土壤酸度及施用石灰
石灰试验技术指标

石灰试验技术指标一、试验目的石灰试验的主要目的是通过检测土壤酸碱度,并根据结果评估土壤对石灰的需求,为农业生产提供科学的石灰施用建议。
石灰试验技术指标的选择和解释对准确评估土壤酸碱度和石灰需求具有重要意义。
二、常用指标及解释1.酸碱度指标(1)pH值:pH值是评估土壤酸碱度的重要指标。
它是通过测定土壤中溶液中氢离子浓度的负对数得出的,pH值越低表示酸性越强,越高表示碱性越强。
通常,土壤的pH值在6-7之间被认为是较为适宜的。
(2)酸性度或碱性度:酸度度量了土壤中存在的酸的含量,一般以氢离子指数(H)的负对数表示,而碱性度则度量了土壤中存在的碱的含量,一般以氢氧根离子(OH)指数的负对数表示。
2.各种有效性指标(1)酸性交换性铝:酸性交换性铝(Al(H))是导致土壤酸性的主要因素,在土壤中,有机酸及液态氧化后氢离子和铝的氢氧化物离子形成的铝离子与碱性交换性离子取代,形成酸化作用。
酸性交换性铝含量越高,土壤酸性程度也就越高。
(2)钙碱比:钙碱比是以土壤中的钙阳离子与碱性阳离子之间的比例来判断土壤酸碱度的指标。
钙碱比越高,表示土壤中的钙离子含量相对较高,土壤酸性程度较低。
(3)可交换性酸度:可交换性酸度是指土壤中带电的酸性粒子与碱性粒子的化学反应能力和量度值。
可交换性酸度越高,表示土壤中酸性粒子的含量越高,土壤酸性程度也就越高。
3.各种指标与石灰需求的关系石灰需求是指土壤中提高pH值所需的石灰量,通常以活性钙含量或者酸抑制度等指标来表示。
根据石灰需求与其他指标之间的关系,可以更准确地确定石灰施用量。
三、石灰试验技术指标的应用石灰试验技术指标是评估土壤酸碱度和石灰需求的基础,它们的应用能更好地指导农业生产。
通过分析土壤酸碱度指标,可以确定土壤酸碱性程度,从而选择合适的作物种植。
另外,通过石灰需求指标,可以确定石灰施用量,保证作物生长所需的土壤酸碱环境。
在农业生产中,石灰试验技术指标也能指导石灰施用方案的制定。
如何通过调节土壤酸碱度提高花卉的生长环境

如何通过调节土壤酸碱度提高花卉的生长环境对于花卉的生长来说,土壤的酸碱度是一个非常重要的因素。
不同的花卉对土壤酸碱度有不同的要求,如果土壤过酸或过碱,都会对花卉的生长环境产生不利影响。
因此,了解如何通过调节土壤的酸碱度,提高花卉的生长环境是非常重要的。
本文将介绍几种常见的调节土壤酸碱度的方法,以及相应的实施步骤和注意事项。
一、使用石灰调节土壤酸碱度石灰是调节土壤酸碱度的有效方法之一。
石灰含有氢氧根离子,可以与土壤中的酸性物质发生反应,使土壤逐渐趋于中性。
以下是使用石灰调节土壤酸碱度的步骤:1.了解土壤的酸碱度:首先,需要测试土壤的酸碱度,可以使用酸碱度测试仪或者将土壤样品送到专业机构进行测试。
2.选择适量的石灰:根据土壤的酸碱度测试结果,选择适当的石灰种类和用量。
常见的石灰有石灰石、生石灰和石灰粉等。
3.施加石灰:将选好的石灰均匀撒在花坛或花盆中的土壤表面,然后轻轻拌匀。
注意避免石灰直接接触到花卉的根部,以免对花卉造成伤害。
4.浇水淋灰:施加完石灰后,用适量的水淋灰,使石灰充分与土壤结合。
注意不要过量淋灰,以免导致土壤碱化。
二、使用有机肥料调节土壤酸碱度有机肥料中的有机酸可以起到调节土壤酸碱度的作用。
以下是使用有机肥料调节土壤酸碱度的步骤:1.选择适宜的有机肥料:有机肥料中的腐殖酸、植物酸等有机酸对土壤的酸碱度具有一定的调节作用。
选择适宜的有机肥料,如腐熟的有机肥、腐叶土等。
2.施用有机肥料:将有机肥料均匀铺散在花坛或花盆中的土壤表面,然后轻轻拌匀。
