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？
2．活性酸度pH（H20） 活性酸度大小决定于土壤溶液中H 离子的浓度，一般用pH值表示。 pH值表示 活性酸度大小决定于土壤溶液中H+离子的浓度，一般用pH值表示。 pH值 指溶液中H 浓度的负对数。 pH值：指溶液中H+浓度的负对数。 – H+离子浓度大，pH值愈小，土壤酸度就越大 离子浓度大，pH值愈小 值愈小， – H+离子浓度小，pH值愈大。 离子浓度小，pH值愈大 值愈大。 3．潜性酸度 潜性酸度：是由于土壤胶体上吸附的H+， 潜性酸度：是由于土壤胶体上吸附的 ，Al3+所引起的酸度 所引起的酸度 只有当它们被交换而进入溶液后产生了游离H+时才显示酸性 时才显示酸性。 只有当它们被交换而进入溶液后产生了游离 时才显示酸性。 潜性酸度通常用1000克干土中 离子的 克干土中H+离子的 数来表示。 潜性酸度通常用 克干土中 离子的cmol数来表示。 数来表示 活性酸与潜性酸的关系 土壤中的活性酸(扩散于土壤溶液中的H+浓度)和潜性酸(吸附在土 壤胶体上的H+和Al3+)是属于同一平衡系中的两种状态。 根据测定时所用浸提剂的不同，潜性酸又可分为交换性酸（ 根据测定时所用浸提剂的不同，潜性酸又可分为交换性酸（或代 换性酸） 换性酸）水解性酸
3 土壤呈性的原因
1）气候因素: 气候因素: 碱性土壤大多分布在干旱，半干旱地区，降雨少， 碱性土壤大多分布在干旱， 半干旱地区， 降雨少， 淋溶作用 弱，风化产生的碱金属和碱土金属的盐类不能彻底淋洗出土体， 风化产生的碱金属和碱土金属的盐类不能彻底淋洗出土体， 土壤胶体表面充满了这些阳离子， 土壤胶体表面充满了这些阳离子，土壤溶液中也有相当数量的这 些盐类。这些盐类水解后产生OH 使土壤呈碱性。 些盐类 。 这些盐类水解后产生 OH- ， 使土壤呈碱性 。 这是土壤碱 性形成的根本原因。 性形成的根本原因。 生物因素: 2）生物因素: 生物对钾、 生物对钾、 钠 、钙 、 镁等元素的富集作用也是土壤碱性发展 的重要因素。 的重要因素。 母质及农业措施: 3）母质及农业措施: 土壤母质的化学成分，如石灰岩母质含有大量的CaCO 基性、 土壤母质的化学成分，如石灰岩母质含有大量的CaCO3，基性、 超基性岩中含丰富的钾、 钙等盐基物质， 超基性岩中含丰富的钾、钠、钙等盐基物质，导致土壤中含有较 多的盐基成分，使土壤呈碱性反应。 多的盐基成分，使土壤呈碱性反应。
3）母质因素 一些矿物成分中含有酸性基如黄铁矿（FeS） 一些矿物成分中含有酸性基如黄铁矿（FeS）等 ，经氧化而产 生硫酸。 生硫酸。 4）施肥和灌溉的影响 施用生理酸性肥料如硫铵， 明矾KAl(SO 12H 施用生理酸性肥料如硫铵 ， 明矾 KAl(SO4)2·12H2O 等 ， 在土壤 12 中残留大量酸根。 中残留大量酸根。 酸性污水、酸雨也可使土壤急剧酸化。 酸性污水、酸雨也可使土壤急剧酸化。 土壤溶液中H+的主要来源 土壤溶液中 的主要来源 动植物呼吸作用排出的CO 溶解于水形成的碳酸解离产生的H 1．动植物呼吸作用排出的CO2溶解于水形成的碳酸解离产生的H＋ 微生物分解作用产生的有机酸、无机酸解离产生的H 2．微生物分解作用产生的有机酸、无机酸解离产生的H＋ 3．土壤中铝的活化作用 吸附性H 4. 吸附性H＋和Al3＋的作用 5、酸雨 （二）土壤碱度 土壤碱度：土壤表现出的碱性强弱程度。 土壤碱度：土壤表现出的碱性强弱程度。
