第九章土壤酸碱性
第九章土壤溶液化学反应1
• 在强酸性矿质土壤中以交换性 Al3+和以共价健紧束缚 的 H+ 及 Al3+ 占优势；在酸性土壤中，致酸离子以 Al （OH）2+和Al（OH）2+ 等羟基铝离子为主，而在中 性及碱性土壤中，土壤胶体上主要是交换性盐基离子。
二、土壤碱性形成
土壤碱性反应及碱性土壤形成是自然成 土条件和土壤内在因素综合作用的结果。碱性 土壤的碱性物质主要是钙、镁、钠的碳酸盐和 重碳酸盐，以及胶体表面吸附的交换性钠。形 成碱性反应的主要机理是碱性物质的水解反应。
• 式中：pe为电子活度（e-）的负对数， 当[氧化态]与 [还原态]的比值为1时，pe=（1/n）logK， 即pe0。
• • • •
平衡常数K与反应自由能的关系为： ΔGr0 = -RTlnK 而 ΔGr0 = - nFEh 则 RTlnK = nFEh 或： Eh = （RT/nF)lnK 由于 （1/n）logK = pe 所以得：
2、碳酸钠的水解
(1)2NaHCO3 Na2CO3+H2O + CO2 (2)Na2SiO3 + H2CO3 Na2CO3 +SiO2+H2O (3)CaCO3 +NaCl CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4 CaSO4+ Na2CO3
3、交换性钠的水解
胶 Ca2+ 粒 Mg2+ + 4Na+ 胶粒 xNa + yH2O +CO2 胶 2Na+ 粒 2Na+ + Ca2+ + Mg2+
（三）土壤碱性指标
1、总碱度 总碱度是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的 总量。我国碱化土壤的总碱度占阴离子总量的50％以上， 高的可达90％，故可用总碱度作为土壤碱化程度分级的 指标之一。即 总碱度= [CO32-] + [HCO3-] [cmol(+)/L ]
第9-1章+土壤酸碱性和氧化还原反应
土壤学
Chapter 9. 土壤酸碱性和氧化还原反应 Soil acid－base and redox reaction §9.1 土壤酸度 §9.2 土壤碱度 §9.3 土壤氧化还原反应 §9.4 土壤缓冲性 §9.5 土壤酸碱性和氧化还原状况与生物环境
吉林大学植物科学学院农业资源与环境系
吉林大学植物科学学院农业资源与环境系
土壤学
交换酸度exchange acidity 用中性盐溶液(1mol/L
KCl、0.06mol/L BaCl2等)处理酸性土壤时, 土壤胶体 上交换性的阳离子大部分被浸提剂中的阳离子交换 下来进入溶液。此时，交换性氢离子可使溶液酸性 增加，而交换性Al3+因水解, 也使溶液酸性增加。
性酸。
xH+
colloid
colloid
(x－y)H+来自+ yH+
潜在酸的产生
2. 土壤胶体上吸附性氢离子被其他离子所代换 当施用硫铵、石灰或其他肥料时，土壤溶液盐基 离子浓度增加，吸附性H+离子部分被交换出 来进入溶液，土壤酸度随之变化。
colloid
xH + Ca2＋
colloid
Ca (x－2)H
Acid drops movement
Acid lake
2. 土壤中铝的活化
氢离子进入土壤吸收复合体后，随着阳离子交换作用的进行， 土壤盐基饱和度下降，氢饱和度提高，胶粒晶体结构破坏， 铝八面体解体，铝离子成为活性铝离子，吸附后成交换性 Al3+离子，交换进入土壤溶液，溶液中的铝离子和阴离子形 成的盐类多为非中性盐，解离产生H+离子。
土壤酸碱反应是土壤重要的化学性质，直 接影响作物的生长和微生物的活动以及土 壤的其他性质。
土壤酸碱性
提问：请问会理的两大经济作物是什么？
请大家思考一下为什么石榴和烤烟 在我们会理能有这么高的产量和这 么好的质量呢?
