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土壤酸碱性和氧化还原反应森林土壤

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第五章2土壤酸碱性和氧化还原反应

第五章2土壤酸碱性和氧化还原反应
我国则以碱化层的碱化度>30%,表层含盐量<0.5%和pH
值>9.0定为碱土(alkaline soil) 。而将土壤碱化度为5
－10Байду номын сангаас定为轻度碱化土壤，10－15％为中度碱化土壤， 15－20％为强碱化土壤。
三、影响土壤pH值的因素
（一）土壤胶体类型和性质对pH值的影响 1．土壤胶体的极限pH值
第五章 土壤酸碱性和氧化还原反应(二)
教学目标
•理解土壤酸碱性的内涵、类型 •了解土壤酸碱性的分级、成因 •学习土壤酸碱性的定量测定与表示 •掌握酸性土壤、碱性土壤壤的改良与治理方法 •了解土壤氧化还原的机理 •明白土壤氧化还原作用对土壤肥力的影响。
土壤酸碱性和氧化还原性的重要性
1. 土壤溶液的两项极为重要的化学性质 2. 既与土壤溶液的组成密切相关，又与土壤固相和 气相紧紧相连 3. 随着自然条件的变化（季节性的温度、湿度等的 变化）、人为耕作措施和植物生长的变化而变化 4.对土壤肥力和植物营养有重要影响
碱化度是指土壤胶体吸附的交换性Na+占阳离子 交换量的百分率。土壤碱化度常被用来作为碱土分 类及碱化土壤改良利用的指标和依据。
碱 化 度 ＝ 阳 交 离 换 子 性 交 钠 换 量 1 0 0
当土壤碱化度达到一定程度，可溶盐含量较低时， 土壤就呈极强的碱性反应，土壤理化性质上发生恶劣
变化，称为土壤的“碱化作用”（alkalinization)。
（四）土壤氧化还原条件对pH的影响
酸性土淹水后pH升高的原因主要是由于在嫌气条件下形成 的还原性碳酸铁、锰呈碱性，溶解度较大，因之pH值升高。
硫化物（在硫化细菌的作用下）可氧化为硫酸，使土壤 pH值急剧下降
土壤酸碱性对作物生长的影响

第七章 土壤酸碱性和氧化还原反应

第七章 土壤酸碱性和氧化还原反应

第七章 土壤酸碱性和氧化还原反应
第一节 土壤的酸碱性 四、土壤的缓冲性能
1、土壤缓冲性的概念 2、土壤具有缓冲性的原因 1）土壤溶液中弱酸及其盐类的存在； 2）土壤胶体的阳离子交换作用； 3）土壤中两性物质的存在。
第七章 土壤酸碱性和氧化还原反应
第一节 土壤的酸碱性 四、土壤的缓冲性能
1、土壤缓冲性的概念 2、土壤具有缓冲性的原因 3、缓冲容量 缓冲容量：表示缓冲作用的大小。指土壤溶液改变一
2250000×20%×10-7=0.045mol H+/公顷
所以需要中和活性酸量为 4.5-0.045=4.455mol H+/公顷 若以CaO中和:其需要量124.74 克 中和潜性酸: 2250000×(10 /100)×(1- 60/100)=90000 mol H+/公顷 90000×56/2=2520000克=2520公斤/公顷
水田土壤：
排水种植旱作期间：> 500 mv
淹水期间： < 150 mv
水稻适宜生长条件： 200 － 400 mv
影响土壤氧化还原的因素 1．微生物的活动
2．易分解有机的含量
在一定的通气条件下，土壤中的易分解的有机愈 多，耗氧也愈多，其氧化还原电位就较低。
3．土壤中易氧化和还原的无机物的含量 土壤的氧化体和硝酸盐含量高时，可使Eh值下降 得较慢。
潜 性 酸 （1）交换性酸度(soil exchangeable acidity) （2）水解性酸度(soil hydrolytic acidity)
几种土壤中的交换性酸量和水解性酸量的比较
3. 活性酸和潜性酸的关系
活性酸和潜酸的总和，称为土壤总酸度。由于 它通常是用滴定法测定的，故又称之为土壤的滴定酸 度。它是土壤的酸度的容量指标。它与pH值在意义 上是不同的。

