土壤酸碱性
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土壤碱化度常被用来作为碱土分类及碱化土 壤改良利用的指标和依据。 我国将 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。
三、土壤酸碱性反应对作物生长的主要影响
(一)直接影响植物生长 不同的栽培作物适应不同的PH范围。 有些对酸碱度要求比较严格,如茶树只能生长于酸性土; 而甜菜和紫花苜蓿喜钙而只能生长在中性至微碱性土壤上; 一般作物对土壤酸碱性的适应范围都较广,如马铃薯在PH4-8 的范围内可以生长,但以PH5左右生长最好(表6-3)。 对大多数作物来说,喜欢近中性的土壤,以PH6.0-7.5为宜 。
这主要是因为土壤是一个包含固、液、气三相 组成的多组分开放的生物地球化学系统,包含 了众多的、以多样化方式进行相互作用的不同 化合物。 土壤在固液界面、气液界面发生的各种化学、 生物化学过程,常常具有一定的自身调节能力。 所以,从某种意义上讲,土壤缓冲性不只是局 限于对酸碱变化的一种抵御能力,而可以看作 一个能表征土壤质量及土壤肥力的指标。
高产肥沃土壤有机质多,缓冲性能较强,具有 较强的自调能力,能为高产作物协调土壤环境 条件,抵制不利因素的发展。 所谓肥土“饿得、饱得”,能自调土温,自调 反应,其机理之一就是因为土壤缓冲性较强。 而有机质贫乏的砂土缓冲性很小,自动调节能 力低,“饿不得、饱不得”,经不起温度和反 应条件的变化。 对这类土壤,通过多施有机肥,掺混粘土等办 法,既可培肥土壤,也提高了其缓冲性能。
而铝离子本身留一二个OH-,这时,带有OH-的铝离子 很不稳定,与另一个相同的铝离子结合,在结合中, 两个OH-被两个铝离子所共用,并且代替了两个水分 子的地位。
3.土壤缓冲作用的意义
缓冲性能是土壤的一种重要性质。它可以稳定 土壤溶液的反应,使酸碱度的变化保持在一定 范围内。 如果土壤没有这种能力,那么微生物和根系的 呼吸、肥料的加入、有机质的分解等都将引起 土壤反应的激烈变化,同时又造成养分状态的 变化,影响养分的有效性,作物将难以适应。
(二)影响养分的转化和有效性 在中性条件下,有机质矿化较快,土壤有效氮 供应较好; PH6-7磷的有效性最大; Fe、Mn、Zn、Cu、Co强酸性条件下,溶解性强 易对作物造成毒害 Mo在碱性条件下有效性高,B在中性条件下有 效性高。
四、土壤的酸碱性与养分有效性的关系
(三)影响土壤微生物活性 土壤细菌和放线菌,均适于中性和微碱性环 境。真菌在强酸性土壤中占优势。 (四)影响土壤物化性质 在碱土中,交换性钠多(占30%以上),土 粒分散,结构易破坏。 酸性土中,交换性氢离子多,盐基饱和度低, 结构易破坏,物理性质不良。 中性土中,Ca2+、Mg2+较多,土壤的结 构性和通气性等物理性质良好。
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
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
土壤碱性反应是由于土壤中有弱酸强碱的水 解性盐类存在,其中最主要的是碳酸根和重 碳酸根的碱金属(Na、K)及碱土金属(Ca、 Mg)的盐类存在。
2.碱化度(钠碱化度:ESP) 碱化度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。 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,pH大于8.5甚至 超过10.0。 这种土壤土粒高度分散,湿时泥泞,干时硬结, 结构板结,耕性极差。 土壤理化性质上发生的这些恶劣变化,称为土 壤的“碱化作用”。
加入土壤不是这样,它的pH变化极为缓慢。
土壤因施肥、灌溉等增加或减少土壤的H+、OH-离子浓度时,土壤
酸度变化可稳定保持在一定范围内,不致因环境条件的改变而产生剧
烈的变化。这样,就为植物生长和土壤生物(尤其微生物)的活动创造
了一个良好、稳定的土壤环境条件。