这和我们会理的土质有很大的关系， 特别是土壤的酸碱性
一、土壤酸碱性定义：
+ 定义：指土壤溶液中H 和OH 浓
度比例不同所表现的酸碱性， 常用PH值表示。 PH值是指土壤溶液中氢离子浓 + 度的负对数，即PH=-log[H ]。
。
（二）、碱性土壤的改良方 法：施用酸性肥料,常用的是 石膏、磷石膏、明矾等。 。 具体操作是： 每亩用石膏30至40公斤作为 基肥施入改良土壤
酸性土壤
酸性土壤代表植物
碱性土壤
碱性土壤代表植物
五、酸碱土壤的改良： （一）、酸性土壤的改良：施用 碱性肥料，如石灰、草木灰。 具体操作是：
（1）土壤酸性过大，可每年每 亩施入20至25公斤的石灰，在 施用石灰的同时要施足农家肥
切忌只施石灰不施农家肥，这 样土壤反而会变黄变瘦。 （2）土壤酸性过大，可每年每 亩施入草木灰40至50公斤， 中和土壤酸性，更好的调节土 壤的水、肥状况。
碱性土壤
4、看地表植物：在野外采掘 花土时，可以观察一下地表生 长的植物，一般生长野杜鹃、 松树、石榴、茶叶等植物的土 壤多为酸性土；而生长谷子、 高梁等地段的土多为碱性土。
5、凭手感：酸性土壤握在 手有一种“松软”的感觉 ，松手以后，土壤容易散 开，不易结块；碱性土壤 握在手有一种“硬实”的 感觉，松手以后容易结块 而不散开。
6、
看浇水后的情形：酸性土 壤浇水以后下渗较快，不 冒白泡，水面较浑；碱性 土壤浇水后，下渗较慢， 水面冒白泡，起白沫，有 时花盆外围还有一层白色 的碱性物质。
前面的六种方法都是 物理测试法，要想准确 的测试出土壤的酸碱度 必须在实验室里通过化 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测试。
土壤酸碱性
(1) 交换性酸
当用中性盐溶液如lmolKCI或0.06molBaCl溶液(pH＝7)浸 提土壤时，土壤胶体表面吸附的铝离子与氢离子的大部分 均被浸提剂的阳离子交换而进入溶液，浸出液中的氢离子
及由铝离子水解产生的氢离子，用标准碱液滴定，根据消
耗的碱量换算为交换性氢与交换性铝的总量，即为交换性 酸量(包括活性酸)，以厘摩尔(+)/千克为单位，它是土壤
Al(OH)3，在中性到碱性的介质中沉淀，而 CH3COOH的解离度极小而呈分子态，故反 应向右进行，直到被吸附的H＋和A13＋被 Na＋完全交换，再以NaOH标准液滴定浸出 液，根据所消耗的NaOH的用量换算为土壤 酸量。
交换酸和水解酸的实质是不同的，水解酸的实际测定，因
用pH 8.3的CH3COONa，测出了因Na+交换出的氢离子和铝离子产
这是土壤产生缓冲作用的主要原因，它是通过胶 粒的阳离子交换作用来实现的。 当土壤溶液中H+增加时，胶体表面的交换性盐基 离子与溶液中的H＋交换，使土壤溶液的H＋的浓 度基本上无变化或变化很小。
(M代表盐基离子，主要是Ca2＋、Mg2＋、K＋等)
又如土壤溶液中加入MOH、解离产生M＋和OH－， 由于M＋与胶体上交换性H＋交换，H＋转入溶 液中，立即同OH－生成极难解离的H2O，溶液 的PH值变化极微。
(三）生物因素
生物产生的CO2溶于水产生的H+对于土 壤酸化有重要作用。 另外植被不同，残体成分不同，影响土壤 酸碱性。 （四）施肥和灌溉的影响 如酸性肥（NH4）2SO4、 KCl长期使 用造成土壤酸化等。
4.土壤中铝的活化
土壤发生淋溶作用后,盐基离子减少,土壤胶 体的负电荷点便逐渐被H+所占据,土壤盐基 饱和度逐渐下降,氢饱和度逐渐提高,当土壤 胶体上交换性氢离子饱和度达到一定程度时， 晶架结构解体，八面体中解体，铝离子释放 出来成为活性铝，被胶体吸附称为潜性酸。
土壤学 第九章---第十一章
第九章土壤酸碱性和氧化还原过程一、名词解释：1、土壤活性酸:土壤溶液中游离的H+所表现的酸度。
2、土壤潜性酸:指土壤胶体上吸附的H+和Al3+所引起的酸度。
3、土壤缓冲性:狭义：土壤抵抗酸碱物质，减缓pH变化的能力。
广义：土壤是一个巨大的缓冲体系，包括对氧化还原、污染物质、养分等。
指抗衡外界环境变化的能力。
4、碱化度:指土壤胶体吸附的交换性钠离子占阳离子交换量的百分率二、土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响如何？1.对土壤肥力的影响：1）对土壤微生物的影响土壤细菌和放线菌适宜于中性和微碱性环境；在强酸性土壤中真菌则占优势。
2）对土壤胶体带电性影响土壤环境pH 值高时，土壤胶体负电荷数量增多，相应于阳离子交换量也增加，土壤保肥性、供肥性增强。