土壤酸碱反应和氧化还原反应

土壤酸碱反应和氧化还原反应

过度施用石灰的负面影响
土壤板结，结构变劣； 部分微量元素有效性降低；磷的有效性
也下降。 因此，施用石灰要适量。 影响石灰施用量的因素有：
土壤潜性酸和pH；盐基饱和度；质地； 有机质含量；石灰的种类和施用方法； 作物的要求等；
石灰需要量的估算
石灰需要量= 土壤体积*容重*CEC*（1-盐基饱和度） 单位：千克/公顷
不同作物对土壤酸碱性都有一定的要求， 这是植物长期的自然选择的结果。常见 植物对土壤pH的要求见下表：
植物适宜的pH范围
适应偏碱 性pH7-8
紫苜蓿
适应中到微 碱性pH6.57.5
苹果
适应中到微 适应偏酸性 适应酸性 酸性的pH6-7 的pH5.5-6.5 的pH5-6
蚕豆
水稻
小麦
金花菜 黄花苜蓿 碗豆
包权
人书友圈7.三端同步
土壤酸碱性的分级
强酸性 酸性 中性 碱性 强碱性
pH<5.0 pH5.0-6.5 pH6.5-7.5 pH7.5-8.5 pH>8.5
2、潜性酸
（1）概念与成因 土壤胶粒上吸附的氢离子和铝离子进
入土壤溶液后表现出来的酸度，称为潜 性酸。
在一般矿质土壤中, 由交换性铝离子产 生的酸度, 比由交换性氢离子产生的酸度 重要。红壤的交换性酸度，90%以上是 由交换性铝所引起。
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土壤(第九章)土壤酸碱性和氧化还原反应..

土壤(第九章)土壤酸碱性和氧化还原反应..

土壤碱化度分级：
ESP 5%~10% 10%~15%
＞15%
轻度碱化土 中度碱化土 强碱化土
盐土——土壤表层可溶性盐（以NaCl、Na2SO4等 中性盐为主）超过一定含量（6~20g/kg）。
我国碱土定义：碱化层碱化度＞30%， 表层含盐量＜5g/kg，pH＞9.0
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
（2）生物因素 Na、K 、Ca、Mg等盐基的生物积累。 一些植物适应在较干旱条件下生长，而且有
富集碱性物质的作用：海蓬子含Na2CO3 3.75%， 碱蒿含2.76%。盐蒿含2.14%。
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
（3）母质 碱性物质的基本来源。基性岩、超基性岩富含
碱性物质。含盐基物质多，形成的土壤为碱性。 （4）施肥和灌溉
碱性土还原pH下降，主要由于在嫌气条件 下有机酸和CO2的积累过程及其综合作用。
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
第三节 土壤氧化还原反应
一、土壤氧化还原体系
土壤中同一物质可区分为氧化态(剂)和还原态 (剂),构成相应的氧化还原体系 。
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
1.土壤空气中O2是主要氧化剂 通气良好的土壤中，氧体系控制氧化还原反应，使 多种物质呈氧化态，如NO3－、Fe3+、Mn4+、SO42－等。 2.土壤有机质特别是新鲜有机物是主要还原剂，在 土壤缺O2条件下，将氧化物转化为还原态。 3.土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机体系。
6.土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、 排水而变化
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
二、土壤氧化还原指标
1. 强度指标 （1）氧化还原电位（Eh）

【土壤学】 第8章 土壤酸碱性和氧化还原性【精】

【土壤学】 第8章 土壤酸碱性和氧化还原性【精】

二、土壤碱度
碱性反应是土壤溶液OH-超过H+时反映出来，pH越高，碱性越强。
1、土壤总碱度
液相指标
石灰性土壤：具有石灰性反应的土壤。稀HCl检验。 2、土壤碱化度（钠饱和度） 固相指标
交换性钠离子占阳离子交换量的百分数，即钠饱和度。ESP 胶粒– Na + HOH =胶粒– H + NaOH 2 NaOH + H2CO3 = Na2CO3 + H2O 或 NaOH +CO2= Na2HCO3
石灰需要量 = 土壤体积 x 容重 x CEC x（1 -盐基饱和度） 石灰常数：石灰需用量理论值要乘以一经验常数，得出实际需用量。
石灰石粉： 1.3; 生石灰: 0.5
3、 改良土壤碱性
➢ 施用有机肥：CO2，有机酸 ➢ S及含S化合物 ➢ 生理酸性肥料 ➢ 石膏，硅酸钙，以钙换钠
第二节 土壤氧化还原性
3、与植物生长的关系
植物生长对土壤反应的要求 一般pH 6.5左右，各种养分有效性较高，大多数作物比较适宜。
五、土壤酸碱性的调节
1、土壤酸度的调节
1）施用石灰，调节土壤酸度，防Al, Mn危害
2）中和潜性酸 3）增加Ca，改良土壤结构 2、酸性土壤石灰需要量
方法
✓中和交换性酸或水解性酸 ✓依CEC和盐基饱和度计算
二、土壤氧化还原状况与土壤肥力的关系
1、指示土壤通气和排水情况
旱地一般 300-600； 若低于200，排水不良； 水田一般低于200-300，适宜180—200，若低于100，强还原，长期 -1 80以下，水稻死亡。
2、土壤养分形态和供应情况 高价—低价
3、 强还原状况下有毒物质产生和积累 有机酸， Fe2+ Mn2+ H2S CH4 H2

