第六章土壤酸碱性课件.ppt

《第六章土壤酸碱性课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章土壤酸碱性课件.ppt（40页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、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,第六章：土壤酸碱性 Chapter：Soil Reaction,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pH4.58.5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3335），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。 如吉林、内蒙古、华北的碱土pH值有的高达10.5，而台湾省的新八仙山和广东省丁湖山、五指山的黄壤，pH值有的低至3.63.8。,(Brady & Weil 2000),第一节 土壤酸度 soil acid

2、ity,What is pH?,pH can be viewed as an abbreviation for power of concentration of hydrogen ion in solutionpH = - log (H+) in solutionkw = pH + pOHkw = 1414 = pH + pOHpH = 14 - pOH,Soils are acidic, neutral or alkaline depending on the comparative concentrations of H+ and OH- ions,Common soil acids:*

3、 CO2 +H20 H2CO3 (carbonic acid)* H2CO3 H+ + HCO3- (bicarbonate)* Sulfuric (H2SO4) and nitric acids (HNO3) are stronger but much less abundant in the soil solution,Soil pH,pH in solutionACID if pH is 7Neutral if pH = 7In soils the neutrality is not pH 7, the neutrality is a range between 6.5 and 7.2,

4、pH Scale,Figure 18.7,一、土壤酸性的类型,（一）、活性酸（Active acidity）-游离于土壤溶液中的H+所表现出来的酸度。 -H+活度越大，活性酸度越强。-通常用pH值表示活性酸度。,（二）、潜性酸（ potential acidity ）,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

5、代换到溶液中土壤胶体上铝离子作用： Al3+ + H2O Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O Al(OH)3+ H+ 土壤中羟基铝离子实际上还很复杂。Al6（OH）126+、 Al10（OH）228+等等土壤中交换性铝离子才是土壤潜性酸的主要贡献者。在南方红壤土壤中占到90%以上。,二、Factors causing soils to become acidic,Loss of exchangeable bases from the soil CECLeachingRemoval from plant uptake

6、Production of organic acids from organic matter decayUse of fertilizers, particularly ammonium sources: (NH4)SO4, NH4NO3, Anhydrous ammonia, UreaSoil erosion: Loss of bases from surface runoffParent material: Presence of acidic materials that weather giving rise to acid soilsWeathering,（一）土壤总酸度（soil

7、 total acidity) 活性酸和潜酸的总和，称为土壤总酸度。由于它通常是用滴定法测定的，故又称之为土壤的滴定酸度。它是土壤的酸度的容量指标。它与pH值在意义上是不同的。,土壤总酸度活性酸度潜在酸度,活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的强度； 潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。,三.土壤酸度间关系,潜性酸和活性酸度的关系,土壤活性酸和潜性酸是属于一个平衡系统中的两种酸，它们能相互转化。 当土壤溶液浓度和组成发生改变时，活性酸可由于H+被土壤胶体吸附成为潜性酸。潜性酸也可以由于胶体吸附的H+、Al3+被交换进入土壤溶液而变成活性酸。 土壤潜性酸要比活性酸多得多，相差34个数量级

8、。,（二） 活性酸与潜性酸的关系,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+，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。,三、影响土壤酸碱性的因素,1、气候的影响： 气候对土壤

9、酸碱性有深刻的影响。-南方多雨，盐基淋失强烈，土壤盐基饱和度低，土壤多呈酸性。-西北雨量较少，盐基淋失较弱，盐基饱和度较高，土壤多呈碱性。,2、母质的影响-石灰岩、基性岩、超基性岩的盐基含量较高。当土壤的淋溶程度较弱时，土壤pH会比附近其它母质上发育的土壤高。-滨海盐土含有丰富的易溶盐类及碳酸钙，加之地下水矿化度较高。因此，发育的土壤的pH一般较高，土壤常呈碱性。,3、自然植被,不同植被凋落物的分解产物对土壤酸碱性产生不同影响。针叶林凋落物分解后形成的有机酸较多，盐基较少，故其下的土壤一般呈酸性。滨海红树林残体分解后形成大量SO42-，使土壤呈强酸性。一些耐盐、耐碱的植物会选择性地富集盐基离子