3）对土壤养分有效性影响●在pH6.5附近，大多数营养元素的有效性都较高。
●N、K 、 S元素在微酸性、中性、碱性土壤中都较高。
●P元素在中性土壤中有效性最高， pH<5和pH>7时有效性降低。
●Ca和Mg在pH6.5-8.5有效性大，在强酸性和强碱性土壤中有效性较低。
●Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素有效性在酸性和强酸性高。
●Mo在酸性土壤中有效性较低，pH>6时有效性增加。
2.对植物生长的影响：不同植物对土壤酸碱反应的要求是不同的，各有一定的适应范围。
有些植物能适应较宽的pH值范围，有些植物却对土壤pH值非常敏感，这是各种植物在长期的自然选择中形成的。
大多数植物均适于在pH值4-9环境中生长。
三、简述酸性土、碱性土的改良。
1. 土壤酸性的调节:一般采用施石灰的办法。
农村烧柴后的草木灰中和酸性土效果也很好。
2.土壤碱性的调节用石膏来改良。
还可施用其它的化学物质如：硫磺（经土壤中硫细菌的作用氧化生成硫酸）和明矾（硫酸铝钾）、磷石膏、亚硫酸钙、硫酸亚铁、工业废料等，都能降低土壤碱性。
四、土壤为什么具有缓冲性？1. 土壤胶体的阳离子交换作用是土壤产生缓冲性的主要原因2.土壤溶液中的弱酸及其盐类组成的缓冲系统3.土壤中两性物质的存在4. 在酸性土壤中，铝离子也能对碱起缓冲作用第十章土壤养分和肥料一、植物所必须的营养元素有哪些？1.大量元素：（1）C H O 天然营养元素（2）N P K 植物营养三要素或肥料三要素（3）Ca Mg S 中量元素2.微量元素：Fe Mn Zn Cu B Mo Cl (Ni)二、土壤养分的来源有哪些？矿物质，土壤有机质，其他来源如生物固氮、大气降水、施肥三、简述氮、磷、钾三种元素在土壤中的的形态以及不同形态对植物的有效性如何？1.土壤中的氮素以两类形态存在: 无机态氮和有机态氮，大部分的土壤氮以有机态存在。
土壤酸碱性
土壤酸化后会有哪些的危害？
认识到了土壤酸化的形成，就要了解土壤酸化的危害。
具体的主要有2点，一是改变了土壤微生物环境，根际有害微生物在酸性的条件下大量繁殖，且这些病害控制困难，尤其是十字花科的根肿病和茄果类的青枯病、黄萎病和辣椒三落（落花、落果、落叶）等增多，还会出现铝、锰、铁离子的毒害，使水稻产生黑根、锈根；芹菜、白菜的根腐病，番茄的青枯病，莴苣出现“金镶边”等等。二是土壤结构被破坏，土壤板结，物理性变差，“天晴一把刀，下雨一田槽”土层结皮，影响通水透气，严重影响根系发育和生长。土壤酸性不单使70%的氮元素的流失，同事也使60-80%的不溶性物质磷钾成份吸收不了，其结果导致作物生产缓慢，造成大幅度的减产。
2. 产品特点：
a.纯天然矿物肥料，无公害、无残留、不污染环境。
b.改变酸性土壤营养吸收状态，释放被土壤固定的养分，促进磷肥的吸收。
c.钝化土壤重金属元素，生产绿色食品。
d.丰富的钙镁含量，满足作物各个时期的需求，防止缺钙缺镁引起的生理病害。
e.提供天然矿物元素，增加土壤团粒结构，促进土壤有益微生物的生长，培肥地力。
叶面肥和生物激素，是世界农林业种植的新型绿色生产资料。
糖醇钙镁肥的特点主要有哪些？
1. 糖醇钙镁肥内含高活性复合碱式基因（抗酸芯）可以调节酸化（酸性）土壤PH值至中性，彻底改良板结酸化土壤，使有效微生物繁殖活跃，从而促进有机物的分解，改善土壤结构，起到促进作物的新陈代谢及蛋白质与脂肪的合成，并促成磷酸移动的生物提高农作物品质
第九章 土壤酸碱性和缓冲性
四 、土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响
（一）土壤酸碱性对土壤肥力的影响 1.土壤酸碱性影响土壤微生物 土壤酸碱性影响土壤微生物区系的分布和活性,从而会影响土壤 有机质分解和营养元素N、P、S等的转化。 – 土壤细菌和放线菌适宜中性和微碱性环境 – 真菌在酸性条件下占优势 2.土壤酸碱性影响土壤中养分离子的有效性 许多养分在土壤呈中性反应时最有效。 许多养分在土壤呈中性反应时最有效。 3.土壤酸碱性影响土壤胶体颗粒的带电性 pH高时 负电荷增多，阳离子交换量增大，土壤保肥供肥能力强； 高时， pH高时，负电荷增多，阳离子交换量增大，土壤保肥供肥能力强； pH低 土壤保肥供肥能力相应降低。 pH低，土壤保肥供肥能力相应降低。
