土壤的阳离子交换课件.ppt

1、第三章第三章 土壤化学性质土壤化学性质第一节第一节 土壤胶体土壤胶体第二节第二节 土壤吸收保肥性土壤吸收保肥性第三节第三节 土壤酸碱性与缓冲性土壤酸碱性与缓冲性 第一节第一节 土壤胶体土壤胶体1.1.土壤胶体的概念（重点）土壤胶体的概念（重点）2.2.土壤胶体的种类（重点）土壤胶体的种类（重点）3.3.土壤胶体的构造（难点、难点）土壤胶体的构造（难点、难点）4.4.土壤胶体的性质、作用（重点、难点）土壤胶体的性质、作用（重点、难点）一、土壤胶体的概念一、土壤胶体的概念v一般把土壤中一般把土壤中1 11000nm1000nm的细粒均称为土壤的细粒均称为土壤胶体或土壤准胶体。胶体或土壤准胶体。v胶

2、体化学中胶体的范围是胶体化学中胶体的范围是1 1100nm100nm（至少在（至少在长、宽、高三个方向中有一个方向在这个范围）。长、宽、高三个方向中有一个方向在这个范围）。二二、土壤胶体的种类土壤胶体的种类胶体胶体无机胶体无机胶体有有机胶体机胶体有有 机机 无无 机机复复 合合 胶胶 体体含含水水氧氧化化铁铁、铝铝层层状状铝铝硅硅酸酸盐盐含含水水氧氧化化硅硅腐殖质、蛋白质、纤维素等腐殖质、蛋白质、纤维素等1：1型型2：1型胀缩性型胀缩性2：1型非胀缩性型非胀缩性硅氧四面体硅氧四面体层状铝硅酸盐基本构造层状铝硅酸盐基本构造硅氧片硅氧片铝氧八面体铝氧八面体（水铝八面体）（水铝八面体）铝氧片铝氧片（

3、水铝片）（水铝片）1:11:1型矿物型矿物 特点：晶层与晶层间距离稳定，连接紧密，内部空特点：晶层与晶层间距离稳定，连接紧密，内部空隙小隙小，电荷量少，单位个体大，分散度低。多出现电荷量少，单位个体大，分散度低。多出现于风化强烈的酸性土壤于风化强烈的酸性土壤。如高岭石类。如高岭石类。硅氧片硅氧片铝氧片铝氧片2:1型矿物 特点：胀缩性大，吸湿性强，易特点：胀缩性大，吸湿性强，易在两边硅氧片中以在两边硅氧片中以AlAl3+3+代代SiSi4+4+，有时可在硅铝片中，一般以有时可在硅铝片中，一般以MgMg2+2+代代AlAl3+3+带负电带负电吸附负离子。吸附负离子。颗粒细小，比表面大。颗粒细小，比

4、表面大。如蒙脱石，这类矿物多出现于如蒙脱石，这类矿物多出现于北方土壤。北方土壤。硅氧片铝氧片铝氧片硅氧片硅氧片2.有机胶体有机胶体 有机胶体主要是有机胶体主要是腐殖质腐殖质，还包括少量的木质，还包括少量的木质素、蛋白质、纤维素等。腐殖质胶体含有多种官素、蛋白质、纤维素等。腐殖质胶体含有多种官能团（羧基和酚羟基），属能团（羧基和酚羟基），属两性胶体两性胶体，在土壤中，在土壤中一般带负电一般带负电，对土壤胶体电荷影响较大，因而影，对土壤胶体电荷影响较大，因而影响到土壤的保肥与供肥性。但有机胶体的稳定性响到土壤的保肥与供肥性。但有机胶体的稳定性低于无机胶体，容易被微生物所分解低于无机胶体，容易被微生

5、物所分解。3.3.有机有机 -无机（矿质）复合体无机（矿质）复合体在农业土壤上，有机胶体一般很少单在农业土壤上，有机胶体一般很少单独存在，约有独存在，约有5050%-90%-90%是与矿质胶体结是与矿质胶体结合，形成有机无机复合体合，形成有机无机复合体（又称吸收又称吸收性复合体性复合体）。三三、土壤胶体的构造土壤胶体的构造土壤胶体分散系胶体微粒土壤溶液胶核双电层决定电位离子层补偿离子层非活性层扩散层胶粒v四四、土壤胶体的性质土壤胶体的性质与作用与作用（一）土壤胶体的比表面积和表面能（一）土壤胶体的比表面积和表面能比表面：是指每单位重量（或体积）物体的总表面比表面：是指每单位重量（或体积）物体的

