土壤(第九章)土壤酸堿性和氧化還原反應(yīng)

1、土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系第八章土壤酸堿性和氧化還原反應(yīng)第八章土壤酸堿性和氧化還原反應(yīng)土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系主要內(nèi)容主要內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)與要求與要求1.1.土壤酸、堿性的形成土壤酸、堿性的形成 2.2.土壤酸度的指標(biāo)土壤酸度的指標(biāo) 3.3.土壤緩沖性土壤緩沖性4.4.土壤氧化還原反應(yīng)土壤氧化還原反應(yīng) 1.了解土壤酸堿性的成因，土壤活性了解土壤酸堿性的成因，土壤活性酸、潛性酸的概念與關(guān)系，土壤酸堿酸、潛性酸的概念與關(guān)系，土壤酸堿度的指標(biāo)，以及土壤酸堿性的調(diào)節(jié)方度的指標(biāo)，以及土壤酸堿性的調(diào)節(jié)

2、方法；法；2.掌握土壤緩沖性的概念；掌握土壤緩沖性的概念；3.熟悉土壤中主要緩沖體系及旱、水熟悉土壤中主要緩沖體系及旱、水田的田的Eh值。值。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 一、土壤酸性一、土壤酸性 （一）土壤酸化過(guò)程（一）土壤酸化過(guò)程 土壤膠體上吸附的土壤膠體上吸附的鹽基離子鹽基離子被被活性活性H交換進(jìn)交換進(jìn)入土壤溶液后被入土壤溶液后被淋失淋失，土壤膠體上的交換性，土壤膠體上的交換性H不不斷增加，并出現(xiàn)斷增加，并出現(xiàn)交換性鋁交換性鋁，形成酸性土壤。，形成酸性土壤。 1. 土壤中土壤中H的來(lái)源的來(lái)源 （1）水的解離）水的解離 （2）碳酸解離）碳酸解

3、離 （3）有機(jī)酸的解離）有機(jī)酸的解離第一節(jié)土壤酸、堿性的形成第一節(jié)土壤酸、堿性的形成土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 （4）酸雨：我國(guó)每年排放）酸雨：我國(guó)每年排放SO2約約1.71067噸噸 （5）其它無(wú)機(jī)酸：酸性肥料（過(guò)磷酸鈣）其它無(wú)機(jī)酸：酸性肥料（過(guò)磷酸鈣） 生理酸性肥料（生理酸性肥料（NH4Cl）2. 土壤中鋁的活化土壤中鋁的活化 當(dāng)土壤當(dāng)土壤交換性交換性H+的飽和度達(dá)到一定限度，就的飽和度達(dá)到一定限度，就會(huì)破壞會(huì)破壞硅酸鹽粘粒晶體結(jié)構(gòu)硅酸鹽粘粒晶體結(jié)構(gòu)，其水鋁片中，其水鋁片中Al轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為為活性活性Al3+，取代交換性，取代交換性H而成為而成

4、為交換性交換性Al3+。 這種反應(yīng)十分迅速。因此，礦質(zhì)酸性土以交這種反應(yīng)十分迅速。因此，礦質(zhì)酸性土以交換性換性Al3+占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（二）土壤酸的類(lèi)型（二）土壤酸的類(lèi)型 1. 土壤活性酸土壤活性酸 擴(kuò)散于土壤溶液中的氫離子所反映出來(lái)的酸度。擴(kuò)散于土壤溶液中的氫離子所反映出來(lái)的酸度。 （1）土壤酸度分級(jí)）土壤酸度分級(jí) 土壤土壤pH和酸堿性分級(jí)和酸堿性分級(jí)土壤土壤pH 8.5級(jí)別級(jí)別 極強(qiáng)酸性極強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性微酸性微酸性中性中性 堿性堿性 強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土

5、地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 （2）水浸酸與鹽浸酸）水浸酸與鹽浸酸 用水浸提，得到的用水浸提，得到的pH反應(yīng)土壤活性酸的強(qiáng)弱。反應(yīng)土壤活性酸的強(qiáng)弱。 用用KCl浸提，得到的浸提，得到的pH除反映土壤溶液中的氫除反映土壤溶液中的氫離子外，還反映由離子外，還反映由K+交換出的交換出的氫離子氫離子和和鋁離子鋁離子顯顯出的酸性。出的酸性。 pH水水pH鹽鹽鹽基飽和度高的土壤，鹽基飽和度高的土壤，pH水水與與pH鹽鹽的差值?。坏牟钪敌?；鹽基飽和度低的土壤，鹽基飽和度低的土壤，pH水水和和pH鹽鹽的差值就大。的差值就大。 土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（3）水土比對(duì)土壤

6、）水土比對(duì)土壤pH的影響的影響測(cè)定土壤測(cè)定土壤pH時(shí)的水土比，按國(guó)際土壤學(xué)會(huì)推時(shí)的水土比，按國(guó)際土壤學(xué)會(huì)推薦用薦用2.5:1，水土比大時(shí)，測(cè)出的，水土比大時(shí)，測(cè)出的pH稍偏大。稍偏大。2. 土壤潛性酸土壤潛性酸 潛性酸潛性酸土壤膠體吸附的土壤膠體吸附的H+、Al3+離子，在離子，在被其它陽(yáng)離子交換進(jìn)入溶液后，才顯示酸性。被其它陽(yáng)離子交換進(jìn)入溶液后，才顯示酸性。 土壤活性酸與潛性酸處于動(dòng)態(tài)平衡：土壤活性酸與潛性酸處于動(dòng)態(tài)平衡： 解解 吸吸 潛性酸潛性酸 活性酸活性酸 吸附吸附土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（1）強(qiáng)酸性土）強(qiáng)酸性土 交換性交換性Al3+