（二）土壤酸碱性对植物生长的影响 1 植物生长均要求有一适宜的土壤酸碱度范围 对林木而言， PH值范围为 值范围为3 对林木而言，其PH值范围为3.5-9。 不同树种对土壤酸碱性要求不同， 不同树种对土壤酸碱性要求不同，造林时一定要考虑各造林树种 的最适合的土壤pH范围，作到适地适树，因地制宜。 pH范围 的最适合的土壤pH范围，作到适地适树，因地制宜。 茶树特别喜酸性，橡胶树、杉木、马尾松等喜酸性，榆树， 茶树特别喜酸性，橡胶树、杉木、马尾松等喜酸性，榆树，柏木 喜石灰土；沙枣、枸杞等耐盐渍土。 喜石灰土；沙枣、枸杞等耐盐渍土。 在野外，可借助指示植物来初步判定土壤的酸碱性。芒萁， 在野外，可借助指示植物来初步判定土壤的酸碱性。芒萁，映山 桃金娘等为酸性土指示植物；盐蒿、碱蓬为碱性土指示植物， 红,桃金娘等为酸性土指示植物；盐蒿 、碱蓬为碱性土指示植物， 铁线蕨为钙质土指示植物。 铁线蕨为钙质土指示植物。 2.土壤酸碱性对植物病虫害有很大的影响 因为地下害虫和某些病原菌要求一定范围的pH值环境条件 值环境条件。 因为地下害虫和某些病原菌要求一定范围的 值环境条件。 白蚁喜酸性土壤。金针虫生活最适合pH值为 值为4.0-5.2，竹蝗喜欢在中 白蚁喜酸性土壤。金针虫生活最适合 值为 ， 性到pH5左右的土壤中产卵，而金龟子幼虫则喜欢碱性环境。 左右的土壤中产卵， 性到 左右的土壤中产卵 而金龟子幼虫则喜欢碱性环境。 苗木，特别是喜酸性的针叶树， 苗木，特别是喜酸性的针叶树，在中性到碱性的圃地上易发生猝倒 马铃薯的疮痂病易在pH6.5以上发生，而十字花科的根肿瘤在 以上发生， 病，马铃薯的疮痂病易在 以上发生 酸性土壤上更易发生，向土壤施用石灰可控制这些病原体， 酸性土壤上更易发生，向土壤施用石灰可控制这些病原体，增强植 物的抗病能力。 物的抗病能力。
第9章 土壤酸碱性和缓冲性 第一节 土壤酸碱性 一 土壤酸碱性的基本概念 通常土壤溶液中存在少量的H+和 通常土壤溶液中存在少量的 和OH-，其相对数量的多少决 ， 定土壤溶液的酸碱性： 定土壤溶液的酸碱性： 多于OH-，则土壤呈酸性 若H+多于 多于 ， 多于H+， 若OH-多于 ，则土壤呈碱性 多于 若二者相等， 若二者相等，土壤呈中性反应 二 土壤酸碱度 （一）土壤酸度： 土壤酸度：指土壤表现出的酸性程度。 土壤酸度：指土壤表现出的酸性程度。 它一方面由土壤溶液中的H+所引起 所引起， 它一方面由土壤溶液中的 所引起，另一方面也可由土壤 胶体上所吸附的H+， 所引起。 胶体上所吸附的 ，Al3+所引起。 所引起 活性酸度：由土壤溶液中H+所引起的酸度叫活性酸度 所引起的酸度叫活性酸度； 活性酸度：由土壤溶液中 所引起的酸度叫活性酸度； 潜性酸度：由土壤胶体吸附的H+， 潜性酸度：由土壤胶体吸附的 ，Al3+所引起的酸度叫潜 所引起的酸度叫潜 性酸度。 性酸度。