土壤酸碱性和氧化还原反应

土壤酸碱性和氧化还原反应
活性酸 吸附 解吸 潜性酸
强酸性土壤 Soils with strong acidity
交换性Al3+与溶液Al3+处于平衡：
Soil colloid Al3+
Al3+
溶液中Al3+水解显示酸性：
Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+
强酸性土中，Al3+大大多于交换性 H+,是活性酸（溶液 H+离子）的主要来源。 如：pH＜4.8的红壤，交换性Al3+占总酸度的95%以上
M H
Soil colloid
M
+ 2H+
Soil colloid
H
+
2M+
土壤中H+的来源 Origin of H+ in soils
水的解离 Dissociation of H2O
HOH H OH
碳酸解离 Dissociation of H2CO3 有机酸的解离 Dissociation of organic acid
土壤酸碱性和氧化还原反应
第一节 土壤酸、碱性的形成
Formation of soil acidity and alkalinity
Importance
The soil reaction is a term used to indicate soil acidity/alkalinity or acid-base reactions in soils. Many soil chemical and biochemical reactions can occur only at specific soil acidity/alkalinity. The rate of decomposition of soil minerals and organic matter is influenced by soil acidity/alkalinity. Formation of clay minerals depends on soil pH. Plant growth is also affected either directly or indirectly by soil pH. H+ ions are reported to have a toxic effect on plants when present in high concentration.

第9章 土壤酸碱性和氧化还原反应

第9章 土壤酸碱性和氧化还原反应


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（二）母质因素

母岩母质的组成性质对土壤酸碱度具有深刻的影响。

石灰岩、基性岩、超基性岩的盐基含量较高。当土壤的淋溶程 度较弱时，土壤pH会比附近其它母质上发育的土壤高。
滨海盐土含有丰富的易溶盐类及碳酸钙，加之地下水矿化度较 高。因此，发育的土壤的pH一般较高，土壤常呈碱性。


（四）施肥和灌溉的影响
1 土壤中的氧化还原体系 soil redox system

33/60
氧化剂：电子供体；被氧化； 还原剂：电子受体；被还原。

土壤中有多种氧化还原物质共存。
Oxidation: A reaction in which atoms or molecules gain oxygen, and lose hydrogen or electrons Fe2+=Fe3++eReduction: A reaction in which atoms or molecules lose oxygen, or gain hydrogen or electrons: N2+H2=NH3
high CEC = high buffering
29/60
3、 酸性土壤铝离子聚合对碱的缓冲作用
在 pH<5 的土壤中， Al3+ 被 6 个水分子所环绕， 形成水合铝离子。当土壤中 OH- 增多时，水合铝 离子聚合成更大的离子团，释放出H+：
2Al(H2O)63+ + 2OH[Al2(OH)2(H2O)8]4+ + 4H2O
我国土壤的酸碱性南北差异很大，由南向北土壤pH相差7个数量级。

2011_09土壤酸碱性和氧化还原反应

2011_09土壤酸碱性和氧化还原反应

2. ）潜性酸 土壤胶体上吸附的H 土壤胶体上吸附的 +和Al3+进入土壤溶液后表现出来的 酸度所引起的酸度。 酸度所引起的酸度。
表现形式 当它们从胶体上解离或被其它阳离子所交换 而转移到溶液中以后才显示酸性。 而转移到溶液中以后才显示酸性。
测定方法
交换性酸 水解性酸