6、总表面积。比面积表面积积。比面积表面积/质量质量 如高岭石比面积的典型值是如高岭石比面积的典型值是101020m20m2 2/g/g，蒙脱石是，蒙脱石是600600800m800m2 2/g/g，有机胶体的比表面可达，有机胶体的比表面可达1000m1000m2 2/g/g以上。以上。由于表面的存在而产生的能量（表面分子的引力或张力），叫做由于表面的存在而产生的能量（表面分子的引力或张力），叫做表面能。物质的比面积越大，吸附能力也越强，由于土壤胶体表面能。物质的比面积越大，吸附能力也越强，由于土壤胶体具有巨大的表面积，因而具有巨大的表面能。具有巨大的表面积，因而具有巨大的表面能。主要是同晶代换主

7、要是同晶代换。同晶置换：是指铝硅酸盐矿物中硅氧片或水铝片中的配位中心离子，被与其大小相近而电性符号相同的离子所取代，但其晶层结构未变的现象。指胶体随土壤溶液pH值的 变化而发生电荷数量、符号变化的那部分电荷。注意区分松散与分散注意区分松散与分散作业作业1.概念：土壤胶体、同晶代换。2.土壤胶体的种类，说明层状铝硅酸盐中的蒙脱石的性质特点。3.土壤胶体的构造。4.土壤胶体的性质。第二节第二节 土壤的保肥性与供肥性土壤的保肥性与供肥性主要内容主要内容1.1.土壤的吸收保肥方式（重点）土壤的吸收保肥方式（重点）2.2.土壤的阳离子交换（重点、难点）土壤的阳离子交换（重点、难点）3.3.土壤阴离子交换

8、（了解）土壤阴离子交换（了解）4.4.土壤供肥性（重点、难点）土壤供肥性（重点、难点）土壤吸收性能：土壤能吸收和保持土壤溶液中的分子土壤吸收性能：土壤能吸收和保持土壤溶液中的分子和离子悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。和离子悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。1 1 .机械吸收作用机械吸收作用机械吸收作用是指土壤对进入其中的固体物质的机械机械吸收作用是指土壤对进入其中的固体物质的机械阻留作用。机械吸收作用对养分的保存只能起部分极阻留作用。机械吸收作用对养分的保存只能起部分极其有限的作用。其有限的作用。一、一、土壤吸收性能的概念、类型土壤吸收性能的概念、类型土壤吸收性能的概念：土壤吸收

9、性能的概念：土壤吸收性能的类型土壤吸收性能的类型类型类型作用主体作用主体 作用机制作用机制作用对象作用对象特点特点机械吸收作机械吸收作用用土壤细孔土壤细孔机械阻挡机械阻挡颗粒状外来物质颗粒状外来物质物理吸收作物理吸收作用用土壤细粒土壤细粒分子引力分子引力分子态物质分子态物质化学吸收作化学吸收作用用活性离子活性离子化学沉淀化学沉淀外来活性离子外来活性离子养分失效养分失效物理化学吸物理化学吸收作用收作用土壤胶体土壤胶体静电引力静电引力活性离子活性离子生物吸收作生物吸收作用用土壤生物土壤生物选择吸收选择吸收有效养分有效养分选择性、创新选择性、创新性、暂时性性、暂时性（一）概念：（一）概念：1 1、阳

10、离子交换作用阳离子交换作用：土壤溶液中的阳离子与胶体表面的：土壤溶液中的阳离子与胶体表面的阳离子相互交换的作用。阳离子相互交换的作用。包含两个同时进行的过程：包含两个同时进行的过程：离子吸附离子吸附：溶液中的离子被吸附到胶体表面上。：溶液中的离子被吸附到胶体表面上。离子解吸离子解吸：胶体表面的离子脱离胶体进入溶液：胶体表面的离子脱离胶体进入溶液。土壤土壤胶粒胶粒土壤土壤胶粒胶粒Ca2+NH4+3K+Ca2+NH4+K+K+K+二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用（二）阳离子交换作用的基本特征（二）阳离子交换作用的基本特征1 1、可逆反应、可逆反应 2 2、等价交换、等价交换3 3、受质

11、量作用定律的支配、受质量作用定律的支配1 1、离子价：、离子价：M M3+3+M M2+2+M M+;2 2、离子半径和离子水化半径，同价离子，离子半径大的、水化半、离子半径和离子水化半径，同价离子，离子半径大的、水化半径小的交换能力大，径小的交换能力大，K K+Na Na+（离子的运动速度离子的运动速度 H H+水化很弱只与水化很弱只与1 1个水分子结合，个水分子结合，H H3 3O O+半径很小，运动速度快，因此交换能力大半径很小，运动速度快，因此交换能力大于二价离子。于二价离子。）3 3、离子浓度、离子浓度 交换能力弱的离子在浓度足够大的情况下，可以交换交换能力弱的离子在浓度足够大的情况