7、與溶液與溶液Al3+平衡，溶液中平衡，溶液中Al3+水解水解顯示酸性：顯示酸性：Al3+3H2O Al(OH)3+3H+ 強(qiáng)酸性土中，交換性強(qiáng)酸性土中，交換性Al3+大大多于交換性大大多于交換性H+，它是活性酸（溶液它是活性酸（溶液H+）的主要來(lái)源。）的主要來(lái)源。 如：如：pH4.8的紅壤，交換性的紅壤，交換性Al3+占總酸度的占總酸度的95%以上。以上。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（2 2）酸性和弱酸性土）酸性和弱酸性土 鹽基飽和度較高，交換性鋁以鹽基飽和度較高，交換性鋁以Al(OH)Al(OH)2+2+、Al(OH)Al(OH)2 2+ +等

8、形態(tài)存在，進(jìn)入溶液后水解產(chǎn)生等形態(tài)存在，進(jìn)入溶液后水解產(chǎn)生H H+ +：Al(OH)Al(OH)2+2+2H+2H2 2O O Al(OH)Al(OH)3 3+2H+2H+ + 土壤交換性土壤交換性H H+ +的離解也是溶液的的離解也是溶液的H H+ +來(lái)源。來(lái)源。 可見(jiàn)土壤酸性起源：可見(jiàn)土壤酸性起源： 先有活性酸，再轉(zhuǎn)化為潛性酸；先有活性酸，再轉(zhuǎn)化為潛性酸； 酸性強(qiáng)弱決定于潛性酸，主要是交換性酸性強(qiáng)弱決定于潛性酸，主要是交換性Al3+； 活性酸是潛性酸的表現(xiàn)?；钚运崾菨撔运岬谋憩F(xiàn)。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 強(qiáng)酸性土強(qiáng)酸性土以交換以交換性性A

9、l3+和以共價(jià)鍵緊束縛和以共價(jià)鍵緊束縛的的H+及及Al3+占優(yōu)勢(shì)。占優(yōu)勢(shì)。 酸性土酸性土致酸離子致酸離子以羥基鋁離子為主。以羥基鋁離子為主。 中性、堿性土中性、堿性土交交換性陽(yáng)離子則以鹽基離換性陽(yáng)離子則以鹽基離子為主。子為主。 土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 二、土壤堿性的形成二、土壤堿性的形成 1. 土壤堿性的形成機(jī)理土壤堿性的形成機(jī)理 土壤中堿性物質(zhì)土壤中堿性物質(zhì)主要是主要是Ca、Mg、Na、K的的碳酸鹽及重碳酸鹽，以及土壤的交換性碳酸鹽及重碳酸鹽，以及土壤的交換性Na+。 堿性物質(zhì)的水解反應(yīng)是堿性形成的主要機(jī)理。堿性物質(zhì)的水解反應(yīng)是堿性形成的

10、主要機(jī)理。 （1）碳酸鈣水解）碳酸鈣水解 CaCO3+H2O+CO2 Ca2+HCO3+OH土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（2 2）碳酸鈉水解）碳酸鈉水解 Na2CO3+2H2O 2Na+H2CO3+2OH 碳酸鈉的來(lái)源：土壤礦物質(zhì)中鈉的碳酸化。碳酸鈉的來(lái)源：土壤礦物質(zhì)中鈉的碳酸化。風(fēng)化產(chǎn)物硅酸鈉與碳酸的作用（析出風(fēng)化產(chǎn)物硅酸鈉與碳酸的作用（析出SiO2）。）。中性鈉鹽與中性鈉鹽與CaCO3的相互作用：的相互作用：CaCO3+NaCl CaCl2+ Na2CO3土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（3）交換性

11、鈉的水解）交換性鈉的水解 當(dāng)土壤膠體吸附的交換性當(dāng)土壤膠體吸附的交換性Na+積累到一定數(shù)積累到一定數(shù)量，而土壤溶液的鹽濃度較低時(shí)，量，而土壤溶液的鹽濃度較低時(shí)，Na+離解進(jìn)入離解進(jìn)入溶液，水解產(chǎn)生溶液，水解產(chǎn)生NaOH，并進(jìn)一步形成碳酸鹽，并進(jìn)一步形成碳酸鹽Na2CO3、NaHCO3。2. 影響土壤堿化的因素影響土壤堿化的因素 （1）氣候因素（干濕度）氣候因素（干濕度） 堿性土分布在干旱、半干旱地區(qū)。堿性土分布在干旱、半干旱地區(qū)。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 在干旱、半干旱條件下，蒸發(fā)量大于降雨量，土在干旱、半干旱條件下，蒸發(fā)量大于降雨量，土壤中

12、的鹽基物質(zhì)，隨著蒸發(fā)而表聚，使土壤堿化。壤中的鹽基物質(zhì)，隨著蒸發(fā)而表聚，使土壤堿化。（2）生物因素）生物因素 Na、K 、Ca、Mg等鹽基的生物積累。等鹽基的生物積累。 一些植物適應(yīng)在較干旱條件下生長(zhǎng)，而且有一些植物適應(yīng)在較干旱條件下生長(zhǎng)，而且有富集堿性物質(zhì)的作用：海蓬子含富集堿性物質(zhì)的作用：海蓬子含Na2CO3 3.75%，堿蒿含堿蒿含2.76%。鹽蒿含。鹽蒿含2.14%。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 （3）母質(zhì)）母質(zhì) 堿性物質(zhì)的基本來(lái)源。基性巖、超基性巖富含堿性物質(zhì)的基本來(lái)源。基性巖、超基性巖富含堿性物質(zhì)。含鹽基物質(zhì)多，形成的土壤為堿性。堿性

