第9章土壤酸碱性和氧化还原反应
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我国土壤的酸碱性南北差异很大，由南向北土壤pH相差7个数量级。
如吉林、内蒙古、华北的碱土pH值有的高达10.5，而台湾省的新八仙山和 广东省丁湖山、五指山的黄壤，pH值有的低至3.6~3.8。
第一节 土壤酸性
12/60
土壤酸性（soil acidity）
1、与溶液中H+浓度相关； 2、与土壤胶体上吸附的致酸离子（H+或Al3+）有密切关系。
水解性酸度一般要比交换性酸度大得多，但这两者是同一来源，本质上 是一样的，都是潜性酸，只是换作用的程度不同而已。
CH3COONa +H2O = CH3COOH+NaOH
土壤胶粒 H +Na+ + OH- = 土壤胶粒 Na +H2O
Na
土壤
土壤
胶粒 Al +3CH3COONa+3H2O= 胶粒
Na +Al(OH)3 +3CH3COOH
土壤的酸碱度一般用pH值表示。
土壤酸碱性的来源不仅决定于土壤溶液中H+，更重要 的是决定于土壤胶体上致酸离子（H+和Al3＋）或致碱 离子（Na＋）的数量，也决定于土壤中酸性盐类或碱 性盐的存在。
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土壤酸碱度的分级
根据土壤pH值的大小，可将土壤酸碱性分为若干 级别。在《中国土壤》中分为五级：
Na
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3、潜性酸表现其酸性的机制
土壤胶体上氢离子的解离 胶体上氢离子被其它阳离子代换到溶液中 土壤胶体上铝离子作用：
Al3+ + H2O ⇋ Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O ⇋ Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O ⇋ Al(OH)3↓+ H+ 土壤中羟基铝离子实际上还很复杂。[Al6（OH）12]6+、 [Al10（OH）22]8+ 等等
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pH Scale
4/60
(Brady & Weil 2000)
5/60
土壤酸碱性产生的原因
（一）气候因素
自然条件下，土壤酸碱性主要受土壤盐基状况影响， 而土壤盐基状况又受成土过程的淋溶强度的影响。
气温高、降雨量大的气候条件，母质、土壤中的盐基成分易于 遭受淋失，使土壤逐渐酸化。反之，干旱气候，降雨量远远低 于蒸发量，盐基成分积累于土壤及地下水，使土壤向碱化方向 演化。
体分解后会促进土壤碱性的发展。
8/60
（四）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（KCL）； 施用石灰提高土壤pH； 污染水的灌溉； 大气污染； 淹水耕作。
9/60
土壤酸碱的存在形式和表示方法
土壤pH和酸碱性分级：
土壤的酸性、中性和碱性，其区分决定于土壤溶液中 游离的H+与OH-的浓度的比例。
只有盐基不饱和的土壤，才有潜性酸。
2、潜性酸的分类：
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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 氢离子或铝离子被侵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。
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。
土壤中酸性的主要来源是：
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。
土壤酸度可根据H＋在土壤中所在的部位而分为两种类型：
活性酸度 潜性酸度
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一、土壤酸度的类型
（一）、活性酸（Active acidity）
游离于土壤溶液中的H+所表现出来的酸度。 H+活度越大，活性酸度越强。 通常用pH值表示活性酸度。
（二）、潜性酸（ Potential acidity ）
1、概念与成因
土壤胶粒上吸附的氢离子和铝离子进入土壤溶液后表现出来的酸度， 称为潜性酸。
在一般矿质土壤中, 由交换性铝离子产生的酸度, 比由交换性氢离子 产生的酸度重要。红壤的交换性酸度，90%以上是由交换性铝所引起。
北方土壤多为盐基饱和土壤，南方多为盐基不饱和土壤。土壤 pH值由北向南降低的趋势，即“南酸北碱”。
Βιβλιοθήκη Baidu 6/60
（二）母质因素
母岩母质的组成性质对土壤酸碱度具有深刻的影响。
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。
Chapter 9. 土壤酸碱性和氧化还原反应
Soil acid－base and redox reaction
吉林大学植物科学学院农业资源与环境系
土壤学
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主要内容
第一节 土壤酸性 第二节 土壤碱性 第三节 土壤缓冲性能 第四节 土壤氧化还原反应 第五节 土壤酸碱和氧化还原状况与生物环境
（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。
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（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。
植被不同，残体成分不同，影响土壤酸碱性。
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
土壤pH值 级别
<5.0 强酸性
5.0-6.5 6.5-7.5 7.5-8.5 酸性中性碱性
>8.5 强碱性
——引自《中国土壤》，第二版，1987
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中国土壤酸碱性分布规律
中国土壤的酸碱性反应，大多数在 pH4.5~8.5之间。
在地理分布上有“东南酸西北碱”的 规律性。大致可以长江为界（北纬 33~35℃），长江以南的土壤为酸性或 强酸性，长江以北的土壤多为中性或 碱性。
土壤胶粒 H+KCl = 土壤胶粒 K+HCl
K 土壤胶粒 Al+3KCl= 土壤胶粒 K +AlCl3
K
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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的酸性。
CH3COONa水解产生NaOH，pH值可达8.5，Na+可以把绝大部分的代换 性的氢离子和铝离子代换下来，从而形成醋酸，滴定溶液中醋酸的总量 即得水解性酸度。
如吉林、内蒙古、华北的碱土pH值有的高达10.5，而台湾省的新八仙山和 广东省丁湖山、五指山的黄壤，pH值有的低至3.6~3.8。
