土壤的主要化学性质
土壤名词解释
土壤名词解释土壤是指地壳的表层，包括一个或几个不同的土壤层，由岩石、有机物、水、空气以及生物所组成。
它是地球上生命存在和发展的重要基础，对农业生产、环境保护、水资源的调节等方面都起着至关重要的作用。
一、土壤的形成土壤的形成受到地质、气候、生物、母质和时间等多种因素的影响。
地质因素主要包括地壳构造、岩石性质和岩石的物化特性；气候因素包括降水、气温、日照、风速等；生物因素包括植物、动物和微生物的活动；母质是土壤形成的原始物质，可以是岩石、风化产物或者沉积物；而时间因素是土壤形成的一个过程，它以百年甚至千百年为单位。
二、土壤的主要物理性质土壤的物理性质主要包括质地、容重、孔隙度、持水量、透水性等。
质地是指土壤颗粒的大小和相对含量，通常分为粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾石等几个级别；容重是指单位体积土壤的质量，它反映了土壤颗粒紧密程度的高低；孔隙度是指土壤中各种孔隙的总体积占整个土壤体积的百分比；持水量是指土壤在饱和状态下所含水分的百分比；透水性是指土壤中水分的渗透速度。
三、土壤的主要化学性质土壤的化学性质包括pH值、有机质、养分含量、CEC值等。
pH值是衡量土壤酸碱性的指标，影响着土壤中养分的有效性和作物的生长发育；有机质是指土壤中的有机物质含量，对土壤的肥力和结构起着重要作用；养分含量包括氮、磷、钾等主要营养元素，它们是作物生长所必需的；CEC值是土壤中阳离子吸附能力的强弱的综合指标，它决定了土壤中养分的供应能力。
四、土壤的生物性质土壤的生物性质主要包括土壤微生物、土壤动物和土壤植物等。
土壤微生物是土壤中最丰富的生物群体，它们能分解有机物质、分解养分、控制病原微生物的繁殖等；土壤动物包括蠕虫、昆虫、螨类等，它们对改善土壤结构、增加土壤通气性、增加土壤肥力等方面有着重要作用；土壤植物包括草本植物和木本植物，它们通过根系生命周期、分解有机质、吸收养分等方式参与土壤养分循环和生态系统的建立。
综上所述，土壤是地球上一种复杂的自然资源，它由岩石、有机物、水、空气和生物等构成，对人类的农业生产、环境保护和生态平衡具有重要的意义。
第三章土壤化学性质
(二)胶体带有电荷 1,胶体带电的原因 土壤胶体表面带有电荷是其最重要的胶体化学特性. 土壤胶体表面带有电荷是其最重要的胶体化学特性. 造成胶体带电的原因主要有以下三种: 造成胶体带电的原因主要有以下三种: (1)同晶代换 (2)断键 (3)表面分子的解离 土壤胶体能解离出H 而带负电的胶体称为酸胶基 土壤胶体能解离出H+,而带负电的胶体称为酸胶基 或负胶体; 或负胶体; 能解离出OH 胶体称为碱胶基或正胶体 碱胶基或正胶体, 能解离出OH-而带正电的 胶体称为碱胶基或正胶体, 能解离出H 也能解离出OH 的则称为两性胶体 两性胶体. 能解离出H+也能解离出OH-的则称为两性胶体.
以上顺序中H 的情况是特殊的,可能与它半径小, 以上顺序中H+的情况是特殊的,可能与它半径小, 电场强度大有关. 电场强度大有关. 电解质的浓度影响凝聚作用,随着浓度的加大,其 电解质的浓度影响凝聚作用,随着浓度的加大, 凝聚作用也增强. 凝聚作用也增强. 胶体凝聚有可逆的也有不可逆的. 胶体凝聚有可逆的也有不可逆的. 由等浓度的一价阳离子凝聚形成的凝胶,如反复用 由等浓度的一价阳离子凝聚形成的凝胶, 水淋洗,凝胶可再分散形成溶胶,这叫做可逆凝聚 可逆凝聚. 水淋洗,凝胶可再分散形成溶胶,这叫做可逆凝聚. 由二价以上的阳离子凝聚形成的凝胶, 由二价以上的阳离子凝聚形成的凝胶,很难或不能 再变成溶胶的凝聚称为不可逆凝聚 不可逆凝聚. 再变成溶胶的凝聚称为不可逆凝聚. 土壤胶体所处的状态直接影响土壤的物理性质, 土壤胶体所处的状态直接影响土壤的物理性质,进 而影响土壤的肥力状况.一些农业技术措施, 而影响土壤的肥力状况.一些农业技术措施,如施 中耕,浇水, 肥,中耕,浇水,烤田等都可使土壤中的电解质发 生变化,从而使胶体的状态发生改变, 生变化,从而使胶体的状态发生改变,或局部发生 改变,尤其是施用钙质肥料, 改变,尤其是施用钙质肥料,由促进土壤形成不可 逆凝聚的显著作用. 逆凝聚的显著作用.
