土壤系統(tǒng)的組成、結構與功能

第1章土壤系統(tǒng)組成、結構與功能

第1節(jié)土壤系統(tǒng)的組成第2節(jié)土壤系統(tǒng)的結構第3節(jié)土壤系統(tǒng)的功能

思考題與個案分析土壤是由那些物質(zhì)組成的？土壤是由固相（礦物質(zhì)、有機質(zhì)）、液相（土壤水分、溶液、膠體）、氣相（土壤空氣）和土壤生物體四部分組成。適于植物生長的典型壤質(zhì)土壤的體積組成為土壤孔隙占50％，內(nèi)含水分和空氣；土壤固體占50%，其中礦物質(zhì)占38％，有機質(zhì)占12%；土壤生物體均生活在土壤孔隙之中，如下圖所示。第1節(jié)土壤系統(tǒng)的組成

1.1土壤固相組成1.2土壤液相組成1.3土壤氣相組成主要來自成土母質(zhì)或母巖。是土壤的主要組成物質(zhì)，土壤礦物構成了土壤的“骨骼”。1.1

土壤固相組成一、土壤礦物土壤礦物質(zhì)的元素組成

1-1

地殼和土壤的平均化學組成（重量%）元素地殼中土壤中元素地殼中土壤中OSiAlFeCaNaKMgMn47.029.08.054.652.962.502.501.370.1049.033.07.133.801.371.671.360.600.085PSCNCuZnBMo0.0930.090.0230.010.010.0050.0030.0030.080.0852.00.10.0020.0050.0010.0003（1）幾乎包括元素周期表中所有元素；（2）O、Si、Al、Fe為主，四者共占88.7%以上；（3）植物必需營養(yǎng)元素含量低，分布不平衡。土壤礦物按其成因類型分類：原生礦物

——經(jīng)過物理風化而未經(jīng)化學風化的碎屑物，其原來的化學組成和結晶構造都沒有改變；次生礦物

——它們大多數(shù)是由原生礦物經(jīng)化學風化后形成的新礦物，其化學組成和晶體結構都有所改變。1、來源：直接來源于母巖特別是巖漿巖。

母巖只受不同程度的物理風化作用，土壤中的原生礦物主要存在于粗粒組分中。2、功能：原生礦物風化后釋放出礦質(zhì)營養(yǎng)元素，如K、S、Ca、Mg、P，及一些微量元素。（一）原生礦物3、性質(zhì)：原生礦物具有堅實而穩(wěn)定的晶格，基本不吸水、不膨脹、不具有物理化學的吸收性能；原生礦物多以砂粒和粉砂粒存在，使土壤具有良好的通氣透水性。4、種類：硅酸鹽和鋁硅酸鹽類（長石類礦物、云母類礦物、橄欖石類礦物、輝石與角閃石類礦物）氧化物類（石英、赤鐵礦、金紅石、藍晶石）硫化物類（黃鐵礦和白鐵礦）磷灰石類（磷灰石）土壤中常見的原生礦物：石英、長石、輝石和角閃石、橄欖石、云母等（p13）。它們是土壤礦物中最細小的部分，許多次生礦物具有活動的晶格、呈現(xiàn)高度分散性，并具有強烈的吸附代換性能、能吸收水分和膨脹，因而具有明顯的膠體特性，又稱為黏土礦物。

（二）次生礦物通常根據(jù)其性質(zhì)與結構可分為三類：簡單鹽類、次生氧化物礦物和次生鋁硅酸鹽礦物

①簡單鹽類：如方解石(CaCO3)、白云石[Ca、Mg(CO3)2]、石膏(CaSO4·2H2O)等，它們都是原生礦物經(jīng)化學風化后的最終產(chǎn)物，結晶構造也較簡單，常見于干旱和半干旱地區(qū)的土壤中，許多濱海地區(qū)的土壤中也會大量出現(xiàn)。