12、下，可以交换吸附浓度低高价离子。综上所述，阳离子交换能力顺序为：吸附浓度低高价离子。综上所述，阳离子交换能力顺序为：FeFe3+3+、AlAl3+3+H H+CaCa2+2+MgMg2+2+NHNH4 4+K K+NaNa+（三）影响阳离子交换的因素（三）影响阳离子交换的因素（四）阳离子交换量（四）阳离子交换量（CEC)Cation Exchange Capacity土壤土壤CEC大小受下列因素影大小受下列因素影响：响：1 1、胶体含量、胶体含量 质地粘重质地粘重CECCEC大。大。2 2、胶体类型、胶体类型 有机胶体有机胶体CECCEC远比矿远比矿质胶体大，施有机肥可大幅度质胶体大，施有机肥

13、可大幅度提高土壤保肥能力。提高土壤保肥能力。3 3、土壤、土壤PHPH值值 影响可变电荷的多少，影响可变电荷的多少，一般一般PHPH值升高，值升高，H+H+解离，可变解离，可变负电荷逐渐增多，负电荷逐渐增多，CECCEC也随之增也随之增加。加。概念：在一定概念：在一定PHPH时每时每1000g1000g干土所能吸附的全部交换性干土所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数。阳离子的厘摩尔数。土壤胶体土壤胶体CECcmol(+).kg-1腐殖质腐殖质200蛭蛭 石石100-150蒙脱石蒙脱石70-95伊利石伊利石10-40高岭石高岭石3-15氧化物氧化物2-4概念：土壤中交换性盐基离子（概念：土壤中交

14、换性盐基离子（K K+、NaNa+、NHNH4+4+、CaCa2+2+、MgMg2+2+等等）总）总量占阳离子交换量的百分数。它与土壤酸碱反应关系密切。量占阳离子交换量的百分数。它与土壤酸碱反应关系密切。交交换换性性盐盐基基离离子子总总量量（cmol/kg）盐盐基基饱饱和和度度（%）=阳阳离离子子交交换换量量（cmol/kg）100%（四）盐基饱和度（四）盐基饱和度v盐基饱和度盐基饱和度80%的土壤，一般认为是很肥的土壤，一般认为是很肥沃的土壤沃的土壤v盐基饱和度为盐基饱和度为5080%的土壤为中等肥力水的土壤为中等肥力水平平v盐基饱和度低于盐基饱和度低于50%的土壤肥力水平较低，的土壤肥力水

15、平较低，因为阳离子组成单一。因为阳离子组成单一。（四）盐基饱和度（四）盐基饱和度v阴离子交换作用阴离子交换作用：土壤中带正电荷的胶体所吸附的阴离子与土壤：土壤中带正电荷的胶体所吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离子相互交换的作用。溶液中的阴离子相互交换的作用。v按被土壤吸附保持的难易程度分为三类：按被土壤吸附保持的难易程度分为三类：（1 1）易于被土壤吸附：磷酸根（）易于被土壤吸附：磷酸根（H H2 2POPO4 4-、HPOHPO4 42-2-、POPO4 43-3-）、）、硅酸根（硅酸根（HSiOHSiO3 3-、SiOSiO3 32-2-）和某些有机酸的阴离子（如草酸根）。和某些有机酸的阴离子

16、（如草酸根）。（2 2）吸附作用很弱或进行负吸附的离子：）吸附作用很弱或进行负吸附的离子：ClCl-、NONO3 3-、NONO2 2-出现负吸附（固体表出现负吸附（固体表面浓度低于溶液中浓度）极易随水流失。面浓度低于溶液中浓度）极易随水流失。（3 3）中间类型的阴离子：）中间类型的阴离子：SOSO4 42-2-、COCO3 32-2-、HCOHCO3 3-、及某些有机酸（如醋酸根）的阴及某些有机酸（如醋酸根）的阴离子，土壤吸收它们的能力介于以上两类之间。离子，土壤吸收它们的能力介于以上两类之间。三、土壤中的阴离子吸附三、土壤中的阴离子吸附四、土壤供肥性（1 1）根毛直接和土壤胶体接触交换：根

17、在生长过程）根毛直接和土壤胶体接触交换：根在生长过程中释放出的中释放出的H+H+直接与土壤胶体上的交换性盐基离直接与土壤胶体上的交换性盐基离子直接交换；子直接交换；（2 2）通过溶液吸收：交换性阳离子被交换到溶液中，）通过溶液吸收：交换性阳离子被交换到溶液中，然后被植物吸收。然后被植物吸收。1 1、植物对土壤胶体上的交换性阳离子的吸收方式：、植物对土壤胶体上的交换性阳离子的吸收方式：（1 1）交换性阳离子饱和度）交换性阳离子饱和度 概念：指土壤中某种交换性阳离子的数量占概念：指土壤中某种交换性阳离子的数量占CEC的百分数。的百分数。离子的饱和度愈高，被交换解吸的机会愈多，有效度愈高离子的饱和度