13、物質(zhì)。含鹽基物質(zhì)多，形成的土壤為堿性。 （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。 都江堰水質(zhì)偏堿，長(zhǎng)期用都江堰水灌溉的水稻都江堰水質(zhì)偏堿，長(zhǎng)期用都江堰水灌溉的水稻田土壤田土壤pH有所提高。有所提高。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系第二節(jié)第二節(jié) 土壤酸堿度的指標(biāo)土壤酸堿度的指標(biāo) 一、土壤酸度的強(qiáng)度指標(biāo)一、土壤酸度的強(qiáng)度指標(biāo) 1. 土壤土壤pH pH=lg(H+)（土壤平衡溶液）（土壤平衡溶液） 中性溶液：中性溶液：(H+)=(OH)=107mol/L， pH=pOH=7 土壤土壤pH

14、表示法：表示法：pH(H2O)水浸提；水浸提； pH(KCl)中性鹽中性鹽1mol/L KCl溶液浸提。溶液浸提。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 一般土壤一般土壤pH(H2O)pH(KCl)。 地理分布。我國(guó)土壤大部分地理分布。我國(guó)土壤大部分pH在在4.58.5之間。之間?！澳纤岜眽A，沿海偏酸，內(nèi)陸偏堿南酸北堿，沿海偏酸，內(nèi)陸偏堿”的地帶性特點(diǎn)。的地帶性特點(diǎn)。2.2.石灰位石灰位 土壤酸度主要決定于膠體吸附的致酸離子土壤酸度主要決定于膠體吸附的致酸離子H H+ +、AlAl3+3+，其次決定于致酸離子與交換性鹽基離，其次決定于致酸離子與交換性鹽基離

15、子（以子（以CaCa2+2+為主）的相互比例，即鹽基飽和度。為主）的相互比例，即鹽基飽和度。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 在交換性陽(yáng)離子以在交換性陽(yáng)離子以Ca2+為主的土壤溶液中，為主的土壤溶液中， 為一定值，取負(fù)對(duì)數(shù)為為一定值，取負(fù)對(duì)數(shù)為pH1/2pCa，定義為石灰位，將定義為石灰位，將H+與與Ca2+數(shù)量聯(lián)系起來(lái)，數(shù)量聯(lián)系起來(lái)，比比pH更全面和更明顯地反映土壤酸度。更全面和更明顯地反映土壤酸度。 水稻土及其母質(zhì)的水稻土及其母質(zhì)的pHpH與與pH-0.5pCapH-0.5pCa的比較的比較土壤類(lèi)土壤類(lèi)型型pHpH 0.5pCa0.5pCa水稻土

16、水稻土母質(zhì)母質(zhì)相差相差水稻土水稻土母質(zhì)母質(zhì)相差相差磚紅壤磚紅壤紅紅 壤壤黃棕壤黃棕壤5.236.566.865.125.155.710.111.411.123.404.935.322.293.023.911.111.911.41土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 二、土壤酸度的數(shù)量指標(biāo)二、土壤酸度的數(shù)量指標(biāo) 1. 交換酸交換酸 土壤膠體吸附的氫離子或鋁離子通過(guò)交換進(jìn)入土壤膠體吸附的氫離子或鋁離子通過(guò)交換進(jìn)入溶液后所反映出的酸度。溶液后所反映出的酸度。 Al3+ +3H2O Al(OH)3 + 3H+ 用用1 mol/L的的KCl(pH5.56.0)處理

17、土壤，處理土壤，K+交交換出氫離子或鋁離子，通過(guò)滴定得到的酸度。換出氫離子或鋁離子，通過(guò)滴定得到的酸度。 交換性酸是酸度的容量因素，單位是交換性酸是酸度的容量因素，單位是cmol/kg。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系2. 水解酸水解酸 具有羥基化表面的土壤膠體，通過(guò)解離氫離子具有羥基化表面的土壤膠體，通過(guò)解離氫離子后所產(chǎn)生的酸度。后所產(chǎn)生的酸度。 CH3COONa+H2O CH3COOH+NaOH 水解酸的測(cè)定是用水解酸的測(cè)定是用1mol/L的的CH3COONa(pH 8.3)處理土壤。處理土壤。 水解酸的實(shí)際測(cè)定時(shí)水解酸的實(shí)際測(cè)定時(shí),因用因用pH

18、 8.3的的CH3COONa,既測(cè)定出羥基化表面解離的既測(cè)定出羥基化表面解離的H+，也測(cè)出了因，也測(cè)出了因Na+交換交換出的出的H+和和Al3+產(chǎn)生的交換酸度，還包括了土壤溶液中產(chǎn)生的交換酸度，還包括了土壤溶液中的的活性酸活性酸，因此測(cè)定的結(jié)果是土壤總酸度。，因此測(cè)定的結(jié)果是土壤總酸度。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 三、土壤堿性指標(biāo)三、土壤堿性指標(biāo)1. 總堿度總堿度 土壤溶液中土壤溶液中CO32和和HCO3的總量，的總量，cmol(-)/L。 土壤堿性是由土壤堿性是由CO

19、32和和HCO3的水溶性強(qiáng)堿的水溶性強(qiáng)堿（Na、K、Ca、Mg）鹽的水解產(chǎn)生的：）鹽的水解產(chǎn)生的：CO32H2O HCO3OHHCO3H2 2O H2 2CO3 3OH CaCOCaCO3 3、MgCOMgCO3 3溶解度很小，產(chǎn)生的堿度有限。溶解度很小，產(chǎn)生的堿度有限。 NaNa2 2COCO3 3、NaHCONaHCO3 3及及Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2為水溶性鹽類(lèi)，在土壤溶為水溶性鹽類(lèi)，在土壤溶液中產(chǎn)生的堿度高，導(dǎo)致很高的液中產(chǎn)生的堿度高，導(dǎo)致很高的pHpH。 土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系2. 堿化度堿化度鈉堿化度或鈉化率鈉