3.） 活性酸与潜性酸的关系 ）
M+ Al3+
H+ + 4KCl M+
K+ M+ K+ K+ K+ M+
+ Al3 + + H+
Al3++ 3H2O
Al(OH)3
+ 3H+
（2）水解性酸
用过量强碱弱酸盐（ COONa）浸提土壤， 用过量强碱弱酸盐（CH3COONa）浸提土壤，胶体上的 氢离子或铝离子释放到溶液中所表现出来的酸性。 氢离子或铝离子释放到溶液中所表现出来的酸性。 COONa水解产生NaOH，pH值可达8.5， 水解产生NaOH 值可达8.5 CH3COONa水解产生NaOH，pH值可达8.5，Na+可以把绝 大部分的代换性氢离子和铝离子代换下来， 大部分的代换性氢离子和铝离子代换下来，从而形成醋 滴定溶液中醋酸的总量即得水解性酸度。 酸，滴定溶液中醋酸的总量即得水解性酸度。 Na+ M+ Al3+ H+ M+ + 4CH3COONa M+ Na+ Na+ Na+ + 4CH3COOH M+ + Al(OH)3
强酸性 酸性 微酸性 中性 微碱性 碱性 强碱性 pH值 值 ＜4.5 pH值 pH值 值 值 4.5～ 5.6～ ～ ～ 5.5 6.5 pH 值 pH 值 pH 值 pH值＞ 值 6.6 ～ 7.5 ～ 8.1～ 9．0 ～ ． 7.4 8.0 9.0

第九章土壤酸碱性和氧化还原反应

第九章土壤酸碱性和氧化还原反应

水 解 酸
活性酸
Na+交换出的氢和铝离子产生的酸度
羟基化表面解离的H+
土壤活性酸与潜性酸的关系
活性酸与潜性酸具有动态平衡关系，是一个平衡体系中的 两种存在状态,他们同时存在且相互转化。
土壤活性酸(活性H+或Al3+)增多,可被土壤胶粒吸附成为潜性酸,促使潜性增多 潜性酸增多,胶体上的H+或Al3+又通过交换作用转移到土壤溶液中,促使活性酸增多
pH＝pKa＋lg[盐]/[酸]
pH＝pKa＋lg[盐基]/[H+、Al3+]
当土壤BS＝50%时，对酸碱的缓冲能力最大。缓冲能力随 弱酸及其盐的总浓度或土壤CEC增加而增大。
（二）土壤酸碱缓冲体系(soil acid-base buffer system)
（1）碳酸盐体系:石灰性土壤的缓冲作用主要决定于
2、生物
主要是指具有富集碱性物质的植物,如海蓬子含Na2CO3 3.75%,碱蒿 2.76%,盐蒿2.14%,芦苇0.49%,这些植物死亡后,就将Na2CO3累积在土壤 中,从而导致土壤变碱。
3、施肥和灌溉
施用碱性肥料或用碱性水灌溉会使土壤碱化。如都江堰水质偏碱,长 期灌溉则会使稻田土壤pH升高。
4、母质
(2)土壤活性酸的测定
水浸酸:用水浸提得到的土壤酸度(pH水), 反应土壤活性酸
的强弱；
与盐浸酸:用KCl浸提获到的土壤酸度(pH盐)，除反映土壤溶
液中的氢离子外，还反映由K+交换出的土壤胶体表面氢和铝 离子表现出的酸性。pH水通常大于pH盐
水土比对土壤pH值的影响：测定土壤pH值时的水土比一般用
4、植物根系的代谢作用：植物根系汾泌物可直接或间接影响根

土壤学第四章-土壤酸碱性和氧化还原反应

土壤学第四章-土壤酸碱性和氧化还原反应

第二节 土壤氧化还原反应
一.土壤中的氧化还原体系
1、主要的体系：
Mn2+
Mn4+
锰
Fe3+
Fe2+
铁
O-2
O0
氧
S-2
S+6
硫
N-3
N+4
N+6 氮
H0
H+
氢
C-4
C+4
（有机）碳
2、主要的氧化剂和还原剂：
主要的氧化剂是土壤空气中的氧气当土壤中
的氧被消耗完后，依次NO-3、Mn4+、Fe3+、 SO42-作为电子受体被还原，这种依次被还原的 现象叫顺序还原作用.
三、土壤酸碱性和氧化还原状况与有毒物质的积 累：
1.强酸性土壤中Al3+、Mn2+的胁迫与毒害：
Al：PH<5.5 Al3+被活化， [Al3+]≥0.2 cmol/kg农作物受害，特别是幼苗。 PH5.5~6.3 可消除Al3+的毒害。
Mn：PH<5.5 [Mn2+]≥2~9cmol/kg、或植株干重 中含量为１０００mg/kg时产生锰毒。
二、土壤碱性的形成： 1. 碱性形成机理： 土壤中碱性盐的水解是形成碱性反应的主要
机理 Ca Mg Na的CO32-和HCO3-以及吸附交换 性Na+
①CaCO3的水解： 石灰性土壤上交换性Ca2+占优势的土壤
CaCO3、CO2、H2O处于同一平衡体系中
CaCO3+H2O
Ca2++HCO3-+OH-
1>各种养分有效度较高的PH范围在6.5~7.5

