土壤的氧化还原性PPT课件
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9 土壤水、气、热的调节§1 土壤水的调节① 控制地表径流,增加土壤水分入渗② 减少土壤水分蒸发③ 合理灌溉④ 提高土壤水分对作物的有效性⑤ 多余水的排除§2 土壤空气调节改善土壤结构,增大土壤孔隙度;通过调节水分,控制通气状况。
§3 土壤温度调节1)合理耕作与施用有机肥2)以水调温3)覆盖与遮荫Chap. 10 土壤氧化还原性质§1 土壤氧化还原体系§2 土壤氧化还原电位土壤氧化还原电位可用下式表示:E0为标准氧化还原电位(化学手册中可查到)n为反应中电子转移数用0.059时,单位为v,用59时为mv土壤氧化还原状况分级(表2-21)旱地土壤的Eh值多在400~700mV之间,大于700mV,表明土壤通气过强; Eh 值低于200mV,则土壤通气不良。
水田土壤的Eh值变化较大,正常值低于200~300mV,长期积水的水稻土可降至100mV甚至下降到负值。
一般水稻适宜在轻度还原条件(180-300mV)下生长。
水田土壤的Eh值低于180mV或100mV,将使土壤中Fe2+、Mn2+的浓度升高,导致水稻Fe、Mn中毒。
Eh降至负值时,会产生有机酸和H2S。
Eh <-100mV时,硫化物与亚铁生成硫化铁沉淀,使水稻产生黑根。
土壤养分的转化也与Eh值有密切的关系。
N的转化(硝化、反硝化)Fe的有效性P的有效性等Chap. 11 土壤孔性§1 土壤孔性的概念土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的空隙叫做土壤孔隙。
土壤孔性包括孔隙度(孔隙的数量)和孔隙类型(孔隙的大小及其比例),前者决定着土壤气、液两相的总量,后者决定着气、液两相的比例。
§2 土壤孔隙度土壤孔隙度是单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。
它表示土壤中各种大小孔隙度的总和。
一般是通过土壤容重和土壤密度来计算。
土壤孔隙度= [1- (容重)/相对密度] ×100%土壤孔隙度=[孔隙容积/土壤容积] ×100%=[(土壤容积-土粒容积)/土壤容积] ×100%=[1-(土粒容积/土壤容积)] ×100%= [1-(土粒重量/土粒密度)/(土壤重量/容重)] ×100%= (1-容重/土粒密度)×100%土粒密度:单位容积(无粒间孔隙)的固体土粒的干重。
第10章土壤氧化还原反应10.1基本概念 (1)10.2土壤物质的氧化还原过程 (6)10.3土壤氧化还原状况的生态影响及其调节 (13)[本章提要]土壤中的许多化学和生物化学反应都具有氧化还原特征,因此氧化还原反应是发生在土壤(尤其土壤溶液)中的普遍现象,也是土壤的重要化学性质。
氧化还原作用始终存在于岩石风化和土壤形成发育过程中,对土壤物质的剖面迁移,土壤微生物活性和有机质转化,养分转化及生物有效性,渍水土壤中有毒物质的形成和积累,以及污染土壤中污染物质的转化与迁移等都有深刻影响。
在农林业生产、湿地管理、环境保护等工作中,往往要用到土壤氧化还原反应的有关知识。
10.1基本概念10.1.1氧化还原体系土壤中有多种氧化物质和还原物质共存,氧化还原反应就发生在这些物质之间。
氧化反应实质上是失去电子的反应,还原反应则是得到电子的反应。
实际上,氧化反应和还原反应是同时进行的,属于一个反应过程的两个方面。
电子受体(氧化剂)接受电子后,从氧化态转变为还原态;电子供体(还原剂)供出电子后,则从还原态转变为氧化态。
因此,氧化还原反应的通式可表示为氧化态 + ne还原态(10—1)土壤中存在着多种有机和无机的氧化还原物质(氧化剂和还原剂),在不同条件下他们参与氧化还原过程的情况也不相同。
参加土壤氧化还原反应的物质,除了土壤空气和土壤溶液中的氧以外,还有许多具可变价态的元素,包括C、N、S、Fe、Mn、Cu等;在污染土壤中还可能有As、Se、Cr、Hg、Pb等。
种类繁多的氧化还原物质构成了不同的氧化还原体系(redox system)。
土壤中主要的氧化还原体系如表10—1。
表10—1 土壤中主要的氧化还原体系10.1.2氧化还原指标10.1.2.1强度指标 1、氧化还原电位(Eh )氧化还原电位(redox potential )是长期惯用的氧化还原强度指标,它可以被理解为物质(原子、离子、分子)提供或接受电子的趋向或能力。
第九章土壤酸碱性和氧化还原反应土壤H+的来源:1水的解离2碳酸解离3有机酸解离4酸雨5其他无机酸:如硝化细菌活动产生硝酸6土壤中铝的活化:H+进入土壤中吸收复合体后,随着阳离子交换作用的进行,土壤盐基饱和度逐渐下降,而氢饱和度渐渐提高。
当土壤有机矿质复合体或铝酸盐粘粒矿物表面吸附的H+超过一定限度时,这些胶粒的晶体结构就会遭到破坏,有些铝八面体被解体,使铝离子脱离了八面体晶格的束缚,变成活性铝离子,被吸附在带负电荷的粘粒表面,转变为交换性Al3+,铝离子与水分解的OH-结合形成羟基铝离子,土壤溶液中的氢离子增加。
活性酸:指的是与土壤固相处于平衡状态的土壤溶液中的H+潜性酸:指吸附在土壤胶体表面的交换性致酸离子(H+和Al3+),交换性氢离子和铝离子只有转移的溶液中,转变成溶液中的氢离子时,才显示酸性,故称为潜性酸。
土壤潜性酸是活性酸的主要后备来源,它们处于动态平衡之中,属于一个体系中的两种酸。
土壤碱性的成因:形成碱性反应的主要机理是碱性物质的水解1碳酸钙水解2碳酸钠水解:碳酸钠在水中能发生碱性水解,使土壤呈强碱性反应。
3交换性钠的水解:交换性钠水解呈强碱反应,是碱化土的重要特征。
影响土壤碱化的因素:1气候因素:土壤具有明显的季节性积盐和脱盐频繁交替的特点2生物因素3母质影响:母质是碱性物质的来源,风化体含较多的碱性成分。
注:从六大成土因素来回答:影响土壤酸碱性的因素:1气候影响: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,土壤多呈现碱性。
2母质影响3自然植被:一些耐盐、耐碱植物会选择性的富集盐基离子,其残体分解后会促进土壤碱性的发展。
4地形:地形高土壤盐基淋失较强烈,pH可能较低。
低洼处土壤多接受盐基的淀积,pH可能较高。
5人类耕作活动6盐基饱和度:一定范围内,盐基饱和度越高,pH越高7氧化还原条件土壤酸度的强度指标土壤pH:土壤溶液中氢离子浓度的负对数石灰位:将氢离子和钙离子数量联系起来。