土壤肥料学 7酸碱性及缓冲性09-10(1)

极强酸性 强酸性 酸性 弱酸性 中性
7.0-7.5 7.5-8.5 8.5-9.5 >9.5
中性
定义
指土壤胶体上吸附的H+和Al3+所引起的酸度。 表现形式 这些离子只有当它们从胶体上解 离或被其它阳离子所交换而转移 到溶液中以后才显示酸性。 代换性酸 水解性酸
Al3++ 3H2O
Al(OH)3 + 3H+
7.1.2 土壤酸的类型
1)活性酸 定义
土壤溶液中游离的H+所表现的酸度。 活性酸度的表示： 决定土壤溶液中H+浓度，通常用pH值表示， 即pH=-lg[H+]
我国土壤酸碱度分级
pH值 酸碱度分级 pH值 酸碱度分级
<4.5 4.5-5.5 5.5-6.0 6.0-6.5 6.5-7.0
植物营养元素的有效性与pH的关系
7.3.2 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。
地刷子（Lycopodium complanatum），生在海拔较高的冷湿地区。
活性酸是土壤酸度的起源， 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。
先有活性酸，后有潜性酸； 潜性酸大大地大于活性酸； 活性酸与潜性酸处于动态平衡中。
7.2 土壤碱性
7.2.1 土壤碱性形成的原因 7.2.2 土壤碱性的指标
石灰性土
滨海盐土
几种碱性土剖面图
OH-的来源
CaCO3及MgCO3的溶解度很小，在正常CO2分压下，它们在土 壤溶液中的浓度很低，所以含CaCO3和MgCO3的土壤，其pH值 不可能很高，最高的pH值在8.5左右，这种因石灰性物质所引起 的弱碱性反应（pH值7.5～8.5）称为石灰性反应，该土壤称之为 石灰性土壤。
3) 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。
油菜
花生 紫云英 柑桔 芝麻 黑麦 小米
大麦
燕麦 甜菜 葡萄 菠菜 桔子 梨
砖红壤上的油棕林
砖红壤上的橡胶林
赤红壤上的荔枝园
红壤上次生马尾松林
红壤上的柑橘园
红壤旱地上油茶-大豆间作
红壤丘陵上种植的烟草和柑橘
黄壤上的杉木林
7.4 我国土壤酸碱性概况与土壤酸碱性调节
7.4.1 我国土壤酸碱性概况 7.4.2 影响土壤酸碱性的因素
5) 人类耕作活动 施肥和灌溉会改变土壤酸度： 酸性肥料降低土壤pH（如KCl）； 施用石灰提高土壤pH； 污染水的灌溉； 大气污染；
7.3 土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响
9.3.1 对土壤肥力的影响 9.3.2 对植物生长的影响
7.3.1 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。
1) 气候的影响 南方多雨，盐基淋失强烈，土壤盐基饱 和度低，土壤多呈酸性。
西北雨量较少，盐基淋失较弱，盐基饱 和度较高，土壤多呈碱性。
2) 母质的影响
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。
土壤弱酸强碱盐的水解，碳酸及重碳酸的
钾 、 钠 、 钙 、 镁 等 盐 类 。 如 Na2CO3 、
NaHCO3、CaCO3等; 其次是土壤胶体上的Na+的代换水解作用。
7.2.1 土壤碱性形成的原因
1) 碳酸钙水解 [ CaCO3+H2O Ca2+ +HCO3- + OH-] 2) 碳酸钠的水解 [Na2CO3 + 2H2O 2Na+ + 2OH- + H2CO3]
7 土壤酸碱性及缓冲性
7.1 土壤酸性 7.2 土壤碱性 7.3 土壤酸碱性对土壤肥力 和植物生长的影响 7.4 我国土壤酸碱性概况 与土壤酸碱性调节 7.5 土壤缓冲性
7.1 土壤酸性
7.1.1 土壤酸性形成的原因 7.1.2 土壤酸的类型
土壤酸碱性
土壤酸碱性是指土壤溶液的反应。
它反映土壤溶液中H+ 浓度和OH- 浓度比例，同时也 决定土壤胶体上致酸离子（H+ 或Al3+ ）或碱性离子 （Na+ ）的数量及土壤中酸性盐和碱性盐类的存在数 量，是由母质、生物、气候以及人为作用等多种因子 控制的。