10、，其残体分解后会促进土壤碱性的发展。,4、地形,不同地形部位的盐基淋失和富集状况不同，土壤pH也有差异。地形高处的土壤的盐基淋失较强烈，pH可能较低；低洼处的土壤多接受盐基的淀积，所以pH可能较高；内陆一些闭流区域或集水洼地，由于大量富集径流水带来的Ca，Mg，K，Na的重碳酸盐类，pH可能较高。,5、人类耕作活动,施肥和灌溉会改变土壤酸度：酸性肥料降低土壤pH（KCl）；施用石灰提高土壤pH；污染水的灌溉；大气污染；淹水耕作；,第三节、 土壤缓冲性能,概念及其意义产生机制,一、土壤缓冲性的概念和意义,当土壤溶液中的H+或OH-离子浓度发生较大变化时，土壤通过自身的调节能力使土壤酸碱性不致于发

11、生太大变化的能力，称为土壤缓冲性。土壤缓冲性为植物和微生物创造一个比较缓和的生长环境，意义十分重大。,二、产生缓冲性能的机制,1、土壤溶液中弱酸及其盐类的存在 土壤溶液中的硅酸、碳酸、磷酸、腐植酸以及其它有机酸及其盐类，可以构成良好的缓冲体系：Na2CO3 + 2HCl H2CO3 + 2NaCl (酸缓冲)H2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2H2O(碱缓冲),2、土壤胶体的阳离子交换作用,吸附的交换性阳离子对酸起缓冲作用； (S)-M + HCl (S)-H + MCl (M=盐基离子)吸附的H+，Al3+对碱性物质起缓冲作用 (S)-H + NaOH (S)-Na + H2O

12、,3、 酸性土壤铝离子聚合对碱的缓冲作用,在pH5的土壤中，Al3+被6个水分子所环绕，形成水合铝离子。当土壤中OH-增多时，水合铝离子聚合成更大的离子团，释放出H+：2Al(H2O)63+ + 2OH- Al2(OH)2(H2O)84+ + 4H2O,第四节、土壤反应与土壤肥力和作物生长,一、土壤反应与土壤肥力,（一）土壤酸碱度的肥力意义1、直接影响植物生长2、影响养分的转化和有效性 在中性条件下，有机质矿化较快，土壤有效氮供应较好，PH6-7磷的有效性最大，Fe、Mn、Zn、Cu、Co强酸性条件下，溶解性强易对作物造成毒害。Mo在碱性条件下有效性高，B在中性条件下有效性高。3、影响土壤微生

13、物活性,4、影响土壤物化性质 对胶体带电性的影响： pH升高，可变负电荷增多，CEC大，保肥能力增强；pH低，则反之。土壤反应影响土壤胶体上吸附的阳离子种类，进而影响土壤的物理性质。 如：红壤胶体上氢、铝离子多，钙离子少，所以结构不良；东北黑土中钙离子多，加之有机质含量高，形成了丰富的团粒结构，物理性状好。,二、土壤反应与植物生长,不同作物对土壤酸碱性都有一定的要求，这是植物长期的自然选择的结果。常见植物对土壤pH的要求见下表：,植物适宜的pH范围,三、土壤酸度的调节,土壤酸度过强（pH过低），不利于作物生长，因此需要提高土壤pH。一般采用施石灰的办法。使用的石灰材料是生石灰，即刚煅烧出的石灰

14、，CaO： CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 + (S) H (S) Ca + 2H2O H,如果胶体上存在的铝离子，则形成氢氧化铝沉淀： Al Ca （S） Al + 2Ca(OH)2 (S) Ca + 2Al(OH)3 Ca,施用石灰的益处,1、降低酸度，提高盐基饱和度；2、促进团粒结构的形成；3、提高磷酸盐、钼酸盐等的有效性；4、提高微生物的活性；5、抑制铁、铝、锰的毒性；,过度施用石灰的负面影响,土壤板结，结构变劣；部分微量元素有效性降低；磷的有效性也下降。因此，施用石灰要适量。影响石灰施用量的因素有： 土壤潜性酸和pH；盐基饱和度；质地；有机质含量；石灰的种类和施用方法；作物的要求等；,思考题,1. 潜在酸与活性酸之间存在什么关系?2.为什么在碱化土壤和碱土差异?3. 南酸北碱的道理是什么？4. 交换性Al3是南方土壤酸化的主要原因，为什么?5. 交换性Na是北方土壤碱化的重要原因，为什么？ 6.土壤缓冲作用的实质是什么?7.石灰作用与施用技术体系都有哪些内容？,