第五章土壤酸碱性

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1、土壤酸碱性与氧化还原反应第五章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。几种酸性土剖面图红壤赤红壤砖红壤第一节土壤酸碱性一、土壤酸碱性的成因（外因）（一）、气候条件：南酸北碱（二）、生物因素：植物和微生物（三）、母质类型：酸性岩和基性岩（四）、人为活动：农事活动和酸雨（1）水的解离：H2OH++OH-（2）碳酸的解离：H2CO3H++HCO3-（3）有机酸的解离：有机酸H++R—C（4）

2、无机酸：硝化作用产生硝酸、硫化作用可产生硫酸；1.土壤中H+的来源土壤酸性的来源（形成内因）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++3H2OAl(OH)3+3H+土壤酸化过程土壤胶体Na+Mg2+K+Na+H+Ca2

3、+H+H+H+增加，土壤酸化Ca2+K+Mg2+盐基离子淋溶离子交换Al3+Al3+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。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、NaHCO3、CaCO3等;其次是土壤胶体上的Na+的代换水解作用。OH-的来源1.碳酸钙水解[CaCO3+H2OCa2++HCO3-+OH-]2.碳酸钠的水解[Na2CO3+2H2O2Na++2OH-+H2CO3]3.交换性钠的水解土壤胶体上交换性钠解吸：xNa++yH2

4、O（x-y）Na++yNaOHyH+1.活性酸(soilactiveacidity)二、土壤酸的类型土壤溶液中游离的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+]定义pH值酸碱度分级pH值酸碱度分级<4.54.5-5.55.5-6.06.0-6.56.5-7.0极强酸性强酸性酸性弱酸性中性7.0-7.57.5-8.58.5-9.5>9.5弱碱性碱性强碱性极强碱性我国土壤酸碱度分级土壤酸碱性的五级分类制pH小于5.5酸性pH在5.5~6.5微酸性pH在6.5~7.5中性pH在7.5~8.5微碱性pH大于8.5碱性2.潜性酸

5、(soilpotentialacidity)指土壤胶体上吸附的H+和Al3+所可能引起的酸度。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。定义表现形式测定方法代换性酸水解性酸用过量中性盐（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。（1）交换性酸(soilexchangeableacidity)交换性酸（常用1mol/LKCl提取）[cmol（+）·kg-1]M+M++4KClH+M+M+K+K++Al3+K+K+Al3+

6、+3H2OAl(OH)3+3H+Al3++H+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。（2）水解性酸(soilhydrolyticacidity)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。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。水解性酸(用pH8.2NaOAc溶液提取）[cmol（+）·kg-1]Al3+M+M+H++4

7、CH3COONaM+M+Na+Na+Na+Na++4CH3COOH+Al(OH)3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。潜性酸土壤交换性酸水解性酸cmol(+)·kg-1土黄壤（广西）3.626.81黄壤(四川)2.062.94黄棕壤(安徽)0.201.97黄棕壤(湖北)0.010.44红壤(广西)1.489.14水解性酸度一般要比交换性