有机肥料一般需要与土壤充分接触才能发挥效果。
3.浇适量的水:施用完有机肥料后,用适量的水进行浇灌,有助于有机肥料的分解和充分渗入土壤中。
三、注意事项1.遵循植物的酸碱度要求:不同的花卉对土壤的酸碱度有不同的要求,应根据具体花卉的酸碱度要求来进行调节。
例如,杜鹃花偏爱酸性土壤,而景天喜欢碱性土壤。
2.注意施用量和频率:施用石灰或有机肥料时,应注意适量施用,避免过量,以免对植物造成伤害。
土壤如何平衡酸碱度的方法

土壤如何平衡酸碱度的方法
土壤的酸碱度可通过以下几种方法进行平衡:
1. 石灰施用:土壤酸性过高时,可以添加石灰来中和酸性物质。
石灰可以提供碳酸根离子,与土壤中的酸性离子反应,降低土壤酸性。
2. 有机物施用:将有机物(如腐熟堆肥、牛粪等)添加到土壤中,有机物可以提供大量的碱性离子,中和土壤酸性物质。
同时,有机物还可以增加土壤的保水性、通气性和肥力。
3. 培养绿肥:种植一些耐酸性的绿肥植物,如大豆、苜蓿等,绿肥植物生长期间吸收大量的养分,其中包括土壤中的酸性离子,从而降低土壤的酸性。
4. 硫酸施用:土壤碱性过高时,可以添加硫酸来降低土壤的碱性。
硫酸可以提供硫酸根离子,与土壤中的碱性物质反应,降低土壤碱性。
5. 酸性或碱性肥料施用:根据土壤的酸碱性质,选择相应的肥料进行施用。
例如,对于酸性土壤,可以选择施用碱性肥料;对于碱性土壤,可以选择施用酸性肥料。
需要注意的是,在进行土壤酸碱度平衡的过程中,应根据具体情况进行调整,并保持适宜的酸碱度范围,以满足作物生长的需要。
土壤酸化治理技术措施

土壤酸化治理技术措施土壤酸化是指土壤中的pH值低于7的情况。
土壤酸化的主要原因包括氮硫氧化物排放、农业生产活动、工业废气等。
土壤酸化对土壤质地、作物生长和生态环境都有负面影响。
因此,采取有效的土壤酸化治理技术措施是非常重要的。
下面将介绍一些常用的土壤酸化治理技术措施。
1.石灰施用:石灰是最常见的土壤酸化治理剂,可以中和土壤的酸性。
一般来说,石灰包括石灰石、石灰和氢氧化钙。
石灰石和石灰对改善土壤的pH值和结构有很好的效果,能够提供作物所需的钙、镁等元素。
而氢氧化钙对土壤pH值有较快的中和作用。
2.有机肥料施用:有机肥料可以增加土壤的有机质含量,改善土壤的结构和保水保肥能力,减缓土壤酸化的速度。
有机质的分解过程会释放出大量的氢离子,也能中和酸性土壤。
因此,适量施用有机肥料能够改善土壤酸度。
3.覆盖植被:通过种植覆盖植被来减缓土壤酸化的速度。
植物通过光合作用吸收二氧化碳,减少土壤中的碳酸根离子,从而降低土壤的酸性。
此外,覆盖植被还可以减少土壤的侵蚀,稳定土壤,改善土壤的质量。
4.种植碱性植物:一些碱性植物如苜蓿、百合、紫花苜宿等对土壤酸化有较好的抵抗能力。
这些植物在生长过程中释放出的有机酸、碱性物质可以中和酸性土壤,减缓土壤酸化。
5.调整施肥方案:合理施用肥料可以减缓土壤酸化的速度。
避免过度施用含氮化合物的化肥,减少氮硫氧化物的排放,可以有效降低土壤的酸性。
通过科学施肥,选择适合当地土壤和作物需求的肥料种类和施用量,可以提高土壤的肥力,减少土壤酸化的风险。
6.土壤改良:通过土壤改良措施,如添加腐熟有机物、石膏等,可以改善土壤结构,增加土壤中的有机质含量,提高土壤的碱性。
此外,土壤改良还可以改善土壤通透性和保水能力,减少土壤侵蚀,促进土壤生态系统的恢复。
总的来说,土壤酸化治理技术措施的关键是综合考虑土壤的现状和原因,采取相应的措施来提高土壤的碱性、改善土壤结构、增加土壤的有机质含量,从而减缓土壤酸化的速度,保护土壤资源,维护生态环境的平衡。
酸性土壤石灰的合理施用