事实上,土壤不仅仅具有抵御酸、碱物 质,减缓pH变化的能力,即具有对酸碱 的缓冲性。 从广义而言,土壤是一个巨大的缓冲体 系,对营养元素、污染物质、氧化还原 等同样具有缓冲性,具有抗衡外界环境 变化的能力。
(3)土壤中的许多两性物质,如蛋白质、氨 基酸、胡敏酸等,既可中和碱,也可中和酸。
(4)酸性土壤中铝离子的缓冲作用。
在极强酸性土壤中(PH<4〉,铝以正三价离子状态存 在,每个Al3+周围有6个水分子围绕着,当加入碱类 使土壤溶液中OH-增多时,6个水分子中即有一二个解 离出H+以中和之。
土壤酸碱度(pH值)
•铵态氮肥不宜施在碱性土壤上,且宜深施; •酸性土壤上应重视钼肥的施用; •碱性土壤上应注意铁、锰、铜、锌、硼的补充;
四、土壤缓冲性能
在《土壤学》上,把土壤缓冲性定义为土壤抗衡酸、碱物质,减缓 pH变化的能力。
我们知道,如果把少量的酸或碱加到纯水中,则水的pH立即变化。但
酸度的数量指标。
Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+
生成的HCL解离度大,不能把胶体上H+ 和AL3全部交换出来。
因此,所测得的交换性酸量,只是土壤 潜性酸量的大部分,而不是它的全部。
(2)水解性酸
当土壤是用弱酸强碱的盐类溶液(常用的为pH 8.2的
lmolNaOAc溶液)浸提时,土壤吸附性氢、铝离子的绝 大部分可被Na+离子交换。
(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
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。 如 HAc+NaAc体系 当加入HCl: NaAc+HCl 当加入NaOH: Hac+NaOH
Hac+NaCl NaAc+H 2O
(2)土壤胶粒上有交换性阳离子的存在。
生的交换酸度,还包括了土壤溶液中的活性酸,因此测定结果 是土壤总酸度。
一般水解性酸度要比交换性酸度大。 土壤活性酸度与潜性酸度的总量称为总酸度。
通常用水解性酸度来指示总酸度,用作石灰施用量的依据。
二、土壤的碱性
(一)土壤碱性指标 土壤溶液中OH-离子浓度超过H+离子 浓度时表现为碱性反应,土壤的pH愈大, 碱性愈强。 土壤碱性反应除常用pH表示以外,总碱 度和碱化度是另外两个反映碱性强弱的 指标。
二、土壤酸碱的存在形式和表示方法 (一)土壤pH和酸碱性分级: 土壤反应分为酸性、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。 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+)的数量。
(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。
(一)气候因素: 它决定成土过程的淋溶强 度。 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。即“南酸北碱”。
(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。 如酸性岩上发育的土壤容易向酸性发展, 而基性岩相反。
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。
第Baidu Nhomakorabea节
土壤的酸碱性
土壤酸碱性
一、土壤的酸性
土壤酸性的概念:当土壤溶液中H+浓度大于OH-时,
土壤呈酸性反应; H+浓度小于OH-时,呈碱性反应,
两者相等时则为中性反应。
酸性的来源:土壤中含有致酸物质如酸性盐、有机 酸、无机酸所致。
(一)土壤酸性产生的原因
1.气候条件 2.生物因素 3.施肥灌溉因素
(二)土壤酸性与土壤酸度
土壤酸度是土壤中氢离子数量的反映。 因此土壤酸度可根据H+在土壤中所在 的部位而分为两种类型;活性酸度和潜 性酸度。
(二)土壤酸度的类型:
1、活性酸度:由土壤溶液中游离的H+ 所直接反映出来的酸 度(强度指标 )。 2、潜在酸:由土壤胶体上所吸附的H+ 和Al3+ 所引起的酸度 (数量指标)。 潜性酸量,可用交换性酸或水解性度表示。