18、愈高，被交换解吸的机会愈多，有效度愈高2、影响交换性阳离子有效度的因素：、影响交换性阳离子有效度的因素：土壤土壤CECCmol(+)/kg交换性钙交换性钙Cmol(+)/kg饱和度饱和度(%)A8675B301033土壤阳离子交换与离子饱和度土壤阳离子交换与离子饱和度四、土壤供肥性理解理解“施肥一大片，不如一条线施肥一大片，不如一条线”。（2 2）土壤中的陪补离子效应）土壤中的陪补离子效应 在土壤胶体上同时吸附着多种阳离子，对其中某种离子来说，其在土壤胶体上同时吸附着多种阳离子，对其中某种离子来说，其余的各种阳离子都称为它的陪补离子。余的各种阳离子都称为它的陪补离子。土壤胶体土壤胶体NH4+N

19、H4+H+Mg2+H+2K+陪补离子不同，对某一指定离子的陪补离子不同，对某一指定离子的有效度也不同。有效度也不同。陪补离子与土壤胶体之间的吸附力陪补离子与土壤胶体之间的吸附力愈大，与之共存的阳离子愈易解吸，有愈大，与之共存的阳离子愈易解吸，有效性愈高。效性愈高。四、土壤供肥性四、土壤供肥性2、影响交换性阳离子有效度的因素：、影响交换性阳离子有效度的因素：（3 3）胶体类型）胶体类型 不同类型的粘粒矿物，由于晶体构造特点不同，吸附不同类型的粘粒矿物，由于晶体构造特点不同，吸附阳离子的位置各不相同，释放的难易也不同。阳离子的位置各不相同，释放的难易也不同。在离子饱和度相同的情况下，蒙脱石吸附的阳

20、离子有在离子饱和度相同的情况下，蒙脱石吸附的阳离子有效度低于高岭石，原因在于蒙脱石吸附的阳离子大部分在效度低于高岭石，原因在于蒙脱石吸附的阳离子大部分在晶层间，高岭石则在表面。晶层间，高岭石则在表面。四、土壤供肥性四、土壤供肥性2、影响交换性阳离子有效度的因素：、影响交换性阳离子有效度的因素：（4 4）阳离子的非交换性吸收）阳离子的非交换性吸收 晶格固定：晶格固定：指层状铝硅酸盐粘粒矿物晶层表面的六个硅氧四面体指层状铝硅酸盐粘粒矿物晶层表面的六个硅氧四面体联成的六角型网穴，其半径与联成的六角型网穴，其半径与K K+和和NHNH4 4+相接近。当粘粒矿物脱水收缩相接近。当粘粒矿物脱水收缩时，晶层

21、表面所吸附的时，晶层表面所吸附的K K+和和NHNH4 4+极易陷入上述网穴中而成为非交换性极易陷入上述网穴中而成为非交换性阳离子，使其有效性降低。阳离子，使其有效性降低。四、土壤供肥性四、土壤供肥性2、影响交换性阳离子有效度的因素：、影响交换性阳离子有效度的因素：作业1、名词解释：土壤的保肥性能、阳离子交换作用、阳离子交换量、阳离子交换能力、盐基饱和度2、阳离子交换作用的特点？3、影响阳离子交换量的因素？4、常见阳离子交换能力顺序？影响阳离子交换能力的因素？5、影响交换性阳离子有效度的因素？土壤酸碱性和缓冲性土壤酸碱性和缓冲性 主要教学目标：主要教学目标：掌握土壤酸碱性和缓冲性的基本掌握土壤

22、酸碱性和缓冲性的基本含义。含义。掌握土壤酸碱性改良的基本方法。掌握土壤酸碱性改良的基本方法。了解土壤酸碱性对植物生长的影了解土壤酸碱性对植物生长的影响。响。土壤酸碱性和缓冲性土壤酸碱性和缓冲性本章重点：本章重点：主要是土壤酸碱度和缓冲性的基本概念主要是土壤酸碱度和缓冲性的基本概念 以及对植物生长的影响。以及对植物生长的影响。其次是土壤酸碱性的改良方法。其次是土壤酸碱性的改良方法。土壤酸碱性和缓冲性土壤酸碱性和缓冲性 本章难点：本章难点：是土壤为什么具有的缓冲性。是土壤为什么具有的缓冲性。这部分内容与土壤阳离子交换的内容相这部分内容与土壤阳离子交换的内容相关。关。主要原因就是与土壤胶体及其胶体上