通常亦以pH值表示。土壤溶液的碱性强弱，取决于土壤中所含钙、 通常亦以pH值表示。土壤溶液的碱性强弱，取决于土壤中所含钙、 pH值表示 钠的碳酸盐和重碳酸盐，以及交换性碱金属离子。 镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐，以及交换性碱金属离子。 Na2CO3 + 2H2O= 2NaOH + H2CO3 水解产生OH 使土壤呈碱性。 水解产生OH-，使土壤呈碱性。 吸附在土壤胶体上的Na 也可产生水解作用， 吸附在土壤胶体上的 Na+ 也可产生水解作用 ， 从而使土壤显示碱 性。 – 土壤胶体-Na+ + H2O = 土壤胶体-H+ + NaOH 土壤胶体土壤胶体2 土壤的碱化度 交换性钠占阳离子交换量的百分数，即钠离子的饱和度，也称土 交换性钠占阳离子交换量的百分数，即钠离子的饱和度，也称土 壤的碱化度。 壤的碱化度。 它是衡量土壤是否碱化的重要指标。钠的饱和度< 为非碱化， 它是衡量土壤是否碱化的重要指标。钠的饱和度<5% 为非碱化， 10%为弱（轻度）碱化； 10% 15%为中度碱化，15% 20% 在5%-10%为弱（轻度）碱化；在10%-15%为中度碱化，15%-20%为 强碱化。 强碱化。 钠的饱和度>30% 表层含盐量小于0 pH值大于 值大于9 钠的饱和度 >30%， 表层含盐量小于0.5%， 且 pH 值大于 9.0 的土壤 叫做碱土。 叫做碱土。
1）交换性酸度 用过量的中性盐溶液(通常用1mol/L的氯化钾溶液 处理土壤， 的氯化钾溶液) 用过量的中性盐溶液(通常用1mol/L的氯化钾溶液)处理土壤， 它与土壤胶体上的H+，Al3+发生交换作用，使交换性H+，Al3+进 它与土壤胶体上的H 发生交换作用，使交换性H 入土壤溶液所表现的酸度。 入土壤溶液所表现的酸度。 2）水解性酸度 用弱酸强碱的盐类溶液（ 的醋酸钠NaAcO）与土壤 用弱酸强碱的盐类溶液（如pH8.2的1N的醋酸钠 的 的醋酸钠 ） 胶体发生作用时，交换出来的H+， 所产生的酸度， 胶体发生作用时，交换出来的 ，Al3+所产生的酸度，称为水 所产生的酸度 解性酸度。 解性酸度。 水解性酸度一般大于交换性酸度。 水解性酸度一般大于交换性酸度。 土壤的酸化多产生于高温多雨的条件下： 土壤的酸化多产生于高温多雨的条件下：土壤中盐基离子向下 淋溶， 取代胶体上原有金属离子而被土壤吸附 取代胶体上原有金属离子而被土壤吸附。 淋溶，H+取代胶体上原有金属离子而被土壤吸附。 4 酸性土成因： 1）气候因素 淋洗盐基离子，土壤中残留 淋洗盐基离子，土壤中残留Al3+，H+。 ， 。 2）生物因素针叶林下的有机质可形成较多的富里酸，使土壤产 针叶林下的有机质可形成较多的富里酸， 针叶林下的有机质可形成较多的富里酸 生酸性淋溶，加速盐基的淋失，使土体中H+增加 增加。 生酸性淋溶，加速盐基的淋失，使土体中 增加。 土壤微生物和根系呼吸产生的CO2和有机质分解产生的有机酸， 和有机质分解产生的有机酸， 土壤微生物和根系呼吸产生的 和有机质分解产生的有机酸 也可增加土壤溶液的H+。 也可增加土壤溶液的 。