（菌絲體、姜石、石灰華）

②次生氧化物礦物：氧化鐵、氧化鋁、氧化錳、氧化硅礦物。它們是硅酸鹽礦物徹底風化后的產(chǎn)物，結晶構造較簡單，常見于濕熱的熱帶和亞熱帶地區(qū)土壤中。

氧化鐵和氧化錳是土壤中重要的染色礦物。如褐紅色的赤鐵礦（Fe2O3）、黃棕色的針鐵礦(Fe2O3·H2O)、棕褐色的褐鐵礦(Fe2O3·nH2O)；氧化錳常以棕色、黑色膠膜或結核狀態(tài)存在與土壤顆粒表面。（結核、鐵盤）③次生硅酸鹽礦物：這類礦物在土壤中普遍存在，種類很多，是由長石等原生硅酸鹽礦物風化后形成。它們是構成土壤的主要成分，分為三大類，即水云母類、蒙脫石類和高嶺石類。A、次生硅酸鹽類礦物的基本結構單元示意圖

SiAlB、次生硅酸鹽礦物的兩種基本晶片這兩種片層以不同排列和組合，就形成了鋁硅酸鹽礦物的基本構造單元(晶體結構)。圖2-71:1型高嶺石類晶體結構模型圖

圖2-82:1型蒙脫石類晶體結構模型圖

圖2-4不同地理環(huán)境中次生礦物形成的一般模式1、土壤礦物的風化過程物理風化——機械破碎（凍融風化）化學風化——化學分解作用，產(chǎn)生新的礦物（溶解、水化、水解）生物風化——根劈作用；分泌CO2和有機酸加速化學風化。（三）土壤礦物的形成與轉(zhuǎn)化以正長石的水解為例：(2)脫硅階段：(1)脫鹽基階段：(3)富鋁化階段：2、土壤礦物風化過程的特征：

原生礦物的風化過程不僅在時間上有階段性，在空間上也有地帶性，如圖2-3所示。

(T為年均氣溫/℃，R為年均降水量/mm)圖2-3中國地表風化殼及風化類型分異斷面圖3、影響礦物風化的因素：內(nèi)在因素——土壤礦物的組成、結晶結構及物理性質(zhì)。外在因素——地理環(huán)境中的水分、溫度、及環(huán)境介質(zhì)的PH值和Eh值(氧化還原電位)。生物因素

土壤有機質(zhì)是土壤中重要的固相成分之一，是土壤肥力、緩沖及凈化功能的物質(zhì)基礎，也是土壤形成發(fā)育的主要標志。二、土壤有機質(zhì)普通有機化合物土壤所特有的，結構極為復雜的高分子有機化合物土壤腐殖質(zhì)是暗色無定形的高分子化合物，是有機物質(zhì)的微生物降解產(chǎn)物，或者是微生物的再合成產(chǎn)物。1、來源：1）高等植物（地上部和地下部）

2）土壤中的動物

3）土壤中的微生物

4）施用的有機肥2、形態(tài)：

1）新鮮有機質(zhì)（未分解有機質(zhì)）

2）半分解有機質(zhì)（一）土壤非特異性有機質(zhì)圖2-13綠色植物鮮組織的成分(據(jù)BradyNC,1974)3、土壤非特異性有機質(zhì)的組成：土壤非特異性有機質(zhì)的組成