23、吸主要原因就是与土壤胶体及其胶体上吸收的离子的作用。收的离子的作用。土壤酸碱性和缓冲性土壤酸碱性和缓冲性主要内容主要内容第一节第一节土壤酸碱性土壤酸碱性第二节第二节 土壤酸碱性对植物和养分有效土壤酸碱性对植物和养分有效性影响性影响第三节第三节 土壤缓冲性土壤缓冲性第一节第一节 土壤酸碱性土壤酸碱性1、土壤酸的来源、土壤酸的来源（1）土壤中）土壤中H+的来源。的来源。由由 CO2引起；引起；土壤有机体的分解产生有机酸；土壤有机体的分解产生有机酸；硫化细菌和硝化细菌产生的酸；硫化细菌和硝化细菌产生的酸；生理酸性肥料的施用。生理酸性肥料的施用。1、土壤酸的来源、土壤酸的来源（2）气候对土壤酸化的影响

24、）气候对土壤酸化的影响在潮湿地带，溶液中的氢离子进入胶体在潮湿地带，溶液中的氢离子进入胶体取代盐基离子，积累在土壤胶体表面。取代盐基离子，积累在土壤胶体表面。东北地区的酸性土是在寒冷多雨的气候东北地区的酸性土是在寒冷多雨的气候条件下产生的。条件下产生的。北方和西北地区的降雨量少，淋溶作用北方和西北地区的降雨量少，淋溶作用弱，导致盐基积累，土壤大部分为石灰弱，导致盐基积累，土壤大部分为石灰性、碱性或中性土壤。性、碱性或中性土壤。1、土壤酸的来源、土壤酸的来源（3）土壤铝离子的活化）土壤铝离子的活化当胶体表面吸附的氢离子达到一定限度时，晶格当胶体表面吸附的氢离子达到一定限度时，晶格结构遭破坏，有些

25、铝水八面体解体，铝离子脱结构遭破坏，有些铝水八面体解体，铝离子脱离晶格的束缚，成为活性铝离子。被吸附在粘离晶格的束缚，成为活性铝离子。被吸附在粘土矿物的表面，成为交换性的阳离子土矿物的表面，成为交换性的阳离子在较强的酸性条件下释放出来，进入到土壤胶体在较强的酸性条件下释放出来，进入到土壤胶体表面，其数量比氢离子数量大得多。表面，其数量比氢离子数量大得多。长江以南的酸性土壤，主要是由于铝离子引起的长江以南的酸性土壤，主要是由于铝离子引起的。第一节第一节 土壤酸碱性土壤酸碱性二、土壤酸度类型二、土壤酸度类型1、活性酸、活性酸由土壤溶液中游离的由土壤溶液中游离的H+引起的酸性，常用引起的酸性，常用p

26、H值表示。值表示。土壤中的水分含有各种可溶的有机、无机土壤中的水分含有各种可溶的有机、无机成分，有离子态、分子态，还有胶体态成分，有离子态、分子态，还有胶体态的。的。一、土壤酸度类型及来源一、土壤酸度类型及来源主要根据活性酸划分：主要根据活性酸划分：pH7.5 我国土壤我国土壤pH一般在一般在4-9之间。在地理分之间。在地理分布上呈现南酸北碱、沿海偏酸，内陆偏布上呈现南酸北碱、沿海偏酸，内陆偏碱的规律。碱的规律。2、潜性酸、潜性酸土壤胶体上吸附的氢离子或铝离子，进土壤胶体上吸附的氢离子或铝离子，进入溶液后显示出酸性。入溶液后显示出酸性。表示方法：表示方法：常用常用1000克烘干土中氢离子的厘摩

27、尔数克烘干土中氢离子的厘摩尔数表示。表示。2、潜性酸的类型、潜性酸的类型（1）代换性酸：）代换性酸：用过量中性盐（氯化钾、氯化钙等）溶用过量中性盐（氯化钾、氯化钙等）溶液，与土壤胶体发生交换作用，土壤液，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与浸提剂胶体表面的氢离子或铝离子与浸提剂的阳离子所交换所表现出的酸性。的阳离子所交换所表现出的酸性。2、潜性酸、潜性酸（2）水解性酸：用过量强碱弱酸盐）水解性酸：用过量强碱弱酸盐（CH3COONa）浸提土壤，胶体上的浸提土壤，胶体上的氢或铝离子释放到溶液中表现的酸性。氢或铝离子释放到溶液中表现的酸性。CH3COONa水解产生水解产生NaOH，

28、pH值可值可达达8.5，Na+可以把绝大部分的代换性可以把绝大部分的代换性的氢离子和铝离子代换下来，形成醋的氢离子和铝离子代换下来，形成醋酸酸。水解反应交换性酸和水解性酸的关系交换性酸和水解性酸的关系交换性酸和水解性酸的关系交换性酸和水解性酸的关系二、土壤碱度二、土壤碱度1、OH离子的来源离子的来源 土壤弱酸强碱盐的水解，碳酸及重碳酸的钾、土壤弱酸强碱盐的水解，碳酸及重碳酸的钾、钠、钙、镁等盐类。如钠、钙、镁等盐类。如Na2CO3、NaHCO3、CaCO3等；等；其次是土壤胶体上的其次是土壤胶体上的Na+的代换水解作用。的代换水解作用。2、碱度的表示方法、碱度的表示方法 土壤碱性的高低用土壤碱