20、堿化度或鈉化率 土壤交換性鈉占土壤交換性鈉占CEC的百分率。的百分率。 土壤堿化度分級(jí)：土壤堿化度分級(jí)： ESP 5%10% 10%15% 15% 輕度堿化土輕度堿化土 中度堿化土中度堿化土 強(qiáng)堿化土強(qiáng)堿化土 鹽土鹽土土壤表層可溶性鹽（以土壤表層可溶性鹽（以NaCl、Na2SO4等等中性鹽為主）超過(guò)一定含量（中性鹽為主）超過(guò)一定含量（620g/kg）。）。我國(guó)堿土定義：堿化層堿化度我國(guó)堿土定義：堿化層堿化度30%， 表層含鹽量表層含鹽量5g/kg，pH9.0土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系四、影響土壤四、影響土壤酸度的因素酸度的因素 1. 氣候氣候

21、高溫多雨地區(qū)，風(fēng)化淋溶較強(qiáng)，特別是降雨量高溫多雨地區(qū)，風(fēng)化淋溶較強(qiáng)，特別是降雨量大而蒸發(fā)勢(shì)較弱的地區(qū)，礦物巖石風(fēng)化所產(chǎn)生的鹽大而蒸發(fā)勢(shì)較弱的地區(qū)，礦物巖石風(fēng)化所產(chǎn)生的鹽基物質(zhì)大量淋失，使土壤酸化。基物質(zhì)大量淋失，使土壤酸化。 我國(guó)大陸以北緯我國(guó)大陸以北緯33為界，形成為界，形成“南酸北堿，南酸北堿，沿海偏酸，內(nèi)陸偏堿沿海偏酸，內(nèi)陸偏堿”的局面，就與氣候條件有關(guān)。的局面，就與氣候條件有關(guān)。 2. 生物生物 植物根系和微生物通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生植物根系和微生物通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生CO2，有，有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化也產(chǎn)生機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化也產(chǎn)生CO2，CO2溶解于水則成碳酸。溶解于水則成碳酸。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地

22、資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 土壤中的土壤中的專(zhuān)性微生物專(zhuān)性微生物如硫化細(xì)菌和硝化細(xì)菌，如硫化細(xì)菌和硝化細(xì)菌，可將含硫含氮有機(jī)物轉(zhuǎn)化成硫酸和硝酸，增強(qiáng)了土可將含硫含氮有機(jī)物轉(zhuǎn)化成硫酸和硝酸，增強(qiáng)了土壤酸度。壤酸度。3. 施肥和灌溉施肥和灌溉 長(zhǎng)期施用酸性肥或生理酸性肥，導(dǎo)致土壤酸化。長(zhǎng)期施用酸性肥或生理酸性肥，導(dǎo)致土壤酸化。4. 母質(zhì)母質(zhì) 母質(zhì)中含酸性物質(zhì)會(huì)使土壤酸化。母質(zhì)中含酸性物質(zhì)會(huì)使土壤酸化。5. 酸雨酸雨土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系6. 土壤空氣的土壤空氣的CO2分壓分壓 石灰性土壤石灰性土壤pH隨隨Pco2增大而降低

23、，變化于增大而降低，變化于7.58.5之間（田間）。之間（田間）。 CaCO3CO2H2O體系：體系： pH=6.03 2/3lgPco27.7.土壤水分含量土壤水分含量 土壤土壤pH測(cè)定時(shí)的稀釋效應(yīng)，應(yīng)控制土水比測(cè)定時(shí)的稀釋效應(yīng)，應(yīng)控制土水比( (一般一般1: :2.5) )土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系8.8.土壤氧化還原條件土壤氧化還原條件 土壤淹水還原土壤淹水還原pHpH向中性趨近，即酸性土向中性趨近，即酸性土pHpH升升高，堿性土高，堿性土pHpH降低。降低。 酸性土還原酸性土還原pH升高，主要由于升高，主要由于Fe2O3、MnO2還原溶

24、解度增大，顯示堿性。有機(jī)質(zhì)加快還原溶解度增大，顯示堿性。有機(jī)質(zhì)加快還原過(guò)程。還原過(guò)程。 堿性土還原堿性土還原pH下降，主要由于在嫌氣條件下降，主要由于在嫌氣條件下有機(jī)酸和下有機(jī)酸和CO2的積累過(guò)程及其綜合作用。的積累過(guò)程及其綜合作用。 土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 第三節(jié)第三節(jié) 土壤氧化還原反應(yīng)土壤氧化還原反應(yīng)一、土壤氧化還原體系一、土壤氧化還原體系 土壤中同一物質(zhì)可區(qū)分為氧化態(tài)土壤中同一物質(zhì)可區(qū)分為氧化態(tài)( (劑劑) )和還原態(tài)和還原態(tài)( (劑劑),),構(gòu)成相應(yīng)的氧化還原體系構(gòu)成相應(yīng)的氧化還原體系 。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系

25、資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 1.土壤空氣中土壤空氣中O2是主要氧化劑是主要氧化劑 通氣良好的土壤中，氧體系控制氧化還原反應(yīng)，使通氣良好的土壤中，氧體系控制氧化還原反應(yīng)，使多種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如多種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如NO3、Fe3+、Mn4+、SO42等。等。 2.土壤有機(jī)質(zhì)特別是新鮮有機(jī)物是主要還原劑，在土壤有機(jī)質(zhì)特別是新鮮有機(jī)物是主要還原劑，在土壤缺土壤缺O(jiān)2條件下，將氧化物轉(zhuǎn)化為還原態(tài)。條件下，將氧化物轉(zhuǎn)化為還原態(tài)。 3.土壤中氧化還原體系可分為無(wú)機(jī)體系和有機(jī)體系。土壤中氧化還原體系可分為無(wú)機(jī)體系和有機(jī)體系。 無(wú)機(jī)體系的反應(yīng)一般是可逆的，有機(jī)體系和微生物無(wú)機(jī)體系的反應(yīng)一般是可逆的，有機(jī)體