——主要由五類有機化合物和灰分物質(zhì)組成：1）碳水化合物：單糖雙糖和多糖類好氣條件

CO2+H2O+熱能單糖雙糖和多糖類厭氣條件有機酸、CH4+熱能

碳水化合物在土壤中極易被微生物所分解，也是土壤微生物活動的主要能源物質(zhì)。2）纖維素、半纖維素3）木質(zhì)素4）蛋白質(zhì)氨基酸（是土壤腐殖質(zhì)的重要組成物）5）脂肪、樹脂、蠟質(zhì)和單寧6）灰分物質(zhì)：Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn（低等植物的灰分物質(zhì)含量高，鹽生植物灰分質(zhì)量分數(shù)高）（二）土壤腐殖質(zhì)1、腐殖質(zhì)的組成溶于酸、溶于堿溶于堿、不溶于酸2、腐殖質(zhì)在土壤中存在的形態(tài)：①游離狀態(tài)；②與鹽基離子化合成穩(wěn)定的鹽類(腐質(zhì)酸鈣鎂)；③與鐵、鋁氧化物合成復雜的凝膠體；④與粘粒結合成有機-無機復合體，構成良好的土壤結構體；⑤與重金屬元素、有毒有機物結合形成非水溶性絡合物。（是形成土壤自凈能力的物理化學基礎）3、腐殖質(zhì)分子結構包括碳水化合物、氨基酸、芳香族化合物和多種官能團。官能團（功能團）：羧基、酚羥基、醇羥基、甲氧基、甲基、醌基等這些官能團使得腐殖質(zhì)具有：離子吸附性、對金屬離子的絡合性、氧化還原性及生理活性。（三）土壤有機-無機復合體土壤有機-無機復合是有機物與礦物質(zhì)（或黏粒）通過各種力的作用相互結合的現(xiàn)象。它是土壤肥力的重要物質(zhì)基礎。水分是土壤的重要組成部分之一，土壤水分含量對土壤形成發(fā)育過程及肥力水平高低都有重要的影響作用。二、

土壤液相與氣相的組成1）土壤水分來源：降水，灌溉，地下水(一)土壤液相1.土壤水量平衡土壤水在植物生長中的意義？？

a滿足植物生長的水分需求；

b植物養(yǎng)分供給的媒介。土壤水的消耗主要有土壤蒸發(fā)、植物吸收、蒸騰、水分滲漏和徑流損失。2）土壤水的消耗土壤水的蒸發(fā)分為兩個階段：a）在大氣物理條件下，土壤水由飽和持水量降到田間持水量；b）土壤水由田間持水量降到更低。圖3-4全球水分循環(huán)示意圖處于大氣圈、生物圈和巖石圈交界面的土壤圈，它通過蒸發(fā)與滲透作用，將大氣降水、地表徑流和地下徑流三者緊緊地聯(lián)系在一起?？障段账趾椭亓ψ饔孟滤譂B漏。其影響因素主要有土壤空隙大小、土壤質(zhì)地、結構、松緊度。3）土壤透水性土壤水量平衡？？？1）赤道潮濕氣候區(qū)2）季風和信風海岸氣候區(qū)3）熱帶干濕季氣候區(qū)4）熱帶荒漠氣候區(qū)5）亞熱帶濕潤氣候區(qū)2.不同氣候條件下土壤水的收支狀況6）濕潤大陸性氣候區(qū)7）地中海式氣候區(qū)8）西海岸海洋性氣候區(qū)9）中緯度草原氣候區(qū)10）針葉林氣候區(qū)土壤水收支平衡的不同導致土壤性狀的分異。在中緯度冷涼氣候地帶的森林或是低緯度濕熱地帶的土壤，年降水量大于年蒸發(fā)量，土體中以下行水流為主，造成土壤水溶性物質(zhì)的淋溶。在最上面的土層中，殘余石英相對積聚，三、二氧化物部分向下移動形成淀積層。在干旱和半干旱地區(qū)的荒漠土和草原土，年降水量低于蒸發(fā)量，降水因土壤蒸發(fā)和植物蒸騰而大量損耗，只能到達土體的有限深度，不能濕潤底土層。淋溶作用不充分。干旱或半干旱地區(qū)的低洼處，在地下水埋藏較淺的的條件下，又因蒸發(fā)強烈，毛管上升水可達到地表，地下水和可溶鹽也隨水分移動而積聚于表層，從而引起土壤鹽漬化。鹽漬化過程據(jù)土壤水分所受的力的作用把土壤水分分為：吸濕水吸附水（束縛水）膜狀水毛管水重力水毛管懸著水毛管上升水據(jù)毛管水在土體的分布3.土壤水的類型：（1）吸濕水吸濕水：土粒依據(jù)其強大的表面能從土壤空氣中吸收的氣態(tài)水分，是最靠近土粒表面的一層水膜。影響：土壤質(zhì)地、空氣濕度。意義：無效水。水分常數(shù)：吸濕系數(shù)土壤吸濕水性質(zhì)