三 我国土壤酸碱性概况 我国土壤pH值由西北向东南有逐渐降低的趋势。 pH值由西北向东南有逐渐降低的趋势 我国土壤pH值由西北向东南有逐渐降低的趋势。大致表现为以 北纬33 为界，长江以南多为酸性或强酸性土， 33⁰ 北纬 33⁰ 为界 ， 长江以南多为酸性或强酸性土 ， 长江以北为中 性或碱性。 性或碱性。 南方高温多雨，风化淋溶强烈，盐基易淋失，土壤向酸化发展, 南方高温多雨，风化淋溶强烈，盐基易淋失，土壤向酸化发展, 广东鼎湖山土壤pH低至3 pH低至 广东鼎湖山土壤pH低至3.6-3.8. 北方多为干旱或半干旱，土壤表层盐基淋失少， 北方多为干旱或半干旱，土壤表层盐基淋失少，且土壤水分蒸 发强，下层盐基随水分蒸发被带到上层， 发强，下层盐基随水分蒸发被带到上层，因此土壤多呈中性至 碱性反应。吉林，内蒙的碱化土，pH有的高达10. 有的高达10 碱性反应。吉林，内蒙的碱化土，pH有的高达10.5。 什么是pH值？ 什么是活性酸度？ 什么是潜性酸度？ 土壤酸碱度分级用的是什么酸度作为分级标准？ 用H2O、KCl和醋酸钠溶液浸提土壤测得的分别是什么酸度？ 活性酸度、交换性酸度和水解性酸度的强弱顺序如何？ 我国土壤“南酸北碱”的主要原因是什么？ 土壤碱化度是指什么？
土壤酸碱性及缓冲性
CaCO3+H2OCa2++HCO3—+OH—
因为HCO3—又与土壤空气中CO2处于下面的平衡关系：
CO2+H2O HCO3—+H+
首先是NaOAC水解生成弱酸（解离度很小）醋酸和完全解离的氢氧化钠，由钠离子来交换胶体上吸附的Al3+和H+：
上述反应的产物一个是弱酸和Al(OH)3沉淀，不易解离，所以反应向右进行较彻底，即土壤胶体中吸附的H+和Al3+能较完全被交换出来（相对于代换性酸度而言）。
一般情况下，土壤水解酸度大于交换性酸度，土壤水解性酸度也可作为酸性土壤改良时计算石灰需要量的参考数据。
土壤细菌适宜于中性环境：如固氮细菌适宜在pH值为6.8的环境条件生活，硝化细菌喜欢在pH值为6～8的环境中生活。
放线菌适宜于微碱性环境：
真菌可在酸性及碱性条件下活动：在pH＜5.5的强酸性土壤中，细菌和放线菌活性明显下降，因此，在强酸性土壤中真菌则占优势。
5．2 土壤酸碱性对土壤胶体带电性影响：见第八章胶体。
钾(potassium):在土壤pH值≤5时，因钾的淋失而可能使土壤缺钾。当土壤pH值增高时，土壤含盐基亦高，钾的有效性增大。实际上pH值增加至6以后，以及在中性和碱性范围中，钾的有效性一直是良好的。
钙(calcium)、镁(magnesium)在pH6～8时有效性最好，在pH8.5以上时，易形成碳酸盐沉淀；在酸性条件下它们的盐为可溶性，呈有效态，但易被淋失。
由于不同植物对土壤的酸碱性要求不同，在植树造林时，一定要考虑各造林树种最适合的土壤pH值范围，做到因地制宜，适地适树，合理利用土壤资源。
土壤的酸碱性
土壤的酸碱性，适合酸性土、碱性土种植的花卉各有哪些？
土壤有酸性、中性、碱性三种情况。
土壤的酸碱性用pH值表示，数值为1～14，数值越/」\，土壤酸度越大,数值越大,土壤的砸性越大。
土壤的酸砸度直接影响到花卉根系的生长、吸收，进而影响到花卉的代谢和酶的活动，所以是影响花卉生长的重要因素。
过强的酸性或碱性都对花卉生长不利，甚至有的因无法适应而死亡。
当前栽培的花卉种类来自世界各地，因此对土壤的酸礪性要求不一,大多数花卉喜欢微酸性环境, 仅有少数花卉可以适应强酸性或强碱性。
根据植物对环境中酸碱性的适应可将分为:酸性土植物(社鹃、栀子、凤梨类、八仙花等）,pH4~5;弱酸性植物（鸢尾、一叶兰、山茶、一品红、龟背竹、鹤望兰等）,PH5～6; 中性偏弱酸性植物（菊花、月季、风信子、香石竹)pH6~7;弱砸性植物pH>7.0,如石榴、葡萄、香堇、仙人掌、石砸花等。
1。
第九章土壤酸碱性和氧化还原反应
水 解 酸
活性酸
Na+交换出的氢和铝离子产生的酸度
羟基化表面解离的H+
土壤活性酸与潜性酸的关系
活性酸与潜性酸具有动态平衡关系，是一个平衡体系中的 两种存在状态,他们同时存在且相互转化。
土壤活性酸(活性H+或Al3+)增多,可被土壤胶粒吸附成为潜性酸,促使潜性增多 潜性酸增多,胶体上的H+或Al3+又通过交换作用转移到土壤溶液中,促使活性酸增多
pH＝pKa＋lg[盐]/[酸]
pH＝pKa＋lg[盐基]/[H+、Al3+]
当土壤BS＝50%时，对酸碱的缓冲能力最大。缓冲能力随 弱酸及其盐的总浓度或土壤CEC增加而增大。
（二）土壤酸碱缓冲体系(soil acid-base buffer system)
（1）碳酸盐体系:石灰性土壤的缓冲作用主要决定于
2、生物