酸性土壤石灰的合理施用石灰是碱性物质,在酸性土壤中施用石灰,不仅能降低土壤酸度,使铁、铝等有害离子沉淀而消除毒害,而且可以增强微生物的活动,促进有机质的分解和氮素固定作用,使土壤中养料增加和团粒结构的形成。
同时,石灰还可直接供应作物钙素营养,对花生、大豆等喜钙作物能提高产量。
1.增产效果好。
酸性土壤适量施用石灰,对作物有显著的增产效果。
据湖南沅江市的试验和调查,冷浸田早稻施石灰比不施的每亩增产65~98千克。
新垦植强酸性红壤旱土种植大麦施石灰比不施的每亩增产40~56千克;小麦每亩增产41~148千克。
在强酸性土壤中施用石灰,能明显提高其种植作物的抗病性,增产效果明显。
如施石灰的河沙田的晚稻纹枯病、稻瘟病发病率分别比不施石灰的减少46%、50%,稻谷增产率为15.8%~25.6%。
新垦黄泥田土种黄豆,施石灰比不施的增产18%~32%;pH值小于5.5的红壤橘园,施石灰比不施的增产12%以上,且甜度增高品质好。
2.看地施用。
一般酸性强的土壤石灰用量可多施些,反之,就应少一些。
通常酸性土壤的颜色呈红色或黄色,在这种土壤上喜酸植物如杜鹃、毛栗均生长好,可以作为酸性土壤的指示植物。
另外,酸性土壤田间水质,如灌溉水混浊,甚至出现锈膜,说明土壤酸性强。
一般土壤pH值为7.5~8.5,有石灰反应的水稻土、紫泥土、紫沙土、石灰土不宜施石灰;pH小于6.5的冷浸田、黄泥田、黄泥土、红黄泥土等以及pH小于5.5的橘园宜施石灰。
3.看作物施用。
一般种植耐酸的茶树、马铃薯等作物时不施石灰;而对酸敏感的作物如大麦、甜菜和多种蔬菜作物等,均需施用较多的石灰。
一般如果在pH小于6.5的强酸性土壤,种植水稻、小麦、棉花、花生、黄豆、蚕豆、番茄、甘蔗、甘蓝等作物,应施石灰促增产。
而对适宜于酸性土壤生长的马铃薯、红薯、烟草、燕麦等作物等不宜施用石灰。
在新辟的红壤土中种蔬菜,因其酸性强,常会造成蔬菜播后不出苗,或出苗后生长差,造成僵苗;在pH值为5.5~6.5时,很适合十字花科蔬菜的根肿病的发生,更应重视施用石灰来降低酸度,补充钙素,促进土壤中微生物活动,减少病害发生。
土壤酸碱度调节与改善

土壤酸碱度调节与改善土壤酸碱度是指土壤的pH值,是土壤的一项重要理化指标。
土壤的酸碱度直接影响到植物的生长发育及产量质量,因此土壤酸碱度的调节与改善显得非常重要。
土壤的酸碱度通常以pH值来表示,pH值为7时,土壤为中性土壤。
当pH值小于7时,土壤呈酸性;当pH值大于7时,土壤呈碱性。
对于大多数农作物来说,土壤的pH值在6-7之间是最适宜的。
而如果土壤酸性过强或碱性过高,就会影响植物的生长。
因此,调节土壤的酸碱度是提高农作物产量和质量的重要手段之一。
土壤酸碱度的调节与改善,一般分为酸性土壤的石灰化和碱性土壤的石膏施用两种情况。
酸性土壤的石灰化是指给酸性土壤施用石灰,以提高土壤的pH值。
石灰有很多种类,如石灰石、生石灰、重硫酸钙等。
在选择使用的石灰时,要考虑到土壤中的铝、锰等有毒离子的释放情况。
一般来说,石灰的施用量要根据土壤的酸碱度来决定。
施用石灰后,要进行与土壤混合、翻耕的操作,以使石灰充分分散在土壤中。
此外,还需要注意石灰使用的时间,最好在冬季或休耕期施用,这样能更好地提高土壤的酸碱度。
碱性土壤的石膏施用是指给碱性土壤施用石膏,以提高土壤的酸碱度。
石膏可以与土壤中过量的碱性离子(如氢氧根离子)发生化学反应,产生较弱的碱性氢氧根离子的同位素。
在选择使用的石膏时,要注意石膏的纯度和含水量。
使用石膏的方法需要根据具体的土壤情况来决定,可以进行土壤的表层施用、均匀施用或沟壑施用等。
