土壤學教學課件：第六章 土壤溶液與土壤反應

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1、第六章第六章 土壤溶液與土壤反應土壤溶液與土壤反應 q第一節土壤溶液及其組成第一節土壤溶液及其組成q第二節土壤酸堿反應及其調節第二節土壤酸堿反應及其調節q第三節第三節土壤氧化還原反應土壤氧化還原反應一、土壤溶液的概念與作用一、土壤溶液的概念與作用 q土壤溶液：土壤溶液：通常定義為含有溶質和溶解性氣體的土通常定義為含有溶質和溶解性氣體的土壤間隙水。壤間隙水。第一節土壤溶液及其組成第一節土壤溶液及其組成第一，是大多數土壤化學反應和形成過程發生的第一，是大多數土壤化學反應和形成過程發生的場所，與環境間物質交換的載體，物質遷移與運場所，與環境間物質交換的載體，物質遷移與運動的基礎；動的基礎；第二，土壤

2、溶液是植物根系獲取養分的源泉，對第二，土壤溶液是植物根系獲取養分的源泉，對土壤各種理化性質起著重要作用。土壤各種理化性質起著重要作用。二、土壤溶液的組成和濃度二、土壤溶液的組成和濃度 q土壤溶液中存在分子態、離子態和膠體態的溶解物土壤溶液中存在分子態、離子態和膠體態的溶解物質。包括無機化合物、有機化合物、有機質。包括無機化合物、有機化合物、有機-無機復合無機復合物、氣體及最細小的膠體水溶膠。物、氣體及最細小的膠體水溶膠。土壤溶液濃度：土壤溶液濃度：一般土壤中，大多為萬分之幾；一般土壤中，大多為萬分之幾；在鹽土和堿土中，千分之幾至百分之幾。在鹽土和堿土中，千分之幾至百分之幾。l植物土壤溶液的總濃

3、度適宜范圍為植物土壤溶液的總濃度適宜范圍為2002001000mg/kg1000mg/kg。l當土壤溶液濃度大于當土壤溶液濃度大于1000mg/kg1000mg/kg時，根系就很難吸收水分和時，根系就很難吸收水分和養料。一次施肥過多，造成養料。一次施肥過多，造成“燒苗燒苗”。l當土壤溶液濃度小于當土壤溶液濃度小于200mg/kg200mg/kg時，缺乏養分。時，缺乏養分。一、土壤中酸堿來源及影響因素一、土壤中酸堿來源及影響因素 （一）土壤酸的來源（一）土壤酸的來源 1 1、土壤中、土壤中H H的來源的來源（1 1）水的解離：）水的解離：）水的解離：）水的解離：（2 2）碳酸解離：）碳酸解離：）

4、碳酸解離：）碳酸解離：（3 3）有機酸的解離：草酸、檸檬酸、富里酸等）有機酸的解離：草酸、檸檬酸、富里酸等）有機酸的解離：草酸、檸檬酸、富里酸等）有機酸的解離：草酸、檸檬酸、富里酸等（4 4）酸雨：）酸雨：）酸雨：）酸雨：pHpH值小于值小于值小于值小于5.65.6（5 5）其它無機酸：生理酸性肥料、細菌分解）其它無機酸：生理酸性肥料、細菌分解）其它無機酸：生理酸性肥料、細菌分解）其它無機酸：生理酸性肥料、細菌分解第二節土壤酸堿反應及其調節第二節土壤酸堿反應及其調節（二）土壤堿的來源（二）土壤堿的來源 q1 1、土壤堿式鹽的水解：、土壤堿式鹽的水解：q2 2、吸附性鹽基離子、吸附性鹽基離子(N

5、a(Na+、CaCa2+2+)水解作用：水解作用：（三）土壤中酸堿的影響因素（三）土壤中酸堿的影響因素 1、氣候因素氣候因素:溫暖濕潤酸性土、寒冷干燥堿性土溫暖濕潤酸性土、寒冷干燥堿性土2、母質影響母質影響：基性巖、超基性巖土基性巖、超基性巖土 壤中性壤中性-偏堿；偏堿；酸性巖土壤偏堿酸性巖土壤偏堿 石灰巖母質土壤石灰巖母質土壤pH值不超過值不超過8.53、有機質：有機質：分解產生二氧化碳、有機酸及無機酸。分解產生二氧化碳、有機酸及無機酸。4、鹽基飽和度：鹽基飽和度：80%80%以上，以上，6 67 7 5.大氣污染：大氣污染：二氧化硫產生酸雨二氧化硫產生酸雨6、施肥澆水施肥澆水生理酸性肥：硫

