土壤酸碱性及缓冲性

4. 盐碱土的指示植物 盐吸（Suaeda ussuriensis）分布在华北和东北的盐土、 碱土和盐碱土上。 三棱草（Scirpus maritimus），生长在排水不良的盐土、 碱土和盐碱土上。 三春柳（Tamarix juniperina）,分布在渤海边和内蒙黄河 沿岸的盐土区。
三棱草（
三春柳
土壤酸性
酸雨！！！
在自然界自然产生的酸性物质，在正常的降雨过程 中能稀释，使它们不会产生什么危害。 人为活动: 如燃煤发电厂、工业燃煤的锅炉、家庭炊 用和取暖用煤以及机动车等排放的大量含硫和含氮 的废气, 这些人类活动排放到大气中的含硫和含氮的
氧化物在运行过程中，经过复杂的大气化学和大气 物理作用，形成硫酸盐和硝酸盐，与空气中水分反 应形成酸，随雨、雪等降落到地面，就是硫酸和硝 酸的水溶液，就形成了酸雨。
7.0-7.5 7.5-8.5 8.5-9.5 >9.5
弱碱性 碱性 强碱性 极强碱性
土壤酸性
2. 潜性酸
定义
指土壤胶体上吸附的H+和Al3+所引起的酸度。 表现形式 这些离子只有当它们从胶体上解 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。 代换性酸 测定方法 水解性酸
土壤酸性
（1）交换性酸
第一节 土壤酸性
土壤酸性
红壤
赤红壤
砖红壤
几种酸性土剖面图
土壤酸性
一、土壤酸性形成的原因
土壤酸性,一方面与溶液中H+浓度相关，另一方面更多 的是与土壤胶体上吸附的致酸离子（H+或Al3+）有密 切关系。
土壤中酸性的主要来源：胶体上吸附的H+ 或Al3+ 、 CO2 溶于水所形成的碳酸、有机质分解产生的有机酸、 氧化作用产生少量无机酸、以及施肥加入的酸性物质 等。
NaHCO3、CaCO3等;
其次是土壤胶体上的Na+的代换水解作用。
土壤碱性
一、土壤碱性形成的原因
1 . 碳酸钙水解 [ CaCO3+H2O Ca2+ +HCO3- + OH-] 2. 碳酸钠的水解 [Na2CO3 + 2H2O 2Na+ + 2OH- + H2CO3]
3 . 交换性钠的水解
几种土壤中的交换性酸和水解性酸量的比较
潜性酸 土壤
交换性酸
水解性酸
cmol(+)· -1土 kg 3.62 2.06 6.81 2.94
黄壤（广西） 黄壤(四川)
黄棕壤(安徽)
黄棕壤(湖北) 红壤(广西)
0.20
0.01 1.48
1.97
0.44 9.14
土壤酸性
3. 活性酸与潜性酸的关系
活性酸
先有活性酸，后有潜性酸； 潜性酸大大地大于活性酸；
Al3++ 3H2O Al(OH)3 + 3H+
用中性盐溶液浸提而测得的酸量只是土壤潜性酸 量的大部分，而不是它的全部。交换性酸在进行 调节土壤酸度估算石灰用量时有重要参考价值。
土壤酸性
（2）水解性酸
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。
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。
我国土壤酸碱性概况与酸碱性调节
3. 自然植被 不同植被凋落物的分解产物对土壤酸碱性产生不同 影响： 针叶林凋落物分解后形成的有机酸较多，盐基较少， 故其下的土壤一般呈酸性。 滨海红树林残体分解后形成大量SO42-，使土壤呈强 酸性。 一些耐盐、耐碱的植物会选择性地富集盐基离子， 其残体分解后会促进土壤碱性的发展。
交换性钠 阳离子交换量
×100
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。 碱化层的碱化度>30%,表层含盐量<0.5%和pH值>9.0定 为碱土。 碱化度在5%-20%时称碱化土，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。
CaCO3及MgCO3的溶解度很小，在正常CO2分压下，它们在土 壤溶液中的浓度很低，所以含CaCO3和MgCO3的土壤，其pH值 不可能很高，最高的pH值在8.5左右，这种因石灰性物质所引起 的弱碱性反应（pH值7.5～8.5）称为石灰性反应，该土壤称之为 石灰性土壤。
土壤碱性
2. 碱化度
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（%）=
花菜
小麦
玉米
甘蔗
玉米
紫云英
柑桔
甜菜
葡萄
大麦
莴苣 芦笋
甘蓝
棉花 碗豆
