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。

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”。
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。



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。



（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。
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。

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。
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。
（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。
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。




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 。




（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。
（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。






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。
第三节
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。