施用后,还要进行土壤深松和覆盖等措施,以提高土壤的透气性和保水性。
除了石灰化和石膏施用外,还有其他一些方法可以调节和改善土壤的酸碱度。
例如,可以通过合理的农业管理措施,如合理施肥、轮作休耕、中耕深耕等,使土壤的酸碱度趋于中性。
此外,还可以利用土壤改良剂,如有机肥、沙质土等,来改善土壤的酸碱度。
另外,还可以通过引进耐酸碱性的植物,如蓖麻、苜蓿等,来改善土壤的酸碱度。
总之,土壤酸碱度的调节与改善对于提高农作物的产量和质量具有重要意义。
土壤反应与施石灰

土壤反应与施石灰作者:内容提要:土壤酸碱度是由土壤pH值表示,既土壤被氢离子(H+)饱和的程度。
它受土壤母质种类的影响,碱性基岩或母质上发育的土壤的pH值一般比酸性基岩形成的土壤高。
降雨、作物生长、作物收获移走、施肥、豆科根瘤固氮、有机质分解都会影响土壤酸度。
两种田间常使用的土壤pH值测量方法是:指示剂速测比色法和酸度计法。
实验室测定pH仅测定了活性酸度,还必须将潜在酸度也考虑进去才能确定改良土壤的石灰需要量。
就是说石灰需要量不仅与土壤pH值有关,还与该土壤的缓冲容量或阳离子交换量有关。
土壤pH低时,有六种有害效应,如果其中的一个或多个起作用就会阻碍作物生长: 1. 铝和锰元素的浓度可能达到毒害水平。
2. 分解有机质和转化氮、磷、硫的生物可能数量少、活性低。
3. 土壤阳离子交换量极低时,也可能缺镁。
4. 豆科植物共生固氮会大大减少。
5. 酸性强的粘质土壤团聚差。
6. 磷和钼等养分的有效性低。
因此,施用石灰可以矫正土壤酸碱度。
许多作物在土壤pH6.0-7.0的范围内生长最好。
有些作物需要酸性土壤条件才能良好生长。
石灰降低土壤酸度的过程和反应十分复杂,但可以简化概述为石灰的一个钙离子将两个氢离子从阳离子交换复合体上置换下来,使氢离子与氢氧根离子结合生成水,从而降低氢离子浓度使土壤pH值提高。
如果上述反应的逆反应发生,就会降低土壤pH值。
应该在播种前3-6个月前施石灰,使它有足够时间与土壤反应,并应均匀撒施,以防危害种子萌发。
土壤质地、氮肥施用量、作物移取量、石灰施用量都将影响施石灰的次数。
选择石灰材料时要检查其中和值、细度和反应性。
在土壤缺镁地区,也应考虑石灰的镁含量。
石灰施用位置必须利于石灰与耕层土壤最大程度接触。
1.什么是土壤pH?pH是指物质的相对酸度或相对碱度。
pH的量度范围从0到14,pH值7.0为中性,低于7.0为酸性,高于7.0为碱性。
大多数高产土壤的pH值在4.0至9.0之间。
调节土壤酸碱度的方法

调节土壤酸碱度的方法
调节土壤酸碱度可以采取以下几种方法:
1. 石灰施用:如果土壤过酸,可以通过施用石灰来中和土壤酸性。
石灰有快速石灰和石灰石两种类型,可以根据具体土壤情况选择合适的石灰进行施用。
2. 有机肥料施用:有机肥料可以增加土壤的有机质含量,提高土壤的保水性和离子交换能力,从而调节土壤的酸碱度。
3. 高碱度水灌溉:对于过酸性土壤,可以通过使用高碱度水进行灌溉来中和土壤酸性。
但需谨慎使用,因为过度使用碱性水可能导致土壤碱化。
4. 根据作物需求选择合适的作物品种:不同作物对土壤酸碱度的要求不同,可以选用对酸性或碱性土壤适应性较强的作物品种。
5. 老化土壤的改良:有些土壤老化严重,酸性或碱性较高,可以通过深翻、加入适量的有机肥料等方式改良土壤,提高土壤的酸碱度。
需要注意的是,调节土壤酸碱度是一个长期的过程,需要根据具体土壤情况和作物需求进行综合考虑和实施。
同时,在使用石灰等调节剂时应注意控制施用量,避免过度添加导致土壤过碱或过酸。