29、性的高低用pH值表示；值表示；用用Na+的饱和度表示。的饱和度表示。三、三、土壤酸碱性对植物和养分的影响土壤酸碱性对植物和养分的影响（一）、土壤酸碱性对植物的影响（一）、土壤酸碱性对植物的影响 1、大多数植物在、大多数植物在pH9.0或或2.5的情况下都难的情况下都难以生长。植物可在很宽的范围内正常生长，但以生长。植物可在很宽的范围内正常生长，但有适宜的有适宜的pH。喜酸植物：杜鹃属、越桔属、茶花属、杉木、喜酸植物：杜鹃属、越桔属、茶花属、杉木、松树、橡胶树、帚石兰；松树、橡胶树、帚石兰；喜钙植物：紫花苜蓿、草木犀、南天竺、柏属、喜钙植物：紫花苜蓿、草木犀、南天竺、柏属、椴树、榆树等；椴树、榆

30、树等；喜盐碱植物：柽柳、沙枣、枸杞等。喜盐碱植物：柽柳、沙枣、枸杞等。2、植物病虫害与土壤酸碱性直接相、植物病虫害与土壤酸碱性直接相关：关：1）地下害虫往往要求一定范围的）地下害虫往往要求一定范围的pH环境条件。如竹蝗喜酸而金龟子喜环境条件。如竹蝗喜酸而金龟子喜碱；碱；2）有些病害只在一定的）有些病害只在一定的pH值范围内值范围内发作，如悴倒病往往在碱性和中性发作，如悴倒病往往在碱性和中性土壤上发生。土壤上发生。3、土壤活性铝：、土壤活性铝：是一个重要的生态因子，对自然植被的分布、生是一个重要的生态因子，对自然植被的分布、生长和演替有重大影响；长和演替有重大影响；在强酸性土壤中含铝多，生活在这

31、类土壤上的植在强酸性土壤中含铝多，生活在这类土壤上的植物往往耐铝甚至喜铝（帚石兰、茶树）；物往往耐铝甚至喜铝（帚石兰、茶树）；但对于一些植物来说，如三叶草、紫花苜蓿，铝但对于一些植物来说，如三叶草、紫花苜蓿，铝是有毒性的，土壤中富铝时生长受抑制；是有毒性的，土壤中富铝时生长受抑制；研究表明铝中毒是人工林地力衰退的一个重要原研究表明铝中毒是人工林地力衰退的一个重要原因。因。（二）、土壤酸碱性对养分有效性的影（二）、土壤酸碱性对养分有效性的影响响 1、在正常范围内，植物对土壤酸碱、在正常范围内，植物对土壤酸碱性敏感的原因：性敏感的原因：是由于土壤是由于土壤pH值影响土壤溶液中各值影响土壤溶液中各种

32、离子的浓度，影响各种元素对植种离子的浓度，影响各种元素对植物的有效性。物的有效性。2、土壤酸碱性对营养元素有效性的影响：、土壤酸碱性对营养元素有效性的影响：（1）氮在）氮在68时有效性较高，是由于在小时有效性较高，是由于在小于于6时，固氮菌活动降低，而大于时，固氮菌活动降低，而大于8时，时，硝化作用受到抑制；硝化作用受到抑制；（2）磷在）磷在6.57.5时有效性较高，由于在时有效性较高，由于在小于小于6.5时，易形成磷酸铁、磷酸铝，有时，易形成磷酸铁、磷酸铝，有效性降低，在高于效性降低，在高于7.5时，则易形成磷酸时，则易形成磷酸二氢钙二氢钙；无机磷的固定（3）钾、钙、镁容易流失，因此酸性土壤

33、容易）钾、钙、镁容易流失，因此酸性土壤容易缺乏。在缺乏。在pH高于高于8.5时，土壤钠离子增加，钙、时，土壤钠离子增加，钙、镁离子被取代形成碳酸盐沉淀，因此钙、镁的镁离子被取代形成碳酸盐沉淀，因此钙、镁的有效性在有效性在pH6-8时最好；时最好；（4）铁、锰、铜、锌、钴五种微量元素在酸性）铁、锰、铜、锌、钴五种微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性高；土壤中因可溶而有效性高；钼酸盐不溶于酸而溶于碱，在酸性土壤中易缺钼酸盐不溶于酸而溶于碱，在酸性土壤中易缺乏硼酸盐在乏硼酸盐在pH5-7.5时有效性较好。时有效性较好。（三）、土壤酸碱性的改良1、土壤酸性土改良、土壤酸性土改良经常使用石灰。经常使用石灰

