土壤酸碱性及缓冲性
试验七土壤反应及缓冲性能的测定
实验七土壤反应及缓冲性能的测定土壤酸度是由氢、铝等离子引起的。
它可分为活性酸及潜性酸两种。
由土壤溶液中氢离子所引起的酸性反应叫活性酸，用酸碱度（pH值）表示，可用混合指示剂变色反应或电位法测定。
由土壤胶体上吸附的交换性氢离子或铝离子所引起的酸性反应叫潜性酸，是用总酸量表示，其大小和土壤阳离子交换量、盐基饱和度以及代换性铝离子有关。
一般用中性盐类或水解性盐类把被吸附在土壤胶体表面的氢离子和铝离子代换出来，再滴定溶液中的酸度。
土壤酸碱度是土壤重要的化学性质。
它影响土壤矿物质的转化，土壤养分的形态及其有效性，对作物生长和土壤微生物活动也有密切的关系。
土壤酸碱度的测定作为施用石灰改良酸性土、指导合理施肥等方面都有直接的参考意义。
一、土壤酸碱度（pH值）的测定（pH混合指示剂法）在瓷盘的几个瓷穴中滴入 pH混合指示剂2—3滴（如出现黄色或紫色，即为瓷盘不洁净，须将瓷盘洗净），加入不同土壤样品少许，然后再用指示剂湿润至呈过饱和状态，用洁净小玻璃棒拌匀，放置约1分钟，使大部土粒下沉。
将板倾侧，用标准色卡与穴内流出液的颜色比较，记载土壤酸碱度（pH值）。
二、土壤中的活性酸与潜性酸的比较取蒸馏水及1M氯化钾液各4—5滴，置瓷穴中，加指示剂1滴，记录其pH值。
氯化钾和蒸馏水的pH值均为中性，如反应呈现酸或碱性，均应调整或另配。
1．取洗净之试管4支，编号为（1）、（2）、（3）、（4），分别做以下处理。
第（1）管加入1M氯化钾液10毫升及酸性土2克。
第（2）管加人1M氯化钾液10毫升及中性土2克。
第（3）管加入蒸馏水10毫升及酸性土2克。
第（4）管加人蒸馏水10毫升及中性土2克。
2．将以上4支各塞洁净塞子，摇震1分钟放置澄清，如不澄清，则在离心机上分离之。
3．分别吸取各管内上层澄清液5毫升至另一试验管中，各加pH混合指示剂数滴，比色记载酸碱度（pH值）。
4．在各试管的澄清液中加入中性氟化钠液（3.5％浓度）5滴，摇匀后，静止5分钟，比色并记载酸碱度（pH值）。
土壤酸度及土壤缓冲性能的测定实验——电位法
土壤酸度及土壤缓冲性能的测定实验——电位法一、测定意义土壤酸碱度及土壤冲性能是土壤化学性质，对作物的生长发育及微生物的活动影响很大，大多数作物适宜于微酸性至中性土壤环境。
土壤太酸或太碱以及酸碱度变化过大，作物和微生物均难以适应，土壤碱度也直接影响土壤中养分有效性。
可见，土壤酸碱度、缓冲性能是评价土壤肥力高低的重要依据之一。
二、方法原理用电位测定法测定溶液或土壤悬液的pH时，常用指示电极为pH玻璃电极参比电极有甘汞电极和银——氯化银电极。
当以pH玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，插入试液或土壤悬液中时，构成一电池反应，两者之间产生一个电位差，由于参比电极的电位是固定的，因而该电位差的大小决定于试液中的氢离子活度。
氢离子活度的负对数即为pH。
因此，可用电位测定仪测定其电动势，再换算成pH；一般可直接用酸度仪读得pH，此一电池反应符合聂尔斯特方程式。
三、分析步骤（一）土壤活性酸及代换酸的测定土壤酸度包括活性酸及潜性酸，活性酸是土壤溶液中H+所引起的酸度，代换酸是潜性酸的一种，是用中性盐溶液（通常用lmolL－1KCl）与土壤胶体进行代换作用，使代换性H+和Al++进入土壤溶液所表现的酸度。
测定方法是：在粗天平上称取通过lmm(或2mm)土壤2份，各25克，分别放入二个50毫升烧杯中，并标明号数，向第一烧杯加入25毫升无C02蒸馏水（测活性酸），向第二烧杯加入25毫升lN KCl溶液（测代换酸），分别剧烈搅拌两烧杯内物（或摇动）1分钟，使土体充分散开，放置平衡半小时后用pH计测定之。
（二）土壤缓冲性能的测定土壤缓冲性能是指向土壤加入酸、碱物质后，土壤本身所具有缓和土壤溶液向酸或向碱变化的能力，土壤中含有有机胶体及无机胶体，多种多样的弱酸及其盐类、氨基酸之类的两性化合物以及酸性土壤铝离子等缓冲物质使土壤具有缓冲能力。
测定方法是：取烧杯21个分成3组，每组7个编号，第一组7个各加腐殖土5克，第二组7个各加砂土5克；第三组7个各加示红壤底土5克，按下表中所示分别加入25毫升、15毫升、5毫升的0.003molL-1HCl及5毫升、15毫升、25毫升0.003molL-1NaOH，中间一管为25毫升蒸馏水作对比，然后把不够25毫升的2、3、5、6各杯用蒸馏水补够到25毫升，搅拌5分钟，放置平衡30分钟后（或一周后）用pH计测定之，若平衡一周则每日要搅拌一次。
Chap15土壤酸碱性
酸度分为两种类型，即：活性酸度和潜 性酸度。 b 活性酸度是指土壤溶液中游离的H+所直 接显示的酸度。pH=-log[H+]
Chap. 15 土壤酸碱性
§1 土壤酸性
b 我国土壤反应大多数pH值在4-9之间，在地理 分布上有“东南酸而西北碱”的规律性，即由 北向南，pH值逐渐降低。