6、酸銨、氯化銨、硫酸鉀、生理酸性肥：硫酸銨、氯化銨、硫酸鉀、生理酸性肥：硫酸銨、氯化銨、硫酸鉀、生理酸性肥：硫酸銨、氯化銨、硫酸鉀、氯化鉀氯化鉀氯化鉀氯化鉀生理堿性肥料：硝酸鈉、硝酸鈣生理堿性肥料：硝酸鈉、硝酸鈣生理堿性肥料：硝酸鈉、硝酸鈣生理堿性肥料：硝酸鈉、硝酸鈣重過磷酸鈣和磷酸一銨釋出的磷酸能使施肥區局部酸化重過磷酸鈣和磷酸一銨釋出的磷酸能使施肥區局部酸化污水灌溉污水灌溉 二、土壤中酸堿存在形式與表示方法二、土壤中酸堿存在形式與表示方法 （一）、土壤中酸的存在形式與表示方法（一）、土壤中酸的存在形式與表示方法 土壤中的酸有兩種存在狀態：土壤中的酸有兩種存在狀態：活性酸和潛性酸活性酸和潛性酸

7、1 1、活性酸、活性酸：以土壤溶液中的：以土壤溶液中的H直接表現出的酸度。直接表現出的酸度。中國土壤中國土壤根據土壤根據土壤pHpH將土壤酸堿度分將土壤酸堿度分為為五五級級：pHpH5.05.05.0-6.55.0-6.56.5-7.56.5-7.57.5-8.57.5-8.58.58.5級別強酸酸性中性堿性強堿級別強酸酸性中性堿性強堿我國土壤酸堿反應的地區性差異是我國土壤酸堿反應的地區性差異是“南酸北堿南酸北堿”。q2、潛在酸度潛在酸度 q土壤潛在酸度土壤潛在酸度是指土壤中交換性氫離子、鋁離子、是指土壤中交換性氫離子、鋁離子、羥基鋁離子被交換進入溶液后引起的酸度，以羥基鋁離子被交換進入溶液后

8、引起的酸度，以cmol/kg表示。表示。q（1）交換性酸度）交換性酸度土壤中通過陽離子交換反應進入土壤中通過陽離子交換反應進入溶液的氫離子濃度稱交換性酸度。溶液的氫離子濃度稱交換性酸度。q（2）水解性酸度）水解性酸度用弱酸強堿鹽浸提土壤后，所測用弱酸強堿鹽浸提土壤后，所測定的酸度稱為水解性酸度。定的酸度稱為水解性酸度。q潛性酸決定著土壤的總酸度，活性酸度是土壤酸性潛性酸決定著土壤的總酸度，活性酸度是土壤酸性的強度指標，潛在酸度則是土壤酸性的容量指標。的強度指標，潛在酸度則是土壤酸性的容量指標。q活性酸與潛在酸可相互轉化?；钚运崤c潛在酸可相互轉化。（二）土壤中堿的表示方法（二）土壤中堿的表示方法

9、 1 1、總堿度、總堿度、總堿度、總堿度是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的總量。即根的總量。即根的總量。即根的總量。即q總堿度總堿度總堿度總堿度COCO3 32-2-HCOHCO3 3-【cmolcmol（）（）（）（）/L/L】2 2、堿化度、堿化度、堿化度、堿化度（鈉堿化度：（鈉堿化度：（鈉堿化度：（鈉堿化度：ESPESP）q是指土壤膠體吸附的交換性鈉離子占陽離子交換量是指土壤膠體吸附的交換性鈉離子占陽離子交換量是指土壤膠體吸附的交換性鈉離子占陽離子交換量是指土壤膠體吸附的交換

