植物生长环境之土壤调控-土壤酸碱性的调控

项目1土壤调控

任务1-7土壤酸碱性的调控《植物生长与环境》

胶体上溶液中目录CONTENTS二、如何改良酸化土？三、土壤胶体的类型和特点一、土壤酸碱度的分级及作用四、阳离子交换作用五、土壤是如何酸化的？六、如何改良碱土？一、土壤酸碱度的分级及作用土壤pH：反映土壤溶液中H+浓度pH=-lg[H+]土壤pH的定义与分级pH值酸碱度分级4.5~5.5强酸性5.5~6.5酸性6.5~7.5中性7.5~8.5碱性8.5~9.5强碱性植物科学技术《植物生长与环境》

项目1土壤环境调控

任务1-5土壤pH的调控土壤酸碱性与植物生长的关系？果树适宜pH蔬菜适宜pH花卉适宜pH园林树木适宜pH桃5.2～6.5草莓5.0～6.0凤梨科4.0～4.5杜鹃4.5～5.5栗5.5～6.5马铃薯5.5～6.0兰科4.5～5.5广玉兰5.5～6.0柑橘6.0～6.5西瓜5.0～6.5百合5.0～6.0棕榈科5.0～6.3梨5.6～7.2南瓜5.5～6.8仙客来5.5～6.5马尾松4.5～6.5苹果5.5～7.0莴苣5.5～7.0雏菊5.5～7.0山茶4.5～6.5杏5.6～7.5甘蓝6.0～7.0美人蕉6.0～7.0香樟5.0～6.0柿6.0～7.0番茄6.5～6.9文竹6.0～7.0冷杉5.0～6.0桑葚6.0～7.0菜豆6.2～7.0郁金香6.5～7.5月季6.0～7.0山楂6.5～7.0大白菜6.5～7.0水仙6.5～7.5落羽杉5.0～8.0枣5.2～8.0胡萝卜5.0～8.0风信子6.5～7.5茶5.0～8.0葡萄6.5～8.0洋葱6.0～8.0石竹7.0～8.0杨树6.0～8.0蔬菜的耐酸性EffectofpHonNutrientSupply土壤pH对营养供应的影响KFeMnCu/ZnNPSCaMgBMo二、如何改良酸化土？如何改良酸化土？石灰石粉（CaCO3）便宜、最常用、相对安全每年垂直往下仅移动1.2-2.5cm，水平移动速度极慢。因此，石灰的施用要均匀碳酸镁钙CaMg(CO3)2熟石灰Ca(OH)2、生石灰burnedlime（CaO）价格贵、易烧植物草木灰(含K2CO3等）Emmons,2000Turfgrassscienceandmanagement中和原理：CaCO3+2H+=Ca2++CO2+H2O每公顷耕层土壤贮水量=2250000*20%=450000kg=450000LpH=5时，每公顷耕层土壤H+的含量为：450000*10-5=4.5molpH=7时，每公顷耕层土壤H+的含量为：450000*10-7=0.045molH+含量差值：4.5-0.045=4.455mol需要CaCO3：4.455/2mol即100×4.455/2=222.7g江西某耕层红壤的pH为5.0，干土重2,250,000kg/ha，土壤含水量20%，欲使该土壤pH提高到7.0，需至少加入多少石灰石粉（CaCO3）？pH=-lg[H+]2土壤酸度的种类？胶体上溶液中潜性酸（soilpotentialacidity）吸附在土壤胶体上，且能被代换进入土壤溶液中的H+和Al3+。是土壤酸性的主体。Al3+是主要的致酸离子活性酸（soilactiveacidity）土壤pH：反映土壤溶液中H+浓度中和潜性酸：

吸附在胶体上，能被代换进入土壤溶液中的H+和Al3+致酸离子的量：2250000*10*（1-60%）/100=90000molH+/ha需要CaCO3：90000*100/2=4500kg/ha江西某耕层红壤的pH为5.0，干土重2,250,000kg/ha，土壤含水量20%，阳离子交换量（CEC）

=10cmol/kg，盐基饱和度为60%，欲使该土壤pH提高到7.0，需至少加入多少石灰石粉（CaCO3）？加少量酸或碱于土壤中，土壤pH并不因此而产生剧烈变化，土壤这种缓和土壤酸碱变化的能力，称为土壤的缓冲性。pH变化越小，土壤缓冲性越强。以下哪种基质的缓冲能力更强？将酸性土壤改良为中性土壤需要多少石灰石粉（g/m2）？原土壤pH轻砂壤土中砂壤土壤土和粉砂壤土粉壤土和粘土4.0400～450550～600780～820900～10004.5350～400500～550700～750850～9005.0300～350400～450460～550700～7505.5200～250250～300400～450550～6006.0100～130140～160200～220250～300请说出上表的规律，哪种土壤的缓冲性高？Emmons,2000Turfgrassscienceandmanagement过0.15mm筛过0.30mm筛过0.85mm筛不使用石灰石土壤施用同等量但不同规格石灰石粉后pH的变化三、土壤胶体的类型和特点什么是胶体？胶体：直径为1-100nm的分散质分散到分散剂中，构成的多相系统。什么是土壤胶体？土壤胶体：土壤中颗粒直径在1-1000nm之间土壤胶体颗粒分散在土壤溶液中的分散体系。无机胶体（矿质胶体）：高岭石、蒙脱石等次生铝硅酸盐粘土矿物；含水氧化铁、氧化铝和氧化硅等有机胶体：腐殖质、蛋白质、纤维素、半纤维素、多肽和氨基酸等有机无机复合胶体光束通过Fe(OH)3胶体光束通过CuSO4溶液胶体有什么特性？普遍存在的丁达尔现象滤纸半透膜胶体的分散质粒子（简称胶粒）可透过滤纸，不能透过半透膜。（过滤）（渗析）如何提取胶体？各粒径土粒的比表面积土粒粒径（mm）比表面积（cm2·g-1）粗砂粒122.6中砂粒0.1226细砂粒0.012260粘粒0.00122600粘粒0.000545200胶粒0.0001226000胶粒0.00005452000胶粒0.000012260000