深刻认识土壤的主要特性
缺一不可。
1.土壤化学性 化学性是指与pH、EC、CEC等有关的化学性质的因素。
（1）pH值 化学上的中性定为pH值＝7，但植物的化学中性定为pH值＝6.5，大多数植物在pH值＝6.5时生育状态最好。
水稻幼苗特殊，适宜土壤pH值＝4.5～5.5的育苗床。
pH值的调整主要靠肥料来进行，所以肥料可分为碱性肥料和酸性肥料，即使在作物生长过程中也必须经常注意这点。
使用酸性肥料，促进了氢离子的蓄积，会使土壤酸化，反之多用碱性肥料则会使土壤碱性化。
（2）CEC（盐基代换能） 盐基代换能，亦称阳离子交换量（CEC），是构成地力的诸多因素中最为重要的指标。
所谓CEC，就是指土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量，其量越多，就说明它对正离子肥料的吸附能力越强。
由此可知，CEC的大发酵堆制有机肥的中性腐殖质的CEC为600）。
因此，CEC大些是很重要的，一般是25～30。
（3）EC（电导率） 电导率过高时，会降低作物对营养的吸收。
降低过多，会使作物因营养不足而生长发育不良，与此关系密切的重要因素是硝酸态的氮。
我国建国后至今，土壤CEC 、EC等基础工作尚未完成，这就导致了我国化肥的施用依然停留在以作物为中心的盲目施肥阶段，应该加速转移到以土壤为中心的施肥阶段，才能把化肥用量真正减下来。
2.土壤物理性 土壤的透气性、透水性是土壤的物理性质，对作物吸收养分和生长发育有很大影响。
土壤中的氧含量决定着作物根系的呼吸能力和对养分的选择吸收能力。
在通气性差、氧含量不足的土壤中，作物根系的选择吸收能力受到阻碍，容易引起施肥障碍。
在水田土壤中，由于21灌溉水阻碍土壤空气的流通，所以土壤表现缺氧。
在土壤中，作物根系是依靠呼吸作用（氧化）而生存下来的，吸收养分也靠呼吸作用。
如果在淹水条件下，土壤中的空气流通受到阻碍，作物的根系会因窒息而死亡。
即使没有窒息，也影响作物对硅、钾、氨、锰、钙等元素的吸收，尤其是对硅和钾的吸收影响最严重，对磷的吸收反而增加。
土壤的性质
土壤的氧化还原性
土壤的氧化还原能力的大小可以用土壤的氧化还原电位（Eh) 来衡量，其值是以氧化态物质与还原性物质的相对浓度比为 依据的。 影响Eh大小的因素：土壤的通气性、微生物活性、易分解有 机质的含量、根系的代谢作用、土壤的PH等 土壤中的氧是主要的氧化剂，通气性好、水分含量低的Eh较高， 为氧化性环境-----Eh为400—700mV 淹水土壤的电位较低，为还原性环境-----Eh为-200—300mV
土壤的性质
第十组：杨楠 组长：娄昀璟
一、土壤的化学性质
1.土壤的吸附性
土壤中两个最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生 物，他们对污染物在土壤中的迁移、转化有重要的作 用。
（1）土壤胶体的性质
胶体体系
粒子：即胶粒或分散相 粒子大小在一维方向上至少为30~10000Å
介质：即分散介质或连续相
土壤胶体（soil colloid)具有巨大的比表面积和表面能
根据测定潜性酸度所用的提取液，可以把潜性酸度分为 代换性酸度和水解酸度。 代换性酸度：用过量中性盐(如NaCl或KCl)溶液淋洗土 壤，溶液中金属离子与土壤中H+和Al3+ 发生离子交换 作用，而表现出的酸度。
土壤胶体−H+ + KCl←→土壤胶体−K+ + HCl R -COOH + KCl←→R -COOK + H+ + Cl-
阳离子交换吸附
土壤胶体
Na+
Na+
+Ca2+
土壤胶体=Ca2++2Na+
