第3章土壤的基本性状-2化学性质

的酸性。
酸性硫酸盐土 (海南岛三江东塞港）
3、交换性酸度与水解性酸度
交换性酸度：用过量的中性盐溶液与土壤作用。
水解性酸度：用碱性盐(醋酸盐)溶液与土壤作用。用 水解性酸度来确定石灰施用量。
三、土壤碱度 土壤碱性的来源：主要是钙、镁、钠的碳酸盐和 重碳酸盐，以及胶体表面吸附的交换性钠。 碳酸钙水解
Mg2+
Ca2+ H+
2
2 1
24.32
40.08 1.008
0.078
0.106 -
1.330
1.000 -
3
2 1
二、阳离子交换量
1 、概念：指在 pH7.0 时，土壤可能吸附的阳离
子最大量。单位为cmol/kg (厘摩尔/千克）。
2、矿物的阳离子交换量 3、土壤的阳离子交换量
土壤胶体的阳离子交换量（cmol/kg） 土壤胶体种类 腐殖质 蛭石 阳离子交换量 100-300 80-150
红壤（江西）
赤红壤（广东） 砖红壤（海南）
22.0
12.0 5.2
高岭石，伴有水云母、蛭石
高岭石，伴有水云母 高岭石，伴有三水铝石
CEC直接反映了土壤的保肥、供肥性能和缓冲能力。 > 20 cmol/kg的为保肥力强的土壤； 20-10 cmol/kg 的为保肥中等的土壤； < 10 cmol/kg的为保肥力弱的土壤。
2、影响植物病害：病原菌对pH有一定要求 马铃薯（ pH5.0~5.5 ）的疮痂病在 pH>6.5 时发 生，控制土壤pH可防病 树木苗圃立枯病（要保持土壤酸性）
六、土壤pH值的测定 1、酸碱混合指示剂(野外) 2、pH计(室内)：玻璃-甘汞电极
水土比
CO2影响
某红壤的pH为5.0，耕层土壤为225万kg/hm2，土壤含水量为
蒙脱石
水云母 高岭石
60-100
25-40 3-15
含水氧化物
0-3
不同粘粒矿物组成的土壤胶体的阳离子交换量
土壤类型 交换量 （cmol/kg） 主要粘粒矿物
暗粟钙土（内蒙）
白浆土（黑江） 褐土（北京） 黄棕壤（江西）
66.3
49.2 55.9 41.4
蒙脱石，伴有水云母、蛭石
水云母，伴有蒙脱石 水云母，伴有蛭石、高岭石 水云母，伴有高岭石、蒙脱石
pH6-7，P有效性最高
酸性土中K、Ca、Mg由于淋失而缺乏
极度强酸性土中Al、Fe、Mn毒害 微量元素B中性有效性高； Mo强酸性下有效 性低；Cu、Zn酸性下有效性高
2、影响土壤的带电性→CEC→保肥性 3、影响土壤物理性质 酸性：H质土， H+、Al3+多，Ca2+少，粘重 板结，透气不良 碱性： Na质土，渍水呈稀泥，干时僵板，通 气不良
6.0~7.5
6.0~8.0
水稻、大麦、红三叶、结球甘蓝、菠菜、菊花、 紫丁香、侧柏、狗尾草
棉花、油菜、豌豆、甘蔗、甜菜、向日葵、紫 苜蓿、花椰菜、南瓜、芦笋、天竺葵、苹果、 樱桃、桃、梨、核桃、杏、桑、白杨、洋槐、 野芥菜 高粱
6.0~8.5
指示植物：对土壤pH有特别要求的植物。
喜酸植物：杜鹃花、兰花、茶、马铃薯、马尾松、 西瓜等。 喜碱植物：大豆、花椰菜、大麦、苹果、玉米、苜 蓿等。
六、土壤酸碱性与植物生长的关系
1、植物有其适宜生长的土壤pH范围：大多数作物、 蔬菜、果树要求pH6~8。
植物最适生长的土壤pH范围
最适土壤 pH值范围 植物种类
4.0~5.0
4.5~5.5 5.0~5.5 5.0~6.0 5.0~6.5 5.0~7.0 5.0~7.5 5.5~6.5
兰花、高灌木越桔、泥炭藓（pH3.5~5.0）、 黑云杉 杜鹃花、白雪松、石松 茶、马铃薯、马尾松
碳酸钠水解
交换性钠水解
四、影响土壤酸碱性的因素
气候：淋溶与蒸发
母质：
植被：
地形：
人为活动：施肥 水旱轮作 酸雨
五、土壤酸碱性与土壤肥力关系 1、影响土壤养分的有效性和污染元素的溶解 微生物在 pH 中性附近最旺盛，养分在中性附近有 效性最大（如N、S等) pH影响养分沉淀溶解
五、土壤酸碱性与土壤肥力关系
则需中和的活性酸为：4.5-0.045=4.455molH+/hm2
如以CaO中和：需要量为4.455×56/2=124.74g
中和潜性酸：2250000×10×10-2× (1-0.6)=90000molH+/hm2
90000×56/2=2520000g=252kg/hm2
第五节 土壤氧化还原反应 一、土壤中的氧化还原体系
般在4-9的范围内。
表4-10 土壤酸碱度分级 pH
> 4.5 4.5-5.5 5.5-6.0
酸碱度分级
极强酸性 强酸性 酸 性