Na++OH-+H2CO3
Chap. 15 土壤酸碱性
§2 土壤碱性 b 土壤中碱性盐类（特别是Na2CO3和
NaHCO3）多少，有时叫做土壤总碱度 （cmol/kg）。 b 对于土壤溶液或灌溉水、地下水来说， 其Na2CO3和NaHCO3含量也叫做总碱度 （cmol/L或g/L）
Chap. 15 土壤酸碱性
Chap. 15 土壤酸碱性
§2 土壤碱性
b 土壤碱性主要来源于土壤中交换性钠的
水解所产生的OH-以及弱酸强碱盐类（如
Na2CO3和NaHCO3）的水解。
Na
土壤胶体
Na +2H2O
H 土壤胶体 H + 2Na +2OH-
Na2CO3+ 2H2O 2Na++2OH-+H2CO3
NaHCO3+ H2O
为“盐基完全不饱和态”，此时的pH为“极限pH” 胶体上负电荷愈大，极限pH愈小 b 土壤胶体上酸基的解离常数 根据胶体上吸附性H+和Al3+离子的解离度大小 （对土壤溶液提供离子能力的大小）将胶体排序： 有机胶体 < 蒙脱石 < 含水云母 < 高岭石 < 含 水氧化铁、铝
Chap. 15 土壤酸碱性
实验：土壤的反应及缓冲性能
实验六、土壤的反应及缓冲性能土壤液相是一种很稀的溶液，含有各种溶解的无机及有机盐类和气体分子，还悬浮着一些胶体颗粒。
在土壤溶液中以及液一固（特别是胶粒）界面上，不断进行着复杂多样的化学、物理化学和生物化学过程。
其中，土壤酸碱反应和氧化还原反应就是土壤溶液中两种极为重要的性质，它们与土壤固相和气相密切相尖，对土壤肥力和植物营养有着多方面的影响。
酸性或碱性是指溶液的反应，即土壤溶液中屮浓度和OH浓度的相对大小。
但是，由于土壤溶液与土壤胶体处于密切联系之中，因而它的酸碱反应要比纯溶液复杂得多。
实际上，土壤酸碱性并不仅仅决定于土壤溶液反应（pH值），而主要是决定与土壤胶体上致酸离子（屮或AI和）或碱性离子（Na+）的数量，也决定于土壤中酸性盐类或碱性盐类的存在。
因此，不能孤立地研究土壤溶液的酸碱反应，而必须联系土壤胶体和离子交换吸收作用，才能全面说明土壤的酸碱情况及其发生和变化规律。
依据H+和AI %的存在形式和测定方法不同，可将土壤酸度分为活性酸度和潜性酸度两种。
①活性酸度是指自由扩散于土壤溶液中的屮浓度直接反映出来的酸度，主要是由碳酸的解离产生。
一方面，土壤中的微生物、植物根系以及其他土壤生物的生命活动过程不断产生的CO2,在土壤溶液中解离产生H+。
另一方面，土壤中的有机残体经微生物作用，在未完全分解之前可产生多种有机酸类，如草酸、醋酸、柠檬酸等中间产物，在通气不良和真菌活动的情况下能逐渐积累并释放出H +;②潜性酸是由于土壤胶粒上所吸附的H +和AI彳+造成的，它们只有通过离子交换进入土壤溶液产生了H + 时，才显示出酸性，它们是土壤潜性酸的来源。
一方面，胶体吸附上的吸附性屮被其它阳离子置换而进入土壤溶液，土壤酸度就发生变化。
另一方面，在酸性较强的土壤中，胶体表面常常吸附着相当数量的交换性AW，可以通过阳离子交换作用进入土壤溶液，经水解能够产生屮引起土壤酸度变化。
土壤中的活性酸与潜性酸是处于同一平衡体系中两种不同存在形式：有活性酸的土壤，必然会导致潜性酸的生成;反之，潜性酸的存在也必然会产生活性酸。
土壤学 第九章---第十一章
第九章土壤酸碱性和氧化还原过程一、名词解释：1、土壤活性酸:土壤溶液中游离的H+所表现的酸度。
2、土壤潜性酸:指土壤胶体上吸附的H+和Al3+所引起的酸度。
3、土壤缓冲性:狭义：土壤抵抗酸碱物质，减缓pH变化的能力。
广义：土壤是一个巨大的缓冲体系，包括对氧化还原、污染物质、养分等。
指抗衡外界环境变化的能力。
4、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二、土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响如何？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。
3）对土壤养分有效性影响●在pH6.5附近，大多数营养元素的有效性都较高。
●N、K 、 S元素在微酸性、中性、碱性土壤中都较高。
●P元素在中性土壤中有效性最高， pH<5和pH>7时有效性降低。
●Ca和Mg在pH6.5-8.5有效性大，在强酸性和强碱性土壤中有效性较低。
●Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素有效性在酸性和强酸性高。
●Mo在酸性土壤中有效性较低，pH>6时有效性增加。
2.对植物生长的影响：不同植物对土壤酸碱反应的要求是不同的，各有一定的适应范围。
有些植物能适应较宽的pH值范围，有些植物却对土壤pH值非常敏感，这是各种植物在长期的自然选择中形成的。
大多数植物均适于在pH值4-9环境中生长。