第九章 土壤酸碱性和氧化还原反应

第九章 土壤酸碱性和氧化还原反应

二.土壤酸度
1、 交换性酸 用中性盐溶液如1mol.L-1 KCL浸提土壤,土壤胶体表 面吸附的铝离子与氢离子进入溶液产生的酸。 2、水解性酸 用弱酸强碱盐溶液，如pH8.2的1mol.L-1 NaOAc溶 液浸提而产生的酸。
二.土壤酸度
(三）土壤酸化
是指在自然和人为条件下土壤pH下降的过程。 1、土壤酸化过程实质 2、土壤酸化的成因 （1）自然土壤发生过程 （2）生物地球化学过程 （3）施肥和土壤管理 （4）酸沉降 3、土壤酸化的环境效应 4、土壤酸化防治
土壤酸化过程
Al3+ Ca2+ 土壤 K+ 胶体 Na+ Mg2+ H+ + H+ Na Ca2+
Al3+
K+
Mg2+
H+
H+ 增加，土壤酸化 盐基离子淋溶
离子交换
二.土壤碱度
土壤碱性指标 1、pH 2、碱化度（钠碱化度；ESP-exchangeable sodium percentage） 是指土壤胶体吸附的交换性钠离子占阳离子交换量的百分率。
二.土壤酸度
（一）土壤活性酸 土壤溶液中的氢离子引起的酸，用pH表示。 土壤酸碱性划分 ﹤5.0 强酸性 5.0-6.5 酸性 6.5-7.5 中性 7.5-8.5 碱性 ﹥8.5 强碱性
二.土壤酸度
（二）土壤潜性酸 指土壤胶体上吸附的氢离子、铝离子等所产生 的酸，单位cmol.L-1/kg。 Al3++H2O⇋Al(OH)2++H+ Al(OH)2++ H2O⇋Al(OH)2++H+ Al(OH)2++H2O ⇋Al(OH)3+H+ 土壤中交换性铝离子是土壤潜性酸的主要贡献 者。在南方红壤土壤中占到90%以上。

土壤学课件第8章土壤酸碱性和氧化还原性

土壤学课件第8章土壤酸碱性和氧化还原性

3、碱性土的成因
➢干旱气候；降水量低于蒸发量 ➢母质； 基性、超基性岩 ➢过量施用石灰； ➢引灌碱性污水； ➢海水pH7.5-8浸渍。
三、土壤缓冲作用
1、定义 ① 狭义：把少量的酸或碱加入到到土壤里，其pH值的变化却不大，这
种对酸碱变化的抵抗能力，叫做土壤的缓冲性能或缓冲作用。 ② 广义：土壤是一个巨大的缓冲体系，对营养元素、污染物质、氧化还
2、氧化还原电位 氧化还原反应的通式：氧化态 + ne- = 还原态
（ 铂电极—甘汞电极，毫伏计） Nernst 公式
✓ E0为标准氧化还原电位（化学手册中可查到）,氧化态和还原态浓度 相等时产生的电位
✓ n为反应中电子转移数 ✓ 用0.059时，单位为v，用59时为mv
Eh可作为土壤通气性的指标。
土壤酸、碱缓冲容量和滴定曲线
在土壤悬液中连续加入标准酸或碱液，测定pH的变化,以纵座 标表示pH，横座标表示加的酸或碱量，绘制滴定曲线，又称缓冲 曲线。
砖红壤、红壤和黄棕壤胶体的中和曲线（于天仁，1987）
四Байду номын сангаас土壤反应与肥力的关系
1、影响土壤微生物的活动
土壤细菌和放线菌，如硝化细菌，固N菌，纤维分解菌等，均 适宜于中性和微碱性环境；在酸性条件，活动急剧降低；真菌对酸 碱性要求不严格。
2、潜性酸：是土壤酸度的潜在来源。数量指标
表现：1、土壤胶体活性功能团解离H+离子 R-COOH = R-COO- + H+
2、土壤胶体上吸附的H+离子其它阳离子代换 3、土壤胶体上吸附的Al3+离子的作用
交换性Al3+离子进入溶液， Al3+离子水解，产生H+