10、性鈉離子占陽離子交換量的百分率。的百分率。的百分率。的百分率。q作為堿土分類及堿化土壤改良利用的指標和依據。作為堿土分類及堿化土壤改良利用的指標和依據。作為堿土分類及堿化土壤改良利用的指標和依據。作為堿土分類及堿化土壤改良利用的指標和依據。q堿化層的堿化度堿化層的堿化度堿化層的堿化度堿化層的堿化度vv2020，表層含鹽量，表層含鹽量，表層含鹽量，表層含鹽量5%9.0pH9.0定為堿土。定為堿土。定為堿土。定為堿土。vv5 51010輕度堿化輕度堿化輕度堿化輕度堿化vv10101515為中度堿化為中度堿化為中度堿化為中度堿化vv15152020為強堿化。為強堿化。為強堿化。為強堿化。三、土壤酸堿

11、性與土壤質量的關系三、土壤酸堿性與土壤質量的關系 （一）（一）土壤酸堿性對土壤化學性質的影響土壤酸堿性對土壤化學性質的影響 1、氮素氮素有機氮礦化以有機氮礦化以pH值值6.08.0時最好時最好2、磷素磷素pH值值 6.57.5時有效性最高，時有效性最高，Ca(H2PO4)2的形態。的形態。3、鉀、鈣、鎂、硫素鉀、鈣、鎂、硫素酸性土壤中，有效性高，但易于淋失，酸性土壤中，有效性高，但易于淋失，常感到缺乏；鈣、鎂在常感到缺乏；鈣、鎂在pH值值8.5的土壤中，生成鈣、鎂的的土壤中，生成鈣、鎂的碳酸鹽類沉淀，降低有效性。碳酸鹽類沉淀，降低有效性。4、微量元素微量元素鋅、銅、鐵、錳、硼，在酸性土壤中高。

12、鋅、銅、鐵、錳、硼，在酸性土壤中高。在在pH5.5的強酸性土壤中，易造成鋁錳脅迫與毒害的強酸性土壤中，易造成鋁錳脅迫與毒害在石灰性土壤里常因生成沉淀物而降低有效性在石灰性土壤里常因生成沉淀物而降低有效性硼在酸性土生成硼酸鐵、硼酸鋁降低有效性，隨硼在酸性土生成硼酸鐵、硼酸鋁降低有效性，隨pH值的升值的升高而有效性增加。高而有效性增加。（二）（二）土壤酸堿性對土壤物理性質的影響土壤酸堿性對土壤物理性質的影響 土壤過酸或過堿，結構性變差，粘重，土壤水、氣、土壤過酸或過堿，結構性變差，粘重，土壤水、氣、熱不協調。熱不協調。（三）（三）土壤酸堿性對土壤生物的影響土壤酸堿性對土壤生物的影響 多數植物適于中

13、性至微酸性多數植物適于中性至微酸性水稻水稻6.06.07.57.5麻麻類類6.06.07.07.0小麥小麥6.56.57.57.5花生花生6.06.07.57.5棉花棉花6.06.08.58.5芝麻芝麻6.06.07.57.5油菜油菜6.06.07.57.5煙草煙草5.05.07.57.5玉米玉米6.06.07.57.5瓜瓜類類6.06.08.58.5紅紅苕苕6.06.07.57.5蕃茄蕃茄6.06.07.07.0土豆土豆4.54.57.57.5茶樹茶樹4.54.56.06.0豆類豆類6.06.08.58.5油茶油茶4.54.56.0 6.0 （四）土壤酸堿性指標植物（四）土壤酸堿性指標植物

14、q酸性土壤指示植物酸性土壤指示植物v鐵鐵芒箕，生芒箕，生長長在在華華南酸性土壤上南酸性土壤上v地刷子，海拔地刷子，海拔較較高的冷濕區高的冷濕區v鋪地蜈松，亞熱帶潮濕地區。鋪地蜈松，亞熱帶潮濕地區。鐵芒箕鐵芒箕地刷子地刷子鋪鋪地地蜈蜈松松q鈣質鈣質土的指示植物土的指示植物v鐵線藤，華南石灰巖區鐵線藤，華南石灰巖區q鹽鹽土的指示植物土的指示植物v鹽鹽角草，河北和角草，河北和遼遼寧沿海寧沿海鹽鹽土土v鹽爪爪，內陸鹽土鹽爪爪，內陸鹽土鹽鹽角草角草鹽爪爪鹽爪爪q鹽鹽堿土的指示植物堿土的指示植物v灰灰綠綠堿蓬，堿蓬，華華北北東東北北鹽鹽土、堿土和土、堿土和鹽鹽堿土堿土v扁扁稈稈藨（藨（biaobiao）草