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土壤酸度及施用石灰农业中所谓施用石灰是指在土壤中加入能降低土壤酸度的含钙或含钙镁的化合物。
石灰在狭义上仅指氧化钙(CaO),但人们普遍认为氢氧化钙、碳酸钙、钙镁碳酸盐和硅酸钙炉渣等均为石灰物质。
本章着重讨论土壤酸度理论、石灰施用技术以及所用的一些石灰物质。
第一节第一节什么是酸度?酸指易于向其他物质放出质子(氢离子)的物质,而碱则是指易于接受质子的物质。
这是Brönsted和Lowry 提出的酸碱概念,通常用来描述在包括水的各种液体介质中的物质失去或得到质子的行为。
早期阿伦纽斯(Arrhenius)的理论也曾描述化合物在水中的行为,把溶于水时产生氢离子(质子)的物质称为酸,而产生氢氧根离子的物质称为碱。
显然,这种酸碱定义实际上是Brönsted-Lowry广义酸碱理论定义中的一种特例。
土壤中各种酸都处于水溶液系统中,因此,本书使用氢离子和氢氧根离子来表示酸碱性,而不用质子、质子供体和质子受体来表示。
一、活性酸度和潜在酸度酸溶液的特性取决于氢离子(H+)活度。
当酸与水混合时,解离或电离成氢离子及陪伴阴离子。
对于酸HA 可表示为:式中的H+为活性酸度,反应向右越彻底,H+活度越大,就称该酸酸度越强。
式左面的HA为潜在酸度。
二、强酸和弱酸依酸在水中的解离度可人为地将其归类,解离多的为强酸,如熟知的硝酸、硫酸和盐酸;解离微弱的为弱酸,如醋酸、碳酸和硼酸。
三、表示酸浓度的方法溶液总酸度为活性酸度加潜在酸度之和。
例如,假定某酸液的活性酸度为0.099摩尔/升(mol/L),潜在酸度为0.001 mol/L,则该溶液总酸度为0.100 mol/L,无疑是强酸。
这是大多数强酸稀溶液的例证,其H+活度几乎等于总酸度,其实可直接以总酸度表示活度。
换言之,对于强酸稀溶液,几乎没必要将活度和总酸度分别表示。
而对弱酸,总酸度对预测H+活度毫无意义,除非已知其电离常数。
许多弱酸解离度小于1%。
假定某弱酸HA酸度为0.1 mol/L,解离度1%,这就是说该溶液的H+活度为0.1×0.01=0.001 mol/L,显然总酸度值并不代表活性酸度。
四、pH值的概念测定溶液H+活度的方法很多,可采用表示强酸活度的办法。
但极弱的酸用此法表示甚为不便,因此H+浓度一般用pH值表示。
这是很多年前瑞典化学家Sorenson提出的概念,现在几乎普遍用来描述极稀酸溶液的H+活度。
pH值定义为H+活度倒数的对数,表达式为:式中A H+为氢离子活度,单位为mol/L。
H+活度为0.001 mol/L的溶液pH值为3.0;H+ 活度为0.0001 mol/L的溶液pH值则为4.0,等等。
pH值的含义是土壤肥力术语中一项应当充分掌握的内容。
五、中和作用中和作用在研究酸碱时相当重要,指酸和碱反应生成盐和水。
假定HA和BOH分别表示酸和碱,则该反应可以下式表示:HA + BOH →BA + HOH如果用碱滴定一定量酸,在滴定过程中随时测定溶液pH值,以pH值对加入的碱量作图可得一条曲线。
强酸和弱酸得到的滴定曲线截然不同(图11-1)。
施用石灰可中和土壤酸度。
图11-1. 用0.10 N NaOH中和0.10 N CH3COOH和0.10 N HCl的滴定曲线199800018304六、缓冲混合液缓冲液或缓冲体系指加入少量酸碱后仍使溶液pH值保持在某一窄范围内的化合物。
因此,缓冲作用定义为抵抗pH值改变的能力。
广为人知的缓冲体系是醋酸和醋酸钠混合液。
醋酸钠可完全解离,产生高浓度醋酸根离子。
因该离子易形成未解离的醋酸,故通过质量作用定律抑制醋酸解离。