34、。达到中和活性酸、潜性酸、改良土壤结构的目的。达到中和活性酸、潜性酸、改良土壤结构的目的。沿海地区使用含钙的贝壳灰。也可用紫色页岩粉、粉沿海地区使用含钙的贝壳灰。也可用紫色页岩粉、粉煤灰、草木灰等。煤灰、草木灰等。石灰施用量的计算：石灰施用量的计算：生石灰需要量（生石灰需要量（g/m2)=阳离子代换量阳离子代换量*（1盐基饱和盐基饱和度）度）*土壤重量土壤重量*28*1/1000 2、中性和石灰性土壤的人工酸化、中性和石灰性土壤的人工酸化 露地花卉可用硫磺粉（露地花卉可用硫磺粉（50g/平方米）或硫酸平方米）或硫酸亚铁（亚铁（150克克/平方米），可降低平方米），可降低0.51个个pH单位。也

35、可用矾肥水浇制。单位。也可用矾肥水浇制。3、碱性土壤、碱性土壤 施用石膏，还可用磷石膏、硫酸亚铁、硫磺施用石膏，还可用磷石膏、硫酸亚铁、硫磺粉、酸性风化煤、有机肥。粉、酸性风化煤、有机肥。四、四、土壤的缓冲性土壤的缓冲性（一）、定义：（一）、定义：在自然条件下，向土壤加入一定量的在自然条件下，向土壤加入一定量的酸或碱，土壤酸或碱，土壤pH值不因土壤酸碱环境值不因土壤酸碱环境条件的改变而发生剧烈的变化，这说条件的改变而发生剧烈的变化，这说明土壤中具有抵抗酸碱变化的能力，明土壤中具有抵抗酸碱变化的能力，土壤这种特殊的抵抗能力，称为缓冲土壤这种特殊的抵抗能力，称为缓冲性。性。（二）、意义：（二）、意

36、义：使土壤酸度保持在一定的范围内，避免因施肥、使土壤酸度保持在一定的范围内，避免因施肥、根的呼吸、微生物活动、有机质分解和湿度的根的呼吸、微生物活动、有机质分解和湿度的变化而变化而pH值强烈变化，为高等植物和微生物值强烈变化，为高等植物和微生物提供一个有利的环境条件。提供一个有利的环境条件。土壤缓冲作用的大小，可以用缓冲量表示。缓冲土壤缓冲作用的大小，可以用缓冲量表示。缓冲量是土壤溶液改变一个单位量是土壤溶液改变一个单位pH值时所需酸碱值时所需酸碱的摩尔数。的摩尔数。（三）、土壤具有缓冲性的原因：（三）、土壤具有缓冲性的原因：1、土壤胶体的代换性能、土壤胶体的代换性能 土壤胶体上吸收的盐基离子

37、多，则土壤土壤胶体上吸收的盐基离子多，则土壤对酸的缓冲能力强；对酸的缓冲能力强；当吸附的阳离子主要为氢或铝离子时，对当吸附的阳离子主要为氢或铝离子时，对碱的缓冲能力强。碱的缓冲能力强。2、土壤中有多种弱酸及其盐类、土壤中有多种弱酸及其盐类弱酸种类如：碳酸、重碳酸、硅酸和各种弱酸种类如：碳酸、重碳酸、硅酸和各种有机酸。有机酸。3、铝体系：、铝体系：4、两性物质的作用、两性物质的作用有机质、有机质、AA、蛋白质、蛋白质（四）、（四）、影响土壤缓冲性的因素：影响土壤缓冲性的因素：第七章 土壤酸碱性土壤酸碱性主要内主要内容容1.土壤酸碱性产生的原因（宏观）（一般）土壤酸碱性产生的原因（宏观）（一般）2

38、.土壤酸碱性的分级与表示方法（重点）土壤酸碱性的分级与表示方法（重点）3.土壤酸性的产生与改良（重点、难点）土壤酸性的产生与改良（重点、难点）4.土壤碱性的产生与改良（重点、难点）土壤碱性的产生与改良（重点、难点）5.土壤缓冲性的产生与作用（重点）土壤缓冲性的产生与作用（重点）一、土壤酸碱性产生的原因一、土壤酸碱性产生的原因1.1.气候因素气候因素 水、热条件水、热条件2.2.母质因素母质因素 盐基成分含量盐基成分含量3.3.生物因素生物因素 富集作用、分泌物富集作用、分泌物4.4.施肥和灌溉的影响施肥和灌溉的影响 水、肥的酸碱性。水、肥的酸碱性。二、土壤酸碱的存在形式和表示方法二、土壤酸碱的