影响因素： 1.土壤溶液中阳离子价位越高，其与土壤胶体的亲和力越 强，阳离子交换能力越强 2.离子半径越大，水合离子半径越小，交换能力越强
第六章土壤化学性质
（四）土壤碱度和碱化度 土壤中Na2CO3和NaHCO3含量叫做土壤碱度（单 位cmol/kg土），常用于地下水。 土壤碱化度—土壤中交换性钠离子占 阳离子交换量的百分数叫做土壤碱化度。
碱化度（%）= 交 换 性 钠 （ cm o l/k g ± ） 阳 离 子 交 换 量 (cm o l/k g ± ) × 100
二、土壤的氧化还原电位
☻ (一)概念
由于溶液氧化态物质和还原态物质 的浓度关系而产生的电位，称为氧化还 原电位(Eh)，单位为mv。
在土壤里普遍存在着各种氧化还原反应，氧化还 原过程在土壤中具有十分重要的地位，氧化反应和还原 反应的实质是电子转移，氧化还原反应的电极反应可表 示如下：
氧化态 ＋ ne ==== 还原态
土壤有机胶
主要是腐殖质及其各种组分 少量的蛋白质或氨基酸 多肽，多糖类化合物
土壤有机矿质复合体
3.土壤胶体的构造
土壤胶体是一种分散系统。土 壤胶体分散系统由胶体微粒（分散 相）和微粒间溶液（分散介质）两 大部分构成。
土壤胶体颗粒的构造
胶核 土壤胶团 定位离子层（内层） 双电层 补偿离 子层 非活性层 扩散层
在强酸性土壤中，游离的Al3+对碱有缓冲作用，这
是由于Al3+结合的六个水分子能解离出2个H＋以中和土 壤溶液和增加的OH-,而本身形成复合铝离子的结果。 反应式如下： 2[Al(H2O)6]3++2OH- → Al2(OH)2(H2O)5]4++4H2O 当pH>5时，复合铝离子及游离Al3+开始互相结合，成为
（三）影响土壤物化性质
酸性土壤和碱性土壤的物理性质都很差
（四）主要木本植物适宜pH值范围
土壤基本特点
土壤基本特点土壤是地球表面由岩石风化形成的一种自然资源，它是生物生存和发展的基础。
土壤基本特点主要包括物理性质、化学性质和生物学性质。
一、物理性质：1.质地：土壤的质地是指土壤中颗粒的大小和组成。
根据颗粒大小，土壤可分为砂壤、壤土和粉砂壤三种类型。
砂壤颗粒较大，通气性好，但保水能力较差；壤土颗粒适中，保水性和肥力较好；粉砂壤颗粒较小，保水性好，但通气性较差。
2.结构：土壤的结构是指土壤颗粒的排列方式和组合形式。
土壤结构对土壤的透水性、透气性、保水性和肥力等有着重要影响。
常见的土壤结构有块状结构、柱状结构、板状结构等。
3.密度：土壤的密度是指单位体积土壤的质量。
土壤密度越大，说明土壤颗粒之间的空隙越小，通气性和透水性越差。
土壤密度的大小对作物的根系发育和生长有直接影响。
4.湿度：土壤湿度是指土壤中水分的含量。
土壤湿度对植物生长和发育具有重要影响，过多的湿度会导致土壤缺氧，过少的湿度则会造成干旱。
二、化学性质：1.酸碱性：土壤的酸碱性是指土壤中酸性或碱性物质的含量。
酸性土壤一般含有较多的酸性离子，如氢离子、铝离子等；碱性土壤则含有较多的碱性离子，如氢氧根离子、钙离子等。
土壤的酸碱性对植物的吸收和利用养分有重要影响。
2.肥力：土壤的肥力是指土壤中养分的含量和可利用性。
肥沃的土壤富含有机质和各种养分，适宜植物生长。
贫瘠的土壤养分含量较低，不利于植物的生长发育。
3.氧化还原性：土壤的氧化还原性是指土壤中氧气和水的存在状态。
氧化还原性对土壤中微生物的生长和活动有重要影响，也能影响土壤中有机物和无机物的转化过程。
三、生物学性质：1.土壤微生物：土壤中存在着大量的微生物，如细菌、真菌、放线菌等。
这些微生物对土壤有机物的分解和养分的循环有重要作用，也能促进土壤的结构形成和改良。