三、简述酸性土、碱性土的改良。
1. 土壤酸性的调节:一般采用施石灰的办法。
农村烧柴后的草木灰中和酸性土效果也很好。
2.土壤碱性的调节用石膏来改良。
还可施用其它的化学物质如：硫磺（经土壤中硫细菌的作用氧化生成硫酸）和明矾（硫酸铝钾）、磷石膏、亚硫酸钙、硫酸亚铁、工业废料等，都能降低土壤碱性。
四、土壤为什么具有缓冲性？1. 土壤胶体的阳离子交换作用是土壤产生缓冲性的主要原因2.土壤溶液中的弱酸及其盐类组成的缓冲系统3.土壤中两性物质的存在4. 在酸性土壤中，铝离子也能对碱起缓冲作用第十章土壤养分和肥料一、植物所必须的营养元素有哪些？1.大量元素：（1）C H O 天然营养元素（2）N P K 植物营养三要素或肥料三要素（3）Ca Mg S 中量元素2.微量元素：Fe Mn Zn Cu B Mo Cl (Ni)二、土壤养分的来源有哪些？矿物质，土壤有机质，其他来源如生物固氮、大气降水、施肥三、简述氮、磷、钾三种元素在土壤中的的形态以及不同形态对植物的有效性如何？1.土壤中的氮素以两类形态存在: 无机态氮和有机态氮，大部分的土壤氮以有机态存在。
第九章：土壤酸碱性ppt课件
土壤pH<4.5 4.5-5.5 5.5-6.5 6.5-7.5 7.5- 8.5 > 8.5 极强酸性 强酸性 微酸性 中性 碱性 强碱性
用水浸提，得到的pH值反应土壤活性酸的强弱。用 KCl浸提，得到的pH值除反映土壤溶液中的氢离子外，还 反映由K+交换出的氢离子和铝离子显出的酸性。
pH水 > 大于pH盐
石 灰 性 土 壤 pH 随 Pco2 增 大 而 降 低 ， 变 化 于 7.5~8.5之间(田间)。
CaCO3-CO2-H2O体系：pH=6.03-2/3lgPco2
土壤学
7、土壤水分含量
土壤pH测定时的稀释效应，应控制土水比 (一般1:2.5)。
8、土壤氧化还原条件
土壤淹水还原pH向中性点趋近，即酸性土
如:海蓬子含Na2CO3 3.75%，碱蒿含2.76%， 盐蒿含2.14%，芦苇含0.49%。
(3)母质
碱性物质的基本来源。基性岩、超基性岩富含
林 学
碱性物质，含盐基物质多，形成的土壤为碱性。
院
(4)施肥和灌溉
土壤学
施用碱性肥料或用碱性水灌溉会使土壤碱化。 如都江堰水质偏碱，长期用都江堰水灌溉的水稻 田土壤pH有所提高。
学 院
变化的性能
设[Ox]＝X [Ox]+[Red] ＝A [Red] ＝A-X
当[Ox]略有增加引起Eh增加dEh／dX，其倒数 dX/dEh 即可作为氧化还原缓冲性指标。
土壤学
表示使单位土壤Eh
提高1个单位所需加入氧
胶体—交换性H+、Al3+ —弱酸，缓冲碱性物质
胶体—交换性盐基 —弱酸盐，缓冲酸性物质
林 学
根据弱酸平衡原理，弱酸用碱中和形成盐，
土壤酸碱性名词解释
胶体可逆凝聚：由等浓度的一价阳离子凝聚形成的 凝胶，如反复用水淋洗，凝胶可再分散形成溶胶， 这叫做可逆凝聚。 胶体不可逆凝聚：由二价以上的阳离子凝聚形成的 凝胶，很难或不能再变成溶胶的凝聚称为不可逆 凝聚。
注意区分松散与分散
作业
1.概念：土壤胶体、同晶代换。 2.土壤胶体的种类，说明层状铝硅酸盐 中的蒙脱石的性质特点。 3.土壤胶体的构造。 4.土壤胶体的性质。
NH4+ NH4+ 2K+ 陪补离子不同，对某一指定离子的 H+ 有效度也不同。 陪补离子与土壤胶体之间的吸附力
土壤胶体
H+ Mg2+
愈大，与之共存的阳离子愈易解吸，有
效性愈高。
四、土壤供肥性
2、影响交换性阳离子有效度的因素：
（3）胶体类型 不同类型的粘粒矿物，由于晶体构造特点不同，吸附
阳离子的位置各不相同，释放的难易也不同。
（ 1 ）易于被土壤吸附：磷酸根（ H2PO4- 、 HPO42SiO32-）和某些有机酸的阴离子（如草酸根）。
、 PO 3- ）、硅酸根（ HSiO - 、 4 3
（2 ）吸附作用很弱或进行负吸附的离子： Cl- 、NO3面浓度低于溶液中浓度）极易随水流失。
、 NO - 出现负吸附（固体表 2
（3）中间类型的阴离子：SO42-、CO32-、HCO3-、及某些有机酸（如醋酸根）的阴 离子，土壤吸收它们的能力介于以上两类之间。
四、土壤供肥性
1、植物对土壤胶体上的交换性阳离子的吸收方式：
（1）根毛直接和土壤胶体接触交换：根在生长过程 中释放出的H+直接与土壤胶体上的交换性盐基离 子直接交换； （2）通过溶液吸收：交换性阳离子被交换到溶液中， 然后被植物吸收。
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？
实验五土壤酸碱度及缓冲性能的测定
实验五土壤酸碱度及缓冲性能的测定一、土壤酸碱度的测定（一）目的和意义：土壤溶液中氢离子和氢氧根离子的浓度比例不同，所表现出来的酸碱性质称为土壤的酸碱度，通常用pH表示。
在纯水或稀溶液中pH可用下式表示：pH=—log(H+)。