39、存在形式和表示方法（一）（一）土壤土壤pHpH和酸碱性分级：和酸碱性分级：pH 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 级别级别 强酸性强酸性 酸性酸性 弱酸性弱酸性 中性中性 弱碱性弱碱性 碱性碱性 强碱性强碱性土壤的酸碱度一般用土壤的酸碱度一般用pH值表示。值表示。H H和和AlAl3 3 pHpH v指土壤溶液中游离的指土壤溶液中游离的H H浓度所直接显示的酸度。它是土壤酸度浓度所直接显示的酸度。它是土壤酸度的强度指标，通常用的强度指标，通常用pHpH值表示。测水浸出液值表示。测水浸出液pHpH值。值。v指土壤胶体上吸附着的指土壤胶体上吸附着的H H和和AlAl3 3所引起的酸度

40、。它是土壤酸度所引起的酸度。它是土壤酸度的容量指标。一般情况下它不直接显示出来，只有当被吸附的的容量指标。一般情况下它不直接显示出来，只有当被吸附的 H H和和AlAl3 3被交换到溶液中后才显示，所以称为潜性酸度，通常被交换到溶液中后才显示，所以称为潜性酸度，通常用用1000g1000g烘干土中烘干土中H H的厘摩尔数来表示。的厘摩尔数来表示。3.过酸土壤改良措施过酸土壤改良措施 方法措施：使用石灰（生石灰、熟石灰、方法措施：使用石灰（生石灰、熟石灰、石灰石）石灰石）用量用量:根据潜性酸度来确定。根据潜性酸度来确定。1.1.土壤碱性的产生土壤碱性的产生 土壤呈碱性反应主要是因为其中盐基离子土

41、壤呈碱性反应主要是因为其中盐基离子含量高。含量高。盐基离子：交换性阳离子中除致酸离子以盐基离子：交换性阳离子中除致酸离子以外的其它阳离子，如外的其它阳离子，如NaNa+,K,K+,Ca,Ca2+2+,Mg,Mg2+2+等。等。NaNa+含量过高称为碱化土。含量过高称为碱化土。CaCa2+2+,Mg,Mg2+2+含量过高称为石灰性土壤。含量过高称为石灰性土壤。土壤碱性的强弱程度一般用平衡溶液的土壤碱性的强弱程度一般用平衡溶液的pHpH值表示。值表示。土壤碱化度（容量指标）：土壤中土壤碱化度（容量指标）：土壤中NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3含量（含量（单位单位cmolc

42、mol/kg/kg土）叫做土壤碱化度，也常用于地下水。土）叫做土壤碱化度，也常用于地下水。土壤碱化度（强度指标）：土壤中交换性钠离子占阳离子土壤碱化度（强度指标）：土壤中交换性钠离子占阳离子交换量的百分数叫做土壤碱化度。交换量的百分数叫做土壤碱化度。交换性钠（交换性钠（cmol/kg）碱化度（碱化度（%）=阳离子交换量阳离子交换量(cmol/kg)100%3.碱化土的改良措施（1）农业措施：施有机肥；灌排水洗碱；种植喜碱耐碱植物。（2）化学改良：施用含硫废物如黄铁矿、硫酸亚铁等；施用石膏。1.1.直接影响植物生长直接影响植物生长幻灯片幻灯片 10102.2.影响养分的有效性影响养分的有效性幻灯

43、片幻灯片 1414 3.3.影响土壤微生物活性影响土壤微生物活性土壤微生物活性与土壤微生物活性与pHpH值关系密切：细菌适宜中性或稍偏酸；放线菌适宜中性或稍值关系密切：细菌适宜中性或稍偏酸；放线菌适宜中性或稍偏碱；真菌耐酸耐碱能力较强。偏碱；真菌耐酸耐碱能力较强。4.4.影响土壤物化性质影响土壤物化性质酸性土壤和碱性土壤的物理性质都很差（分散，干时僵硬，湿酸性土壤和碱性土壤的物理性质都很差（分散，干时僵硬，湿时泥泞）。时泥泞）。4 45 56 67 78 89 9N NCa&MgCa&MgP PK KS SFeFe、MnMn、ZnZn、CuCu、CoCoMoMoB BPHPH（一）土壤缓冲性与缓冲容量（一）土壤缓冲性与缓冲容量1.1.交换性阳离子的缓冲作用交换性阳离子的缓冲作用2.2.弱酸及其盐类的缓冲作用弱酸及其盐类的缓冲作用3.3.两性物质的缓冲作用两性物质的缓冲作用1 1、过碱过酸土壤的改良措施？、过碱过酸土壤的改良措施？2 2、土壤缓冲性概念、机制及意义？、土壤缓冲性概念、机制及意义？