pH值
6.5-7.5 7.5-8.0 8.0-8.5
酸碱度分级
中 性 微碱性 碱 性
6.0-6.5
微酸性
> 8.5
强碱性
2、潜性酸：指土壤胶体上吸附的H+和Al3+等离子引起
第五节 离子交换
一、阳离子交换
1 、概念： 土壤中被胶体静电吸附的阳离子，一般可
被溶液中另一种阳离子交换而从胶体表面解吸，这种
反应被称之为阳离子交换。能相互交换的阳离子叫做
交换性阳离子。
2、规律： （ 1 ）阳离子交换是可逆反应，反应一般快速进行 (外表面)。 （2）同号离子的等摩尔交换。
（3）土壤交换作用视阳离子交换能力大小和离子浓
第四节 土壤酸碱性
一、土壤酸化过程 土壤中 H+ 来源：水的解离；碳酸解离；有机酸的解 离；酸雨；其它无机酸（施用的生理酸性肥料 —— KCl、NH4Cl、(NH4)2SO4、过磷酸钙；农药等） 土壤中铝的活化：晶格破坏
二、土壤酸度类型
1、活性酸：由土壤溶液中H+引起的，一般用pH值来
表示溶液中H+的浓度（土壤酸碱度）。土壤pH值一
20%，CEC为10cmol/kg土，盐基饱和度为60%，试计算达到 pH=7时，中和活性酸和潜性酸的石灰需要量。 解：中和活性酸pH=5.0，土壤溶液中H+为10-5mol/kg,则每公顷 耕层土壤含H+为：2250000×20%×10-5=4.5molH+/hm2
pH=7，含H+为：2250000×20%×10-7=0.045molH+/hm2
三、影响氧化还原的因素
土壤通气性；
微生物活动；
易分解有机质的含量； 土壤的pH：⊿pH/⊿Eh=-59mV
植物根系的代谢作用。
几种作物根域土壤Eh(mV)
冬小麦
根域内 根域外 376 421
甜菜
393 468
三叶草
315 375
水稻
250 -30
四、土壤氧化还状况对土壤肥力的影响 主要影响土壤中变价元素的有效性(Fe/Mn/S等)。 N素： Eh<220mV，以铵态氮为主，适合水稻作物吸收， 但易硝化造成氮素的损失； Eh>480mV，以硝态氮为主，适合旱作作物吸收。 P素： 低Eh条件下有利于磷素的提高。原因：
O、Mn、Fe、N、S、H和有机C；
土壤中主要的氧化剂为O，主要的还原剂为有机碳。 特点：
无机体系与有机体系；
很大程度上有生物的参与；
不均匀的多相体系。
二、氧化还原电位(Eh)
Eh越大，氧化强度越大； 土壤Eh一般为-450~720mV; 旱地土壤为400~700mV； Eh越小，还原强度越大。 水田为-200~300mV。
4、影响因素
土壤质地
胶体数量与类型 土壤pH
三、盐基饱和度
1、土壤阳离子分类：盐基离子和致酸离子 2、土壤盐基饱和度概念：土壤胶体上吸附的盐基 离子总量占阳离子交换量的百分数。
交换性盐基离子总量 X 100 盐基饱和度 = 阳离子交换量
• eg. 测得某种土壤的CEC为50(+)cmol/kg，交换性 盐离子Ca2+、Mg2+、K+、Na+的含量分别为10、5、 10、5 cmol(+)/kg。该土壤的盐基饱和度为多小？ 解：该土壤的盐基饱和度（%）= （10+5+10+5） /50 = 0.6 = 60% 盐基饱和度大于等于80%的土壤，一般认为是很肥沃 的土壤；50%-80%为中等肥力土壤；小于50%为肥力 低的土壤。
度而定。
3、影响阳离子交换力的因素：
（ 1 ）电荷多少。 Fe3+ > Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > NH4+ > Na+ （2）离子半径及水化半径。 （3）离子浓度。
表4-2 离子价、离子半径、水化程度与交换力
离子 Na+ NH4+ K+ 价数 1 1 1 原子量 23.00 18.01 39.10 离子半径 未水化 0.093 0.143 0.133 水化 0.790 0.537 0.532 6 5 4 交换力顺序
红薯、菠萝、板栗、油桐、草夹竹桃、美洲 冬青、冷杉、云杉、铁杉、红松、火炬松 荞麦、草莓、山毛榉、欧洲落叶松 黑麦、花生、亚麻、紫云英、柑桔 燕麦、栎 萝卜、辣椒
5.5~7.0 5.5~7.5 6.0~7.0
蚕豆、虹豆、胡萝卜、黄瓜、白三叶、秋海棠、 蒲化英、菟丝子 玉米、小麦、烟草、蕃茄
大豆、西瓜、甘蓝、芹菜、莴苣、洋葱、苕子、 东方百合、非洲紫罗兰、银杏、槐、花旗松
3、交换性离子的饱和度：土壤胶体上某种交换离 子占整个阳离子交换量的百分数。 交换性离子的有效度