主要是指具有富集碱性物质的植物,如海蓬子含Na2CO3 3.75%,碱蒿 2.76%,盐蒿2.14%,芦苇0.49%,这些植物死亡后,就将Na2CO3累积在土壤 中,从而导致土壤变碱。
3、施肥和灌溉
施用碱性肥料或用碱性水灌溉会使土壤碱化。如都江堰水质偏碱,长 期灌溉则会使稻田土壤pH升高。
4、母质
(2)土壤活性酸的测定
水浸酸:用水浸提得到的土壤酸度(pH水), 反应土壤活性酸
的强弱；
与盐浸酸:用KCl浸提获到的土壤酸度(pH盐)，除反映土壤溶
液中的氢离子外，还反映由K+交换出的土壤胶体表面氢和铝 离子表现出的酸性。pH水通常大于pH盐
水土比对土壤pH值的影响：测定土壤pH值时的水土比一般用
4、植物根系的代谢作用：植物根系汾泌物可直接或间接影响根
土壤酸碱性概述
土壤酸碱性概述土壤酸碱性是指土壤中存在着各种化学和生物化学反应，表现出不同的酸性或碱性。
土壤酸碱性的强弱，常以酸碱度来衡量。
土壤之所以有酸碱性，是因为在土壤中存在少量的氢离子和氢氧离子。
当氢离子的浓度大于氢氧离子的浓度时，土壤呈酸性；反之呈碱性；两者相等时则为中性。
一、等级划分土壤酸碱性划分为9等级。
<4.5极强酸性，4.5～5.5强酸性，5.5～6.0酸性，6.0～6.5弱酸性，6.5～7.0中性;7.0～7.5弱碱性，7.5～8.5碱性，8.5～9.5强碱性，>9.5极强二、测定方法土壤酸碱性的强弱，常以酸碱度来衡量。
土壤酸碱度又以PH值来表示。
测定土壤的PH值，多采用电极法或石蕊试纸比色法。
电极法测定土壤的PH值，既快又准确，但目前很少用。
石蕊试纸比色法测定土壤的PH值，方法简便。
测定土壤、苗床及营养土的PH值时，可先取样土一份，放入碗底，然后加入蒸馏水2.5份，用玻璃棒充分搅拌1分钟，待其静止澄清后，将一段试纸浸入清液中，试纸即变色，马上用变色的试纸与PH标准比色卡进行比较，即可直接得出PH值。
三、土壤酸度1、分类根据土壤中氢离子的存在方式，土壤酸度可分为两大类：(1)活性酸度：土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称为有效酸度，通常用pH表示。
活性酸度的来源主要是CO2溶于水形成的碳酸和有机物质分解产生的有机酸，以及土壤中矿物质氧化产生的无机酸，还有施用的无机肥料中残留的无机酸，如硝酸、硫酸和磷酸等。
此外，由于大气污染形成的大气酸沉降，也会使土壤酸化，所以它也是土壤活性酸度的一个重要来源。
(2)潜性酸度：土壤潜性酸度是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+的反映。
当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们通过离子交换作用进入土壤溶液之后，即可增加土壤溶液的H浓度，使土壤pH值降低。
只有盐基不饱和土壤才有潜性酸度，其大小与土壤代换量和盐基饱和度有关。
潜性酸度分为代换性酸度和水解酸度。
第九章 土壤酸碱性和氧化还原反应
二.土壤酸度
1、 交换性酸 用中性盐溶液如1mol.L-1 KCL浸提土壤,土壤胶体表 面吸附的铝离子与氢离子进入溶液产生的酸。 2、水解性酸 用弱酸强碱盐溶液，如pH8.2的1mol.L-1 NaOAc溶 液浸提而产生的酸。
二.土壤酸度
(三）土壤酸化
是指在自然和人为条件下土壤pH下降的过程。 1、土壤酸化过程实质 2、土壤酸化的成因 （1）自然土壤发生过程 （2）生物地球化学过程 （3）施肥和土壤管理 （4）酸沉降 3、土壤酸化的环境效应 4、土壤酸化防治
土壤酸化过程
Al3+ Ca2+ 土壤 K+ 胶体 Na+ Mg2+ H+ + H+ Na Ca2+
Al3+
K+
Mg2+
H+
H+ 增加，土壤酸化 盐基离子淋溶
离子交换
二.土壤碱度
土壤碱性指标 1、pH 2、碱化度（钠碱化度；ESP-exchangeable sodium percentage） 是指土壤胶体吸附的交换性钠离子占阳离子交换量的百分率。
二.土壤酸度
（一）土壤活性酸 土壤溶液中的氢离子引起的酸，用pH表示。 土壤酸碱性划分 ﹤5.0 强酸性 5.0-6.5 酸性 6.5-7.5 中性 7.5-8.5 碱性 ﹥8.5 强碱性
二.土壤酸度
（二）土壤潜性酸 指土壤胶体上吸附的氢离子、铝离子等所产生 的酸，单位cmol.L-1/kg。 Al3++H2O⇋Al(OH)2++H+ Al(OH)2++ H2O⇋Al(OH)2++H+ Al(OH)2++H2O ⇋Al(OH)3+H+ 土壤中交换性铝离子是土壤潜性酸的主要贡献 者。在南方红壤土壤中占到90%以上。