質(zhì)地愈黏，最大吸濕量愈大，質(zhì)地愈沙，最大吸濕量愈小。

最大吸濕量的大小是：黏土>壤土>沙土。

吸濕水具有與純自由水不同的特點。首先，在于它所受土粒表面的吸附力很強，其次，它的比重很大(約1.5g／cm3)，無溶解能力，最后，植物無法吸收利用，屬于土壤水中的無效水。（2）膜狀水膜狀水：土壤含水量達到吸濕系數(shù)后，土粒剩余的表面力和水分子引力而吸附和保持的液態(tài)水膜。影響：土壤質(zhì)地、土壤溶液濃度。意義：很難吸收的弱有效水。水分常數(shù)：最大分子持水量土壤膜狀水：

土壤顆粒表面上吸附的水分形成水膜，這部分水稱為土壤膜狀水。當土壤水分達到最大吸濕量時，土粒表面還有剩余的吸附力，雖不能再吸收水汽，但可以吸附液態(tài)水，這部分水被吸附在吸濕水的外層，定向排列為水膜，稱為膜狀水。土壤膜狀水達到最大值時的土壤含水量稱為土壤最大分子持水量。萎蔫系數(shù)：當植物因根無法吸水而發(fā)生永久萎蔫時的土壤含水量，稱為萎蔫系數(shù)或萎蔫點。萎蔫系數(shù)是植物可以利用的土壤有效水含量的下限。注：膜狀水的內(nèi)層所受吸力大于根的吸水力，植物根無法吸收利用，為無效水，而它的外層所受吸力小于根的吸水力，植物可以吸收利用，但數(shù)量極為有限。（3）毛管水毛管水：土壤含水量超過最大分子持水量時依靠毛管力保持在毛管孔隙中的液態(tài)水。影響：毛管半徑，毛管孔隙度，土壤有機質(zhì)含量。意義：有效水分。土壤毛管水：

存在于土壤毛管孔隙中的水分，稱為毛管水。包括毛管懸著水和毛管上升水。當土壤含水量逐漸增大，超過最大分子持水量的那部分水，在毛管力的作用下，保持在土壤的毛管孔隙中，不受重力作用的支配，這種靠毛管力保持在土壤毛管孔隙中的水。特點：

1.不受重力支配而流失是植物所需水分的主要給源。

2.毛管水移動性大，能較迅速地運動，

3.毛管水運動方向總是由毛管力小的地方向毛管力大的地方運動。

4.在毛管孔范圍內(nèi)，孔徑愈細，毛管作用愈強。毛管水是土壤中最寶貴的水分

①它是土壤中即能被土壤保持，又能被作物全部利用的有效水②它有溶解養(yǎng)分的能力；③能在毛管力作用下向上下左右方移動，且速度快；④具有輸送養(yǎng)分到作物根部的作用。水沿著毛管上升毛管作用力范圍：

0.1-1mm有明顯的毛管作用0.05-0.1mm

毛管作用較強0.05-0.005mm毛管作用最強〈0.001mm

毛管作用消失

借助于毛管力保持在上層土壤的毛管孔隙中的水分，它與來自地下水上升的毛管水并不相連，好像懸掛在上層土壤中一樣，故稱之為毛管懸著水。毛管懸著水：在地下水較深的情況下，降水或灌溉水等地面水進入土壤，借助毛管力保持在上層土壤毛管孔隙中的水分與來自地下水上升的毛管水并不相連，好像懸掛在半空中一樣，故稱之為毛管懸著水。毛管懸著水是山援、丘陵、崗坡地，以及四平地上地勢較高處植物吸收水分的主要給源。毛管懸著水

當土壤含水量降低到一定程度時，較粗毛管中懸著水的連續(xù)狀態(tài)出現(xiàn)斷裂，蒸發(fā)速率明顯降低，此時土壤含水量稱為毛管水斷裂量。大約相當于該土壤田間持水量的75％左右。當土壤含水量達到田間持水量時，土面蒸發(fā)和作物蒸騰損失的速率起初很快，而后逐漸變慢，當土壤含水量降低到一定程度時，較粗毛管中懸著水的連續(xù)狀態(tài)出現(xiàn)斷裂，但細毛管中仍充滿水，蒸發(fā)速率明顯降低，此時土壤含水量稱為毛管水斷裂量。