CH3COOH ←→H+ + CH3COO-CH3COONa ←→Na+ + CH3COO-如果向该体系加少量酸(如盐酸),则多余的醋酸根离子形成醋酸分子,结果该溶液活性酸度几乎不变。
反之,若向该体系加氢氧化钠,氢氧根离子则被氢离子中和生成水。
由于存在大量未解离的醋酸,平衡向右移动,补充前述中和作用移走的氢离子,结果该溶液活性酸度仍变化不大。
加酸加碱后该体系表现出的抗御pH值改变的能力称为缓冲作用。
因土壤的行为在许多方面很像有缓冲能力的弱酸,故扼要复习一下弱酸和缓冲作用。
土壤中的腐殖质和硅铝盐粘粒具有固持铝及其他阳离子的能力,起缓冲介质的作用。
第二节第二节土壤酸度50多年来,土壤学家一直在认真研究土壤酸度,建立了许多理论来解释观察到的土壤酸度类型及行为。
事实上,这些解释几乎兜了一圈。
关于这一点,美国加利福尼亚州的Hans Jenny在其杰出的综述文章《关于土壤酸度的思考》中说得很清楚。
该文列于本章末的参考文献中,建议关注这一重要土壤性质理论发展的人们一阅。
一、土壤酸度的本质普遍认为,土壤酸度有如下几种来源:腐殖质或有机质、硅铝酸盐粘粒、铁铝水合氧化物、交换性铝、可溶性盐类和二氧化碳。
(一)腐殖质如第四章所述,土壤有机质或腐殖质含有类同弱酸的活性羧基和酚基,依所形成酸的解离常数和pH值状况,解离后放出H+。
土壤中有机质分布不均匀,各处不同,因而其对土壤酸度的影响也不同。
但有机质是个重要因素,在泥炭土、腐殖土和富含有机质的矿质土中尤为重要。
(二)硅铝酸盐粘土矿物这是两层和三层粘土矿物,以高岭石和蒙脱石为代表。
这些粘土矿物的电荷起源于晶格内低价阳离子同晶置换高价阳离子,其电荷也可能起源于晶格结构组分中羟基和束缚水氢离子的解离。
第四章和第六章曾谈及土壤胶体总电荷分为两类,一类为永久电荷,一类为pH值依变电荷,或称可变电荷,其产生机理可以由下述反应说明。
倍半氧化物(pH值依变电荷):粘土矿物(pH值依变电荷):有机质(pH值依变电荷):粘土矿物(由同晶置换产生的永久电荷):Mg2+取代八面体层的Al3+;Al3+取代四面体层的Si4+。
大多数土壤学家认为,酸性土壤的发育是由于交换性Al3+与下述某个或几个因素共同作用的结果。
这些因素有:淋洗或作物吸收耗竭钙、镁、钾和钠等盐基阳离子,有机残体的分解,肥料特别是铵态氮肥的施用及大气酸度(如酸雨等)。
(三)铁铝聚合物某些阳离子从粘土矿物上取代出的Al3+水解成单体的和聚合的羟基铝复合体。
单体羟基铝的水解可用下述逐步反应说明,每步反应均放出H+,降低pH值,除非被足够的OH-中和。
随着pH值增高,每步反应就会顺序进行:Al(H2O)63+ + H2O ←→Al(OH)(H2O)52+ + H3O+Al(OH)(H2O)52+ + H2O ←→Al(OH)2(H2O)4++ H3O+Al(OH)2(H2O)4++ H2O ←→Al(OH)3(H2O)30 + H3O+Al(OH)3(H2O)30 + H2O ←→Al(OH)4(H2O)2- + H3O+这些铝的水解产物再被粘土矿物吸附,进一步水解。
铁铝化合物水解产生的H+与土壤矿物反应,将其溶解或分解。
另外,将肥料所含的一些盐类加入倍半氧化物包被的间层矿物,会促进非交换性铁铝的水解,使土壤溶液中氢离子浓度增加,从而降低土壤pH值。
若给这种土壤加碱,首先中和H+。
继续加碱,铝水解产生和铝等当量的H+离子。
pH值低于4.7时,以Al3+离子为主;pH值在4.7~6.5时,主要为Al(OH)2+;pH值在6.5~8.0之间,主要以Al(OH)30存在;pH>8.0则Al(OH)4-占优势。
pH值与这些可溶性铝形态之间的关系见图11-2。