15、，排水）草，排水差差的的鹽鹽、堿土堿土鹽鹽堿土堿土v檉柳，渤海邊和內蒙西黃河沿岸鹽土檉柳，渤海邊和內蒙西黃河沿岸鹽土扁稈藨草扁稈藨草檉柳檉柳四、土壤的酸堿緩沖性及其調節四、土壤的酸堿緩沖性及其調節（一）土壤酸堿緩沖性概念（一）土壤酸堿緩沖性概念 q土壤緩沖性土壤緩沖性是指土壤抵抗酸堿物質、減緩是指土壤抵抗酸堿物質、減緩pH變化的變化的能力。能力。q廣義土壤緩沖性：廣義土壤緩沖性：對營養元素、污染物質、氧化還對營養元素、污染物質、氧化還原都具有緩沖性，具有抵抗外界環境變化的能力。原都具有緩沖性，具有抵抗外界環境變化的能力。q意義：意義：由于土壤具有緩沖作用，土壤的酸堿度經常由于土壤具有緩沖作用，

16、土壤的酸堿度經常保持在一定的范圍內，避免了因施肥、根系呼吸、保持在一定的范圍內，避免了因施肥、根系呼吸、微生物活動等引起的土壤反應的顯著變化。微生物活動等引起的土壤反應的顯著變化。（二）土壤酸堿緩沖體系（二）土壤酸堿緩沖體系1、碳酸鹽體系：、碳酸鹽體系：CO2濃度越高，濃度越高，pH越低。越低。2、硅酸鹽體系：、硅酸鹽體系：3、交換性陽離子體系、交換性陽離子體系膠體膠體M MH H膠體膠體H HM M膠體膠體H HMOHMOH膠體膠體M MH H2 2O O4、鋁體系、鋁體系在強酸條件在強酸條件(pH5)(pH 壤土壤土 砂土砂土3 3、土壤有機質、土壤有機質：成正相關：成正相關五五 土壤酸堿

17、性的調節土壤酸堿性的調節 1、酸性土壤調節，酸性土壤調節，最常用的方法是施加石灰。最常用的方法是施加石灰。我國多用氧化鈣或氫氧化鈣我國多用氧化鈣或氫氧化鈣國外常用碳酸鈣粉末國外常用碳酸鈣粉末過量使用石灰，會導致土壤板結。過量使用石灰，會導致土壤板結。2、堿堿性性土土壤壤調調節節，常常使使用用石石膏膏（CaSO4）或或硫硫酸酸亞亞鐵鐵或硫磺等?；蛄蚧堑?。土壤pH升至7的石灰石粉需要量7.07.0CECCEC121225256.56.56.06.05.55.55.05.04.54.52 24 46 68 81010121214141616181820202222(a(a）(b(b）(c(c）(d(d）(a(a）砂土）砂土(c(c）壤土和粉壤土）壤土和粉壤土O.M.O.M.2.52.54 4CECCEC5 51818(b(b）砂壤土）砂壤土(d(d）粉粘壤土）粉粘壤土O.M.O.M.3 35 5石灰需要量（t/hm2）六、土壤酸堿度測定方法六、土壤酸堿度測定方法1.瓷板法瓷板法2.試紙法試紙法3.永久色階比色法永久色階比色法4.pH計法計法第三節第三節 土壤溶液中的氧化還原反應土壤溶液中的氧化還原反應 q一、土壤中的氧化還原體系一、土壤中的氧化還原體系q二、土壤氧化還原狀況二、土壤氧化還原狀況q三、影響氧化還原狀況的因素及其調節三、影響氧化還原狀況的因素及其調節 自 學