土壤酸碱度是土壤重要的化学性质，它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性，对作物生长和土壤微生物活动也有影响。
土壤的各种理化性质、生物化学性质也和酸碱度有密切的关系。
测定土壤pH值可以作为改良酸性土和碱性土的参考依据，可以指导合理施肥，确定适宜的肥料种类。
测定土壤pH通常用比色法和电位测定法，电位法精确度比较高，pH的误差在0.02左右；混合指示剂比色法精确度较差，pH的误差在0.5左右，适用于野外速测，pH标准溶液系列的比色法精确度较混合剂比色法高，但不及电位法精确。
（二）混合指示剂比色法1、原理利用某些染料在不同氢离子浓度时改变颜色的特性，配成指示剂，与待测定的土壤溶液产生颜色反应，和标准的pH比色卡进行比较而确定土壤pH值。
为方便起见，常将几种不同pH范围的指示剂混合在一起，配制成混合指示剂。
2、试剂配制（1）pH4—8混合指示剂：用分析天平称取等量（0.25克）的溴甲酚绿、溴甲酚紫及甲酚红三种指示剂，放在玛瑙研钵中加15毫升0.1mol·L-1氢氧化钠及5毫升蒸馏水，共同研匀，用蒸馏水稀释至1升，用稀标准酸或标准碱溶液调整pH至6.4左右，贮存于棕色瓶中备用。
此指示剂的pH变色范围如下：PH 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 8.0颜色黄绿黄黄绿草绿灰绿灰蓝蓝紫紫（2）pH7-9混合指示剂：称取等量（0.25克）的甲酚红和百里酚蓝，放在玛瑙研钵中，加0.1 mol·L-1氢氧化钠11.93毫升，共同研匀，待完全溶解后再用蒸馏水稀释至1升，其变化范围如下：PH 7 8 9颜色橙黄橙红红紫3、操作步骤取土约0.5克（不必称重）置于白瓷比色盘的大穴中，用滴管滴入指示剂，至土样全部湿润并刚有液体流出为度，轻轻摇动，使指示剂与土壤混匀，静置1—2分钟，将上部清液引入另一小穴中，与标准比色卡片比较，读出土壤pH值。
任务二土壤的基本性质
微团粒 微团粒 微团粒
团 粒 结 构
（2）块状结构 结构体呈不规则形状,长、宽、高大 致相近,边面不明显,内部较紧实,俗称“ 坷垃”。 在有机质含量较低或黏重的土壤中， 由于土壤过干、过湿耕作，易在表层 形成块状结构；另外由于受到土体的 压力，在心土、底土中也会出现。 （3）核状结构 外形与块状结构体相似，但棱角、边、 面比较明显，内部紧实坚硬，泡水不散， 俗称“蒜瓣土”，多出现在黏土而缺乏 有机质的心土和底土层中。
孔隙类型 当量孔径 土壤水吸 力 通气孔隙 >0.02mm <15kPa 毛管孔隙 0.02～0.002mm 15～150kPa 无效孔隙（非活性孔隙） <0.002mm >150kPa
此孔隙内水分受 此孔隙起通 毛管力影响，能够 此孔隙内水分移动困 主要作用 气透水作用， 移动，可被植物吸 难，不能被植物吸收利用 常被空气占据 收利用，起到保水 ，空气及根系不能进入 蓄水作用
土壤孔隙性
3.土壤孔隙性与植物生长
生产实践表明，适宜于植物生长 发育的耕作层土壤孔隙状况为： （１）总孔隙度为50%～56%,通气 孔隙度在10%以上,如能达到15%～20% 更好 （２）对于含有机质多而结构好 的耕作层土壤容重宜在1.1～ 1.3g/cm3 之间;水田土壤的容重（称为 浸水容重）宜在0.5～0.6g/cm3之间。
土壤耕性
（3）土壤塑性
土壤塑性指在一定含水量范围内可以被塑造成任 意形状,并且在干燥或者外力解除后仍能保持所获 得形状的能力。 干燥的土壤不具有塑性。
影响土壤塑性的因素：土壤 质地、有机质含水量、交换 性阳离子组成、含盐量等。 塑性强的土壤耕性往往不好
土壤耕性
（4）土壤胀缩性
土壤胀缩性是指土壤含水量发生变化而引起的、 或者在含有水分情况下因温度变化而发生的土壤体 积变化 影响胀缩性的主要因素: 土壤质地、黏土矿物类型、 有机质含量、交换性阳离子 种类及土壤结构等。一般具 有胀缩性的土壤均是黏重而 贫瘠的土壤
土壤酸碱性及缓冲性
7.0-7.5 7.5-8.5 8.5-9.5 >9.5
弱碱性 碱性 强碱性 极强碱性
土壤酸性
2. 潜性酸
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 测定方法 水解性酸
土壤酸性
（1）交换性酸
土壤酸性
1. 土壤中H+的来源
（1）水的解离： H2O
H+ + OHH+ + HCO3H+ +R—C
O O-
（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。
土壤酸性
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。
Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素有效性在 酸性和强酸性高。 Mo在酸性土壤中有效性较低，pH>6时有 效性增加。
