《土壤的基本性质》PPT课件.ppt

1、第二章，土壤基本特性，2- 4土壤结构和孔隙度，2-2土壤交换和吸收特性，2-5土壤透气性，2-6土壤热条件，2-3土壤养分，2-1土壤酸碱反应，土壤酸碱反应中国大多数土壤酸碱反应都在pH 4。地理分布上有“东南酸西北碱”的规律。它大致以长江(北纬33度)为界。长江以南的土壤是酸性或强酸性的，而长江以北的土壤大多是中性或碱性的。中国土壤的酸碱度南北差异很大。1.土壤酸度是土壤溶液中的h和吸附在土壤胶体上的酸性离子(h和Al3)引起的土壤反应。(1)活性酸度土壤溶液中游离h直接显示的酸度。就酸碱度而言，pHlg H是土壤酸碱度的强度指标，而(2)潜在酸度，即H和Al3吸附在土壤胶体上而产生的酸度

2、，只有在转移到土壤溶液中形成游离H时才表现出酸性。它以1千克干土壤中氢离子(或正电荷)的百分比表示：cmol (H)/kg或cmol()/kg是土壤酸度的容量(量)指标，是土壤酸度的主体。1.土壤被过量中性盐溶液(1摩尔/升KCl、氯化钠等)淋洗时的交换性酸度。)、2。水解酸度(水解酸度)当使用过量的弱酸和强碱盐溶液(1摩尔/升氢氧化钠)浸提土壤时，从土壤中交换的氢和铝进入土壤溶液。实验测得的水解酸度包括潜在酸度和活性酸度之和，可作为改良酸性土壤时计算石灰施用量的依据。活性酸和潜在酸的关系活性酸和潜在酸的总和称为土壤总酸度。因为它通常是通过滴定来测定的，所以也被称为滴定土壤的酸度。它是土壤酸度

3、的容量指标。它在意义上不同于酸碱度。活性酸是土壤酸度的来源，代表土壤酸度的强度；潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。土壤的总酸度、活性酸度和潜在酸度，以及土壤酸碱性的成因(1)气候因素热带地区的高温和暴雨导致土壤中盐类成分的淋溶，并使土壤逐渐酸化；在干旱地区，降雨量远低于蒸发量，基本成分容易积累，这使得土壤向碱化方向发展。中国的“南酸北碱”。(2)母岩及母质因素：母岩为酸性岩，易发育成酸性土壤，而基岩则相反。(3)生物因素生物溶于水产生的CO2和产生的H容易导致土壤酸化。不同的植被和不同的残渣成分影响土壤的酸碱度。(4)施肥和灌溉长期施用酸性肥料如(NH4)2SO4和KCl会导致土壤酸

4、化。第二，土壤碱度是由土壤中可交换的钠和钠的弱酸性盐(氯化钠、碳酸氢钠)水解产生的氢氧化物引起的土壤反应。1.酸碱度为2，总碱度为3。碱性程度，510。碱性程度，1015。中度碱化度，1520。碱化度，20。碱土，4。土壤酸碱反应与生物环境。土壤酸碱度在6.5左右时，各种营养元素的有效性最高。中碱性土壤中氮、钾、硫的有效性最高。pH值为67时磷含量最高，pH值为7时容易发生磷酸钙沉淀，pH值为6.58.5时钙和镁最有效，铁、锰、铜和锌在酸性条件下最有效。钼的有效性在pH6时增加。b在pH6.07.0的中性土壤和pH8的强碱性土壤中效果较好，但在酸性土壤和石灰性土壤中效果较差。2.影响土壤微生物

5、的活性细菌和放线菌适用于中性微碱性环境，而在pH5.5的强酸性土壤中活性降低的真菌对pH3有广泛的适应性。影响结构性酸性土壤中的粘土矿物类型和氢钠，使土壤颗粒容易分散。这种结构容易损坏。高岭石在酸性条件下容易形成，伊利石在碱性条件下容易形成。4.作物的酸碱适应性。3.土壤缓冲能力土壤对抗酸碱物质和减缓土壤酸碱度变化的能力。土壤缓冲能力通常表示为缓冲一个酸碱度单位所需的酸或碱的量。事实上，土壤减缓营养元素、污染物、氧化和还原以及外部环境变化的能力属于广义的土壤缓冲范围。(1)土壤酸碱缓冲机理及影响因素：(1)土壤胶体上的交换阳离子加入了酸和碱。阳离子交换容量越大，酸碱缓冲能力越强，碱饱和度越大，