2.土壤动物：土壤中常见的动物有蚯蚓、蚂蚁、蜈蚣、蟹类等。
土壤动物通过活动和排泄物可以改善土壤结构和通气性，促进土壤的肥力和养分循环。
3.植物：土壤是植物生长和发育的基质，植物的根系通过土壤吸收水分和养分。
土壤的物理化学性质
土壤的物理化学性质壤是发育于地球陆地表面具有生物活性和孔隙结构的介质，是地球陆地表面的脆弱薄层土壤是各种陆地地形条件下的岩石风化物经过生物、气候诸自然要素的综合作用以及人类生产活动的影响而发生发展起来的。
接下来店铺为你整理了土壤的物理化学性质，一起来看看吧。
土壤的物理性质(1)土壤质地和结构土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，其中固体颗粒是组成土壤的物质基础，约占土壤总重量的85%以上。
根据固体颗粒的大小，可以把土粒分为以下几级：粗砂(直径2.0~0.2mm)、细砂(0.2~0.02mm)、粉砂(0.02~0.002mm)和粘粒(0.002mm以下)。
这些大小不同的固体颗粒的组合百分比称为土壤质地。
土壤质地可分为砂土、壤土和粘土三大类。
砂土类土壤以粗砂和细砂为主、粉砂和粘粒比重小，土壤粘性小、孔隙多，通气透水性强，蓄水和保肥性能差，易干旱。
粘土类土壤以粉砂和粘粒为主，质地粘重，结构致密，保水保肥能力强，但孔隙小，通气透水性能差，湿时粘、干时硬。
壤土类土壤质地比较均匀，其中砂粒、粉砂和粘粒所占比重大致相等，既不松又不粘，通气透水性能好，并具一定的保水保肥能力，是比较理想的农作土壤。
土壤结构是指固体颗粒的排列方式、孔隙和团聚体的数量、大小及其稳定度。
它可分为微团粒结构(直径小于0.25mm)、团粒结构(0.25~10mm)和比团粒结构更大的各种结构。
团粒结构是土壤中的腐殖质把矿质土粒粘结成0.25~10mm直径的小团块，具有泡水不散的水稳性特点。
具有团粒结构的土壤是结构良好的土壤，它能协调土壤中水分、空气和营养物质之间的关系，统一保肥和供肥的矛盾，有利于根系活动及吸取水分和养分，为植物的生长发育提供良好的条件。
无结构或结构不良的土壤，土体坚实，通气透水性差，土壤中微生物和动物的活动受抑制，土壤肥力差，不利于植物根系扎根和生长。
土壤质地和结构与土壤的水分、空气和温度状况有密切的关系。
(2)土壤水分土壤水分能直接被植物根系所吸收。
第3章 土壤化学性质
教学内容
3.1土壤离子交换吸附性能 3.2土壤酸碱性 3.3土壤缓冲性
3.1土壤离子交换吸收性能
主要内容： 3.1.1土壤吸收性能； 3.1.2土壤阳离子交换吸收； 3.1.3土壤阴离子吸收
3.1.1土壤吸收性能
土壤吸收性能是指土壤能吸收和保留土壤溶液中的分子和离子，悬液中的
3、化学吸附性
化学吸收性(chemical absorption performance)是指易溶性盐在土壤中转变为难
溶性盐而沉淀保存在土壤中的过程。
这一过程是以纯化学反应为基础的，称为化学吸收，比如可溶性的磷酸盐， 在土壤中与Ca2+ 、Mg2+、Fe2+、Al3+等，发生化学反应生成难溶性的磷
(3)、符合质量作用定律：根据这一原理，可以通过改变某一反
应物（或产物）的浓度达到改变产物（或反应物）浓度的目的。
2、 阳离子交换能力
（1）阳离子交换能力是指一种阳离子将胶体上 另一种阳离子交换出来有能力。 各种阳离子交换能力大小的顺序为： Fe3+ > Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > NH4+ > K+ > Na+
土壤机械吸收性能的大小主要取决于土壤的孔隙状况。阻留在 土层中的物质可被土壤转化利用，起到保肥的作用，其保留的