植物营养元素的有效性与pH的关系
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
第七章 土壤酸碱性和缓冲性
第七章土壤酸碱性和缓冲性主要教学目标：主要掌握土壤溶液的酸反应。
它是土壤学最基本的内容，在生产和科研中应用十分广泛。
从内容来看与第六章结合非常紧密。
主要内容第一节土壤酸碱性第二节土壤酸碱性调节第三节土壤缓冲性第一节土壤酸碱性一、土壤酸度类型及来源1、活性酸土壤中的水分不是纯净的，含有各种可溶的有机、无机成分，有离子态、分子态，还有胶体态的，因此土壤中的水实际上是一种极为稀薄的溶液。
盐碱土中土壤溶液的浓度比较高。
由土壤溶液中游离的H+引起的，常用pH值表示，即溶液中氢离子浓度的负对数。
土壤酸碱性主要根据活性酸划分：pH在6.6~7.4之间为中性。
我国土壤pH一般在4—9之间，在地理分布上由南向北pH逐渐减小，大致以长江为界。
长江以南的土壤为酸性和强酸性，长江以北的土壤多为中性或碱性，少数为强碱性。
2、潜性酸土壤胶体上吸附的氢离子或铝离子，进入溶液后才会显示出酸性，称之为潜性酸，常用1000克烘干土中氢离子的厘摩尔数表示潜性酸可分为两类：（1）代换性酸：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。
（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。
交换性酸是水解性酸的一部分，水解能置换出更多的氢离子。
要改变土壤的酸性程度，就必须中和溶液中和胶体上的全部交换性氢离子和铝离子。
在酸性土壤改良时，可根据水解性酸来计算所要施用的石灰的量。
3、土壤酸的来源（1）土壤中H+的来源。
由CO2引起（土壤空气、有机质分解、植物根系和微生物呼吸）；土壤有机体的分解产生有机酸，硫化细菌和硝化细菌还可产生硫酸和硝酸；生理酸性肥料（硫酸铵、硫酸钾等）。
土壤酸碱性及缓冲性
⼟壤酸碱性及缓冲性⼟壤酸碱性及缓冲性第九章⼟壤酸碱性及缓冲性第九章⼟壤酸碱性及缓冲性第⼀节⼟壤酸碱反应⼟壤的酸碱性虽然通常是由⼟壤溶液反映出来，但它是⼟壤固相、液相和⽓相之间相互+-作⽤，在动态平衡过程中所表现的性质。
当⼟壤溶液中H浓度⼤于OH浓度时，⼟壤呈酸性反应;反之则呈碱性反应;⽽当⼆者浓度相等时，则呈中性反应。
1.⼟壤酸性形成的原因+1. 1⼟壤中H的来源:在湿润、半湿润地区，降⾬量⼤⼤超过了蒸发量，⼟壤及其母质的淋溶作⽤⾮常强烈，⼟壤中盐基离⼦随⽔淋失，使⼟壤中易溶性盐分减少。
此时⼟壤溶液中的++部分H被⼟壤胶体吸附⽽取代盐基离⼦，使盐基饱和度(BSP)下降，H饱和度增加，导致+⼟壤酸化。
在交换过程中⼟壤溶液中H可以由以下⽅式补给。
+⽔的解离:⽔分⼦虽是弱电解质，解离常数很⼩，但由于H被⼟壤胶体吸附⽽使其解离平衡+受到破坏，此时将有新的H解离出来。
碳酸(carbonic acid)的解离:⽣物呼吸作⽤以及有机质分解时会产⽣CO，⽽CO溶于HO222形成HCO23+—HCO H+HCO 233有机酸(organic acid)的解离:⼟壤中各种有机质分解的中间产物有草酸、柠檬酸等各种低分⼦有机酸，特别在通⽓不良情况下，有机酸可能积累过多。
⽆机酸(inorganic acid):由于氧化等作⽤的发⽣，使⼟壤中产⽣各种各样的⽆机酸。
例如:硝化作⽤可产⽣硝酸、硫化作⽤可产⽣硫酸。
另外(NH)SO、KC1和NHC1等⽣理酸性肥4244+++料施⼊到⼟壤中，因为阳离⼦NH、K被植物吸收⽽留下酸根，导致溶液中H 增多，使溶液4呈酸性。
酸⾬(acid precipitation):⼤⽓化学物质(PH<5.6)通过两种重要途径降落到地⾯:⼀是通过⽓体扩散，将固体物降落到达地⾯称之为⼲沉降;另⼀种是随降⽔，夹带⼤⽓酸性物质到达地⾯称之为湿沉降，习惯上称为酸⾬1(2⼟壤中铝的活化:胶体上交换性铝离⼦被交换进⼊溶液后使⼟壤呈酸性。
第六章土壤酸碱性
土壤酸性
土壤碱性
土壤缓冲性能 土壤反应与土壤肥力和作物生长
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。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。
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。
只有盐基不饱和的土壤，才有潜性酸。
2、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：
Mg2+）的盐类。
含有游离碳酸钙的土壤称为石灰性土壤。
碳酸钙的溶解度不大，水解作用弱，产生 的碱度也较弱。因此石灰性土壤的 pH一般 低于8.5，多在7.0-8.0之间。