9土壤酸碱性和氧化还原反应

9土壤酸碱性和氧化还原反应
交换性酸量在进行调节土壤酸度，估算石灰用量时，有重要 参考价值。
（2）水解性酸度(soil hydrolytic acidity)
用弱酸强碱的盐类溶液（常用的为pH8.2的1mol NaOAc溶 液）浸提, 再以NaOH标准液滴定浸出液,根据所消耗的NaOH的 用量换算为土壤酸量。这样测得的潜性酸的量称之为土壤的水 解性酸。
***碱化度是指土壤胶体吸附的交换性钠离子
占阳离子交换量的百分率。
碱化度＝ 交换性钠 100 阳离子交换量
当土壤碱化度达到一定程度，可溶盐含量较低时， 土壤就呈极强的碱性反应，土壤理化性质上发生恶劣 变化，称为土壤的“碱化作用”（alkalinization)。
我国则以碱化层的碱化度>30%,表层含盐量<0.5%和 pH值>9.0定为碱土(alkaline soil) 。而将土壤碱化 度为5－10％定为轻度碱化土壤，10－15％为中度碱化 土壤，15－20％为强碱化土壤。
3
3
Al2 (OH) 2 ( H2 O) 8 4H2 O
[ Al4 (OH) 6 (OH2 )12 ]6 12H 2O
4
当土壤pH>5.0时,铝离子形成Al(OH)3沉淀， 失去它的缓冲能力。
5、有机酸体系 土壤腐殖酸，胡敏酸和富啡酸是一种大分 子有机酸，含有羧基、羟基、酚羟基、醇羟 基等功能团，此外，土壤中还存在多种低分 子有机酸，在土壤溶液中构成一个良好的缓 冲体系。对酸、碱具有缓冲作用。
石灰位＝ pH-0.5pCa
土壤酸度是土壤酸、碱性的简称
二、土壤酸度的数量指标
土壤胶体上吸附的氢、铝离子所反映的潜性酸量， 可用交换性酸度和水解酸度表示。 （1）交换性酸度(soil exchangeable acidity)

医学课件第八章土壤酸碱性和氧化还原反应

医学课件第八章土壤酸碱性和氧化还原反应

白杨 洋槐 松树 栋树 泡桐
6.0—8.0 6.0—8.0 5.0—6.0 5.0—6.0 6.0—8.0
马铃薯 4.8——5.4
杏
6.0—8.0 油 桐 6.0—8.0
向日葵 6.0——8.0 苹 果 6.0—8.0 榆 树 6.0—8.0
甘 蔗 6.0—7.0 桃、梨 6.0—8.0 掸 树 5.0—6.0
（一）气候因素 它决定成土过程的淋溶强度。气温高、降雨量大
的气候条件，母质、土壤中的盐基成分易于遭受淋失，使土壤逐渐
酸化。反之，干旱气候，降雨量远远低于蒸发量，盐基成分积累于
土壤及地下水，使土壤向碱化方向演化。即“南酸北碱”。
（二）母质因素 母岩母质的组成性质对土壤酸碱度具有深刻的影
响。如酸性岩上发育的土壤容易向酸性发展，而基性岩相反。
碱性（） 8.北方石灰性土壤的潜（性）在酸比南方酸性土壤高，是因为石灰
性土壤的CEC比酸性土高所致（） 9.盐基饱和度大的土壤，缓冲酸的能力强，盐基饱和度小的缓冲碱
的能力强（） 10.旱地通气条件良好，则Eh比水田要高（）
氧化态 ＋ ne ==== 还原态
氧化还原反应中的氧化态和还原态同时在电极上达到平 衡，其平衡电位，称为氧化还原电位，通常以Eh表示。
Eh E 0 RT ln a氧化剂
nF
a 还原剂
E0
0.059 n
log
[氧化态 ] [还原态 ]
☻(二)土壤间Eh的变化范围
➢ 旱地土壤Eh变动在200—750mv之间，如果大于 750mv，标志着土壤完全处于好气状态。如果Eh低 于200mv，则表明土壤水分过多，通气不良。土壤 的Eh在400—700mv之间，多数作物可以正常发育， 过高过低均对植物不利。