第一节 土壤酸性
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土壤酸性（soil acidity）
1、与溶液中H+浓度相关； 2、与土壤胶体上吸附的致酸离子（H+或Al3+）有密切关系。
水解性酸度一般要比交换性酸度大得多，但这两者是同一来源，本质上 是一样的，都是潜性酸，只是换作用的程度不同而已。
CH3COONa +H2O = CH3COOH+NaOH
土壤胶粒 H +Na+ + OH- = 土壤胶粒 Na +H2O
Na
土壤
土壤
胶粒 Al +3CH3COONa+3H2O= 胶粒
Na +Al(OH)3 +3CH3COOH
土壤的酸碱度一般用pH值表示。
土壤酸碱性的来源不仅决定于土壤溶液中H+，更重要 的是决定于土壤胶体上致酸离子（H+和Al3＋）或致碱 离子（Na＋）的数量，也决定于土壤中酸性盐类或碱 性盐的存在。
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土壤酸碱度的分级
根据土壤pH值的大小，可将土壤酸碱性分为若干 级别。在《中国土壤》中分为五级：
Na
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3、潜性酸表现其酸性的机制
土壤胶体上氢离子的解离 胶体上氢离子被其它阳离子代换到溶液中 土壤胶体上铝离子作用：
Al3+ + H2O ⇋ Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O ⇋ Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O ⇋ Al(OH)3↓+ H+ 土壤中羟基铝离子实际上还很复杂。[Al6（OH）12]6+、 [Al10（OH）22]8+ 等等
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pH Scale
4/60
(Brady & Weil 2000)
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土壤酸碱性产生的原因
（一）气候因素
自然条件下，土壤酸碱性主要受土壤盐基状况影响， 而土壤盐基状况又受成土过程的淋溶强度的影响。
气温高、降雨量大的气候条件，母质、土壤中的盐基成分易于 遭受淋失，使土壤逐渐酸化。反之，干旱气候，降雨量远远低 于蒸发量，盐基成分积累于土壤及地下水，使土壤向碱化方向 演化。
体分解后会促进土壤碱性的发展。
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（四）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（KCL）； 施用石灰提高土壤pH； 污染水的灌溉； 大气污染； 淹水耕作。
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土壤酸碱的存在形式和表示方法
土壤pH和酸碱性分级：
土壤的酸性、中性和碱性，其区分决定于土壤溶液中 游离的H+与OH-的浓度的比例。
只有盐基不饱和的土壤，才有潜性酸。
2、潜性酸的分类：
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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 氢离子或铝离子被侵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。
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。
土壤中酸性的主要来源是：
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。
土壤酸度可根据H＋在土壤中所在的部位而分为两种类型：
活性酸度 潜性酸度
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一、土壤酸度的类型
（一）、活性酸（Active acidity）
游离于土壤溶液中的H+所表现出来的酸度。 H+活度越大，活性酸度越强。 通常用pH值表示活性酸度。
（二）、潜性酸（ Potential acidity ）
1、概念与成因
土壤胶粒上吸附的氢离子和铝离子进入土壤溶液后表现出来的酸度， 称为潜性酸。
在一般矿质土壤中, 由交换性铝离子产生的酸度, 比由交换性氢离子 产生的酸度重要。红壤的交换性酸度，90%以上是由交换性铝所引起。
北方土壤多为盐基饱和土壤，南方多为盐基不饱和土壤。土壤 pH值由北向南降低的趋势，即“南酸北碱”。
Βιβλιοθήκη Baidu 6/60
（二）母质因素
母岩母质的组成性质对土壤酸碱度具有深刻的影响。
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。
Chapter 9. 土壤酸碱性和氧化还原反应
Soil acid－base and redox reaction
吉林大学植物科学学院农业资源与环境系
土壤学
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主要内容
第一节 土壤酸性 第二节 土壤碱性 第三节 土壤缓冲性能 第四节 土壤氧化还原反应 第五节 土壤酸碱和氧化还原状况与生物环境
（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。
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（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。
植被不同，残体成分不同，影响土壤酸碱性。
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
土壤pH值 级别
<5.0 强酸性
5.0-6.5 6.5-7.5 7.5-8.5 酸性中性碱性
>8.5 强碱性
——引自《中国土壤》，第二版，1987
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中国土壤酸碱性分布规律
中国土壤的酸碱性反应，大多数在 pH4.5~8.5之间。
在地理分布上有“东南酸西北碱”的 规律性。大致可以长江为界（北纬 33~35℃），长江以南的土壤为酸性或 强酸性，长江以北的土壤多为中性或 碱性。
土壤胶粒 H+KCl = 土壤胶粒 K+HCl
K 土壤胶粒 Al+3KCl= 土壤胶粒 K +AlCl3
K
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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的酸性。
CH3COONa水解产生NaOH，pH值可达8.5，Na+可以把绝大部分的代换 性的氢离子和铝离子代换下来，从而形成醋酸，滴定溶液中醋酸的总量 即得水解性酸度。