土壤酸碱性
土壤酸碱性土壤酸碱性是指土壤中水溶液中氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-）的浓度，用于表征土壤的酸碱程度。
土壤酸碱性对于农田的土地质量和农作物的生长发育起着至关重要的作用。
因此，了解土壤酸碱性的影响因素以及调整土壤酸碱性的方法是十分重要的。
土壤酸碱性受多种因素的综合影响。
首先是土壤中的母质，即土壤物质来源。
不同的母质会影响土壤中酸、碱离子的含量，进而影响土壤的整体酸碱性。
其次是气候和降水情况。
降水中的酸性物质可以通过渗透到土壤中，使其变得更酸，而较高的降水量则能稀释土壤中的酸性溶液，降低土壤酸度。
此外，人类活动也对土壤酸碱性产生了一定的影响，例如农药、化肥的使用以及工业废弃物的排放。
土壤酸碱性对农作物的生长发育有着直接的影响。
不同的农作物对土壤酸碱性有不同的适应性。
一些作物，如土壤酸性条件下的松树、杜鹃花等喜酸性作物，对于较酸的土壤有较好的生长表现，而有些作物，如大豆、小麦等对于碱性土壤的适应性更强。
在种植作物的过程中，了解土壤的酸碱性，选择适应性较强的作物，可以提高作物的产量和质量。
调整土壤酸碱性主要通过施用土壤改良剂来实现。
常见的土壤改良剂包括石灰、石膏等。
石灰是常用的提高土壤碱性的改良剂，它可以中和土壤中的酸性物质，提高土壤的pH值。
石膏则常用于调整土壤的酸碱平衡，它能改善酸性土壤的通气性和保水性。
通过正确选择和使用这些土壤改良剂，我们可以有效地调节土壤酸碱性，提高土地的利用价值。
除了施用土壤改良剂，合理的耕作措施也可以对土壤酸碱性起到一定的调节作用。
例如，在酸性土壤中，适当增加有机质含量，可以提高土壤的保水性和通透性，减少酸性溶液的滞留。
此外，合理施用有机肥料，增加土壤中的有效磷和钾含量，有助于提高土壤的农业生产力。
总的来说，土壤酸碱性对于农田的土地质量和农作物的生长发育起着至关重要的作用。
通过了解土壤酸碱性的影响因素和调整方法，我们可以更好地改善土壤质量，提高农田的产量和质量。
因此，农民和农业从业者在实际操作中应重视土壤酸碱性的管理，并科学合理地应用土壤改良剂和耕作措施，以实现可持续农业发展的目标。
第九章：土壤酸碱性
二、土壤酸碱缓冲性
林 学 院
1、土壤酸、碱缓冲原理
(1)土壤中有许多弱酸——碳酸、硅酸、磷酸、
腐殖酸等，当这些弱酸与其盐类共存，就成为对 酸、碱物质具有缓冲作用的体系。
土壤学
如 Hac+NaAc体系 当加入HCl： NaAc+HCl Hac+NaCl
当加入NaOH: Hac+NaOH
NaAc+H2O
土壤学
Байду номын сангаас
(2)生物因素
Na、K 、Ca、Mg等盐基生物积累。一些植物 适应在干旱条件下生长，有富集碱性物质的作用。 如:海蓬子含Na2CO3 3.75%，碱蒿含2.76%， 盐蒿含2.14%，芦苇含0.49%。
(3)母质
林 学 院
碱性物质的基本来源。基性岩、超基性岩富含 碱性物质，含盐基物质多，形成的土壤为碱性。
子后所产生的酸度。
林 学 院
CH3COONa+H2O 8.3)处理土壤。
CH3COOH+NaOH
水解酸的测定是用1mol/L的CH3COONa(pH
土壤学
交换酸和水解酸的实质是不同的，水解酸的
实际测定，因用pH 8.3的CH3COONa，既测定出
羟基化表面解离的H+，也测出了因Na+交换出的
氢离子和铝离子产生的交换酸度，还包括了土壤
林 学 院
土壤学
1、土壤空气中Ｏ２是主要氧化剂
在通气良好的土壤中，氧体系控制氧化还原
反应，使多种物质呈氧化态，如NO3-、Fe3+、
Mn4+、SO42-等。
2、土壤有机质特别是新鲜有机物是还原剂，在
土壤缺Ｏ２条件下，将氧化物转化为还原态。
土壤酸碱性及缓冲性
石灰岩、基性岩、超基性岩的盐基含量较高。 当土壤的淋溶程度较弱时，土壤pH会比附近 其它母质上发育的土壤高。
滨海盐土含有丰富的易溶盐类及碳酸钙，加 之地下水矿化度较高。因此，发育的土壤的 pH一般较高，土壤常呈碱性。
我国土壤酸碱性概况与酸碱性调节
3. 自然植被 不同植被凋落物的分解产物对土壤酸碱性产生不同 影响： 针叶林凋落物分解后形成的有机酸较多，盐基较少， 故其下的土壤一般呈酸性。 滨海红树林残体分解后形成大量SO42-，使土壤呈强 酸性。 一些耐盐、耐碱的植物会选择性地富集盐基离子， 其残体分解后会促进土壤碱性的发展。
土壤酸性
1. 土壤中H+的来源
（1）水的解离： H2O
H+ + OHH+ + HCO3H+ +R—C
O O-