毛管水斷裂量**土粒毛管懸著水示意圖田間持水量：

毛管懸著水達到最大值時的土壤含水量稱為田間持水量，通常作為灌溉水量定額的最高指標。田間持水量：土壤毛管懸著水達到最多時的土壤含水量。在數(shù)量上它包括吸濕水、膜狀水和毛管懸著水。

田間持水量的大小，主要受質(zhì)地、有機質(zhì)含量、結構、松緊狀況等的影響。毛管上升水毛管上升水：是指借助于毛管力由地下水上升進入上層土體的水。毛管持水量**毛管上升水達到最大含量時的土壤含水量稱為毛管持水量。毛管水上升高度對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義：

如果它能到達根系活動層，就為作物源源不斷的利用地下水提供了有利條件。但是若地下水礦化度較高，鹽分隨水上升至根層或地表，也極易引起土壤的鹽漬化，危害作物。土粒毛管上升水示意圖地下水位土壤所有孔隙都充滿水時的含水量，也稱為土壤全持水量。土壤飽和含水量：重力水

臨時存在于土壤大孔隙（通氣孔隙）中的水分，與土壤養(yǎng)分的淋失有關。重力水：如果進人土壤的水超過田間持水量，則多余的水便在重力作用下，沿大孔隙即通氣孔向下流動，濕潤下層土壤或滲漏出土體，甚至進入地下水，成為地下水補充給源。這一部分不被土壤保持而受重力支配向下流動的水，稱為重力水。全持水量：土壤全部孔隙都充滿水時的土壤含水量稱為全持水量或飽和持水量。注：當然重力水是作物完全可以利用的，特別是在水田，但是在旱地，重力水只是短時間通過土體而已，而且當它在土中存留時，作物雖可吸收，卻往往因水分過多，土壤空氣不足，造成內(nèi)澇，反而有害于作物生長。對于不同質(zhì)地的土壤上述各種不同形態(tài)水的數(shù)值是不等的。請認真比較它們的大小。注意：

土壤水分與土壤水分常數(shù)之間的關系

吸濕水吸濕系數(shù)膜狀水最大分子持水量（萎蔫系數(shù)）毛管上升水毛管持水量毛管懸著水田間持水量毛管斷裂含水量重力水飽和持水量（最大持水量）圖3-5

土壤水分有效性綜合示意圖土壤有效水的含量

土壤有效水：能夠被植物所吸收的水分。一般是凋萎系數(shù)與田間持水量之間的土壤水?！?/p>

表達方法1）質(zhì)量（重量）含水量指土壤中水分的質(zhì)量與干土質(zhì)量的比值。

土壤含水量(%)=（土壤水質(zhì)量/干土質(zhì)量）*100%

θm=（(W1-W2)/W2）*100%

θm:土壤質(zhì)量含水量(%)W1:濕土質(zhì)量

W2:干土質(zhì)量（105-110℃下的烘干土重）（4）土壤水分的表達與測量方法

2)容積含水量

指土壤總容積中水所占的容積分數(shù),又稱容積濕度、土壤水的容積分數(shù)土壤容積含水量（%）=（土壤水容積/土壤總容積）*100%

=質(zhì)量含水量×土壤密度

θv=θm.ρ2）土壤含水量的測量方法（1）烘干法（標準方法）：取土樣烘干，稱量其干土重和含水重加以計算。

（2）電阻法：使用電阻式土壤濕度測定儀測定。根據(jù)土壤溶液的電導性與土壤水分含量的關系測定土壤濕度。

（3）中子法：使用中子探測器加以測定。中子源放出的快中子在土壤中的慢化能力與土壤含水量有關，借助事先標定，便可求出土壤含水量。（4）遙感法：通過對低空或衛(wèi)星紅外遙感圖象的判讀，確定較大范圍內(nèi)地表的土壤濕度。（1）土水勢土壤水的自由能與標準狀態(tài)水自由能的差值。