6、酸缓冲能力越强；碱饱和度越小，碱的缓冲能力越强。2.弱酸及其盐，碳酸及其盐，硅酸及其盐，弱酸盐缓冲酸，H2CO 3CA(OH)2=CaCO3 2H2O Na2CO 3 HC1=H2CO 3 ACl，3。土壤中的两性物质包含酸性基团(如羧基)和碱性基团(羟基和胺基)。4.在酸性土壤中的铝体系的pH4的极酸性土壤中，Al3对OH-、2Al(H2O)632OH-Al2(OH)2(H2O)844H2O起缓冲作用，一个Al3与六个H2O结合，并加入OH-。两个水合铝共享两个羟基位置，而不是两个H2O位置。pH5，Al3和羟基结合沉淀铝(羟基)3，失去其对碱的缓冲能力。(2)土壤酸碱缓冲的意义。1.土壤的

7、酸碱度不会因施肥、根系呼吸、有机物分解等而剧烈变化。从而为植物生长和微生物活动创造稳定良好的土壤环境条件。2.在改善土壤酸碱性时，应充分考虑土壤的缓冲特性。(4)改善土壤酸碱性；(1)石灰通常用于改良酸性土壤。达到中和活性酸和潜在酸，改善土壤结构的目的。沿海地区使用含钙的贝壳灰。也可以使用紫色页岩粉、粉煤灰和草木灰。石灰施用量的计算：生石灰需求量(g/m2 )=阳离子替代量*(1基饱和度)*土壤重量* 28 * 1/1000；2.中性石灰性土壤人工酸化，室外花卉可使用硫磺粉(50克/平方米)或硫酸亚铁(150克/平方米)，可降低酸碱度0.51单位。也可以倒入明矾肥料和水。3.石膏可用于碱性土壤

8、，磷石膏、硫酸亚铁、硫磺粉和酸性风化煤也可使用。2-2土壤交换和吸收性能，1。土壤胶体：直径为1100纳米的土壤固体颗粒。直径小于1000纳米(1米)的土壤颗粒可归类为土壤胶体颗粒。(1)土壤胶体的类型；(2)土壤胶体的结构，胶体核是胶体的固体部分，由粘土颗粒、腐殖质或它们的复合体组成。由于分子离解，在胶体核的表面产生一层离子，具有一定电荷的离子层(双电层的内层)决定了电势。一般来说，胶体电荷是指层电荷。电位决定离子层在介质中吸附带相反电荷的离子，形成补偿离子层。根据吸附力，可分为非活性层和扩散层。胶体核、电位决定离子层和非活性补偿离子层通常(3)土壤胶体的特性。表面存在所产生的能量叫做表面能

9、。胶体的比表面积越大，表面能和吸附能力越大。土壤颗粒越细，比表面积越大。1.土壤胶体具有巨大的比表面积和表面能。胶体通常是带电的。(1)永久/内电荷同态取代的结果，同态取代：铝硅酸盐矿物中的配位中心离子(硅或铝)被具有相似尺寸和相同电性质的离子取代，但晶体层结构保持不变。永久电荷的数量不受介质酸碱度的影响。(2)由于可变电荷凝胶核表面分子(原子基团)的解离、粘土矿物晶面上羟基的解离、水合氧化铁和氧化铝的解离、水合氧化硅的解离和腐殖质上原子基团的解离，电荷的性质和数量受介质的酸碱度影响。1.土壤胶体具有巨大的比表面积和表面能；2.胶体通常是带电的；3.土壤胶体具有团聚和分散功能，包括(1)土壤阳

10、离子交换、钾吸附和钾解吸；(2)土壤离子交换：土壤吸收并保留土壤溶液中的分子和离子、悬浮颗粒、气体和悬浮微生物。1。阳离子交换特性(1)可逆反应吸附在土壤胶体表面的阳离子与土壤溶液中的阳离子之间存在动态平衡，反应迅速。(2)等量离子交换(等量电荷)以等量电荷交换，例如，1摩尔Ca2交换2摩尔NH4，(3)符合质量作用定律，(2)和(2)阳离子交换容量一种阳离子交换另一种吸附在土壤胶体表面的阳离子的能力。影响因素如下：(1)离子价格X3 X2 X，从大到小：Fe3，Al3H Ca2 Mg2 NH4KNA(3)离子浓度是相同的离子，且浓度越高，交换容量越大。(2)离子半径和水合半径与价离子相同。离