胶体种类内表面积(m2/g)外表面积(m2/g)总表面积(m2/g)腐殖质--800~900蒙脱石700~75015~150700~850蛭石400~7501~50400~800水云母0~590~15090~150高岭石05~405~40土壤胶体的特点？粒子小比表面积大带电荷吸附能力强氢氧化铁胶体净水粘土胶体粒子电泳＋－土壤胶体的特点？土壤胶体的特点？粘土胶粒电泳＋－土壤-根际系统溶胶受电解质等影响可以变成凝胶①豆浆里加盐卤(MgCl2·6H2O)或石膏CaSO4·2H2O)溶液使之凝聚成豆腐；②在江河与海的交汇处形成沙洲土壤胶体的特点？四、阳离子交换作用From李晓林阳离子交换作用：土壤胶体吸附的阳离子与周围溶液中的阳离子进行等当量代换。可逆性：相对的、动态的平衡快速性：一般需要几秒钟即可完成等电量交换土壤Ca2+K++Ca2++K++3NH4+土壤NH4+NH4+NH4+阳离子交换能力强弱排序Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+阳离子交换作用（CationExchange）阳离子交换作用与土壤保肥性的关系？阳离子交换量CationExchangeCapacity（CEC）：1kg干土所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔电荷数。单位：cmol(+)/kg土>20cmol(+)/kg，保肥能力强；10-20cmol(+)/kg，保肥能力中等；<10cmol(+)/kg，保肥能力差。土壤供肥性与保肥性的区别？供肥性：养分的强度因素，指土壤溶液中养分的浓度。胶体上溶液中土壤溶液中养分浓度取决于：养分库容量和养分释放的难易程度。受水分、温度、通气等土壤条件及根系生长的影响。保肥性：养分的容量因素，指土壤中养分的库容量。影响阳离子交换量（CEC）大小的因素？土壤质地：粘土>壤土>砂土土壤胶体的类型和数量土壤砂土砂壤土壤土粘土CECcmol(+)／kg1-57-87-1825-30胶体类型腐殖质蛭石蒙脱石水云母高岭石水氧化物CEC

cmol(+)/kg100~50080~15060~10020~405~150~3施有机肥可提高CEC交换性阳离子如何分类？致酸离子：H+和Al3+盐基离子：Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+

盐基饱和度>80%的土壤，呈中性和碱性反应；盐基饱和度<50%的土壤，呈酸性反应。五、土壤是如何酸化的？砖红壤赤红壤红壤铁铝土的酸化过程铁铝土：在湿热条件下土壤矿物质强烈分解，盐基和SiO2遭受淋失，铁铝氧化物则相对富集，土壤呈红色或黄色，酸性反应。土壤是如何酸化的？酸化过程的强度与气候特点、母质类型、生物等自然因素以及人类农业实践活动，如施肥、灌溉有关。钙镁等盐基离子在降雨或灌水中淋失，残留铝离子水解

Al3++H2O↔Al(OH)2++H+ Al(OH)2++H2O↔Al(OH)2++H+

Al(OH)2++H2O↔Al(OH)3+H+2.有机酸

R-COOH↔RCOO-+H+

R-C6H5OH↔R-C6H5O-+H+

H+的来源SoilsourcesofH+

ions3.硝化作用

NH4+

+2O2=NO3-

+

2H++H2O

NH4+来自土壤有机氮的矿化或施用的铵态或酰胺态氮肥,比如尿素(NH2)2CO/(NH4)2SO44.酸性肥（过磷酸钙等）5.DissolutionofCO2inwater二氧化碳的溶解

CO2+H2O

↔

H2CO3

↔HCO3-

+

H+

CO2来自根和微生物呼吸6.Acidrain酸雨H+的来源SoilsourcesofH+

ions2Ca5(PO4)3·F磷矿粉+7H2SO4+3H2O3Ca(H2PO4)2·H2O+7CaSO4+2HF↑

过磷酸钙NO3-NNH4-NNO3-NNH4-NNO3-NNH4-N

水稻幼苗对NH4+的吸收与H+释放的关系NH4+的吸收H+的释放(μmol/L)(μmol/L)145158174184145149166183特点：释放等量的H＋，使介质pH值8NO3-

+1NH4+MarschnerFig.2.21100%100%不同氮源配方高粱水培溶液的pH

NH4＋＋O2

NO2－＋4H＋

2NO2－＋O