土壤的交换性钠是土壤碱性的重要指标。 钠饱和度大于15%时，土壤pH可达8.5，甚 至于0。
个数量级。
第二节 土壤碱性
soil alkalinity
土壤碱性是由于土壤中OH-浓度高于H+离子浓
度而造成的。
土壤中 OH- 主要来自于强碱弱酸盐的水解和土
壤吸附的钠离子的解离。
土壤中的强碱弱酸盐主要是碳酸盐或重碳酸盐
的 碱 金 属 （ K+，Na+） 或 碱 土 金 属 （ Ca2+，
土壤缓冲作用及其形成的原因和意义。
土壤缓冲作用及其形成的原因和意义。
简述土壤缓冲作用及其形成原因和意义。
答案：土壤对酸碱的缓冲性能是指土壤所具有的抵抗在外界化学因子作用下酸碱反应剧烈变化的性能，即当减少或增加土壤溶液中
H+浓度时，其pH值并不随之相应的上升或降低。
具有缓冲性能的有土壤胶体、土壤中的弱酸强碱盐或强酸弱碱盐类物质等。
作用及形成原因:土壤的胶体的缓冲性能是以离子交换过程为基础的，随阳离子交换量的增加，缓冲性能增大，并且，随盐基饱和度的增大，土壤对酸的缓冲性能增大，而对碱的缓冲性能减小。
另外，土壤中酸碱两性化合物相互转化也是土壤缓冲性能形成的重要方面。
意义:土壤缓冲性能为植物生活维持了比较稳定的环境，是影响土壤肥力的重要性质。
但一旦过度利用土壤，它的缓冲体系就会崩溃，出现不同程度的酸化或碱化。
浙江大学土壤的反应及缓冲性能实验报告
实验报告课程名称：土壤学实验实验项目名称：土壤的反应及缓冲性能一、实验目的1、了解酸碱度的来源及意义；2、掌握酸度的测定方法；3、深刻理解土壤的缓冲性能的来源及其土壤意义；二、实验原理1、土壤酸度的概念土壤酸度主要是由土壤中的氢离子、铝离子引起的。
根据氢离子和铝离子的存在形式和测定方法不同，可将其分为活性酸酸度和潜性酸酸度。
活性酸酸度是指自由扩散在土壤溶液中的氢离子浓度直接反映出来的酸度，主要有两方面来源：一是生物活动产生的和大气中的二氧化碳在土壤溶液中解离产生氢离子；二是有机酸在土壤中释放出的氢离子。
潜性酸酸度是指土壤胶粒上所吸附的氢离子和铝离子被盐类溶液中的盐基交换后所表现的酸度，其主要有两方面来源：一是土壤胶体吸附的氢离子被其他阳离子交换后进入土壤溶液，二是土壤胶体吸附的铝离子被其他阳离子交换后进入土壤溶液，再水解产生氢离子。
2、土壤酸度的意义土壤酸度对于土壤中矿物质的转化、土壤养分的形态和有效性、作物的生长、土壤微生物的活动都有较大的影响，可以通过土壤酸度指导施肥，改良土壤。
土壤活性酸度是标准土壤分析中最常规最重要的项目。
3、土壤酸度的测定土壤酸度的测定是将土壤和去离子水（盐溶液）按照1:2.5的比例混合，用磁力搅拌器进行搅拌达到提取平衡，用PH计测量PH值。
活性酸酸度是利用去离子水提取测得的氢离子浓度。
潜性酸酸度是利用盐溶液提取的和去离子水提取的氢离子浓度差值。
4、影响土壤酸度测定的因素（对于中性和酸性土壤）土水比：土水比越小，PH越低，国外多用1:1或1:2，国内用1:1或1:2.5，土壤学会规定用1:2.5，本次实验采用1:2.5的土水比。
提取平衡时间：平衡时间过短会导致离子未提取完全，PH偏高，本次实验搅拌平衡30分钟。
盐分含量：盐溶液可将土壤中的潜性酸交换出来，盐分含量高，PH低，若已交换出全部潜性酸，则提高盐分含量，PH不变，本次实验采用1mol/L的KCl溶液。
悬液效应：电极处于清液或泥浆，本次实验电极处于泥浆状态下测定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
土壤酸碱性及缓冲性第九章土壤酸碱性及缓冲性第九章土壤酸碱性及缓冲性第一节土壤酸碱反应土壤的酸碱性虽然通常是由土壤溶液反映出来，但它是土壤固相、液相和气相之间相互+-作用，在动态平衡过程中所表现的性质。
当土壤溶液中H浓度大于OH浓度时，土壤呈酸性反应;反之则呈碱性反应;而当二者浓度相等时，则呈中性反应。
1.土壤酸性形成的原因+1. 1土壤中H的来源:在湿润、半湿润地区，降雨量大大超过了蒸发量，土壤及其母质的淋溶作用非常强烈，土壤中盐基离子随水淋失，使土壤中易溶性盐分减少。
此时土壤溶液中的++部分H被土壤胶体吸附而取代盐基离子，使盐基饱和度(BSP)下降，H饱和度增加，导致+土壤酸化。
在交换过程中土壤溶液中H可以由以下方式补给。
+水的解离:水分子虽是弱电解质，解离常数很小，但由于H被土壤胶体吸附而使其解离平衡+受到破坏，此时将有新的H解离出来。
碳酸(carbonic acid)的解离:生物呼吸作用以及有机质分解时会产生CO，而CO溶于HO222形成HCO23+—HCO H+HCO 233有机酸(organic acid)的解离:土壤中各种有机质分解的中间产物有草酸、柠檬酸等各种低分子有机酸，特别在通气不良情况下，有机酸可能积累过多。
无机酸(inorganic acid):由于氧化等作用的发生，使土壤中产生各种各样的无机酸。