26、系和微生物參與條件下的反應(yīng)是半可逆或不可逆的。參與條件下的反應(yīng)是半可逆或不可逆的。 土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系4.土壤氧化還原反應(yīng)不完全是純化學(xué)反應(yīng)，在很大土壤氧化還原反應(yīng)不完全是純化學(xué)反應(yīng)，在很大程度上有微生物的參與，例如程度上有微生物的參與，例如NH4+NO2NO3，分別在亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌作用下完成分別在亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌作用下完成5.土壤是不均勻的多相體系，不同土壤和同一土層土壤是不均勻的多相體系，不同土壤和同一土層不同部位，氧化還原狀況會(huì)有不同差異不同部位，氧化還原狀況會(huì)有不同差異6.6.土壤氧化還原狀況隨栽培管理措施特別是灌水、

27、土壤氧化還原狀況隨栽培管理措施特別是灌水、排水而變化排水而變化土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系二、土壤氧化還原指標(biāo)二、土壤氧化還原指標(biāo)1. 強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)（1）氧化還原電位（）氧化還原電位（EhEh） 單位為伏單位為伏(V)(V)或毫伏或毫伏(mV)(mV)（2 2）電子活度負(fù)對(duì)數(shù)）電子活度負(fù)對(duì)數(shù)pepe（3 3）EhEh與與pH pH 的關(guān)系的關(guān)系 土壤的氧化還原反應(yīng)總有土壤的氧化還原反應(yīng)總有H H+ +參與，參與，H H+ +的活度的活度對(duì)氧化還原平衡有直接影響。對(duì)氧化還原平衡有直接影響。 土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)

28、院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系2. 氧化還原強(qiáng)度指標(biāo)與數(shù)量因素的關(guān)系氧化還原強(qiáng)度指標(biāo)與數(shù)量因素的關(guān)系 土壤還原性物質(zhì)包括有機(jī)和無(wú)機(jī)還原性物土壤還原性物質(zhì)包括有機(jī)和無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)，還原性物質(zhì)總量可以測(cè)定，但很難直接與質(zhì)，還原性物質(zhì)總量可以測(cè)定，但很難直接與Eh聯(lián)系起來(lái)。當(dāng)然土壤還原性物質(zhì)的濃度仍與聯(lián)系起來(lái)。當(dāng)然土壤還原性物質(zhì)的濃度仍與Eh有密切的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性。有密切的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性。三、影響土壤氧化還原的因素三、影響土壤氧化還原的因素1. 土壤通氣性土壤通氣性 土壤通氣狀況決定土壤空氣中的氧濃度土壤通氣狀況決定土壤空氣中的氧濃度土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 2.

29、 微生物活動(dòng)微生物活動(dòng) 微生物活動(dòng)愈強(qiáng)烈，耗氧愈多微生物活動(dòng)愈強(qiáng)烈，耗氧愈多 3. 易分解有機(jī)質(zhì)的含量易分解有機(jī)質(zhì)的含量 分解的有機(jī)質(zhì)愈多，耗氧愈多分解的有機(jī)質(zhì)愈多，耗氧愈多 4. 植物根系的代謝作用植物根系的代謝作用 植物根系汾泌物可直接或間接影響根際土壤植物根系汾泌物可直接或間接影響根際土壤氧化還原電位氧化還原電位 5. 土壤的土壤的pH土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系第四節(jié)土壤緩沖性第四節(jié)土壤緩沖性一、土壤緩沖性概念一、土壤緩沖性概念 土壤中加入酸性或堿性物質(zhì)后，土壤具有抵抗土壤中加入酸性或堿性物質(zhì)后，土壤具有抵抗變酸和變堿而保持變酸和變堿而保

30、持pH穩(wěn)定的能力。穩(wěn)定的能力。二、二、土壤酸土壤酸堿堿緩沖性緩沖性1. 土壤酸、堿緩沖原理土壤酸、堿緩沖原理 （1）土壤中有許多弱酸）土壤中有許多弱酸碳酸、硅酸、磷酸、碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等，當(dāng)這些弱酸與其鹽類(lèi)共存，就成為對(duì)酸、腐殖酸等，當(dāng)這些弱酸與其鹽類(lèi)共存，就成為對(duì)酸、堿物質(zhì)具有緩沖作用的體系。堿物質(zhì)具有緩沖作用的體系。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 例如例如 HAcNaAc體系體系 當(dāng)加入當(dāng)加入HCl： NaAcHCl HAcNaCl 當(dāng)加入當(dāng)加入NaOH：HAcNaOH NaAcH2O（2）土壤膠體的交換性陽(yáng)離子對(duì)酸堿的緩沖作用）土壤膠

31、體的交換性陽(yáng)離子對(duì)酸堿的緩沖作用更大更大 膠體膠體交換性交換性H+、Al3+ 弱酸，緩沖堿性物質(zhì)弱酸，緩沖堿性物質(zhì) 膠體膠體交換性鹽基交換性鹽基 弱酸鹽，緩沖酸性物質(zhì)弱酸鹽，緩沖酸性物質(zhì) 根據(jù)弱酸平衡原理，弱酸用堿中和形成鹽，根據(jù)弱酸平衡原理，弱酸用堿中和形成鹽，pH與中和程度之間的關(guān)系如下：與中和程度之間的關(guān)系如下：土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系pHpKalg鹽鹽酸酸pHpKalg鹽基鹽基H+、Al3+ 土壤土壤BS50%時(shí)，對(duì)酸堿的緩沖能力最大。緩沖時(shí)，對(duì)酸堿的緩沖能力最大。緩沖能力隨弱酸及其鹽的總濃度或土壤能力隨弱酸及其鹽的總濃度或土壤CEC

