第四n章5土壤酸堿性ppt課件

1、第四節(jié)第四節(jié) 土壤酸堿性和緩沖性土壤酸堿性和緩沖性 土壤酸堿性是指土壤溶液的反響，它表征土壤溶液中土壤酸堿性是指土壤溶液的反響，它表征土壤溶液中H+濃度和濃度和OH-濃度比例。濃度比例。 土壤反響分為酸性、中性和堿性。土壤反響分為酸性、中性和堿性。 土壤的酸堿度普通用土壤的酸堿度普通用pH值表示。值表示。 土壤酸堿性的來(lái)源不僅決議于土壤溶液中土壤酸堿性的來(lái)源不僅決議于土壤溶液中H+,更重要的是更重要的是決議于土壤膠體上致酸離子決議于土壤膠體上致酸離子H+和和Al3或致堿離子或致堿離子Na的數(shù)量，也決議于土壤中酸性鹽類或堿性鹽的存在。的數(shù)量，也決議于土壤中酸性鹽類或堿性鹽的存在。土壤酸堿性土壤酸

2、堿性中國(guó)土壤酸堿性分布規(guī)律 中國(guó)土壤的酸堿性反響，大多數(shù)在pH4.5-8.9之間。在地理分布上有“南酸北堿的規(guī)律性。大致可以長(zhǎng)江為界北緯33-35，長(zhǎng)江以南的土壤為酸性或強(qiáng)酸性，長(zhǎng)江以北的土壤多為中性或堿性。我國(guó)土壤的酸堿性南北差別很大，由南向北土壤pH相差7個(gè)數(shù)量級(jí)。 如吉林、內(nèi)蒙古、華北的堿土pH值有的高達(dá)10.5，而臺(tái)灣省的新八仙山和廣東省丁湖山、五指山的黃壤，pH值有的低至3.6-3.8。( (一一) )土壤酸性的來(lái)源：土壤酸性的來(lái)源：1 1、土壤中、土壤中H+H+的來(lái)源的來(lái)源1 1水的解離水的解離 HOH H+ + OH- HOH H+ + OH- 2 2碳酸解離碳酸解離 H2CO3

3、- H+ + HCO3- H2CO3- H+ + HCO3- 3 3有機(jī)酸解離有機(jī)酸解離 有機(jī)酸有機(jī)酸 H+ + RCOO- H+ + RCOO- 4 4酸雨和其它無(wú)機(jī)酸酸雨和其它無(wú)機(jī)酸5 5施肥參與的酸性物質(zhì)等施肥參與的酸性物質(zhì)等6 6土壤膠體吸附性氫離子的作用土壤膠體吸附性氫離子的作用2 2、土壤膠體上吸附鋁離子和活性鋁離子的作用、土壤膠體上吸附鋁離子和活性鋁離子的作用 H+ H+ 進(jìn)入土壤，破壞礦物構(gòu)造，鋁變?yōu)榛钚赃M(jìn)入土壤，破壞礦物構(gòu)造，鋁變?yōu)榛钚訟I3+ AI3+ ，反過(guò)來(lái)代換土壤中的，反過(guò)來(lái)代換土壤中的H+ H+ ，使代換性，使代換性H+ H+ 變變?yōu)槿芤褐袨槿芤褐蠬+ H+ ，加重

4、酸化。，加重酸化。一、土壤酸性反響一、土壤酸性反響 1.土壤活性酸度: 土壤溶液中的氫離子濃度。用pH表示,測(cè)定時(shí)的水土比為1：1浸提測(cè)定溶液中氫離子濃度，所以，也有人表示為pHH2O.土壤酸度活性酸度潛性酸度土壤土壤pH值和酸堿性分級(jí)值和酸堿性分級(jí) -X-yH + yH+膠體膠體-XH膠體膠體-XH +Ca-Ca-(x-2)H+2H+潛性酸度作用機(jī)理(1)土壤膠體上氫離子的解離：(2)膠體上氫離子被其它陽(yáng)離子代換到溶液中2. 2. 潛性酸度潛性酸度: :土壤膠體吸附的土壤膠體吸附的H+H+、Al3+Al3+離子，離子，在被其它陽(yáng)離子交換進(jìn)入溶液后，才顯示酸性，在被其它陽(yáng)離子交換進(jìn)入溶液后，才