水稻
苹果
芝麻
黑麦 小米
菠菜
桔子 梨
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
砖红壤上的油棕林
砖红壤上的橡胶林
赤红壤上的荔枝园
红壤上次生马尾松林
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
红壤上的柑橘园
红壤旱地上油茶-大豆间作
红壤丘陵上种植的烟草和柑橘
黄壤上的杉木林
有尾铁线蕨（Adiantum caudatum）,生长在华南。
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
3. 盐土的指示植物 海蓬子（Salicornia herbacea）， 分布在河北和辽东沿海的盐土上。 盐爪爪(Kalidium gracile)，分布在内陆盐土上。
海蓬子
盐爪爪
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
地刷子（Lycopodium complanatum），生在海拔较高的冷湿地区。
铺地蜈蚣（Lycopodium cernuum），生在亚热带的潮湿地区。
铁芒箕
铺地蜈蚣
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
2. 钙质土的指示植物
铁线蕨（Adiantum capillus-veneris）,分布在华南和西南 的石灰岩地区。
土壤酸性
二、土壤酸的类型 1.活性酸 定义
土壤溶液中游离的H+所表现的酸度。 活性酸度的表示：
决定土壤溶液中H+浓度，通常用pH值表示，
即pH=-lg[H+]
土壤酸性
我国土壤酸碱度分级
pH值 酸碱度分级 pH值 酸碱度分级
<4.5 4.5-5.5 5.5-6.0 6.0-6.5 6.5-7.0
极强酸性 强酸性 酸性 弱酸性 中性
用过量中性盐（氯化钾、氯化钠等）溶液，与土 壤胶体发生交换作用，土壤胶体表面的氢离子或 铝离子被浸提剂的阳离子所交换，使溶液的酸性 增加。测定溶液中氢离子的浓度即得交换性酸的
数量。
土壤酸性
交换性酸（常用1mol/L KCl提取）[cmol（+）· -1] kg K+ M+ H+ M+ K+ + 4KCl + Al3 + + H+ M+ Al3+ M+ K+ K+
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，从而形成醋酸，滴定溶液中醋酸的总量 即得水解性酸度。
土壤酸性
M+ Al3+
水解性酸(用pH8.2 NaOAc溶液提取） [cmol（+）· -1] kg Na+ H+ M+ Na+ + 4CH3COOH + 4CH3COONa M+ Na+ M+ + Al(OH)3 Na+
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
3.对土壤养分有效性影响
在pH6.5附近，大多数营养元素的有效性 都较高。 N、K 、 S元素在微酸性、中 性、碱性土 壤中都较高。 P元素在中性土壤中有效性最高， pH<5 和pH>7时有效性降低。 Ca和Mg在pH6.5-8.5有效性大，在强酸性 和强碱性土壤中有效性较低。
我国土壤酸碱性概况与酸碱性调节
中国土壤酸碱度分布图
我国土壤酸碱性概况与酸碱性调节
二、影响土壤酸碱性的因素
1. 气候的影响 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，土壤多呈碱性。
我国土壤酸碱性概况与酸碱性调节
2. 母质的影响
Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素有效性在 酸性和强酸性高。 Mo在酸性土壤中有效性较低，pH>6时有 效性增加。
植物营养元素的有效性与pH的关系
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
二、对植物生长的影响
只能在某一特定的酸碱范围内生长，这类植物可以为 土壤酸碱度起指示作用，习惯上被称为指示植物。
1. 酸性土的指示植物 铁芒箕（Dicranopteris linearis）,生在华南酸性土上。
用碱滴定溶液中醋酸的总量即是水解酸的量。土壤水解酸 反应生成难电离的Al(OH)3和CH3COOH，所以反应向右进 行彻底，即土壤胶体中吸附的H+和Al3+能较完全被交换出 来。水解性酸度也可作为酸性土壤改良时计算石灰需要量 的参考数据。