32、增加而增大。增加而增大。 2. 土壤酸堿緩沖體系土壤酸堿緩沖體系 （1）碳酸鹽體系）碳酸鹽體系 石灰性土壤的緩沖作用主要取決于石灰性土壤的緩沖作用主要取決于 CaCO3H2OCO2體系體系 pH6.032/3LogPco2土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（2）硅酸鹽體系：對(duì)酸性物質(zhì)的緩沖作用）硅酸鹽體系：對(duì)酸性物質(zhì)的緩沖作用（3）交換性陽(yáng)離子體系：對(duì)酸、堿物質(zhì)的緩沖作用）交換性陽(yáng)離子體系：對(duì)酸、堿物質(zhì)的緩沖作用（4）鋁體系：對(duì)堿性物質(zhì)的緩沖作用（）鋁體系：對(duì)堿性物質(zhì)的緩沖作用（pH5.0）（5）有機(jī)酸體系：有機(jī)酸及其鹽對(duì)酸堿物質(zhì)的緩沖）有機(jī)酸體系：有

33、機(jī)酸及其鹽對(duì)酸堿物質(zhì)的緩沖作用作用3.3.土壤酸堿緩沖容量和滴定曲線土壤酸堿緩沖容量和滴定曲線 緩沖容量緩沖容量使單位（質(zhì)量或容積）土壤改變使單位（質(zhì)量或容積）土壤改變1個(gè)個(gè)pH單位所需的酸或堿量。單位所需的酸或堿量。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 土壤緩沖容量可用酸、堿滴定獲得，即在土壤土壤緩沖容量可用酸、堿滴定獲得，即在土壤懸液中連續(xù)加入標(biāo)準(zhǔn)酸或堿液，測(cè)定懸液中連續(xù)加入標(biāo)準(zhǔn)酸或堿液，測(cè)定pH的變化，的變化，以以縱座標(biāo)表示縱座標(biāo)表示pH，橫座標(biāo)表示加的酸或堿量，繪制滴，橫座標(biāo)表示加的酸或堿量，繪制滴定曲線定曲線，又稱(chēng)緩沖曲線，又稱(chēng)緩沖曲線。 H+

34、飽和膠體的滴定曲線與強(qiáng)酸相似；飽和膠體的滴定曲線與強(qiáng)酸相似； Al3+飽和膠體的滴定曲線則與弱酸相似；飽和膠體的滴定曲線則與弱酸相似； 腐殖酸有羧基、酚羥基等解離度不同的多個(gè)酸腐殖酸有羧基、酚羥基等解離度不同的多個(gè)酸基，其滴定曲線類(lèi)似于多元酸?；涞味ㄇ€類(lèi)似于多元酸。 土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系4.土壤緩沖性的影響因素土壤緩沖性的影響因素 （1）土壤無(wú)機(jī)體的類(lèi)型）土壤無(wú)機(jī)體的類(lèi)型 蒙脫石伊利石高齡石水合氧化鐵、鋁蒙脫石伊利石高齡石水合氧化鐵、鋁 （2）土壤質(zhì)地）土壤

35、質(zhì)地 粘土壤土砂土粘土壤土砂土 （3）土壤有機(jī)質(zhì)含量）土壤有機(jī)質(zhì)含量三三、土壤氧化還原緩沖性土壤氧化還原緩沖性 土壤加入少量氧化物質(zhì)或還原物質(zhì)，緩沖土壤加入少量氧化物質(zhì)或還原物質(zhì)，緩沖Eh變變化的性能。化的性能。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系設(shè)設(shè)OxX OxRed A Red AX 當(dāng)當(dāng)Ox略有增加引起略有增加引起Eh增加增加dEhdX，其倒，其倒數(shù)數(shù)dX/dEh 即可作為氧化還原緩沖性的指標(biāo)。即可作為氧化還原緩沖性的指標(biāo)。 表示使單位土壤的表示使單位土壤的Eh提高提高1個(gè)單位所需加入的個(gè)單位所需加入的氧化物質(zhì)量，此值愈大，緩沖指數(shù)愈大。氧化物質(zhì)量

36、，此值愈大，緩沖指數(shù)愈大。 若若A值一定，在值一定，在A2X即即Ox Red 1時(shí)，時(shí)，體系的緩沖性最強(qiáng)，體系的緩沖性最強(qiáng)，土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 如右圖，曲線如右圖，曲線兩端兩端Eh變化顯著，變化顯著，曲線中間曲線中間Eh變化變化接近于零。接近于零。 土壤的情況復(fù)土壤的情況復(fù)雜，理論推導(dǎo)難于雜，理論推導(dǎo)難于簡(jiǎn)單應(yīng)用，但可在簡(jiǎn)單應(yīng)用，但可在實(shí)驗(yàn)一致條件下相實(shí)驗(yàn)一致條件下相對(duì)比較。對(duì)比較。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系第五節(jié)第五節(jié) 土壤酸堿性和氧化還原狀態(tài)土壤酸堿性和氧化還原狀態(tài)與生物環(huán)境與生物環(huán)

37、境 一、生物對(duì)土壤酸堿性和氧化還原狀態(tài)的一、生物對(duì)土壤酸堿性和氧化還原狀態(tài)的適應(yīng)性適應(yīng)性1. 植物適宜的酸堿度植物適宜的酸堿度 大多數(shù)植物適宜的大多數(shù)植物適宜的pH范圍范圍68，即微酸至微，即微酸至微堿性。有的植物能適應(yīng)較寬的堿性。有的植物能適應(yīng)較寬的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)，可作為土壤酸堿性的指示范圍生長(zhǎng)，可作為土壤酸堿性的指示植物。植物。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 酸性指示植物酸性指示植物馬尾松、茶、映山紅、鐵芒箕馬尾松、茶、映山

