱的缓冲能力越大。 阳离子交换量(CEC)CEC越大，缓冲能力越大的粘粒矿物、有机质含量。 粘土、土壤、砂土。 3、影响土壤缓冲能力的因素土壤缓冲量：土壤溶液的pH值改变1个单位所需的酸量或碱量。 用酸碱滴定法测定。 四、土壤反应与肥力的关系，一是影响土壤微生物的活动土壤细菌和放线菌，如硝化细菌、固n菌、纤维分解菌等，在适合中性和微碱性环境的酸性条件下，活动急剧下降的真菌对酸碱性要求很高。 2 .影响植物养分的有效性，土壤ph为6.5左右时，各营养元素的有效性高，适合许多作物生长。 pH在微酸性、中性、碱性土壤中，氮、硫、钾的有效性高。 在pH6-7的土壤中，磷的有效性最高。 pH7时，容易产生磷酸钙沉淀，磷的有效性降低。 强酸和强碱土壤的有效性钙和镁含量低，pH6.58.5的土壤的有效性高。 在酸性和强酸性土壤中铁、锰、铜、锌等微量元素的有效程度高的pH7土壤中，活性铁、锰、铜、锌离子显着降低，经常出现铁、锰离子供给不足。 在强酸性土壤中钼的有效性低。 在pH6的情况下，其有效性增加。 硼的有效度和pH的关系复杂，在强酸性土壤和pH7.08.5的石灰性土壤中有效度低，在pH6.07.0和pH8.5的碱性土壤中有效度高。 3、植物生长关系植物生长对土壤反应的要求显示植物、耐碱性，土壤栽培一般为pH6.5左右，各种养分的有效性高，适合多种作物。 中和交换性酸平衡法或滴定法根据CEC和碱饱和度计算，2、酸性土壤石灰需要量，1、土壤酸度的调节1 )施用石灰，调节土壤酸度，Al、Mn为Al-胶粒-H 2Ca(OH)2=胶粒Ca2 Al(OH)3 H2O2)中和潜在性酸3 )石灰5、土壤酸碱性的调节、方法、石灰必要量=土壤体积x容积xCECx(1-碱饱和度)石灰常数：需要石灰必要量理论值的石灰石粉： 1.3； 生石灰：0.5、施用有机肥料CO2、含有有机酸s及s化合物的生理酸性肥料石膏、硅酸钙、钙交换钠，3、改良土壤碱性，第二节土壤的氧化还原性一、土壤氧化还原体系和氧化还原电位1， 常见的氧化还原系氧化还原态氧系O22O-氮系NO3-NH4锰系Mn4 Mn2铁系Fe3 Fe2硫系SO42-S2-有机碳系CO2CH4氢系2H H2土壤中的主要氧化剂是O2，土壤O2被消耗时，其他的氧化态物质NO3-Mn4 Fe3 SO42- 土壤中的还原物质主要是有机质，特别是新鲜有机质。 土壤中的氧化状态和还原状态物质的相对浓度受到O2状况，即通气性的影响。 2、氧化还原电位Eh (铂电极-甘水银电极，毫伏特计) Fe3 e-=Fe2 Nernst式Eh=E0 0.059logFe3 /Fe2 氧化还原反应的通式：氧化状态ne-=还原状态，E0为标准氧化还原电位(用化学手册调查) n用于反应中的电子转移数土壤Eh值范围(mv )排水良好的土壤500-700浸水土壤400-300中，轻度还原400200中度还原200-100强还原100-300、旱地一般300600； 不到200，排水不良的水田一般不到200