土壤酸碱性和氧化还原反应森林土壤

土壤酸碱性和氧化还原反应森林土壤
石灰位＝
是Ca(OH)2的化学位的简单函数。上式中为Ca(OH)2 在标准状况下的化学位
3、土壤碱性指标
（一）总碱度 总碱度是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的
总量。我国碱化土壤的总碱度占阴离子总量的50％以上， 高的可达90％，故可用总碱度作为土壤碱化程度分级的 指标之一。即
总 碱 度 ＝ C O 3 2 H C O 3 ( 厘 摩 尔 ( ) / 升 )
一、土壤酸碱形成的原因
1、土壤酸性形成的机理 （1）土壤中氢离子的来源： ★水的解离 ★碳酸解离 ★有机酸的解离 ★酸雨 ★其它无机酸 （2）土壤中铝离子的活化（形成酸性土壤的重要原因）
土壤酸化过程 Al3+
A土l3+壤CKa2++ 胶体 Na+
Mg2+
Ca2+ K+
Mg2+
H+ H+ H+ Na+
交换性酸量在进行调节土壤酸度，估算石灰用量时，有重要 参考价值。
（2）水解性酸度(soil hydrolytic acidity)
用弱酸强碱的盐类溶液（如的1mol NaOAc溶液）浸提, 再以 NaOH标准液滴定浸出液,根据所消耗的NaOH的用量换算为土壤 酸量。这样测得的潜性酸的量称之为土壤的水解性酸。
土壤的pH值随土壤含水量增加有上升的趋势。 因此，在测定土壤pH值时,应注意土水比。土水比 愈大，所测得的pH值愈大。
（四）土壤氧化还原条件对pH的影响
淹水或施有机肥促进土壤还原的发展，对土壤pH有明 显的影响。酸性土淹水后pH升高的原因主要是由于在嫌 气条件下形成的还原性碳酸铁、锰呈碱性，溶解度较大， 因之pH值升高。
二、土壤酸碱性和氧化还原状况与养分的生物有效性
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Mg2+
H+ H+ H+ Na+
离子交换
H+ 增加，土壤酸化 盐基离子淋溶
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2、土壤碱性形成的机理
形成碱性反应的主要机理 是碱性物质的水解反应。
土壤中的碱性物质主要是钙、镁、 钠的碳酸盐和重碳酸盐，以及胶体表 面吸附的交换性钠。
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▲碳酸钙水解
从上式可知：石灰性土壤的pH值主要受土壤空气中CO2分压控制 （1） 石灰性土壤的pH值，因CO2的偏压大小而变，所以在测定石灰 性土壤pH值时，应在固定的CO2偏压下进行，并必须注意在充分达到 平衡后测读。
交换性酸量在进行调节土壤酸度，估算石灰用量时，有重要
参考价值。
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（2）水解性酸度(soil hydrolytic acidity)
用弱酸强碱的盐类溶液（如pH8.2的1mol NaOAc溶液）浸提, 再以NaOH标准液滴定浸出液,根据所消耗的NaOH的用量换算为 土壤酸量。这样测得的潜性酸的量称之为土壤的水解性酸。
当土壤胶体上吸附的阳离子全部是致酸离子，称为 盐基完全不饱和态。此时土壤的pH值，称为土壤的极限 pH值。
土壤总酸度＝活性酸度＋潜在酸度
活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的强度； 潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。
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2、土壤酸度的强度指标
★土壤pH
土壤pH代表与土壤固相处于平衡的溶液中的H+离 子浓度的负对数, ★石灰位(lime potential)
在土壤胶体表面吸附的盐基离子中总是以钙离子 为主的，在酸性土壤的盐基离子中，钙离子约占总量 65－80％。因此，提出了表示土壤酸强度的另一指标 －石灰位。它将氢离子数量与钙离子数量联系起来，以 数学式pH-0.5PCa表示之，即
第九章
土壤酸碱性及氧化还原反应
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第一节 土壤酸碱反应
土壤酸碱性反应
土壤酸碱反应是指土壤酸性或碱 性的程度，常以pH值表示。
土壤酸碱反应是气候、植被、成土 母质等及人为因素共同作用的结果
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我国土壤的酸碱性反应，大多 数在pH4.5~8.5之间。在地理分布 上有“东南酸西北碱”的规律性。 大致可以长江为界（北纬33），长 江以南的土壤多为酸性或强酸性， 长江以北的土壤多为中性或碱性。 我国土壤的酸碱性南北差异很大
生