38、紅、鐵芒箕 鈣質(zhì)指示植物鈣質(zhì)指示植物柏樹(shù)、蜈蚣草柏樹(shù)、蜈蚣草 鹽堿指示植物鹽堿指示植物鹽蒿、堿蓬鹽蒿、堿蓬 不同植物對(duì)土壤酸堿性的適應(yīng)性是長(zhǎng)期自然選擇的不同植物對(duì)土壤酸堿性的適應(yīng)性是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，差別在于：結(jié)果，差別在于： （1）生理適應(yīng)性，與遺傳性有關(guān)。）生理適應(yīng)性，與遺傳性有關(guān)。 （2）營(yíng)養(yǎng)生理病，如酸性土缺鈣引起梨的黑心病。）營(yíng)養(yǎng)生理病，如酸性土缺鈣引起梨的黑心病。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（3）營(yíng)養(yǎng)菌害病）營(yíng)養(yǎng)菌害病 如馬鈴薯的瘡痂病為生鏈霉菌引起的，對(duì)錳如馬鈴薯的瘡痂病為生鏈霉菌引起的，對(duì)錳敏感，酸性土中有效錳較多，能抑制這種病

39、菌，敏感，酸性土中有效錳較多，能抑制這種病菌，故馬鈴薯適宜于酸性土。故馬鈴薯適宜于酸性土。 2. 土壤土壤Eh值范圍和植物生長(zhǎng)值范圍和植物生長(zhǎng) 土壤中發(fā)生的一系列氧化還原反應(yīng)都在水的氧土壤中發(fā)生的一系列氧化還原反應(yīng)都在水的氧化還原穩(wěn)定范圍內(nèi)進(jìn)行的?；€原穩(wěn)定范圍內(nèi)進(jìn)行的。 土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 土壤土壤水環(huán)境中水環(huán)境中Eh（V）和）和pe的變化范圍的變化范圍 體體系pH=0pH=4pH=9EOpeOEOpeOEOpeOO2H2O1.2320.80.9916.80.7011.8H+H2000.2440.539 氧體系（氧體系（O2H2O）E

40、O為為1atm O2時(shí)的時(shí)的Eh，代表，代表氧化極限。氧化極限。 氫體系（氫體系（H+H2）的）的EO為為1atm H2時(shí)的時(shí)的Eh，代表，代表還原極限。還原極限。 土壤土壤pH一般在一般在49之間，之間，Eh有相應(yīng)的變化。有相應(yīng)的變化。 土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 土壤氧化性和還原性一般作如下區(qū)分：土壤氧化性和還原性一般作如下區(qū)分： （1）Eh400mV O2占優(yōu)勢(shì)，各種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如占優(yōu)勢(shì)，各種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如NO3-、MnO2、Fe2O3、SO42-等對(duì)旱作有利，對(duì)水稻不太適宜。等對(duì)旱作有利，對(duì)水稻不太適宜。 如果如果Eh750mV，有

41、機(jī)質(zhì)好氣分解過(guò)旺，有機(jī)質(zhì)好氣分解過(guò)旺，F(xiàn)e、Mn等處于高度氧化態(tài)，有效性低。等處于高度氧化態(tài)，有效性低。 （2）Eh400200mV 弱還原性弱還原性O(shè)2、NO3-、Mn4+發(fā)生還原，水稻生長(zhǎng)發(fā)生還原，水稻生長(zhǎng)正常，旱作開(kāi)始受影響。正常，旱作開(kāi)始受影響。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（3）Eh 200100mV 中度還原性，中度還原性，F(xiàn)e3+和和SO42-發(fā)生還原，出現(xiàn)發(fā)生還原，出現(xiàn)有機(jī)還原物質(zhì)。旱作發(fā)生濕害。有機(jī)還原物質(zhì)。旱作發(fā)生濕害。 （4）Eh在在100mV以下以下 強(qiáng)度還原性，強(qiáng)度還原性，CO2、H+被還原，土壤積累多被還原，土壤積累多量

42、還原性物質(zhì)，可使水稻受害量還原性物質(zhì)，可使水稻受害冬小麥冬小麥甜菜甜菜三葉草三葉草水稻水稻根際內(nèi)根際內(nèi)376393315250根際外根際外421468375-30植物根際內(nèi)外的植物根際內(nèi)外的Eh（mV）土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 土壤微生物呼吸需要土壤微生物呼吸需要O2，Eh值高，微生物值高，微生物活性強(qiáng)。微生物活動(dòng)消耗活性強(qiáng)。微生物活動(dòng)消耗O2，使，使Eh值降低，在值降低，在土壤通氣性基本一致條件下，土壤通氣性基本一致條件下，Eh值可反映微生值可反映微生物活性。物活性。3. 土壤土壤pH、Eh與土壤微生物活性與土壤微生物活性 土壤細(xì)菌、放線菌

43、適于中性和微堿性環(huán)境，土壤細(xì)菌、放線菌適于中性和微堿性環(huán)境，pH5.5的強(qiáng)酸性土中活性明顯下降。的強(qiáng)酸性土中活性明顯下降。 真菌適應(yīng)酸性土。真菌適應(yīng)酸性土。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系二、土壤酸堿性和氧化二、土壤酸堿性和氧化還原狀況對(duì)養(yǎng)分有效性還原狀況對(duì)養(yǎng)分有效性的影響的影響1.1.土壤酸堿性對(duì)養(yǎng)分有土壤酸堿性對(duì)養(yǎng)分有效性的影響效性的影響（1）土壤）土壤pH6.5時(shí)，各種養(yǎng)時(shí)，各種養(yǎng)分的有效性都較高。分的有效性都較高。（2）微酸至堿性土壤中，）微酸至堿性土壤中，氮、硫、鉀的有效性高。氮、硫、鉀的有效性高。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)