5、顯示酸性，是土壤酸性的潛在來(lái)源，是容量目的。以是土壤酸性的潛在來(lái)源，是容量目的。以cmol/kgcmol/kg表示。表示。(3)土壤膠體上鋁離子作用 Al3+H2O Al(OH)2+H+ Al(OH)2+ H2O Al(OH)2+H+ Al(OH)2+H2O Al(OH)3+H+ 土壤中羥基鋁離子實(shí)踐上還很復(fù)雜。Al6OH126+、 Al10OH228+等等 土壤中交換性鋁離子才是土壤潛性酸的主要奉獻(xiàn)者。在南方紅壤土壤中占到90%以上。 1交換性酸度交換性酸度 用過(guò)量的中性鹽溶液用過(guò)量的中性鹽溶液1mol/L的的KCl、NaCl或或BaCl2與土壤作用，將膠體外表上與土壤作用，將膠體外表上的大

6、部分的大部分H+或或Al3+交換出來(lái)，再以規(guī)范堿滴交換出來(lái)，再以規(guī)范堿滴定溶液中的定溶液中的H+，這樣測(cè)得的酸度稱為交換性，這樣測(cè)得的酸度稱為交換性酸度或代換性酸度酸度或代換性酸度(包括活性酸包括活性酸)。以厘摩爾以厘摩爾/千克為單位，它是土壤酸千克為單位，它是土壤酸度的數(shù)量目的。度的數(shù)量目的。 土壤潛性酸要比活性酸多得多，相差3-4個(gè)數(shù)量級(jí)。土壤中潛性酸的大小常用土壤交換性酸度和水解性酸度表示之。土壤膠粒土壤膠粒H+KCl= 土壤膠粒土壤膠粒K+HCl土壤膠粒土壤膠粒Al +3KCl=土壤膠粒土壤膠粒+AlCl3K KK 用中性鹽溶液浸提而測(cè)得的酸量用中性鹽溶液浸提而測(cè)得的酸量只是土壤潛性酸

7、量的大部分，而不是只是土壤潛性酸量的大部分，而不是它的全部。它的全部。2 2水解性酸度水解性酸度 用弱酸強(qiáng)堿的鹽類溶液常用的為用弱酸強(qiáng)堿的鹽類溶液常用的為pH8.2pH8.2的的1molNaOAc1molNaOAc溶液浸提溶液浸提, , 土土壤吸附的氫離子和鋁離子絕大部分被壤吸附的氫離子和鋁離子絕大部分被浸提出來(lái)，測(cè)得的酸量稱之為土壤的浸提出來(lái)，測(cè)得的酸量稱之為土壤的水解性酸。水解性酸。 結(jié)果使結(jié)果使: :交換程度比之用中性鹽類溶交換程度比之用中性鹽類溶液更為完全，土壤吸附性氫、鋁離子液更為完全，土壤吸附性氫、鋁離子的絕大部分可被的絕大部分可被Na+Na+離子交換。水離子交換。水化氧化物外表的

8、羥基和腐殖質(zhì)的某些化氧化物外表的羥基和腐殖質(zhì)的某些功能團(tuán)如羥基、羧基上部分功能團(tuán)如羥基、羧基上部分H+H+解離而進(jìn)入浸提液被中和。解離而進(jìn)入浸提液被中和。CH3COONa+H2O= CH3COOH+NaOH土壤膠粒土壤膠粒 Al +3CH3COONa+3H2O=土壤膠粒土壤膠粒+Al(OH)3Na NaNa土壤膠粒土壤膠粒H+Na+OH- =土壤膠粒土壤膠粒+H2ONa+3CH3COOH 用堿滴定溶液中醋酸的總量即是水解酸的用堿滴定溶液中醋酸的總量即是水解酸的量。水解性酸度普通要比交換性酸度大得多，量。水解性酸度普通要比交換性酸度大得多，但這兩者是同一來(lái)源，本質(zhì)上是一樣的，都是但這兩者是同一來(lái)

9、源，本質(zhì)上是一樣的，都是潛性酸，只是交換作用的程度不同而已。潛性酸，只是交換作用的程度不同而已。三活性酸與潛性酸的關(guān)系三活性酸與潛性酸的關(guān)系 土壤活性酸是土壤酸度的根本起點(diǎn)，土壤活性酸是土壤酸度的根本起點(diǎn)，沒(méi)有活性酸就沒(méi)有潛性酸；沒(méi)有活性酸就沒(méi)有潛性酸； 潛性酸決議著土壤的總酸度以強(qiáng)堿潛性酸決議著土壤的總酸度以強(qiáng)堿滴定的土壤酸度。滴定的土壤酸度。 活性酸與潛性酸是土壤膠體交換體系活性酸與潛性酸是土壤膠體交換體系中兩種不同的方式，可以相互轉(zhuǎn)化。中兩種不同的方式，可以相互轉(zhuǎn)化。 活性酸是土壤酸度的來(lái)源，代表土壤酸度的強(qiáng)度；活性酸是土壤酸度的來(lái)源，代表土壤酸度的強(qiáng)度； 潛在酸是土壤酸度的主體，代表土