標準狀態(tài)水——與土壤水等溫、等壓、等高的純凈自由水。假定其自由能為零，作為參比標準，

土壤水自由能與其比較一般為負值。值小，表明水不活躍，能量低；值大，表明土壤水與自由水接近，活躍，能量高。水流動方向：土水勢高→低4.土水勢及其分勢

（2）土水勢分勢

1)

基質(zhì)勢Ψm

由土粒吸附力和毛管力所產(chǎn)生的。在土壤水不飽和的情況下，Ψm為負值，土壤水愈接近飽和，Ψm

就愈高，達到飽和時，Ψm

與參比標準一樣為0。2)

溶質(zhì)勢(滲透勢)Ψ0

由溶質(zhì)對水的吸附所產(chǎn)生(負值)。只有存在半透膜時，Ψ0才起作用（如根系），對植物生長影響大。

3)重力勢Ψg

由重力作用產(chǎn)生的水勢。如果土壤水在參照面（地下水位）之上，則重力勢為正，反之，重力勢為負。

4)壓力勢Ψp

是土壤水在飽和狀態(tài)下呈連續(xù)水體，出現(xiàn)水柱，土壤水承受的靜水壓力，稱為壓力勢（正值）。

當土壤水呈不飽和狀態(tài)時，Ψp=0總土水勢Ψt=Ψm+Ψ0+Ψg+Ψp周年內(nèi)土壤剖面中各土層的含水量及其變化過程，是土壤水分循環(huán)過程的集中體現(xiàn)，它是土壤水量平衡和土壤水文過程共同作用的結果，稱之為土壤水分狀況。土壤水分狀況(soilmoistureregimes)不僅影響土壤中物質(zhì)能量的遷移轉(zhuǎn)化過程，還影響土壤形成發(fā)育的方向和性質(zhì)。

4、土壤水分狀況

根據(jù)成土環(huán)境及土壤特征，可以將土壤水分狀況劃分為以下5個類型：①淋溶型與周期淋溶型：年降水量≥年蒸發(fā)量地區(qū)，土壤水以下行水流為主，淋溶強烈。如森林土或酸性土②非淋溶型：

年降水量＜年蒸發(fā)量地區(qū)，淋溶深度較小，常有易溶鹽類如石灰、石膏在土壤剖面中下部淀積。如草原土③滲出型：在干旱半干旱和半濕潤地區(qū)的地形低洼處，地下水位較淺的條件下，因強烈的蒸發(fā)，地下水便在毛管力的作用下上升到達地表，同時將土體中的鹽分和地下水中的鹽分積聚于土壤表層，引起土壤鹽堿化。如鹽堿土④停滯型：在氣候濕潤地區(qū)，由于地表排水不良，引起土壤通氣狀況不良，大量泥炭物質(zhì)在土壤表層堆積，如沼澤土。⑤凍結型：在高緯度和高海拔地區(qū)，土壤溫度經(jīng)常低于0℃，土壤中往往形成永凍土層，如冰沼土。5.土壤溶液土壤溶液(soilsolution)——是土壤水分及其所含氣體、溶質(zhì)的總稱。土壤溶液具有酸堿反應、氧化還原作用和緩沖性。

（1）土壤溶液的酸堿反應

土壤酸堿反應是土壤酸性或堿性的程度，常以pH值表示。它取決于土壤溶液中氫離子的濃度。中國土壤酸堿性分布規(guī)律中國土壤的酸堿性反應，大多數(shù)在pH4.5~8.5之間。在地理分布上有“東南酸西北堿”的規(guī)律性。大致可以長江為界（北緯33~35

），長江以南的土壤為酸性或強酸性，長江以北的土壤多為中性或堿性。我國土壤的酸堿性南北差異很大，由南向北土壤pH相差7個數(shù)量級。如吉林、內(nèi)蒙古、華北的堿土pH值有的高達10.5，而臺灣省的新八仙山和廣東省鼎湖山、五指山的黃壤，pH值有的低至3.6~3.8。土壤酸度類型