（2）碳酸的解离： H2CO3 （3）有机酸的解离：有机酸 （4）无机酸 ：
硝化作用产生硝酸、硫化作用可产生硫酸；（NH4） 2SO4、KC1和NH4C1等生理酸性肥料施入到土壤中， 因为阳离子NH4+、K+被植物吸收而留下酸根，导致 溶液中H+增多。 （5）酸雨 ：pH<5.6的夹带大气酸性物质的降水。
Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素有效性在 酸性和强酸性高。 Mo在酸性土壤中有效性较低，pH>6时有 效性增加。
植物营养元素的有效性与pH的关系
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
二、对植物生长的影响
只能在某一特定的酸碱范围内生长，这类植物可以为 土壤酸碱度起指示作用，习惯上被称为指示植物。
1. 酸性土的指示植物 铁芒箕（Dicranopteris linearis）,生在华南酸性土上。
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映土壤酸度。
土壤学
水稻土及其母质的pH与pH-0.5pCa的比较 土壤 类型 砖红壤 红 壤 黄棕壤
林 学 院
pH 水稻土 5.23 6.56 6.86 母质 5.12 5.15 5.71 相差 0.11 1.41 1.12 3.40 4.93 5.32
pH –0.5pCa 水稻土 母质 2.29 3.02 3.91 相差 1.11 1.91 1.41
土壤pH表示法：pH(H2O)—水浸提； pH(KCl)—中性盐1mol/L KCl溶液浸提。 一般土壤pH(H2O)＞pH(KCl)。 地理分布。我国土壤大部分pH在4.5~8.5之间。
“南酸北碱，沿海偏酸，内陆偏碱”的地带性特点。
土壤学
2、石灰位 Al3+，其次决定于致酸离子与交换性盐基离子(以
二、土壤酸度的数量指标
1、交换酸
土壤胶体吸附的氢离子或铝离子通过交换进
入溶液后所反映出的酸度。
Al3++3H2O
土壤学
Al(OH)3+3H+
用1mol/L的KCl(pH5.5～6.0)处理土壤，K+
交换出氢离子或铝离子，通过滴定得到的酸度。
交换性酸是酸度的容量因素，单位Cmol/kg。
2、水解酸
具有羟基化表面的土壤胶体，通过解离氢离
土壤学
(2)生物因素
Na、K 、Ca、Mg等盐基生物积累。一些植物 适应在干旱条件下生长，有富集碱性物质的作用。 如:海蓬子含Na2CO3 3.75%，碱蒿含2.76%， 盐蒿含2.14%，芦苇含0.49%。
(3)母质
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碱性物质的基本来源。基性岩、超基性岩富含 碱性物质，含盐基物质多，形成的土壤为碱性。
土壤酸度主要决定于胶体吸附的致酸离子 H+、 Ca2+为主)的相互比例，即盐基饱和度。
在交换性阳离子以Ca2+为主的土壤溶液中，
为一定值，取负对数为pH-1/2pCa，定
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义为石灰位，将 H + 与 Ca 2+ 数量联系起来，既是酸 度指标，又是钙的有效度指标。 pH-1/2pCa是Ca(OH)2(石灰)的化学位的简单 函数，称钙的养分位，比pH更全面和更明显地反
(3)有机酸的解离
(4)酸雨：我国每年排放SO2约1.7×106～7吨
(5)其它无机酸
2、土壤中铝的活化
土壤交换性H+的饱和度达到一定限度，就会破
坏硅酸盐粘粒晶体结构，其水铝片中Al转化为活性
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Al3+，取代交换性H而成为交换性Al3+。因此，矿质 酸性土以交换性Al3+占绝对优势。
（二）土壤氢离子所反映出来的酸度。
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土壤pH值和酸碱性分级 土壤pH<4.5 极强酸性 4.5-5.5 强酸性 5.5-6.5 微酸性 6.5-7.5 中性 7.5- 8.5 碱性 > 8.5 强碱性
用水浸提，得到的pH值反应土壤活性酸的强弱。用 KCl浸提，得到的pH值除反映土壤溶液中的氢离子外，还 反映由K+交换出的氢离子和铝离子显出的酸性。 pH水 > 大于pH盐
