6酸碱性及氧化还原反应演示课件.ppt

第六章 土壤酸碱性和氧化还原性 土壤酸碱性和氧化还原性是土壤的两项极为重要的化学性质，对作物的生长、微生物的活动、土壤中发生的各种反应、养分的有效化及土壤的物理性质等方面都有很大影响。它们是土壤溶液的性质，又与土壤固相和气相密切相关。 第一节 土壤酸碱性 土壤酸碱性是指土壤溶液的反应，它取决于土壤溶液中所含少量H+和OH-浓度的相对数量。通常所说的土壤pH值，就代表了土壤溶液的酸碱度。但是土壤溶液中游离的H+和OH-的浓度又和土壤胶体吸附的H+、Al3+和Na+、Ca2+等离子保持着动态平衡关系，所以我们不能孤立地研究土壤溶液的酸碱反应，而必须联系土壤胶体和离子的交换吸附作用。;一、土壤溶液 土壤水不是纯水，自然降水就溶有少量的CO2、O2、HNO2，以及微量的NH4+和其它化合物，进入土壤后即和土壤组成物质接触并发生作用，促使土壤中更多的可溶性物质溶于水中，这种含有各种可溶性物质的土壤水，便是土壤溶液。土壤溶液是土壤中最活跃的组成部分，它直接参与土壤的形成过程。土壤的酸碱反应和氧化还原过程是在土壤溶液中进行的，而且在土壤物质交换、植物营养以及水分的供应等方面也起着重要作用。; (一) 土壤溶液的组成 土壤溶液的组成异常复杂，且在土壤中不断地运动并改变着本身的成分和浓度，它主要由以下物质组成： 1．少量气体。如CO2、 O2、NH3以及多种还原性气体CH4、H2、H2S等。 2．各种无机盐类。主要有Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等离子组成的硝酸盐、重碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐和磷酸盐，以及其它溶解度较小的化合物如Fe、Al、Mn的盐类等。 3．有机物质。主要有可溶性蛋白质、可溶性糖类、氨基酸、腐殖酸及其盐类。 4．胶体物质。主要为硅酸、铁铝氧化物及一些有机化合物。;(二) 土壤溶液的浓度 土壤溶液的浓度很低，一般为200-1000mg/kg，即很少超过0.1% （盐土）除外，相应的渗透压也小于1atm，可保证植物对水分和养分的正常吸收。 (三) 影响土壤溶液动态变化的因素 土壤溶液和土壤各组成部分存在着密切的关系，所以土体内任何一种成分的变化，都会影响土壤溶液浓度和???成成分的改变。影响其变化的主要有一下几个因素：; 1．土壤温度：是引起土壤溶液浓度变化的主要因素，因为各种无机盐类都随温度升高而加大其溶解度。温度不同时，气体在土壤溶液中的溶解度差异也很显著。 2．土壤湿度：土壤水分含量所引起的土壤溶液组成发生变化有以下三种情况： ⑴ 随湿度增加而硝酸盐和氯化物的浓度不断降低，说明这些易溶性盐类几乎全部存在于土壤溶液中。 ⑵ 磷酸的浓度并不因湿度不同而有显著变化，说明磷酸的浓度在土壤溶液中基本是饱和的，通常在1-3mg/kg范围内。 ⑶ 阳离子含量的变化视离子种类而不同，通常土壤溶液中Ca2+很多，湿度增加时，一价金属离子浓度的降低多于钙。 3．土壤溶液组成成分间的相互作用：某些物质可以增加或降低其它物质的溶解度，以及碱土金属离子与多价酸根发生沉淀等。 4．生物活动：植物在生长期间从土壤溶液中吸取数量不等的各种养分，引起土壤溶液组成的不断变化。 此外，施肥、耕作、灌水等农业措施对其亦有影响。;二、土壤酸碱性 土壤酸碱反应是土壤在其形成过程中受自然成土因素（气候、生物、母质、地形等）的综合作用所产生的重要属性，在耕地土壤中，它们还受耕作、施肥、灌溉、排水等一系列农业措施的影响而发生相应的变化，并与土壤生物活动密切相关。因此，在探讨土壤发生、演变的原因和规律、以及合理利用和改良土壤时，都应当对土壤酸碱性产生的原因及其对土壤物质的转化、土壤理化性质的影响等有所了解。; (一) 土壤酸度 土壤胶体上吸附的H+和Al3+是土壤酸性的根源。 1．土壤中H+的来源：土壤中的H+，主要和气候、母质、生物等因素以及人类农业实践有关。 ⑴ 南方湿热，化学风化强烈，自然成土过程中盐类大量淋失，H+ 被大量吸附到胶体上和在溶液中游离。 ⑵ 北方气候湿冷的条件下，针叶林来源的有机质，形成较多的富啡酸，使土壤进行酸性淋溶，从而土体中H+较多。 ⑶ 矿物的影响：如硫化合物（黄铁矿）经氧化形成H2SO4： 2FeS2+7O2+2H2O---2H2SO4+2FeSO4 ⑷ 微生物活动、根系的呼吸放出CO2，有机质分解过程中释放的有机酸和CO2. ⑸ 生理酸性肥料的使用：如(NH4)2SO4、K2SO4等，均带入大量的酸根离子。 ⑹ 铝离子的释放水解，产生大量的H+。 ⑺ 灌溉水中带入的H+。; 2．土壤酸度的类型：土壤酸度一方面和溶液中的H+有关， 另一方面更多的是和土壤胶体中吸附的致酸离子（H+、Al3+）有密切