1) 土壤中H+的来源
（1）水的解离： H2O
H+ + OHH+ + HCO3H+ + R-COOˉ
（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。
酸雨！
在自然界自然产生的酸性物质，在正常的降雨过程 中能稀释，使它们不会产生什么危害。 人为活动: 如燃煤发电厂、工业燃煤的锅炉、家庭炊 用和取暖用煤以及机动车等排放的大量含硫和含氮
的废气, 这些人类活动排放到大气中的含硫和含氮的 氧化物在运行过程中，经过复杂的大气化学和大气 物理作用，形成硫酸盐和硝酸盐，与空气中水分反 应形成酸，随雨、雪等降落到地面，就是硫酸和硝 酸的水溶液，就形成了酸雨。
3). 交换性钠的水解
土壤胶体上交换性钠解吸：
xNa+ + yH2O
（x-y）Na+ + yNaOH yH+
7.2.2 土壤碱性的指标
1) pH值
土壤溶液中OH-浓度>H+浓度，pH>7，土壤表现为碱性。
2) 总碱度 指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的总量 总碱度=CO32-+HCO3单位： cmol (-) · -1 L
7.4.3 土壤酸碱性调节
7.4.1 我国土壤酸碱性概况
南酸北碱，一般在4.5-8.5之间。
吉林、内蒙古、华北的碱土的pH值有的高 达10.5；台湾省新八仙山和广东省鼎湖山、 五指山的黄壤的pH值有低至3.6～3.8，以上 是已知的我国土壤的最高和最低PH范围。
中国土壤酸碱度分布图
7.4.2 影响土壤酸碱性的因素
海蓬子
盐爪爪
4) 盐碱土的指示植物
盐吸:
（Suaeda ussuriensis）分布在华北
和东北的盐土、碱土和盐碱土上。 三棱草: （Scirpus maritimus），生长在排 水不良的盐土、碱土和盐碱土上。 三春柳: （Tamarix juniperina）,分布在渤海
三棱草
边和内蒙黄河沿岸的盐土区。
碱化度（%）=
交换性钠 阳离子交换量
×100
当土壤碱化度达到一定程度，可溶盐含量较低时，土 壤就呈极强的碱性反应，土壤理化性质上发生恶劣变 化，称为土壤的碱化作用。
碱化层的碱化度>30%,表层含盐量<0.5%和pH值>9.0定为碱土。 碱化度在5%-20%时称碱化土，土壤碱化度为5－10％定为轻度碱 化土壤，10－15％为中度碱化土壤，15－20％为强碱化土壤。
K+
K+ Al(OH)3 + 3H+
M+
+ Al3 + + H+
Al3++ 3H2O
用中性盐溶液浸提而测得的酸量只是土壤潜性酸 量的大部分，而不是它的全部。交换性酸在进行 调节土壤酸度估算石灰用量时有重要参考价值。
（2）水解性酸
用过量强碱弱酸盐（CH3COONa）浸提土壤，胶 体上的氢离子或铝离子释放到溶液中所表现出来
三春柳
植物适宜的pH范围
适应偏碱 性pH7-8 适应中到微碱 适应中到微酸 性pH6.5-7.5 性的pH6-7 适应偏酸性 的pH5.5-6.5 适应酸性 的pH5-6
紫苜蓿
苹果
蚕豆
水稻
小麦
金花菜
甜菜 豆类 花菜 大麦 莴苣 芦笋
黄花苜蓿
大麦 小麦 玉米 甘蓝 棉花 碗豆
碗豆
甜菜 甘蔗 玉米 水稻 苹果
7.1.1 土壤酸性形成的原因
红壤 赤红壤 砖红壤
几种酸性土剖面图
土壤酸性,一方面与溶液中H+浓度相关，另一方面更多 的是与土壤胶体上吸附的致酸离子（H+或Al3+）有密 切关系。
土壤中酸性的主要来源：胶体上吸附的H+ 或Al3+ 、 CO2 溶于水所形成的碳酸、有机质分解产生的有机酸、 氧化作用产生少量无机酸、以及施肥加入的酸性物质 等。
测定方法
（1）交换性酸
用过量中性盐（氯化钾、氯化钠等）溶液，与土 壤胶体发生交换作用，土壤胶体表面的氢离子或 铝离子被浸提剂的阳离子所交换，使溶液的酸性 增加。测定溶液中氢离子的浓度即得交换性酸的
数量。
交换性酸（常用1mol/L KCl提取）[cmol（+）· -1] kg
K+ M+ Al3+ H+ + 4KCl M+ M+ K+
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。