养分易被作物吸收利用。
3.1.1土壤吸收性能
2、物理吸收性(physical absorption performance)是指土壤对分子态物质的
保持能力。由于土壤的细粒部分具有巨大的表面积和表面能，
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土壤的主要化学性质
教学目的：使学生学习掌握土壤的酸碱性、土壤的氧化还原性及土壤的缓冲作用，能应用基本原理初步分析解释环境问题。
教学重点：土壤的酸碱性和氧化还原性
教学手段：幻灯
教学过程：
导入：以实际土壤环境研究中，元素的赋存状态研究及元素的不同价态的毒性研究导入内容
一、土壤的酸碱性
土壤的酸碱性由土壤溶液中游离的H+或OH-显示出来。
1、土壤的活性酸
土壤溶液中存在的氢离子的浓度直接表现出来的酸度。
2、土壤的潜在酸（储备酸）
土壤固相（主要是土壤胶体）吸附的H+离子及Al3+离子水解所产生的酸度。
3、土壤的交换酸
用过量盐（KCl、NaCl、BaCl2等) 与土壤胶体发生交换，将H+离子及
Al3+离子交换转入溶液所表现的酸度。
4、土壤水解酸
采用弱酸强碱盐（NaAC）溶液处理土壤时，交换的H＋所表现的酸性。
一般活性酸很少，而潜在酸较大，因而土壤酸碱性主要决定于潜在酸度。
但潜在酸和活性酸共存于一个平衡系统中，两者可以互相转化。
土壤胶体－Ca2＋＋2H＋（活性酸） 土壤胶体－2H＋（潜在酸）＋Ca2＋
二、土壤的氧化还原性
土壤氧化还原性可分为：无机体系和有机体系。
无机体系包括：氧体系、铁体系、锰体系、硫体系和氢体系。
有机体系包括：不同分解程度的有机物、微生物及其代谢产物，根系分泌物，能起氧化还原反应的有机酸、酚醛和糖类等。
实例：汞及其化合物在土壤环境中的氧化还原特征
土壤的PH值和Eh值决定着汞以何种价态存在。
Hg0→Hg22＋＋Hg2+
Hg22＋→Hg2＋＋Hg0
Hg2＋→Hg0
当土壤处于还原状态（正常土壤PH值范围内，Eh值低于0.4V）更有利于汞的生成。
图1 水相汞的稳定场（25℃，105Pa）图2 镉的PH－Eh图镉在土壤中的形态与迁移转化（图2）
三、土壤的缓冲作用
狭义的土壤缓冲性：是指土壤对少量的酸碱物质的抵抗能力。
广义的土壤缓冲性：包括土壤Eh的缓冲性以及对各种外来污染物的缓冲性。
土壤的酸碱缓冲作用原理：
胶粒-M + HCl ⇔胶粒-H + MCl
1、土壤的酸碱缓冲体系：
（1）碳酸盐体系
CaCO3 + H2O + CO2⇔ Ca2+ + 2HCO3-
（2）硅酸盐体系
Mg2SiO4 + 4H+⇔ Mg2+ + Si(OH)4
（3）交换性阳离子体系
土壤胶体上吸附的各种盐基离子，能对土壤H+ 离子（酸性物质）起缓冲作用。
（4）铝体系
pH<4 时，Al3+以Al(OH2)63+形式存在，可以中和2OH- 。
2Al(OH2)63+ + 2OH-⇔Al2(OH)2(H2O)84+ + 4H2O
4Al(OH2)63+ + 6OH-⇔[Al4(OH)6(OH2)126+ + 12H2O
pH>5 时，Al3+形成Al(OH)3沉淀，失去中和能力。
（5）有机酸体系
土壤腐殖酸、胡敏酸和富里酸，含有羧基、羟基等功能团。
对酸碱后
具有缓冲作用。
2、土壤的酸碱缓冲容量：
使单位土壤改变一个单位pH所需要的酸或碱量，是土壤酸碱缓冲能力强弱的指标。
土壤氧化还原缓冲性是指当少量的氧化剂或还原剂加入土壤后，其氧化还原电位不会发生剧烈变化，即土壤所具有抗衡Eh变化的能力。
图3 施石灰使土壤PH为6.0，缓冲容
量低（A）和高（B）的土壤滴定曲线
小结。