土壤学课件第8章土壤酸碱性和氧化还原性

3、碱性土的成因
➢干旱气候；降水量低于蒸发量 ➢母质； 基性、超基性岩 ➢过量施用石灰； ➢引灌碱性污水； ➢海水pH7.5-8浸渍。
三、土壤缓冲作用
1、定义 ① 狭义：把少量的酸或碱加入到到土壤里，其pH值的变化却不大，这
种对酸碱变化的抵抗能力，叫做土壤的缓冲性能或缓冲作用。 ② 广义：土壤是一个巨大的缓冲体系，对营养元素、污染物质、氧化还
2、氧化还原电位 氧化还原反应的通式：氧化态 + ne- = 还原态
（ 铂电极—甘汞电极，毫伏计） Nernst 公式
✓ E0为标准氧化还原电位（化学手册中可查到）,氧化态和还原态浓度 相等时产生的电位
✓ n为反应中电子转移数 ✓ 用0.059时，单位为v，用59时为mv
Eh可作为土壤通气性的指标。
土壤酸、碱缓冲容量和滴定曲线
在土壤悬液中连续加入标准酸或碱液，测定pH的变化,以纵座 标表示pH，横座标表示加的酸或碱量，绘制滴定曲线，又称缓冲 曲线。
砖红壤、红壤和黄棕壤胶体的中和曲线（于天仁，1987）
四Байду номын сангаас土壤反应与肥力的关系
1、影响土壤微生物的活动
土壤细菌和放线菌，如硝化细菌，固N菌，纤维分解菌等，均 适宜于中性和微碱性环境；在酸性条件，活动急剧降低；真菌对酸 碱性要求不严格。
2、潜性酸：是土壤酸度的潜在来源。数量指标
表现：1、土壤胶体活性功能团解离H+离子 R-COOH = R-COO- + H+
2、土壤胶体上吸附的H+离子其它阳离子代换 3、土壤胶体上吸附的Al3+离子的作用
交换性Al3+离子进入溶液， Al3+离子水解，产生H+
(1) 交换性酸度
（2）水解性酸度
石灰需要量 = 土壤体积 x 容重 x CEC x（1 -盐基饱和度） 石灰常数：石灰需用量理论值要乘以一经验常数，得出实际需用量。
石灰石粉： 1.3; 生石灰: 0.5
3、 改良土壤碱性
➢ 施用有机肥：CO2，有机酸 ➢ S及含S化合物 ➢ 生理酸性肥料 ➢ 石膏，硅酸钙，以钙换钠
第二节 土壤氧化还原性
3、与植物生长的关系
植物生长对土壤反应的要求 一般pH 6.5左右，各种养分有效性较高，大多数作物比较适宜。
五、土壤酸碱性的调节
1、土壤酸度的调节
1）施用石灰，调节土壤酸度，防Al, Mn危害
2）中和潜性酸 3）增加Ca，改良土壤结构 2、酸性土壤石灰需要量
方法
✓中和交换性酸或水解性酸 ✓依CEC和盐基饱和度计算
④ 铁、锰、铜、锌等微量元素有效度，在酸性和强酸 性土壤中高；在pH>7的土壤中，活性铁、锰、铜、 锌离子明显下降，并常常出现铁、锰离子的供应不 足。
⑤ 在强酸性土壤中，钼的有效度低。pH>6时,其有效 度增加。硼的有效度与pH关系较复杂,在强酸性土 壤 和 pH7.0 ～ 8.5 的 石 灰 性 土 壤 中 , 有 效 度 均 较 低 , 在 pH6.0～7.0和在pH>8.5的碱性土壤中,有效度较高。
一、土壤氧化还原体系和氧化还原电位
1、常见的氧化还原体系
体系
氧化态
还原态
氧体系 氮体系 锰体系
O2 NO3Mn4+
O2NH4+ Mn2+
铁体系
Fe3+
Fe2+
硫体系
SO42-
S2-
有机碳体系 CO2
CH4
氢体系
2H+
H2
土壤中主要氧化剂是O2，当土壤O2是被消耗后，其它氧化态物质NO3Mn4+ Fe3+ SO42-依次作为电子受体被还原。土壤中的还原物质主要是有 机质，特别是新鲜有机质。土壤中氧化态和还原态物质相对浓度受O2状 况，即通气性的影响。
用碱性盐（弱酸强碱盐），如醋酸钠，与土壤作用，所测得的酸 度叫做水解性酸度
3.活性酸与潜性酸的关系
4、酸性土的成因 ➢ 气候因素
岩石矿物的风化，盐基成分的淋溶，南酸北碱 ➢ 生物作用
呼吸产生CO2，成H2CO3 残体分解产生有机酸， CO2 硫化细菌和硝化细菌产生 H2SO4，HNO3 ➢ 施肥和灌溉的影响 生理酸性肥料， （NH4）2SO4，KCl等 灌溉水质，矿区
2、影响植物养分有效性
① 土壤pH6.5左右时，各种营养元素的有效度都较高， 并适宜多数作物的生长。
② pH在微酸性、中性、碱性土壤中，氮、硫、钾的 有效度高。
③ pH6-7的土壤中,磷的有效度最高。pH<5时，因土 壤中的活性铁、铝增加，易形成磷酸铁、铝沉淀。 而在pH>7时，则易产生磷酸钙沉淀，磷的有效性 降低。
碱性物质（OH-）起缓冲作用。
3、影响土壤缓冲能力的因素 土壤缓冲量：指土壤溶液pH值改变1个单位所需要的酸量或碱量。用 酸碱滴定法测定。 阳离子交换量（CEC） CEC越大，缓冲能力越大；粘粒矿 物，有机质含量。粘土>壤土>砂土。
盐基饱和度 盐基饱和度越高，对酸缓冲能力越大； 盐基饱和度越低，对碱缓冲能力越大。
第八章 土壤酸碱性和氧化还原性
第一节 土壤酸碱性
一、土壤酸度
1、活性酸： 指土壤固相与土壤溶液处于平衡状态时，土壤溶液中的H+ 离子浓度的 负对数。以pH表示，是一个强度指标。[H+]＝[OH-]=10-7mol/L
pH =7 时, [H+ ] = [OH-]
《中国土壤》主要根据活性酸：
➢ pH<5.0 强酸性 ➢ pH5.0-6.5 酸性 ➢ pH6.5-7.5中性 ➢ pH<7.5-8.5碱性 ➢ pH>8.5强碱性
原等同样具有缓冲性，具有抗衡外界环境变化的能力。 2、土壤具有缓冲作用的原因 ➢ 溶液中有弱酸及其盐类
土壤溶液中有碳酸、硅酸、磷酸、有机酸等弱酸及其盐类存 在（弱酸解离度小，其盐解离度大），形成良好的缓冲体系。
➢土壤胶体的阳离子交换作用 盐基离子对酸性物质（H+）起缓冲作用；致酸离子（H+和Al3+ ）对
二、土壤碱度
碱性反应是土壤溶液OH-超过H+时反映出来，pH越高，碱性越强。
1、土壤总碱度
液相指标
石灰性土壤：具有石灰性反应的土壤。稀HCl检验。 2、土壤碱化度（钠饱和度） 固相指标
交换性钠离子占阳离子交换量的百分数，即钠饱和度。ESP 胶粒– Na + HOH =胶粒– H + NaOH 2 NaOH + H2CO3 = Na2CO3 + H2O 或 NaOH +CO2= Na2HCO3
二、土壤氧化还原状况与土壤肥力的关系