土壤酸性
水解性酸度一般要比交换性酸度大得多，但这两者 是同一来源，本质上是一样的，都是潜性酸，只是 交换作用的程度不同而已。
土壤酸性
2 .土壤中铝的活化
胶体上交换性铝离子被交换进入溶液后使土壤呈酸性。 氢离子进入土壤 ， 随着阳离子交换作用的进行，土壤盐基 饱和度下降，而氢离子饱和度渐渐提高。 当土壤粘粒矿物表面吸附的氢离子超过一定限度时，这些 胶粒的晶体结构就会遭到破坏，有些铝氧八面体被解体， 使铝离子脱离了八面体晶体的束缚，变成活性铝离子。 活性铝离子被吸附在带负电荷的粘粒表面，转变为交换性 铝离子，交换性铝离子解吸后，水解形成酸性： Al3++ 3H2O Al(OH)3 + 3H+
潜性酸 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。
活性酸与潜性酸处于动态平 衡中。
第二节 土壤碱性
土壤碱性
石灰性土
滨海盐土
几种碱性土剖面图
土壤碱性
OH-的来源
土壤弱酸强碱盐的水解，碳酸及重碳酸的 钾 、 钠 、 钙 、 镁 等 盐 类 。 如 Na2CO3 、
我国土壤酸碱性概况与酸碱性调节
4. 地形 不同地形部位的盐基淋失和富集状况不同，土壤pH也有 差异： 地形高处的土壤的盐基淋失较强烈，pH可能较低； 低洼处的土壤多接受盐基的淀积，所以pH可能较高； 内陆一些闭流区域或集水洼地，由于大量富集径流水带 来的Ca，Mg，K，Na的重碳酸盐类，pH可能较高。
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
植物适宜的pH范围
适应偏碱 性pH7-8 紫苜蓿 金花菜 甜菜 适应中到微碱 性pH6.5-7.5 苹果 黄花苜蓿 大麦 适应中到微酸 性的pH6-7 蚕豆 碗豆 甜菜 适应偏酸性 的pH5.5-6.5 水稻 油菜 花生 适应酸性的 pH5-6 小麦 大麦 燕麦
豆类
土壤酸性
1. 土壤中H+的来源
（1）水的解离： H2O
H+ + OHH+ + Hale Waihona Puke BaiduCO3H+ +R—C
O O-
（2）碳酸的解离： H2CO3 （3）有机酸的解离：有机酸 （4）无机酸 ：
硝化作用产生硝酸、硫化作用可产生硫酸；（NH4） 2SO4、KC1和NH4C1等生理酸性肥料施入到土壤中， 因为阳离子NH4+、K+被植物吸收而留下酸根，导致 溶液中H+增多。 （5）酸雨 ：pH<5.6的夹带大气酸性物质的降水。
第四节 我国土壤酸碱性概况 与土壤酸碱性调节
我国土壤酸碱性概况与酸碱性调节
一、我国土壤酸碱性概况
南酸北碱，一般在4.5-8.5之间。
吉林、内蒙古、华北的碱土的pH值有的高
达10.5；台湾省新八仙山和广东省鼎湖山、 五指山的黄壤的pH值有低至3.6～3.8，以上 是已知的我国土壤的最高和最低PH范围。
土壤胶体上交换性钠解吸：
xNa+ + yH2O
（x-y）Na+ + yNaOH yH+
土壤碱性
二、土壤碱性的指标
1. pH值 土壤溶液中OH-浓度>H+浓度，pH>7，土壤表现为碱性。 2. 总碱度 指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的总量 总碱度=CO32-+HCO3单位： cmol (-) · -1 L
第九章 土壤酸碱性及缓冲性
内容提要
土壤酸性 土壤碱性 土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响 我国土壤酸碱性概况与土壤酸碱性调节 土壤缓冲性
土壤酸碱性
土壤酸碱性是指土壤溶液的反应。
它反映土壤溶液中H+ 浓度和OH- 浓度比例，同时也
决定土壤胶体上致酸离子（H+ 或Al3+ ）或碱性离子 （Na+ ）的数量及土壤中酸性盐和碱性盐类的存在数 量，是由母质、生物、气候以及人为作用等多种因子 控制的。
第三节 土壤酸碱性对土壤肥力 和植物生长的影响
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
一、对土壤肥力的影响
1. 对土壤微生物的影响 土壤细菌和放线菌适宜于中性和微碱性环境； 在强酸性土壤中真菌则占优势 。 2. 对土壤胶体带电性影响
土壤环境pH 值高时，土壤胶体负电荷数量增多， 相应 于阳离子交换量也增加，土壤保肥性、供肥性增 强。