44、系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 （3）pH67的土壤中，磷的有效性最高。的土壤中，磷的有效性最高。 pH5時(shí)，土壤活性鐵、鋁增加，易形成磷酸鐵、時(shí)，土壤活性鐵、鋁增加，易形成磷酸鐵、鋁沉淀。鋁沉淀。 pH7時(shí)，易形成磷酸鈣沉淀。時(shí)，易形成磷酸鈣沉淀。 （4）pH6.58.5的土壤中，有效鈣、鎂含量高，而的土壤中，有效鈣、鎂含量高，而強(qiáng)酸和強(qiáng)堿性土中，其含量低。強(qiáng)酸和強(qiáng)堿性土中，其含量低。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（6）Mo在酸性土中的有效性低，當(dāng)在酸性土中的有效性低，當(dāng)pH6時(shí)，時(shí)，其有效性增加。其有效性增加。B在強(qiáng)酸性土和石灰性土中的有在

45、強(qiáng)酸性土和石灰性土中的有效性較低，而在效性較低，而在pH67和和pH8.5的堿性土中有效的堿性土中有效性較高，表現(xiàn)較復(fù)雜的情況。性較高，表現(xiàn)較復(fù)雜的情況。（5）Fe、Mn、Cu、Zn的有效性在酸性土中高，的有效性在酸性土中高，而在而在pH7的土壤中則明顯降低，常出現(xiàn)的土壤中則明顯降低，常出現(xiàn)Fe、Mn供給不足。供給不足。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系2. 土壤氧化還原狀況對(duì)養(yǎng)分有效性的影響土壤氧化還原狀況對(duì)養(yǎng)分有效性的影響 主要影響變價(jià)元素的有效性。主要影響變價(jià)元素的有效性。 Fe3+、Mn4+還原成還原成Fe2+、Mn2+后溶解度和有效后溶解度和

46、有效性增加。性增加。 此外，氮的形態(tài)：此外，氮的形態(tài)：Eh480mV時(shí)，以時(shí)，以NO3-N為為主，適于旱作吸收主，適于旱作吸收 。 Eh220mV時(shí)，以時(shí)，以NH4N為主，適于水稻吸收。為主，適于水稻吸收。 SO42S2，形成硫化物。，形成硫化物。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 幾種硫化物的溶解度：幾種硫化物的溶解度：MnSFeSZnSCuS 造成土壤造成土壤Zn、Cu的有效性降低。的有效性降低。三、土壤酸堿性和氧化還原狀況與有毒物質(zhì)的三、土壤酸堿性和氧化還原狀況與有毒物質(zhì)的積累積累1. 強(qiáng)酸性土的鋁錳脅迫與毒害強(qiáng)酸性土的鋁錳脅迫與毒害 在在pH5

47、.5的酸性土中，錳、鋁易被活化。大的酸性土中，錳、鋁易被活化。大田作物幼苗期對(duì)田作物幼苗期對(duì)Al3+極為敏感，當(dāng)游離極為敏感，當(dāng)游離Al3+達(dá)到達(dá)到0.2cmol/kg土?xí)r可使作物受害。土?xí)r可使作物受害。 土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系 施用石灰，使施用石灰，使pH升至升至5.56.3，大部分或全部，大部分或全部Al3+被沉淀，鋁害消除。被沉淀，鋁害消除。 交換性交換性Mn2+達(dá)到達(dá)到29cmol/kg土或植株干物質(zhì)土或植株干物質(zhì)含錳量超過(guò)含錳量超過(guò)1000mg/kg時(shí)產(chǎn)生錳害。時(shí)產(chǎn)生錳害。 豆類(lèi)易產(chǎn)生錳害，禾本科抗性較強(qiáng)。施石灰豆類(lèi)易產(chǎn)生錳害，禾

48、本科抗性較強(qiáng)。施石灰中和土壤至中和土壤至pH6時(shí)，錳害可全部消除。時(shí)，錳害可全部消除。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系2 2. 氧化還原狀況與有毒物質(zhì)積累氧化還原狀況與有毒物質(zhì)積累 在長(zhǎng)期淹水的強(qiáng)還原性土壤中，往往有在長(zhǎng)期淹水的強(qiáng)還原性土壤中，往往有FeFe2+2+和和S S2 2等還原物質(zhì)的大量積累。等還原物質(zhì)的大量積累。 （1 1）亞鐵亞鐵 主要呈沉淀狀態(tài)，但在偏酸性土壤中，水溶性主要呈沉淀狀態(tài)，但在偏酸性土壤中，水溶性FeFe2+2+可高達(dá)可高達(dá)400mg/kg400mg/kg，如銹水田，可毒害水稻根系。，如銹水田，可毒害水稻根系。 （2）H2

49、S 在土壤富鐵條件下，形成在土壤富鐵條件下，形成FeS，但如果土壤缺鐵，但如果土壤缺鐵或在或在pH6的條件下，就可出現(xiàn)較多的條件下，就可出現(xiàn)較多H2S對(duì)水稻產(chǎn)對(duì)水稻產(chǎn)生毒害。生毒害。土壤學(xué)土壤學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系資源環(huán)境學(xué)院土地資源與農(nóng)業(yè)化學(xué)系（3）有機(jī)酸）有機(jī)酸 水田在大量施用新鮮有機(jī)肥時(shí)可積累較多的丁水田在大量施用新鮮有機(jī)肥時(shí)可積累較多的丁酸等有機(jī)酸，抑制水稻根系呼吸和養(yǎng)分吸收。酸等有機(jī)酸，抑制水稻根系呼吸和養(yǎng)分吸收。 H2S(0.07mg/L)和丁酸和丁酸(10-3mol/L)對(duì)水稻吸對(duì)水稻吸收養(yǎng)分抑制程度的順序?yàn)椋菏震B(yǎng)分抑制程度的順序?yàn)椋?H2PO4-、K+Si4+NH4+Mg