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二、土壤酸碱性度类型和指标 1、土壤酸度类型
★ 活性酸度(soil active acidity)
土壤活性酸是自由扩散于土壤溶液中的氢离 子浓度直接反应出来的酸度。
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★潜性酸 (soil potential acidity)土壤潜性酸是由于土 壤胶粒上吸附着氢离子和铝离子所造成的显出酸性，所 以它是土壤酸的潜在来源，故称为潜性酸。
结果:①交换程度比之用中性盐类溶液更为完全，土壤吸附性氢、 铝离子的绝大部分可被Na+离子交换。②水化氧化物表面的羟基 和腐殖质的某些功能团（如羟基、羧基）上部分H+解离而进入 浸提液被中和。
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★活性酸和潜性酸的关系
活性酸和潜性酸的总和，称为土壤总酸度。由 于它通常是用滴定法测定的，故又称之为土壤的滴定 酸度。它是土壤的酸度的容量指标。它与pH值在意义 上是不同的。
总 碱 度 ＝ C O 3 2 H C O 3 ( 厘 摩 尔 ( ) / 升 )
石灰性物质所引起的弱碱性反应（pH7.5-8.5)称为石灰性反应,
土壤称之为石灰性土壤。石灰性土壤的耕层因受大气或土壤中
CO2分压的控制，pH值常在8.0-8.5范围内,而在其深层,因植物 根系及土壤微生物活动都很弱,CO2分压很小,其pH值可升至 10.0以上。
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（二）碱化度（钠碱化度：ESP）
碱化度是指土壤胶体吸附的交换性钠离子占 阳离子交换量的百分率。
碱 化 度 ＝ 阳 交 离 换 子 性 交 钠 换 量 1 0 0
当土壤碱化度达到一定程度，可溶盐含量较低时， 土壤就呈极强的碱性反应，土壤理化性质上发生恶劣变
化，称为土壤的“碱化作用”（alkalinization)。
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一、土壤酸碱形成的原因
1、土壤酸性形成的机理 （1）土壤中氢离子的来源： ★水的解离 ★碳酸解离 ★有机酸的解离 ★酸雨 ★其它无机酸 （2）土壤中铝离子的活化（形成酸性土壤的重要原因）
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土壤酸化过程 Al3+
A土l3+壤CKa2++ 胶体 Na+
Mg2+
Ca2+ K+
可用交换性酸度和水解酸度表示。
（1）交换性酸度(soil exchangeable acidity)
用中性盐溶液如1mol KCl或0.06mol BaCl溶液(pH=7)浸提土壤时 土壤胶体表面吸附的铝离子与氢离子的大部分被浸提剂的阳离子 交换而进入溶液，浸出液中的氢离子及由铝离子水解产生的氢离 子，用标准碱液滴定,根据消耗的碱量换算,为交换性氢与交换性 铝的总量,即为交换性酸量(包括活性酸)。以厘摩尔（＋）/千克） 为单位，它是土壤酸度的数量指标。
பைடு நூலகம்
我国则以碱化层的碱化度>30%,表层含盐量<0.5%和pH值>9.0
定为碱土(alkaline soil) 。而将土壤碱化度为5－10％定为轻
度碱化土壤，10－15％为中度碱化土壤，15－20％为强碱化土
壤。
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三、影响土壤pH值的因素
（一）土壤胶体类型和性质对pH值的影响
1．土壤胶体的极限pH值
（2）土壤空气中CO2含量虽然高于大气，但很少高于10%，因此石灰
性土壤的pH总是在6.8～8.5之间，施用石灰中和土壤酸度是比较安
全的，不会使土壤过碱。
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▲碳酸钠的水解
▲交换性钠的水解
土壤碱化与盐化有着发生学上的联系。
盐土和碱土并非一物“盐碱土”，盐土的pH值一般小于
8.5, 盐土脱盐才可能 形成碱土。积盐和脱盐交替发
石灰位＝ pH-0.5pCa
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pH-0.5pCa是Ca(OH)2的化学位的简单函数。上式中 为Ca(OH)2在标准状况下的化学位
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3、土壤碱性指标
（一）总碱度
总碱度是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的 总量。我国碱化土壤的总碱度占阴离子总量的50％以上， 高的可达90％，故可用总碱度作为土壤碱化程度分级的 指标之一。即