10、壤酸度的容量。潛在酸是土壤酸度的主體，代表土壤酸度的容量。一土壤堿性的來(lái)源一土壤堿性的來(lái)源1.1.氣候要素氣候要素( (干濕度干濕度) ) 堿性土分布在干旱、半干旱地域。在干旱、半干旱堿性土分布在干旱、半干旱地域。在干旱、半干旱條件下，蒸發(fā)量大于降雨量，土壤中的鹽基物質(zhì)，隨著條件下，蒸發(fā)量大于降雨量，土壤中的鹽基物質(zhì)，隨著蒸發(fā)而表聚，使土壤堿化。蒸發(fā)而表聚，使土壤堿化。(2)(2)生物要素生物要素 Na Na、K K 、CaCa、MgMg等鹽基生物積累。一些植物等鹽基生物積累。一些植物順應(yīng)在干旱條件下生長(zhǎng)，有富集堿性物質(zhì)的作用。順應(yīng)在干旱條件下生長(zhǎng)，有富集堿性物質(zhì)的作用。 如如: :海蓬子含海

11、蓬子含Na2CO3 3.75%Na2CO3 3.75%，堿蒿含，堿蒿含2.76%2.76%，鹽蒿含鹽蒿含2.14%2.14%，蘆葦含，蘆葦含0.49%0.49%。 (3) (3)母質(zhì)母質(zhì) 堿性物質(zhì)的根本來(lái)源?；詭r、超基性巖富堿性物質(zhì)的根本來(lái)源?；詭r、超基性巖富含堿性物質(zhì)，含鹽基物質(zhì)多，構(gòu)成的土壤為堿性。含堿性物質(zhì)，含鹽基物質(zhì)多，構(gòu)成的土壤為堿性。 (4) (4)施肥和灌溉施肥和灌溉 施用堿性肥料或用堿性水灌溉會(huì)使土壤堿化。施用堿性肥料或用堿性水灌溉會(huì)使土壤堿化。 如都江堰水質(zhì)偏堿，長(zhǎng)期用都江堰水灌溉的水稻如都江堰水質(zhì)偏堿，長(zhǎng)期用都江堰水灌溉的水稻田土壤田土壤pHpH有所提高。有所提高。 5

12、.交換性鈉的水解交換性鈉的水解 當(dāng)土壤膠體的交換性當(dāng)土壤膠體的交換性Na+積累到一定數(shù)量，積累到一定數(shù)量，土壤溶液鹽濃度較低時(shí)，土壤溶液鹽濃度較低時(shí)，Na+離解進(jìn)入溶液，離解進(jìn)入溶液，水解產(chǎn)生水解產(chǎn)生NaOH，并進(jìn)一步構(gòu)成碳酸鹽，并進(jìn)一步構(gòu)成碳酸鹽Na2CO3、NaHCO36.堿性鹽的水解堿性鹽的水解1 土壤堿性的高低用土壤堿性的高低用pH值表示，越大堿性越強(qiáng)，堿值表示，越大堿性越強(qiáng)，堿性過(guò)強(qiáng)，對(duì)植物或微生物少數(shù)耐堿或喜堿的除外的性過(guò)強(qiáng)，對(duì)植物或微生物少數(shù)耐堿或喜堿的除外的生長(zhǎng)不利。生長(zhǎng)不利。2總堿度：總堿度：CO32-和和HCO3-的總濃度，常用滴定的法的總濃度，常用滴定的法測(cè)定，單位測(cè)定，