特别值得注意的是在整个pH值范围内,一旦超过溶度积都会产生Al(OH)3沉淀。
图11-2. pH值与水溶性铝的形态分布及平均电荷的关系 199800018307[Marion等. Soil Sci., 121: 76 (1976)]由于铝在土壤中具有两性,因此它能起酸或碱的作用,其反应式如下。
土壤铝作为碱:Al(OH)3 + H+Cl-←→Al(OH)2+Cl- + H2OAl(OH)2+Cl-+ H+Cl-←→Al(OH)2+2Cl-+ H2OAl(OH)22+2Cl-+ H+Cl-←→Al3+3Cl-+ H2OAl(OH)3 + 3H+3Cl-←→Al3+3Cl-+ 3H2O土壤铝作为酸:Al3+3X- + NaOH ←→Al(OH)2+2X-+ Na+X-Al(OH)2+2X- + NaOH ←→Al(OH)+2X- + Na+X-Al(OH)2+ X- + NaOH ←→Al(OH)3 + Na+X-土壤铝作为阴离子:Al(OH)3 + NaOH ←→Al(OH)4-Na+单体六水合铝[Al(H2O)63+]是交换性离子,然而因其三价电荷而被许多土壤胶体强烈吸附。
前述反应式中的羟基铝离子易快速聚合形成巨大多电荷单元。
这种聚合作用易在土壤胶体表面发生,其生成机制是邻近铝离子共享羟基基团,如下列反应式所示:它们常常老化,放出H+:或进一步聚合并牢固地束缚在胶体表面。
这些多电荷聚合体带正电荷,基本不可交换。
土壤胶体表面形成的带正电多聚体影响其阳离子交换量。
在高pH值条件下因解离出质子,这些聚合体的正电荷变少,甚至转变为负电荷,最终使土壤胶体-多聚复合体的阳离子交换量增加。
在富含与土壤胶体紧密缔合的铝多聚物的土壤中降低土壤pH值,会因多聚体正电荷增加而降低土壤阳离子交换量。
下述方程式中铁的水解作用与铝的相似。
尽管铁的这种反应比铝的反应酸性更强,但其产生的酸能被铝的反应缓冲,因此铁的水解对土壤pH值影响很小,除非土壤中绝大部分铝储备已反应完:Fe(H2O)63+ + H2O ←→Fe(OH)(H2O)52+ + H3O+这些铁铝多聚物可以非晶态或结晶态胶体形式包被粘粒和其他矿物颗粒。
它们也可固持在膨胀性土壤矿物晶格间,避免晶格干燥失水或冷冻时塌陷。
第七章已讨论过铁铝多聚物层间基团的产生及其对钾有效性的影响。
(四)可溶性盐类土壤溶液中酸性、中性或碱性盐的存在是矿物风化、有机质分解或施肥的结果。
这些可溶性盐类阳离子交换吸附的铝离子,增加土壤溶液酸度,这很容易由土壤pH值测出来。
二价金属阳离子通常比一价金属离子对降低土壤pH值的影响大。
条施肥使条带中及条带周边可溶性盐浓度很高。
这将进一步使铝、铁和锰进入土壤溶液,通过水解降低土壤pH值。
条施肥量高对该条带土壤pH值的影响相当可观,对临界pH值的土壤,进一步酸化对植物生长可能有害。
(五)二氧化碳近中性或含相当数量碳酸盐或重碳酸盐土壤的pH值在很大程度上受土壤空气二氧化碳分压的影响。
含游离碳酸钙并与地表正常大气压下二氧化碳平衡的土壤,其pH值为8.5。
如果这种土壤空气的二氧化碳分压升到0.02个大气压,土壤pH值将降至约7.5。
有机残体分解产生的二氧化碳与水结合形成碳酸。
这种弱酸解离产生H+和HCO3-,成为又一个为土壤酸化提供H+的来源。
根代谢活动也是个二氧化碳来源。
二、影响土壤酸度的因素土壤酸度在作物生产系统中主要受以下因素影响:①化肥,特别是施用硝化过程中产生H+离子的铵态氮肥;②作物移取盐基阳离子,包括交换H+的钙、镁、钾和钠离子;③先由H+,继而又被Al3+取代的盐基阳离子遭受淋失;④有机残体分解。