例如:硝化作用可产生硝酸、硫化作用可产生硫酸。
另外(NH)SO、KC1和NHC1等生理酸性肥4244+++料施入到土壤中，因为阳离子NH、K被植物吸收而留下酸根，导致溶液中H 增多，使溶液4呈酸性。
酸雨(acid precipitation):大气化学物质(PH<5.6)通过两种重要途径降落到地面:一是通过气体扩散，将固体物降落到达地面称之为干沉降;另一种是随降水，夹带大气酸性物质到达地面称之为湿沉降，习惯上称为酸雨1(2土壤中铝的活化:胶体上交换性铝离子被交换进入溶液后使土壤呈酸性。
胶体上交换性铝离子的形成: 氢离子进入土壤吸收复合体后，随着阳离子交换作用的进行，土壤盐基饱和度逐渐下降，而氢离子饱和度渐渐提高。
当土壤有机矿质复合体或铝硅酸盐粘粒矿物表面吸附的氢离子超过一定限度时，这些胶粒的晶体结构就会遭到破坏，有些铝氧八面体被解体，使铝离子脱离了八面体晶格的束缚，变成活性铝离子，被吸附在带负电荷的粘1第九章土壤酸碱性及缓冲性粒表面，转变为交换性铝离子。
这种转变的速度是相当快的，据我国红壤的一些试验，新制备的轻质粘土，经过0.5小时后，交换性酸中有52%,58%转变为铝离子，6小时后，交换铝离子增加至72%,98%，即矿物晶面负电荷相结合的氢离子，迅速地被晶格中的铝离子交换。
2(土壤碱性的形成机理:土壤碱性反应及碱性土壤形成是自然成土条件和土壤内在因素综-合作用的结果，土壤溶液中OH的来源主要是钙、镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐，以及土壤胶体表面吸附的交换性钠水解的结果。
2(1碳酸钙(calcium carbonate)水解在石灰性土壤和交换性钙占优势土壤中，碳酸钙——土壤空气中的CO分压和土壤水处于同一个平衡体系。
碳酸钙可通过水解作用产生OH离2子，其反应式如下:2+ ——CaCO+HO Ca+HCO+OH 323—因为HCO又与土壤空气中CO处于下面的平衡关系: 32+— CO+HO HCO+H 223所以石灰性土壤的pH主要是受土壤空气中CO分压控制，pH值在7.5,8.5之间，称为2石灰性反应(calcareous reaction)。
2(2(碳酸钠(sodium carbonate)的水解:碳酸钠(苏打)在水中能发生碱性水解，使土壤呈强碱性反应。
土壤中碳酸钠的来源有:土壤矿物质中的钠在碳酸作用下形成重碳酸钠，重碳酸钠失去一半的CO则形成碳酸钠。
2土壤矿物风化过程中形成的硅酸钠，与含碳酸的水作用，生成碳酸钠并游离出SiO。
2盐渍土水溶性钠盐(如氯化钠、硫酸钠)与碳酸钙共存时，可形成碳酸钠2(3(交换性钠(exchangeable sodium)的水解:交换性钠的直接水解或被交换进入呈强碱性反应，是碱化土的重要特征。
由于土壤中生物呼吸作用以及有机质分解过程不断产生CO，2所以交换产生的NaOH，实际上是以NaCO或NaHCO形态存在的。
233土壤碱土的形成:土壤碱化与盐化有着发生学上的联系。
盐土在积盐过程中，胶体表面吸附有一定数量的交换性钠，但因土壤溶液中的可溶性盐分浓度较高，阻止交换性钠水解。
所以，盐土的碱度一般都在pH8.5以下，物理性质也不会恶化，不显现碱土的特征。
只有当盐土脱盐到一定程度后，土壤交换性钠发生解吸，土壤才出现碱化特征。
但土壤脱盐并不是土壤碱化的必要条件。
土壤碱化过程是在盐土积盐和脱盐频繁交替发生时，促进钠离子取代胶体上吸附的钙、镁离子，而演变为碱化土壤。
+3(土壤酸度(soil acidity)的指标:酸性一方面是由土壤溶液中的氢离子(H)所引起的;2第九章土壤酸碱性及缓冲性+3，另一方面也可以由被土壤胶体所吸附的交换性致酸离子(H和Al)所引起。
前者称为活性酸(activity acid)，后者称为潜性酸(potential acid)。
+所表现的酸度。
3(1活性酸度(activity acidity):活性酸度是由于土壤溶液中游离的H通常用pH值表示，它是土壤酸性的强度指标。
土壤酸碱度一般可分为9级(表1)。
表1 土壤酸碱度分级PH值酸碱度分级 PH值酸碱度分级<4.5 极强酸性 7.0-7.5 弱碱性4.5-5.5 强酸性 7.5-8.5 碱性5.5-6.0 酸性 8.5-9.5 强碱性6.0-6.5 弱酸性 >9.5 极强碱性6.5-7.0 中性标成谷，土壤学(北方本)，1996+3，3(2、潜性酸度(potential acidity):土壤的潜性酸度是指土壤胶体上吸附的H和Al所引起的酸度。
这些离子呈吸附态时不显示酸性，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。
土壤潜性酸比活性酸度大得多，一般相差3—4个数+量级。
潜在酸度通常用每公斤烘干土中H的厘摩尔数表示[cmol(+)/kg]。
这是土壤酸性的数量(容量)指标。
土壤潜性酸度的大小常用交换性酸度或水解性酸度表示。