13、單位c mol/kg 。3堿化度：堿化度： Na+飽和度飽和度=交換性鈉交換性鈉/陽(yáng)離子交換量陽(yáng)離子交換量100% 堿化度在堿化度在5-10%為弱堿化土，為弱堿化土，10-20%時(shí)稱堿化土，時(shí)稱堿化土，20%時(shí)稱堿土。時(shí)稱堿土。植物營(yíng)養(yǎng)有效性與植物營(yíng)養(yǎng)有效性與pH的關(guān)系圖的關(guān)系圖pH6.5中性中性大多數(shù)土壤營(yíng)養(yǎng)在大多數(shù)土壤營(yíng)養(yǎng)在附近的有效性較高附近的有效性較高四、土壤酸堿性對(duì)土壤肥力和植物生長(zhǎng)的影響四、土壤酸堿性對(duì)土壤肥力和植物生長(zhǎng)的影響 一土壤酸堿性對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)有效性的影響一土壤酸堿性對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)有效性的影響土壤土壤pHpH與土壤微生物活性與土壤微生物活性二影響土壤微生物活性二影響土壤微生物活性

14、三主要植物適宜三主要植物適宜pH值范圍值范圍 大多數(shù)植物適宜大多數(shù)植物適宜pH范圍范圍68，即微酸至微堿，即微酸至微堿性有的植物能順應(yīng)較寬性有的植物能順應(yīng)較寬pH范圍，有的只能范圍，有的只能在一定的在一定的pH范圍生長(zhǎng)，可作為土壤酸堿性范圍生長(zhǎng)，可作為土壤酸堿性的指示植物。的指示植物。 酸性指示植物酸性指示植物馬尾松、油茶、茶、映山馬尾松、油茶、茶、映山紅、鐵芒箕、石松等。紅、鐵芒箕、石松等。 鈣質(zhì)指示植物鈣質(zhì)指示植物柏樹(shù)、蜈蚣草等。柏樹(shù)、蜈蚣草等。 鹽堿指示植物鹽堿指示植物鹽蒿、堿蓬等。鹽蒿、堿蓬等。四與土壤物化性質(zhì)四與土壤物化性質(zhì) 酸性土壤和堿性土壤的物理性酸性土壤和堿性土壤的物理性質(zhì)都很

15、差質(zhì)都很差五、土壤反響的調(diào)理五、土壤反響的調(diào)理一酸性土的調(diào)理一酸性土的調(diào)理 改良酸性土壤通常施用石灰、石灰石改良酸性土壤通常施用石灰、石灰石粉和堿性、生理堿性肥料。粉和堿性、生理堿性肥料。 二堿性土的調(diào)理二堿性土的調(diào)理 改良?jí)A性土可施用有機(jī)肥、石膏、明改良?jí)A性土可施用有機(jī)肥、石膏、明礬、硫酸亞鐵和硫磺等。礬、硫酸亞鐵和硫磺等。 此外，改良?jí)A此外，改良?jí)A土還需求采取與灌溉、排水、園林植物土還需求采取與灌溉、排水、園林植物栽培以及土壤耕作等相結(jié)合栽培以及土壤耕作等相結(jié)合 。土壤緩沖性土壤緩沖性 (soil buffering)一、土壤緩沖性的概念一、土壤緩沖性的概念 狹義：把少量的酸或堿參與到水溶

16、液中，那么溶液的狹義：把少量的酸或堿參與到水溶液中，那么溶液的pH值立刻發(fā)生變化；可是把這些酸堿參與到土壤里，其值立刻發(fā)生變化；可是把這些酸堿參與到土壤里，其pH值的變化卻不大，這種對(duì)酸堿變化的抵抗才干，叫做值的變化卻不大，這種對(duì)酸堿變化的抵抗才干，叫做土壤的緩沖性能或緩沖作用。土壤的緩沖性能或緩沖作用。 廣義：土壤是一個(gè)宏大的緩沖體系，對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素、污廣義：土壤是一個(gè)宏大的緩沖體系，對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素、污染物質(zhì)、氧化復(fù)原等同樣具有緩沖性，具有抗衡外界環(huán)染物質(zhì)、氧化復(fù)原等同樣具有緩沖性，具有抗衡外界環(huán)境變化的才干。境變化的才干。 土壤緩沖性能是影響土壤肥力的重要性土壤緩沖性能是影響土壤肥力的重要性質(zhì)。質(zhì)。土壤膠粒土壤膠粒土壤膠粒土壤膠粒 土壤緩沖才干的大小和它的陽(yáng)離子交換量的關(guān)，土壤緩沖才干的大小和它的陽(yáng)離子交換量的關(guān)，交換量愈大，緩沖性能愈強(qiáng)。交換量愈大，緩沖性能愈強(qiáng)。 不同的鹽基飽和度表現(xiàn)出對(duì)酸堿的緩沖才干是不不同的鹽基飽和度表