活性酸度

活性酸度——是指由土壤溶液中的H＋濃度導致的土壤酸度，通常用pH值來表示。

潛在酸度

潛在酸度——土壤膠體吸附的H+、Al3+，在被其它陽離子交換進入溶液后，才顯示的酸度。以cmol/kg表示。土壤中的H+以兩種形式存在，一種是存在于土壤溶液中，另一種是吸附在土壤膠體表面，據(jù)此，土壤酸度可分為兩個基本類型。

（1）代換性酸度——潛在酸度中有一部分要用中性鹽類，如氯化鉀（Kcl)溶液，才能把土壤膠體上吸附的H+、Al3+交換出來，形成土壤的代換性酸度。潛在酸度，又可分為代換性酸度和水解性酸度。（2）水解性酸度——潛在酸度中另一部分與土壤結合較牢固的H+、Al3+

，只有用強酸弱堿鹽（如NaAc）溶液浸提,才能交換出來，形成土壤的水解性酸。

結果是:土壤膠體或復合體表面所能夠被代換的H+

、Al3+離子都將被代換出來。在實際土壤化驗分析的過程中，測定土壤代換性酸度時包括了土壤活性酸度，而在測定土壤水解酸度時均包括了土壤活性酸度和代換酸度。因此土壤的水解酸度>代換酸度>活性酸度。三種酸度間的關系：

測定土壤pH值時的水土比，按國際土壤學會推薦用2.5:1，水土比大時，測出的pH值稍偏大。（2）土壤緩沖性

當加入致酸或致堿物質(zhì)于土壤中時，土壤具有緩和酸堿度的能力稱為土壤緩沖性。

土壤具有緩沖性的意義:

土壤具有緩沖性，使土壤的pH不致因施肥、根系呼吸、有機質(zhì)分解等引起劇烈變化，為植物生長和微生物活動創(chuàng)造一個穩(wěn)定良好的土壤環(huán)境條件。所以，土壤緩沖性能是影響土壤肥力的重要性質(zhì)。

1)土壤膠體的陽離子交換作用土壤Ca2＋

土壤H＋膠粒＋2HCl

←→膠粒H＋＋CaCl2

土壤H＋

土壤Na＋

膠粒＋NaOH

←→膠粒＋H2O●

土壤具有酸、堿緩沖性能的原因2)土壤中有許多弱酸——碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等，當這些弱酸與其鹽類共存，就成為對酸、堿物質(zhì)具有緩沖作用的體系。如Hac+NaAc體系當加入HCl：

NaAc+HCl

Hac+NaCl

當加入NaOH:Hac+NaOH

NaAc+H2O當加入酸時：CaCO3+H2SO4→CaSO4+H2CO3當加入堿時：H2CO3＋KOH→KHCO3+H2O如H2CO3+CaCO3體系土壤中的一些酸堿兩性化合物，如Al(OH)3對酸、堿都有中和緩沖作用。3)土壤中的酸堿兩性化合物4)在強酸性土壤中，游離的Al3+對堿有緩沖作用。這是由于Al3+結合的六個水分子能解離出2個H＋以中和土壤溶液中增加的OH-,而本身形成復合鋁離子的結果。反應式如下：

2[Al(H2O)6]3++2OH-→Al2(OH)2(H2O)5]4++4H2O

當pH>5時，復合鋁離子及游離Al3+開始互相結合，成為沉淀而失去對堿的緩沖能力。（3）土壤的氧化-還原作用土壤中的鐵、錳、碳、氨、硫、磷等在通氣良好條件下，以氧化態(tài)出現(xiàn)；當土壤滯水時，則轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r，以還原態(tài)存在。土壤中O2是主要的氧化劑，有機質(zhì)特別是新鮮的有機物是還原劑。土壤氧化還原反應不是純化學過程，很大程度上有微生物參與。（二）土壤空氣土壤空氣與土壤水分存在于土體孔隙內(nèi)，在一定容積的土壤中，在孔隙度不變的情況下