代换性酸度(exchange acidity)(或交换性酸度):用过量的中性盐酸溶液(如 lmol/L KCl+3+或0.06mol/L Bacl)与土壤胶体发生交换作用，将胶体上的大部分H和Al 交换进入土壤2++3++溶液，产生酸性。
用标准碱液滴定溶液中的H(交换性H及由Al水解产生的H)根据消耗+3+的碱量换算为交换性H与交换性Al 的总量，即为代换性酸量(包括活性酸)。
由于此反应产物是强酸和Al(OH)沉淀，是一个可逆的阳离子交换平衡反应，因此，所3测得的交换性酸量，只是潜性酸量的大部分，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。
-1水解性酸度(hydrolytic acidity):用弱酸强酸盐溶液(如 pH8.2的1mol?L NaOAc溶液)+3++处理土壤，Na与土壤胶体上吸附的Al和H发生交换反应。
这样测得的潜性酸的量称之为土壤的水解酸度。
首先是NaOAC水解生成弱酸(解离度很小)醋酸和完全解离的氢氧化钠，由钠离子来交换胶3第九章土壤酸碱性及缓冲性3++体上吸附的Al和H:上述反应的产物一个是弱酸和Al(OH)沉淀，不易解离，所以反应向右进行较彻底，即3+3+土壤胶体中吸附的H和Al能较完全被交换出来(相对于代换性酸度而言)。
一般情况下，土壤水解酸度大于交换性酸度，土壤水解性酸度也可作为酸性土壤改良时计算石灰需要量的参考数据。
3(3活性酸和潜在酸的关系:土壤中的活性酸和潜在酸，是属于一个平衡系统中的两种酸，它们是相互联系，可以相互转化的。
土壤的酸度大小主要决定活性酸。
3++Al，4KCl，3HO 4K， Al(OH)，4HCl 胶体胶体 23(潜在酸) (活性酸) 4(土壤碱性的指标4(1总碱度(total alkalinity):是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的总量。
即:2--总碱度=CO+HCO单位以cmol (-) / L 表示。
334(2碱化度(degree of alkalisation)(钠碱化度:ESP)。
碱化度是指交换性钠离子占阳离子交换量的百分数。
当土壤碱化度达到一定程度，可溶盐含量较低时，土壤就呈极强性的碱性反应，pH值大于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，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(alkalization)”。
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。
我国则以碱化层的碱化度 > 30%，表层含盐量 < 0.5%和pH > 9.0定为碱土。
而将土壤碱化度为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。
5(土壤酸碱性对土壤肥力的影响5(1 土壤酸碱对土壤微生物的影响:土壤酸碱性直接影响土壤微生物区系的分布和它们的活性。
土壤细菌适宜于中性环境:如固氮细菌适宜在pH值为6.8的环境条件生活，硝化细菌喜欢在pH值为6,8的环境中生活。
放线菌适宜于微碱性环境:真菌可在酸性及碱性条件下活动:在pH,5.5的强酸性土壤中，细菌和放线菌活性明显下降，因此，在强酸性土壤中真菌则占优势。
5(2 土壤酸碱性对土壤胶体带电性影响:见第八章胶体。
4第九章土壤酸碱性及缓冲性土壤酸碱性对土壤养分有效性影响:不同营养元素其最大有效性时的土壤pH范围不同，但大部分营养元素在接近中性时有效性最大。
土壤酸碱性与土壤中各种营养元素有效性的关系如图1所示。
氮(nitrogen):土壤氮素在pH5.5以上时有效性高，这与土壤微生物活动的适宜酸碱范围一致。
磷(phosphorus):在pH6.5,pH7.5时有效性最高，随着pH值的升高，磷的有效性在降低，但当pH8.5以上时，由于钠的存在形成可溶性碱金属的磷酸盐，其溶解度增大，有效性也大，但植物根系却可能受强碱腐蚀毒害，而不能正常吸收。
钾(potassium):在土壤pH值?5时，因钾的淋失而可能使土壤缺钾。
当土壤pH 值增高时，土壤含盐基亦高，钾的有效性增大。
实际上pH值增加至6以后，以及在中性和碱性范围中，钾的有效性一直是良好的。
钙(calcium)、镁(magnesium)在pH6,8时有效性最好，在pH8.5以上时，易形成碳酸盐沉淀;在酸性条件下它们的盐为可溶性，呈有效态，但易被淋失。
铁(iron)、锰(manganese)、铜(copper)、锌(zinc)、钴(cobalt)等微量元素，在中性、碱性条件下溶解度降低，造成这些微量元素缺乏;而在强酸性土壤中，其溶解度增大，有利植物吸收，但若过多时，又会对植物造成毒害作用。