11、子半径越大，水合半径越小，交换容量越大。(h除外)3 .土壤阳离子交换容量(CEC)在一定的酸碱度条件下，每公斤干土壤可吸附的所有可交换阳离子的百分位数为cmol/kg或cmol()/kg。土壤阳离子交换量是土壤肥力的重要指标。2010年，20cmol()/kg的生育率很高，10cmol()/kg的生育率很低。(3)土壤酸碱度在一定范围内越高，氢从土壤胶体中解离的越多，土壤带的负电荷越多，阳离子交换量越大。(2)胶体型有机胶体矿物胶体型233601粘土影响因素：(1)土壤中胶体物质越多，阳离子交换量越大；和(4)总可交换碱离子(钾、钠、铵、钙、镁等)的百分比。)的阳离子交换能力。碱基：钾、钠、

12、NH4、Ca2、Mg2和其他阳离子。酸性离子：h和Al3离子。土壤碱饱和度与土壤酸碱度的关系：在中国北方干旱半干旱地区，土壤碱饱和度大，土壤酸碱度高；在多雨潮湿的南方地区，土壤基底饱和度小，土壤酸碱度低。基础饱和度与土壤肥力的关系：基础饱和度为80%肥沃；基础饱和度中50%的肥力是中等的；基础饱和度中50%的生育率很低。(2)土壤阴离子交换：土壤中带正电荷的胶体吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离子之间的交换。类型：(1)易被土壤吸附的阴离子：磷酸盐(H2PO4- HPO42-，PO43-)，硅酸盐(HSO3-，SiO32-)和一些有机酸(C2O 42-)；(2)很少或没有吸附的离子：氯离子、硝酸根

13、离子、亚硝酸根离子，容易随水流失；(3)中间阴离子：SO42-、CO32-、HCO3-、一些有机酸(CH3COO-)。影响因素：(1)离子价态：离子价态越高，吸附能力越强(羟基除外)，胶体组成：水合氧化铁和氧化铝的胶体含量越高，土壤对阴离子的吸附能力越强(3)土壤酸碱度：酸碱度越低，土壤对阴离子的吸附能力越强。1.影响土壤物理性质的钠使土壤颗粒分散，钙使土壤颗粒聚集并形成水稳定结构；2.影响土壤养分有效性的营养离子从土壤胶体交换到土壤溶液中，容易被作物吸收(有效性提高)，但也容易流失。提问，计算两种土壤的阳离子交换量、碱饱和度和钾饱和度，并比较两种土壤的肥力和钾有效性。2-3土壤养分状况，1。

14、土壤养分类型。土壤养分的形成和转化土壤蒸散量作物蒸散量和土壤表面蒸散量之和。(1)土壤水分调节，(1)农田水分动态平衡，(2)土壤水分调节，控制地表径流，增加土壤水分入渗，通过合理耕作，改善土壤质地和结构，等高种植，减少或消除地表径流流失，增强水分入渗。2.通过中耕除草、地面覆盖、施用保水剂等减少土壤水分蒸发。3.合理控制灌溉时间和灌溉量，采用科学的灌溉方法。提高土壤水分的有效性。及时排除多余水分；2.调节土壤空气，施用有机肥，改善土壤结构。合理灌溉和排放，控制地下水位3。合理中耕和松土以增强通风。3.调节土壤温度，施用有机肥，改善土壤热性质。合理排灌，用水调节温度。合理覆盖、保温或降温，2-

15、4土壤孔隙度和结构2-4土壤孔隙度和结构1。土壤孔隙度，土壤孔隙度：土壤孔隙的数量、大小和比例，(1)土壤孔隙度，(1)颗粒密度：也称土壤比重，单位体积固体土壤颗粒的干燥重量(不包括颗粒间的孔隙)。受土壤矿物组成和土壤有机质含量的影响。一般值为2.65。2.土壤容重：(1)概念：单位体积土壤(包括粒间孔隙)的干重，单位为克/立方厘米或吨/立方米。1 . 141 . 26克/立方厘米是最合适的旱地土壤。(2)影响因素：土壤矿物组成和含量、土壤有机质含量、土壤质地、土壤结构、土壤紧密度、人类活动。土壤孔隙度：土壤孔隙的定量指标，即每单位体积土壤的孔隙体积占整个土壤体积的百分比。土壤孔隙比：孔隙体积与土壤颗粒体积之比。结构良好的表层土的孔隙比为1。(2)土壤孔隙类型。1.等效孔径：相当于一定土壤吸力的孔径，与土壤孔隙的形状和均匀性无关。D:等效孔径，毫米秒：土壤吸