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pH水与pH盐差值可反映土壤盐基饱和度，盐基饱和度 高的土壤，pH水与pH盐的差值小；盐基饱和度低的土壤， pH水和pH盐的差值就大。 测定土壤pH值时的水土比，按国际土壤学会推荐用 2.5:1，水土比大时，测出的pH值稍偏大。
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2、土壤潜性酸
潜性酸—土壤胶体吸附的H+、Al3+离子，在被 其它阳离子交换进入溶液后，才显示酸性。
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(2)酸性和弱酸性土
盐基饱和度高，交换性铝以Al(OH)2+、
Al(OH) 2 + 等形态存在。其代入溶液后同样水解产
生H+离子：
Al(OH)2++2H2O Al(OH)3+2H+
土壤交换性H+的离解也是溶液的H+来源。
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可见土壤酸性起源：
先有活性酸，再转化为潜性酸；
酸性强弱决定于潜性酸，主要是交换性Al3+；
当土壤胶体的交换性 Na +积累到一定数量，土 壤溶液盐浓度较低时， Na+离解进入溶液，水解产 生NaOH，并进一步形成碳酸盐Na2CO3、NaHCO3。
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2、影响土壤碱化的因素
(1)气候因素(干湿度)
碱性土分布在干旱、半干旱地区。在干旱、半 干旱条件下，蒸发量大于降雨量，土壤中的盐基物 质，随着蒸发而表聚，使土壤碱化。
(1)碳酸钙水解
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CaCO3+H2O+CO2
Ca2++HCO3 - +OH-
(2)碳酸钠水解
Na2CO3+2H2O
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2Na++H2CO3 - +2OH-
碳酸钠的来源：土壤矿物质中钠的碳酸化。风 化产物硅酸钠与碳酸作用(析出SiO2): CaCO3+NaCl CaCl2+Na2CO3
(3)交换性钠的水解
(4)施肥和灌溉
施用碱性肥料或用碱性水灌溉会使土壤碱化。 如都江堰水质偏碱，长期用都江堰水灌溉的水稻 田土壤pH有所提高。
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第二节
1、土壤pH
土壤碱度的指标
一、土壤酸度的强度指标
pH=-lg(H+)（土壤平衡溶液） 中性溶液： (H+)=(OH-)=10-7mol/L， pH=pOH=7
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活性酸是潜性酸的表现。
土壤学
强酸性土 —以交换
性 Al 3+ 和以共价键紧缚
的H+及Al3+占优势
酸性土—致酸离子
以羟基铝离子为主。
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中性、碱性土—交 换性阳离子则以盐基离 子为主。
土壤学
二、土壤碱性的形成
1、土壤碱性的形成机理 土壤中碱性物质主要是Ca、Mg、Na、K的碳酸 盐及重碳酸盐，以及土壤的交换性Na+。 碱性物质的水解反应是碱性形成的主要机理。
子后所产生的酸度。
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CH3COONa+H2O 8.3)处理土壤。
CH3COOH+NaOH
水解酸的测定是用1mol/L的CH3COONa(pH
土壤学
交换酸和水解酸的实质是不同的，水解酸的
实际测定，因用pH 8.3的CH3COONa，既测定出
羟基化表面解离的H+，也测出了因Na+交换出的
土壤活性酸与潜性酸处于动态平衡：
解吸
潜性酸
吸附
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活性酸
(1)强酸性土 交换性Al3+与溶液Al3+平衡,溶液中Al3+水解显 示酸性： Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ 强酸性土中，Al3+大大多于交换性 H+,是活性 酸（溶液H+离子）的主要来源。
如：pH＜4.8的红壤，交换性Al3+占总酸度的95%以上